電験三種 令和元年度(2019) 電力 問2 過去問解説
次の文章は,水車の構造と特徴についての記述である。
(ア)を持つ流水がランナに流入し,ここから出るときの反動力により回転する水車を反動水車という。(イ)は,ケーシング(渦形室)からランナに流入した水がランナを出るときに軸方向に向きを変えるように水の流れをつくる水車である。一般に,落差 $40\,\mathrm{m}$〜$500\,\mathrm{m}$ の中高落差用に用いられている。
プロペラ水車ではランナを通過する流水が軸方向である。ランナには扇風機のような羽根がついている。流量が多く低落差の発電所で使用される。(ウ)はプロペラ水車の羽根を可動にしたもので,流量の変化に応じて羽根の角度を変えて効率がよい運転ができる。
一方,水の落差による(ア)を(エ)に変えてその流水をランナに作用させる構造のものが衝動水車である。(オ)は,水圧管路に導かれた流水が,ノズルから噴射されてランナバケットに当たり,このときの衝動力でランナが回転する水車である。高落差で流量の比較的少ない地点に用いられる。
上記の記述中の空白箇所(ア),(イ),(ウ),(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) (ア)圧力水頭,(イ)フランシス水車,(ウ)カプラン水車,(エ)速度水頭,(オ)ペルトン水車
- (2) (ア)速度水頭,(イ)ペルトン水車,(ウ)フランシス水車,(エ)圧力水頭,(オ)カプラン水車
- (3) (ア)圧力水頭,(イ)カプラン水車,(ウ)ペルトン水車,(エ)速度水頭,(オ)フランシス水車
- (4) (ア)速度水頭,(イ)フランシス水車,(ウ)カプラン水車,(エ)圧力水頭,(オ)ペルトン水車
- (5) (ア)圧力水頭,(イ)ペルトン水車,(ウ)フランシス水車,(エ)速度水頭,(オ)カプラン水車
答えと解説を見る
正解は(1)
解説
【考え方】反動水車は「圧力」、衝動水車は「速さ」で回る水車です。水頭(水のもつエネルギーを高さで表したもの)には、圧力水頭(水の圧力のエネルギー)と速度水頭(水の速さのエネルギー)があります。
■1 (ア) 反動水車
反動水車は、圧力をもった水がランナ(羽根車)を通りぬけるときの反動で回ります。→ (ア) 圧力水頭
■2 (イ)(ウ) 反動水車の種類
うず巻き形のケーシングから入った水が、軸の方向へ向きを変えて出ていく水車は、フランシス水車です。中くらい〜高い落差で使います。→ (イ) フランシス水車
プロペラ水車の羽根を動かせるようにしたものは、カプラン水車です。→ (ウ) カプラン水車
■3 (エ)(オ) 衝動水車
衝動水車は、圧力をノズルで速さに変えて、水を勢いよく噴き出させます。→ (エ) 速度水頭
ノズルの噴流をバケット(おわん形の羽根)に当てて回すのは、ペルトン水車です。→ (オ) ペルトン水車
答えは(1)ピヨ。
出典:令和元年度(2019) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)電力 問2