第三種電気主任技術者の過去問 令和2年度（2020年） 電力 問23

[1]正しいです。

水の流速が急激に変化すると、水圧管内の圧力の急変動がおきます。

これを水撃作用と呼びます。

[1]の文章はその説明として正しいです。

[2]正しいです。

長さが長くなるほど、水の体積が大きく、

慣性も大きく働くことから、水撃作用が大きくなります。

また、弁の閉鎖が短時間であれば、水の流速の変動も急激となり、

水撃作用は大きく働くことになります。

[3]誤りです。

サージタンクには、弁の閉鎖により、

せき止められた水の圧力を逃がすという目的があり、

そのために密閉構造は採用されません。

「差動式」「小孔式」「水室式」等は存在しますが、

それぞれの違いよりも、密閉構造であるかどうかが、

この問の正誤を見分けるポイントです。

[4]正しいです。

サージタンクは、その水位を上下させることにより、

水圧管内の圧力変動を抑え、水撃作用を軽減するものです。

[5]正しいです。

差動式サージタンクは、ライザと呼ばれる管内の

水位変化を利用するもので、問題文の通りです。

全体を通して、[5]は細かい内容で、正答であるかどうかを判別しづらいですが、

この内容の理解度を問うより、明らかに間違いである[3]に

気が付くことが出来るかを確認されていると言えるでしょう。

正解は3です。

水撃作用とは、配管内を流れる水の速度が急激に変化することにより、管内の圧力が過度に上昇、下降する現象です。

バルブを閉めたときや、ポンプが急停止したときなどに、水の慣性で管内に衝撃と高水圧が発生し、管路内の設備に破損が生じることがあります。

それを回避するためにサージタンクを設け、配管内の水量速度が急激に変化しないように、水量を調節します。

1.→ 正しいです。

水撃作用とは、配管内を流れる水の速度が急激に変化することにより、管内の圧力が過度に上昇、下降する現象です。

2.→ 正しいです。

弁を閉めると、管路の圧力波が伝播します。
弁に流れがあるとき（管がタンクなどの開放端に接続されているとき）、圧力波は弁を閉めると、開放端に向かて進み、Uターンして戻ってきます。
弁の開閉速度が、圧力波が戻ってくる時間よりも早いとき、圧力上昇、下降を抑制できません。
また、圧力波の戻ってくる速さは、管の長さに相対して決まります。
よって、管の長さが長い方が、また、弁の閉鎖時間が早い方が、水撃作用は大きくなります。

3.→ 誤りです。

サージタンクは、水量速度が急激に変化しないよう、水量調整をおこなうために設けます。
サージタンクには、「単動型」「差動型」「制水孔型」「水室型」などがあります。

　単動型：管路に径の太い管を接続したサージタンクです。サージを水位の上下によって吸収します。ただし条件によっては共振を起こす可能性があります。

　差動型：サージタンク内に、径の細い単動型サージタンク(ライザ)を設けたサージタンクです。ライザーの方が先に水位が変化し、ディファレンシャルタンク（ライザを除いた部分）が遅れて水位が変化します。

　制水孔型：単動型サージタンクの、管路とサージタンクの接続部にサージタンク径よりも小さい孔（ポート）を設けたサージタンクです。

　水室型：単動型サージタンクの途中に空間（水室）を設けたサージタンクです。

4.→ 正しいです。

サージタンクの水位が上下することにより、圧力変動を抑える効果があります。

5.→ 正しいです。

サージタンク内に、径の細い単動型サージタンク（ライザ）を設けてあるため、ライザの水位が先に変化します。

よって、タンクの水位変化を小さくする効果があります。