112 一般警察特考四等 水上警察人員輪機組 輪機工程概要(包括推進裝置、輔機與輪機英文) 考古題詳解

核心觀念

本題考查機艙火災與全船失電時的人命安全、火勢隔離、滅火及緊急供電處置。發電機起火後機艙已冒出濃煙，應視為可能危及人員且火勢可能擴大的緊急事故；處置依序掌握：通報與警報、撤離與清點、隔離火源及通風、選擇適當滅火方式、恢復必要的緊急電力。

解題方法

1. 立即通報並警報 立即通知駕駛台與輪機長，依船上緊急應變程序發出火災警報，說明發電機起火、機艙濃煙及全船失電情況。駕駛台應掌握船舶操縱及周遭航行安全，並依需要通知相關人員待命。

2. 撤離人員並清點 命令機艙人員沿安全路線撤離至集合位置，確認人員到齊。濃煙環境不得讓未受訓或未配備防護裝備的人員進入；需要進入搜救或滅火時，應由受訓人員穿著消防員裝備並使用自給式呼吸器，配合伙伴及通訊管制。

3. 切斷火源並限制火勢蔓延 在不危及人員的前提下，停止起火發電機及相關設備，切斷其電源；關閉燃油供應，並依船上程序操作燃油速閉閥。關閉機艙通風、風機與相關風門，並關閉艙門及其他開口，減少空氣供應與煙火蔓延。

4. 依火勢及設備選擇滅火方式 若火勢尚小且可安全接近，先用適用於電氣設備及油類火災的手提滅火器，例如乾粉或二氧化碳滅火器。電氣設備仍帶電或油火未受控制時，不可直接用水柱射擊，以免觸電或使燃油火勢擴散。

核心觀念

本題考查蒸氣壓縮式冷凍循環的四個主要部件、冷媒狀態變化，以及冷凍失效時的輪機值班故障排查。冷凍機由壓縮機、冷凝器、膨脹閥（節流裝置）、蒸發器構成；冷媒依序循環，利用蒸發器吸熱，使冷凍庫降溫。

解題方法

（一）冷凍循環圖

下圖以常見的 $p-h$ 圖表示循環，狀態點與部件編號相互對應：

 壓力 p
 ↑
 │ ● 2
 │ ↗ │
 │ 冷凝器（2→3） │ 壓縮機
 │ ● 3 │ （1→2）
 │ ↓ │
 │ │ │
 │ ● 4 ←──● 1
 │ 膨脹閥（3→4） 蒸發器（4→1）
 │
 └──────────────────────────→ 焓 h

冷媒循環方向為 1→2→3→4→1：

1. 1→2，壓縮：蒸發器出口的低壓、低溫蒸氣進入壓縮機，壓縮成高壓、高溫蒸氣。
2. 2→3，冷凝：冷媒在冷凝器向海水或周遭環境放熱，由高壓蒸氣凝結為高壓液體。
3. 3→4，膨脹節流：高壓液態冷媒經膨脹閥降壓，成為低壓、低溫的液氣混合物。節流近似等焓，即 $h_3 \approx h_4$。
4. 4→1，蒸發：冷媒在蒸發器吸收冷凍庫內熱量而蒸發，回到低壓蒸氣狀態。

冷凍效果來自蒸發器吸熱；冷凝器則須把吸收的熱量連同壓縮機輸入功排出。

（二）輪機員應檢查之處

故障排查應由確認現象與操作條件開始，再沿冷媒循環順序檢查，並同步確認電力、冷卻介質與控制系統。

1. 確認冷凍庫與機組狀況

• 確認庫溫、設定溫度及溫度計是否正常，查看庫門是否未關妥、密封條是否破損，或是否有大量熱食物、頻繁開門等熱負荷增加情形。
• 查看運轉指示、警報與停機紀錄，確認壓縮機是否運轉、是否因過載或保護裝置動作而停機。

2. 檢查壓縮機及其驅動

• 檢查電源、開關、保險絲、接觸器、馬達過載保護及控制回路；若為引擎或其他機械驅動，檢查驅動設備及聯軸器。
• 聽察壓縮機運轉聲響，查看油位、油壓、油溫、吸氣與排氣壓力，以及壓縮機外殼溫度。
• 若壓縮機未運轉，優先查供電、控制器、保護裝置及馬達；若運轉但壓差不足，檢查閥件、活塞或其他內部機件的壓縮能力。

核心觀念

本題考查電磁感應與基本電路定律，並要求說明變壓器如何利用交變磁通傳遞電能。掌握三個要點：感應電流的方向、電路節點與迴路的守恆關係，以及變壓器的互感原理。

（一）楞次定理（Lenz’s Law）

**定義：**當穿過閉合線圈的磁通量改變時，線圈中會產生感應電動勢及感應電流；感應電流所產生的磁場，會阻止造成磁通量改變的原因。這是能量守恆在電磁感應中的表現。

感應電動勢可用法拉第定律表示：

其中，$e$ 為感應電動勢、$N$ 為線圈匝數、$\Phi$ 為每匝磁通量；負號表示感應作用的方向遵守楞次定理。

**判斷方向：**若外加磁通量增加，感應磁場會反向抵抗其增加；若外加磁通量減少，感應磁場則會維持原磁通方向，以抵抗其減少。判斷時先確認線圈磁通量的變化方向，再依楞次定理判斷感應磁場方向，最後用右手定則判斷電流方向。

**解題技巧：**楞次定理抵抗的是「磁通量的變化」，不是一律抵抗外加磁場本身。磁通量可能因磁場強弱、線圈面積或線圈與磁場的夾角改變。

（二）克希荷夫電路定理（Kirchhoff’s Circuit Laws）

克希荷夫電路定理包含電流定律與電壓定律：

1. **克希荷夫電流定律（KCL）：**在任一電路節點，流入電流總和等於流出電流總和。以代數和表示：

此定律源自電荷守恆；在節點處，電荷不會無故累積或消失。

2. **克希荷夫電壓定律（KVL）：**沿任一閉合迴路繞行一周，各元件電壓升與電壓降的代數和為零：

此定律源自能量守恆；電荷繞行閉合迴路一周後，能量淨變化為零。

核心觀念

船舶推進裝置的作用，是將主機輸出的動力傳至推進器，再由推進器產生推力，使船舶前進或後退。依一般輪機工程的分類，推進裝置主要包括：

• 主機：提供推進動力，常見者如柴油機、汽輪機或電動機。
• 傳動裝置：將主機動力傳至推進器，常見有軸系、齒輪減速機、離合器及聯軸器。
• 推進器：將傳來的機械能轉換為水中的推力，常見有螺旋槳；亦有噴水推進器等型式。
• 附屬裝置：配合推進系統運轉與操縱，例如軸承、軸封、推力軸承，以及可變螺距螺旋槳的操縱裝置。

解題方法

核心觀念

本題測驗輪機工程常用中英文術語的對應。翻譯時應採用船舶輪機領域慣用說法，尤其要區分提供船舶推進動力的「主機」與供應其他設備動力的「輔機」。

解題方法

依各詞在船舶輪機系統中的功能，使用標準英文術語：

1. 輪機工程：船舶機械與動力裝置的設計、操作及維護，慣譯為 Marine Engineering。
2. 主機：驅動船舶推進器的主要動力機械，慣譯為 Main Engine。
3. 輔機：供應發電、泵浦等設備所需動力的輔助機械，慣譯為 Auxiliary Machinery。
4. 空調裝置：調節艙室空氣溫度、濕度及流通的設備，慣譯為 Air-Conditioning Plant。