2級電気工事施工管理技士 過去問
令和6年度（2024年）後期
問11 (ユニットC 問1)

この問題は、水力発電に使われる水車の種類と構造の特徴について問うものです。

特に「圧力水頭」「ランナ」「流入方向」などの用語に注目して判断します。

＜記述内のキーワード＞

圧力水頭をもつ流水をランナに作用させる構造の水車
→ 水の圧力エネルギーを利用するという意味なので、これは反動水車の特徴です。

流水がランナの外周から流入し、ランナ内で軸方向に向きを変えて流出
→ これはフランシス水車の流れ方の説明です。

＜各水車の特徴＞

●衝動水車（ペルトン水車など）
　水の運動エネルギーのみを利用し、ノズルから出た水がバケットに衝突して回転させます。

圧力水頭を利用しません。

● 反動水車（フランシス水車、プロペラ水車など）
　水の圧力エネルギーと速度エネルギーの両方を使います。

流れ方もケーシング内を通ってランナの外周から入り、軸方向へ抜ける構造が多いです。

● フランシス水車
　中落差（中程度の水圧）に適した反動水車で、ランナの外周から水が入り、中心から軸方向へ出ていく構造です。

● ペルトン水車
　高落差に適した衝動水車で、水をノズルで噴射し、バケットに当てて回転させます。

水力発電に用いられる水車に関する問題です。

フランシス水車は、反動水車の1つで、ランナ、ガイドベーン(案内羽根)、ケーシング、スピードリング、付属装置から構成され、中高落差用として使用されます。

水の圧力と速度によってランナを回転させ、ランナ内で軸方向に流れて、流出管より放水されます。

可逆用として、揚水発電所で採用が多く有ります。

ペルトン水車は、水の持つエネルギーをノズルで全て速度エネルギーとし、その流速の水をバケット(羽根部)に作用させ、その衝撃力で回転力を得ます。

なお、ランナとは、羽根車による回転部で、水のエネルギーによって、機械的な回転エネルギーとする機構です。

問題文

「圧力水頭をもつ流水をランナに作用させる構造の水車を（　ア：反動水車　）と呼び、（　ア：反動水車　）には、流水がランナの外周から流入し、ランナ内で軸方向に向きを変えて流出する（　イ：フランシス水車　）がある。」