収録用語一覧

ウォーターハンマー現象
ウォーターハンマー現象（Water Hammer Phenomenon）は、液体が急激に流れを変える際に生じる圧力変動による現象を指します。特に水道管や配管系統でよく起こる現象であり、水流が急に閉じたり止まったりすることによって生じる衝撃波です。この現象は、次のような状況で起こることがあります。
●バルブの急な閉鎖
水が流れている状態で急にバルブが閉じられると、水流が急激に減少し、その前方にある水の質量が変化します。これによって圧力が上昇し衝撃波が発生します。
●ポンプの運転停止
ポンプが稼働している状態で急に停止すると、水流が急激に減少し同様に衝撃波が発生します。

ウォーターハンマー現象が発生すると水道管や配管系統内で異音や振動が生じるだけでなく、配管や装置の損傷を引き起こす可能性があります。この現象を防ぐためには、以下のような対策が取られることがあります。
●ウォーターハンマーアレスターの使用
これは、衝撃波を吸収するためのデバイスであり配管内の水の流れをスムーズに調整する役割を果たします。
●ソフトクロージャーバルブの使用
水流を徐々に制御することで急激な圧力変動を防ぎウォーターハンマーを軽減します。
●配管設計の最適化
適切な配管の直径や長さ、バルブの配置などを考慮してウォーターハンマーの発生を最小限に抑えるような設計を行います。

ウォーターハンマー現象の管理は、配管システムの安定性と耐久性を保つために重要な要素です。

ウォーターハンマー現象が起きる仕組み
ウォーターハンマー現象は、配管内の流体が急激に停止または変速することで発生する圧力変動による衝撃波の一種であり、特にバルブの急閉やポンプの停止などが原因となる。通常、流体は一定の圧力と速度で管内を移動するが、バルブを急に閉じると流体の運動エネルギーが行き場を失い、瞬間的に圧力が上昇する。この圧力波は音速に近い速度で配管内を伝播し、配管壁や接続部に強い衝撃を与えることで振動や騒音を引き起こす。特に配管が長く、流速が高い場合、圧力変動の影響が大きくなり、最悪の場合には配管の破損や継手の緩みにつながる。さらに圧力の急変により、流体が逆流する現象も発生し、配管内の流れが不安定になることがある。圧力波が反射と伝播を繰り返すことで、振動が増幅されることもあり、結果として設備全体に悪影響を及ぼす。ウォーターハンマーの影響を抑えるためには、バルブの操作を緩やかに行い、急激な流速変化を防ぐことが有効である。加えて、配管内にエアチャンバーやサージタンクを設置することで、圧力波を吸収し、衝撃を和らげることができる。減圧弁やスロークローズバルブの導入も、流体の停止速度を調整し、圧力変動を緩和する方法の一つである。さらに、配管の材質や支持方法も重要な要素であり、柔軟性のある配管材を使用することで衝撃を吸収しやすくなる。ウォーターハンマーの発生は、配管システム全体の設計や運用に影響を与えるため、適切な制御と対策を施すことで、安全かつ効率的な流体輸送が可能となる。