水撃作用

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水撃作用(すいげきさよう)、水槌水鎚(すいつい)またはウォーターハンマーとは、水圧管内水流を急に締め切ったときに、水流の慣性で管内に衝撃・振動水圧が発生する現象である。現象自体は水に限らず液体全般で生じる。身近な例としては全自動洗濯機や食器洗機などの動作中に行われる給水弁の自動開閉で発生するコンという音がこの作用によるものである。 冷たい水が入っている配管内に高温蒸気が入ることで蒸気が水により冷やされ凝縮して圧力が下がり、そこへ向けて水が移動し配管を叩くといった現象もある。

高い落差の水力発電所などでは水撃作用も巨大なものとなり、弁などの可動部はもとより厚い鋼鉄製の上に地盤やコンクリートで固められた配管など固定部分でも損傷を受けかねない。そのためなんらかの水撃作用対策は必須のものとなる。

また全自動洗濯機でも、電子制御化以前は「カーン」という高い水撃音を聞くことができた。しかし、このために自在水栓などの可動部分のある蛇口に全自動洗濯機の給水ホースを接続しておくと、可動部のパッキンにダメージが蓄積し、漏水や破裂の原因になった。その後、集合住宅などで騒音として問題になった事から、電子制御化と同時期に圧力逃し弁や段階締め切りなどの水撃作用対策が施されていった。

水没して止まった車をセルモーターを回してスタートさせようとしては絶対にいけないと言われるのは、シリンダー内に入り込んだ水が同作用を引き起しクランクシャフトなどが破壊されるためである。

防止対策

  • 急激な締め切り動作を行わないようにする(水栓に節水コマを設置するのも有効)。
  • 圧力逃し装置を設置する。
  • 配管内に大気に向けて大きく開口している水槽(サージタンク)を設け、圧力変動を水位変動(=大気圧との差異)へ変換する。

応用例

  • 水撃ポンプ:水撃作用を積極的に利用し無動力で揚水するポンプ

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』「2013/10/28 06:47:31」(JST)

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和文文献

  • 港北配水池小水力発電システムの運用
  • 丸山 修,妹尾 一,小野 好信
  • 水道協會雜誌 77(8), 13-17, 2008-08-01
  • NAID 10024486323
  • 1616 水撃作用が血液ポンプ系に及ぼす影響(S33-2 血液ポンプ・特殊ポンプ,S33 流体機械の諸問題)
  • 山野 亮,田仲 浩平,金 永唆,中村 陽一,塚本 寛,宮崎 康次
  • 年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2007(2), 243-244, 2007-09-07
  • A soft tube is often used for Percutaneous Cardiopulmonary Support System (PCPS). The water hammer can be occurred in the tube due to easy refraction of the tube. The water hammer can cause hemolysis …
  • NAID 110007085834
  • B103 体外循環回路の屈曲で発生する水撃作用の検討(B1-1 人工臓器)
  • 田仲 浩平,山野 亮,中村 陽一,西田 雅,金 永唆,塚本 寛
  • バイオフロンティア講演会講演論文集 2006(17), 45-46, 2006-11-10
  • NAID 110006639117

関連リンク

水撃作用(すいげきさよう)またはウォーターハンマーとは、水圧管内の水流を急に 締め切ったときに、水の慣性で管内に衝撃と高水圧が発生する現象である。弁の閉鎖や 配管の充水時、ポンプの急停止といった急激な圧力変化によって生じる。
世界大百科事典 第2版 水撃作用の用語解説 - 例えば水槽から長い管で水を流出 させる場合,管末端にある弁を急に閉じると,管内に非常に高い圧力と低い圧力が交互 に発生し,激しい振動を生ずる。このような現象を水撃作用またはウォーターハンマー という。
水撃作用と圧力脈動」は初版(1972 年)および増補版(1977 年)が日本工. 業新聞社 から、また 1981 年にはこの増補版が中国語に翻訳され、電力工. 業出版社(北京)から 出版された。さらに、2001 年には本改訂版の原本が. (財)電力中央研究所の支援を得 て ...

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