JP2022090944A - サイホン排水システム - Google Patents

Abstract

【課題】サイホン力による排水能力を維持しつつ、貯留槽内での異音の発生を抑制する、サイホン排水システムを提供する。【解決手段】サイホン排水システムは、流入口１８Ａから流入した排水を貯留する貯留槽２０と、貯留槽２０に接続され、貯留槽２０からの排水を横方向に排出する横引き管２６Ａと、横引き管２６Ａよりも下流側に配置され、横引き管２６Ａからの排水を流下させることによりサイホン力を発生させる竪管と、一端側の開口３６Ａが横引き管２６Ａに連結され、他端側の開口３２Ａが鉛直方向の最下部となるように延在する給気上流部３２が貯留槽２０内に配置され、流入口１８Ａの上端Ｅ１よりも鉛直方向下側の管側面に吸気孔３２Ｂが形成され、貯留槽２０内の空気を横引き管２６Ａの内部へ流入可能な給気管３０と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、排水を一時的に貯留して排出する貯留槽を備えたサイホン排水システムに関する。

例えば特許文献１に示すように、サイホン排水管のサイホン力を利用した排水システムにおいて、水廻り器具とサイホン排水管の横引き管との間に貯留槽を設け、水廻り器具からの排水をサイホンが開始するまで貯留槽に一時的に貯留する構成が知られている。特許文献１に示す排水システムでは、例えば、浴槽から排水が行われると、浴槽から排出された排水が貯留槽に流れ込む。貯留槽に流れ込んだ排水は、サイホン排水管の横引き管を流れ、その後、竪管に流れ込む。

サイホン排水管では、竪管が排水で満流になって竪管内を落下しないとサイホン力が発生しないので、サイホン力が発生するまでは、サイホン排水管による排水量が、貯留槽内に流入する排水の排水量よりも小さいため、貯留槽の排水の水位が上昇する。その後、竪管が排水で満流になってサイホン力が発生すると、サイホン排水管による排水量が、貯留槽内に流入する排水の排水量を上回り、排水の水位が低下してゆく。

特開２０１７－１９０６２６号公報

ところで、サイホン力が発生したサイホン排水管は、貯留槽内の排水を吸引する。したがって、ある程度貯留槽内の水位が下がると、サイホン排水管の近傍の水面がサイホン排水管の近くまで下がり、サイホン排水管が貯留槽内部の空気を吸い込む場合がある。

サイホン排水管が排水と共に貯留槽内部の空気を吸い込むと、ズーズーという異音が発生し、この異音が貯留槽の空気層で響く。貯留槽の空気層で異音が響くと貯留槽の壁面を振動させ、最終的に貯留槽の外側へ異音が放出される場合がある。そこで、特許文献１では、前述の異音を抑制するために、貯留槽の外部の空気をサイホン排水管の内部に流入させる通気部を設け、貯留槽よりも下流側で空気を吸い込むことで、貯留槽内の排水に作用する吸引力を適度に低下させている。これにより、貯留槽内において、サイホン排水管の開口部分から空気が吸い込まれることが抑えられ、貯留槽内部で異音の発生が抑えられている。

しかしながら、特許文献１では、貯留槽の外部の空気を常時サイホン排水管の内部に流入させてサイホン力を弱めているため、排水能力の低下が懸念される。

本発明は、上記事実に鑑み、サイホン力による排水能力を維持しつつ、貯留槽内での異音の発生を抑制することを目的とする。

請求項１に記載のサイホン排水システムは、流入口から流入した排水を貯留する貯留槽と、前記貯留槽に接続され、前記貯留槽からの前記排水を横方向に排出する横引き管と、前記横引き管よりも下流側に配置され、前記横引き管からの前記排水を流下させることによりサイホン力を発生させる竪管と、一端側の開口が前記横引き管に連結され、他端側の開口が鉛直方向の最下部となるように延在する給気上流部が前記貯留槽内に配置され、前記流入口の上端よりも鉛直方向下側の管側面に吸気孔が形成され、前記貯留槽内の空気を前記横引き管の内部へ流入可能な給気管と、を備えている。

請求項１に記載のサイホン排水システムでは、貯留槽に排水が流入すると一時的に排水が貯留槽内に貯留される。貯留槽に流入した排水は、横引き管を介して竪管に流れ込み、満流となった排水が竪管内を重力により落下すると、サイホン力が発生する。サイホン力が発生すると、貯留槽内の排水は竪管に向かって吸引され、排水が満流流れとなって流下し、迅速かつ効率的に排水が行われるようになる。

ところで、貯留槽に排水が流入した段階で、未だ竪管内が満流となっていない初期状態では、サイホン力が発生していないため、貯留槽に流れ込む単位時間当たりの排水量に対して、サイホン排水管による単位時間当たりの排水量が少なく、貯留槽において排水の水位が上昇する。

そして、竪管内が満流となってサイホン力が発生すると、横引き管内が負圧となり、貯留槽の排水が吸引されて、貯留槽に設けられた横引き管の開口から横引き管へ排水が流入すると共に、給気管からも横引き管へ排水が流入し、効率よくサイホン力を利用して排水を行うことができる。

このサイホン力は、水位が貯留槽の流入口の上端よりも鉛直方向下側の吸気孔まで下がるまで継続する。したがって、貯留槽内の水位が、流入口よりも上流側に接続された機器排水管が閉塞される程度の時には、サイホン力を低下させずに排水が行われ、排水を促進することができる。なお、貯留槽の水位が充分に高い時には、横引き管の開口から空気の吸い込みは生じないため、これに起因する異音は発生しない。

サイホン力による排水で貯留槽の水位が給気管の吸気孔近くまで下がると、当該吸気孔から空気が入り込み、給気管を介して横引き管に空気が流入する。これにより、サイホン力による排水は継続されているが、その吸引力は低下する。吸引力が低下することにより、横引き管の開口部分からの空気の吸い込みが抑えられ、貯留槽内部における異音の発生を抑制することができる。

なお、「排水を横方向に排出する横引き管」の「横方向」とは、水平方向に限らず、若干の傾斜（例えば、５度以下）も含むものである。

請求項２に記載のサイホン排水システムは、請求項１に記載のサイホン排水システムにおいて、前記給気管は、前記他端側の開口が、前記横引き管の前記貯留槽への接続開口よりも前記貯留槽内の鉛直方向上側に配置されている。

請求項２に記載のサイホン排水システムでは、サイホン力による排水が進んで水位が下がり、吸気孔からの空気の流入により吸引力が低下した後、さらに水位が下がると、横引き管の接続開口からの空気の吸い込み前に、給気管の他端側の開口から空気の吸い込みが始まる。これにより、低水位時に、より多くの空気を横引き管へ流入させることができ、サイホンの吸引力を低下させて、横引き管の接続開口からの空気の吸い込みによる異音の発生を抑制することができる。

請求項３に記載のサイホン排水システムは、前記吸気孔は、鉛直方向の同一高さに複数形成されている。

請求項３に記載のサイホン排水システムによれば、吸気孔を複数個形成することにより、１個当たりの大きさを小さくして必要な吸い込み空気量を確保することができ、吸気孔の形成を容易に行うことができる。

請求項４に記載のサイホン排水システムは、前記給気上流部は、鉛直斜め方向に延在され、前記吸気孔は前記管側面の上面側に形成されている。

請求項４に記載のサイホン排水システムによれば、吸気孔から流入した空気が、給気上流部の内壁面に沿って移動するので、給気管内において、排水をスムーズに流すことができる。

本発明のサイホン排水システムによれば、サイホン力による排水能力を維持しつつ、貯留槽内での異音の発生を抑制することができる、という優れた効果を有する。

本実施形態に係るサイホン排水システムの全体構成を示す側面図である。 本実施形態に係るサイホン排水システムの貯留槽とその内部を示す断面図である。 本実施形態に係るサイホン排水システムの給気上流部の孔の近傍図である。 本実施形態に係るサイホン排水システムの排水を説明する（Ａ）及び、（Ａ）よりも水位が上昇した状態を示す（Ｂ）、及び（Ｂ）よりも水位が上昇した状態を示す（Ｃ）図である。 本実施形態に係るサイホン排水システムの排水を説明する図４（Ｃ）よりも水位が低下した状態を示す（Ｄ）、（Ｄ）よりも水位が上昇した状態を示す（Ｅ）、及び（Ｅ）よりも水位が上昇した状態を示す（Ｆ）図である。 本実施形態の変形例に係るサイホン排水システムの貯留槽とその内部を示す断面図である。

本発明の実施形態に係るサイホン排水システム１０について、図面を用いて説明する。本実施形態に係るサイホン排水システム１０は、サイホン力を利用して水回り器具からの排水を効率よく排出する排水システムである。

図１に示すように、建物１２のスラブ１４の上側には、スラブ１４と間隔を開けて床パネル１６が配置されている。床パネル１６の上には、水廻り器具１７が配置されている。水廻り器具１７は、例えば、浴槽、台所流し、及び食洗機等の排水を流すものであるが、洗面台、浴室防水パン等その他のものであってもよい。

水廻り器具１７には、水廻り器具１７から排出される排水を流す配管１８の一端が接続されている。なお、配管１８は、例えば、塩ビ製の管であるが、他の合成樹脂で形成されていても良い。

（貯留槽）
図２にも示すように、スラブ１４の上には、サイホン排水システム１０の一部を構成する貯留槽２０が配置されている。

貯留槽２０は、水廻り器具１７からの排水を一時的に貯留可能であり、箱状に形成されている。貯留槽２０は、略直方体とされ、天板２０Ａ、及び底板２０Ｂが、図面矢印Ｌ方向側に向けて下がるように傾斜している。貯留槽２０は、例えば、塩ビ等の合成樹脂材料で形成されている。

貯留槽２０の図面矢印Ｒ方向側の一方の側壁２０Ｃには、流入口１８Ａが形成され、配管１８の他端が接続されている。配管１８を介して、水廻り器具１７からの排水が貯留槽２０の内部に流入するように構成されている。貯留槽２０の一方の側壁２０Ｃと対向する図面矢印Ｌ方向側の他方の側壁２０Ｄの下側には、接続開口としての流出口２２Ａが形成されている。流出口２２Ａには、配管２２の一端が接続されている。流入口１８Ａは、流出口２２Ａよりも、鉛直方向上側に配置されている。

貯留槽２０の天板２０Ａには、点検口２０Ｅが形成されている。点検口２０Ｅは、開閉可能な蓋２１で閉鎖されている。また、天板２０Ａには、通気管２３の一端が接続されている。通気管２３の他端は、後述する合流継手２９（図１参照）を介して立て管２８（図１参照）に接続されている。

なお、配管２２、通気管２３は、例えば、塩ビ製の管であるが、他の合成樹脂で形成されていても良い。

配管２２は、矢印Ｌ方向側に向けて下がるように傾斜している。配管２２の他端側には、Ｔ字型継手２４が配置されている。Ｔ字型継手２４は、配管２２が接続される第１接続部２４Ａ、第１接続部２４Ａの反対側に配置される第２接続部２４Ｂ、第１接続部２４Ａと第２接続部２４Ｂとの間に配置されて、第１接続部２４Ａと第２接続部２４Ｂとを結ぶ方向と直交する上方に向けて延びる第３接続部２４Ｃを備えている。第１接続部２４Ａと第２接続部２４Ｂとは同軸上に設けられており、第１接続部２４Ａと第２接続部２４Ｂの中心線ＣＬは、矢印Ｌ方向側に向けて下がるように傾斜している。

Ｔ字型継手２４の第１接続部２４Ａの中心線ＣＬ１と第２接続部２４Ｂの中心線ＣＬ２との交点Ｐから貯留槽２０の内面までの距離ＤＬは、排水時に、交点Ｐと貯留槽２０との間の排水経路が排水で満流となるように設定すればよく、距離ＤＬが短くなるように配管２２を廃止してＴ字型継手２４を貯留槽２０に直接接続してもよく、距離ＤＬが長くなるように図２よりも配管２２を長くしてもよい。

なお、Ｔ字型継手２４は、例えば、塩ビで形成されているが、他の合成樹脂で形成されていても良い。

（サイホン排水管）
Ｔ字型継手２４の第２接続部２４Ｂには、サイホン排水システム１０の一部を構成するサイホン排水管２６が接続されている。サイホン排水管２６は、横引き管２６Ａ及び竪管２６Ｂを備えている。第２接続部２４Ｂには、横引き管２６Ａの上流端が接続されている。横引き管２６Ａは、Ｔ字型継手２４の近傍の一部分が傾斜しているが、その下流側はスラブ１４の上で横方向に無勾配で配設されている。竪管２６Ｂは、図１に示すように、横引き管２６Ａの下流側端部から下方向（鉛直方向下向き）に連続して延び、下流端が後述する合流継手２９に接続されている。

本実施形態のサイホン排水管２６は、ポリブテンで形成されているが、可撓性を有する他の合成樹脂で形成されていてもよい。

なお、本実施形態においては、横引き管２６Ａ、Ｔ字型継手２４の第１接続部２４Ａから第２接続部２４Ｂまでの間、及び配管２２が本発明の横引き管に相当している。

建物１２には、鉛直方向に延びる立て管２８が配設されている。立て管２８には、合流継手２９が取り付けられており、サイホン排水管２６で流された排水は、合流継手２９を介して立て管２８に排出される。

Ｔ字型継手２４の第３接続部２４Ｃには、給気管３０が接続されている。給気管３０は、サイホン排水管２６と同程度もしくはサイホン排水管２６よりも小径の管で構成されており、給気上流部３２、給気中流部３４、及び給気下流部３６、を有している。給気下流部３６は、一端側（給気管３０の一端側）の開口３６Ａが第３接続部２４Ｃに接続され、上方へ延出されている。給気中流部３４は、給気下流部３６の上流端から貯留槽２０へ向かい、側壁２０Ｄを貫通して貯留槽２０内に延出されている。

給気上流部３２は、貯留槽２０内に配置された給気中流部３４の先端から矢印Ｒ方向に向かうにつれて底板２０Ｂに近づくように傾斜配置されている。給気上流部３２の先端（給気管３０の他端側）の開口３２Ａは、流出口２２Ａの上端Ｅ２よりも鉛直方向上方に配置されている。また、開口３２Ａは、上面視で点検口２０Ｅと重なり合う位置に配置されている。

給気上流部３２の側壁には、吸気孔３２Ｂが形成されている。図２に示されるように、吸気孔３２Ｂは、流入口１８Ａの上端Ｅ１よりも下側、且つ、開口３２Ａよりも上側に形成されている。また、吸気孔３２Ｂは、傾斜配置された給気上流部３２の側壁の上面側、言い換えると、上面から視認可能な位置に形成されている。さらに、吸気孔３２Ｂは、鉛直方向の同一高さに複数（本実施形態では２個）形成されている。吸気孔３２Ｂの開口断面積は、開口３２Ａよりも小さく設定されている。

（作用、効果）
次に、本実施形態のサイホン排水システム１０の作用、効果を説明する。
水廻り器具１７からの排水は、配管１８を介して貯留槽２０に流入する（図４（Ａ）参照）。

貯留槽２０の底板２０Ｂは、サイホン排水管２６側が、排水の流入する配管１８側よりも下方となるように傾斜しているため、排水は貯留槽２０の中を配管１８側からサイホン排水管２６側（流出口２２Ａ側）へ流れ、かつ、サイホン排水管２６側から溜まり初め、配管１８側よりもサイホン排水管２６側の水深が深くなる（図４（Ｂ）参照）。

そして、貯留槽２０に排水が流入して貯留槽２０内の排水の水位が上昇するに伴い、貯留槽２０内の空気は押されて貯留槽２０の天板２０Ａに接続される通気管２３、及び合流継手２９を介して立て管２８に排出される。これにより、貯留槽２０内に迅速、かつ効率的に排水を流入させることができる。

貯留槽２０に排水が流入した段階で、未だサイホン排水管２６の竪管２６Ｂ内が満流となっていない初期状態では、サイホン力が発生していないため、貯留槽２０に流れ込む単位時間当たりの排水量に対して、サイホン排水管２６による単位時間当たりの排水量が少なく、貯留槽２０において排水の水位が上昇する。

サイホン排水管２６の竪管２６Ｂ内が満流となって、排水が竪管２６Ｂ内を重力により落下すると、サイホン水頭Ｈｓのポテンシャルエネルギ－により、サイホン力が発生する。サイホン力が発生すると、貯留槽２０の排水が流出口２２Ａから吸引され、排水速度が上がる。また、サイホン力の発生時に、貯留槽２０の排水の水位が吸気孔３２Ｂよりも高い位置にある場合、貯留槽２０内の排水は吸気孔３２Ｂ及び開口３２Ａからも吸引され、給気管３０を通ってサイホン排水管２６へ送出される（図４（Ｃ）参照）。

なお、水位が流入口１８Ａの上端Ｅ１よりも高くなると、配管１８に排水が溜まり水廻り器具１７への影響が懸念されるため、水位が流入口１８Ａの上端Ｅ１に達する前にサイホン力が発生して貯留槽２０内からの排水が促進されるように設定されている。

図４（Ｃ）に示されるように、貯留槽２０内の排水の水位が吸気孔３２Ｂよりも高い場合には、吸気孔３２Ｂ及び開口３２Ａは水面下に配置されているので、給気管３０への空気の吸い込みは生じない。したがって、サイホン力を低下させることなく、排水を促進することができる。

図５（Ｄ）に示されるように、貯留槽２０内の排水の水位が吸気孔３２Ｂよりも低くなると、吸気孔３２Ｂから給気管３０を介して、サイホン排水管２６内へ空気Ａが取り込まれる。これにより、サイホン力が適度に低下し、貯留槽２０内の排水に作用する吸引力が適度に低下する。このとき、サイホン力は排水に作用し続けるため、サイホン力が作用していない場合と比較して、貯留槽２０内の排水の排出速度は速い。

図５（Ｅ）に示されるように、貯留槽２０内の排水の水位がさらに低下して、開口３２Ａ近くになると、給気管３０からの吸引力により、開口３２Ａの近傍の水面が部分的に下がって、開口３２Ａから空気Ａが給気管３０へ吸い込まれる。このとき、前述した吸気孔３２Ｂからの空気Ａの流入により、サイホン力は適度に低下しており吸引力は弱まっているため、空気の吸い込みによる異音の発生を抑制することができる。

そして、貯留槽２０内の排水の水位がさらに低下して給気管３０への排水流入がなくなり、給気管３０へ空気Ａのみ流入し、サイホン排水管２６への空気Ａの流入量が多くなり、サイホン力が更に低下する。これにより、貯留槽２０内の排水に作用する吸引力がさらに低下する。したがって、貯留槽２０内において、配管２２の流出口２２Ａ近くまで水位が低下しても（図５（Ｆ）参照）、流出口２２Ａ近傍の水面が部分的に下がって貯留槽２０内の空気を吸い込むことが抑えられ、異音の発生を抑制することができる。

本実施形態のサイホン排水システム１０では、貯留槽２０内の水位が流入口１８Ａの上端Ｅ１よりも鉛直方向下側の吸気孔３２Ｂまで下がるまで、通常のサイホン力で排水が継続する。したがって、貯留槽２０内の水位が、流入口１８Ａよりも上流側に接続された配管１８が閉塞される程度の時には、サイホン力を低下させずに排水が行われ、排水を促進することができる。

また、貯留槽２０内の水位が吸気孔３２Ｂまで下がると、吸気孔３２Ｂから空気Ａを流入させることにより、サイホン力による排水を継続させつつ、その吸引力を低下させ、さらに、流出口２２Ａからの空気Ａの吸い込み前に、開口３２Ａから空気Ａを流入させる。これにより、２段階でサイホン力を低下させることができ、流出口２２Ａからの空気Ａの吸い込みによる異音の発生を抑制しつつ、水面高さ（貯水量）に応じた排水能力を確保することができる。

また、本実施形態のサイホン排水システム１０では、サイホン力が発生している状態で貯留槽２０内の水位が流出口２２Ａ付近まで低下しても、開口３２Ａから空気Ａが横引き管２６Ａに供給されるので、吸引力が低下することにより、横引き管の開口部分からの空気の吸い込みが抑えられ、貯留槽内部における異音の発生を抑制することができる。

なお、本実施形態では、給気管３０の給気上流部３２を、先端から矢印Ｒ方向に向かうにつれて底板２０Ｂに近づくように傾斜配置したが、図６に示すように、鉛直方向に延在するように配置してもよい。本実施形態のように、傾斜配置とすることにより給気管３０内において排水及び空気をスムーズに流すことができる。

また、本実施形態では、吸気孔３２Ｂは、傾斜配置された給気上流部３２の側壁の上面側に形成したが、必ずしも上面側に形成する必要はなく、下面側に形成してもよい。本実施形態のように上面側に形成することにより、空気Ａが給気上流部３２の管内を径方向に横切ることが抑制され、排水及び空気をスムーズに流すことができる。

また、本実施形態では、吸気孔３２Ｂを２個形成したが、吸気孔３２Ｂは１個でも３個以上でもよい。本実施形態のように、吸気孔３２Ｂを複数個とすることにより、大きい吸気孔とする場合と比較して、容易に吸気孔３２Ｂを形成することができる。

また、本実施形態では、給気上流部３２の開口３２Ａが、上面視で点検口２０Ｅと重なり合う位置に配置されているので、点検口から給気上流部３２の保守・点検を容易に実施することができる。

１０ サイホン排水システム
１８Ａ 流入口、 ２０ 貯留槽、 ２２Ａ 流出口（接続開口）
２６Ａ 横引き管、 ２６Ｂ 竪管
３０ 給気管、 ３２ 給気上流部
３２Ａ 開口、 ３２Ｂ 吸気孔
３６Ａ 開口、 Ｅ１ 上端

Claims (4)

1. 流入口から流入した排水を貯留する貯留槽と、
   前記貯留槽に接続され、前記貯留槽からの前記排水を横方向に排出する横引き管と、
   前記横引き管よりも下流側に配置され、前記横引き管からの前記排水を流下させることによりサイホン力を発生させる竪管と、
   一端側の開口が前記横引き管に連結され、他端側の開口が鉛直方向の最下部となるように延在する給気上流部が前記貯留槽内に配置され、前記流入口の上端よりも鉛直方向下側の管側面に吸気孔が形成され、前記貯留槽内の空気を前記横引き管の内部へ流入可能な給気管と、
   を備えたサイホン排水システム。
2. 前記給気管は、前記他端側の開口が、前記横引き管の前記貯留槽への接続開口よりも前記貯留槽内の鉛直方向上側に配置されている、請求項１に記載のサイホン排水システム。
3. 前記吸気孔は、鉛直方向の同一高さに複数形成されている、請求項１または請求項２に記載のサイホン排水システム。
4. 前記給気上流部は、鉛直斜め方向に延在され、前記吸気孔は前記管側面の上面側に形成されている、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のサイホン排水システム。

Images