JP3372946B2 - 通気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野 本発明は、液体を輸送する導管に気体を供給する通気装
置に関し、特に、高所に通気口を有する、各個通気管お
よび回路通気管のような通気管を設けることなく、排水
管の排水経路に通気して、封水の破壊を抑制できるよう
にした排水管用通気装置に関するものである。

【０００２】背景技術 例えば容器に溜めた液体（例えば水または汚水）を高低
落差（即ち、水頭差または重力）を利用して一気に流す
（例えば排水させる）場合に、導管（例えば排水管）内
の一部が液体で満たされた状態にて液体を輸送すると、
導管内の空間の圧力は液体の通過前後で異なる。即ち、
導管内の空間において、導管の一部を満たす塊状体とし
て液体が通過する場合、導管のある場所では、液体の通
過前には押圧が作用し、通過後は負圧が作用することは
周知である。導管のある箇所において、液体の通過前で
は、液体の前に位置する気体を前方に押し出そうとする
押圧、即ち、正力が作用し、液体の通過後では、後方か
ら液体が存在しなくなった空間に気体を取り込もうとす
る吸引力、即ち、負圧が作用する。

【０００３】導管のある箇所では、液体の通過前は、例
えば流れて来る液体の前方に位置する気体の圧力は、流
れて来る液体によって押されて高くなり（したがって、
押圧が作用し）、液体の通過後は、例えば液体が流れて
行った後に速やかに気体が供給されないために、過度の
負圧が作用する（したがって、導管の内部の圧力が導管
の外部の圧力より低い）状態（または減圧状態）とな
る。

【０００４】このような押圧および負圧が導管に作用す
る液体輸送システムの１つとして、排水システムがあ
る。そこで、以下においては、排水システムが有する課
題、ならびに当該課題を解決するための手段として排水
システムで用いられる本発明の通気装置を例として説明
する。尤も、本発明の通気装置は、排水システムにのみ
適用されるものではなく、一般的に導管中を液体が通過
するシステムであれば、いずれの液体を輸送するシステ
ムにも適用できる。液体は、全体として流動体として扱
える場合には、その中に固形分、気体等を含んでもよ
い。以下の説明においては、「液体」の代表として
「水」または「水または汚水」を便宜的に引用して本発
明の通気装置を説明する。但し、本発明の通気装置は、
水または汚水以外の液体を排出するシステムでも使用で
きる。

【０００５】一般的に、液体を溜める容器等の器具から
排水する排水システムにおいて、導管である排水管には
封水部（トラップ）が設けられている。排水システムの
排水管内に過度の負圧が作用する場合には、一種のサイ
ホン現象が生じる。その結果、封水の量が減少し、例え
ば封水破壊（もしくは封水損失）が起き、排水管内の臭
気が排水管から外部に漏れたり、排水時に吸音が生じる
という問題が生じる。この問題に対する一般的な対策
を、図８を参照して説明する。図８は、容器（12）に溜
めた水または汚水を高低差により排水管（13）を介して
排水させる排水システムを模式的に示している。排水管
（13）の排水経路の所要箇所には、通気管（16, 17）が
接続されている。排水管（13）内に負圧が生じると、大
気圧の作用で空気が通気管（16, 17）を介して排水管に
供給される。それにより、排水管（13）内が過度に減圧
されることを防止している。

【０００６】通気管（16, 17）は、屋内壁に沿って下方
へ延出させた通気管（19）に通じている。通気管（19）
の通気口は、建物の外壁部高所に設けられ、通称鳩小屋
と呼ばれる。通気口（18）は、排水管（13）内が詰まっ
た時に排水した水または汚水が通気口から溢れ出ないよ
うにするため、ならびに排水管内の汚水等の臭気を建物
の外部上方へ放出するために、通常、外壁部高所に設け
られる。

【０００７】別法として、特許公報第２７２９３５３号
（特開平８−４０７１号）には通気口を屋内の高所に設
置した排水管用の通気弁が開示されている。その形態を
図９を参照して説明する。図９は、ボール（23）を浮上
させて空気を通気管（20）内に吸入させる通気弁（21）
が設けられた通気管（20）を示している。この通気弁
（21）においてはボール（23）が漏斗状バルブシート
（22）に着座保持して臭気の放出を阻止する。この通気
弁では、ボール（23）とバルブシート（22）との間に外
部からの異物が挟まれると、着座保持が不十分となり、
排水が漏出する可能性があるので、通気管の通気口を屋
内の高所に設置することが必要である。

【０００８】発明の開示 図８および図９を参照して説明した排水システムにおい
ては、いずれも高所に通気口が設けられている。したが
って、排水システムの敷設に際しては、通気口を高所に
配置するために、建物の床、天井及び壁等に穴を開けて
通気管を配管する必要がある。その結果、通気管が床面
や壁面から露出してこれらの外観が悪くなり、あるいは
外壁部高所に設けられた通気口によって建物の外観が損
われることがある。

【０００９】また、建物が大きくなるに従って排水管が
水平方向に長く延在するため、通気管の排水管への接続
箇所を多くする必要があり、各個通気および回路通気等
の通気経路も複雑になる。したがって、ビル等の建設に
際しては、排水システムの敷設に多くの配管部材、施工
時間及び施工費用を要し、そのことは全体の施工期間の
短縮および施工費用の低減を難しくしている。

【００１０】本発明は、従来の排水システムが有する上
記の問題に鑑みてなされたものであり、排水管に適切に
空気を供給して封水の破壊等を防止する排水管用通気装
置であって、１）小スペースで容易に排水管に取り付け
られ、２）排水管内の臭気および排水を漏出させず、
３）高い位置に通気口を有する通気管を用いることなく
排水管に通気できる、小型の、即ち、コンパクトな排水
管用通気装置を提供することを主たる課題となる。具体
的には、本発明は、各個通気管または回路通気管の代わ
りに、排水用衛生器具（例えば洗面器または流し台等）
よりも低い位置に取り付け可能であり、室内にも配置し
得る排水管用通気装置を提供することを主たる課題とす
る。

【００１１】上記課題を解決するため、本発明は： （１）好ましくは垂直に並設された、排水管の所定箇所
に取付け接続する通気筒および外気と通ずる通気筒のそ
れぞれの内部に球状体を昇降自在に配置した、これらの
２つの通気筒を上端部にて連通路で接続することにより
形成された、２つの通気筒にわたって延びる通気路を有
し、前記排水管の所定箇所を排水が通過する際、少なく
とも一方の球状体が、その球状体に作用する力に応じ
て、昇降（上昇または下降）して通気路を開閉する（開
くまたは閉じる）ことを特徴とする排水管用通気装置； （２）排水管の所定箇所に取付け接続する通気筒の通気
路の上方部に上昇する球状体が当接（または着座）する
弁座、特に球状体が密着して封止を形成できる弾性材料
（例えばゴムパッキン）を有する弁座を設けると共に、
下方部に球状体の下降を止めるストッパーを設けて球状
体を昇降自在に装着し、外気と通ずる通気筒の通気路の
下方部に下降する球状体が当接（または着座）する弁
座、特に球状体が密着して封止を形成できる弾性材料
（例えばゴムパッキン）を有する弁座を設けると共に、
上方部に球状体の上昇を止めるストッパーを設けて球状
体を昇降自在に装着してなることを特徴とする上記
（１）記載の排水管用通気装置； （３）排水管の所定箇所に取付け接続する通気筒は、そ
の内壁と球状体との間に球状体の昇降を助けるガイド手
段を有し、また、外気と通ずる通気筒は、その内壁と球
状体との間に球状体の昇降を助けるガイド手段を有し、
好ましくは、これらの通気筒には、そのようなガイド手
段を有するインナースリーブが嵌入装着され、該ガイド
手段または該インナースリーブにより球状体を円滑に昇
降させることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の
排水管用通気装置；ならびに （４）球状体の昇降を助けるガイド手段は、通気筒内で
球状体が昇降することにより形成される軌跡に対応する
仮想的な円筒（球状体の直径と同じ直径を有する直円
筒）の直径より僅かに大きい直径を有する円筒（したが
って、理論的には、この円筒の内部で球状体は、円筒に
接触せずに昇降できる）の側面上で鉛直方向に延びる長
尺部材（例えばストリップ、ロッドまたはピラー等）で
あって、３またはそれ以上のガイド手段が円筒の側面に
等間隔に配置されるように設けられており、好ましくは
ストッパーがガイド手段の一方の端部に設けられている
ことを特徴とする上記（３）記載の排水管用通気装置 を提供する。

【００１２】尚、ガイド手段は、その上端および下端が
上記仮想的な円筒の一部分である上端部分および下端部
分を具現化した部材（したがって、短い円筒部材または
リング部材）に接続されていてよい。ガイド手段と上下
端部分のこの組合せはインナースリーブに対応する。

【００１３】本明細書において、「排水管の所定箇所」
とは、通気を必要とする排水管のある地点であり、通
常、排水すべき水または汚水が溜められる要素、例えば
槽、容器、洗面器、便器等の衛生器具から下流であっ
て、封水が形成されている場合はその下流であって、可
及的に当該要素の直近であるのが好ましい。例えば、そ
のような要素の直下であるのが好ましい。

【００１４】本明細書において、「排水管の所定箇所を
排水が通過する際」とは、上記要素より排水すべき水ま
たは汚水の排水を開始した時から、排水が終了して水ま
たは汚水が上記要素から完全に排水されて、排水管の所
定箇所が排水する前の状態に戻るまでの期間を意味す
る。したがって、排水管内のある場所に関しては、その
場所を排水が通過する少し前から、排水が通過した少し
後までの期間が「排水管の所定箇所を排水が通過する
際」に相当する。「少し」という時間は、具体的には、
排水量および排水管の状態等に応じて決定される。

【００１５】また、「球状体に作用する力」とは、重力
（即ち、球状体の重量）、排水により生じる先に説明し
た押圧および負圧、ならびに排水の一部が通気路内（特
に通気筒内）に進入した場合にその排水がそこに浮かぶ
球状体を上方に移動させる力の少なくとも１つを意味す
る。

【００１６】本明細書において、「球状体に作用する力
に応じて（球状体が）昇降する」とは、これらの作用す
る力の内、排水が通過する際に、その都度球状体に作用
している力の釣り合い（即ち、これらの力の合力の方向
および大きさ）に基づいて球状体が昇降すること意味す
る。また、「球状体が昇降する」とは、球状体が、（望
ましくは鉛直方向に沿って）上昇することおよび下降す
ること（上下方向に移動すること）ならびに停止するこ
と（停止していることを含む）の少なくとも１つにより
構成されるシーケンスで、移動すること（全く動かない
ことおよび移動の後で停止することも含む）を意味す
る。

【００１７】換言すれば、本発明の排水管用通気装置
は、それぞれに球状体が昇降自在に装着された第１通気
筒および第２通気筒を有し、第１通気筒の下端は排水管
の所定箇所に接続される開口部を形成し、第２通気筒の
下端は吸気口となる開口部を形成し、第１通気筒の上端
と第２通気筒の上端との間が連通していて、第２通気筒
の下端から第１通気筒の下端に至る通気路が形成される
ようになっており、球状体がそれに作用する力に応じ
て、より具体的には、重力、排水管用通気装置の内外の
圧力差（いわゆる差圧）に起因して生じる力、および排
水管から進入する排水の水位変化の少なくとも１つによ
り、当該球状体が配置された通気筒内を昇降して、少な
くとも１つの球状体が弁座に着座するときに通気路が閉
じられる排水管用通気装置である。

【００１８】この排水管用通気装置は、２つの通気筒内
にある球状体が昇降でき、排水管の所定箇所を排水が通
過する際、実際に少なくとも１つの球状体が移動でき、
場合により、その後に停止し得ることにより、通気路が
開閉され得ることを特徴とする。本発明の排水管用通気
装置において、通気路が開いた状態にあるときは外気を
吸気口から取り込んで排水管内に供給し、通気路が閉じ
た状態にあるときは水もしくは汚水、および／または汚
水の臭気が排水管の外部に漏出することを有効に防止す
る。即ち、本発明の排水管用通気装置は２つの球状体を
弁体とするバルブとして機能し、通気路の開閉は各通気
筒が有する弁座に球状体が着座するか否か、即ち、球状
体の弁座への着座のオン／オフにより実施される。

【００１９】球状体は、重力、排水管用通気装置の内外
の圧力差（いわゆる差圧）に起因して生じる力、および
排水管から進入する排水の水位変化の少なくとも１つに
より通気筒内を昇降する。本明細書において、排水管用
通気装置の内外の圧力差とは、排水管用通気装置が配置
される周辺雰囲気の圧力（即ち、外気の圧力または第２
通気筒内の球状体の下方の圧力）と排水管用通気装置の
内部の圧力（例えば、第２通気筒内における球状体より
上方の圧力または第１通気筒内における球状体の上方の
圧力であってよい）との差を意味する。

【００２０】「球状体」とは、通気筒内に配置された弁
座に着座して弁座との間で気密かつ液密な（即ち、密着
性の）封止を形成する弁体であって、少なくとも弁座と
接触する部分が球面の一部を形成している弁体を意味
し、球状体に作用する力によって、封止が不十分になる
ほどに変形しない。したがって、弁座は、封止を形成す
る球状体の当該球面の一部分と相補的な部分を有し、ま
た、中央部には開口部を有して通気路の一部を形成す
る。１つの態様では、弁座は、当該球面の一部分を包囲
して封止を形成する円形（直径は球状体の直径より小さ
い）開口部を有する環状体である。弁座は球状体との密
着性を向上させるために封止形成部材を有してよく、そ
の場合、球状体は、封止形成部材と接触する部分が球面
の一部を形成している弁体である。封止形成部材は、例
えば、弾性材料から成る環状形態のパッキン（例えばＯ
−リング等（特に、塩ビ、シリコーン、バイトン製のも
の））であってよい。

【００２１】球状体は、実質的に球形であるのが好まし
いが、弁座との組み合わせによって十分な封止が形成さ
れるものであれば、実質的に球形でなくてもよい。この
意味では、球状体は弁座と接触する部分が球面の一部分
であれば、他の部分は球形でなくてもよい。この意味に
おいて、本明細書では「球状体」なる用語を使用してい
る。したがって、球状体全体としては、端部が球面であ
る柱状体または半球体等であってもよい。球状体は、中
空であっても、あるいは中実であってもよく、別の態様
では、一部分に空洞部を有するものであってもよい。球
状体に作用する力に応じて、適切な球状体を選択でき
る。

【００２２】本発明の通気装置においては、重力、排水
管用通気装置の内外の圧力差に起因して生じる力、およ
び排水管から進入する排水の水位変化の少なくとも１つ
を利用して各球状体を各通気筒内で昇降させるので、球
状体は一般的に軽いものが好ましい。例えば、球状体が
球形である場合には、水に浮かべた時の喫水線が球体の
中心を通る水平面より下方に位置する（即ち、球体を水
に浮かべたときに球体の最下部から水面までの距離（水
没部の高さ）が球体の直径の半分以下、好ましくは３分
の１以下（例えば４分の１程度）、より好ましくは５分
の１以下となる）ような軽いもの（例えばフロート）で
あることが好ましい。具体的には、中空となるように成
形したプラスチック製の球状体（例えばピンポン玉）が
球状体として好ましく用いられる。独立気泡を有する発
泡体（例えば発泡スチロール）から成る球状体もまた好
ましく用いられる。

【００２３】第１通気筒および第２通気筒は、上端から
下端に通じる空洞部を有する筒状体である。球状体はこ
の空洞部で昇降し、したがって空洞部は球状体のパス
（path）となる。第１通気筒および第２通気筒におい
て、空洞部の断面形状は円形（したがって、空洞部は円
筒形状）であることが好ましいが、球状体が自在に昇降
できるのであれば、他の形状、例えば三角形および四角
形のような多角形であってもよい。特に、ガイド手段ま
たはインナースリーブが存在する場合には、実質的にガ
イド手段またはインナースリーブが球状体のパスを規定
することになるので、他の形状であってもよい。好まし
い１つの態様では、通気筒は、その中に挿入される球状
体と通気筒の内壁との間の間隔は、通気路における気体
の通過が過度に阻害されない限りにおいて、可及的に小
さい間隔となるように構成され、球状体と通気筒の内壁
との間にガイド手段またはインナースリーブを含む場所
も同様に当該間隔は可及的に小さい。具体的には、通気
筒が円筒形の空洞部を有する場合、その空洞部の直径は
球状体の直径よりも少し大きい。

【００２４】第１通気筒の下端は所定箇所にて排水管に
接続されて排水管用通気装置と排水管との間を連通させ
る。第２通気筒の下端は吸気口として作用する。吸気口
は排水管用通気装置の外部から空気を取り入れる部分で
あり、通気口とも称され得る。第１通気筒と第２通気筒
との間の連通は両者の上端部にて確保される。したがっ
て、この排水管用通気装置には、第２通気筒の下端（即
ち、吸気口）から第２通気筒の上端、第２通気筒と第１
通気筒との連通部、および第１通気筒の上端を経て第１
通気筒の下端（即ち、排水管）に至る通気路が形成され
ることとなる。「第１通気筒および第２通気筒を有す
る」とは、本発明の排水管用通気装置において各球状体
がそれぞれ異なる通気筒で昇降し得ることを意味する。
尤も、第１通気筒および第２通気筒は完全に別の部材で
ある必要は必ずしもない。例えば、第１通気筒の上端部
と第２通気筒の上端部が接続された一体の通気筒（例え
ば逆Ｕ字形通気筒）で本発明の排水管用通気装置を構成
してもよい。あるいは、２つの筒部を有するように一体
的に成形されたものを使用してもよい。いずれの態様に
おいても、第１通気筒と第２通気筒は好ましくは垂直に
並設される。

【００２５】「第１通気筒の上端と第２通気筒の上端と
の間が連通している」とは、第１通気筒の上端から流出
した流体（特に気体、例えば空気）が第２通気筒の上端
に流入し得、かつ、第２通気筒の上端から流出した流体
が第１通気筒の上端に流入し得る状態をいう。

【００２６】第１通気筒と第２通気筒との間を連通させ
る態様としては、種々の態様がある。例えば、各通気筒
の上端を共通の閉じられた空間に開放し、この空間を連
通部とし、２つの通気筒の上端部の間を連通させてよ
い。そのような空間は、深皿（例えばシャーレ）状の蓋
で双方の通気筒の上端を覆うことによって形成できる。
あるいは、第１通気筒および第２通気筒とを隣接させ、
第１通気筒にて弁座に球状体が着座した時の球状体の最
上部よりも上の位置で双方の通気筒の上部を一体に接続
する連通路を連通部として形成してもよい。

【００２７】排水管内を排水が流れておらず、排水管内
の圧力が大気圧とほぼ等しい場合、各球状体には重力が
作用し、各球状体は適当な部材（例えば、弁座またはス
トッパー）でそれ以上下降しないようにされた静止状態
にあり、第２通気筒内では球状体が着座（即ち、弁座に
当接）して、排水管内の気体が外部に漏出するのを防止
している。

【００２８】第１通気筒内における球状体の垂直方向の
移動は、排水管から第１通気筒内に進入する排水の水位
変化により達成される。即ち、第１通気筒の球状体は、
排水管から排水が進入すると浮力によって排水上に浮
き、その後、第１通気筒内の水位（または水面の高さ）
が変化するとそれに合わせて上昇または下降する。排水
の第１通気筒内への進入は、例えば、排水管を流れる排
水が、例えば排水管の屈曲部（特にチーズ部）で、排水
管の内壁に衝突して跳ね上がることによって、または排
水管を流れる排水の量が過剰であることによって生じ、
あるいは排水管内が一時的に詰まった場合に生じ得る。
第２通気筒内において、球状体は、排水管内の所定箇所
を排水が通過する排水管用通気装置の内外の圧力差（即
ち、大気圧と負圧との差）および球状体に作用する重力
により上昇し、または下降する。

【００２９】弁体である球状体を、重力、排水管用通気
装置の内外の圧力差に起因して生じる力、および排水管
から進入する排水の水位変化の少なくとも１つを利用し
て上昇または降下させる構造とすることにより、排水管
通気装置における通気路の開閉機構は極めて簡易なもの
となる。

【００３０】本発明の排水管用通気装置において、通気
路は球状体が弁座に着座したときに実質的に閉じられ
る。本発明の排水管用通気装置は、好ましくは第１通気
筒内を昇降する球状体の弁座を第１通気筒内の上端側に
有し、第２通気筒内を昇降する球状体の弁座を第２通気
筒内の下端側に有する。そのように弁座を設けると、第
１通気筒内の球状体は、排水管から進入した排水から浮
力を受けて水面に浮いた状態で水位の上昇に伴って上昇
したときに着座する。球状体をこのように着座させるこ
とで、排水が排水管から第１通気筒内へ進入しても、第
１通気筒内で球状体と弁座が形成する封止部が排水の更
なる進入を阻止する。尤も、本発明の排水管用通気装置
においては、第１通気筒内に進入して来る排水の上方に
気体が存在し、第２通気筒内で球状体が既に着座して封
止を形成しているので、第１通気筒内で水位が上昇する
と、通気装置内の気体が圧縮されて圧力が高まることと
なり、したがって排水は容易に第１通気筒内を上昇でき
ない。即ち、本発明の排水管用通気装置においては、排
水の通気装置外部への漏出が二重に、即ち、第２通気筒
内の球状体の着座により形成された封止部と進入した排
水の水面との間で通気路内の圧力が上昇することによっ
て、また、第１通気筒内の球状体の着座により形成され
る封止部が排水の進行を阻止することによって、有効に
防止される。

【００３１】本発明の排水管用通気装置は、水または汚
水等の排水により排水管内に負圧が生じるときを除いて
は、第２通気筒において球状体が自重により下端側で着
座して第２通気路の下端部で封止を形成している。即
ち、本発明の排水管用通気装置の通気路は、排水時を除
いて常に閉鎖されている。かかる構成により、排水管内
で発生した臭気の漏出は常に有効に防止される。

【００３２】弁座と球状体との間で形成される封止部の
液密および気密を容易に確保し得るように、上述のよう
に、弾性材料で形成される封止形成部材を弁座に設ける
ことが好ましい。弁座に封止形成部材が設けられると、
弁座に着座する球状体は封止形成部材と接触することと
なる。封止形成部材としては、パッキンと称される部材
を任意に使用できる。パッキンは弾性材料（特に、塩
ビ、シリコーン、バイトン、またはその他のゴム）から
成るＯ−リング等であってよい。

【００３３】本発明の排水管用通気装置は、好ましく
は、各球状体が所定位置を超えて上昇または下降しない
ように各球状体の上昇または下降を制限するためのスト
ッパーを、球状体に関して弁座と反対側に有する。スト
ッパーは各通気筒内において弁座が設けられていない端
部側に設けられる。ストッパーは、ストッパーが球状体
に当接しても通気路が閉鎖されず、したがって通気が確
保される構造を有するものとする。ストッパーは、例え
ばリング状部材に間隔をあけて内側に突出するように取
り付けられた複数の突起部、例えば爪状物であってよ
い。

【００３４】本発明の排水管用通気装置は、球状体の昇
降を助けるガイド手段を有するインナースリーブを通気
筒内に有するものであることが好ましい。インナースリ
ーブは球状体が所望のように昇降するのを補助する。
「球状体が所望のように昇降する」とは、例えば、球状
体が水平方向で移動することを抑制し、球状体を各通気
筒の内壁面と接触しないように昇降させること、即ち、
球状体が位置ずれすることなく（いわゆるボールのおど
りを抑制して）弁座に適切に着座するように所定の経路
または方向で昇降させることを意味する。いずれの目的
でインナースリーブを設ける場合にも、インナースリー
ブは、球状体が弁座に着座していないときに、各通気筒
内において球状体と通気筒内壁との間での空気の通過が
妨げられない構造を有する。

【００３５】インナースリーブは、球状体の直径よりも
大きい直径、好ましくは僅かに大きい直径を有する円筒
状部材であって、その側面に空気の通過を確保するため
の窓部（または開口部）を有するものであることが好ま
しい。そのようなインナースリーブは、例えばメッシュ
を用いて形成することができる。メッシュは、例えばプ
ラスチック製または金属製等であってよい。

【００３６】別の態様において、インナースリーブは、
好ましくは、複数個の柱状体（ピラー）を、間隔をあけ
てリングの周上に、柱状体とリングの面が垂直となるよ
うに配置することにより形成される。そのようなインナ
ースリーブはケージ状の外観を呈する。柱状体は、好ま
しくは適当な部材で支持される。そのような部材は、例
えば柱状体の上下を支持するリング状部材である。この
インナースリーブにおいて、柱状体は球状体の昇降を助
けるガイド手段として作用し、柱状体間の間隙は窓部と
して空気の通過を確保する。柱状体は、好ましくは３以
上配置される。柱状体は、好ましくはリング状部材の周
を等分して柱状体間が等距離となるように配置される。

【００３７】柱状体を用いてインナースリーブを形成す
る場合、柱状体の一方の端部にストッパーを設けてよ
い。柱状体にストッパーを設けた場合、インナースリー
ブは、各通気筒において、弁座に隣接する端部とは反対
の端部側にストッパーが位置するよう各通気筒内に配置
させる。

【００３８】本発明の排水管用通気装置は、排水管から
外部への気体または液体の漏れ、特に液体の漏れを、２
つの球状体で通気路を二重に確実に閉鎖することによっ
て阻止することを特徴とし、従来の通気管のように通気
口を高い位置に設けなくとも排水管から水または汚水を
吸気口から漏出させない。さらに、本発明の排水管用通
気装置によれば、臭気の漏出もまた効果的に防止される
ので、吸気口が室内に位置するように設置することも可
能である。したがって、本発明の排水管用通気装置は高
所に通気口を有する通気管を使用することなく簡易に排
水管の所望の箇所に取り付けることができ、その設置に
際して、床、壁および天井等に穴をあける必要がない。
このことは、排水システムの施工期間を大幅に短縮し、
施工費用を大幅に低減させる。

【００３９】本発明の排水管用通気装置は、継手等を用
いれば、融通性良く種々の排水管に接続でき、現物合わ
せ的な施工を必要としない。したがって、本発明の排水
管用通気装置は大量生産してストックすることができる
ので、施工現場のニーズに応じて速やかに供給され得
る。

【００４０】本発明の排水管用通気装置は、従来の排水
システムで採用されていた通気管を実質的に必要としな
いから、他の設備配管等のためにより広いスペースを確
保することを可能にする。さらに、本発明の装置を用い
れば、通気管および通気口が室内および外壁部に露出し
ないため、建造物の屋内外の外観が損なわれない。

【００４１】発明を実施するための形態 本発明の実施の形態を図１および図２を参照して説明す
る。図１および図２は、排水管（図示せず）の所定箇所
に接続された本発明の通気装置であって、排水を開始す
る前の状態、あるいは排水の量が少なくて球状体には重
力以外の力が実質的に作用していない状態にある通気装
置を示している。図１および図２に示す排水管用通気装
置において、第１通気筒（１）および第２通気筒（２）
は垂直に並設され、２つの通気筒は共通の壁（30）で隔
てられている。

【００４２】各通気筒（１，２）の中には球形の球状体
（３，３Ａ）が昇降可能に挿入されている。球状体
（３、３Ａ）はプラスチック製の中空の球体であり、水
面に浮かべたときの喫水線が球体の中心以下になり、球
体の体積の半分以上、好ましくは４分の３以上が水面か
ら上方に突出するものである。

【００４３】第１通気筒（１）の下端は排水管の所定箇
所に接続される開口部であり、第２通気筒（２）の下端
は吸気口となる開口部である。図示した態様において、
第１通気筒（１）の下端部の内壁面にはネジ（１ａ）が
切られ、排水管（または排水管と連通する継手）と螺合
するようになっている。第１通気筒の下端部と排水管
（または排水管と連通する管状継手）は、ユニオンジョ
イントで接続するようにしてよい。第１通気筒の下端部
と排水管（または管状継手）は、螺合以外の方法、例え
ば配管用接着剤を用いて接続してよく、その場合、第１
通気筒の内壁面は平滑としてよい。

【００４４】各通気筒（１，２）の上端に位置するフラ
ンジ部には、パッキン（１０）を介して蓋（８）がネジ
（９）によって実質的に気密および液密に取り付けられ
ている。この態様では蓋（８）の下方が連通部に対応し
ており、この態様は各通気筒の上端が共通の閉じられた
空間に開放されている態様に相当する。

【００４５】第１通気筒（１）には、球状体（３）が所
望のように昇降するのを助けるガイド手段（４ａ）を有
するインナースリーブ（４）が嵌入装着されている。イ
ンナースリーブ（４）の上端には、パッキンとしてＯ−
リング（５）が取り付けられた輪座（即ち、環状の弁
座）（６）がＯ−リング（７）を介して装着されてい
る。輪座（６）は、通気を可能にする開口部を中央に有
する。この開口部は球状体が着座することにより閉鎖さ
れる。

【００４６】第２通気筒にも、インナースリーブ（４
Ａ）が嵌入装着されている。インナースリーブ（４Ａ）
の下端には、Ｏ−リング（５Ａ）が取り付けられた輪座
（即ち、環状の弁座）（６Ａ）がＯ−リング（７Ａ）を
介して装着されている。輪座（６Ａ）は、通気を可能に
する開口部を中央に有する。この開口部は球状体が着座
することにより閉鎖される。

【００４７】図示した態様において、蓋（８）は押え枠
（８Ａ）を有する。押え枠（８Ａ）の下端部は、蓋
（８）をネジ（９）で締め付けて両通気筒に取り付ける
際に、第１通気筒内で輪座（６）をインナースリーブ
（４）に押し付け、第２通気筒内でインナースリーブ
（４Ａ）を輪座（６Ａ）に押し付ける。それにより、Ｏ
−リング（７，７Ａ）は弾性変形して、輪座（６，６
Ａ）の開口部を介してのみ気体または液体が通過できる
状態を確保する。即ち、Ｏ−リング（７，７Ａ）は輪座
の外周部と通気筒の内壁との間の封止を確保する。

【００４８】押え枠（８Ａ）は２つの通気筒の外周と略
一致するように設けられ、蓋の深さを規定している。蓋
（８）は、各通気筒の上に押え枠（８Ａ）の高さに相当
する高さを有する空間部を形成している。蓋（８）にお
いて第１通気筒と第２通気筒とが接する部分には押え枠
（８Ａ）が存在しない。押え枠（８Ａ）のない部分は連
通路（８ａ）となって、両通気筒（１，２）の上端間の
連通を確保している。このようにして、本発明の装置に
おいて、排水管の所定箇所に接続される第１通気筒の開
口部から第２通気筒の下端である吸気口まで延びる、第
１通気筒（１）および第２通気筒（２）にわたる通気路
が形成される。

【００４９】図３に図１で使用したインナースリーブ
（４）の斜視図を示す。尚、インナースリーブ（４Ａ）
は、図３に示すインナースリーブ（４）の上下を逆にし
た状態に対応する。インナースリーブ（４）は、ガイド
手段として板状の柱状体（４ａ）を４個含み、柱状体
（４ａ）の上端および下端はリング部材（４ｃ）で支持
されている。柱状体（４ａ）はリング部材の周を等分し
て柱状体（４ａ）間が等距離となるように配置され、隣
り合う柱状体の間には空気の通過を確保する窓部（４
ｄ）が形成され、全体として円筒を形成している。イン
ナースリーブ（４）の内径は、球状体（３、３Ａ）の直
径より僅かに（例えば直径４０ｍｍの球状体では０．５
〜２mm程度）大きい。

【００５０】柱状体（４ａ）の下端には突出部としての
爪状のストッパー（４ｂ）が設けられている。図示した
態様において、ストッパー（４ｂ）は、下方のリング部
材（４ｃ）の上端より上方にて内向きに（即ちリング部
材が形成する円の中心に向かって）突出するように設け
られているため、球状体（３）がストッパー（４ｂ）に
当接しても空気の十分な通過は確保される。図１に示す
ように、ストッパー（４ｂ）は第１通気筒内では下側に
位置して球状体（３）の最大降下点を決定し、第２通気
筒内では上側に位置して球状体（３Ａ）の最大上昇点を
決定している。

【００５１】図１は、球状体（３，３Ａ）に重力のみが
作用した状態で静止しており、第２通気筒（２）内で球
状体（３Ａ）が着座していることによって通気路が閉じ
られている状態を示す。したがって、図１の装置を線Ａ
−Ａで切断した断面は図２に示すようになる。第１通気
筒（１）において、ストッパー（４ｂ）は球状体（３）
がさらに下降することを阻止している。第２通気筒にお
いて、球状体（３Ａ）はＯ−リング（５Ａ）を介して輪
座（６Ａ）に着座しており、また、インナースリーブ
（４Ａ）のリング部材（４ｃ）との間で僅かに間隙を形
成している。

【００５２】次に、排水管に接続した本発明の排水管用
通気装置における球状体（３，３Ａ）の昇降および空気
の流れを図４および図５を参照して説明する。図４およ
び図５は、第１通気筒（１）の下端が排水管（または排
水管に接続された管状継手）（11）に接続され、高低差
を利用して水または汚水を一気に排水したときに観察さ
れ得る、球状体（３，３Ａ）の昇降および空気の流れの
一例をそれぞれ示している。

【００５３】図４は、排水管内の排水の一部が第１通気
筒（１）内に進入した状態を示している（排水は図示せ
ず、水位のみ破線で図示）。排水は、例えば、排水管内
を通過するときに管の内壁に衝突して跳ね上がったと
き、あるいは排水管が例えば一時的に詰まって排水管内
の排水の水位が上昇したときに第１通気筒内に進入す
る。第１通気筒（１）内に排水が進入すると、球状体
（３）は矢印Ｘ１方向の浮力によって水に浮かんだ状態
となる。その後、球状体（３）は、水に浮かんだ状態に
て水位の上昇に伴って上昇し、水位が下降すると球状体
も降下する。

【００５４】第２通気筒内の球状体（３Ａ）は、自重に
よりＯ-リング（５Ａ）を介して輪座（６Ａ）に着座
し、封止部を形成している。この封止部は第１通気筒内
における封止部の形成の有無に拘らず形成され、水位上
昇を抑制する。詳しくは、第１通気筒内で球状体（３）
が上昇する場合、球状体（３）が上昇するに従って、球
状体（３）と球状体（３Ａ）との間に存在する空気が圧
縮され、球状体（３Ａ）には矢印Ｘ２方向の力がかか
る。Ｘ２方向の力は、球状体（３Ａ）をＯ−リング（５
Ａ）を介して輪座（６Ａ）により強く押し付けて第２通
気筒（２）の下端部における封止部をより十分なものと
する。球状体（３Ａ）と排水の水面との間で空気が圧縮
されて圧力が上昇すると、その圧力により第１通気筒内
の排水の水位の上昇が押えられる。

【００５５】球状体（３）の下方に存在する空気量が通
気装置内の他の部分の空気量と比較して少ない場合、進
入してきた排水に作用するヘッド圧が大きい場合には、
排水の水位が上昇して装置内の空気が圧縮されて球状体
（３）が着座する場合がある。また、球状体（３Ａ）の
着座状態が何らかの理由（例えば異物の付着等）によっ
て不十分となっている（即ち、封止部の一部で気体の漏
出が発生している）場合には、排水の水位の上昇によ
り、通気装置内の空気が外部に排出され、その結果、排
水の水位が容易に上昇し、球状体（３）が弁座に着座す
ることがある。このような状態を図４に模式的に示して
いる。

【００５６】図４において、球状体（３）は輪座（６）
にＯ−リング（５）を介して着座している。球状体
（３）が着座すると、球状体（３）と輪座（６）との間
が封止されるので、水位はそれ以上上昇しない。

【００５７】球状体（３）は喫水線が球体の中心以下に
なるものであるから、球状体（３）の上昇中、水面は球
状体（３）より上方に位置しない。したがって、球状体
（３）が着座する前に水が第１通気筒（１）の上端から
あふれ出ることはない。したがって、本発明の排水管用
通気装置に排水管から排水が進入した場合、その排水の
外部への漏出は、第１通気筒内の球状体および第２通気
筒内の球状体により２段でより確実に防止される。

【００５８】第２通気筒（２）の下端部で形成される封
止部は、第１通気筒（１）および第２通気筒（２）内の
空気の漏出を防止し、ひいては、排水管内の空気の漏出
をも防止する。したがって、これらの空気が臭気を含む
場合には、臭気の漏れが極めて有効に抑制される。この
ような空気の漏れは、図１の状態でも有効に抑制され
る。

【００５９】図５は、例えば、図１または図４に示す状
態の後、排水による負圧が発生し、その結果、第２通気
筒内の球状体（３Ａ）には、通気装置内外の圧力差、即
ち、大気圧と通気装置内の圧力との差に起因する矢印Ｙ
２で示される上向きの力が作用する。この上向きの力が
球状体（３Ａ）の重量に優ると、球状体（３Ａ）は着座
状態を維持できなくなり上昇する。球状体（３Ａ）が上
昇の程度は、負圧および球状体の重量に応じて決まる。
尤も、球状体（３Ａ）はストッパー（４ｂ）に当接する
と、それ以上は上昇できない。このとき、第１通気筒
（１）内の球状体（３）は、自重によってストッパー
（４ｂ）に当接しており（したがって、着座状態にな
く）、したがって、通気路は開いた状態となる。即ち、
球状体（３，３Ａ）がともに輪座（６，６Ａ）に着座し
ていない（即ち、Ｏ−リング（５，５Ａ）と接触してい
ない）状態となるために、通気路は「開いた」状態とな
る。

【００６０】第１通気筒との接続部において排水管（1
1）内の圧力が負圧になっているので、排水管用通気装
置内の空気は矢印Ｙ１方向に吸引され、外気が吸入口か
ら通気装置内に入る。即ち、通気路が開いた状態にある
場合、排水管用通気装置内の圧力は大気圧よりも小さく
なっているので、装置内には第２通気筒の下端部から必
然的に空気が取り込まれる。取り込まれた空気は、第２
通気筒（２）の輪座（６Ａ）の開口部から第２通気筒
（２）内を通過し、連通路（８ａ）を経て、輪座（６）
の開口部および第１通気筒（１）内を通過して、第１通
気筒の下端から排水管（11）内に供給される。空気は、
各通気筒（１，２）内において、球状体（３，３Ａ）の
側方ではインナースリーブ（４Ａ）の柱状体（４ａ）間
の窓部を通過する。球状体（３Ａ）がストッパー（４
ｂ）に当接している場合、空気は球状体（３Ａ）とイン
ナースリーブ（４Ａ）との間の間隙を通過する。図５に
おいて、この空気の流れは矢印Ｚで示される。排水管内
に供給された空気は、排水管内の圧力を負圧から実質的
に大気圧にして封水の破壊を防止する。

【００６１】図示するように空気が吸引されると、排水
管用通気装置内に滞留していた空気および排水（存在す
る場合）が空気とともに排水管内へ流入し、水または汚
水とともに排出される。したがって、それらの空気およ
び排水が臭気を発するものであっても、その臭気が通気
口から外部に漏れることはない。

【００６２】排水が終了すると、球状体（３，３Ａ）は
それぞれ自重により図１に示す状態となり、この状態は
次の排水が行われるまで保たれる。排水管用通気装置が
この状態にある場合、Ｏ−リング（５Ａ）を介して球状
体（３Ａ）と輪座（６Ａ）との間に形成されたシーリン
グによって、排水管内の臭気が外部へ漏洩することが有
効に防止される。

【００６３】このように本発明の排水管用通気装置は、
排水管内で所定値以上の負圧（具体的には第２通気筒内
の球状体を上昇させるのに十分な負圧）が発生したとき
に、速やかに外気を供給して排水管内が過度に減圧状態
となるのを防止し、ひいては封水破壊の原因となるサイ
ホン現象の発生を抑制する。さらに、本発明の通気装置
において、図５に示すように第２通気筒の内壁と球状体
との間の間隙が狭い場合、その狭い間隙を気体が通過す
るので、図９に示すように漏斗状バルブシート上でボー
ルを浮上させる場合と比較して、より小さい負圧でも球
状体が上昇しやすい、即ち、負圧に対する通気装置の感
度が向上する。

【００６４】本発明の排水管用通気装置の形状および寸
法は、排水管の径等に応じて適宜選択することができ
る。一般には、第１通気筒および第２通気筒の内径を４
〜５cm、長さを７〜８cm程度とし、球体の直径を３〜４
cm程度とすればよい。

【００６５】図６および図７に、本発明の排水管用通気
装置の使用態様を模式的に示す。図６は、容器（12）に
溜めた水または汚水を高低差を利用して排水する排水シ
ステムを示す。本発明の通気装置（100）は、継手（1
1）を用いて排水管（13）の所定箇所（２箇所）に取り
付けられている。継手（11）は第１通気筒（１）の下端
に接続されている。図示するように、本発明の通気装置
を排水すべき水を溜めた槽の直近に配置するのが好まし
い。

【００６６】図７は流し台（14）の排水管（15）に、継
手（11）を利用して本発明の排水管用通気装置を取り付
けた態様を示す。排水管用通気装置（100）の寸法は小
さくできるので、流し台（14）の下部スペース内に十分
に収まる。

【００６７】図６および図７に示す排水システムには、
高所に通気口を有する通気管が設けられていないため、
排水システムは全体としてすっきりしている。

【００６８】産業上の利用の可能性 本発明の排水管用通気装置は、重力、排水管用通気装置
の内外の圧力差に起因して生じる力、および排水管から
進入する排水の水位変化の少なくとも１つを利用して球
状体を昇降させることにより、通気路を開閉するように
したものである。この装置は、排水管の適当な位置に、
必要に応じて継手等を介して容易に取り付けることがで
きる。したがって、この装置は、住宅の台所、洗面所、
浴室および便所、ならびにビル等の大型建造物の排水シ
ステム等、種々の排水システムに適用できる。

【００６９】本発明の通気装置は、排水管に使用できる
だけではなく、他の液体を輸送する導管にも適用でき、
また、タンク類への通気装置としても使用できる。具体
的には、第１通気筒の下端をタンク内の液体の液面上方
に位置する気相部と連通させ、例えば、タンク内の液面
が降下した場合に、液面の上方に外気を速やかに供給す
ることができる。その結果、タンク内の気相部の圧力が
過度に減圧状態になることが有効に防止される。 ［図面の簡単な説明］

【図１】 図１は、本発明の排水管用通気装置の一例を
模式的に示す縦方向断面図である。

【図２】 図２は、図１の排水管用通気装置を線Ａ−Ａ
に沿って切断した横断方向断面図である。

【図３】 図３は、インナースリーブの一形態を模式的
に示す斜視図である。

【図４】 図４は、図１の排水管用通気装置において第
１通気路内における排水の水位が上昇して球状体が着座
した状態を模式的に示す縦方向断面図である。

【図５】 図５は、図１の排水管用通気装置において通
気路が開いて外気が排水管に向かって流れ込む状態を模
式的に示す縦方向断面図である。

【図６】 図６は、排水管に本発明の排水管用通気装置
を設置した排水システムを示す模式図である。

【図７】 図７は、流し台の排水管に本発明の排水管用
通気装置を設置した排水システムを示す模式図である。

【図８】 図８は、従来の排水システムの一例を示す模
式図である。

【図９】 図９は、従来の排水管用通気弁を模式的に示
す縦方向断面図である。

【符号の説明】

１，２…通気筒、１ａ…ネジ、３，３Ａ…球状体、４，
４Ａ…インナースリーブ、４ａ…柱状体（ガイド手
段）、４ｂ…ストッパー、４ｃ…リング部材、４ｄ…窓
部、５，５Ａ，７，７Ａ…Ｏ−リング、６，６Ａ…弁
座、８…蓋、８Ａ…押え枠、８ａ…連通路、９…ネジ、
１０…パッキン、１１…排水管または継手、３０…壁、
１００…排水管用通気装置、１２…容器、１３，１５…
排水管、１４…流し台、１６，１７，１９，２０…通気
管、１８…通気口、２１…通気弁、２２…漏斗状バルブ
シート、２３...ボール。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を輸送する導管に気体を供給する、
   通気装置であって、 それぞれに球状体が昇降自在に装着された第１通気筒お
   よび第２通気筒を有し、 第１通気筒の下端は導管の所定箇所に接続される開口部
   を形成し、 第２通気筒の下端は供給する気体が入る吸気口となる開
   口部を形成し、 第１通気筒の上端と第２通気筒の上端との間が連通して
   いて、第２通気筒の下端から第１通気筒の下端に至る通
   気路が形成されるようになっており、 第１通気筒内を上昇する球状体の弁座を第１通気筒内の
   上端側に有し、第２通気筒内を下降する球状体の弁座を
   第２通気筒内の下端側に有し、 球状体がそれに作用する力に応じて通気筒内を昇降し
   て、少なくとも１つの球状体が弁座に着座するときに通
   気路が閉じられることを特徴とする通気装置。
2. 【請求項２】 球状体が、重力、通気装置の内外の圧力
   差に起因して生じる力、および導管から進入する液体の
   液位変化の少なくとも１つによって、当該球状体が配置
   された通気筒内を昇降する請求項１に記載の通気装置。
3. 【請求項３】 導管は排水管であり、液体は排水であ
   り、気体は通気装置の周辺大気であり、通気装置は排水
   管用通気装置である請求項１または２に記載の通気装
   置。
4. 【請求項４】 球状体は球体であり、水に浮かべた時の
   喫水線が球体の中心以下になるものである請求項１〜３
   のいずれかに記載の通気装置。
5. 【請求項５】 第１通気筒内を下降する球状体の更なる
   下降を阻止するストッパーを第１通気筒内の下端側に有
   し、第２通気筒内を上昇する球状体の更なる上昇を阻止
   するストッパーを第２通気筒内の上端側に有する請求項
   １〜４のいずれかに記載の通気装置。
6. 【請求項６】 弁座に封止形成部材が設けられ、球状体
   が封止形成部材を介して弁座に着座する請求項１〜５の
   いずれか１項に記載の通気装置。
7. 【請求項７】 通気装置は球状体の昇降を助けるガイド
   手段として長尺部材を少なくとも３つ有し、ガイド手段
   は、球状体の直径より僅かに大きいリング部材に接続さ
   れてインナースリーブを構成し、インナースリーブは各
   通気筒内に配置されている請求項１〜６のいずれかに記
   載の通気装置。
8. 【請求項８】 液体を貯蔵する容器に気体を供給する、
   通気装置であって、 それぞれに球状体が昇降自在に装着された第１通気筒お
   よび第２通気筒を有し、 第１通気筒の下端は、容器内の液体の液面上方に位置す
   る気相部と連通される開口部を形成し、 第２通気筒の下端は供給する気体が入る吸気口となる開
   口部を形成し、 第１通気筒の上端と第２通気筒の上端との間が連通して
   いて、第２通気筒の下端から第１通気筒の下端に至る通
   気路が形成されるようになっており、 第１通気筒内を上昇する球状体の弁座を第１通気筒内の
   上端側に有し、第２通気筒内を下降する球状体の弁座を
   第２通気筒内の下端側に有し、 球状体がそれに作用する力に応じて通気筒内を昇降し
   て、少なくとも１つの球状体が弁座に着座するときに通
   気路が閉じられることを特徴とする通気装置。
9. 【請求項９】 容器はタンク類である請求項８に記載の
   通気装置。