JP2023045225A - エルボ、及び、雨樋システム - Google Patents

Abstract

【課題】排水能力の向上を可能にするエルボ、及び、雨樋システムを提供する。【解決手段】エルボ５は、曲管部５０と、曲管部５０の両端にそれぞれ設けられた受け口５１，５２とを備える。曲管部５０における流体の流れ難さを示すパラメータをζとすると、ζは、次式で表される。【数１】TIFF2023045225000021.tif12150δは、曲管部５０の開口５０１，５０２の直径［ｍｍ］である。Ｒは、曲管部５０の管軸Ａ１０の曲率半径［ｍｍ］である。ρは、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面における開口５０１，５０２における管軸Ａ１０の接線Ｌ１１，Ｌ１２間の角度［°］である。αは、管軸Ａを含む平面での断面における受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２と接線Ｌ１１，Ｌ１２との間の角度［°］である。ζは、０．１４未満である。【選択図】図２

Description

本開示は、エルボ、及び、雨樋システムに関する。

従来から、雨樋システムにおいて、雨水を円滑に流下させるために種々のエルボ（エルボ継手ともいう）が提案されている（特許文献１，２参照）。

特許文献１に開示されたエルボは、サイフォン発生部の下流側に設置されるエルボであって、曲管部と、曲管部の両端に設けられた受け口を備え、曲管部における内周側の内壁面の曲率半径が０ｍｍよりも大きく、かつ、６４ｍｍよりも小さい。

特許文献２に開示されたエルボは、軒樋と、軒樋の底面に形成された集水口を貫通する筒状部を備え、且つサイフォン現象を発生させるためのサイフォン発生部と、を備えたサイフォン雨樋システムの下流側に設置されるエルボである。エルボは、曲管部と、曲管部の両端に設けられた受け口と、を備え、曲管部の管軸を含む平面における断面で見たときの曲管部において、内周側の内壁面の曲率半径が６４ｍｍよりも大きく、かつ、１２５ｍｍよりも小さい。

特開２０１９－７２２０号公報 特開２０１９－１２００６８号公報

近年、日本ではゲリラ豪雨等により単位時間当たりの降雨量が増加する傾向にあり、排水能力が向上した雨樋システムが求められている。

本開示は、排水能力の向上を可能にするエルボ、及び、雨樋システムを提供する。

本開示の一態様にかかるエルボは、両端に開口を有する曲管部と、曲管部の両端にそれぞれ設けられた受け口とを備える。曲管部における流体の流れ難さを示すパラメータをζとすると、ζは、次式で表される。

δは、曲管部の開口の直径［ｍｍ］である。Ｒは、曲管部の管軸の曲率半径［ｍｍ］である。ρは、曲管部の管軸を含む平面での断面における曲管部の開口における管軸の接線間の角度［°］である。αは、曲管部の管軸を含む平面での断面における受け口の中心線と曲管部の開口における管軸の接線との間の角度［°］である。ζは、０．１４未満である。

本開示の別の態様にかかるエルボは、両端に開口を有する曲管部と、曲管部の両端にそれぞれ設けられた受け口とを備える。曲管部の管軸を含む平面での断面において、受け口の中心線の第１交点は、曲管部の外周部の第１内壁面に対して曲管部の管軸とは反対側にある。管軸を含む平面での断面において、曲管部の開口における管軸の接線の第２交点は、管軸よりも第１内壁面に近い。管軸を含む平面での断面における曲管部の内周部の第２内壁面の曲率半径が、１３０ｍｍ以上である。

本開示の一態様にかかる雨樋システムは、建物の壁面に固定される竪樋と、落とし口から竪樋に建物からの雨水を流すための呼び樋と、呼び樋の上流側の端部を落とし口に接続する第１エルボと、呼び樋の下流側の端部を竪樋の上流側の端部に接続する第２エルボと、を備える。第１エルボと第２エルボとの少なくとも一方が、上記態様のいずれかのエルボである。

本開示の態様は、排水能力の向上を可能にする。

一実施の形態にかかる雨樋システムの構成例の概略図 図１の雨樋システムの第１及び第２エルボに用いられるエルボの構成例の断面図 図１の雨樋システムの寸法の概略説明図 図１の雨樋システムの第１及び第２エルボに用いられるエルボの別の構成例の断面図 図１の雨樋システムの第１及び第２エルボに用いられるエルボの更に別の構成例の断面図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。以下の実施の形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、各要素の寸法比率は図面に図示された比率に限られるものではない。

［１．実施の形態］
［１．１ 構成］
図１は、本実施の形態にかかる雨樋システム１の構成例の概略図である。図１の雨樋システム１は、建物１０の屋根１１からの雨水を受けて、地面２０のます部２１に流す。ます部２１に集められた雨水は、ます部２１から埋設管２２を通って雨水管に流れ出る。建物１０は、例えば、店舗、オフィス、工場、ビル、学校、福祉施設又は病院等の非住宅施設、及び戸建住宅、集合住宅、又は戸建住宅若しくは集合住宅の各住戸等の住宅施設の建物である。非住宅施設には、劇場、映画館、公会堂、遊技場、複合施設、百貨店、ホテル、旅館、幼稚園、図書館、博物館、美術館、地下街、駅及び空港等も含む。

図１の雨樋システム１は、軒樋２と、竪樋３と、呼び樋４と、第１及び第２エルボ５Ａ，５Ｂとを備える。

軒樋２は、建物１０の屋根１１からの雨水を受ける。軒樋２は、建物１０の屋根１１の下に設置される。軒樋２は、長尺の桶状である。図１の軒樋２は、底壁２ａを有し、底壁２ａに落とし口２ｂがある。図１では、軒樋２の落とし口２ｂにドレン６が配置される。ドレン６は、落とし口２ｂでの渦の発生及び空気の巻き込みを低減する。

図１の雨樋システム１では、竪樋３と、呼び樋４と、第１及び第２エルボ５Ａ，５Ｂとが、落とし口２ｂからの雨水を地面２０のます部２１に流す流路を形成する。

竪樋３は、落とし口２ｂからの雨水を垂直に流す部分である。竪樋３は、直管状である。竪樋３の管軸に直交する断面は円形状である。竪樋３の材料は、硬質ポリ塩化ビニルである。竪樋３の寸法、例えば、外形と厚さは、ＪＩＳ Ｋ ６７４１「硬質ポリ塩化ビニル管」の硬質ポリ塩化ビニル管（一般）の規格に沿って設定されてよい。図１の竪樋３は、建物１０の壁面１２に、竪樋３の管軸の方向が上下方向に一致するように固定される。竪樋３は、上流側の端部３ａと下流側の端部３ｂとを有する。上流側の端部３ａは、竪樋３において落とし口２ｂに接続される端部（図１での上端部）である。下流側の端部３ｂは、竪樋３において、ます部２１に挿入される端部（図１での下端部）である。図１では、竪樋３とます部２１との隙間からます部２１内に雨水が流入しないように排水管カバー７が配置される。図１では、竪樋３は、控金具３０ａ，３０ｂ，３０ｃにより建物１０の壁面１２に固定される。図１において、Ｈ１は、地面２０から竪樋３の上端までの距離［ｍｍ］である。Ｈ１１は、竪樋３の上端から一番上の控金具３０ａまでの距離［ｍｍ］である。Ｈ１２は、地面２０から一番下の控金具３０ｃまでの距離［ｍｍ］である。Ｈ１３は、控金具３０ａ，３０ｂ，３０ｃ間のピッチ［ｍｍ］である。一般に、Ｈ１１，Ｈ１２は、２００ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。Ｈ１３は、８００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下であり、一定の場合には１０００ｍｍ以下とされる。Ｄ１は、竪樋３と壁面１２との間の距離である。一般に、Ｄ１は、３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

呼び樋４は、落とし口２ｂから竪樋３に建物１０からの雨水を流すための部分である。呼び樋４は、建物１０からの雨水の落とし口２ｂと竪樋３との間にある。呼び樋４は、直管状である。呼び樋４の管軸に直交する断面は円形状である。呼び樋４の材料は、硬質ポリ塩化ビニルである。図１の呼び樋４は、呼び樋４の管軸の方向が上下方向に対して傾斜するように固定される。呼び樋４は、上流側の端部４ａと下流側の端部４ｂとを有する。上流側の端部４ａは、呼び樋４において落とし口２ｂに接続される端部（図１での上端部）である。下流側の端部４ｂは、呼び樋４において竪樋３に接続される端部（図１での下端部）である。呼び樋４は、円筒状である。呼び樋４の材料は、硬質ポリ塩化ビニルである。呼び樋４の寸法、例えば、外形と厚さは、ＪＩＳ Ｋ ６７４１「硬質ポリ塩化ビニル管」の硬質ポリ塩化ビニル管（一般）の規格に沿って設定されてよい。図１において、Ｄ２は、偏芯距離［ｍｍ］である。偏芯距離は、落とし口２ｂの中心線と竪樋３の中心線との間の距離である。Ｄ２は、例えば、１０００ｍｍ以下に設定されてよい。

第１エルボ５Ａは、呼び樋４の上流側の端部４ａを落とし口２ｂに接続する。第２エルボ５Ｂは、呼び樋４の下流側の端部４ｂを竪樋３の上流側の端部３ａに接続する。本実施の形態において、第１エルボ５Ａ及び第２エルボ５Ｂは同じ形状である。以下では説明を分かりやすくするために、第１エルボ５Ａ及び第２エルボ５Ｂを区別しない場合には、単にエルボと記載し、符号５を付す。

図２は、エルボ５の構成例の断面図である。エルボ５は、曲管部５０と、受け口５１，５２とを有する。曲管部５０と受け口５１，５２とは、連続一体に形成される。エルボ５の材料、つまり、曲管部５０の材料は、硬質ポリ塩化ビニルである。

曲管部５０は、両端に開口５０１，５０２を有する。曲管部５０は、円筒状であるが、曲管部５０の管軸（中心線）Ａ１０は直線状ではなく曲線状である。つまり、曲管部５０は、曲線状の管軸Ａ１０を有する。図２は、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での、エルボ５の断面図である。図２のエルボ５の曲管部５０の内径は、一様である。そのため、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、管軸Ａ１０の曲率半径を規定する円の中心と、管軸Ａ１０の内周部５０ａの内壁面５０ｂの曲率半径を規定する円の中心と、管軸Ａ１０の外周部５０ｃの内壁面５０ｄの曲率半径を規定する円の中心とは一致する。以下では、内壁面５０ｄを第１内壁面５０ｄといい、内壁面５０ｂを第２内壁面５０ｂということがある。

受け口５１，５２は、曲管部５０の両端にそれぞれ設けられる。受け口５１は、曲管部５０の開口５０１を囲う円筒状である。受け口５２は、曲管部５０の開口５０２を囲う円筒状である。受け５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２は、開口５０１，５０２の中心Ｃ１，Ｃ２を通る。受け５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２は、曲線状ではなく直線状である。図２において、受け口５１，５２は、同じ形状である。図２は、エルボ５の受け口５１の寸法として、Ｄ、ｄ、及びｌを示す。ｌは、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面における受け口５１の長さ（又は受け口５２の長さ）である。Ｄは、受け口５１（又は受け口５２）の外径［ｍｍ］である。ｄは、受け口５１（又は受け口５２）の内径［ｍｍ］である。エルボ５の寸法Ｄ、ｄ及びｌは、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６７３９「排水用硬質ポリ塩化ビニル管継手」の規格に沿って設定されてよい。

エルボ５では、図２に示すように、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、曲管部５０の開口５０１における管軸Ａ１０の接線Ｌ１１が受け口５１の中心線Ａ１１に対して傾斜する。管軸Ａ１０が開口５０１の中心Ｃ１を通るから、接線Ｌ１１は、開口５０１の中心Ｃ１を通る。曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、曲管部５０開口５０２における管軸Ａ１０の接線Ｌ１２が受け口５２の中心線Ａ１２に対して傾斜する。管軸Ａ１０が開口５０２の中心Ｃ２を通るから、接線Ｌ１２は、開口５０２の中心Ｃ２を通る。このように接線Ｌ１１，Ｌ１２が中心線Ａ１１，Ａ１２に対してそれぞれ傾斜しているため、受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２の交点Ｐ１と、曲管部５０開口５０１，５０２における管軸Ａ１０の接線Ｌ１１，Ｌ１２の交点Ｐ２とが一致していない。以下では、交点Ｐ１を第１交点Ｐ１といい、交点Ｐ２を第２交点Ｐ２ということがある。

発明者らは、図２のエルボ５の曲管部５０における流体の流れ難さは、ベンド管の損失係数とエルボ管の損失係数とに基づいて評価できることを見出した。ベンド管の損失係数とエルボ管の損失係数とは、ワイズバッハの実験式に基づいて算出することができる。曲管部５０における流体の流れ難さを示すパラメータをζとすると、ζは、次式（１）で表される。

上式（１）から明らかなように、ζは、δ、Ｒ、ρ、αの関数である。δは、曲管部５０の開口５０１，５０２の直径［ｍｍ］である。Ｒは、曲管部５０の管軸Ａ１０の曲率半径［ｍｍ］である。ρは、曲管部５０の管軸Ａを含む平面での断面における管軸Ａ１０の開口５０１，５０２における接線Ｌ１１，Ｌ１２間の角度（ベンド角）［°］である。αは、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面における断面で見たときの受け口５１の中心線Ａ１１と接線Ｌ１１との間の角度（屈折角）［°］である。αは、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面における断面で見たときの受け口５２の中心線Ａ１２と接線Ｌ１２との間の角度［°］でもある。

曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面における断面で見たときの、受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２間の角度［°］を、θとすると、ρについては、幾何学的に次式（２）の関係が成立する。ただし、ρ＞θである。αは正である。

上式（２）から明らかなように、ρは、θ、αの関数である。

αについては、幾何学的に次式（３）の関係が成立する。より詳細には、図２において、曲率半径Ｒを規定する円の中心Ｏと、交点Ｐ１と、中心Ｃ１とを頂点とする三角形において、中心Ｏと交点Ｐ１との辺の長さをＥとすると、余弦定理から、Ｅ^２＝Ｒ^２＋Ｚ^２－２×ＲＺｃｏｓ（α＋９０）、及び、Ｒ^２＝Ｅ^２＋Ｚ^２－２×ＥＺｃｏｓ（θ／２）が成立する。これらの等式からＥを除去して整理すると次式（３）が得られる。

上式（３）から明らかなように、αは、θ、Ｒ、Ｚの関数である。図２に示すように、Ｚは、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面における断面で見たときの、曲管部５０の開口５０１又は開口５０２と、受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２の交点Ｐ１との間の距離である。

上式（１）～（３）から、ζは、δ、θ、Ｒ、Ｚで決まることが分かる。

図２のエルボ５では、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、管軸Ａ１０の曲率半径Ｒを規定する円と、管軸Ａ１０の内周部５０ａの内壁面５０ｂの曲率半径ｒを規定する円とは、同じ中心Ｏを有する。Ｒ、ｒ、δについては、次式（４）が成立する。

Ｚは、αが正になる範囲で設定される。この場合、上式（３）の右辺の分母が負であればよいから、Ｚは次式（５）を満たす。

δは、上述したように、曲管部５０の開口５０１，５０２の直径［ｍｍ］である。δは、雨樋システム１の目標の排水能力等を考慮して決定されてよい。δは、ＪＩＳ Ｋ ６７３９「排水用硬質ポリ塩化ビニル管継手」の規格に沿って設定されてよい。δは、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径の基準寸法を満たすように設定されてよい。ＪＩＳ Ｋ ６７３９「排水用硬質ポリ塩化ビニル管継手」によれば、呼び径が７５ｍｍ、１００ｍｍ、１２５ｍｍである場合、その基準寸法は７７．２ｍｍ、９８．８ｍｍ、１２５ｍｍ、である。

θは、上述したように、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面における断面で見たときの、受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２間の角度［°］である。ＪＩＳ Ｋ ６７１４「硬質ポリ塩化ビニル管」のＶＵ大曲がりエルボ継手の規格では、θは、９１．１７°とされている。雨樋システム１では、落とし口２ｂからます部２１に雨水を効率的に流すためには、呼び樋４の上流側の端部４ａは、呼び樋４の下流側の端部４ｂよりも上にあるほうがよい。しかしながら、竪樋３には、温度差による伸縮が生じる場合がある。竪樋３が熱膨張した場合には、呼び樋４の下流側の端部４ｂが竪樋３により持ち上げられ得る。この場合には、呼び樋４は、呼び樋４の下流側の端部４ｂが呼び樋４の上流側の端部４ａよりも上にある逆勾配状態になり得る。逆勾配状態では、雨水が呼び樋４内を流れ難くなるから、落とし口２ｂからます部２１への雨水の流れが阻害され得る。そこで、θは、呼び樋４が逆勾配状態になり難くなるように設定されるとよい。

図３は、雨樋システム１の寸法の概略説明図である。雨樋システム１において、竪樋３及び呼び樋４に対して、第１及び第２エルボ５Ａ，５Ｂは小さい。図３では、竪樋３及び呼び樋４を線で、第１及び第２エルボ５Ａ，５Ｂ及び控金具３０ａを点で簡略化して図示している。図３において、実線は、施工時の状態を示し、点線は、熱膨張後の状態を示す。図３において、ｈは、竪樋３の熱膨張の基準となる長さ［ｍｍ］である。ｈは、例えば、竪樋３の伸縮を吸収するための部材のピッチである。８０００ｍｍに一か所、竪樋３の伸縮を吸収するための部材を設置する場合、ｈは８０００ｍｍである。Δｈは、熱膨張による竪樋３の伸び量［ｍｍ］である。Δｈは、ｈ×ｃ×（ｔ２－ｔ１）で与えられる。ｃは、竪樋３の材料の線膨張係数［１／℃］である。ｔ１は、竪樋３の表面最高温度［℃］である。ｔ２は、雨樋システム１の施工時の温度［℃］である。

β１は、雨樋システム１の施工時の水平面に対する呼び樋４の角度［°］である。β１は、θ－９０で与えられる。β２は、雨樋システム１の竪樋３の熱膨張時の水平面に対する呼び樋４の角度［°］である。β２は、β１－ｔａｎ^－１（Δｈ／Ｄ２）で与えられる。したがって、β２は、次式（５）で表すことができる。

θは、例えば、β２が実質的に０以上となるように設定される。このようにすれば、呼び樋４が逆勾配状態となる可能性が低減され、雨樋システム１が安定した排水能力を発揮することができる。

ｈ、Ｄ２、ｃ、ｔ１、ｔ２を固定値として、θを変化させた場合、θとβ２との関係は下記表１のようになった。ここで、ｈは８０００ｍｍである。Ｄ２は一般的な偏芯距離の最小値の３５６ｍｍである。ｃは一般的な硬質ポリ塩化ビニルの線膨張係数の範囲の上限値の８×１０^－５／℃である。ｔ１は、真夏の時期を想定した６０℃である。ｔ２は、真冬の時期を想定した－１０℃である。この場合、Δｈは、４４．８ｍｍになる。

表１の結果から、θが９０°近傍の場合には、竪樋３が熱伸縮で上に伸びたときに呼び樋４が逆勾配状態になりやすい。呼び樋４が逆勾配状態であると雨樋システム１でのサイフォン現象の発生が阻害され、排水能力が低下する場合がある。このような点を考慮すると、θは、９７°以上であるとよい。特に、θは、９７．１７°以上であるとよい。特に、θは、９８°以上であるとよい。製品や施工時のばらつきを考慮すると、θは、１００°以上であるとよい。特に、θは、１０３°以上であるとよい。さらに、θは、１０５°以上であるとよい。

一方、θが大きくなると、鉛直方向での、竪樋３の一番上の控金具３０ａとドレン６との距離が長くなる傾向にある。雨樋システム１において、竪樋３の一番上の控金具３０ａとドレン６との間には、呼び樋４と第１及び第２エルボ５Ａ，５Ｂがある。呼び樋４と第１及び第２エルボ５Ａ，５Ｂは、必ずしも建物１０に固定されるわけではない。したがって、鉛直方向での、竪樋３の一番上の控金具３０ａとドレン６との距離が大きくなると、呼び樋４と第１及び第２エルボ５Ａ，５Ｂが不安定になり、雨樋システム１の構造的な安定度が低下する場合がある。そこで、雨樋システム１の構造的な安定度が低下しないように、θは、例えば、鉛直方向での竪樋３の一番上の控金具３０ａとドレン６との距離が、竪樋３の控金具３０ａ，３０ｂ，３０ｃ間のピッチの上限値以下となるように設定されるとよい。

図３において、Ｈ２は、鉛直方向での、竪樋３の一番上の控金具３０ａとドレン６との距離に対応する。Ｈ２は、竪樋３の上端から一番上の控金具３０ａまでの距離［ｍｍ］であるＨ１１と、Ｈ３との合計である。Ｈ３は、呼び樋４による下降量を示す。Ｈ３は、Ｄ２×ｔａｎ（θ－９０）で表される。したがって、Ｈ２は、次式（５）で表すことができる。

θは、例えば、Ｈ２が、竪樋３の控金具の推奨ピッチの上限値以下となるように設定される。竪樋３の控金具の推奨ピッチは、例えば、８００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下である。推奨ピッチの上限値は、１２００ｍｍである。Ｈ２が１２００ｍｍ以下となるようにθを設定することにより、雨樋システム１の構造的な安定度の向上が図れる。

Ｈ１１、Ｄ２を固定値として、θを変化させた場合、θとＨ２との関係は下記表２のようになった。ここで、Ｈ１１は２００ｍｍである。この場合、Ｈ３（＝Ｄ２×ｔａｎ（θ－９０））は、１０００ｍｍである。Ｄ２は一般的な偏芯距離の最大値の１０００ｍｍである。

表２の結果から、θは、１３５°以下であるとよい。特に、θは、Ｈ２が、竪樋３の控金具の推奨ピッチの下限値（８００ｍｍ）以下となるように、１２８°以下であるとよい。特に、θは、Ｈ３が、竪樋３の控金具の推奨ピッチの下限値（８００ｍｍ）以下となるように、１２０°以下であるとよい。さらに、θは、１０５°以下であるとよい。

次に、ＲとＺを変化させた場合に、上記の曲管部５０における流体の流れ難さを示すパラメータζにより、エルボ５の曲管部５０における流体の流れ難さの評価を行った。評価にあたっては、竪樋３及び呼び樋４としてＪＩＳ Ｋ ６７４１で規定される呼び径が７５ｍｍ、１００ｍｍ、１２５ｍｍの硬質ポリ塩化ビニル管を用いることを考慮し、呼び径が７５ｍｍ、１００ｍｍ、１２５ｍｍにそれぞれ対応するようにδを設定した。表３は、呼び径７５ｍｍの場合の評価の結果の一部を示し、δは７７．２ｍｍである。表４は、呼び径１００ｍｍの場合の評価の結果の一部を示し、δは９８．８ｍｍである。表５は、呼び径１２５ｍｍの場合の評価の結果の一部を示し、δは１２５ｍｍである。表３、４，５のいずれの評価においても、θは１０５°とした。エルボ５の曲管部５０における流体の流れを円滑にするためには、管軸Ａ１０の内周部５０ａの内壁面５０ｂの曲率半径ｒは１３０［ｍｍ］以上であるとよい。上式（４）から、呼び径７５ｍｍの場合、管軸の曲率半径Ｒは１８０ｍｍ以上であるとよい。呼び径１００ｍｍの場合、管軸の曲率半径Ｒは１８０ｍｍ以上であるとよい。呼び径１２５ｍｍの場合、管軸の曲率半径Ｒは２００ｍｍ以上であるとよい。

ζの評価の基準として、ＪＩＳ Ｋ ６７３９「排水用硬質ポリ塩化ビニル管継手」の９０°大曲がりエルボ（略号ＬＬ）として市販されている通常のエルボ及び高排水用途として市販されているエルボについてζを算出した。通常のエルボのζは、呼び径７５ｍｍで約０．１４、呼び径１００ｍｍで約０．１４、呼び径１２５ｍｍで約０．１５であった。高排水用途として市販されているエルボのζは、呼び径７５ｍｍで約０．１２、呼び径１００ｍｍで約０．１２、呼び径１２５ｍｍで約０．１３であった。したがって、エルボ５のζは、０．１４未満であるとよく、０．１２未満であるとよりよい。表３、表４及び表５において、「〇」は、エルボ５のζが、０．１２未満であることを示す。「◎」は、エルボ５のζが、０．１２未満であり、かつ、Ｚに対するζの極小値の１．１倍以下であることを示す。なお、表３、表４及び表５において「×」は、Ｚが式（５）を満たさないことを意味する。

次に、Ｒ，Ｚを変化させた場合の、エルボ５の形状の変化について、図２、図４及び図５を参照して説明する。図４は、エルボ５の別の構成例の断面図である。図５は、エルボ５の別の構成例の断面図である。図２、図４及び図５のエルボ５では、δは９８．８［ｍｍ］、θは１０５［°］である。

図２のエルボ５では、Ｒが１８０［ｍｍ］、Ｚが９０［ｍｍ］である。図２のエルボ５では、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２の第１交点Ｐ１と、曲管部５０の開口５０１，５０２における管軸Ａ１０の接線Ｌ１１，Ｌ１２の第２交点Ｐ２とは、管軸Ａ１０の曲率半径Ｒを規定する円の中心Ｏを通る直線上にある。曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第１交点Ｐ１は、曲管部５０の管軸Ａ１０と曲管部５０の外周部５０ｃの第１内壁面５０ｄとの間の中間線Ｍ１と、第１内壁面５０ｄとの間にある。管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第２交点Ｐ２は、中間線Ｍ１と管軸Ａ１０との間にある。

図４のエルボ５では、Ｒが２６０［ｍｍ］、Ｚが１５０［ｍｍ］である。図４のエルボ５では、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２の第１交点Ｐ１と、曲管部５０の開口５０１，５０２における管軸Ａ１０の接線Ｌ１１，Ｌ１２の第２交点Ｐ２とは、管軸Ａ１０の曲率半径Ｒを規定する円の中心Ｏを通る直線上にある。曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第１交点Ｐ１は、曲管部５０の外周部５０ｃの第１内壁面５０ｄに対して曲管部５０の管軸Ａ１０とは反対側にある。第１交点Ｐ１は、曲管部５０の外側にある。管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第２交点Ｐ２は、管軸Ａ１０よりも第１内壁面５０ｄに近い。図４では、第２交点Ｐ２は、中間線Ｍ１と、第１内壁面５０ｄとの間にある。

図５のエルボ５では、Ｒが３４０［ｍｍ］、Ｚが２３０［ｍｍ］である。図５のエルボ５では、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２の第１交点Ｐ１と、曲管部５０の開口５０１，５０２における管軸Ａ１０の接線Ｌ１１，Ｌ１２の第２交点Ｐ２とは、管軸Ａ１０の曲率半径Ｒを規定する円の中心Ｏを通る直線上にある。曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第１交点Ｐ１は、曲管部５０の外周部５０ｃの第１内壁面５０ｄに対して曲管部５０の管軸Ａ１０とは反対側にある。管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第２交点Ｐ２は、第１内壁面５０ｄと第１交点Ｐ１との間にある。図５に示すように、第１交点Ｐ１及び第２交点Ｐ２は、曲管部５０の外側にある。

このように、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第１交点Ｐ１は、曲管部５０の外周部５０ｃの第１内壁面５０ｄに対して曲管部５０の管軸Ａ１０とは反対側にあってよい。第１交点Ｐ１は、曲管部５０の外側にあってもよい。管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第２交点Ｐ２は、管軸Ａ１０よりも第１内壁面５０ｄに近くてもよい。第２交点Ｐ２は、曲管部５０の外周部５０ｃの第１内壁面５０ｄに対して曲管部５０の管軸Ａ１０とは反対側において、第１内壁面５０ｄと第１交点Ｐ１との間にあってもよい。第２交点Ｐ２は、曲管部５０の外側にあってもよい。

図２、図４及び図５のエルボ５においてζを比較すると、図４のエルボ５のζが最も小さく、曲管部５０において流体が流れやすい。図２、図４及び図５のエルボ５を比較すれば、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第１交点Ｐ１は、曲管部５０の外周部５０ｃの第１内壁面５０ｄに対して曲管部５０の管軸Ａ１０とは反対側にあるほうがよい。特に、第１交点Ｐ１は、曲管部５０の外側にあるほうがよい。管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第２交点Ｐ２は、管軸Ａ１０よりも第１内壁面５０ｄに近いほうがよい。特に、第２交点Ｐ２は、曲管部５０の外周部５０ｃの第１内壁面５０ｄに対して曲管部５０の管軸Ａ１０とは反対側において、第１内壁面５０ｄと第１交点Ｐ１との間にあるほうがよい。

［１．２ 効果等］
以上述べたエルボ５は、両端に開口５０１，５０２を有する曲管部５０と、曲管部５０の両端にそれぞれ設けられた受け口５１，５２とを備える。曲管部５０における流体の流れ難さを示すパラメータをζとすると、ζは、次式で表される。

δは、曲管部５０の開口５０１，５０２の直径［ｍｍ］である。Ｒは、曲管部５０の管軸Ａ１０の曲率半径［ｍｍ］である。ρは、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面における曲管部５０の開口５０１，５０２における管軸Ａ１０の接線Ｌ１１，Ｌ１２間の角度［°］である。αは、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面における受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２と接線Ｌ１１，Ｌ１２との間の角度［°］である。ζは、０．１４未満である。この構成は、排水能力の向上を可能にする。

エルボ５において、ζは、０．１２未満である。この構成は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

エルボ５において、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面における受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２間の角度をθ［°］、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面における受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２の交点Ｐ１と開口５０１，５０２との間の距離をＺ［ｍｍ］とすると、Ｚは、次式を満たす。

この構成は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

エルボ５において、δ、θは、Ｚの変化に対してζが極小値を有するように設定される。この構成は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

エルボ５において、ζは、極小値の１．１倍以下である。この構成は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

エルボ５において、ζは、極小値である。この構成は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

エルボ５において、曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面における受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２間の角度をθ［°］とすると、θは、９７°以上１３５°以下である。この構成は、エルボを備える雨樋システムにおいて温度差に起因する排水能力の低下を抑制でき、さらに、安定度を向上できる。

エルボ５において、θは、１００°以上である。この構成は、エルボを備える雨樋システムにおいて温度差に起因する排水能力の低下をさらに抑制できる。

エルボ５において、θは、１２８°以下である。この構成は、エルボを備える雨樋システムにおいて安定度をさらに向上できる。

エルボ５において、θは、１０５°である。この構成は、エルボを備える雨樋システムにおいて温度差に起因する排水能力の低下をさらに抑制でき、加えて、安定度をさらに向上できる。

エルボ５において、δは、ＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径の基準寸法を満たす。この構成は、エルボの汎用性の向上を可能にする。δがＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径７５ｍｍ又は１００ｍｍに対応する場合、Ｒは１８０ｍｍ以上であるとよい。この場合、排水能力のさらなる向上を可能にする。δがＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径１２５ｍｍに対応する場合、Ｒは２００ｍｍ以上であるとよい。この場合、排水能力のさらなる向上を可能にする。

エルボ５において、曲管部５０の材料は、硬質ポリ塩化ビニルである。この構成は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

別の観点から、以上述べたエルボ５は、両端に開口５０１，５０２を有する曲管部５０と、曲管部５０の両端にそれぞれ設けられた受け口５１，５２とを備える。曲管部５０の管軸Ａ１０を含む平面での断面において、受け口５１，５２の中心線Ａ１１，Ａ１２の第１交点Ｐ１は、曲管部５０の外周部５０ｃの第１内壁面５０ｄに対して曲管部５０の管軸Ａ１０とは反対側にある。管軸Ａ１０を含む平面での断面において、曲管部５０の開口５０１，５０２における管軸Ａ１０の接線Ｌ１１，Ｌ１２の第２交点Ｐ２は、管軸Ａ１０よりも第１内壁面５０ｄに近い。管軸Ａ１０を含む平面での断面において曲管部５０の内周部５０ａの第２内壁面５０ｂの曲率半径が、１３０［ｍｍ］以上である。この構成は、排水能力の向上を可能にする。

エルボ５において、管軸Ａ１０を含む平面での断面において、第２交点Ｐ２は、管軸Ａ１０と第１内壁面５０ｄとの間の中間線Ｍ１と第１内壁面５０ｄとの間にある。この構成は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

以上述べた雨樋システム１は、建物１０の壁面１２に固定される竪樋３と、建物１０からの雨水の落とし口２ｂと竪樋３との間にある呼び樋４と、呼び樋４の上流側の端部４ａを落とし口２ｂに接続する第１エルボ５Ａと、呼び樋４の下流側の端部４ｂを竪樋３の上流側の端部３ａに接続する第２エルボ５Ｂとを備える。第１エルボ５Ａと第２エルボ５Ｂとの両方が、上述のエルボ５である。この構成は、排水能力の向上を可能にする。

［２．変形例］
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

一変形例において、エルボ５は、図２、図４及び図５に示す構成に限定されず、上記のパラメータζが０．１４未満であり、ｒが１３０ｍｍ以上であればよい。

一変形例において、第１エルボ５Ａ及び第２エルボ５Ｂは必ずしも同じ形状でなくてもよい。ただし、第１エルボ５Ａ及び第２エルボ５Ｂのαが等しい場合には、雨樋システム１の設置が容易になる。第１エルボ５Ａ及び第２エルボ５Ｂの受け口５１，５２が同じ形状であると雨樋システム１の設置が容易になる。

一変形例において、エルボ５の材料は、必ずしも硬質ポリ塩化ビニルでなくてもよい。エルボ５の材料は、雨樋システム１に求められる要件にしたがって決定されてよく、例えば、金属であってもよい。

一変形例において、エルボ５のδは、必ずしもＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径の基準寸法を満たさなくてもよい。エルボ５のＤ、ｄ及びｌは、必ずしも、ＪＩＳ Ｋ ６７３９の規定に沿って設定されなくてもよい。

一変形例において、雨樋システム１では、第１エルボ５Ａと第２エルボ５Ｂとの少なくとも一方が、上述のエルボ５であってよい。この構成においても、排水能力の向上を可能にする。

一変形例において、雨樋システム１は、軒樋２を備えていなくてもよい。例えば、建物１０がバルコニーのような落とし口を備える構造を有する場合には、雨樋システム１の第１エルボ５Ａが建物１０の落とし口に接続されてよい。

［３．態様］
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。なお、文章の見やすさを考慮して２回目以降の括弧付きの符号の記載を省略する場合がある。

第１の態様は、エルボ（５）であって、両端に開口（５０１，５０２）を有する曲管部（５０）と、前記曲管部（５０）の両端にそれぞれ設けられた受け口（５１，５２）とを備える。前記曲管部（５０）における流体の流れ難さを示すパラメータをζとすると、ζは、次式で表される。

δは、前記曲管部（５０）の開口（５０１，５０２）の直径［ｍｍ］である。Ｒは、前記曲管部（５０）の管軸（Ａ１０）の曲率半径［ｍｍ］である。ρは、前記曲管部（５０）の管軸（Ａ１０）を含む平面での断面における前記曲管部（５０）の開口（５０１，５０２）における前記管軸（Ａ１０）の接線（Ｌ１１，Ｌ１２）間の角度［°］である。αは、前記曲管部（５０）の管軸（Ａ１０）を含む平面での断面における前記受け口（５１，５２）の中心線（Ａ１１，Ａ１２）と前記接線（Ｌ１１，Ｌ１２）との間の角度［°］である。前記曲管部（５０）の管軸（Ａ１０）を含む平面での断面における前記曲管部（５０）の内周部（５０ａ）の内壁面（５０ｂ）の曲率半径（ｒ）が、１３０［ｍｍ］以上である。ζは、０．１４未満である。この態様は、排水能力の向上を可能にする。

第２の態様は、第１の態様に基づくエルボ（５）である。第２の態様において、ζは、０．１２未満である。この態様は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

第３の態様は、第１又は第２の態様に基づくエルボ（５）である。第３の態様において、前記曲管部（５０）の管軸（Ａ１０）を含む平面での断面における前記受け口（５１，５２）の中心線（Ａ１１，Ａ１２）間の角度をθ［°］、前記曲管部（５０）の管軸（Ａ１０）を含む平面での断面における前記受け口（５１，５２）の中心線（Ａ１１，Ａ１２）の交点（Ｐ１）と前記開口（５０１，５０２）との間の距離をＺ［ｍｍ］とすると、Ｚは、次式を満たす。

この態様は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

第４の態様は、第３の態様に基づくエルボ（５）である。第４の態様において、δ、θは、Ｚの変化に対してζが極小値を有するように設定される。この態様は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

第５の態様は、第４の態様に基づくエルボ（５）である。第５の態様において、ζは、前記極小値の１．１倍以下である。この態様は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

第６の態様は、第４の態様に基づくエルボ（５）である。第６の態様において、ζは、前記極小値である。この態様は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

第７の態様は、第３～第６の態様のいずれか一つに基づくエルボ（５）である。第７の態様において、前記曲管部（５０）の管軸（Ａ１０）を含む平面での断面における前記受け口（５１，５２）の中心線（Ａ１１，Ａ１２）間の角度をθ［°］とすると、θは、９７°以上１３５°以下である。この態様は、エルボを備える雨樋システムにおいて温度差に起因する排水能力の低下を抑制でき、さらに、安定度を向上できる。

第８の態様は、第７の態様に基づくエルボ（５）である。第８の態様において、θは、１００°以上である。この態様は、エルボを備える雨樋システムにおいて温度差に起因する排水能力の低下をさらに抑制できる。

第９の態様は、第７又は第８の態様に基づくエルボ（５）である。第９の態様において、θは、１２８°以下である。この態様は、エルボを備える雨樋システムにおいて安定度をさらに向上できる。

第１０の態様は、第７の態様に基づくエルボ（５）である。第１０の態様において、θは、１０５°である。この態様は、エルボを備える雨樋システムにおいて温度差に起因する排水能力の低下をさらに抑制でき、加えて、安定度をさらに向上できる。

第１１の態様は、第１～第１０の態様のいずれか一つに基づくエルボ（５）である。第１１の態様において、δは、ＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径の基準寸法を満たす。この態様は、エルボの汎用性の向上を可能にする。

第１２の態様は、第１１の態様に基づくエルボ（５）である。第１２の態様において、δは、ＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径７５ｍｍ又は１００ｍｍに対応する。Ｒは、１８０ｍｍ以上である。この態様は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

第１３の態様は、第１１の態様に基づくエルボ（５）である。第１３の態様において、δは、ＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径１２５ｍｍに対応する。Ｒは、２００ｍｍ以上である。この態様は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

第１４の態様は、第１～第１３の態様のいずれか一つに基づくエルボ（５）である。第１４の態様において、前記曲管部（５０）の材料は、硬質ポリ塩化ビニルである。この態様は、排水能力のさらなる向上を可能にする。

第１５の態様は、雨樋システム（１）であって、建物（１０）の壁面（１２）に固定される竪樋（３）と、前記建物（１０）からの雨水の落とし口（２ｂ）と前記竪樋（３）との間にある呼び樋（４）と、前記呼び樋（４）の上流側の端部（４ａ）を前記落とし口（２ｂ）に接続する第１エルボ（５Ａ）と、前記呼び樋（４）の下流側の端部（４ｂ）を前記竪樋（３）の上流側の端部（３ａ）に接続する第２エルボ（５Ｂ）とを備える。前記第１エルボ（５Ａ）と前記第２エルボ（５Ｂ）との少なくとも一方が、第１～第１４の態様のいずれか一つに基づくエルボ（５）である。この態様は、排水能力の向上を可能にする。

上記の第２～第１４の態様は任意の要素である。

本開示は、エルボ、及び、雨樋システムに適用可能である。具体的には、呼び樋の設置に利用されるエルボ及びエルボを備える雨樋システムに、本開示は適用可能である。

１ 雨樋システム
２ｂ 落とし口
３ 竪樋
３ａ 上流側の端部
４ 呼び樋
４ａ 上流側の端部
４ｂ 下流側の端部
５ エルボ
５Ａ 第１エルボ
５Ｂ 第２エルボ
５０ 曲管部
５０ａ 内周部
５０ｂ 内壁面（第２内壁面）
５０ｃ 外周部
５０ｄ 内壁面（第１内壁面）
５０１，５０２ 開口
５１、５２ 受け口
Ａ１０ 管軸
Ａ１１，Ａ１２ 中心線
Ｌ１１，Ｌ１２ 接線
Ｐ１ 交点（第１交点）
Ｐ２ 交点（第２交点）
Ｍ１ 中間線
１０ 建物
１２ 壁面

Claims (15)

1. 両端に開口を有する曲管部と、
   前記曲管部の両端にそれぞれ設けられた受け口と、
   を備え、
   前記曲管部における流体の流れ難さを示すパラメータをζとすると、
   ζは、
   

   

   で表され、
   δは、前記曲管部の開口の直径［ｍｍ］であり、
   Ｒは、前記曲管部の管軸の曲率半径［ｍｍ］であり、
   ρは、前記曲管部の管軸を含む平面での断面における前記曲管部の開口における前記管軸の接線間の角度［°］であり、
   αは、前記曲管部の管軸を含む平面での断面における前記受け口の中心線と前記接線との間の角度［°］であり、
   ζは、０．１４未満である、
   エルボ。
2. ζは、０．１２未満である、
   請求項１に記載のエルボ。
3. 前記曲管部の管軸を含む平面での断面における前記受け口の中心線間の角度をθ［°］、
   前記曲管部の管軸を含む平面での断面における前記受け口の中心線の交点と前記開口との間の距離をＺ［ｍｍ］とすると、
   Ｚは、
   

   

   を満たす、
   請求項１又は２に記載のエルボ。
4. δ、θは、Ｚの変化に対してζが極小値を有するように設定される、
   請求項３に記載のエルボ。
5. ζは、前記極小値の１．１倍以下である、
   請求項４に記載のエルボ。
6. ζは、前記極小値である、
   請求項４に記載のエルボ。
7. θは、９７°以上１３５°以下である、
   請求項３～６のいずれか一つに記載のエルボ。
8. θは、１００°以上である、
   請求項７に記載のエルボ。
9. θは、１２８°以下である、
   請求項７又は８に記載のエルボ。
10. θは、１０５°である、
    請求項７に記載のエルボ。
11. δは、ＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径の基準寸法を満たす、
    請求項１～１０のいずれか一つに記載のエルボ。
12. δは、ＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径７５ｍｍ又は１００ｍｍに対応し、
    Ｒは、１８０ｍｍ以上である、
    請求項１１に記載のエルボ。
13. δは、ＪＩＳ Ｋ ６７３９で規定される呼び径１２５ｍｍに対応し、
    Ｒは、２００ｍｍ以上である、
    請求項１１に記載のエルボ。
14. 前記曲管部の材料は、硬質ポリ塩化ビニルである、
    請求項１～１３のいずれか一つに記載のエルボ。
15. 建物の壁面に固定される竪樋と、
    前記建物からの雨水の落とし口と前記竪樋との間にある呼び樋と、
    前記呼び樋の上流側の端部を前記落とし口に接続する第１エルボと、
    前記呼び樋の下流側の端部を前記竪樋の上流側の端部に接続する第２エルボと、
    を備え、
    前記第１エルボと前記第２エルボとの少なくとも一方が、請求項１～１４のいずれか一つに記載のエルボである、
    雨樋システム。

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