暗記カード – 消費機器

消費機器 全5章 暗記カード(30枚)|ガス主任ハック
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1
燃焼の基礎
カード7枚
ウォッベ指数(WI)の意味頻出

WI = H / √d(H:発熱量、d:比重)

同一ノズル・同一圧力でのガス流量はノズル径・圧力・比重で決まる

WIが同じ→同じバーナーで同じインプット(熱量)

13A標準:WI = 52.7 MJ/m³前後

WI = H/√d の式とインプットへの影響が頻出。
総発熱量と真発熱量頻出

総発熱量(HHV):燃焼水を液体として回収・より大きな値

真発熱量(LHV):燃焼水を水蒸気として排出・より小さな値

真発熱量 = 総発熱量 − 蒸発潜熱

「真=総−蒸発潜熱」は毎年出題の必須公式。
理論空気量と空気比頻出

理論空気量:完全燃焼に必要な最小空気量

空気比(m):実際の供給空気量 / 理論空気量

m > 1:過剰空気(完全燃焼に向かう)

m < 1:空気不足→不完全燃焼→CO発生

「空気比<1→CO発生」の関係が最重要。
燃焼の3要素頻出

可燃物(ガス)

酸素(空気)

点火源(着火温度)

メタンの着火温度:約650℃(比較的高い)

燃焼の3要素と着火温度の数値が頻出。
都市ガスの比重と特性頻出

13A(都市ガス):比重 ≒ 0.65(空気より軽い→上方に滞留)

LPG(プロパン系):比重 > 1(空気より重い→下方に滞留)

爆発限界:下限値(LEL)以上・上限値(UEL)以下で着火

都市ガスは軽い・LPGは重いの対比と爆発限界が頻出。
ノズル噴出量の式甲種

Q = k × D² × √(P/d)

(Q:噴出量、k:定数、D:ノズル径、P:ノズル圧力、d:比重)

インプット I = Q × H(H:発熱量)

Q = kD²√(P/d) の式が甲種で計算問題に出題される。
燃焼排ガスの組成頻出

完全燃焼時:CO₂H₂ON₂(過剰O₂あり)

不完全燃焼時:CO(一酸化炭素)が発生→中毒危険

乾き排ガス:湿り排ガスから水蒸気を除いたもの

「完全燃焼→CO₂・H₂O」「不完全燃焼→CO発生」が頻出。
2
給排気方式
カード6枚
給排気方式の分類頻出

開放式:室内空気を燃焼・排気を室内に放出

半密閉式(CF・FE):室内空気を燃焼・排気を屋外に排出

密閉式(BF・FF):屋外空気を燃焼・排気を屋外に排出

開放・半密閉・密閉の3分類と給気・排気の方向が基本。
CF式(自然排気式)の特徴頻出

CF(Combined Flue):自然排気(煙突効果)

設置条件:逆風止めの設置・給排気口の有効断面積確保

排気筒の逆勾配:禁止(ドレンや排気逆流のリスク)

「逆風止めが必要」「排気筒の逆勾配禁止」が頻出。
FE式(強制排気式)の特徴頻出

FE(Forced Exhaust):排気ファンで強制排気

給気は室内空気(自然給気)

FF式との違い:FF式は給排気ともに強制

「FE=強制排気・自然給気」「FF=給排気ともに強制」が頻出対比。
FF式(強制給排気式)の特徴頻出

FF(Forced Flue):給排気ともに強制(ファン使用)

屋外からの給気・屋外への排気→室内空気質に影響しない

ウインドプルーフ(風圧対策):給排気筒を同一端末で処理

FF式は給排気ともに強制という点と同一端末処理が頻出。
特定ガス消費機器と排気筒義務頻出

排気筒必要(12 kW超):ガス調理機器・瞬間湯沸器・衣類乾燥機

排気筒必要(7 kW超):貯湯式湯沸器・常圧貯蔵湯沸器・ガスストーブ

ふろがま:全品(熱量に関わらず)排気筒必要

12kW超・7kW超・ふろがま全品の3区分が頻出穴埋め。
地下街・超高層の特別規制頻出

地下街:ガス警報設備の設置義務・ガス管は金属管接続(ゴム管禁止)

高さ60m超の超高層建物:自動ガス遮断装置または警報器のどちらかを設置

「地下街=警報設備+金属管」「60m超=遮断装置または警報器」が頻出。
3
制御装置と安全装置
カード6枚
点火装置の種類頻出

圧電式:圧電素子(電源不要)・ライター型

連続スパーク式:電池または交流電源・連続放電

瞬時点火:1回のスパークで着火

緩点火:徐々に火力を上げる(逆火防止)

「圧電式は電源不要」「連続スパーク式は電源が必要」が対比頻出。
温度検出方式5種頻出

サーミスタ:半導体・温度↑で抵抗値↓(NTC型

バイメタル:2種金属の膨張差で湾曲・自動または手動復帰

温度ヒューズ:溶断→回路切断(一回限り)

熱電対:ゼーベック効果(起電力)

フェライト:磁性変化を利用

5種の原理と特徴比較が頻出。「サーミスタ=NTC型」を覚える。
立ち消え安全装置2種の比較頻出

熱電対式:火炎の熱で起電力発生→電磁弁保持→消火で電流0→弁閉

フレームロッド式:火炎の整流作用でセンサー電流→消火で電流0→弁閉

ファンヒーターには主に熱電対式が使用される

熱電対式とフレームロッド式の動作原理の違いが頻出。
過熱防止・空だき保護装置頻出

バイメタル式:設定温度超えで回路切断・自動復帰型(温度低下で復帰)

温度ヒューズ式:溶断→回路永久切断(交換必要)

空だき保護:湯沸器の過熱→バイメタル式サーモスタットで遮断

「バイメタル=自動復帰」「温度ヒューズ=永久切断」の対比が頻出。
安全装置の5グループ頻出

立ち消え安全装置(消火時のガス遮断)

過熱防止装置(機器の過熱保護)

空だき保護装置(湯沸器の空焚き防止)

過圧安全装置(ガス圧異常上昇防止)

不完全燃焼安全装置(CO濃度上昇で遮断)

5グループの名称と機能の対応を整理する。
フェイルセーフ設計の原則頻出

フェイルセーフ:機器が故障・異常時に自動的に安全側に移行

ガス機器の実装:電源OFFや信号断→ガス遮断弁を閉止

フレームロッド:火炎消火→電流0→弁閉(フェイルセーフ設計)

「フェイルセーフ=故障時に安全側」の原則が頻出。
4
冷暖房・GHP
カード5枚
吸収冷温水器の基本原理頻出

作動流体:臭化リチウム(LiBr)水溶液(吸収剤)+(冷媒)

構成:再生器(高温発生器)凝縮器蒸発器吸収器

駆動:ガスの熱で駆動(コンプレッサー不要)

LiBr水溶液と4機器(再生器・凝縮器・蒸発器・吸収器)が頻出。
吸収冷温水器のCOP頻出

COP(成績係数):冷凍能力 / 投入熱量

1重効用:COP ≒ 0.7

2重効用:COP ≒ 1.2(高温再生器を追加→効率向上)

3重効用:COP ≒ 1.6〜1.7

1重効用(0.7)・2重効用(1.2)・3重効用(1.6〜)のCOP数値が頻出穴埋め。
GHPの特徴頻出

GHP(ガスエンジンヒートポンプ):ガスエンジンでコンプレッサーを駆動

暖房能力:排熱回収で暖房COP大(>3)

電力ピーク対策:夏期の電力使用を削減・エネルギー分散

「GHP=ガスエンジン駆動」「排熱回収で暖房に優れる」が頻出。
吸収ヒートポンプ(AHP)甲種

Type1(加熱型):低温熱源→高温熱として取り出す(COP > 1)

Type2(温度増幅型):高温駆動熱で超高温熱を生成(COP < 1)

活用:廃熱回収・地域熱供給

Type1・Type2の違いとCOPの大小が甲種頻出。
電気ヒートポンプとの比較頻出

電気HP(EHP):電力駆動・COP 3〜6・圧縮機式

ガス吸収式:ガス熱駆動・COP 0.7〜1.7・コンプレッサー不要

GHP:ガスエンジン駆動・暖房に有利・排熱利用

3種のヒートポンプのCOPと駆動源の対比が頻出。
5
コジェネ・燃料電池・NGV
カード6枚
コージェネレーションの概念頻出

コジェネ(CGS):電気と熱を同時供給するシステム

総合エネルギー効率:電気効率+熱回収効率=75〜90%

一次エネルギー削減効果:分散型電源として送電ロスを削減

「電気と熱の同時供給」「総合効率75〜90%」が頻出。
ガスエンジン式コジェネ頻出

発電効率:30〜40%

排熱源:排気ガス冷却水から回収

適用規模:中小規模(数十kW〜数MW)

特徴:構造簡単・起動停止容易・部分負荷特性良好

発電効率(30〜40%)と排熱回収源(排気+冷却水)が頻出。
ガスタービン式コジェネ頻出

発電効率:25〜40%

排熱源:排気ガス(高温・大量)のみ

特徴:大容量・高品位排熱・NOx少・振動小

適用規模:大規模(1MW以上)

「ガスタービン=高品位排熱・大容量」が頻出対比。
燃料電池の原理と種類頻出

原理:水素の電気化学反応(H₂+O₂→H₂O+電気)

固体高分子型(PEFC):動作温度約80℃・家庭用・エネファーム

固体酸化物型(SOFC):動作温度700〜1,000℃・高効率・業務用

溶融炭酸塩型(MCFC):大規模発電向け

PEFC(家庭用・80℃)とSOFC(高温・高効率)の対比が頻出。
天然ガス自動車(NGV)頻出

CNG(圧縮天然ガス):約20MPaに圧縮・高圧タンクに貯蔵

LNG自動車:液体のまま搭載・長距離大型車向き

特徴:NOx・PMが少ない・排ガスクリーン

CNG(20MPa)とLNG車の違い、排ガスクリーン性が頻出。
地域冷暖房(DHC)頻出

DHC(District Heating and Cooling):プラントから熱媒(温水・冷水・蒸気)を配管供給

メリット:個別設備不要・省エネ・熱源の集中管理

供給媒体:蒸気・温水・冷水

DHCの供給媒体(蒸気・温水・冷水)と集中管理のメリットが頻出。