JP2002357283A - ウォーターハンマー防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のウォータハンマー防止装置において
は、ゴム部材等により構成されるベローズを用いた構成
であったので、構造が複雑であって、大型化するととも
にコスト高になる傾向にあった。 【解決手段】 水栓２における急閉止によって一次通水
路２２の圧力が突発的に上昇すると、その圧力が一定圧
以上となった時点でウォーターハンマー防止装置１のピ
ストン２１がバネ手段２４の付勢力に抗して開動作し、
一次通水路２２の水を二次通水路２３へと通水させる。
これにより一次通水路２２内に過大な突発的圧力上昇が
生じるのが防止されて、前記ウォーターハンマーの発生
が回避される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は水栓の急激な開閉
操作に伴い発生するウォーターハンマーを吸収するため
のウォーターハンマー防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、水温と流量とを単一レバーの操作
で自在に調節することができるシングルレバー式混合水
栓が、一般家庭にも広く普及してきている。このシング
ルレバー式混合水栓は操作が簡単であるため、急激なレ
バー操作を日常的に行なうことが多く、そのような場
合、ウォーターハンマーと呼ばれる現象が発生しやすく
なる。ウォーターハンマー現象とは、急激なレバー操作
によって止水することで、水道管内を流れる水道水に急
ブレーキがかかる状態となり、甲高い衝撃音とともに水
道管内の水圧が瞬間的に増大する現象である。ウォータ
ーハンマーが頻繁に繰り返されれば、混合水栓自体はも
ちろん、水道管や混合水栓に配管される給湯器等にも衝
撃が加わり続け、長期的には弁体の破損や、給湯器の故
障の原因等となり、さらには水道管に亀裂が生じかねな
いことにもなる。

【０００３】従って、従来から、このようなウォーター
ハンマーの発生を防止するために、水栓へ給水する給水
管の途中部にウォーターハンマー防止装置を取り付ける
ことが行われている。このウォーターハンマー防止装置
としては、ゴム部材等により構成されるベローズを用い
てウォーターハンマーを吸収する構成としたものが多く
用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のベロー
ズを用いたベロータイプのウォーターハンマー防止装置
は、ベローズを小型化することが難しく、構造も複雑で
あったので、装置が大型化するとともにコスト高になる
傾向があった。従って、ウォーターハンマー防止装置を
給水管の途中部に取り付ける場合は、ウォーターハンマ
ー防止装置の外径が給水管の外径よりも大きくなり、配
管部周辺にある程度のスペースが必要とされ、既設され
ている水栓の給水管の途中部に、新たにウォーターハン
マー防止装置を取り付けようとした場合、スペースが無
くて取り付けられないことがあった。そこで、本発明
は、このような問題に対処するためになされたもので、
簡易な機構でウォーターハンマーの発生を長期にわたっ
て高信頼性で防止することができ、また水栓に簡単且つ
省スペースで着脱可能な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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。即ち、請求項１においては、ウォー
ターハンマー防止装置を、ケースと、ケース内を貫通す
る一次通水路と、ケースに摺動自在に内装されるピスト
ンと、ピストンを摺動方向の一側へ付勢するバネ部材と
を有し、ピストンは一次通水路を流れる水の水圧を受水
面に受けるとバネ部材の付勢力に抗して他側へ摺動し、
ピストンの他側への摺動動作により、一次通水路を流れ
る水が流入可能な二次通水路が生じるように構成した。

【０００６】また、請求項２においては、請求項１記載
のウォーターハンマー防止装置において、ピストンの摺
動方向と、一次通水路の通水方向とが同じであり、一次
通水路の一側又は他側が水栓側に接続可能であり、他側
又は一側が水源側に接続可能である。

【０００７】また、請求項３においては、請求項２記載
のウォーターハンマー防止装置において、前記一次通水
路はケースに内装される内筒内に構成され、前記ピスト
ンは、ケースと内筒との間のスペースに収納され、ケー
スと内筒の間のスペースにおける一端側は一次通水路と
連通し、前記二次通水路は、ケースと内筒との間のスペ
ースにおける一端側に形成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のウォーターハンマー防止
装置の一例を図面に基づいて詳しく説明する。図１はウ
ォーターハンマー防止装置を備え付けたシングルレバー
式水栓と給水管、 給湯管を示す正面図、図２は図１にお
けるウォーターハンマー防止装置とシングルレバー式水
栓の拡大図、図３は給水管または給湯管から、水栓に流
体が供給されている状態のウォーターハンマー防止装置
の断面図、図４は図３におけるA −A 断面を示す図、図
５は水栓よって給水管または給湯管からの流体の流れが
止められた状態のウォーターハンマー防止装置の断面
図、図６は既設のシングルレバー水栓に着脱可能なウォ
ーターハンマー防止装置を示す断面図、図７は水栓の給
水管の途中部に取り付けた状態の図６のウォーターハン
マー防止装置を示す断面図、図８は従来のウォーターハ
ンマー防止装置を示す側面図である。

【０００９】まず、本発明のウォーターハンマー防止装
置１を備え付けたシングルレバー式水栓２を図１、図２
により説明する。シングルレバー式水栓２は、シングル
レバー２ｃの操作により吐水口５から吐水可能に構成さ
れており、キッチンや洗面台等のカウンター１０に設置
されている。該シングルレバー式水栓２には、水、又
は、湯を供給する水源側の給水口に連結された止水栓６
・７が取付けられている。止水栓６には給水管１１が、
止水栓７には給湯管１２が、水の逆流を防止する逆止弁
８を介して連結されている。ウォーターハンマー防止装
置１は、シングルレバー式水栓２の給水口２ａ及び給湯
口２ｂに、それぞれ装着されている。該給水口２ａ及び
給湯口２ｂに装着されるウォーターハンマー防止装置１
には、給水管１１及び給湯管１２の上端部が接続されて
おり、該給水管１１及び給湯管１２からは、給水口２ａ
及び給湯口２ｂを通じて、シングルレバー式水栓２に水
及び湯が供給されている。

【００１０】ここで、止水栓６・７から給水管１１、ま
たは給湯管１２へ、矢印１０１方向に流れていく流体
（水又は湯）は、逆止弁８が設けられているため、矢印
１０２方向に逆流することはできない。よって、シング
ルレバー式水栓２の急激な止水操作により、矢印１０１
方向への流体の流れを止めようとすると、矢印１０２方
向に戻ろうとする流体により、瞬間的な水圧の変化が生
じ、ウォーターハンマー現象が起こる。ウォーターハン
マー防止のためには急激な水圧の変化を防ぐ必要があ
る。

【００１１】次に、本発明におけるウォーターハンマー
防止機構について図３乃至図５より説明する。図３は矢
印１０１方向に流体が流れている状態であり、図５は水
栓によって給水管または給湯管からの流体の流れが止め
られ、矢印１０２方向に流体が戻ろうとしている状態を
示している。

【００１２】給水管１１、または給湯管１２に接続され
た状態のウォーターハンマー防止装置１は、ケース２０
と、ケース２０内を摺動可能なピストン２１と、該ピス
トン２１より上流側の給水源と給水口２ａ又は給湯口２
ｂとを連通する一次通水路２２と、ピストン２１をシン
グルレバー式水栓２側へ付勢するバネ２４とを、有して
いる。前記一次通水路２２はケース２０に内装される内
筒１９内に構成され、前記ピストン２１は、ケース２０
と内筒１９との間のスペースに収納されており、ケース
２０と内筒１９の間のスペースにおける一端側は一次通
水路２２と連通している。また、ピストン２１がバネ２
４の付勢力に抗して逆止弁８側へ摺動すると、ケース２
０と内筒１９の間のスペースにおける一端側に二次通水
路２３（図５図示）が形成されるように構成している。

【００１３】即ち、バネ２４によりシングルレバー式水
栓２側へ付勢されるピストン２１は、後述する受圧面２
１ｂにより、バネ２４の付勢方向とは反対方向に一次通
水路２２内の水圧を受けており、バネ２４の付勢力より
も、一次通水路２２の水圧が高くなると、該ピストン２
１が逆止弁８方向へ摺動する。ピストン２１が逆止弁８
方向へ摺動すると、ピストン２１よりもシングルレバー
式水栓２側のケース２０と内筒１９との間に、一次通水
路２２と連通するスペースが生じるが、このスペースを
二次通水路２３としている。該二次通水路２３内には、
一次通水路２２内を流れる水が流入可能となっている。
そして、バネ２４の付勢力よりも、一次通水路２２の水
圧が高くなると、該ピストン２１が摺動して二次通水路
２３が生じ、この二次通水路２３へ一次通水路２２内の
流体を導くことによって、急激な水圧の変化を防ぎ、ウ
ォーターハンマー現象を防止するようにしている。

【００１４】次に、水路２３開閉機構について説明す
る。図３において矢印１０１方向に一次流水路２２を流
れて、シングルレバー式水栓２の吐水口５から吐水され
ている水や湯といった流体が、シングルレバー２ｃの急
激な操作によって、その流れを停止されると、流体は矢
印１０２方向に戻ろうとする。一次通水路２２と連通す
る、給水管１１及び給湯管１２には逆止弁８が設けられ
ているため、流体は一次通水路２２内を矢印１０２方向
に逆流することはできず、逆止弁８より下流側の給水管
１１及び給湯管１２内の水圧が上昇する。ピストン２１
の上端面（シングルレバー式水栓２側端面）の一部には
突出部２１ａが突出しており、該上端面の突出部２１ａ
以外の部分が受圧面２１ｂを構成している。図３に示す
状態のように、矢印１０１方向のバネ強さが矢印１０２
方向の水圧よりも大きいときは矢印１０１方向へ押され
るピストン２１が、突出部２１ａによりケース２０の支
持部２０ａに支持されており、二次通水路２３は形成さ
れていない。一方、図５に示す状態のように、矢印１０
２方向の水圧が矢印１０１方向のバネ強さよりも大きく
なった時には、受圧面２１ｂが矢印１０２方向に水圧を
受けて、ピストン２１が矢印１０２方向へ摺動し、二次
通水路２３が形成されて、一次通水路２２内の流体が二
次通水路２３に流れ込む。

【００１５】このように、給水管１１及び給湯管１２内
の水圧が上昇した際には、二次通水路２３が形成され
て、該給水管１１及び給湯管１２内の流体が該二次通水
路２３に流入し、給水管１１及び給湯管１２の通水路容
積が増大することとなるので、給水管１１及び給湯管１
２内の水圧の急激な上昇が抑えられ、ウォーターハンマ
ーの発生を防止することができる。そして、本ウォータ
ーハンマー防止装置１は、円筒形状に形成されるケース
２０内に、流体が通過する一次通水路２２が形成される
とともに、ピストン２１が摺動自在に設けられて、該ピ
ストン２１の摺動動作により二次通水路２３を形成して
通水路容積を増大させるように構成しているので、簡単
な構成でウォーターハンマーを防止することができ、高
信頼性を得ることができる。また、ウォーターハンマー
防止装置１を小型化することができ、給水管１１及び給
湯管１２の外径と同等の径に構成することができるの
で、省スペースで設置することが可能であり、配管のま
わりにスペースを要することもない。また、ウォーター
ハンマー防止装置１を構成する、ケース２０、ピストン
２１、内筒１９は、金属部材にて構成しており、該ウォ
ーターハンマー防止装置１には、ゴム部材等で構成され
るベローズは用いていないので、構成部材が劣化しにく
く、高信頼性化を図ることができる。

【００１６】また、ウォーターハンマー防止装置１は、
一次通水路２２内の圧力が上昇すると、二次通水路２３
が形成されて通水路容積が増大するため、冬季等や寒冷
地等で給水管１１及び給湯管１２が凍結する恐れがある
場合には、ウォーターハンマー防止装置１部分のみに保
温材を取り付けておく等の凍結防止策を施しておけば、
給水管１１及び給湯管１２内の流体の凍結による体積膨
張分を二次通水路２３に逃して吸収することができ、給
水管１１及び給湯管１２の破損を防止することができ
る。

【００１７】また、ケース２０の一端部（ピストン２１
がバネ２４により付勢される側の端部）を水供給の下流
側に接続し、他端部を上流側に接続しているが、逆に、
一端部を上流側に、他端部を下流側に接続することも可
能である。即ち、ウォーターハンマー防止装置１におい
ては、ピストン２１が、一次通水路２２と連通し受圧面
２１ｂが形成される上端面のみで、該一次通水路２２内
の圧力を受け、この水圧によるピストン２１の摺動動作
により二次通水路２３が形成されるように構成されてい
るので、一次通水路２２へ一端側から流体が流入して
も、他端側から流入しても、ピストン２１は同一方向へ
摺動して二次通水路２３を形成することとなる。このよ
うに、一次通水路２２への流体の流入方向にかかわら
ず、圧力上昇時には二次通水路２３を形成することが可
能であるため、ウォーターハンマー防止装置１の接続方
向には方向性がなく、何れの向きで接続しても、ウォー
ターハンマーの防止効果を発揮することが可能である。
これにより、ウォーターハンマー防止装置１をシングル
レバー式水栓２に取り付ける際に、又は後述するように
給水管１１（又は給湯管１２）に取り付ける際に、ウォ
ーターハンマー防止装置１の取り付け方向を考慮する必
要がなく、ウォーターハンマー防止装置１の取り付けが
容易且つ簡便となる。

【００１８】また、前記ウォーターハンマー防止装置１
は、接続方法が簡単であり、水栓に取り付けるだけでな
く、既設の水栓の給水管部分にも取り付け可能である。
図６に、既設の水栓に取り付け可能なウォーターハンマ
ー防止装置１を示した。本例のウォーターハンマー防止
装置１は、ケース２０の一端部に雄螺子部２０ｂを形成
し、他端部に雌螺子部２０ｃを形成しており、他の構成
は、図１乃至図５に示すウォーターハンマー防止装置１
と同様の構成である。図７には、図６に示すウォーター
ハンマー防止装置１の一端部に給水管１１（又は給湯管
１２）と接続し、他端部に逆止弁８を接続した状態を示
す。給水管１１（又は給湯管１２）は、ケース２０の一
端部の管嵌入部２０ｄに嵌入され、雄螺子部２０ｂに螺
嵌される固定部材３０により抜脱しないように固定され
ている。逆止弁８はケース２０の他端部の雌螺子部２０
ｃに螺装されている。このように、本ウォーターハンマ
ー防止装置１は、一端部を給水管１１（又は給湯管１
２）に接続し、他端部を逆止弁８に接続することで、給
水管１１（又は給湯管１２）の途中部に取り付けること
を可能としている。尚、該ウォーターハンマー防止装置
１は、ケース２０の一端部及び他端部の両方を給水管１
１（又は給湯管１２）に接続することも、もちろん可能
である。

【００１９】また、本ウォーターハンマー防止装置１
は、ピストン２１の摺動方向と、一次通水路２２の通水
方向とが同じであり、一次通水路の一側又は他側が水栓
側に、他側又は一側が水源側に接続可能であるので、該
ウォーターハンマー防止装置１を小型に構成することが
できる。また、ウォーターハンマー防止装置１を、給水
管１１及び給湯管１２の途中部に、該給水管１１及び給
湯管１２に沿って取り付けることができ、即ち、シング
ルレバー式水栓２の水路系に直接入れることができ、従
来のウォーターハンマー防止装置のように、給水管１１
及び給湯管１２から枝管を突出するように取り付ける必
要がなく、省スペースでウォーターハンマー防止装置１
を取り付けることが可能である。

【００２０】また、本ウォーターハンマー防止装置１に
おいては、一次通水路２２がケース２０に内装される内
筒１９内に構成され、ピストン２１が、ケース２０と内
筒１９との間のスペースに収納され、ているので、本ウ
ォーターハンマー防止装置１をコンパクトに構成するこ
とができる。また、ケース２０と内筒１９の間のスペー
スにおける一端側が一次通水路２２と連通し、前記二次
通水路２３が、ケース２０と内筒１９との間のスペース
における一端側に形成されるので、ピストン２１の摺動
範囲の略全範囲を二次通水路２３のスペースに用いるこ
とができ、該二次通水路２３の容積を大きく確保するこ
とができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
以下に示すような効果を奏する。即ち、請求項１記載の
如く、本ウォーターハンマー防止装置を、ケースと、ケ
ース内を貫通する一次通水路と、ケースに摺動自在に内
装されるピストンと、ピストンを摺動方向の一側へ付勢
するバネ部材とを有し、ピストンは一次通水路を流れる
水の水圧を受水面に受けるとバネ部材の付勢力に抗して
他側へ摺動し、ピストンの他側への摺動動作により、一
次通水路を流れる水が流入可能な二次通水路が生じるよ
うに構成したので、シングルレバー式水栓等の水栓が急
激に止水されて、逆止弁よりも下流側の給水管内の圧力
が突発的に上昇した場合、その圧力が一定圧以上となる
とウォーターハンマー防止装置のピストンがバネ手段の
付勢力に抗して摺動し、給水管内の水が二次通水路へ流
入することとなる。これにより給水管内に過大な突発的
圧力上昇が生じるのが防止されて、ウォーターハンマー
の発生を回避することができる。また、簡単な構成でウ
ォーターハンマーを防止することができ、高信頼性を得
ることができる。また、ウォーターハンマー防止装置１
を小型化することができ、給水管１１及び給湯管１２の
外径と同等の径に構成することができるので、省スペー
スで設置することが可能である。さらに、ウォーターハ
ンマー防止装置の接続方向にかかわらず、何れの向きで
接続しても、ウォーターハンマーの防止効果を発揮する
ことが可能となるため、ウォーターハンマー防止装置を
シングルレバー式水栓に取り付ける際、又は給水管に取
り付ける際に、ウォーターハンマー防止装置の取り付け
方向を考慮する必要がなく、ウォーターハンマー防止装
置の取り付けが容易且つ簡便となる。

【００２２】さらに、請求項２記載の如く、請求項１記
載のウォーターハンマー防止装置において、ピストンの
摺動方向と、一次通水路の通水方向とが同じであり、一
次通水路の一側又は他側が水栓側に接続可能であり、他
側又は一側が水源側に接続可能であるので、ウォーター
ハンマー防止装置を小型に構成することができるととも
に、従来のウォーターハンマー防止装置のように、給水
管及び給湯管から枝管を突出するように取り付けること
なく、水栓の水路系に直接取り付けることができ、省ス
ペースでウォーターハンマー防止装置を取り付けること
が可能である。また、新設させる水栓に取り付けるだけ
でなく、既設の水栓の給水管に、取り付けスペースを気
にすることなく、容易に取り付けることができ、取り付
けの自由度を増すことができる。

【００２３】さらに、請求項３記載の如く、請求項２記
載のウォーターハンマー防止装置において、前記一次通
水路はケースに内装される内筒内に構成され、前記ピス
トンは、ケースと内筒との間のスペースに収納され、ケ
ースと内筒の間のスペースにおける一端側は一次通水路
と連通し、前記二次通水路は、ケースと内筒との間のス
ペースにおける一端側に形成されるので、ウォーターハ
ンマー防止装置をコンパクトに構成することができると
ともに、二次通水路の容積を大きく確保することができ
る。

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】ウォーターハンマー防止装置を備え付けたシン
グルレバー式水栓と給水管、 給湯管を示す正面図。

【図２】図１におけるウォーターハンマー防止装置とシ
ングルレバー式水栓の拡大図。

【図３】給水管または給湯管から、水栓に流体が供給さ
れている状態のウォーターハンマー防止装置の断面図。

【図４】図３におけるA −A 断面を示す図。

【図５】水栓よって給水管または給湯管からの流体の流
れが止められた状態のウォーターハンマー防止装置の断
面図。

【図６】既設のシングルレバー水栓に着脱可能なウォー
ターハンマー防止装置を示す断面図。

【図７】水栓の給水管の途中部に取り付けた状態の図６
のウォーターハンマー防止装置を示す断面図。

【図８】従来のウォーターハンマー防止装置を示す側面
図。

【符号の説明】

１ ウォーターハンマー防止装置 １９ 内筒 ２０ ケース ２１ ピストン ２１ａ 突出部 ２１ｂ 受圧面 ２２ 一次通水路 ２３ 二次通水路 ２４ バネ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケースと、ケース内を貫通する一次通水
   路と、ケースに摺動自在に内装されるピストンと、ピス
   トンを摺動方向の一側へ付勢するバネ部材とを有し、ピ
   ストンは一次通水路を流れる水の水圧を受水面に受ける
   とバネ部材の付勢力に抗して他側へ摺動し、ピストンの
   他側への摺動動作により、一次通水路を流れる水が流入
   可能な二次通水路が生じることを特徴とするウォーター
   ハンマー防止装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のウォーターハンマー防止
   装置において、ピストンの摺動方向と、一次通水路の通
   水方向とが同じであり、一次通水路の一側又は他側が水
   栓側に接続可能であり、他側又は一側が水源側に接続可
   能であることを特徴とするウォーターハンマー防止装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のウォーターハンマー防止
   装置において、前記一次通水路はケースに内装される内
   筒内に構成され、前記ピストンは、ケースと内筒との間
   のスペースに収納され、ケースと内筒の間のスペースに
   おける一端側は一次通水路と連通し、前記二次通水路
   は、ケースと内筒との間のスペースにおける一端側に形
   成されることを特徴とするウォーターハンマー防止装
   置。