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蒸気のトラブル

ウォーターハンマー (発生のメカニズム)

ウォーターハンマー(スチームハンマー)とは?

水道の蛇口を急に開閉すると「カン!」という音がします。これは水配管系でのウォーターハンマーで、工場などではポンプの起動・停止やエアベントの急閉止などで発生します。

水配管系とは別に、蒸気・還水管系でもウォーターハンマーは発生します。蒸気やドレンによって発生するウォーターハンマーを海外ではスチームハンマーとも呼んでいます。今回は、この蒸気・還水管系のウォーターハンマーに焦点を当ててお話しします。

ウォーターハンマー(スチームハンマー)は非常に危険!

蒸気配管や蒸気使用設備に蒸気を通気し始める時、「カン、カン・・・」という金属音や、時には「ドーン」という激しい衝撃音と振動が発生することがあります。皆さんもご経験があるのではないでしょうか。
実際にウォーターハンマーが発生する様子を、実験で再現した実写映像がありますのでご覧ください。

ウォーターハンマーが発生すると、その配管内では瞬時的に10MPa以上もの急激な圧力変化が起こることがあります。

この衝撃によって配管や装置、建屋の大きな揺れが生じ、接合部のガスケットだけでなく、ときにはバルブそのものやフランジが破壊されます。

ウォーターハンマー(スチームハンマー)による配管などの破壊例

万一、バルブ等が破壊されると一気に大量の蒸気や高温ドレンが噴出し、大きな事故になる危険性があります。海外では、ウォーターハンマーが原因と見られる死亡事故も報告されています。このように危険なウォーターハンマーですが、その発生原因・対策についての研究や文献が非常に少なく、多くの方が対応に苦慮されているのが実情です。

ウォーターハンマー(スチームハンマー)の種類別の発生箇所

ウォーターハンマー(スチームハンマー)の種類別の発生箇所

ウォーターハンマー(スチームハンマー)の発生原因

ウォーターハンマーは文字通り、“ウォーター”つまり水の塊が配管等に衝突したり、塊同士が衝突して、あたかも“ハンマー”のように大きな衝撃を与える現象です。

では、なぜ水が配管等に大きな衝撃を与えるのでしょうか?

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