JP2016196770A - 逆流防止弁、及びサイホン排水システム - Google Patents

Abstract

【課題】空気が通過する際の異音を抑えることができる逆流防止弁、及びサイホン排水システムを提供することを目的とする。
【解決手段】逆流防止弁３８は、管状部４４と、管状部４４から延出する絞り部４８と、絞り部４８の先端部に設けられ弾性力で面接触して流路を閉塞する開閉弁５０とを含んで構成されている。開閉弁５０には切欠部５６Ａが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、逆流防止弁、及びサイホン排水システムに関する。

排水を行う水廻り器具の排水方向下流側に、下水側からの臭気等が水廻り器具側に逆流しないように逆流防止弁を設ける場合がある（例えば、特許文献１参照）。

逆流防止弁は、弾性材料で形成され、配管側へ取り付けるための管状部と、管状部から排水方向下流側に延出される絞り部と、絞り部の先端部に設けられる開閉弁とを一体的に備えており、通常時は開閉弁が閉じられていることが好ましい。
水廻り器具から排水がなされ、逆流防止弁に水圧が作用すると、開閉弁が弾性変形して開き、排水が開閉弁を通過して下流側に流出する。
そして、水廻り器具からの排水が終了して水圧が掛らなくなると、開閉弁が元の状態に弾性復帰して閉じる。

また、近年では、従来の勾配排水システムに代わるものとして、所謂サイホン排水システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。サイホン排水システムは、水廻り器具にサイホン排水管を接続し、サイホン排水管の垂下部をなす竪管にて発生するサイホン力（負圧力）を利用して、水廻り器具からの排水効率を向上させるシステムである。

このサイホン排水システムにおいては、水廻り器具から排出された排水がサイホン排水管に流入し、サイホン排水管の水平部をなす横引き管及びサイホン排水管の垂下部をなす竪管を満たす。サイホン排水管の竪管が排水で満たされると、竪管内の排水は重力により落下し、竪管の内部に竪管における水頭差に対応する吸引力、即ちサイホン力が発生する。横引き管内の排水は、前記サイホン力によって竪管に向かって吸引され、サイホン排水管内が排水で満たされる所謂満流流れとなってサイホン排水管内を流下する。

特開２０１４−０１５７１９号公報 特開２０００−２９７４４７号公報

ところで、サイホン排水システムでは、水廻り器具からの排水が終了しても、竪管内の排水が落下している間は横引き管内で負圧が生じており、負圧が生じている間は逆流防止弁に水廻り器具側から空気が流れ続ける。
しかしながら、この種の逆流防止弁では、排水が流れている間は問題ないが、空気が流れている間に逆流防止弁の開閉弁が振動し、異音（例えば、ブーという音）を発生する場合がある。

本発明は上記事実を考慮し、空気が通過する際の異音を抑えることができる逆流防止弁、及びサイホン排水システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の逆流防止弁は、管状部と、管状部から延出する絞り部と、前記絞り部の先端部に設けられ弾性力で面接触して流路を閉塞する開閉弁と、前記開閉弁を平面視した際の絞り部側とは反対側の端縁に形成された切欠部と、を有する。

請求項１に記載の逆流防止弁では、上流側から下流側に空気を通過させている間、開閉弁が開放されている。逆流防止弁の開閉弁には、開閉弁を平面視した際の絞り部側とは反対側の端縁に切欠部が形成されているため、切欠部が設けられていない場合に比較して開閉弁の接触面積が小さくなり、かつ開閉弁の厚さ方向の曲げ剛性が低下する。その結果、開放した開閉弁が弾性力で閉じる方向へ変形し難くなり、開閉弁が開放された状態での開閉弁の振動レベルを低減し、異音を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の逆流防止弁において、前記開閉弁を平面視した際に、前記切欠部は、前記管状部の軸線と直交する方向に対して傾斜している。

請求項２に記載の逆流防止弁では、開閉弁を平面視した際に、切欠部が管状部の軸線と直交する方向に対して傾斜しているため、傾斜していない場合に比較して開閉弁の厚さ方向の曲げ剛性を低下させることができ、開閉弁が開放された状態での開閉弁の振動レベルを低減し、異音を抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の逆流防止弁において、前記開閉弁は、前記絞り部よりもヤング率の低い材料により形成されている。

請求項３に記載の逆流防止弁では、開閉弁を絞り部よりもヤング率の低い材料で形成することで、開閉弁の厚さ方向の曲げ剛性を更に低下させることができるため、開閉弁が開放された状態での開閉弁の振動レベルを更に低減し、異音を更に抑制することができる。

請求項４に記載のサイホン排水システムは、水廻り器具からの排水を水平方向に排水する横引き管、及び前記横引き管に連通されて前記横引き管からの前記排水を下方に落下させて排水する竪管を含んで構成されるサイホン排水管と、前記水廻り器具と前記横引き管との間に前記開閉弁が排水方向下流側に向けて配置される請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の逆流防止弁と、を備えている。

請求項４に記載のサイホン排水システムでは、水廻り器具から排水が排出されると、排水は逆流防止弁を介して横引き管、及び竪管を流れる。竪管が排水で満たされると、竪管内の排水は重力により落下し、竪管の内部に竪管における水頭差に対応する吸引力、即ちサイホン力が発生する。サイホン力が発生すると、横引き管内の排水は、サイホン力によって竪管に向かって吸引され、横引き管、及び竪管内が排水で満たされる所謂満流となって横引き管、及び竪管内を流下する。

なお、水廻り器具から排水が終了して逆流防止弁に空気が流れる場合があるが、逆流防止弁は、開閉弁に切欠部が設けられているため、切欠部が設けられていない場合に比較して開閉弁の厚さ方向の曲げ剛性を低下させることができる。このため、開放した開閉弁が弾性力で閉じる方向へ変形し難くなり、開閉弁が開放された状態での開閉弁の振動レベルを低減し、サイホン排水システムにおいて異音を抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のサイホン排水システムにおいて、前記横引き管には、複数の前記水廻り器具からの排水が流入する。

請求項５に記載のサイホン排水システムでは、横引き管に複数の水廻り器具からの排水が流入するようになっており、いずれかの水廻り器具から排水が行われた際に、横引き管内に正圧が作用する場合がある。しかしながら、横引き管と水廻り器具との間には逆流防止弁が設けられているため、横引き管側から水廻り器具へ正圧が作用することを抑制し、排水が水廻り器具側へ逆流することを抑制できる。

以上説明したように本発明の逆流防止弁、及びサイホン排水システムは上記の構成としたので、主に空気が通過する際の異音を抑えることがきる、という優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る逆流防止弁を示す、下流側から見た斜視図である。 図１に示す逆流防止弁の側面図である。 （Ａ）は、逆流防止弁の軸線に沿った断面図（図２の３（Ａ）−３（Ａ）線断面図）であり、（Ｂ）は下流側からみた開閉弁が閉じている逆流防止弁を示す正面図であり、（Ｃ）は下流側からみた開閉弁が開放されている逆流防止弁を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るサイホン排水システムが適用された建物を示す断面図である。 （Ａ）は、台所流しから排水を行っているサイホン排水システムの一部を示す側面図であり、（Ｂ）は台所流しからの排水が終了したサイホン排水システムの一部を示す側面図である。 第２の実施形態に係るサイホン排水システムを示す側面図である。 逆流防止弁の変形例を示す側面図である。 逆流防止弁の他の変形例を示す側面図である。 逆流防止弁の他の変形例を示す側面図である。 逆流防止弁の他の変形例を示す側面図である。 逆流防止弁の他の変形例を示す側面図である。

［第１の実施形態］
図１〜図５を用いて、本発明の第１の実施形態に係るサイホン排水システム１０について説明する。

図４に示すように、住戸のスラブ１２の上には、間隔をあけて床パネル１４が配置されており、床パネル１４の上には、水廻り器具としての台所流し１６、及び食洗機１８が配置されている。台所流し１６には、排水方向下流側に、ディスポーザ２０、排水トラップ２２、逆流防止弁付き継手２４が配置されており、逆流防止弁付き継手２４の下流側には、配管２６を介してサイホン排水管２８の横引き管２８Ａが接続されている。横引き管２８Ａは、スラブ１２の上に配置されており、サイホン排水管２８の竪管２８Ｂは、スラブ１２に形成された縦孔３０を介して垂下され、排水立て管３２に接続されている。

図５（Ａ）に示すように、排水トラップ２２は、例えば略Ｓ字形状とされ、内部に封水が溜められる構造となっている。また、本実施形態の排水トラップ２２には通気弁３６が取り付けられている。通気弁３６は、排水トラップ２２の下流側が負圧になっている際に、外気をトラップ下流側に取り込み、排水トラップ２２が破封しないようにしている。

（逆流防止弁）
逆流防止弁付き継手２４は、ゴム等の弾性材料からなる略筒状の逆流防止弁３８を備えている。
図1、及び図３に示すように、逆流防止弁３８は、逆流防止弁付き継手２４の本体部４０に設けられたフランジ部４２に係合する係合部としての環状の管状部４４を備えており、管状部４４の下流側には管状部４４から離れるにしたがって互いの間隔が接近する一対の平面部４６を備えた略筒状の絞り部４８が一体的に形成されている。逆流防止弁３８は弾性材料から形成されているため、管状部４４を容易に拡径でき、フランジ部４２に着脱自在となっている。なお、管状部４４と絞り部４８とは同軸的に配置され、管状部４４の中心線（軸線）ＣＬと絞り部４８の中心線（軸線）ＣＬとは一致している。ここでいう中心線ＣＬは、逆流防止弁３８を流れる流体の中心軸と一致している。

図２に示すように、絞り部４８の下流側（管状部４４とは反対側）には、平面部４６を臨み、かつ管状部４４、及び絞り部４８の中心線ＣＬと直交する方向から見た側面視で、前記中心線ＣＬと直交する方向が長手方向とされた略長方形状の開閉弁５０が一体的に形成されている。図３（Ａ）に示すように、開閉弁５０は一定厚さに形成されている。なお、絞り部４８とは、中心線ＣＬと直交する通路断面積が、本体部４０から開閉弁５０に向けて徐々に絞られる、即ち、小となる部分である（図３（Ａ）参照）。

図３（Ｂ）に示すように、逆流防止弁３８を軸方向下流側から見たときに、開閉弁５０には、厚さ方向中央部分に、長手方向に沿って軸方向に貫通する切り込み５２が形成されている。この切り込み５２は、開閉弁５０の長手方向両端部に到達していない。即ち、この切り込み５２は、開閉弁５０を長手方向に完全に横断しておらず、切り込み５２を挟んで一方側の平板部分５４と他方側の平板部分５４とは、長手方向両端部で軸方向全体に渡って互いに連結されている。開閉弁５０は、上流側（絞り部４８側）から圧力が付与されない限りは、図３（Ｂ）に示すように、切り込み５２の一方側の平板部分５４と、他方側の平板部分５４とが弾性力で互いに面接触して密着することで弁として閉塞しており、上流側から圧力が付与されると、図３（Ｃ）に示すように、一方側の平板部分５４と他方側の平板部分５４とが各々略円弧状に弾性変形して弁として開放状態（細長い略楕円形状に開口）となる。

図２に示すように、開閉弁５０には、軸方向先端側（逆流防止弁３８としての排水方向下流側）の端縁５０Ａに、平面視で中心線ＣＬと直交する方向に延びる直線部分５６Ａａと、中心線ＣＬと直交する方向に対して傾斜して延びる傾斜部分５６Ａｂとを含んで構成される略台形状の切欠部５６Ａが形成されている。なお、図２の２点鎖線は、切欠部５６Ａが形成されていない場合の開閉弁５０の元の長方形の外形（輪郭）を示している。本実施形態において「切欠」とは、開閉弁５０の厚さ方向の曲げ剛性を低下させるために、元の形状（一例として、本実施形態では長方形）の一部分を凹状に欠損させたことを意味する。切欠部５６Ａは、開閉弁５０を長方形に成型した後に加工するものであっても良く、開閉弁５０と共に成型するものであっても良い。
このように、開閉弁５０に切欠部５６Ａを形成することで、切欠部５６Ａを形成しない場合に比較して厚さ方向の曲げ剛性を低下させることができる。

（作用、効果）
次に、本実施形態の逆流防止弁３８の作用を説明する。
台所流し１６の使用により台所流し１６から排水がなされると、排水はディスポーザ２０、排水トラップ２２を介して逆流防止弁付き継手２４に至る。排水が逆流防止弁３８に流入すると、排水の圧力により開閉弁５０を押し広げ、開放状態となった開閉弁５０を通過し、下流側へ排出される（図５（Ａ）参照）。

その後、台所流し１６からの排水がサイホン排水管２８の横引き管２８Ａ、及び竪管２８Ｂを流れ、竪管２８Ｂの一部が排水で満たされ所謂満流となると、竪管２８Ｂ内の排水は重力により落下し、竪管２８Ｂの内部に竪管２８Ｂにおける水頭差に対応するサイホン力が発生する。

横引き管２８Ａ内の排水は、サイホン力によって竪管２８Ｂに向かって吸引され、横引き管２８Ａ、及び竪管２８Ｂ内が排水で満たされる満流流れとなって横引き管２８Ａ、及び竪管２８Ｂを流下し、台所流し１６からの排水が、排水立て管３２へ排出される。

なお、台所流し１６から排水が終了しても、竪管２８Ｂ内が排水で満たされている状態ではサイホン力が発生しており、横引き管２８Ａ内が負圧となっているので、横引き管２８Ａ内には排水トラップ２２の通気弁３６から空気が流入する。即ち、逆流防止弁３８の上流側の圧力が下流側の圧力よりも相対的に大きくなるので、逆流防止弁３８の上流側の空気圧によって開閉弁５０が押し広げられ、空気が開閉弁５０を通過する（図５（Ｂ）参照）。

ところで、空気が開閉弁５０を通過する際、弾性材料からなる開閉弁５０が振動しようとするが、本実施形態の開閉弁５０には切欠部５６Ａが形成されており、切欠部５６Ａが形成されていない場合に比較して厚さ方向の曲げ剛性が低下しているので、開閉弁５０の振動レベルが抑えられ、振動によって発生する異音も抑えられる。

竪管２８Ｂ内の排水が全て排水立て管３２へ排出されると、サイホン排水管２８の内部が排水立て管３２の内部空間と通気するようになり、逆流防止弁３８の上流側と下流側との圧力差が解消し、開閉弁５０が閉じる。これにより、逆流防止弁３８は、下流側からの臭気等の逆流や排水トラップ内の封水の損失を防ぐことができる。

なお、食洗機１８から排水がなされると、一時的に横引き管２８Ａの内部が正圧になる場合があるが、逆流防止弁３８は開閉弁５０が閉じた状態を維持するので、横引き管２８Ａ内の排水や空気が開閉弁５０の上流側に逆流することを抑制できる。このため、食洗機１８から排水がなされても排水トラップ２２が破封することは無い。

［第２の実施形態］
次に、図６を用いて、本発明の第２の実施形態に係るサイホン排水システム１０について説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図６に示すように、本実施形態のサイホン排水システム１０では、第１の実施形態のサイホン排水システム１０で用いられていた排水トラップ２２が省略されているものである。

本実施形態では、台所流し１６から排水が終了し、竪管２８Ｂ内でサイホン力が発生している場合、横引き管２８Ａ内が負圧となっているので、横引き管２８Ａ内には台所流し１６の排水部から空気が流入し、空気が開閉弁５０を通過するが、第１の実施形態と同様に、開閉弁５０の異音の発生は抑えられる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

図７〜図１１には、逆流防止弁３８の変形例が示されている。図７〜図１１において、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図７に示す逆流防止弁３８は、開閉弁５０の下流側の長手方向両端部の角部に、面取り状の切欠部５６Ｃを形成したものであり、２点鎖線で示す長方形状よりも一方の平板部分５４と他方の平板部分５４との接触面積が減少しているが、逆流防止機能は低下しておらず、２点鎖線で示す長方形状よりも開閉弁５０の厚さ方向の曲げ剛性が低下しているものである。

図８に示す逆流防止弁３８は、開閉弁５０の下流の長手方向両端部の角部に、図７の開閉弁５０の切欠部５６Ｃよりも更に大きな切欠部５６Ｄを形成したものであり、開閉弁５０の厚さ方向の曲げ剛性が図７の逆流防止弁３８よりも更に低下しているものである。

図９に示す逆流防止弁３８は、開閉弁５０の下流側の端縁５０Ａの中央部分に三角形状の切欠部５６Ｅを形成したものであり、２点鎖線で示す長方形状よりも一方の平板部分５４と他方の平板部分５４との接触面積が減少しており、２点鎖線で示す長方形状よりも開閉弁５０の厚さ方向の曲げ剛性が低下しているものである。

図１０に示す逆流防止弁３８は、開閉弁５０の下流側の端縁５０Ａに複数の三角形状の切欠部５６Ｆが形成されているものであり、２点鎖線で示す長方形状よりも一方の平板部分５４と他方の平板部分５４との接触面積が減少しており、２点鎖線で示す長方形状よりも開閉弁５０の厚さ方向の曲げ剛性が低下しているものである。

前述した実施形態の逆流防止弁３８は、全体が単一の弾性材料で形成されていたが、図１１に示す逆流防止弁３８は、開閉弁５０の少なくとも一部を構成している材料が、絞り部４８を構成している材料よりもヤング率の低い材料で形成されているものである。これにより、本実施形態の逆流防止弁３８は、開閉弁５０の厚さ方向の曲げ剛性を更に低下させることができ、開閉弁５０の振動レベルがより抑えられ、振動によって発生する異音もより抑えられる。
なお、逆流防止弁３８は、開閉弁５０の材料と絞り部４８の材料とが異なっていても良い。
上記図７〜図１１の逆流防止弁３８は、何れも開閉弁５０の厚さ方向の曲げ剛性が低下しており、開閉弁５０の振動が抑えられ、振動によって発生する異音も抑えられる。
なお、本発明において傾斜とは、中心線ＣＬに直交する方向に対して角度（但し、９０°を除く）を有していることを意味しており、その傾斜している部分の形状としては、直線状であっても良く、円弧状等の曲線状であっても良い。

上記実施形態では、台所流し１６の下流側に逆流防止弁３８を配置したが、逆流防止弁は台所流し１６の下流側に配置することに限らず、例えば、洗面台、洗濯機、ユニットバス等の風呂、トイレ等の排水を行う他の水廻り器具の下流側に配置しても良い。
上記実施形態では、鉛直方向に排水を流す配管に逆流防止弁３８を縦方向に配置したが、逆流防止弁３８は縦方向に配置するに限らず、横方向に排水を流す配管に横方向に配置しても良い。
また、上記実施形態では、サイホン排水管２８の竪管２８Ｂを排水立て管３２に接続したが、サイホン排水システム１０は、竪管２８Ｂを排水立て管３２に接続しない、例えば、戸建住宅の２階に適用することもできる。竪管２８Ｂは、排水升や勾配排水用の管に接続しても良い。

１０…サイホン排水システム、１６…台所流し（水廻り器具）、２８…サイホン排水管、２８Ａ…横引き管、２８Ｂ…竪管、３８…逆流防止弁、４４…管状部、４８…絞り部、５０…開閉弁、５６Ａ〜５６Ｆ…切欠部

Claims (5)

1. 管状部と、
   管状部から延出する絞り部と、
   前記絞り部の先端部に設けられ弾性力で面接触して流路を閉塞する開閉弁と、
   前記開閉弁を平面視した際の絞り部側とは反対側の端縁に形成された切欠部と、
   を備える逆流防止弁。
2. 前記開閉弁を平面視した際に、前記切欠部は、前記管状部の軸線と直交する方向に対して傾斜している、請求項１に記載の逆流防止弁。
3. 前記開閉弁は、前記絞り部よりもヤング率の低い材料により形成されている、請求項１または請求項２に記載の逆流防止弁。
4. 水廻り器具からの排水を水平方向に排水する横引き管、及び前記横引き管に連通されて前記横引き管からの前記排水を下方に落下させて排水する竪管を含んで構成されるサイホン排水管と、
   前記水廻り器具と前記横引き管との間に前記開閉弁が排水方向下流側に向けて配置される請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の逆流防止弁と、
   を備えたサイホン排水システム。
5. 前記横引き管には、複数の前記水廻り器具からの排水が流入する、請求項４に記載のサイホン排水システム。