ウォーターハンマー（水撃作用）とは

皆さんこんにちは。

水系消火設備を点検等しているとよく耳にするこの「ウォーターハンマー」という単語ですが、実はこれとっても大事な単語なんです。

消火栓やスプリンクラーなどを点検している方はこのウォーターハンマーの意味と回避方法を知っておかないと大変なことになる…かもしれません。それではこの用語の意味などを解説していこうと思います。

ウォーターハンマーとは
ウォーターハンマーを回避するには？
まとめ

ウォーターハンマーとは

水撃作用という字の通り、水（流体）の力で衝撃が起こることです。ハンマーで叩いたようなものすごい音がすることからウォーターハンマーとも呼ばれています。水に限らず気体を含めた流体全てで起きうる現象になります。蒸気配管で起こるウォーターハンマーをスチームハンマーとも言います。

水圧配管内の水流（水の流れ）をいきなり止めた場合に、それまで流れていた水の流れがせき止められて停滞した水（若しくは逆流した水）と、その後ろから流れてきた勢いのある水がぶつかって衝撃と高水圧が発生する現象です。

この衝撃により弁類（仕切り弁や逆止弁など）が破損したり、ウォーターハンマーが巨大な場合は配管そのものが破損したりする場合があるのでウォーターハンマーは極力抑えなければなりません。

文章だとイメージがわかりずらいと思いますので、下図にて説明いたします。

ウォーターハンマーの例

（１）は、配管内を水が流れている図で、仕切り弁で水の流れを遮っていない状態になります。
（２）は、配管の仕切り弁を急激に閉鎖して水の流れを遮った状態です。
（３）は、仕切り弁によって遮られた水の流れが停滞、又は逆流している状態です。
（４）は、停滞・逆流した水に後方から勢いのついた水が衝突して、水撃作用（ウォーターハンマー）が発生している状態になります。

この衝撃は配管内に流れる流体の速度や密度に比例しますので、ポンプなどで流体を圧送している時や流体の速度が速い場合には特に衝撃や水圧が高くなりがちです。

一般家庭の水道などではそんなに流速は早くありませんが、蛇口を閉めるのが急激であれば小規模ながらウォーターハンマーは発生します（特にレバーを上下して止水するワンタッチ式の水洗器具や電磁弁を用いる全自動洗濯機）。

その衝撃が蓄積されれば配管の弱い部分（ねじ込み部分や継ぎ手など）が破損して漏水の原因になりますので、ウォーターハンマーを防止する装置（水撃防止器具）を取り付けなければなりません。

また、水が流れている配管へ水の供給をいきなり止める行為もウォーターハンマーを誘発します。例えば消火栓等で放水試験などを行っている時に、消火栓バルブを閉鎖しない状態（バルブ開で放水している状態）で消火ポンプを止めるような行為が該当します。

これは配管内を水が流れている（慣性が働いている状態）所にいきなり水の供給を止めると、配管内の水は流れようとするけど水の供給がないので、その配管内は急激に負圧（真空に近くなる）になり水の流れを乱して水撃作用が発生するという仕組みになります。

ウォーターハンマーを回避するには？

では、このウォーターハンマーを回避するにはどうすれば良いのでしょうか？

上記でも説明したように、流体の流れを急激に止めなければウォーターハンマーは起きないのでそれを念頭に

止水する時にはゆっくりと止める（バルブや水洗器具の開閉動作はゆっくりと行う）。
圧力を逃がす装置を設置する（サージタンクや水撃防止器具など）。
配管をしっかりと固定する。
鳥居配管を用いない。
配管内の流体の量を絞る。
配管を太くする（太いと流速が下がる為）

などがあります。

当ブログは消防用設備のブログなので、特にバルブの閉動作について強く推奨いたします。１号消火栓の玉型弁の操作や、２号消火栓のノズルコック、スプリンクラーの末端試験弁のボールバルブ、一斉開放弁試験時の手動起動装置の操作（ゆっくり開ける）などウォーターハンマーを防止して、不要なトラブルを未然に防ぎたいものですね。