JP2011236876A

JP2011236876A - 排水装置

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Publication number: JP2011236876A
Application number: JP2010111356A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Morimoto; 立身森本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2011-11-24

Abstract

【課題】排水装置において、サイフォン排水を行い、その排水中に排水を停止させ、しかも、その排水停止後に、貯水槽の水位が上昇したとしても、自動排水により水位を一定に保つ。
【解決手段】排水装置１は、貯水槽２から排水槽６に向けて順に連接された第１サイフォン管３、トラップ管４及び第２サイフォン管５と、第１サイフォン管に溜まった空気を吸引する吸上げポンプ７２と、第２サイフォン管を大気開放する大気開放バルブ９２とを備える。吸上げポンプ７２の動作により、第１サイフォン管、トラップ管及び第２サイフォン管は貯水槽からの水で満たさ、サイフォン排水が開始される。その排水中に大気開放バルブ９２が開かれることにより、サイフォン切れが発生するので、サイフォン排水が停止する。貯水位は第２サイフォン管の管内頂部と等しくなり、その後、貯水位が上昇したとしても、第２サイフォン管は上昇分の水を自動排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、貯水槽に貯留された水を排出する排水装置に関する。

従来から、貯水槽内に、逆Ｕ字状のサイフォン管の一端を吸込口として配置し、このサ
イフォン管のサイフォン作用により、貯水槽の水を吸込口から吸い上げて、その水を排水
路等に排出する排水装置が知られている。上記排水装置においては、サイフォン作用を生
じさせるためにサイフォン管内を満水状態にする必要があり、そのため、サイフォン管の
頂部に吸気孔が形成されており、その吸気孔から管内の空気が真空ポンプ等により強制的
に排出される（例えば、特許文献１参照）。

上記排水装置においては、貯水槽の水位（以下、貯水位という）がサイフォン管の頂部
の位置よりも低く、その頂部管内に空気が溜まっていたとしても、上記真空ポンプ等によ
る強制排気により、貯水槽の水が頂部管内に吸い上げられてサイフォン管内が水で満たさ
れるので、サイフォン作用による排水（以下、サイフォン排水という）を開始することが
できる。しかも、任意の貯水位で上記排水を始めることができる。

しかしながら、上記排水装置においては、サイフォン排水が開始されると、貯水位が排
水路等の水位と同じになるまで排水が続いてしまう。そのため、サイフォン排水中に排水
を停止することが難しかった。

特開平５−２３１３９７号公報

本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたものであり、貯水槽に貯留され
た水を排水する排水装置において、サイフォン作用によって排水することができ、その排
水中に排水を停止することができ、しかも、その排水停止後に、貯水槽の水位が上昇した
としても、自動排水により水位を一定に保つことができる排水装置を提供することを目的
とする。

上記目的を達成するために本発明は、貯水槽に貯留された水を排水する排水装置におい
て、前記貯水槽内に下端が開口する立管の上端部を逆Ｕ字状に折曲し垂下させて成る第１
のサイフォン管と、前記第１のサイフォン管の垂下させた端部に一端が連接されたＵ字型
のトラップ管と、前記トラップ管の他端に一端が連接された立管を逆Ｕ字状に折曲し垂下
させて排水立管として成る第２のサイフォン管と、前記第１のサイフォン管の頂部に設け
た吸気孔から該第１のサイフォン管内の空気を吸引する空気吸引手段と、前記空気吸引手
段の吸引動作をオン／オフするためのスイッチ手段と、前記第２のサイフォン管の頂部に
接続され、開閉動作により該頂部管内を大気開放状態と密閉状態とに切り換える大気開放
バルブと、を備え、前記貯水槽は、前記第２のサイフォン管の頂部よりも高い位置まで水
を溜めることが可能に構成され、前記貯水槽の水位が前記第２のサイフォン管の頂部より
も高く、前記第１のサイフォン管内に空気が溜まり、前記トラップ管が水封され、かつ前
記大気開放バルブが閉じられた状態で、前記スイッチ手段が前記空気吸引手段による吸引
動作をオンし、該空気吸引手段が第１のサイフォン管内に溜まっている空気を吸引したと
き、貯水槽内の水は吸い上げられ、これにより、第１のサイフォン管及びトラップ管は、
管内が水で満たされ、貯水槽からの水圧により第２のサイフォン管に送水し、第２のサイ
フォン管は、第１のサイフォン管から送られた水を落下させることによりサイフォン作用
を生じさせて貯水槽から排水し、前記排水状態において、前記大気開放バルブが開かれる
ことにより、前記第２のサイフォン管は、サイフォン作用による排水を停止して、前記貯
水槽の水位を該サイフォン管の管内頂部と等しい高さとし、かつ、貯水槽の水位が上昇し
たときは、その上昇した量の水を自動排出することを特徴とする。

上記排水装置において、前記第２のサイフォン管の頂部は、前記第１のサイフォン管の
頂部よりも低いことが好ましい。

上記排水装置において、前記第２のサイフォン管は、該サイフォン管の垂下部の管内に
、前記トラップ管とは反対側の管内壁に沿うように設けられた空気排出ガイドパイプを有
し、該垂下部及び空気排出ガイドパイプの各々の下端は、該サイフォン管からの排水を溜
める排水槽内の水中に浸されており、前記空気排出ガイドパイプは、前記第２のサイフォ
ン管による排水中、該サイフォン管内に溜まっている空気を、該空気排出ガイドパイプに
入り込む水の落下により吸い込み、前記排水槽内に排出することが好ましい。

本発明によれば、第１のサイフォン管に溜まった空気が空気吸引手段により吸引される
ことにより、第１のサイフォン管と、これに順に連接されるトラップ管及び第２のサイフ
ォン管とが、貯水槽からの水で満たされるので、サイフォン作用により排水することがで
きる。また、その排水中に大気開放バルブが開かれることにより、第２のサイフォン管の
管内が大気開放され、サイフォン切れが発生するので、サイフォン作用による排水を停止
することができる。また、その排水停止後、貯水槽の水位は、第２のサイフォン管の管内
頂部と等しい高さになるが、その後、貯水槽の水位が上昇したとしても、上昇した量の水
が第２のサイフォン管から自動的に排出されるので、貯水槽の水位を一定に保つことがで
きる。

本発明の第１の実施形態に係る排水装置の構成図。（ａ）〜（ｃ）は上記排水装置のトラップ管の水封動作前、水封動作中、水封完了時の様子を示す図。（ａ）〜（ｄ）は上記排水装置の排水開始時の様子を時系列で示す図。上記排水装置における排水処理の調整例を示す図。上記とは別の調整例を示す図。上記排水装置のトラップバランス止水状態における貯水位維持の様子を示す図。上記実施形態の変形例に係る排水装置の構成図。（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る排水装置の構成図、（ｂ）は上記排水装置の空気排出ガイドパイプの横断面図。上記空気排出ガイドパイプの変形例を示す横断面図。上記空気排出ガイドパイプの作用について説明するための図。

以下、本発明の各種実施形態に係るサイフォン式排水装置（以下、排水装置と略記）に
ついて図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る排水装置の構成を示す。本実施形態の排水装置
１は、貯水槽２に貯留された水をサイフォン作用により排水槽６へ排水するものであり、
第１サイフォン管３と、トラップ管４と、第２サイフォン管５とを備え、これらは、この
順に連接された管路を形成する。本実施形態は、管路両端を水中に浸けたトラップサイフ
ォンとしている。

第１サイフォン管３は、貯水槽２内に設けられた吸水立管３１の上端部を逆Ｕ字状に折
曲し垂下させて成り、吸水立管３１の下端３１ａは貯水槽２内の底面近傍に開口しており
、貯水槽２内の水中に浸されている。トラップ管４は、Ｕ字型状であり、第１サイフォン
管３の垂下させた端部３２に一端４ａが連接され、水封されている。第２サイフォン管５
は、トラップ管４の他端４ｂに一端が連接された立管５１を逆Ｕ字状に折曲し垂下させて
排水立管５２として成る。排水立管５２から排出される水は排水槽６に溜まる。

排水立管５２の下端５２ａは、排水槽６内の水中に浸されており、吸水立管３１の下端
３１ａ以下の高さである。下端５２ａの位置は、水面近くが望ましい。下端５２ａは、装
置の外側へ向けて略Ｌ字状に折り曲げられており、この折曲形状により排水が促進される
。下端５２ａの形状は上記に限定されない。両サイフォン管３、５及びトラップ管４は、
略同径の円筒形状とし、水流抵抗が小さくなるように滑らかに折り曲げられていることが
望ましい。両サイフォン管３、５及びトラップ管４は、一体に形成されていても、又は管
内の継ぎ目部分に段差が生じてそれが水流抵抗とならないように継ぎ合わされていてもよ
い。

第１サイフォン管３、第２サイフォン管５の折曲部分にそれぞれ対応する頂部３ａ、５
ａは、高さが異なっており、頂部５ａは頂部３ａよりも低い。頂部３ａには吸気孔３３が
設けられている。第１サイフォン管３は、貯水槽２の槽壁を跨ぐように配置されている。
貯水槽２は、第１サイフォン管３の頂部３ａよりも低く、かつ、第２サイフォン管５の頂
部５ａよりも高い位置まで水を溜めることが可能な構成とされている。貯水槽２は、頂部
３ａよりも高い水位まで貯水可能な構成であってもよい。

また、排水装置１は、頂部３ａの管内に溜まった空気を吸気孔３３から吸い出す空気吸
引機構７と、大気開放機構８、９とをさらに備える。空気吸引機構７は、上記の空気吸出
し動作により、吸水立管３１内の水を吸い上げ、第１サイフォン管３内を満水にし、両サ
イフォン管３、５のサイフォン作用による排水（以下、サイフォン排水という）を生じさ
せる。大気開放機構８、９は、それぞれ、頂部３ａの管内と頂部５ａの管内とを、大気開
放状態と密閉状態とに切り換える。大気開放機構８、９は、サイフォン排水中に、頂部３
ａ、５ａを大気開放することにより、サイフォン切れを生じさせて、排水状態を変更する
。

空気吸引機構７は、吸気孔３３と連接した吸気管７１と、吸気管７１により第１サイフ
ォン管３と連通した吸上げポンプ７２（空気吸引手段）と、吸上げポンプ７２の動作をオ
ン／オフするための操作器７３（スイッチ手段を構成）と、フローセンサ７４（スイッチ
手段を構成）と、吸気管７１内に挿入された逆止弁７５とを有する。吸上げポンプ７２は
、吸気管７１を通して吸気孔３３から第１サイフォン管３内の空気を吸引する。フローセ
ンサ７４は、吸上げポンプ７２が第１サイフォン管３の管内空気の吸出し完了後も吸引動
作を継続したときに、その吸引力により吸気管７１に吸い上げられる第１サイフォン管３
内の水を検出する。

吸上げポンプ７２は、ユーザによる操作器７３への操作に基づいて始動／停止し、フロ
ーセンサ７４による検知結果に基づいて動作を自動停止する。操作器７３は、操作釦、操
作スイッチ、タッチパネル等のいずれでもよい。吸上げポンプ７２と操作器７３とは、一
体であってもよいし、別体であってもよい。

フローセンサ７４は、吸気管７１内の水流、すなわち、吸気管７１への水の浸入を検出
する水流センサにより構成され、その検出結果を吸上げポンプ７２に送出する。吸上げポ
ンプ７２はこの検出結果を受けて吸引動作を自動的にオフする。

逆止弁７５は、吸気管７１内の空気の流通可能な方向を、吸気孔３３から吸上げポンプ
７２に向かう方向だけに制限する。この方向制限により、逆止弁７５は、吸上げポンプ７
２の動作停止時に、第１サイフォン管３に空気が逆流することを防止し、サイフォン排水
中の上記逆流に起因するサイフォン切れを抑制する。

大気開放機構８は、一端が吸気管７１に連接され他端が大気開放された大気開放管８１
と、この大気開放管８１を開閉する大気開放バルブ８２とを有する。大気開放管８１は、
頂部３ａに連接されていてもよい。大気開放バルブ８２は、バルブの開閉動作により、大
気開放管８１を開閉し、これにより、頂部３ａの管内を大気開放状態と密閉状態とに切り
換える。大気開放バルブ８２は、サイフォン排水中に、頂部３ａを大気開放することによ
り、両サイフォン管３、５においてサイフォン切れを生じさせ、排水を停止する。

大気開放機構９は、一端が第２サイフォン管５の頂部５ａに接続され他端が大気開放さ
れた大気開放管９１と、この大気開放管９１を開閉する大気開放バルブ９２とを有する。
大気開放バルブ９２は、バルブの開閉動作により、大気開放管９１を開閉し、これにより
、頂部５ａの管内を大気開放状態と密閉状態とに切り換える。大気開放バルブ９２は、サ
イフォン排水中に、頂部５ａを大気開放することにより、第２サイフォン管５のみにおい
てはサイフォン切れを生じさせ、第１サイフォン管３におけるサイフォン作用は維持され
る。これにより、排水の形態は、サイフォン排水から、貯水槽２の水位（以下、貯水位と
いう）とサイフォン管５の管内頂部５ｂとの高低差に応じた排水に変更され、その高低差
がなくなるまで排水が継続する。

両サイフォン管３、５、トラップ管４、及び大気開放管８１、９１の材料は特に限定さ
れず、塩化ビニル又はＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）等の樹脂、金属、又はコ
ンクリート等のいずれであってもよい。大気開放管８１、９１の管径は両サイフォン管３
、５の管径よりも小さい。

次に、排水装置１において排水前に必要なトラップ管４の水封処理について図２を参照
して説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、トラップ管４の水封動作前、水封動作中、水封完
了時の様子を示す。水封前の準備状態においては、貯水槽２及び排水槽６には水が溜まり
、吸水立管３１の下端３１ａと排水立管５２の下端５２ａとは水没し、大気開放バルブ８
２、９２は閉じられている（図２（ａ）参照）。

上記の準備状態で、操作器７３が操作されて、吸上げポンプ７２の動作がオンされると
、吸上げポンプ７２は、第１サイフォン管３内の空気を吸い出し、これにより、第１サイ
フォン管３、トラップ管４、及び第２サイフォン管５の管内に負圧を生じさせる。この負
圧に基づき、吸水立管３１及び排水立管５２は、貯水槽２及び排水槽６から吸水する。こ
の吸水が続くと、吸水立管３１又は排水立管５２から水が溢れ、その水がトラップ管４に
溜まり（図２（ｂ）参照）、トラップ管４は水封される（図２（ｃ）参照）。水封後、吸
上げポンプ７２は、操作器７３の操作により吸引動作がオフされてもよいし、吸引動作を
継続してもよい。吸引動作が継続される場合、排水装置１は自動的に排水動作に移行する
。

次に、排水装置１における排水動作を説明する。排水装置１の排水開始時の様子を時系
列で図３（ａ）〜（ｄ）に示す。ここで、第２サイフォン管５の管内頂部５ｂの高さ、す
なわち、立管５１の水が管内頂部５ｂを乗り越えて排水立管５２に流れ込む水位を排水ラ
インＬ１という。排水に際して、貯水位は排水ラインＬ１よりも高く、第１サイフォン管
３内に空気が溜まり、トラップ管４は水封され、大気開放バルブ８２、９２は閉状態であ
るとする。

図３（ａ）は、第１サイフォン管３内の空気が吸い出される様子を示す。吸上げポンプ
７２は、トラップ管４の水封後にオフされて、その後、再びオンされるか、又は、水封時
から連続してオン状態にあるとき、第１サイフォン管３内に溜まっている空気を水封時よ
りもさらに吸い出す。この吸引力に起因する負圧により、貯水槽２内の水は吸い上げられ
、吸水立管３１の水位が上昇すると共に、トラップ管４の第１サイフォン管３側の立管４
１の水位が上昇する。立管４１内の水位上昇により、トラップ管４の第２サイフォン管５
側の立管４２の水位が下降し、排水立管５２内に溜まっている水に負圧が掛かり、その水
位が上昇する。

図３（ｂ）は、第１サイフォン管３内が満水になった状態を示す。貯水槽２内の水の吸
上げにより、第１サイフォン管３及びトラップ管４は、管内が水で満たされ、貯水位と排
水ラインＬ１との高低差に応じた、貯水槽２からの水圧により、第２サイフォン管５に送
水する。これにより、第２サイフォン管５からの排水が始まり、第１サイフォン管３にお
いてサイフォン作用が引き起こされる。第１サイフォン管３内の水が吸上げポンプ７２の
吸引力により吸気管７１に吸上げられると、フローセンサ７４はそれを検知し、吸上げポ
ンプ７２は吸引動作を自動停止する。

図３（ｃ）は、サイフォン排水開始時の様子を示す。第２サイフォン管５は、第１サイ
フォン管からトラップ管４経由で送られた水で満たされ、第１サイフォン管３、トラップ
管４、及び第２サイフォン管５は満水状態になり、水封された閉管路を形成する。第２サ
イフォン管５は、第１サイフォン管３からの水を排水立管５２により落下させて、第２サ
イフォン管５の管内空気を排出し、これにより、両サイフォン管３、５においてサイフォ
ン作用を生じさせ、サイフォン排水を開始する。ここで、排水槽６の水位を放流ラインＬ
２という。上記サイフォン排水は、貯水位と放流ラインＬ２との水位差の水圧に基づいて
排水される。

図３（ｄ）は、サイフォン排水完了時の様子を示す。サイフォン排水により、貯水槽２
の水位は下降し、排水槽６の水位と略同じ高さの低水位になり、サイフォン排水は自動的
に停止する。

次に、サイフォン排水中（上記図３（ｃ）参照）の排水制御の様子を図４及び図５に示
す。図４は、サイフォン排水中に大気開放バルブ８２が開かれたときの様子を示す。この
とき、第１サイフォン管３は管内が大気開放され、これにより、両サイフォン管３、５に
おいてサイフォン切れが発生し、排水が停止する。トラップ管４は、水封されたままであ
り、次回の排水時には、上記図２（ａ）〜（ｃ）に図示の水封処理が省略される。

図５は、サイフォン排水中に大気開放バルブ９２が開かれたときの様子を示す。このと
き、第２サイフォン管５は管内が大気開放され、これにより、サイフォン作用が切れ、第
２サイフォン管５はサイフォン排水を停止する。第１サイフォン管３は満水状態を維持す
る。大気開放バルブ９２が開かれたとき、貯水位が排水ラインＬ１よりも高ければ、第２
サイフォン管５は、サイフォン排水を停止するが、貯水位と排水ラインＬ１との水位差の
水圧による排水を続ける。この排水における単位時間あたりの排水量は、上記水圧に応じ
た値であり、サイフォン排水時よりも少ない。上記排水の継続により、第２サイフォン管
５は、貯水位を排水ラインＬ１と略等しい高さとし、その後、排水を停止する。この止水
状態の立管４２、５１においては、貯水槽２からの水圧により水面を上昇させる力と、水
面に加わる大気圧とがバランスしている。以下、この止水状態を、トラップバランス止水
状態という。大気開放バルブ９２が開かれたとき、貯水位が、排水ラインＬ１以下で、か
つトラップ管４の管内の上底部４ｃ以上の高さ（以下、この高さ範囲をトラップバランス
止水可能範囲という）であれば、第２サイフォン管５は、その貯水位で排水を停止し、立
管４２、５１内は上記貯水位と同じ水位になり、トラップバランス止水状態になる。

次に、トラップバランス止水状態における排水調整を説明する。図６は、トラップバラ
ンス止水状態において貯水位が上昇したときの様子を示す。貯水位が上昇したとき、第２
サイフォン管５は、貯水位と排水ラインＬ１との水位差の水圧により自動排水し、すなわ
ち、上昇した量の水を自動排出する。

本実施形態においては、貯水位が第１サイフォン管３の頂部３ａの位置よりも低く、そ
の頂部３ａの管内に空気が溜まっていたとしても、吸上げポンプ７２による強制排気によ
り、貯水槽２の水が頂部３ａ管内に吸い上げられて第１サイフォン管３の管内が水で満た
される。そして、第１サイフォン管３からの送水により、トラップ管４及び第２サイフォ
ン管５が充水状態になり、従って、サイフォン排水を開始することができる。しかも、任
意の貯水位からサイフォン排水を始めることができる。また、サイフォン排水により、貯
水槽２の底層水を汲み上げ、排水することができる。

また、サイフォン排水中に大気開放バルブ９２が開かれることにより、第２サイフォン
管５の管内が大気開放され、サイフォン切れが発生するので、サイフォン排水を停止する
ことができる。

また、上記排水停止後、貯水位は、第２サイフォン管５の管内頂部５ｂと等しい高さに
なるが、その後、貯水位が上昇したとしても、上昇した量の水が第２サイフォン管５から
自動的に排出されるので、貯水位を一定に保つことができる。

また、第２サイフォン管５の管内頂部５ｂの高さを任意に設定することにより、トラッ
プバランス止水可能範囲を調整することができる。

また、第２サイフォン管５の頂部５ａは、第１サイフォン管３の頂部３ａよりも低いの
で、サイフォン排水中には、貯水槽２からの水流が頂部３ａから落下して再び上昇する高
さが低くなり、従って、水流が頂部５ａを乗り越え易くなる。そのため、サイフォン切れ
を防ぐことができる。また、単位時間あたりの排水量を増加させることができる。

また、サイフォン排水中に大気開放バルブ８２を開けば、任意のときに排水を停止する
ことができるので、任意の貯水位で排水を停止することができる。

また、下端５２ａが排水槽６の水中の水面近くに配置された場合、排水中に下端５２ａ
から水中に排出される空気は、下端５２ａを潜って大気に開放され易くなり、空気排出速
度が速くなる。そのため、第２サイフォン管５において、排水開始時から、管内が充水状
態になる時までの期間を短縮することができる。従って、サイフォン排水を開始するため
の操作から実際にサイフォン排水が開始するまでの待ち時間を短くすることができ、操作
に対する即応性の向上を図ることができる。

また、第１サイフォン管３、トラップ管４及び第２サイフォン管５から成る排水管路の
途中に、排水停止機構として、機械的な閉止機構を設ける必要がないので、上記排水管路
は、既成配管の組み合わせで済み、構成を簡単化することができ、製造コストを抑えるこ
とができる。

本実施形態の排水装置１は、ダム湖（貯水槽２に相当）から排水するためのダム排水設
備に適用することができる。排水装置１はダムの堤体を跨いで設置される。吸水立管３１
及び排水立管５２は、フレキシブル配管で構成することができ、堤体に沿って配置される
。本適用例においては、上記ダム排水設備を既設の堤体に取り付ける際、両サイフォン管
３、５又はトラップ管４を堤体に埋め込む工事等が不要になり、工事期間の短縮及び工事
費用の低減を図ることができる。

（第１の実施形態の変形例）
図７は、上記第１実施形態の一変形例に係る排水装置の構成を示す。この排水装置１は
、上記第１実施形態と比べ、第１サイフォン管３の端部３２に連接された給水管３４と、
この給水管３４を開閉する給水バルブ３５とをさらに備える。

給水管３４は、トラップ管４に給水し、トラップ管４を水封する。給水管３４の連接対
象は端部３２に限定されず、トラップ管４に給水可能な位置に設置されていればよい。給
水バルブ３５は、バルブの開閉動作により給水管３４を開閉し、これにより、給水管３４
による給水とその停止とを切り換える。また、給水バルブ３５は、開度調整可能に構成さ
れており、その開度調整により、給水管３４による給水量を変更可能である。

本変形例においては、給水バルブ３５を開ければ、給水管３４からトラップ管４に給水
されるので、上記第１の実施形態と比べて、トラップ管４の水封処理に要する時間を短縮
することができる。また、給水バルブ３５の開度調整による給水管３４の給水量制御が可
能なので、トラップ管４の水位を調整し易くなる。従って、トラップ管４の水封のし損な
い、及び、給水過多によるトラップ管４のオーバーフローを防ぐことができる。

（第２の実施形態）
図８（ａ）（ｂ）は、第２の実施形態に係る排水装置の構成と、その排水装置の空気排
出ガイドパイプ（以下、ガイドパイプという）の構成とを示す。同図において、上記第１
の実施形態と同じ構成（上記図１参照）には、同一の符号を付す。第２の実施形態の第２
サイフォン管５は、排水立管５２（垂下部）の管内に、ガイドパイプ５３を有する。

ガイドパイプ５３は、第２サイフォン管５においてトラップ管４とは反対側の管内壁に
沿うように設けられた円筒形状の立管であり、ガイドパイプ５３の上端５３ａは、第２サ
イフォン管５の管内頂部５ｂよりも低く、下端５３ｂは、排水槽６内の水中に浸されてい
る。下端５３ｂは、排水立管５２の下端５２ａの形状に沿っており、装置の外側に向って
略Ｌ字状に折曲形成されている。ガイドパイプ５３の管径は、第２サイフォン管５の管内
の水流を妨げない程度が望ましい。下端５３ｂの形状は上記に限定されない。ガイドパイ
プ５３は、図９に示されるように、第２サイフォン管５を仕切って成る管であってもよい
。

次に、ガイドパイプ５３の作用について図１０を参照して説明する。図１０は、第２サ
イフォン管５による排水を開始した状態を示す。この状態では、貯水槽２からの送水によ
り第１サイフォン管３の管内は満水状態であり、第２サイフォン管５の管内は満水状態で
はなく空気が溜まっており、サイフォン排水前の状態であるとする。

上記の状態において、貯水槽２からの水圧を受けた、勢いの有る水流は、第２サイフォ
ン管５の管内頂部５ｂを乗り越えて、トラップ管４とは反対側の管内壁に飛び散り、ガイ
ドパイプ５３に入り込んで落下する。ガイドパイプ５３は、第２サイフォン管５の頂部５
ａ内に溜まっている空気を、ガイドパイプ５３に入り込む水の落下により吸い込み、排水
槽６内に泡として排出する。

本実施形態においては、ガイドパイプ５３により、第２サイフォン管５の管内の空気が
排出されるので、空気排出速度が速くなる。従って、第２サイフォン管５において、排水
開始時から、管内が充水状態になる時までの期間をさらに短くすることができる。

また、第２サイフォン管５の管内空気を確実に排出することができ、空気溜まりに起因
したサイフォン切れを防ぐと共に、水流の妨げをなくすことができる。その結果、サイフ
ォン作用をさらに安定化することができる。

なお、ガイドパイプ５３を第２サイフォン管５のトラップ管４側の管内壁に沿って設置
することも考えられるが、この場合は、管内頂部５ｂを乗り越えた水が上記管内壁を伝っ
てガイドパイプに連続的に入り込むか、又は、ガイドパイプを勢いよく飛び越えてしまう
ので、水が入り込み難く、空気を取り込み難い。これに対して、本実施形態では、ガイド
パイプ５３がトラップ管４とは反対側の管内壁に沿って設けられているので、上記に比べ
、適度に水が入り込み、従って、空気を吸い込み易い。

本発明は、上記第１の実施形態とその変形例、及び第２の実施形態の構成に限定される
ものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、吸気管７１に開閉バル
ブを設け、この開閉バルブが開状態のときに吸上げポンプ７２が第１サイフォン管３の管
内空気を吸引してもよい。上記開閉バルブは吸上げポンプ７２に連動し、吸上げポンプ７
２がオン／オフのときに自動的に開／閉状態になるように構成されていてもよい。また、
吸上げポンプ７２が第１サイフォン管３の管内空気を吸い出し終えて水を吸引し始めたと
き、吸上げポンプ７２による吸引負荷が増大するので、吸上げポンプ７２は、この吸引負
荷の増大を検知して自動的に吸引動作を停止しても構わない。また、第２サイフォン管５
の代わりに、排水口が大気開放された排水管が設けられていてもよい。この排水管を設け
た排水装置１においては、吸上げポンプ７２の吸引動作により貯水槽２及び排水槽６から
水を吸い上げてトラップ管４を水封することは難しいので、上記変形例の給水管３４及び
給水バルブ３５が設けられる。また、第１の実施形態の変形例と第２の実施形態とを組み
合わせても構わない。

１排水装置
２貯水槽
３第１サイフォン管
３ａ頂部
３１吸水立管（立管）
３３吸気孔
４トラップ管
５第２サイフォン管
５ａ頂部
５ｂ管内頂部
５１立管
５２排水立管（垂下部）
５３空気排出ガイドパイプ
６排水槽
７２吸上げポンプ（空気吸引手段）
７３操作器（スイッチ手段を構成）
７４フローセンサ（スイッチ手段を構成）
９２大気開放バルブ

Claims

貯水槽に貯留された水を排水する排水装置において、
前記貯水槽内に下端が開口する立管の上端部を逆Ｕ字状に折曲し垂下させて成る第１の
サイフォン管と、
前記第１のサイフォン管の垂下させた端部に一端が連接されたＵ字型のトラップ管と、
前記トラップ管の他端に一端が連接された立管を逆Ｕ字状に折曲し垂下させて排水立管
として成る第２のサイフォン管と、
前記第１のサイフォン管の頂部に設けた吸気孔から該第１のサイフォン管内の空気を吸
引する空気吸引手段と、
前記空気吸引手段の吸引動作をオン／オフするためのスイッチ手段と、
前記第２のサイフォン管の頂部に接続され、開閉動作により該頂部管内を大気開放状態
と密閉状態とに切り換える大気開放バルブと、を備え、
前記貯水槽は、前記第２のサイフォン管の頂部よりも高い位置まで水を溜めることが可
能に構成され、
前記貯水槽の水位が前記第２のサイフォン管の頂部よりも高く、前記第１のサイフォン
管内に空気が溜まり、前記トラップ管が水封され、かつ前記大気開放バルブが閉じられた
状態で、前記スイッチ手段が前記空気吸引手段による吸引動作をオンし、該空気吸引手段
が第１のサイフォン管内に溜まっている空気を吸引したとき、貯水槽内の水は吸い上げら
れ、これにより、第１のサイフォン管及びトラップ管は、管内が水で満たされ、貯水槽か
らの水圧により第２のサイフォン管に送水し、第２のサイフォン管は、第１のサイフォン
管から送られた水を落下させることによりサイフォン作用を生じさせて貯水槽から排水し
、
前記排水状態において、前記大気開放バルブが開かれることにより、前記第２のサイフ
ォン管は、サイフォン作用による排水を停止して、前記貯水槽の水位を該サイフォン管の
管内頂部と等しい高さとし、かつ、貯水槽の水位が上昇したときは、その上昇した量の水
を自動排出することを特徴とする排水装置。
前記第２のサイフォン管の頂部は、前記第１のサイフォン管の頂部よりも低いことを特
徴とする請求項１に記載の排水装置。
前記第２のサイフォン管は、該サイフォン管の垂下部の管内に、前記トラップ管とは反
対側の管内壁に沿うように設けられた空気排出ガイドパイプを有し、該垂下部及び空気排
出ガイドパイプの各々の下端は、該サイフォン管からの排水を溜める排水槽内の水中に浸
されており、
前記空気排出ガイドパイプは、前記第２のサイフォン管による排水中、該サイフォン管
内に溜まっている空気を、該空気排出ガイドパイプに入り込む水の落下により吸い込み、
前記排水槽内に排出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排水装置。