JPH0326384Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「考案の目的」 （産業上の利用分野） 本考案は、水や湯の供給管等に発生するウオー
ターハンマー現象を吸収して、該供給管に接続さ
れた水栓器具や当該供給管自体を保護するように
した、新規な圧力緩和器に関するものである。

（従来の技術） 第３図は従来の圧力緩和器３を示す側断面図で
ある。該圧力緩和器３は、水又は湯の供給管（以
下、水供給管１を例に挙げて説明する）の経路中
に介設されたものであつて、球状ケース４とチー
ズ２とから成つていた。該球状ケース４内には、
ケース内を加圧室４ａと圧縮室４ｂとに区画する
如くダイヤフラム４ｃが設けられていた。一般
に、前記圧縮室４ｂ内には窒素ガスが封入されて
おり、その内圧は４Kg／cm²前後に保たれていた。
該窒素ガスは、万が一漏洩しても人体に安全であ
るという点で使用されていた。また、前記加圧室
４ａは、チーズ２を介して前記水供給管１に連通
されるようになつていた。従つて、例えば水供給
管１に接続された水栓器具（図示省略）等を急激
に止栓操作して、該水供給管１内に異常昇圧した
衝撃波が伝搬された場合は、圧力緩和器３の加圧
室４ａ内に当初より流入していた水がダイヤフラ
ム４ｃを圧縮室４ｂ側へ弯曲させるようになる。
このため、前記衝撃波に対する反射波は発生せ
ず、ウオーターハンマー現象は解消されていた。

（考案が解決しようとする問題点） 圧力緩和器３のダイヤフラム４ｃは、ニトリル
ゴム等を素材として形成されており、圧縮室４ｂ
におけるガス漏れ防止用のパツキンを兼ねるよう
になつていた。しかし、完全なシールは不可能で
あり、またニトリルゴム自体が窒素ガスを微量な
がら透過するものであつたため、約６ヶ月から１
年程度の比較的早い周期で、圧力緩和器としての
充分な機能が得られなくなつていた。従つて、そ
の都度ガス補填したり、又は圧力緩和器３自体を
交換したりしなければならず、ランニングコスト
が高謄していた。更に、圧力緩和器３は、建物の
奥まつた場所、建物壁面の内部又は洗面台やキツ
チン台の下部収納庫内等の配管部分に設けられる
のが普通であるから、前記の如きガス補填作業、
交換作業等は極めて面倒であつた。

本考案は、上記の如き事情に鑑みてなされたも
のであつて、窒素ガスの補填作業や圧力緩和器自
体の交換作業が不要であり、しかもランニングコ
ストが低廉化できる、ウオーターハンマー用の新
規な圧力緩和器（以下、本案緩和器という）を提
供することを目的とする。

「考案の構成」 （問題点を解決するための手段） 本案緩和器の要旨とするところは、両端部が閉
塞されたシリンダ内でピストン弁が摺動可能に収
納されており、該ピストン弁の一端側にはシリン
ダの一方の閉塞管端を貫いて外方へ突出する摺動
用ロツドが突設されており、ピストン弁における
ロツドの突設基部外周に設けられた環状小弁面と
ロツドの突設されない側全部に設けられた大弁面
とにより区画されるそれぞれのシリンダ内部は水
又は湯の供給路に対して各別に連通接続されてお
り、該供給路にはピストン弁の大弁面へ連通する
部分で供給路内径を局部的に径小化する中絞管が
設けられている点にある。

（作用） 水供給路（水供給管内）が水の流通状態になる
と、中絞管内の径小部分ではその流速が高められ
る反面、その内圧は水供給路内の圧力よりも低い
状態となる。そのため、中絞管の径小部分と連通
関係にあるシリンダ内部では、ピストン弁の大弁
面が吸引作用を受けるようになる。また同時に、
ピストン弁の環状小弁面では水供給路内の圧力が
そのまま作用するため、押圧作用を受けるように
なる。従つて、ピストン弁は、その大弁面が中絞
管の径小部分へ接近するように摺動する。そして
この状態が、本案緩和器の衝撃波に対する吸引待
機状態である。

いま、水供給路を流通していた水を急激に止栓
するなどして、該水供給路に突発的昇圧による衝
撃波が伝搬されたとする。中絞管に達した衝撃波
は、ピストン弁の大弁面及び環状小弁面の双方に
付加される。しかし、環状小弁面は、大弁面より
も受圧面積が小さいため、受圧総面積あたりの動
圧は大弁面を押す方向に勝つている。従つて、シ
リンダ内のピストン弁は、その大弁面が、中絞管
に対して径小部分から遠ざかる方向へと摺動させ
られることとなる。この摺動により、中絞管の径
小部分と連通したシリンダ内部は、その容積が拡
大されて前記衝撃波は吸収される。

（実施例） 以下、本考案を、その実施例に示す図面に基づ
いて説明すると次の通りである。

第１図は本案緩和器を示す側断面図である。本
案緩和器は、中絞管５とシリンダ６ｂとピストン
弁７とから成る。まず、中絞管５について説明す
る。

中絞管５は、水供給管１の経路中適所に接続さ
れるものであつて、その両管端部には水供給管
１，１に対する継手部５ａ，５ｂが設けられてい
る。また、該両継手部５ａ，５ｂの間の内部流路
は、その内径が、両側方から中央部へ向かつてテ
ーパー状に径小化されており、その最も絞られた
部分が径小部分５ｃとされている。該中絞管５の
外周面部には、２個のニツプル部８，９が突設さ
れている。一方のニツプル部８は、前記径小部分
５ｃの直上位置に設けられており、他方のニツプ
ル部９はこれよりも一次側、即ち水の流入側とな
る管部５ｄに対応して位置付けられている。これ
らニツプル部８，９には、中絞管５の内外を貫通
する小孔８ａ，９ａがそれぞれ穿設されている。

前記シリンダ６ｂは、前記中絞管５のニツプル
部８，９のうち、径小部分５ｃと連通関係を有す
る側８に対して接続されている。該シリンダ６ｂ
の内部には、行程規制用の段部１０ａ及び１０ｂ
の相互間を大径に連通するシリンダ孔１０が穿設
されており、該シリンダ孔１０内には、ピストン
弁７が摺動可能に収納されている。なお、シリン
ダ６ｂの上方側外周部と中絞管５の他方のニツプ
ル９との間はＬ字状に折曲された接続管６ａによ
つて接続してあり、両者の内部相互が連通するよ
うになつている。

上記シリンダ６ｂ内に収納されたピストン弁７
には、その上方端側に摺動用ロツド７ｃが突設さ
れている。該ロツド７ｃは、シリンダ６ｂの上方
側閉塞管端を貫いて外方へ突出するようになつて
おり、ピストン弁７の上下摺動をガイドする。該
ピストン弁７において、中絞管５の径小部分５ｃ
と連通関係を有してシリンダ６ｂ内部を区画する
面、即ち、下向き面は大弁面７ｂとされている。
また、該大弁面７ｂの反対側、即ち、前記ロツド
７ｃの突設基部外周に設けられた上向きの環状面
は環状小弁面７ａとされている。該環状小弁面７
ａの受圧面積は、大弁面７ｂよりもロツド７ｃの
断面積に相当して小さいものであることは言うま
でもない。

このようにして成る本案緩和器では、水供給管
１内が水の非流通状態にあるときに、シリンダ６
ｂ内のピストン弁７が、その環状小弁面７ａを上
方の行程規制用段部１０ａに当接させて停止して
いる。なぜなら、ピストン弁７には、その環状小
弁面７ａ及び大弁面７ｂの双方に水の静圧が作用
するが、両者の受圧面積の差によつて、大弁面７
ｂの方に、より強い圧力が付加されるようにな
り、ピストン弁７は上方へ押し上げられるからで
ある。

ここで、水供給管１内が水の流通状態になつた
とする（白抜き矢符参照）。このとき、中絞管５
における径小部分５ｃでの内圧は、水供給管１内
の圧力よりも低い状態となる。従つて、該径小部
分５ｃと連通したシリンダ６ｂの内部では、これ
を充満していた水が中絞管５及び水供給管１へと
吸い出されるようになり、ピストン弁７の大弁面
７ｂは吸引作用を受ける。また同時に、シリンダ
６ｂの内部には、その上方側から接続管６ａを介
して水の流れによる動圧が作用し、前記ピストン
弁７はその環状小弁面７ａが押圧作用を受ける。
このため、ピストン弁７は中絞管５に対する径小
部分５ｃに最も接近した位置に引き降ろされるよ
うに摺動する。この状態が、本案緩和器における
ウオーターハンマー現象（衝撃波）の吸収待機状
態である。

いま、水栓器具（図示省略）を急激に止栓操作
するなどして、水供給管１に突発的昇圧による衝
撃波が伝搬されたとする。該衝撃波は、水の実質
的な流れとなり、中絞管５のニツプル部８を経て
シリンダ６ｂのシリンダ孔１０内へと達する。そ
してピストン弁７を押し上げる（二点鎖線参照）。
なお、前記衝撃波による水流は、接続管６ａを介
してピストン弁７の環状小弁面７ａをも（下向き
へ）押圧するものであるが、該環状小弁面７ａ
は、その反対側の大弁面７ｂよりも受圧面積が小
さいため、ピストン弁７の上方への摺動が邪魔さ
れることはない。従つて前記衝撃波は、中絞管５
の径小部分５ｃと連通したシリンダ６ｂ内（シリ
ンダ孔１０内）において拡大された容積分で、そ
の勢力が吸収され、該衝撃波に対する反射波は生
じない。このためウオーターハンマー現象は解消
される。

（別態様の検討） 第２図は、本案緩和器の別態様を示す側断面図
である。本実施例では、シリンダ６ｂが中絞管５
と平行する如く横方向に設けてある。従つて、ピ
ストン弁７の摺動に機械的損失が少なくなる利点
がある。また、ピストン弁７のロツド７ｃに対し
て、その摺動領域を囲繞する如きカバー１１を取
り付けてある。このため、衝撃波の吸収によつ
て、ロツド７ｃが突出摺動する場合の周辺の安全
が図られるようになつている。

ところで、中絞管５は、水供給管１の適所を直
接的に径小化することによつて形成させてもよ
い。また、本案緩和器は、水栓器具等の開閉弁よ
りも一次側であれば、配管経路中のどこへ配置し
てもよい。例えば、水栓器具（吐出管等）、瞬間
湯沸かし器又は温水器等の内部へ一体的に組み込
むようにしてもよい。このように、本案緩和器の
構成及び形状は、実施の態様に応じて適宜変更可
能である。

「考案の効果」 以上の説明で明らかなように、本考案に係るウ
オーターハンマー用の圧力緩和器によれば、窒素
ガス等の圧力吸収気体を用いていないため、ガス
漏れ等の心配は不要であり、ガス補填や圧力緩和
器自体の交換も不要となる。すなわち、本案緩和
器は、半永久的に使用できるものである。また、
ガス補填作業や交換作業が不要なため、ランニン
グコストも皆無にすることができる。更に、従来
の圧力緩和器は、圧縮室内に充満されていた窒素
ガスを圧縮させることにより、水又は湯の流入ス
ペースを確保し、衝撃波を吸収するものであつ
た。そのため、衝撃波を吸収するための受圧面積
（ダイヤフラムの面積）を広く要し、また圧縮室
において窒素ガスの圧縮容積を充分に確保してお
かなければならなかつた。従つてかなり大型のも
のとなつていた。これに対して本案緩和器は、ピ
ストン弁の摺動により、シリンダ内に新たな容積
を形成させ、その増加した容積の全部を衝撃波に
よる水の逃げ場とするものである。従つて本案緩
和器は、シリンダ内の容積を当初より大きく形成
させておく必要はなく、小型化が可能である。こ
のため、複数の水栓器具が分岐接続された供給管
にあつても、個々の水栓器具に本案緩和器を付設
する必要はなく、分岐前の本管部分に１個だけ取
り付けておけばよい。反対に、個々の水栓器具に
本案緩和器を取り付ける場合は、極めて小型のも
ので充分であると言うことができる等、幾多の優
れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案緩和器を示す側断面図、第２図は
本案緩和器の別態様を示す側断面図、第３図は従
来の圧力緩和器を示す側断面図である。 １……水供給管、５……中絞管、５ｃ……径小
部分、６ａ……接続管、６ｂ……シリンダ、７…
…ピストン弁、７ａ……環状小弁面、７ｂ……大
弁面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 両端部が閉塞されたシリンダ内でピストン弁が
   摺動可能に収納されており、該ピストン弁の一端
   側にはシリンダの一方の閉塞管端を貫いて外方へ
   突出する摺動用ロツドが突設されており、ピスト
   ン弁におけるロツドの突設基部外周に設けられた
   環状小弁面とロツドの突設されない側全部に設け
   られた大弁面とにより区画されるそれぞれのシリ
   ンダ内部は水又は湯の供給路に対して各別に連通
   接続されており、該供給路にはピストン弁の大弁
   面へ連通する部分で供給路内径を局部的に径小化
   する中絞管が設けられていることを特徴とするウ
   オーターハンマー用の圧力緩和器。