JPH05106778A - ウオーターハンマー防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウオーターハンマー防止装置を、機器の内蔵
配管に対する取付けが制約なしに行なえるよう、配管の
途中に接続する継手管状の形態としながら、高圧から低
圧までの広い範囲に適応し、かつ、応答性の良いものと
する。 【構成】 配管ａの途中に継手管状に接続する筒状のケ
ース４に、配管ａ内の流れの流れ方向における下流側に
は大径のシリンダ部４２を設け、上流側には小径のシリ
ンダ部４３を設け、該ケース４内には、下流側の外周に
前記大径のシリンダ部４２に摺動自在に嵌合するピスト
ン部５０を具備し、下流側を前記小径のシリンダ部４３
に摺動自在に嵌合する肉薄の摺動筒部５１に形成した摺
動パイプ５を嵌装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷温水・油等の液体を
流通させる配管の途中に接続しておいて、その配管に接
続してある蛇口等の開閉弁が急激に閉弁されるなどでそ
の配管内の液体の流れが急激に停止したときに発生して
くる圧力波（ウオーターハンマー）を吸収させ、そのウ
オーターハンマーにより配管機材を破壊するようになる
のを防止するウオーターハンマー防止装置についての改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】配管の途中に接続しておくことで、その
配管内に発生してくる圧力波（ウオーターハンマー）を
吸収させて、ウオーターハンマーにより配管機材が破壊
を受けるようになるのを防止するウオーターハンマー防
止装置には、図１に示しているように、配管ａに対し側
枝状に接続する膨張タンク１内に、ダイヤフラム１０で
隔てた空気室１１を設けて、それの内部に圧縮空気を封
入しておき、配管ａ内に圧力波が生じたときに、その圧
力でダイヤフラム１０を介し空気室１１が圧縮されてい
くようにして、圧力波のピークを緩和するようにする手
段があり、また、図２に示している如く、配管ａに側枝
状に接続するシリンダ２内に、ピストン２０を嵌装し、
そのピストン２０をバネ２１で押し下げておき、配管ａ
内に圧力波が生じたときに、その圧力でピストン２０が
バネ２１の付勢に抗して押し上げられていくことで、圧
力波のピークを緩和するようにする手段がある。

【０００３】さらに、図３に示すよう、配管ａの途中に
継手管状に接続する筒状のケース３の内面側に、ゴム材
等の弾性資材よりなるチューブ３０を内筒状に嵌装し
て、そのチューブ３０の外周面と前記筒状のケース３の
内周面との間に、スポンジ３１を装入しておいて、配管
ａ内に圧力波が生じたときに、それの圧力でチューブ３
０がスポンジ３１を押し潰しながら拡張して、圧力を吸
収するようにする手段がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従前のウオー
ターハンマーの防止手段は、図１に示す膨張タンク１を
用いる手段にあっては、大きな膨張タンク１を用いるこ
とから機器の内蔵配管に対しての取付けが困難で、しか
も、高価なものとなる問題があり、また、図２に示すピ
ストン２０をバネ２１の圧力に抗して動かす手段にあっ
ては、配管ａに対しシリンダ２を側枝状に接続すること
で、前記図１の手段と同様に機器の内蔵配管に対しての
取付けが困難で、しかも、圧力波の吸収能力が低い問題
があり、また、図３に示す手段にあっては、圧力変動の
ある場所では効果が小さくなり、かつ、水圧に見合った
ものとする調節が困難である問題がある。

【０００５】本発明は、従前手段に生じているこれらの
問題を解決するためになされたものであって、機器の内
蔵配管に対する取付けが制約なしに行なえるよう、配管
の途中に継手管状に接続する形態としながら、配管内に
流れる液体の圧力が高圧であっても、また、低圧であっ
ても適応して、迅速に応答するようになり、かつ、配管
内に生ずる圧力波の吸収が適確に行なえるようになるウ
オーターハンマー防止装置を構成する新たな手段を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そして、本発明において
は、上述の目的を達成するための手段として、配管の途
中に継手管状に接続する筒状のケースに、配管内の流れ
の流れ方向における下流側には大径のシリンダ部を設
け、上流側には小径のシリンダ部を設け、該ケース内に
は、下流側の外周に前記大径のシリンダ部に摺動自在に
嵌合するピストン部を具備し、下流側を前記小径のシリ
ンダ部に摺動自在に嵌合する肉薄の摺動筒部に形成した
摺動パイプを嵌装し、その摺動パイプの内腔に、縊れた
縮径部を形成せしめてなるウオーターハンマー防止装置
を提起するものである。

【０００７】

【実施例】次に実施例を図面に従い詳述する。図４は、
本発明によるウオーターハンマー防止装置Ａの縦断側面
図で、同図において、ａは配管、４はその配管ａの途中
に継手管状に接続する本発明装置Ａの主体たる筒状のケ
ース、５はケース４内にそれの軸線方向に自在に摺動す
るよう嵌装した摺動パイプを示す。

【０００８】主体たる筒状のケース４は、上半側４ａと
下半側４ｂとを接続することで組立てられ、それの軸方
向の両端部に、配管ａの途中に設けられる接手部６０・
６１に対し、その配管ａ内の流れの流れ方向の下流側
（図４において上方側）の接手部６０に接続する接続管
部４０と、前記流れ方向の上流側の接手部６１に接続す
る接手管部４１とを具備する継手管状に形成してある。

【０００９】そして、該ケース４には、前記流れ方向の
下流側に、内径を大径にしたシリンダ部４２が形設して
あり、前記流れ方向の上流側には内径を小径にしたシリ
ンダ部４３が形設してある。また、それらシリンダ部４
２・４３の間の中間部位には、拡径したバネ収容室４４
が形成してある。

【００１０】この主体たる筒状のケース４内に嵌装され
る摺動パイプ５は、前記流れ方向の下流側となる側の部
位の外周に、前述のケース４の下流側の部位に形設した
大径のシリンダ部４２に対し摺動自在に嵌合する大径の
ピストン部５０が形設され、また、該摺動パイプ５の上
流側に位置する部位は、外周面が、前記ケース４の上流
側の部位に形設した小径のシリンダ部４３に対し摺動自
在に嵌合する肉薄の摺動筒部５１に形成してある。

【００１１】また、該摺動パイプ５は、それの前述の大
径のピストン部５０を形設した下流側の部位に、内径を
狭くした縮径部５２が形成してある。さらに、前記大径
のピストン部５０の端面には、内周面を、突出側に向け
て次第に拡径するラッパ状に形成した円筒状部５３が、
前述の縮径部５２の開放口を延長するように突設してあ
る。

【００１２】そして、この摺動パイプ５は、前述の主体
たるケース４を、それの上半側４ａと下半側４ｂとを接
続して組立てるときに、それらのなかに予め装入してお
くことで、大径のピストン部５０の外周面がケース４の
大径のシリンダ部４２の内周面に嵌合し、小径の摺動筒
部５１の外周面がケース４の小径のシリンダ部４３の内
周面に嵌合する状態として、ケース４内に摺動自在に組
込まれている。

【００１３】そしてまた、この摺動パイプ５には、前述
の如くケース４内に組込まれた状態において、ケース４
内の前述の大径のシリンダ部４２と小径のシリンダ部４
３との間に形成してあるバネ収容室４４に収蔵したバネ
６により、常態において前述流れ方向の下流側に向け押
し出されるよう付勢してある。

【００１４】７は、この摺動パイプ５がケース４内を摺
動する範囲を規制する規制部材で、摺動パイプ５の大径
に形成したピストン部５０の下端側の周面から、外周方
向に突出する鍔状に形成してあって、それの上面側には
クッション材７０を保持している。そして、前述のバネ
６の付勢により下流側に動くときは、この規制部材７
が、ケース４の上半側４ａの下端面により形成される衝
合面４５にクッション材７０を介して衝合することで、
図４に示している位置にストップし、また、下流側に生
ずる圧力波の圧力により前記バネ６の付勢に抗して摺動
パイプ５が押し込まれたときは、規制部材７が、ケース
４内のバネ収容室４４の底面に形成してある衝合面４６
に対し、その衝合面４６上に保持されているクッション
材７１を介し衝合していくことで、図５に示している位
置にストップするようにしてある。

【００１５】次に図６は、別の実施例を示している。こ
の実施例は、大径のピストン部５０の端面に、そこに開
設してある縮径部５２の開放口を延長するように設ける
円筒状部５３に換えて、ベンチュリー管９を装設して、
これにより、大径のピストン部５０の端面の外面側とな
る下流側の圧力Ｐ２を、摺動パイプ５内を上流側から下
流側に流過する流れがある間は負圧になるようにしてお
いて、摺動パイプ５の流れによる下流側への移動が一層
確実に行なわれるようにした例であり、この点を除いた
その余の構成は、前述の図４および図５に示した実施例
と変わりがないので、同効の構成部材に同一の符号を付
して詳しい説明は省略する。

【００１６】しかして、この実施例のベンチュリー管９
は、摺動パイプ５が、図４の如く上流側への移動範囲の
エンドにまで移動している状態においても、該ベンチュ
リー管９の先端側の外周面が、ケース４の下流側の頸部
４ｃの内周面に摺接した状態を保持するように形成して
あり、これにより、ケース４の周壁と摺動パイプ５の大
径のピストン部５０の端面と該ベンチュリー管９の外周
面とで囲われる室ｗが、ベンチュリー管９の内径が絞ら
れた部位に開設される連通口９０・９０だけを介して流
路に連通する状態とし、流れにより生ずる負圧で連通口
９０・９０を介して行われるこの室ｗ内からの吸引が確
実なものとなるようにしている。

【００１７】このように構成される実施例装置は次のよ
うに作用する。本発明によるウオーターハンマー防止装
置Ａは、湯または水を、蛇口８０または洗面台８１に組
込まれた給湯栓８２に導く配管ａに対し、図７および図
８に示している如く、ケース４を組立てる上半側４ａに
設けた接続管部４０が配管ａに接続してある蛇口８０ま
たは給湯栓８２に近い位置を占める状態として、配管ａ
の途中に接続管状に接続する。

【００１８】この状態において、蛇口８０または給湯栓
８２が閉じられて配管ａ内の流れが停止しているとき
は、ケース４内に嵌装してある摺動パイプ５は、バネ６
の付勢と大径のピストン部５０にかかる水圧とがバラン
スした点で静止しており、水圧が高いときは、バネ６の
付勢力が劣り図５に近い位置を占め、水圧が低いとき
は、バネ６の付勢が勝り、図４に示す位置に近い位置を
占めて静止するようになる。そして、これにより応答性
を良くする。

【００１９】次に、この状態から、蛇口８０または給湯
栓８２を開弁すれば、配管ａの下流側が開放すれること
で、ケース４内を配管ａの上流側から湯または水が流過
していく。

【００２０】このとき、ケース４内の摺動パイプ５の内
腔を流過するようになる流れは、摺動パイプ５の内腔の
下流側の端部が小径に縊れていることから、摺動パイプ
５の一次側の圧力Ｐ１と二次側の圧力Ｐ２との間に差圧
△Ｐを生ぜしめ、この差圧により摺動パイプ５を下流側
に押し出すようになる。また、同時に、この縊れた縮径
部５２を流過するときの流れ抵抗により、摺動パイプ５
を下流側に押し出していくようになる。

【００２１】さらに、前記縮径部５２を流過した流れ
が、その縮径部５２に連続している内周面がラッパ状の
円筒状部５３を流過することで、負圧を生ぜしめ、この
負圧により、図４にて二重線の矢印に示している如く、
摺動パイプ５を下流側に引き出すようになる。

【００２２】このため、蛇口８０または給湯栓８２が開
弁してケース４内に流れが生じている間は、摺動パイプ
５は、図４の状態位置に保持されることになる。

【００２３】次に、この状態から、蛇口８０または給湯
栓８２が急激に閉じられることで、下流側に圧力波（ウ
オーターハンマー）が生じたときは、それの圧力がケー
ス４内に伝わってきたときに、摺動パイプ５は、その圧
力を受ける大径のピストン部５０の作動で、上流側に押
し返され、図５に示している状態位置を占めるようにな
る。

【００２４】このとき、ケース４の内腔は、下流側にあ
っては、摺動パイプ５の大径のピストン部５０が大径の
シリンダ部４２内を上流側に摺動していくことで、その
ピストン部５０の端面の面積Ｓ２と移動距離ｈとの積に
対応する容積分だけ容量を増大させ、これにより、圧力
波の圧力を吸収するようになる。

【００２５】この圧力波の圧力の吸収作用は、図６に示
している実施例においては、摺動パイプ５が圧力波の圧
力で上流側に押し返されることで、ケース４内に生じて
くる容積の増加部位に、ベンチュリー管９の管壁の基端
側の部位に設けてある小径の連通口９０・９０から流れ
込んでいくときに、その小径の連通口９０・９０を流過
することでエネルギーを消耗していくようになるので、
圧力波の吸収を一層効果的なものとする。

【００２６】また、ケース４の内腔の上流側にあって
は、摺動パイプ４の摺動筒部５１が小径のシリンダ部４
３内を摺動して上流側に動くことで、この摺動筒部５１
の外端側の端面の面積Ｓ２と移動距離ｈとの積に対応す
る容積分だけ容量を減少させ、これにより新たな圧力波
を形成するようになるが、摺動筒部５１の前記面積Ｓ２
が小さく、減少させる容積が、前述のケース４内の下流
側において増大してくる容積に比して遥かに小さいこと
から、この新たに形成される圧力波は、ケース４の下流
側から伝えられる圧力波に比して著しく圧力の小さいも
のとなる。

【００２７】従って、この実施例装置は、配管ａの下流
側に接続する蛇口８０または給湯栓８２を急激に閉じた
ときに生ずる圧力波を、摺動パイプ５の動きによりケー
ス４内の容積を増大させる作動で効果的に吸収するよう
になる。

【００２８】そして、この圧力波を吸収する作動は、摺
動パイプ５を、圧力波が伝えられる方向に動かすことで
行なうことから応答性の良いものとなる。

【００２９】また、摺動パイプ５は、配管ａ内にそれの
下流側に向う流れが存在することで、縊れた縮径部５２
により該摺動パイプ５の一次側と二次側との間に生成さ
れる前述の差圧△Ｐによって、下流側に動き、その位置
に保持されるようにしてあることで、摺動パイプ５を下
流側に押し出すバネ６が、水道圧以下の極く弱いバネ圧
のものを補助的に設けることで良く、また、このバネ６
を省略しても作動するようになることから、配管ａ内を
流れる液体の圧力が高圧から低圧までの広い範囲に適応
するようになる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるウオ
ーターハンマー防止装置は、配管ａの途中に継手管状に
接続する筒状のケース４に、配管ａ内の流れの流れ方向
における下流側には大径のシリンダ部４２を設け、上流
側には小径のシリンダ部４３を設けておいて、この筒状
のケース４内に、摺動パイプ５を流れ方向に摺動自在に
嵌装して、それの内腔の下流側に寄る部位に縊れた縮径
部５２を設け、かつ、その摺動パイプ５には、下流側の
外周に前記ケース４の大径のシリンダ部４２と嵌合する
大径のピストン部５０を設け、また、上流側には前記ケ
ース４の小径のシリンダ部４３に嵌合する肉薄の摺動筒
部５１を設けておくことで、この摺動パイプ５が、配管
ａ内の流れにより前述の縊れ部たる縮径部５２によって
生成される差圧で、下流側に動いた状態位置に保持さ
れ、下流側に圧力波が生じたときに、その圧力で該摺動
パイプ５が上流側に押し返されていくことにより、ケー
ス４の下流側の内腔の容積を増大させて、圧力波の圧力
を吸収するようにしているのだから、機器の内蔵配管に
対する取付けが制約なしに行なえるよう、配管の途中に
接続する継手管状の形態としながら、圧力波の圧力で、
摺動パイプ５が流れの方向に動いて、その圧力を適確に
吸収するようになるので、高圧から低圧までの広い範囲
に適応し、かつ応答性の良いウオーターハンマー防止装
置が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従前のウオーターハンマー防止装置の縦断正面
図である。

【図２】もう一つの従前のウオーターハンマー防止装置
の縦断正面図である。

【図３】さらに別の形態の従前のウオーターハンマー防
止装置の縦断正面図である。

【図４】本発明によるウオーターハンマー防止装置の縦
断正面図である。

【図５】同上装置の圧力波を受けた状態の縦断正面図で
ある。

【図６】同上装置の別の実施例の縦断正面図である。

【図７】同上装置の配管に接続した状態の概要図であ
る。

【図８】同上装置の配管に接続する位置を変えた状態の
概要図である。

【符号の説明】

Ａ…ウオーターハンマー防止装置、ａ…配管、１…膨張
タンク、１０…ダイヤフラム、１１…空気室、２…シリ
ンダ、２０…ピストン、２１…バネ、３…ケース、３０
…チューブ、３１…スポンジ、４…筒状のケース、４ａ
…上半側、４ｂ…下半側、４ｃ…頸部、４０…接続管
部、４１…接手管部、４２・４３…シリンダ部、４４…
バネ収容室、４５・４６…衝合面、５…摺動パイプ、５
０…ピストン、５１…摺動筒部、５２…縮径部、５３…
円筒状部、６…バネ、６０・６１…接手部、７…規制部
材、７０・７１…クッション材、８０…蛇口、８１…洗
面台、８２…給湯栓、９…ベンチュリー管、９０…連通
口、ｗ…室。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年２月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷水・温水・油等の液
体を流通させる配管の途中に接続しておいて、その配管
に接続してある蛇口等の開閉弁が急激に閉弁されるなど
でその配管内の液体の流れが急激に停止したときに発生
してくる圧力波（ウオーターハンマー）を吸収させ、そ
のウオーターハンマーにより配管機材を破壊するように
なるのを防止するウオーターハンマー防止装置について
の改良に関する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】そして、本発明において
は、上述の目的を達成するための手段として、配管の途
中に継手管状に接続する筒状のケースに、配管内の流れ
の流れ方向における下流側には大径のシリンダ部を設
け、上流側には小径のシリンダ部を設け、該ケース内に
は、下流側の外周に前記大径のシリンダ部に摺動自在に
嵌合するピストン部を具備し、上流側を前記小径のシリ
ンダ部に摺動自在に嵌合する肉薄の摺動筒部に形成した
摺動パイプを嵌装し、その摺動パイプの内腔に、縊れた
縮径部を形成せしめてなるウオーターハンマー防止装置
を提起するものである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管ａの途中に継手管状に接続する筒状
   のケース４に、配管ａ内の流れの流れ方向における下流
   側には大径のシリンダ部４２を設け、上流側には小径の
   シリンダ部４３を設け、該ケース４内には、下流側の外
   周に前記大径のシリンダ部４２に摺動自在に嵌合するピ
   ストン部５０を具備し、下流側を前記小径のシリンダ部
   ４３に摺動自在に嵌合する肉薄の摺動筒部５１に形成し
   た摺動パイプ５を嵌装してなるウオーターハンマー防止
   装置。
2. 【請求項２】 ケース４と摺動パイプ５との間に、摺動
   パイプ５を下流側に押し出すバネ６を張設した請求項１
   記載のウオーターハンマー防止装置。
3. 【請求項３】 摺動パイプ５の内腔に、縊れた縮径部５
   ２を形成した請求項１記載のウオーターハンマー防止装
   置。
4. 【請求項４】 摺動パイプ５の胴部の外周部に、外周側
   に突出する規制部材７を設け、該規制部材７と衝合して
   摺動パイプ５の下流側への動きを停止させる衝合面４５
   と該規制部材７と衝合して摺動パイプ５の上流側への動
   きを停止させる衝合面４６とを、ケース４の内面側に装
   設した請求項１記載のウオーターハンマー防止装置。
5. 【請求項５】 摺動パイプ５の下流側の開放口に、内周
   面を突出側に向け次第に拡径するラッパ状に形成した円
   筒状部５３を、下流側に向け突設した請求項１記載のウ
   オターハンマー防止装置。
6. 【請求項６】 摺動パイプ５の下流側の開放口に、ベン
   チュリー管９を装設した請求項１記載のウオーターハン
   マー防止装置。