JP2702389B2 - 排水システムの掃除口に取付けられる吸気弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建物の排水システム
の立管頂部および横枝管上流の掃除口に替えて取付けら
れる吸気弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のビルディングにおける２管
式排水システムを示す構成図である。２管式排水システ
ムは排水系配管と通気系配管とを有するシステムであ
る。

【０００３】図６において、１はビルディングの最上階
から地階を貫通する排水立管、２は排水立管１の下端が
接続された地上階排水横主管、３は地上階排水横主管２
が接続された公共下水道の下水管、４は排水立管１の上
端に接続された伸長通気管、５は伸長通気管４の通気ガ
ラリを有する大気引込口、６は大気引込口５が設けられ
た最上階の壁、７はその天井、８は排水立管１の下部か
ら上部に沿って設けられた通気立管、９は通気立管８と
排水立管１とを複数箇所で接続する結合通気管、１０は
各階に設けられたトイレの大便器、小便器、洗面台等の
各種器具からの排水を排出するトラップ、１１はトラッ
プ１０が接続された床上排水横枝管、１２は床上排水横
枝管１１の最上流側に設けられた床上掃除口、１３は床
上排水横枝管１１が接続されると共に排水立管１に接続
された床下排水横枝管、１４は途中階、地上階の床下に
設けられ排水立管１に接続される途中階排水横主管、１
５は床下排水横枝管１３、途中階排水横主管１４及び地
上階排水横主管２の最上流側に設けられた床下掃除口で
ある。なお、この床下掃除口１５及び上記床上掃除口１
２には円板状の蓋体がねじ込み固定されている。

【０００４】１６は上記排水立管１に接続される床上排
水横枝管１１の最上流側の器具と次の器具との間から取
出し、通気立管８へ延長配管されるループ通気管であ
る。この他に図示しないが、各器具の器具排水管が各々
接続されて延長配管する各個通気・ループ通気管があ
る。

【０００５】次に、上記構成による２管式排水システム
における排水と空気の流れの作用・動作について述べ
る。トイレ等の連立する各種器具からの排水はトラップ
１０から床上排水横枝管１１に流れ、掃除流し水や流し
台等の他の排水と床下排水横枝管１３で合流したのち、
排水立管１に流入して流下水となって途中階排水横主管
１４、地上階排水横主管２において垂直から水平に移行
され、下水管３へ排出される。

【０００６】この排水の流れにおいて、排水管系の管内
気圧は、管内に排水が発生すると管内空気を取込みなが
ら流下するため床下排水横枝管１３の上流側及び排水立
管１の上層階側が負圧となる。これと共に満流となった
ときの床下排水横枝管１３の下流側が正圧となり、さら
に各階からの流入水と衝突、乱流によって水塊となった
流下水が管内気圧を圧縮するため、排水立管１の下層階
が正圧となる。

【０００７】従って、排水管系全体の圧力分布は、上層
階側の排水立管１及び床下排水横枝管１３では負圧とな
り、途中階ではより負圧が増大すると共に、下層階の排
水立管１及び床下排水横枝管１３では正圧となり、排水
立管１の基部と途中階排水横主管１４の近傍ではより正
圧が増大する。また、途中階排水横主管１４において
は、瞬間的に最大正圧が発生するものの、排水が満流か
ら層流に変わるにつれて一時的に負圧状態から徐々に略
大気圧へと変化する。

【０００８】一方、空気の流れについては、排水管内の
気圧変動を利用して前記の大気引込口５まで延長配管さ
れた伸長通気管４の通気ガラリより空気を吸引する。こ
の空気は排水立管１の基部より導出された通気立管８を
上昇させ、排水立管１と伸長通気管４との接続部を経由
して循環させると共に、排水立管１と通気立管８とを連
結する結合通気管９でも、途中階を流下する水塊によっ
て管内が閉鎖されて発生する正圧・負圧に対する空気の
排出・補給をさせている。同様に、床下排水横枝管１３
においても、通気立管８より取出されたループ通気管１
６あるいは各器具排水枝管へ接続される前記各個通気管
より空気を吸引し、排水立管１とで循環させるようにし
ている。このように、２管式排水システムにおける通気
管の機能は、排水管内の換気、管内の気圧を略大気圧に
保持し、床上排水横枝管１１と器具とを接続する器具ト
ラップ１０の封水を保護すると共に、排水管内の臭気の
逆流、害虫の侵入を防止して、室内環境を安全、かつ衛
生的に維持しようとしている。

【０００９】以上の説明は、動作が略理論的に行われた
場合について述べたものであり、図７には正圧、負圧の
範囲と矢印による空気の流れが示されている。

【００１０】また、床上・床下の排水横枝管１１、１
３、途中階・地上階の排水横主管２、１４の最上流側に
設けられた床上、床下掃除口１２、１５により、排水中
に含まれる異物や経年変化によるサビ、コブ、油脂等の
堆積物や異物による詰まり等を処理するようにしてい
る。

【００１１】以上は２管式排水システムについて説明し
たが、この他の排水方式としては、上記通気立管８を省
略する１管式や排水立管１と床下排水横枝管１３とを接
続する継手においてバッフル、羽根リング、ガイド等の
突起を継手内に設け、各床下排水横枝管１３からの流入
水を合流させて流下水に旋回流を与えることにより、排
水立管１内に空気芯を形成し、通気管機能を代替させて
通気管の省略化を図るようにした１管式特殊排水継手方
式がある。

【００１２】また、最近では、排水立管１内に排水が発
生、流下する過程において、上層階が負圧、下層階が正
圧となる排水特性を利用して、伸長通気管４の大気引込
口５までの延長配管を省略し、伸長通気管４を最上階の
天井内部まで立ち上げ、その頂部に負圧を利用して弁体
を吸引、開口させて空気を補給する通気弁（ドルゴ通気
弁）を補助手段として設ける方法もある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の２管式排水シス
テムの理論上の動作及び空気の流れは上述した通りであ
るが、実際には、図７において矢印で示すような空気の
流れが発生することになる。

【００１４】図７において、排水立管１における排水と
空気の流れは、排水量が少量のうちは管壁に沿うもの
の、増量と共に各床下排水横枝管１３からの流入水と衝
突、乱流を繰り返しながら水塊となり、やがて気水混合
状態となる。このため、排水立管１の基部から取出され
る通気立管８や排水立管１と通気立管８とを連結する結
合通気管９の開口部を閉鎖させる栓（プラグ）現象が生
じる。さらに、排水立管１から途中階、地上階において
水平展開される排水横主管２、１４の脚部では跳水（ジ
ャンピング）現象が発生して管内気圧が異常に上昇す
る。この管内気圧の異常昇圧は、管内空気の流れを阻害
し、上層階の排水横枝管１１、１３、排水立管１ではよ
り負圧が増大して器具トラップ封水の誘因、サイホン現
象を引き起こし、また下層階の排水横枝管１１、１３、
排水立管１ではより正圧が増大して、器具トラップ封水
の跳出し現象となって、室内環境を悪化させるばかり
か、上記栓（プラグ）現象や跳水（ジャンピング）現象
により、通気管そのものの機能を失うことがあった。

【００１５】また、前述した通気立管８を省略する１管
式や特殊継手による排水方式での排水と空気の流れにつ
いては、２管式と何等変わることがなく、通気管８を省
略する分だけより排水・通気機能が損なわれるものであ
る。また、排水立管１の上流側が負圧となる排水特性を
利用して排水立管１あるいは伸長通気管４の頂部に取付
ける通気弁（ドルゴ通気弁）を用いる場合は、その形状
から配管系の取付箇所が天井内に限定されるほか、２管
式と同様に排水と空気の流れから必要空気量の補給不足
や換気機能の欠落から有効な手段とは言い難いものであ
り、その複雑な構造から、立管の掃除という点では致命
的な欠点を持つものであった。

【００１６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、前記各種排水管の最上流端に取
付ける従来の掃除口の蓋体に代えて取付けることによ
り、上層階の負圧発生の各箇所から排水系全体にわたる
必要空気量を確保すると共に、排水系の清掃も容易に行
うことのできる排水システムの掃除口に取付けられる吸
気弁を提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る吸気弁
は、掃除口としての排水管端部にねじ込み固定される筒
部を一端に有し、かつ他端に前記掃除口周辺の建物の壁
面に当接される外向きの鍔部を有する短管状の本体と、
この本体の鍔部内周に気密かつ着脱自在に嵌合され中心
に通気穴を有した蓋体と、周囲に通気路を確保した状態
で前記蓋体に保持されて、前記本体の筒部内に挿入さ
れ、かつ中心に弁体ガイド筒部を有した弁体押さえと、
この弁体押さえの弁体ガイド筒部に自身のガイドポスト
を軸線方向スライド自在に挿入することで弁体押さえに
支持され、かつ弁体ガイド筒部の端部によって位置規制
される開弁位置から前記蓋体の通気穴周縁によって位置
規制されて該通気穴を気密的に塞ぐ閉弁位置との間で移
動可能な円板状の弁体と、前記 弁体押さえと弁体との間
に介装され弁体を閉弁位置に付勢する圧縮バネと、前記
弁体に取付けられ前記ガイドポストに対して重量的にア
ンバランスにするための重りとからなるものである。

【００１８】

【作用】この発明における吸気弁は、排水管端部に接続
されている短管状の本体に嵌合された蓋体を取り外すこ
とにより排水管内の清掃を行うことができる。その蓋体
取り外しの際は、弁体と弁体押さえ及び圧縮バネと重り
の全てを一緒に取り外すことができる。また、蓋体が本
体に取付けられた通常の使用状態において、排水管内に
負圧が発生すると、その負圧が弁体に作用し、当該弁体
が排水管方向に引込まれて外気が排水管内に取込まれる
ことにより、管内に空気が補給される。この際、弁体は
弁体ガイド筒部とガイドポストの案内作用により開弁位
置まで平行移動し、弁体及び弁体押さえの周囲の隙間か
ら外気が速やかに流入する。また、空気取込み時の弁体
に振動が発生した場合、重りによって重量的にアンバラ
ンスとなっている弁体に回転力が作用し、この回転力で
ガイドポストと弁体ガイド筒部とが摺動することによっ
て上記振動が減衰される。さらには、重りの位置や重さ
を加減すれば上記振動を有効に消滅させることが可能で
ある。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例による吸気弁を示す断
面図、図２は図１のＶ−Ｖ矢視断面図、図３は図１のＸ
矢視図、図４は図１のＹ−Ｙ矢視断面図、図５は図１の
Ｚ−Ｚ矢視断面図である。これらの図において、１００
は排水横枝管（排水管）で、端部が掃除口になってい
る。２０はトイレ等の建物の壁面である。３０は排水横
枝管１００の端部の掃除口に取付けられた吸気弁であ
る。この吸気弁３０は、短管状の本体４０と、環状の蓋
体５０と、弁体押さえ６０と、円板状の弁体７０と、圧
縮バネ８０と、重り１１５とを備えたものである。

【００２０】本体４０の一端は筒部４１になっていて、
その外周には排水横枝管１００に取付けるための雄ねじ
４２が刻設されている。本体４０の他端には、トイレ等
の壁面２０に当接し、壁面２０の穴２１を塞いで隠すた
めの外向きの鍔部４３が設けられている。鍔部４３の内
周には、蓋体５０を取付けるための雌ねじ４４が刻設さ
れている。また、本体４０の内周には、該本体４０を排
水横枝管１００に取り付けるときに利用する工具等を係
合するための凸部４５が複数個（この例では２個）設け
られている。

【００２１】蓋体５０の外周には、本体４０に取付ける
ための雄ねじ５１が刻設されている。蓋体５０の板面に
は、本体４０に取付けるときに利用する袋状にあけられ
た工具等を係合するための穴５２が２個設けられてい
る。また、蓋体５０の中心には円形の通気穴５３が開け
られ、その内面側の周縁部が弁座５４となっている。こ
の弁座５４の外側には弁体７０をガイドする複数個、例
えば３個の突起ガイド５５がある。また、蓋体５０の雄
ねじ５１部分の内周側には、弁体押さえ６０を支持する
ための複数個、例えば４個の支柱９０を嵌め込む溝５６
が設けられている。蓋体５０は、本体４０に着脱自在に
ねじ込み嵌合され、排水横枝管１００の内部の水や臭気
が逃げないようにパッキン１１０でシールされている。

【００２２】弁体押さえ６０は、本体４０の筒部４１の
内部に同心的に配置されており、周囲に通気路６１を確
保すべく４本の支柱９０により蓋体５０に支持されてい
る。弁体押さえ６０の中心には、弁体７０の動作ガイド
をなす弁体ガイド筒部６２が設けられている。また、外
周縁には、圧縮バネ８０を受けるバネ受け６３が設けら
れている。

【００２３】円板状の弁体７０は、内面の中心に突出す
るガイドポスト７１を有しており、弁体押さえ６０の弁
体ガイド筒部６２の内部にこのガイドポスト７１をスラ
イド自在に挿入することにより、弁体押さえ６０によっ
て、軸線方向移動自在に支持されている。弁体７０の外
径は前記蓋体５０の通気穴５３を塞ぐ大きさとされ、そ
の弁体７０の外周には蓋体５０の弁座５４に接触した際
に隙間をシールするパッキン１１２が設けられ、排水横
枝管１００の水や臭気を逃がさないようになっている。
なお、弁体７０の外周は、蓋体５０に設けた突起ガイド
５５でガイドされるようになっているので、弁体７０の
閉弁が正確に行える。また、弁体７０に設けたパッキン
１１２は、ゴムやその他の弾性体プラスチックでできて
おり、小さなバネ力で容易にシールできるようになって
いる。

【００２４】弁体７０の内面側にもバネ受け７２が設け
られており、このバネ受け７２と弁体押さえ６０のバネ
受け６３との間に圧縮バネ８０が介装され、この圧縮バ
ネ８０によって弁体７０は常時弁座５４方向に付勢され
ている。そして、弁体７０は、弁体ガイド筒部６２の端
部によって位置規制される開弁位置から、蓋体５０の弁
座５４により位置規制されて該通気穴５３を気密的に塞
ぐ閉弁位置との間で、圧縮バネ８０の力に抗して開閉動
作するようになっている。この場合の圧縮バネ８０は、
排水横枝管１００内が負圧になったとき、その負圧を弁
体７０が内面で受けることにより、容易に圧縮されて管
内に空気を導入するようにするものであり、バネ定数が
極めて小さく設定されている。

【００２５】例えば、この種の吸気弁で調整する管内圧
力は、通常負圧１０〜２５ｍｍH₂Oであるため、弁体７
０にかかる力Ｆは次のように求められる。例えば、呼び
径１００Ａの場合、通気穴５３の直径ｄ＝６．５ｃｍと
すれば、通過面積Ａは、 Ａ＝（π／４）×ｄ² ＝（π／４）×６．５² ＝３３ｃｍ² であるから、管内負圧による力Ｆは、 Ｆ＝Ａ×管内負圧Ｐ＝３３×（１０〜２５）／１０＝３３〜８３ となり、３３ｇで開き始め、８３ｇで全開することにな
る。

【００２６】このような条件で作動するバネのバネ定数
は、リフトＬ＝１３ｍｍとすると、 （８３〜３３）／１３＝３．８ｇ／ｍｍ と小さくする必要があり、さらに吸気の流れの影響で弁
体７０が振動するので、作動を安定化するためにバネ定
数を１ｇ／ｍｍ程度にするのが良い。

【００２７】また、弁体７０は、前述の吸気時の振動対
策として、その重量をガイドポスト７１に対してアンバ
ランス化させており、そのアンバランス化手段として、
弁体７０には重り１１５が取り付けられている。

【００２８】次に動作について説明する。上記吸気弁３
０を排水横枝管１００の掃除口に取付ける際には、一旦
蓋体５０を外して、排水横枝管１００に本体４０を取付
け、その後再び弁体押さえ６０、弁体７０、圧縮バネ８
０、重り１１５等をセットした状態の蓋体５０を本体４
０に組み付ける。管内の掃除に際しては蓋体５０を取り
外す。この際、蓋体５０には、弁体押さえ６０と弁体７
０と圧縮バネ８０と重り１１５等が全部取付けられてい
るので、これらをユニット化状態のまま全部一緒に取り
外して掃除を行うことができる。

【００２９】また、蓋体５０が本体４０に取付けられた
通常の使用状態において、排水横枝管１００内に負圧が
発生すると、その負圧が弁体７０に作用し、該弁体７０
が排水横枝管１００方向に引込まれて開くことにより、
外気が弁体７０の外周と蓋体５０の通気穴５３との隙間
から排水横枝管１００に自動的に取込まれ、これによっ
て管内へ空気が補給される。この際、弁体７０は弁体押
さえ６０の弁体ガイド筒部６２とガイドポスト７１の案
内作用により、開弁位置まで平行移動し、弁体７０及び
弁体押さえ６０の周囲に確保された通気路６１から外気
が速やかに流入する。

【００３０】また、空気取込み時の弁体７０に振動が発
生した場合、重り１１５によって重量的にアンバランス
となっている前記弁体７０に回転力が作用し、この回転
力でガイドポスト７１と弁体ガイド筒部６２とが摺動し
て摩擦抵抗が働くことにより上記振動が減衰される。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、排水
管の端部に固定される筒部と建物の壁面に固定される鍔
部とを有する短管状の本体と、前記鍔部の内周に気密か
つ着脱自在に嵌合され中心に通気穴を有した蓋体と、周
囲に通気路を確保した状態で蓋体に保持され中心に弁体
ガイド筒部を有した弁体押さえと、その弁体ガイド筒部
に自身のガイドポストを軸線方向スライド自在に挿入す
ることで弁体押さえに支持された円板状の弁体と、前記
弁体押さえと弁体との間に介装された圧縮バネと、前記
弁体に取付けられ前記ガイドポストに対して重量的にア
ンバランスにするための重りとからなる吸気弁構成とし
たので、その吸気弁を排水システムの掃除口に取付ける
ことによって、排水管内に自動的に空気を補給すること
ができる。従って、排水、通気系の全体にわたって空気
の流れを円滑にすることができ、管内を略大気圧に保持
してトラップの封水を保護し、室内環境の維持を図るこ
とができ、その結果、許容排水量の増大化、ループ配管
や通気立管の省略や縮径化等に対応することができると
いう効果がある。また、蓋体を取り外せば管内清掃を容
易に行うことができる上、排水横枝管の端部へ従来の掃
除口の蓋体と同様にビルドインできるので納まりがよい
という効果がある。

【００３２】さらに、弁体は弁体ガイド筒部とガイドポ
ストとの案内作用で平行移動しながら開閉するので、弁
体の安定動作が得られると共に、弁体外周の隙間から外
気を速やかに流入させることができるという効果があ
る。

【００３３】また、空気取込み時の弁体に振動が発生し
た場合、重りによって重量的にアンバランスとなってい
る弁体に回転力が作用し、この回転力でガイドポストと
弁体ガイド筒部とが摺動することによって上記振動が減
衰されるという効果がある。さらには、重りの位置や重
さを加減すれば上記振動を有効に消滅させることが可能
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による吸気弁の断面図であ
る。

【図２】図１のＶ−Ｖ矢視断面図である。

【図３】図１のＸ矢視図である。

【図４】図１のＹ−Ｙ矢視断面図である。

【図５】図１のＺ−Ｚ矢視断面図である。

【図６】従来の排水システム及び理論上の空気の流れを
示す構成図である。

【図７】従来の排水システムの実際の空気の流れを示す
構成図である。

【符号の説明】

１００ 排水横枝管（排水管） ２０ 建物の壁面３０ 吸気弁 ４０ 本体 ４１ 筒部 ４３ 鍔部 ５０ 蓋体 ５３ 通気穴 ６０ 弁体押さえ ６１ 通気路 ６２ 弁体ガイド筒部 ７０ 弁体 ７１ ガイドポスト ８０ 圧縮バネ １１５ 重り

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排水システムの掃除口に取付けられる吸
   気弁において、掃除口としての排水管端部にねじ込み固
   定される筒部を一端に有し、かつ他端に前記掃除口周辺
   の建物の壁面に当接される外向きの鍔部を有する短管状
   の本体と、この本体の鍔部内周に気密かつ着脱自在に嵌
   合され中心に通気穴を有した蓋体と、周囲に通気路を確
   保した状態で前記蓋体に保持されて、前記本体の筒部内
   に挿入され、かつ中心に弁体ガイド筒部を有した弁体押
   さえと、この弁体押さえの弁体ガイド筒部に自身のガイ
   ドポストを軸線方向スライド自在に挿入することで弁体
   押さえに支持され、かつ弁体ガイド筒部の端部によって
   位置規制される開弁位置から前記蓋体の通気穴周縁によ
   って位置規制されて該通気穴を気密的に塞ぐ閉弁位置と
   の間で移動可能な円板状の弁体と、前記弁体押さえと弁
   体との間に介装され弁体を閉弁位置に付勢する圧縮バネ
   と、前記弁体に取付けられ前記ガイドポストに対して重
   量的にアンバランスにするための重りとからなることを
   特徴とする排水システムの掃除口に取付けられる吸気
   弁。