JP2005139659A

JP2005139659A - Rainwater drainage structure

Info

Publication number: JP2005139659A
Application number: JP2003375602A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Ishimura; 修一石村; Nobuyuki Tsukagoshi; 信行塚越
Original assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Current assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2023-11-05
Also published as: JP4442749B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rainwater drainage structure which can surely use the principle of a siphon, and a rainwater drainage design method with practicality, which takes full advantage of the effect of the principle of the siphon. <P>SOLUTION: This rainwater drainage structure, which drains the rainwater by the principle of the siphon, comprises a drain inlet which is provided in a puddle part for accumulating the rainwater, and a drain pipe for draining the rainwater from the drain inlet. The rainwater drainage structure is characterized in that the height of the puddle part is greater than the total sum of head of fluid generated by back draft including a water seal trap of the drain pipe. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、サイフォンの原理を用いて雨樋又はドレンに溜まった雨水を排水する、雨水排水構造に関するものである。 The present invention relates to a rainwater drainage structure that drains rainwater collected in a rain gutter or drain using the principle of siphon.

従来、サイフォンの原理を利用した雨水排水構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１においては、樋に落し口を設け、落し口内部のみにおけるサイフォン作用によって排水の流量を増大させる構造としている。 Conventionally, a rainwater drainage structure using the principle of siphon has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In patent document 1, it is set as the structure which increases the flow volume of a waste_water | drain by the siphon action provided only in the inside of a dropping mouth by providing a dropping mouth.

ここでサイフォンの原理とは、液体が管内を略満水状態で落下する際に、該液体の上流側に吸引作用を生じさせる原理のことをいう。このため、サイフォンの原理を利用した雨水排水構造においては、より上流の雨水を吸引する作用により円滑な雨水の排水ができ、かつ排水管の口径の小型化や、排水管の数の削減を実現することができる。 Here, the siphon principle refers to a principle that causes a suction action on the upstream side of the liquid when the liquid falls in a substantially full state in the pipe. For this reason, in the rainwater drainage structure using the siphon principle, rainwater can be drained smoothly by the action of suctioning rainwater upstream, and the diameter of the drainpipe can be reduced and the number of drainpipes can be reduced. can do.

特開平９−１１１９７２Japanese Patent Laid-Open No. 9-111972

しかしながら、サイフォンの原理による雨水排水構造を実施する上では、下記のような課題が残されている。 However, the following problems remain in implementing the rainwater drainage structure based on the principle of siphon.

１．排水管の勾配を逆勾配にしたり、排水経路中に防臭や防虫等の目的で水封トラップを設けた場合に、逆勾配部分や封水トラップに滞留する雨水が障害となって、管路中の空気が下流へ移動しないため、新たな雨水が管路に進入することができず、サイフォンの作用が開始されない場合がある。しかし、前記特許文献では、この問題に対する検討がなされていない。 1. If the slope of the drain pipe is reversed or a water-sealed trap is provided in the drain path for the purpose of deodorizing or preventing insects, the rainwater staying in the reverse slope part or the water-sealed trap becomes an obstacle and is in the pipeline. Because the air does not move downstream, new rainwater cannot enter the pipeline and the siphon action may not be started. However, in the said patent document, examination with respect to this problem is not made.

２．特許文献１によれば、落し口に溜まった雨水の存在によってサイホン作用を得、排水能力が向上するとしているが、この仕組みが降雨中継続するためには、排水管の排水量Ｑ１と、当該落し口に集められる雨水量Ｑ２が等しくなければならない。なぜなら、Ｑ１がＱ２よりも小さければ、樋から雨水が溢れだしてしまって樋としての役目を果たせず、Ｑ１がＱ２よりも大きければ、落し口に流れ込んだ水は、直ちに排水管へ流れ込むのであって、落し口には滞留しない。ところが、実際には、Ｑ２は降雨量によって変動するため、Ｑ１と等しくなることは皆無である。すなわち、樋から雨水を溢れさせずに、特許文献１で主張するように落し口に水を溜め、その水深を利用してサイホン排水することはできないのである。 2. According to Patent Document 1, it is said that the presence of rainwater collected at the outlet provides a siphon action and the drainage capacity is improved, but in order for this mechanism to continue during rainfall, the drainage drainage Q1 and the drop The amount of rainwater Q2 collected in the mouth must be equal. Because, if Q1 is smaller than Q2, the rainwater overflows from the reed and cannot serve as a reed. Therefore, it does not stay in the outlet. However, in practice, Q2 varies depending on the amount of rainfall, and therefore it is never equal to Q1. In other words, it is not possible to collect water at the outlet as claimed in Patent Document 1 without overflowing rainwater from the ridge and drain the siphon using the depth of the water.

また、前記特許文献では、実験の一例が示されているだけで、他の実施形態における流量計算方法（汎用的な流量計算式）等は開示されてない。（特許文献の明細書に記載のＣ＝２．３１という値は、実験で得られた流量を従来のサイフォンの原理によらない場合の流量計算に用いられていたトリチェリの公式に当てはめて逆算したものである。これはあくまでも、ある特定の条件での値であって、落し口を有する全ての樋構造に当てはまるものではない。）また、実際には落し口にはある程度の管長を持つ排水管が接続され、該排水管部分においてもサイフォンの作用が働き、該排水管の設置高さや管長が流量に影響を与えるが、これらについても言及がない。よって本技術だけでは、雨水排水設計（排水管の適正な口径やピッチの検討）ができない。 Moreover, in the said patent document, only an example of experiment is shown and the flow rate calculation method (general-purpose flow rate calculation formula) etc. in other embodiment are not disclosed. (The value of C = 2.31 described in the specification of the patent document was calculated by applying the flow rate obtained in the experiment to the Torrichelli formula used in the flow rate calculation when the principle of the conventional siphon was not used. This is only a value under a specific condition, and does not apply to all dredging structures having a dropper.) In fact, a drainage pipe having a certain pipe length at the dropper. Are connected, and the siphon action also works in the drain pipe portion, and the installation height and pipe length of the drain pipe affect the flow rate, but there is no mention of these. Therefore, rainwater drainage design (examination of appropriate diameter and pitch of drainage pipes) cannot be performed with this technology alone.

そこで本発明は、上記のような従来技術での未解決の課題を解決し、サイフォンの原理を確実に利用できる雨水排水構造や、サイフォンの原理の効果を最大限に活用した、実用性のある雨水排水設計法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned unsolved problems in the prior art, has a practical use, utilizing a rainwater drainage structure that can reliably use the principle of the siphon, and the effect of the principle of the siphon to the maximum. The purpose is to provide rainwater drainage design methods.

前記目的を達成するための本発明に係る第１の手段として、雨水排水構造において、雨水を溜める水溜り部に設けられた排水口と、前記排水口から雨水を排出する為の排水管とを有し、サイフォンの原理による排水を行なう雨水排水構造において、前記水溜り部の高さは、排水管の水封トラップを含む逆勾配により生じる水頭の総和よりも高いことを特徴とする。前記水溜り部の高さは、排水管の逆勾配部（水封トラップを含む）に溜まった水を押出すために必要な水頭の総和よりも高いため、管路内の空気は予め排水管内に溜まった雨水の水頭圧により下流方向へ押出される。そして、排水管内が略満水状態となり、サイフォンの原理による排水をすることができる。 As a first means according to the present invention for achieving the above object, in the rainwater drainage structure, a drainage port provided in a water reservoir for storing rainwater, and a drainage pipe for discharging rainwater from the drainage port In the rainwater drainage structure for draining according to the principle of siphon, the height of the water reservoir is higher than the sum of water heads caused by the reverse gradient including the water trap in the drain pipe. Since the height of the water reservoir is higher than the sum of the water heads required to extrude the water accumulated in the reverse slope portion (including the water seal trap) of the drain pipe, the air in the pipe is preliminarily stored in the drain pipe. Is pushed downstream by the head pressure of rainwater accumulated in And the inside of a drain pipe will be in a substantially full state, and can drain according to the principle of siphon.

また本発明に係る第２の手段として、雨水排水構造において、雨水を溜める水溜り部に設けられた排水口と、前記排水口から雨水を排出する為の排水管とを有し、サイフォンの原理による排水を行なう雨水排水構造において、前記排水管の逆勾配部の上流側に、大気と連通する通気部を配設することを特徴とする。この場合、排水口から雨水が排水管へ入ると同時に、予め排水管内に入っていた空気が前記通気部から抜けるため、より早く排水管内を略満水状態にすることができる。 Further, as a second means according to the present invention, in the rainwater drainage structure, the drainage port provided in the water reservoir for storing rainwater, and a drainage pipe for discharging rainwater from the drainage port, the principle of siphon In the rainwater drainage structure for draining by the above, a ventilation portion communicating with the atmosphere is provided upstream of the reverse slope portion of the drainage pipe. In this case, since rainwater enters the drainage pipe from the drainage port, air that has previously entered the drainage pipe escapes from the ventilation section, so that the inside of the drainage pipe can be filled almost quickly.

また本発明に係る第３の手段として、雨水排水構造において、前記通気部の大気開放端を、前記水溜り部で前記排水口よりも高い位置に構成し、前記大気開放端にまで雨水が溜まった時、該大気開放端へ雨水を吸引することを特徴とする。この場合、雨量が特に多く前記大気開放端にまで雨水が溜まると、前記大気開放端から前記通気部にも雨水が吸引されることで、通気部が雨水の排水する機能を併せもつようになる。 Further, as a third means according to the present invention, in the rainwater drainage structure, the air opening end of the ventilation portion is configured at a position higher than the drainage port in the water reservoir, and rainwater is accumulated up to the air opening end. In this case, rainwater is sucked into the open end of the atmosphere. In this case, when the amount of rain is particularly large and rainwater accumulates at the open end of the atmosphere, rainwater is also sucked into the vent from the open end of the atmosphere, so that the vent has a function of draining rainwater. .

また本発明に係る第４の手段として、雨水排水設計方法において、排水管内部が略満水状態になるように維持し、前記排水管内部の雨水の吸引力によって排水されるように構成するとともに、前記吸引力をもとに排水管１本あたりの流量を算出し、前記排水管の数や配置を決定することを特徴とする。この場合、予め、排水管１本あたりの流量を前記排水管のサイフォンの原理による吸引力をもとに算出することができ、高い排水能力に基づく合理的な配置計画を立てることができる。 Further, as a fourth means according to the present invention, in the rainwater drainage design method, the drainage pipe is maintained so that the inside of the drainage pipe is substantially full, and drained by the rainwater suction force inside the drainage pipe, A flow rate per drainage pipe is calculated based on the suction force, and the number and arrangement of the drainage pipes are determined. In this case, the flow rate per drainage pipe can be calculated in advance based on the suction force based on the siphon principle of the drainage pipe, and a rational arrangement plan based on high drainage capacity can be made.

また本発明に係る第５の手段に係る設計方法は、雨水排水設計方法であって、第１〜３のいずれかの構造により排水管内部が略満水状態となるようにし、前記排水管内部の雨水の吸引力によって排水されるように構成することを特徴とする。 Further, a design method according to the fifth means of the present invention is a rainwater drainage design method, wherein the drain pipe interior is substantially filled with any one of the first to third structures, and the drain pipe interior It is configured to be drained by rainwater suction.

本発明の第１の手段によれば、前記水溜り部の高さは、排水管の逆勾配部（水封トラップを含む）に溜まった水を押出すために必要な水頭の総和よりも高いため、管路内の空気は予め排水管内に溜まった雨水の水頭圧により下流方向へ押出される。そして、排水管内が略満水状態となり、サイフォンの原理による排水をすることができる。 According to the first means of the present invention, the height of the water reservoir is higher than the sum of the water heads required for extruding the water accumulated in the reverse slope portion (including the water seal trap) of the drain pipe. Therefore, the air in the pipe is pushed downstream by the head pressure of rainwater accumulated in the drain pipe in advance. And the inside of a drain pipe will be in a substantially full state, and can drain according to the principle of siphon.

本発明の第２の手段によれば、排水口から雨水が排水管へ入ると同時に、予め排水管内に入っていた空気が前記通気部から抜けるため、より早く排水管内を略満水状態にすることができる。このため、よりサイフォンの原理による排水が起こりやすくなる。 According to the second means of the present invention, rainwater enters the drainage pipe from the drainage outlet, and at the same time, the air that has entered the drainage pipe in advance escapes from the ventilation portion, so that the drainage pipe is made to be almost full sooner. Can do. For this reason, drainage due to the siphon principle is more likely to occur.

本発明の第３の手段によれば、雨量が特に多く前記大気開放端にまで雨水が溜まると、前記大気開放端から前記通気部にも雨水が吸引されることで、通気部が雨水の排水する機能を併せもつようになる。このため、より排水能力が高くなる。 According to the third means of the present invention, when there is a particularly large amount of rain and rainwater accumulates up to the open end of the atmosphere, rainwater is sucked into the vent from the open end of the atmosphere, so that the vent is drained of rainwater. It has the function to do. For this reason, drainage capacity becomes higher.

本発明の第４の手段によれば、排水管内の流れは、雨量に応じ次のように変化する。（１）雨量が少ないときはサイフォンは発生せず、排水管の排水能力も高くないが、排水すべき雨水量もまた少ないため、何の問題もない。（２）雨量が多くなり、排水口に集まる水が多くなると、排水管内を水塊が落ちるようになってサイフォン作用が発生して排水能力が急激に高くなり、排水口付近の雨水は全て排水され、サイフォンは終了する。（３）雨量がより多くなると、（２）で述べたサイフォン作用の終了から、次の発生までの間隔が短くなり、ついにはサイフォンが継続する。ただし、排水管内は特許文献１が述べるような「気泡を含まない真空状態」ではなく、気泡と水が混在する「スラグ流」である。（４）雨量がさらに多くなると、スラグ流の水の割合が次第に増し、全てが水となるまで、排水能力はさらに高くなる。以上のように、サイフォン排水では雨水の量により必要に応じた排水性能を発揮することができる。従って、予め、サイフォンの原理による最大の排水能力をもとに、排水管の数や配置を決定すれば、合理的な雨水排水設計ができる。 According to the 4th means of this invention, the flow in a drain pipe changes as follows according to rainfall. (1) When the rainfall is low, siphon does not occur and the drainage capacity of the drain pipe is not high, but there is no problem because the amount of rainwater to be drained is also small. (2) When the amount of rain increases and the amount of water collected at the drainage outlet increases, the water mass falls in the drainage pipe and siphon action occurs, drainage capacity increases rapidly, and all rainwater near the drainage drains. The siphon ends. (3) When the amount of rainfall increases, the interval from the end of the siphon action described in (2) to the next occurrence becomes shorter, and the siphon is finally continued. However, the inside of the drain pipe is not a “vacuum state that does not include bubbles” as described in Patent Document 1, but a “slag flow” in which bubbles and water are mixed. (4) If the rainfall increases further, the proportion of water in the slag flow will gradually increase, and the drainage capacity will become higher until everything becomes water. As described above, the siphon drainage can exhibit drainage performance as required depending on the amount of rainwater. Therefore, if the number and arrangement of drainage pipes are determined in advance based on the maximum drainage capacity based on the principle of siphon, a rational rainwater drainage design can be performed.

本発明の第５の手段によれば、排水経路に水封トラップを含む逆勾配があっても、前記サイフォンの原理による排水を行うことができるため、合理的な排水設計ができる。 According to the fifth means of the present invention, even if there is a reverse gradient including a water-sealed trap in the drainage path, drainage can be performed according to the siphon principle, so that a rational drainage design can be performed.

図を用いて発明を実施するための形態を説明する。図１は実施例１の雨水排水構造の説明図であり、図２は水溜り部のバリエーションを示す図であり、図３は実施例２の雨水排水構造の説明図であり、図４は実施例３の雨水排水構造の説明図であり、図５は実施例４の雨水排水構造の説明図である。 A mode for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a rainwater drainage structure according to the first embodiment, FIG. 2 is a view showing variations of the water reservoir, FIG. 3 is an explanatory view of the rainwater drainage structure according to the second embodiment, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of the rainwater drainage structure of Example 3, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the rainwater drainage structure of Example 4.

本発明の実施例１について詳細に説明する。 Example 1 of the present invention will be described in detail.

図１に示すように、本発明の雨水排水構造は、家屋の屋根の側面に付帯され雨を受ける雨樋３と、雨樋３に溜まった雨水を下流へ流す排水管２と、臭気や小動物を防ぐ水封トラップ１と、から構成される。以下、水封トラップ１、排水管２、雨樋３について詳細に説明する。 As shown in FIG. 1, the rainwater drainage structure of the present invention includes a rain gutter 3 attached to the side of the roof of a house and receiving rain, a drain pipe 2 for flowing rainwater accumulated in the gutter 3 downstream, odors and small animals. And a water-sealed trap 1 for preventing the above. Hereinafter, the water seal trap 1, the drain pipe 2, and the gutter 3 will be described in detail.

（水封トラップ１）
家屋の排水としては、雨水のみならず汚水や雑排水の下水があり、これらの排水を合流させて排水する場合がある。この場合、そのまま排水管２を合流させてしまうと、下水の臭気や、配管中の小動物が排水管２を通り、雨樋３から臭気や小動物が出るといった不具合がある。 (Water-sealed trap 1)
House drainage includes not only rainwater but also sewage and sewage, and there are cases where these wastewaters are combined to be drained. In this case, if the drain pipes 2 are merged as they are, there are problems such as sewage odors and small animals in the piping passing through the drain pipes 2 and odors and small animals coming out of the rain gutters 3.

これを防止するため、例えば排水管の中途にＵ字状の部分を形成し、意識的に水が溜まるように構成（封水という）する。これが水封トラップ１である。水封トラップ１を構成することで、下水の臭気や小動物の排水管２への侵入を封水により遮断する。尚、水封トラップ１の封水の高さＨ１は、一般的に５０〜１００ｍｍに設定する。 In order to prevent this, for example, a U-shaped part is formed in the middle of the drain pipe, and water is consciously configured (referred to as sealed water). This is the water seal trap 1. By configuring the water-sealed trap 1, the odor of sewage and the entry of small animals into the drain pipe 2 are blocked by the sealed water. In addition, generally the height H1 of the sealing water of the water sealing trap 1 is set to 50-100 mm.

（排水管２）
排水管２には、５０ｍｍ以下の小口径の管を使用する。これにより、速やかな管内を満水にし、より早くサイフォンの原理による排水を実現することができる。また、小口径の管を使用し排水立管のスペースが小さくてすむため、屋内にも排水管２を容易に隠蔽することができる。 (Drainage pipe 2)
As the drain pipe 2, a pipe having a small diameter of 50 mm or less is used. As a result, the pipe can be quickly filled with water, and drainage based on the principle of siphon can be realized more quickly. Further, since a small-diameter pipe is used and the space for the drainage stand is small, the drainage pipe 2 can be easily concealed indoors.

また、排水管２の材質としては、硬質塩ビ管や金属管等からなる剛性を持った直管や、可撓性を持ったフレキシブル管等を利用することが可能である。特に、フレキシブル管を使用すると、家屋の内部スペースの形状に合わせることが可能となる。 Moreover, as a material of the drain pipe 2, it is possible to use a rigid straight pipe made of a hard PVC pipe, a metal pipe, or the like, a flexible pipe having flexibility, or the like. In particular, when a flexible tube is used, it becomes possible to match the shape of the internal space of the house.

（雨樋３）
雨樋３は、雨を溜めるための水溜り部３ａと、水溜り部３ａの下端の排水口３ｂとを有する。排水口３ｂは排水管２に繋がっており、水溜り部３ａに溜まった雨水が排水口３ｂから排水管２へ排出される。また、排水口３ｂには土砂や落葉等の異物が混入しないようにフィルター10が設置される。 (Rain gutter 3)
The gutter 3 has a water reservoir 3a for collecting rain, and a drain port 3b at the lower end of the water reservoir 3a. The drainage port 3 b is connected to the drainage pipe 2, and rainwater collected in the water reservoir 3 a is discharged from the drainage port 3 b to the drainage pipe 2. Further, the filter 10 is installed in the drain port 3b so that foreign matters such as earth and sand and fallen leaves do not enter.

水溜り部３ａの構造としては、図１に示す軒樋を水溜り部とする構成の他、図２（ａ）に示すように、雨樋よりも深さのある別体の水溜り部を雨樋に付帯した構成としたり、図２（ｂ）に示すように軒樋を水溜り部３ａとして排水口３ｂを側面の最下端に形成したり、図２（ｃ）に示すようにほぼ水平な陸屋根や、ベランダのの排水口周囲を部分的に凹ませて水溜り部３ａとしてもよい。 As a structure of the water pool portion 3a, in addition to the configuration in which the eaves ridge shown in FIG. 1 is a water pool portion, as shown in FIG. 2 (a), a separate water pool portion having a depth deeper than the rain gutter is provided. A structure attached to the rain gutter, or a drainage port 3b formed at the bottom end of the side surface with the eaves basin 3a as shown in FIG. 2 (b), or substantially horizontal as shown in FIG. 2 (c). It is also possible to partially dent the periphery of the drainage opening of the flat roof or the veranda to form the water reservoir 3a.

（水溜り部３ａの高さＨ）
ここで、水溜り部３ａの高さＨについて詳細に説明する。本発明においては、水溜り部の高さＨを、水封トラップ１がある場合には、少なくとも封水の高さＨ１よりも大きくとる。これは、水封トラップ１に溜まった封水が該水封トラップ１を乗り越え、雨樋３に溜まって排水管２に進入する水塊と該封水との間の空気を下流側へ押し出すための水頭圧が必要となるためである。 (Height H of the pool 3a)
Here, the height H of the water reservoir 3a will be described in detail. In the present invention, when the water-sealed trap 1 is present, the height H of the water reservoir is at least larger than the height H1 of the sealed water. This is because the sealed water accumulated in the water-sealed trap 1 gets over the water-sealed trap 1 and pushes the air between the water mass accumulated in the rain gutter 3 and entering the drain pipe 2 and the sealed water to the downstream side. This is because the water head pressure is required.

また、水封トラップ１の有無に関わらず、排水管２を構成する際に、特にフレキシブル管を使用して家屋の内部スペースの形状に合わせた場合、管の上流側が下流側よりも低くなるという逆勾配が存在することもある。この場合、サイフォンの原理による排水を行った後において、逆勾配の高さＨ２だけ、水が溜まる。 Also, regardless of the presence or absence of the water seal trap 1, when configuring the drain pipe 2, especially when using a flexible pipe to match the shape of the interior space of the house, the upstream side of the pipe is lower than the downstream side There may be an inverse gradient. In this case, after draining according to the siphon principle, water is accumulated by the height H2 of the reverse gradient.

すると、逆勾配部に溜まった水が前記逆勾配を乗り越えるためには、逆勾配の高さＨ２以上の水頭圧が必要となる。このように、排水管２に逆勾配がある場合には、水溜り部の高さＨを、（封水の高さＨ１）＋（逆勾配の高さの総和）にしなければならない。尚、図１の場合は逆勾配が１箇所のみ存在するので、Ｈ≧Ｈ１＋Ｈ２と構成する必要がある。 Then, in order for the water accumulated in the reverse gradient portion to overcome the reverse gradient, a water head pressure equal to or higher than the height H2 of the reverse gradient is required. As described above, when the drain pipe 2 has a reverse gradient, the height H of the water reservoir portion must be (the height H1 of the sealed water) + (the sum of the heights of the reverse gradient). In the case of FIG. 1, since there is only one reverse gradient, it is necessary to configure H ≧ H1 + H2.

（排水時の流れ）
雨量が多く、雨樋３内に、封水の高さと排水管２内の逆勾配の高さの総和より多く雨水が溜まると、雨水の水頭圧が排水管２内の空気を下流方向に押し出して、排水管２内を雨水で略満水状態にする。するとサイフォンの原理により、排水管２の上方に位置する雨水の位置エネルギーを利用して次々と雨水を排水管２内に吸引することができる。このため、本発明の雨水排水構造は高い排水能力を発揮する。 (Flow during drainage)
If there is a lot of rain and rainwater accumulates in the gutter 3 more than the sum of the height of the sealed water and the reverse slope in the drainpipe 2, the head pressure of the rainwater pushes the air in the drainpipe 2 in the downstream direction. Then, the drain pipe 2 is almost filled with rain water. Then, rainwater can be sucked into the drainage pipe 2 one after another by using the potential energy of rainwater located above the drainage pipe 2 by the principle of siphon. For this reason, the rainwater drainage structure of the present invention exhibits a high drainage capacity.

このように満水で排水管を移動する排水の流量を計算する方法はいくつかあるが、次に示すヘーゼン−ウィリアムスの式によれば、上記と同じ管径５０ｍｍの横引きのない排水管で高さを３ｍとすれば、１３．７Ｌ／ｓの排水能力を持つことがわかる。 There are several ways to calculate the flow rate of drainage that moves through the drainage pipe when it is full of water, but according to the Hazen-Williams equation shown below, If the length is 3 m, it can be seen that it has a drainage capacity of 13.7 L / s.

ここで、ヘーゼン−ウィリアムスの式とは、Ｑ：流量（Ｌ／ｓ）、Ｃ：流速係数・・・１３０程度、ｄ：管径（ｍ）、Ｉ：動水勾配（ｋＰａ／ｍ）としたとき、
Ｑ＝４．８７Ｃｄ^２．６３Ｉ^０．５４×１０^３／６０
にて表される。 Here, the Hazen-Williams equations are: Q: flow rate (L / s), C: flow velocity coefficient, about 130, d: pipe diameter (m), I: dynamic water gradient (kPa / m) When
^{^{^{Q = 4.87Cd 2.63 I 0.54 × 10}}} 3/60
It is represented by

一方、サイフォンの原理によらない場合、同じ条件でトリチェリの公式を用いて流量を計算すると、水深１０ｃｍのときＱ＝１．７５となる。 On the other hand, when the flow rate is calculated using the Torrichelli formula under the same conditions without using the Siphon principle, Q = 1.75 when the water depth is 10 cm.

上記のように、サイフォンの原理による雨水吸引作用を、雨水排水設計に活かせば、排水管の数を減らすことができ、またサイフォンの原理を用いない場合と同本数であれば小口径の排水管を採用することができる。具体的には、雨水排水設計時に、前記雨水吸引作用をもとに排水管１本当たりの流量を算出し、前記排水管の数や配置を決定すればよい。 As mentioned above, if the rainwater suction action based on the siphon principle is utilized in the rainwater drainage design, the number of drain pipes can be reduced, and if the number is the same as the case where the siphon principle is not used, a small-diameter drain pipe Can be adopted. Specifically, when designing rainwater drainage, the flow rate per drainage pipe may be calculated based on the rainwater suction action to determine the number and arrangement of the drainage pipes.

この設計法では、排水経路に横引き部分があると、動水勾配Ｉが小さくなるため、流量Ｑが減ることとなる。例えば、排水管の立ち上がり高さ（３ｍ）と同じ横引き長さがあるとすると、動水勾配Ｉは９．８ｋＰａ／ｍ→４．９ｋＰａ／ｍとなり、流量Ｑは９．４Ｌ／ｓとなる。しかし、なおサイフォンの原理を用いない場合に比べ数倍の流量を見込むことができるため有用である。 In this design method, if there is a horizontal pulling portion in the drainage path, the water flow gradient I becomes small, so the flow rate Q decreases. For example, if there is a horizontal pulling length equal to the rising height (3 m) of the drain pipe, the dynamic gradient I is 9.8 kPa / m → 4.9 kPa / m, and the flow rate Q is 9.4 L / s. . However, it is useful because it can expect a flow rate several times higher than when the siphon principle is not used.

排水管内の流れは、雨量に応じ次のように変化する。（１）雨量が少ないときはサイフォンは発生せず、排水管の排水能力も高くないが、排水すべき雨水量もまた少ないため、何の問題もない。（２）雨量が多くなり、排水口に集まる水が多くなると、排水管内を水塊が落ちるようになってサイフォン作用が発生して排水能力が急激に高くなり、排水口付近の雨水は全て排水され、サイフォンは終了する。（３）雨量がより多くなると、（２）で述べたサイフォン作用の終了から、次の発生までの間隔が短くなり、ついにはサイフォンが継続する。ただし、排水管内は特許文献１が述べるような「気泡を含まない真空状態」ではなく、気泡と水が混在する「スラグ流」である。（４）雨量がさらに多くなると、スラグ流の水の割合が次第に増し、全てが水となるまで、排水能力はさらに高くなる。以上のように、サイフォン排水では雨水の量により必要に応じた排水性能を発揮することができる。従って、予め、サイフォンの原理による最大の排水能力をもとに、排水管の数や配置を決定すれば、合理的な雨水排水設計ができる。 The flow in the drain pipe changes as follows according to the rainfall. (1) When the rainfall is low, siphon does not occur and the drainage capacity of the drain pipe is not high, but there is no problem because the amount of rainwater to be drained is also small. (2) When the amount of rain increases and the amount of water collected at the drainage outlet increases, the water mass falls in the drainage pipe and siphon action occurs, drainage capacity increases rapidly, and all rainwater near the drainage drains. The siphon ends. (3) When the amount of rainfall increases, the interval from the end of the siphon action described in (2) to the next occurrence becomes shorter, and the siphon is finally continued. However, the inside of the drain pipe is not a “vacuum state that does not include bubbles” as described in Patent Document 1, but a “slag flow” in which bubbles and water are mixed. (4) If the rainfall increases further, the proportion of water in the slag flow will gradually increase, and the drainage capacity will become higher until everything becomes water. As described above, the siphon drainage can exhibit drainage performance as required depending on the amount of rainwater. Therefore, if the number and arrangement of drainage pipes are determined in advance based on the maximum drainage capacity based on the principle of siphon, a rational rainwater drainage design can be performed.

なお、雨量が少なく排水管２を完全に満水にするほどの雨水量が得られない場合でも、前述（１）〜（４）のように雨水量に応じて排水能力も変化するため、十分な排水性能を確保することはできる。 Even when the amount of rain is small and the amount of rain water enough to completely fill the drain pipe 2 is not obtained, the drainage capacity varies depending on the amount of rain water as described in (1) to (4) above. Drainage performance can be ensured.

以上のように、本発明は、簡易な構成で、かつ雨水の量により必要に応じた排水性能を発揮する雨水排水構造を提供することができる。 As described above, the present invention can provide a rainwater drainage structure having a simple configuration and exhibiting drainage performance according to need depending on the amount of rainwater.

本発明の実施例２について詳細に説明する。実施例２においては排水管２内の空気を逃がすための通気管（通気部）を付帯する。実施例１と同様の構成については同符号を付すことで説明を省略する。 Example 2 of the present invention will be described in detail. In the second embodiment, a ventilation pipe (venting part) for escaping air in the drain pipe 2 is attached. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

実施例１のように、排水管２内に通気管がない構成の場合、雨樋３に溜まった雨水が排水口３ｂに入って水塊が形成されると、該水塊は排水管２内を流れにくくなる。これは前記水塊がその位置エネルギーにより排水管２内を流下しようとしても、予め排水管２内に入っていた空気の逃げ場がないため、流下しにくくなるからである。このため、この予め溜まった空気を押出す水頭圧を得るまでは、水塊が流下しなかった。 In the case where the drain pipe 2 does not have a vent pipe as in the first embodiment, when the rain water collected in the rain gutter 3 enters the drain outlet 3b and a water mass is formed, the water mass is contained in the drain pipe 2. It becomes difficult to flow. This is because even if the water mass tries to flow down in the drain pipe 2 by its potential energy, it is difficult to flow down because there is no escape space for the air previously contained in the drain pipe 2. For this reason, the water mass did not flow down until the water head pressure which extrudes this pre-stored air was obtained.

そこで図３に示すように、実施例２の雨水排水構造においては、排水管２の最下流側でかつ水封トラップ１の上流側から、屋外に通じている通気管４を付帯する。 Therefore, as shown in FIG. 3, in the rainwater drainage structure of the second embodiment, a vent pipe 4 that leads to the outdoors is attached from the most downstream side of the drain pipe 2 and the upstream side of the water seal trap 1.

（排水時の流れ）
通気管４を付帯したことにより、雨樋３に溜まった雨水が排水管２内へ進入するときに、排水管２内に既に溜まっていた空気が通気管４を通って排出される。このため、雨樋３に溜まった雨水が排水口３ｂに入って水塊が形成されても、水塊が流下する際に、通気排水管５から排水管２内の空気が逃げることができ、より円滑に排水をすることができる。 (Flow during drainage)
By attaching the ventilation pipe 4, when the rainwater collected in the rain gutter 3 enters the drainage pipe 2, the air already accumulated in the drainage pipe 2 is discharged through the ventilation pipe 4. For this reason, even if rainwater collected in the rain gutter 3 enters the drainage port 3b and a water mass is formed, the air in the drainage pipe 2 can escape from the vent drainage pipe 5 when the water mass flows down, It can drain more smoothly.

本発明の実施例３について詳細に説明する。実施例３においては実施例１の構成に加えて、排水管２と雨樋３とを連通させて通気排水管を付帯する。実施例１と同様の構成については同符号を付すことで説明を省略する。 Example 3 of the present invention will be described in detail. In the third embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, the drainage pipe 2 and the gutter 3 are connected to each other, and a ventilation drainage pipe is attached. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図４に示すように、実施例３の雨水排水構造においては、排水管２と雨樋３とを連通した通気排水管５を付帯する。また、通気排水管５の最上流の開放端５ｂは雨樋３の排水口３ｂよりも高い位置に付帯しており、最下流の一端は水封トラップ１よりも上流側の排水管２に合流している。合流部以降の排水管は管径が大きくなっており、排水の流れを妨げないようになっている。尚、開放端５ｂには、雨水中の土砂や落葉等の異物が混入しないようにフィルター11が設置される。 As shown in FIG. 4, in the rainwater drainage structure of the third embodiment, an aeration drainage pipe 5 that connects the drainage pipe 2 and the gutter 3 is attached. The uppermost open end 5 b of the vent drain pipe 5 is attached to a position higher than the drain outlet 3 b of the rain gutter 3, and the most downstream end joins the drain pipe 2 upstream of the water seal trap 1. doing. The drainage pipes after the merge part have a large diameter so as not to disturb the drainage flow. A filter 11 is installed at the open end 5b so that foreign matter such as earth and sand and fallen leaves in rainwater does not enter.

（排水時の流れ）
このように、排水管２と雨樋３とを通気排水管５で連通することにより、排水時の流れは、雨量の多さに応じて、以下のようになる。 (Flow during drainage)
In this way, the drainage pipe 2 and the rain gutter 3 are communicated with each other through the vent drainage pipe 5, and the flow during drainage is as follows according to the amount of rain.

雨量が少ない場合、上流端が上方に位置する通気排水管５が通気管として作用する。このため、実施例２と同様に雨樋３に溜まった雨水が排水口３ｂに入って水塊となっても、水塊が流下する際に、通気排水管５から排水管２内の空気が逃げるため、円滑に排水をすることができる。また、速やかに排水管２を満水にすることで、より早くサイフォンの原理を利用した排水を行うことができる。 When the amount of rainfall is small, the vent drain pipe 5 whose upstream end is located above acts as a vent pipe. For this reason, even if rainwater collected in the rain gutter 3 enters the drain outlet 3b and becomes a water mass as in the second embodiment, when the water mass flows down, the air in the drain pipe 2 flows from the vent drain pipe 5 Since it escapes, it can drain smoothly. Moreover, drainage using the principle of siphon can be performed more quickly by quickly filling the drainage pipe 2 with water.

雨量が多い場合、排水管２を満水にした雨水には、サイフォンの原理を利用した排水が行われる。このとき、排水管２内の雨水は高速で流下し、通気排水管５との合流部を通過する。すると、合流部はベルヌーイの定理によって負圧になる。このため、雨がより多くなって、雨樋３の開放端５ｂの高さまで雨水が溜まると、通気排水管５は通気のための手段ではなく、排水のための手段となり、排水管２と通気排水管５の２本で排水を行うことができる。このように、より排水性能の高い雨水排水構造を実現することができる。 When there is a lot of rain, drainage using the siphon principle is performed on rainwater that has filled the drain pipe 2. At this time, rainwater in the drain pipe 2 flows down at a high speed and passes through a junction with the vent drain pipe 5. Then, the junction becomes negative pressure by Bernoulli's theorem. For this reason, when rain increases and rainwater accumulates up to the height of the open end 5b of the rain gutter 3, the vent drain pipe 5 is not a means for venting, but a means for draining. Drainage can be performed with two drain pipes 5. Thus, a rainwater drainage structure with higher drainage performance can be realized.

尚、本実施例においては、排水管２と通気排水管５との２本のみを使用した例を説明したが、これに限るものではなく、より多い排水管を使用することもできる。 In the present embodiment, an example in which only two of the drain pipe 2 and the vent drain pipe 5 are used has been described. However, the present invention is not limited to this, and more drain pipes can be used.

また、本実施例においては、通気排水管５の大気開放する側の端部を、排水管２の端部と同じ雨樋３内に設置することにしたが、これに限るものではなく、通気排水管５の大気開放する端部を排水管２と離れた雨樋に設置することとしてもよい。この場合、離れた雨樋では、同時に水塊が、排水管２と通気排水立管５とに流れ込むことはないと考えられるので、互いの上流端に上下差を設ける必要はない。 In the present embodiment, the end of the vent pipe 5 that is open to the atmosphere is installed in the rain gutter 3 that is the same as the end of the drain pipe 2. However, the present invention is not limited to this. The end of the drain pipe 5 that opens to the atmosphere may be installed in a rain gutter separated from the drain pipe 2. In this case, since it is considered that the water mass does not flow into the drainage pipe 2 and the ventilating drainage vertical pipe 5 at the same time in the separated rain gutter, it is not necessary to provide a vertical difference between the upstream ends of each other.

本発明の実施例４について詳細に説明する。実施例４においては、排水管２内の空気を逃がすための通気桝を付帯する。前述の実施例と同様の構成については同符号を付すことで説明を省略する。 Example 4 of the present invention will be described in detail. In the fourth embodiment, an air vent for escaping air in the drain pipe 2 is attached. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図５に示すように、実施例４の雨水排水構造においては、排水管２の最下流側でかつ水封トラップ１の上流側に、通気桝６を付帯する。通気桝６の上端には、穴が形成されているため、排水口３ｂから雨水が排水管２内に流れ込むと、予め排水管２内に溜まっていた空気は通気桝６の穴から逃げる。このため、速やかに排水管２を満水にし、より速くサイフォンの原理を利用した排水を行うことができる。実施例４において、排水時の流れは実施例２と同様であるので省略する。 As shown in FIG. 5, in the rainwater drainage structure of the fourth embodiment, a ventilator 6 is attached on the most downstream side of the drainage pipe 2 and on the upstream side of the water seal trap 1. Since a hole is formed in the upper end of the ventilator 6, when rainwater flows into the drainage pipe 2 from the drainage port 3 b, air that has accumulated in the drainage pipe 2 in advance escapes from the hole of the ventilator 6. For this reason, the drain pipe 2 can be quickly filled with water, and drainage using the siphon principle can be performed more quickly. In Example 4, since the flow at the time of drainage is the same as that of Example 2, it is omitted.

本発明は、サイフォンの原理を用いて雨樋に溜まった雨水を排水する、雨水排水構造に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a rainwater drainage structure that drains rainwater collected in a rain gutter using the principle of siphon.

実施例１の雨水排水構造の説明図。Explanatory drawing of the rainwater drainage structure of Example 1. FIG. 水溜り部３ａのバリエーションを示す図。The figure which shows the variation of the water pool part 3a. 実施例２の雨水排水構造の説明図。Explanatory drawing of the rainwater drainage structure of Example 2. FIG. 実施例３の雨水排水構造の説明図。Explanatory drawing of the rainwater drainage structure of Example 3. FIG. 実施例４の雨水排水構造の説明図。Explanatory drawing of the rainwater drainage structure of Example 4. FIG.

Explanation of symbols

Ｈ …水溜り部の高さ、Ｈ１ …封水の高さ、Ｈ２ …逆勾配の高さ、
１ …水封トラップ、
２ …排水管、
３ …雨樋、３ａ …水溜り部、３ｂ …排水口、
４ …通気管、４ａ …大気開放端、
５ …通気排水管、５ｂ …開放端、
６ …通気桝、
10 …フィルター、11 …フィルター
H: Height of water reservoir, H1: Height of sealed water, H2: Height of reverse gradient,
1 ... water-sealed trap,
2… Drain pipe,
3 ... rain gutter, 3a ... puddle part, 3b ... drainage port,
4 ... vent pipe, 4a ... open end to atmosphere,
5 ... vent drain pipe, 5b ... open end,
6… Venting cage,
10… filter, 11… filter

Claims

In a rainwater drainage structure having a drainage port provided in a water reservoir for storing rainwater, and a drainage pipe for discharging rainwater from the drainage port, and draining according to the principle of siphon,
A rainwater drainage structure characterized in that a height of the water reservoir is higher than a sum total of water heads caused by a reverse gradient including a water seal trap of a drain pipe.

In a rainwater drainage structure having a drainage port provided in a water reservoir for storing rainwater, and a drainage pipe for discharging rainwater from the drainage port, and draining according to the principle of siphon,
A rainwater drainage structure characterized in that a ventilation portion communicating with the atmosphere is disposed upstream of the reverse slope portion of the drainage pipe.

The rainwater drainage structure according to claim 2,
The atmosphere open end of the vent is configured at a position higher than the drain at the water reservoir,
A rainwater drainage structure characterized in that when rainwater accumulates at the open end of the atmosphere, the rainwater is sucked into the open end of the atmosphere.

The inside of the drain pipe is maintained to be almost full, and the drain pipe is drained by the suction force of rain water inside the drain pipe, and the flow rate per drain pipe is calculated based on the suction force. A rainwater drainage design method, wherein the number and arrangement of the drainage pipes are determined.

A rainwater drainage design method according to claim 4,
A drainage drainage design method, wherein the drainage pipe is filled with the structure according to any one of claims 1 to 3 so that the drainage pipe is drained by a rainwater suction force inside the drainage pipe.