ウォータハンマのご解説

水道の蛇口を急に開閉すると「カン！」という音がします。これは水配管系でのウォーターハンマーで、工場などではポンプの起動・停止やエアベントの急閉止などで発生します。
水配管系とは別に、蒸気・環水管系でもウォーターハンマーは発生します。蒸気やドレンによって発生するウォーターハンマーを海外ではスチームハンマーとも呼んでいます。


ウォーターハンマーは文字通り、“ウォーター”つまり水の塊が配管等に衝突したり、塊同士が衝突して、あたかも“ハンマー”のように大きな衝撃を与える現象です。では、なぜ水が配管等に大きな衝撃を与えるのでしょうか？
蒸気・環水管系のウォーターハンマー発生には、主に2つのパターンがあると考えられています。
配管内の高速ドレンが衝突して起こるウォーターハンマー
蒸気が急激に凝縮しドレン同士が衝突して起こるウォーターハンマー
が、あります。
配管内の高速ドレンが衝突して起こるウォーターハンマー
蒸気を輸送する配管では放熱によりドレンが発生します。蒸気が高速で配管内を流れると、滞留していたドレンは蒸気の流れに押されて、次第に塊を作り移動を始めます。これは台風の際に発生する高波に近いと言えます。このドレンの塊が蒸気の流れによって高速で配管の中を移動し、配管の曲がり部分や配管途中のバルブに衝突してウォーターハンマーが発生します。
蒸気が急激に凝縮しドレン同士が衝突して起こるウォーターハンマー
蒸気は放熱するとドレン化します。蒸気とドレンの比体積差は1000倍以上もありますが、蒸気は冷たいドレンに触れると一気に凝縮して蒸気体積がほぼゼロになります。この凝縮過程で蒸気が存在していた空間は一時的に真空状態になり、この真空部に向かって配管内のドレンが押し寄せ、ドレン同士が衝突することによってウォーターハンマーが発生します。つまり、冷たいドレンと蒸気が混在する環境が危険といえますが、環水管などはむしろそのような環境が通常であり、対策が難しいのもこのパターンの特徴です。蒸気輸送管や蒸気使用装置内でも凝縮によるウォーターハンマーは発生します。

ウォーターハンマー低減器の種類

　　

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