ウォーターハンマー現象について

ウォーターハンマー現象は、水撃や水撃作用とも言っています。水道管内に水が充満して流れている状態の時や、蛇口などを全開にして流している時に、蛇口を急閉止すると水の流速は瞬時に０になり水の持っていた速度のエネルギーは瞬時に圧力エネルギーに変わり、圧力は急激に上昇してしまいます。この急上昇した水圧が水道管内で等しくなろうと作用し圧力波になるのです。この圧力波は、ものすごいエネルギーを持ち配管設備を破損させる原因にもなります。

ハンドル式の蛇口の場合は、比較的緩やかな開閉になります。しかし、レバー式の場合瞬時に開閉が出来るためにウォーターハンマー現象が起きやすいのです。全自動洗濯機なども同様です。壁の中で蛇口を閉める度に音がする場合は、壁の中の給水管の固定が外れていたりすることもあります。この場合は一度点検をした方がよろしいかと思います。特に今まで音がしていなかったのに音がする場合は、ウォーターハンマー現象の衝撃で固定が外れ管に深刻なダメージを与えていることが想定されます。そのままにしていると、漏水（水漏れ）の原因になり、壁の中などで水漏れの確認ができない場合は、多額の水道料金の請求が来ることもあります。もし、お湯側の給湯管で水漏れをすると水道料金の減免も受けることができませんので負担はかなりのものとなります。異常音がする場合は早めの点検をお勧め致します。

ＭＳＳから
ウォーターハンマー現象が起きるのは、（台所、洗面所、お風呂、キッチン）のレバー式蛇口などで急激に水道を止めた時に発生する現象ですから、対策方法もさまざまあります。当社では、経験豊富なベテラン技術者が水道修理から水道工事までを行っています。このトラブルで困った時は、ご気軽にご相談下さい。また、無料電話相談を始め丁寧でかつ技術者への速やかな伝達を心がけています。

ウォーターハンマー現象がなぜ起きるのか？

ウォーターハンマー現象は配管内を流れる水の運動が急に止められたり急に変えられたりした瞬間に水の慣性が逃げ場を失い圧力として跳ね返ることで起きるが水は一見すると圧縮できないように見える一方で実際にはわずかに圧縮性を持ち配管もわずかに弾性変形するため流速の変化が音速に近い速さで圧力波として伝わるという点が本質でありこの圧力波が配管の端部や曲がりや分岐やバルブに到達すると反射と重なりが繰り返されるので一回の操作でも複数回の衝撃音や振動として感じられるのである したがって原因は単にバルブを閉めたという操作そのものではなく閉止時間が水の移動と圧力波の往復時間より短い状態で流れを急変させたことにありたとえばレバー式の止水栓や電磁弁や洗濯機の自動止水やトイレの充填弁など素早く止まる機器ほど発生しやすいが同じ機器でも配管が長いと圧力波の往復距離が伸びるため状況が変わるのであり長い配管では反射が続きやすく短い配管では瞬間的なピークが高くなりやすいという違いが生じる しかも配管内の流速が高いほど水の運動エネルギーが大きくなるので圧力上昇も大きくなりやすいが流速は管径や使用流量や同時使用の状態で変わるため普段は静かな系統でも朝夕の使用集中時にだけ鳴ることがありそのとき配管支持が弱いと衝撃が固定金具に伝わって打撃音が増幅されるので現象が強く見えるのである 一方で給湯系では温度が高いことにより水の物性が変わり配管材料も伸縮しやすくなるため弾性が増して圧力波の減衰の仕方が変わるがその結果として音が低く長く感じられる場合があり樹脂管は金属管よりも変形しやすいのでピーク圧は抑えられやすい反面で配管全体が揺れやすくなって別の振動問題に結びつくことがある そして圧力波の大きさは理論的には流速変化量と圧力波の伝播速度で概算できるが伝播速度は水の圧縮性と管の弾性や管厚や支持条件で変わるので同じ流量でも材質や施工で差が出るため現場では配管の材質や固定間隔や曲がり数や空気溜まりの有無を合わせて見る必要があるのであり空気が混入していると圧力波を吸収するクッションになって衝撃が弱まることもあるが空気溜まりが局所にできると流れが乱れて別の騒音を生みやすくなるので単純に空気があれば良いという整理にはならない こうして発生した圧力波はバルブ付近の局所圧を一時的に押し上げるので古い配管や劣化した継手では漏れやすくなり逆止弁や減圧弁やメーターなどの機器にも繰り返し負担を与えるが衝撃は一度で壊すというよりも小さな負担を積み重ねる形で寿命を縮めることが多いので普段は音だけの問題に見えても放置が安全側とは限らない そのため対策は圧力波を発生させにくくし発生しても減衰させ支持部での増幅を抑えるという三層で考えるのが要点であり急閉止を避けるためにゆっくり閉まる止水機構を選ぶことや配管の流速が上がりすぎないよう管径と使用条件を整えることが基本となるが既設ではウォーターハンマー防止器やエアチャンバーや緩閉式のバルブや減圧弁の見直しなどが有効となり同時に配管支持の補強や接触部の緩衝材で音の伝達を抑えると体感が改善しやすい つまりウォーターハンマーは水の慣性と水と管の弾性が生む圧力波の現象であり操作速度や配管長や流速や材質や支持条件が重なるほど顕在化しやすいので原因を一つに決め打ちせず発生条件と伝わり方をセットで捉えることが解決への近道になるのである