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令和5年度 1級電気工事施工管理技士 No.35を解説、ラジエータは水が要らない

令和5年度 1級電気工事施工管理技士 第一次検定 No.35は、自家用発電設備に用いるディーゼル機関の冷却方式に関する記述として、最も不適当なものを選ぶ問題です。

この問題のポイント

この問題は、外から水をもらう方式かどうかで4つを分けられるかを問うものです。直結ラジエータ方式は閉じた回路なので、補給水がなくても運転できます

だから非常用発電機に多く使われます。

正解:選択肢3(補給水が断たれた場合、運転が不可能となる)

各選択肢の正誤

選択肢 内容 解説
1 冷却塔方式は蒸発潜熱で冷却 水を蒸発させて熱を奪う。適当
2 熱交換は一次側が清水、二次側は河川水 機関側は清水で守る。適当
3 直結ラジエータは補給水が断たれると運転不可 補給水が要らない。不適当
4 水槽循環は水温が上がるまで運転を継続 水槽の水を使い切るまで動く。適当

不適当なのは選択肢3です。

選択肢3のポイント(ここが答え)

引っかけの核心は、選択肢4で水槽循環方式が「補給水が断たれても水温が上がるまでは動く」と書かれているので、ラジエータのほうが弱いように読めてしまうところです。実際は逆で、ラジエータがいちばん水に強い方式です。

直結ラジエータ方式は、自動車のラジエータと同じ仕組みです。機関で温まった冷却水をラジエータへ送り、ファンの風で冷やしてまた機関へ戻します。水は回路の中を回るだけで外へ出ません。

蒸発しないので減らず、外から補う必要がありません。地震や断水で水が来なくなっても運転できるので、非常用発電設備の標準的な方式になっています。

方式 補給水 断たれたとき
直結ラジエータ 不要 そのまま運転できる
水槽循環 必要 水温が許容限度に上がるまでは運転を継続
冷却塔 必要 蒸発する分だけ減るので続かない
熱交換 必要 二次側の水が来ないと冷やせない

この論点は2つの年度で確定しています。平成26年度 1級 No.35と令和8年度 1級 No.32は、どちらも「直結ラジエータ冷却方式は、地震等により補給水が断たれた場合、運転が不可能となる」とほぼ同じ文を置き、どちらでも公表正答になっています。

選択肢4も、令和2年度 1級 No.35で確かめられます。そちらは「水槽循環冷却方式は、補給水が断たれた場合、直ちに運転を停止させる必要がある」と書いて公表正答になりました。つまり水温が上がるまでは続けられるのが正しい形です。

選択肢1の冷却塔方式は、水の一部を蒸発させて熱を奪います。

蒸発潜熱による冷却

水が蒸発するとき、まわりの水から熱を奪う

蒸発した分の水は減るので、補給が必要になる

選択肢2の熱交換冷却方式は、2つの水の回路を熱交換器で接する構造です。

回路 使う水 理由
一次側(機関本体側) 清水 機関の中を通るので、さびや詰まりを避ける
二次側 河川水など 機関には入らないので、汚れた水でよい

2つの水は混ざらず、熱だけがやりとりされます。機関の中には清水しか入らないので、河川水を大量に使いながら機関を守れます。

覚え方

  • ラジエータは閉じた回路。水は減らないので補給が要らない
  • だから非常用発電機の標準。断水に強い
  • 水槽循環は補給が止まっても、水温が上がるまでは動ける

理解度チェック

Q.

直結ラジエータ冷却方式に補給水が要らないのはなぜか。

冷却水が閉じた回路の中を回るだけで外へ出ず、蒸発もしないためです。断水しても運転できるので非常用発電設備に使われます。

Q.

熱交換冷却方式で、一次側に清水を使うのはなぜか。

一次側は機関本体の中を通るためです。さびや詰まりを避ける必要があります。二次側は機関に入らないので河川水などが使えます。

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参考資料

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和5年度 1級電気工事施工管理技術検定 第一次検定問題(午前の部)」「同 正答肢」
  • 同「平成26年度 1級電気工事施工管理技術検定 学科試験問題」No.35、「同 正答肢」
  • 同「令和2年度 1級電気工事施工管理技術検定 学科試験問題」No.35、「同 正答肢」
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