ウォーターハンマーが起こる原因と対策

工場施設などに工業用ポンプを設置する際に注意すべきこととして、ウォーターハンマーという現象をピックアップ。どのような現象なのか、起きてしまう原因は何か、どのような対策を行えばよいかを取りまとめてご紹介していますので、参考にしてみてください。

ウォーターハンマーとは

例えばご家庭で水道の蛇口を閉めた時、あるいは食洗器や全自動洗濯機をお使いの時などに、水道管付近や壁の中などから「ドンッ」といった感じの音が聞こえたことはないでしょうか？これこそがまさに、ウォーターハンマーが原因で音が発生しているということなのです。

ウォーターハンマーとは簡単に言えば、配管の内部に流体が流れている時に、急速なバルブの開け閉めなどを行うと、流体の速度変化によって配管内の圧力が変化し、それによって衝撃が発生してしまう現象のことを指します。日本語では「水撃現象」とも呼ばれます。配管を痛めたりポンプにダメージを与えてしまうといった悪影響も考えられます。工場に配水管を設置する際などにも十分に注意する必要がありますので、この機会にぜひ、知識を深めておいてください。

ウォーターハンマーが起こる原因

水撃防止器の劣化

そもそも多くの水道管には、ウォーターハンマーを抑止・軽減するために水撃防止器という装置が取り付けられています。これを水栓などに取り付けることで水の勢いを吸収し、ウォーターハンマーを防いでいるのです。ただし、この水撃防止器は次第に経年劣化が進んでいくので、定期的な点検や交換が不可欠。ウォーターハンマーが頻発する場合は、水撃防止器の劣化が考えられます。

給水水圧や水量の変化

例えば建物の増改築などで水道の蛇口数を増やしたり、古くなった水道配管を新品に交換したなどの場合、それまでは給水にかかっていた水圧はより高くなり、管内の流れる水量も増加。それらが原因となってウォーターハンマーが発生してしまうということも珍しくありません。

ウォーターハンマーの発生を防ぐには

配管の口径を大きくする

それまで用いていた水道の配管をより大きな口径のものに交換することで、ウォーターハンマーの発生防止を期待できます。水が流れる管の直径が大きくなれば、その分流体の圧力が下がるという仕組みです。ただし、大規模な工事となることが想定されるので、コストや工期などをしっかり検討しなければなりません。

サージタンクの取り付け

配管よりも高い位置に設置する水槽のことをサージタンク（Surge Tank）と呼びます。配管内の水量や水圧が急激に変化した場合、配管内の水の一部をこのタンクに逃がすことで、水量や水圧を調整。流体の衝突を緩やかにすることで、ウォーターハンマーが発生することを防止・軽減します。

フライホイールの取り付け

停電などが原因で水道管に水を送るポンプが急停止してしまったことで起きるウォーターハンマーを防止するには、フライホイールの取り付けが有効です。フライホイールとは慣性車輪とも呼ばれており、簡単に言えば回転軸に取り付ける錘のようなもの。停電でポンプを回すモーターへの電力が途絶えてしまっても、慣性力によってモーターの回転が急停止せず、ゆっくりと下がっていくように調整する役割を果たします。

空気弁の取り付け

エアバルブとも呼ばれ、主に配管の高い位置に取り付ける空気の出入り口のことを空気弁といいます。文字通り、配管内部に空気を流入させることで、急激な圧力変化を抑制します。コスト的には低く抑えられますが、日常的な保守管理をしっかりと行う必要があります。

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