JP2012092868A - 水撃防止器 - Google Patents

Abstract

【課題】ウオーターハンマーの衝撃圧をブラダの変形で吸収する水撃防止器について、コストの高騰や耐久性の低下を伴わずに優れた水撃防止機能を発揮させる。
【解決手段】ブラダ１０Ａと、ブラダ１０Ａを収装した状態で内部に空気を封入されてブラダ１０Ａ外部側に空気室３０を形成するブラダケース３を有して、ウオーターハンマーの衝撃圧をブラダ１０Ａの弾性変形と空気室３０の空気の弾力性の両者で吸収する水撃防止器において、そのブラダ１０Ａを、周壁が平滑なカップ状に形成して内外圧力差の変動により周壁が弾性変形し容量を通常時の状態から縮小・拡大可能として、給水圧力を導入しない状況で空気室３０の封入空気圧力と内部圧力の差で潰れて通常時よりも容量が縮小するものとし、給水圧力を導入することで容量を増し、ウオーターハンマー発生時にはさらに容量を増して通常時よりも拡大する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水撃防止器に関し、殊に、給水ラインを急激に遮断することによるウオーターハンマーの衝撃圧を吸収して装置の破損や異音の発生を防止する水撃防止器に関する。

給水ラインを急激に遮断することで生じるウオーターハンマーの衝撃圧を、内部容積が弾性的に増減するブラダ内に導入することにより吸収して給水ラインに接続した装置の破損や異音の発生を防止する手段として、アキュムレータ（蓄圧器）と同様の構成を有した水撃防止器が周知である。

例えば、実開平６−４０５８６号公報に記載され図６（Ａ）に示すもののように、カップ状のブラダケース５の内部に有底円筒状で周壁を伸縮可能な蛇腹状に形成した弾性材料からなるブラダ１０Ｃを配置して、その外周面とブラダケース５の内周面との間に空気室５０を形成してなる水撃防止器１Ｃが知られている。

この水撃防止器１Ｃは、給水ラインから分岐してブラダ１０Ｃ内部側に接続して給水圧を導入するように配置され、ウオーターハンマー発生の際にブラダ１０Ｃの弾性変形（容積拡大）によりその衝撃圧を吸収することに加え、その周りの空気室５０の空気の弾力によっても吸収することができるため、水撃防止機能を確実に発揮しやすいものとなっている。

また、特開２００１−１２０９７５号公報に記載され図６（Ｂ）に示すもののように、外周面にリブ１００ａ，１００ｂ，１００ｃを形成した有底円筒状でゴム製のブラダ１０Ｄを、カップ状でゴム製のブラダケース６内部にその内周面との間にクリアランスを有するように配置した水撃防止器１Ｄも知られており、ウオーターハンマーの大きさに応じて、ブラダ１０Ｄのみの変形による吸収、空気室６０の空気の弾性による吸収、リブ１００ａ，１００ｂ，１００ｃが当接した状況での外筒６の変形による吸収、というように段階的に吸収を行うものとして、小型でも比較的大きな衝撃圧まで対応可能としている。

しかし、前者の水撃防止器１Ｃは、ブラダ１０Ｃの容量変動幅を大きく確保するためにその周壁を蛇腹状にしている点で構造が複雑であり、コスト高であることに加え蛇腹屈曲部分の耐久性に難点を有したものとなっている。一方、後者の水撃防止器１Ｄは、大きな衝撃圧にも対応可能とするためにブラダ１０Ｄの外周面にリブを設けるとともにブラダケース６もゴムで作成しており、耐候性を考慮するとブラダケース６の外周にさらに保護ケースが必要になることから、その分サイズアップとコスト高騰を伴いやすい。

また、これら両者に共通して、水道水の供給ラインに配設した場合には、水道水に含まれる塩素でブラダを構成するゴム材が比較的短期間で変質・劣化しやすいことが知られており、変質・劣化したゴム同士が密着する部分では互いに溶着しやすくなることも相俟って、さらに耐久性に難点を有したものとなってしまう。

実開平６−４０５８６号公報 特開２００１−１２０９７５号公報

本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、給水ラインの遮断によるウオーターハンマーの衝撃圧をブラダの変形で吸収する水撃防止器について、コストの高騰や耐久性の低下を伴うことなく優れた水撃防止機能を発揮可能とすることを課題とする。

そこで、本発明は、内部側が給水ラインに接続されるブラダと、このブラダを収装した状態で内部に空気を封入されてブラダ外部側に空気室を形成するブラダケースを有して、給水ラインに生じたウオーターハンマーの衝撃圧をブラダの弾性変形と空気室の空気の弾力性の両者で吸収する水撃防止器において、そのブラダは、外周面を構成する周壁が平滑なカップ状に形成されて内外圧力差の変動により周壁が弾性変形して容量を通常時の状態から縮小・拡大可能なものとされ、給水圧力を導入しない状況で空気室の封入空気圧力と内部圧力の差で潰れて通常時よりも容量が縮小した状態となり、給水圧力を導入することで容量を増し、ウオーターハンマー発生時にはさらに容量を増して通常時よりも拡大する、ことを特徴とするものとした。

ブラダケースに内装するブラダを、このように容量の縮小方向にも弾性変形可能なものとし、給水圧力導入前の状態で空気室側と内部側との圧力差でブラダが潰れて容量を縮小した状態になるものとしたことで、形状の複雑化によるコストの高騰を伴わずにブラダの容量変動幅を大きく設定可能として優れた水撃防止機能を発揮できるものとしながら、ブラダを蛇腹のように複雑な形状を有しない簡易な構造としたことにより耐久性に優れたものとなる。

また、この水撃防止器において、そのブラダは、合成ゴムの一体成型によるものであって底面が球面状に形成されており、その底面の中心から底面に沿って所定長さで等角放射状に肉厚部を形成した３本の突条による折り畳みガイド部が形成されており、容量縮小方向に変形する際に、突条間の薄肉部が凹むことでこの凹みが周壁基端側まで達して谷折り線を形成するものとして、底面を周方向に回転させながら高さを縮小するように潰れる、ことを特徴としたものとすれば、複雑な蛇腹構造によらない簡易な構成でもブラダの通常時と縮小時との容量差が極めて大きなものとなる。

さらに、上述した水撃防止器において、そのブラダは、その内側面にフッ素コーティング層が形成されていることを特徴としたものとすれば、水道水の供給ラインに配置された場合に、水道水に含まれる塩素を原因としたブラダの構成素材の変質・劣化を軽減することができ、また、内周面同士の密着部分における溶着の発生を回避しやすいものとなる。

給水圧力導入前の状態で空気室側と内部側との圧力差でブラダが潰れて容量を縮小するものとした本発明によると、コストの高騰や耐久性の低下を伴うことなく優れた水撃防止機能を発揮させることができる。

本発明における実施の形態の正面図（一部縦断面図）である。 図１の水撃防止器を給水ラインに接続して給水圧を導入していない場合のブラダの状態を示す縦断面図である。 （Ａ）は図２の状態から静水圧力を導入した場合のブラダの状態を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の状態から動水圧力を導入した場合のブラダの状態を示す縦断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の状態からウオーターハンマーが発生した場合のブラダの状態を示す縦断面図である。 図１の水撃防止器のブラダの応用例を示す開口部側を下にした斜視図である。 図３のブラダの容量縮小方向の変形状況を示す斜視図である。 （Ａ），（Ｂ）は従来例を示す正面図（一部縦断面図）である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本実施の形態の水撃防止器１Ａの正面図（一部縦断面図）を示すものであり、この水撃防止器１Ａは、水道水の給水ラインに配設されることを想定したものであり、円盤状の本体２下面には、硬質素材をカップ状に形成したブラダケース３の開口部側が固定されている。

また、ブチルゴム等の合成ゴムを表裏面が平滑なカップ状に一体成形したブラダ１０Ａが、開口部側を本体２下面に固定した状態でブラダケース３に内装され、その外面とブラダケース３内面との間に形成された隙間に空気バルブ３１を介して空気が封入されて空気室３０を形成したものとなっている。

そして、ブラダ１０Ａの内側空間が接続金具２１を介して給水ライン側に接続されることにより、給水ラインに生じたウオーターハンマーの衝撃圧をブラダ１０Ａの弾性変形と空気室３０の空気の弾力性の両者で吸収するようになっており、このこと自体は図６に記載した従来例とも共通している。

本発明においては、そのブラダ１０Ａの構成が図６に示した従来例とは異なっており、その外周面を構成する周壁の内外面は平滑であって蛇腹構造や周方向のリブを有しないものとされ、且つ、底面が略球面状に形成されており、内外圧力差の変動により周壁が弾性変形することでその内部容量を通常時の状態から縮小・拡大可能なものとなっている。

そして、図２に示すように、そのブラダ１０Ａは、給水圧力を導入していない状況では、空気室３０の封入空気による外部圧力と内部圧力の差により周壁が潰れて変形前の通常時よりも容量が縮小した状態になる点を特徴としている。即ち、給水ラインに接続前の段階で、空気室３０の封入空気の圧力を大気圧よりも高くなるように充填しブラダ１０Ａが潰れた状態にして空気バルブ３１を閉止したものである。

これにより、ブラダ１０Ａは給水圧力導入前の段階で容量を通常時よりも縮小した状態から、給水圧力を導入することでほぼ通常時の容量に戻り、ウオーターハンマー発生時には通常時よりも大きく拡大した容量となって、その衝撃圧を充分に吸収することができる。

そのため、周壁に蛇腹構造等を設けない簡易且つコンパクトな構成で容量の変動幅を大きく設定できるため、広範囲に亘って水撃防止機能を有効に発揮しやすいものとなる。また、蛇腹やリブを要しない簡易な構成であることはコストの低廉化と耐久性の向上に繋がっている。

さらに、本実施の形態においては、ブラダ１０Ａの内側全面にフッ素コーティング層が形成されている点も特徴部分となっている。これにより、水道水に含まれる塩素の影響でブラダ１０Ａの構成素材である合成ゴムが変質・劣化しにくくなることに加え、内側面同士が密着する部分があっても溶着の発生を回避可能として、一層耐久性に優れたものとしている。

図３は、本実施の形態である水撃防止器１Ａの機能（動作）を説明するためのものであり、図２に示した給水圧力導入前のブラダ１０Ａが潰れて容量を縮小した状態から、給水バルブ９０を閉めた状態で給水圧力（静水圧力）を導入することにより、図３（Ａ）に示すように、ブラダ１０Ａは変形前の通常時の容量よりもやや拡大した状態で、空気室３０の圧力と静水圧力がバランスしている。

次に、図３（Ｂ）に示すようにバルブ９０を開いた給水時には、給水圧力が低下することでブラダ１０Ａはほぼ通常時の容量に戻った状態となり、空気室３０の圧力と動水圧力がバランスする。そして、図３（Ｃ）に示すように給水バルブ９０を急に閉鎖して給水が遮断されることでウオーターハンマーが発生した場合、その際の圧力波をブラダ１０Ａが容量をさらに拡大させてこれを完全に吸収する。

図４は、上述した図１の水撃防止器１Ａのブラダ１０Ａの応用例としてのブラダ１０Ｂを示しており、その球面状に形成された底面の中心から底面に沿って底面半径の３分の２程度の長さで１２０°の等角放射状に他の部分の１．５倍程度の肉厚部を形成した３本の突条１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃによる折り畳みガイド部１１が形成されている点を特徴としている。

この折り畳みガイド部により、ブラダ１０Ｂはその容量縮小方向の変形の際に、突条１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ間の薄肉部から凹み、図５に示すようにこの凹みが周壁基端側（開口部側）付近まで達して破線で示す谷折り線を各々形成し、底面側を周方向に回転させながら、高さを縮小して潰れるように動作する。

この応用例では、斯かる簡易な構成の折り畳みガイド部１１を設けただでで、蛇腹のように複雑で耐久性に悪影響を与えるような構造を設けずに安定した折り畳み動作を実現可能として、耐久性を損なうことなくブラダ１０Ｂの通常時と縮小時との容量差をさらに大きく設定することが可能となっている。

以上、述べたように、給水ラインの遮断によるウオーターハンマーの衝撃圧をブラダの変形で吸収する水撃防止器について、本発明により、コストの高騰や耐久性の低下を伴うことなく、優れた水撃防止機能を発揮することができる。

１Ａ 水撃防止器、２ 本体、３ ブラダケース、１０Ａ，１０Ｂ ブラダ、１１ 折り畳みガイド部、３０ 空気室、３１ 空気バルブ、９０ 給水バルブ、１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ 突条

Claims (3)

1. 内部側が給水ラインに接続されるブラダと、このブラダを収装した状態で内部に空気が封入されて前記ブラダ外部側に空気室を形成するブラダケースを有して、前記給水ラインに生じたウオーターハンマーの衝撃圧を前記ブラダの弾性変形と前記空気室の空気の弾力性の両者で吸収する水撃防止器において、前記ブラダは、外周面を構成する周壁が平滑なカップ状に形成されて内外圧力差の変動により前記周壁が弾性変形して容量を通常時の状態から縮小・拡大可能であり、給水圧力を導入しない状況で前記空気室の封入空気圧力と内部圧力の差で潰れて通常時よりも容量が縮小した状態となり、給水圧力を導入することで容量を増し、前記ウオーターハンマーの発生時にはさらに容量を増して通常時よりも拡大する、ことを特徴とする水撃防止器。
2. 前記ブラダは、合成ゴムの一体成型によるものであって底面が球面状に形成されており、前記底面の中心から前記底面に沿って所定長さで等角放射状に肉厚部を形成した３本の突条による折り畳みガイド部が形成されており、容量縮小方向に変形する際に、前記突条間の前記薄肉部が凹むことで該凹みが前記周壁基端側まで達して各々谷折り線を形成するものとして、前記底面を周方向に回転させながら高さを縮小するように潰れる、ことを特徴とする請求項１に記載した水撃防止器。
3. 前記ブラダは、その内側面にフッ素コーティング層が形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載した水撃防止器。

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