JPH01266385A - 調圧機能を有するウオーターハンマー防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、各種配管や機器内に発生するウォーターハン
マーを防止する装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、配管内での異常音や、漏水の原因となるウォータ
ーハンマーを防止するためのウォーターハンマー防止装
置として各種形態のものが提供されており、その１形態
として、ウォーターハンマ−によって発生した急激な圧
力変動を、配管内に配設したスプリング付勢の弁体やシ
ョックアプゾーバ等を用いて吸収させるものがある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかし、かかるウォーターハンマー防止装置においては
、弁体の後退量は、入口側、即ち一次側圧力と釣り合う
ため、入口側の圧力の変動に伴って中立位置が著しく変
動し、また、ウォーターハンマーを吸収するためには、
弁体を中立位置以上に後退しなければならず、従って弁
体移動容積が大きくなり、ウォーターハンマー防止装置
の全体構造を大型化することになっていた。

本発明は、上記問題点を解決することができるウォータ
ーハンマー防止装置を提供することを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、弁本体内に設け、一次側流路と二次側流路と
を連通連結する連絡流路と、進退移動によって連絡流路
を開閉する弁体と、弁体を常時開弁方向に付勢し、略、
二次側流路に発生する二次側弁体押圧力のみと協働して
弁体を進退移動し、連絡流路の開口面積を調整して調圧
を行う弁体付勢手段とを具備することを特徴とするウォ
ーターハンマー防止装置に係るものである。

また、本発明に係るウォーターハンマー防止装置は、上
記構成に、さらに、ウォーターハンマー発生時に、弁体
の閉方向への移動に連動して、一次側流路から、弁体移
動容積に相当する水を二次側流路に流入させる補助流路
を設けた構成にも特徴を有するものである。

（ホ）作用及び効果 上記構成によって、本発明は、以下の効果を奏する。

■ウォーターハンマー発生時には二次側弁体押圧力が弁
体付勢手段の付勢力より大きくなり、弁体を閉方向に移
動することになるので、弁体付勢手段によってウォータ
ーハンマーの圧力エネルギーが効果的に吸収されること
になる。従って、配管系統や各種機器内での異常音や漏
水事故等の発生を確実に防止することができる。

■ウォーターハンマー発生時に、弁体の閉方向への移動
に連動して、一次側流路から、弁体移動容積に相当する
水を二次側流路に流入させる補助流路を具備するので、
同補助流路を通して一次側流路から二次側流路に水を流
入することができ、弁体を速やかに移動することができ
る。従って、ウォーターハンマーによって生じる圧力エ
ネルギーを速やかに吸収することができ、上記した異常
音や漏水事故等の発生を確実に防止することができる。

■弁体付勢手段によって弁体を常時開弁方向に付勢し、
かつ、同弁体付勢手段を、略、二次側流路に発生する二
次側弁体押圧力のみと協働して弁体を進退移動し、連絡
流路の開口面積を調整して調圧を行うようにしたので、
一次側圧力の変動による影響を防止することができる。

従って、弁体の移動容積を可及的に小さくでき、ウォー
ターハンマー防止装置をコンパクトに形成することがで
きる。

（へ）実施例 以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明を詳説す
る。

第１図において、１０は浴室等の壁面Ｗに取付けた湯水
混合栓であり、同湯水混合栓ｌＯには、給水路と給湯路
を左右に有しており、同給水路と給湯路とには、給水立
ち上げ管１１と給湯立ち上げ管１２とが連通連結されて
いる。なお、１２ａは吐水口である。

本実施例において、ウォーターハンマー防止装置Ｂは、
かかる給水立ち上げ１１及び給湯立ち上げ管１２内に内
蔵されている。

以下、同ウォーターハンマー防止装置Ｂの構造を、第２
図及びその模式図である第３図を参照して具体的に説明
する。なお、湯水混合栓ｌＯの構造は、周知の構造なの
で、その説明は省略する。

第２図において、２０は中空筒状の給水立ち上げ管本体
であり、同給水立ち上げ管本体２０は、その上部−例側
壁に湯水混合栓１０の給水路や給湯路と連絡する開口２
１を設けるとともに、その下部他側側壁に給水配管や給
湯配管と連絡する筒状連結部２２を設けている。

また、給水立ち上げ管本体２０は、内部にウォーターハ
ンマー防止装置Ｂを組み込んだウォーターハンマー防止
装置取付％！ｉ２３と、同取付筒２３に並設した止水栓
等取付部２４とからなる。

そして、止水栓等取付部２４の内部には連絡流路２５が
設けられており、同連絡流路２５の上端は、ウォーター
ハンマー防止装置取付筒２３の上部側壁に設けた流入開
口２６を通して、同取付筒２３の上部空間に設けた絞り
部２７と連通している。

一方、連絡流路２５の下端は、ストレーナ２８を具備す
る止水栓２９によって、筒状連結部２２に連通連結して
いる。

そして、上記構成において、連絡流路２５内には、一次
側流路Ｒ９が形成されており、開口２１内には、二次側
流路Ｒｔが形成されることになる。

ついで、ウォーターハンマー防止装置Ｂの構成について
説明すると、ａはウォーターハンマー防止装置取付筒２
３内の上部に配設したプランジャー状の弁体であり、同
弁体ａは、軸線方向に移動自在に配設されている。

そして、かかる弁体ａは、上下拡径部ａ−１，ａ−２と
、中間縮径部ａ−３から形成されており、玉入径部ａ−
１は、通常動作時は、流入開口２６の上部に位置する取
付筒２３内に位置しており、中間縮径部ａ−３は流入開
口２６と連通可能な取付筒２３内の位置に位置しており
、上拡径部ａ−２は、取付筒２３内の流入開口２６より
下部をなす位置に位置している。

また、ウォーターハンマー防止装置取付筒２３内の下部
には、上記弁体ａを、通常動作時は、上記した位置に保
持する弁体付勢手段すが配設されている。

そして、かかる弁体付勢手段すは、ウォーターハンマー
防止取付筒２３内に軸線方向に直列に配設した第１スプ
リングＣと、第２スプリングｄと中間スプリング受３０
とから形成されている。

第１スプリングＣは、基端をウォーターハンマー防止装
置取付？Ｊ２３の下部底壁２３ａに当接支持するととも
に、その上端でカップ状の中間スプリング受３０のフラ
ンジ部を当接支持している。

一方、第２スプリングｄは、基端を中間スプリング受３
０のカップ部分に収納するとともに、その上端を弁体ａ
内部に形成した長尺穴３１内に収納するとともに、弁体
ａの上部壁３２に当接している。

なお、第２図において、３３はウォーターハンマー防止
装置取付筒２３の下部に設けた空気流入孔であり、スプ
リングｃ、ｄの作動を円滑なものにするため設けたもの
である。

さらに、第２図において、ｅは弁体ａの玉入径部ａ−１
の外周面に沿って軸線方向に設け、補助流路を形成する
スリットであり、後述するように、ウォーターハンマー
による圧力変動を吸収するために弁体ａを閉方向に移動
した場合に、一次側流路Ｒ１から二次側流路Ｒ２への流
入量を漸減することができる。なお、かかる補助流路は
、弁体ａの玉入径部ａ−１をテーパ状にすることによっ
ても形成することができる。

また、上記構成を存するウォーターハンマー防止袋ＷＢ
において、弁体付勢手段すの弁体付勢力の内、弁体初期
付勢力Ｆ１は、二次側流路Ｉｈ内に発生ずる二次側弁体
押圧力Ｆ２と等しくなるように設定されている、即ち、
Ｆｌ＝Ｆ！である。

そして、本実施例では、二次側弁体押圧力Ｆｔは、正確
には、Ｆｚ＝　Ｐｇ　　・Ａｖ＋（Ａｃ−Ａｖ）Ｐｔで
表されることになる。

ここで、Ｐ、は止水栓側の一次側圧力であり、Ｐ。

は、湯水混合栓側の二次圧力を示す。また、Ａｖは弁体
ａの後部受圧面の受圧面積であり、Ａｃは絞り部２７に
おける取付筒２３の横断面積である。

これによって、通水動作時において、一次側流路Ｒ３内
の一次側圧力Ｐ１や二次側流路Ｒ８内の二次側圧力Ｐ２
が変動した場合は、その変動量に応じて弁体ａが移動し
て絞り部２７の開口面積Ａ（第３図）を調整して、水の
流入量を自動的に調整することができる。

さらに、本実施例では、第２図及び第３図に示すように
、Ａｃ−ＡｖＯ値をできるだけ小さくする、即ち、絞り
部２７における取付筒２３の横断面積と弁体ａの受圧面
積Ａｖとの差である投影面積を可及的に小さくしている
ので、上記式を、Ｆ、＝　Ｐ、・Ａｖで表すことができ
る。

従って、弁体付勢手段すによって弁体ａを常時開弁方向
に付勢し、かつ、同弁体付勢手段すを、略、二次側流路
に発生する二次側弁体押圧力のみと協働して弁体ａを進
退移動し、絞り部２７の開口面積Ａを調整して調圧を行
うようにしたので、一次側圧力の変動による影響を防止
することができる。従って、弁体ａの移動容積（絞り部
２７の開口面積Ａ×弁体ａのストローク）を可及的に小
さくでき、ウォーターハンマー防止装置Ｂをコンパクト
に形成することができる。

また、止水動作を急激に行うことによって、ウォーター
ハンマーが発生した場合には、一次側圧力Ｐ、と二次側
圧力ｐｉはともに圧力上昇することになる。そして、か
かる圧力上昇によって、Ｐ、＜Ｆ！となる。しかして、
本実施例では、弁体ａは閉方向に移動して、弁体付勢手
段すを圧縮することになり、ウォーターハンマーの有す
る瞬間的圧力エネルギーは、弁体付勢手段すの圧縮弾性
エネルギーに変換され、吸収されることになる。

この際、本実施例では、弁体ａの外周面には補助流路を
形成するスリットｅが設けられているので、同スリット
ｅを通して弁体ａの移動容積（絞り部ｚ７の開口面積Ａ
×弁体ａのストローク）に相当する水が止水栓側から湯
水混合栓側へ速やかに流入させることができる。従って
、弁体ａを速やかに閉方向に移動させてウォーターハン
マーによる圧力変動をより速やかにかつ確実に吸収する
ことができる。

また、本実施例において、弁体付勢手段すは、直列に連
結したスプリングｃ、　　ｄによって形成されているの
で、以下の効果を奏することができる。

即ち、スプリングｃ、ｄのバネ定数をそれぞれｋｌ＋　
ｋｇ、スプリングｃ、ｄの合成バネ定数をに０、スプリ
ングｃ、ｄのバネ力、即ち弁体付勢力をＦ、弁体ａのス
トローク量をＳとすると、合成バネ定数に、及び弁体付
勢力Ｆは、それぞれ、次式で表される。

１（ｏ　＝　ｋＩＪ／ｋｔ　＋　ｋｍ Ｆ　＝ｌ（ｏ３＝　（ｋｌｋｔ／ｋｌ＋にり　Ｓまた、
弁体付勢力Ｆは、第４図に示すように変化することにな
る。

従って、通常の圧力変動範囲では、合成バネ定数に、を
小さくすることができ、二次側流路Ｒ２内の二次側圧力
Ｐ２のわずかな上昇に対しても、絞り部２７の開口面積
Ａを絞ることになり、ウォーターハンマー防止袋ｆＢの
調圧性能をさらに向上する。

なお、第２図におけるその他の構成要素について説明す
ると、３５は基型、３６．３７は０リング、３８は連結
用袋ナンドである。

また、第５図に他の実施例を示しており、本実施例は、
実質的に、上記した実施例（第２図及び第３図）にかか
るウォーターハンマー防止装置Ｂと同様な構成を有して
おり、ただ、中間縮径部ａ−３に代えて、弁体ａの内部
に軸線方向通路ａ−４と半径方向通路ａ−５とからなる
丁字形状の流水路を設け、半径方向通路ａ−５を一次側
流路Ｒ１と連通ずるとともに、軸線方向通路ａ−４の上
端を二次側流路Ｒ１に連通した構成に特徴を有するもの
である。

かかる構成においても、給水動作時において、二次側弁
体圧力Ｆ２の変動があった場合は、弁体付勢手段すによ
って弁体ａを常時開弁方向に付勢し、かつ、弁体付勢手
段すを、実質的に、二次側流路Ｒ８に発生する二次側弁
体押圧力Ｆ２のみと協働して弁体ａを進退移動し、絞り
部２７の開口面積Ａを調整して調圧を行うようにしたの
で、一次側圧力ｐｇの変動による影響を防止することが
できる。従って、弁体ａの移動容積を可及的に小さくで
き、ウォーターハンマー防止袋ＷＢをコンパクトニ形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る調圧機能を有するウォーターハン
マー防止装置を具備する湯水混合装置の正面図、第２図
は１実施例に係るウォーターハンマー防止装置の内部構
造説明図、第３図は同ウォーターハンマー防止装置の模
式図、第４図は弁体付勢力と弁体のストロークとの関係
を示すグラフ、第５図は他の実施例に係るウォーターハ
ンマー防止装置の内部構造説明図である。 図中、 Ａ：開口面積 Ｂ：ウォーターハンマー防止装置 特許出願人　　　東陶機器株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、 イ）弁本体内に設け、一次側流路と二次側流路とを連通
   連結する連絡流路と、 ロ）進退移動によって連絡流路を開閉する弁体と、 ハ）弁体を常時開弁方向に付勢し、略、二次側流路に発
   生する二次側弁体押圧力のみと協働して弁体を進退移動
   し、連絡流路の開口面積を調整して調圧を行う弁体付勢
   手段、 とを具備することを特徴とする調圧機能を有するウォー
   ターハンマー防止装置。 ２、 イ）弁本体内に設け、一次側流路と二次側流路とを連通
   連結する連絡流路と、 ロ）進退移動によって連絡流路を開閉する弁体と、 ハ）弁体を常時開弁方向に付勢し、略、二次側流路に発
   生する二次側弁体押圧力のみと協働して弁体を進退移動
   し、連絡流路の開口面積を調整して調圧を行う弁体付勢
   手段と、 ニ）ウォーターハンマー発生時に、弁体の閉方向への移
   動に連動して、一次側流路から、弁体移動容積に相当す
   る水を二次側流路に流入させる補助流路、 とを具備することを特徴とする調圧機能を有するウォー
   ターハンマー防止装置。