JP3855568B2 - Drain trap - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水封式の排水トラップに係り、特に多層建築物に好適な衛生設備室の排水トラップに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、浴室などの衛生設備室には、水封式の排水トラップを設けている。この排水トラップの封水は、排水管内と室内との空気を遮断する役目を持つ。その目的は、排水管や排水槽もしくは下水道などの悪臭や下水ガスまたは害虫などが、排水管を介して衛生設備室へ侵入しないようにすることである。
【0003】
従来、浴室ユニットの排水トラップには、水封式の排水トラップの中でも、樹脂製の逆わん型排水トラップを用いることが多い。この理由には、材質に樹脂を用いることで腐食に強く、また通常逆わん型の排水トラップは隔壁が着脱可能であることから、隔壁を取外せば排水トラップ内部の清掃が容易に行なえることと、専用機械を用いて排水管の内部まで清掃が可能なことなどが挙げられる。
【0004】
ところで、集合住宅やオフィスビルなどの多層建築物では、各階から出る排水を処理するために、建築物を縦方向に貫く排水立て管を少なくとも1本は有しており、排水立て管1本に対して複数階からの排水が流入する。各階の衛生設備室からの排水は、該階の排水横枝管を介して排水立て管へと排水される。この場合、ある階から排水がなされると排水立て管内には気圧の変動が生じ、排水流量が多いほどこの気圧の変動も大きくなる傾向にある。一般に、最下に位置する排水横主管近辺の低層部分では、排水立て管内の気圧は大気圧に比べ正圧となる。そして、この部分に接続される排水横枝管内も同様に正圧となる。他方、上・中層部分の排水立て管内の気圧は、大気圧に比べ負圧となる。そして、この部分に接続される排水横枝管内も同様に負圧となる。
これら排水立て管内や排水横枝管内の気圧(以下、排水管内の気圧と称す)の変動は、衛生設備室の排水トラップに伝播し、封水に影響を及ぼす。この影響は以下の通りである。
【0005】
まず、排水管内の気圧が正圧へ変動する場合は、流出脚側(排水管側)の封水水位は正圧に押されて下降し、この下降した分の封水量は流入脚側(室内側)へと移動して流入脚側の封水水位を上昇させる。この時、流出脚側の封水水位が隔壁の下端を下まわると排水トラップ内を通過する空気によってボコボコといった音が生じたり、排水管内の悪臭などを室内に侵入させる。
【0006】
次に、排水管内の気圧が負圧へ変動する場合は、流入脚側の封水水位は下降し、この下降した分の封水量は流出脚側へと移動して、溢れ縁を越えて流出し損失してしまう。そして、負圧側への変動が大きいほど封水の損失量も多い。排水終了後に再び排水管内の気圧が大気圧に戻っても、損失した封水量の分だけ封水水位は初期の水位より下がったままの状態となり、新たに排水トラップへの補水すなわち器具の使用などがない限りは、封水水位の回復はない。この時、この残った封水の水位が隔壁の下端を下回ると、流入脚側と流出脚側との間を空気が常時通過し得る破封状態となり、下水ガスなどが絶えず室内側に侵入することとなり、住空間の衛生環境が維持できなくなる。
【0007】
従来の排水トラップにおいて、排水管内の気圧に変動が生じた場合を、図7、図8、図9を用いて以下に説明する。
【0008】
図7は従来の排水トラップであり、浴室ユニットの防水パンに取付けられた状態の縦断面図で、排水管内の気圧が大気圧に等しい場合を示す。
図8は、図7に示す従来の排水トラップにおいて、排水管内の気圧が大気圧に対して正圧の場合を示す。
図9は、図7に示す従来の排水トラップにおいて、排水管内の気圧が大気圧に対して負圧の場合を示す。
【0009】
図7に示す従来の排水トラップは以下の構成である。
排水トラップ10は、封水室40と、封水40bと、溢れ縁50aと、隔壁30と、排水管80とを有す。隔壁30によって、封水室40は流入脚40dと流出脚40eとに隔てられる。
図7に示す従来の排水トラップにおける形状的な各値は以下の通り。
D:封水深(溢れ縁50aと隔壁下端30aとの鉛直距離) [mm]
Si:流入脚断面積(隔壁30の内側平断面積) [mm2]
So:流出脚断面積(=溢れ縁50aで囲まれる面積-隔壁30の外側平断面積) [mm2]
F:脚断面積比(=So/Si)
【0010】
図8は、図7に示す従来の排水トラップにおいて、排水管内の気圧が正圧の場合を示し、その内容を以下に説明する。(以下に使用する単位[mmAq]は、1[mmAq]=9.8[Pa]である。)
排水管80内に正圧Pp[mmAq]が発生する場合、流出脚40eの封水水位が下降する。この下降した分の封水量は流入脚40d側へと移動して流入脚40dの封水水位を上昇させる。この時の流出脚40eと流入脚40dとの封水水位の鉛直距離差の値L[mm]が、正圧の値Pp[mmAq]に等しい。設計上、排水トラップ10の正圧に対する限界の状態は、流出脚40eの封水水位が隔壁下端30aまで下降する状態であるため、この時の流出脚40eと流入脚40dとの封水水位の鉛直距離差の値Lmax'が、排水トラップ10の限界正圧値Pmax'に等しいことになる。この従来の排水トラップ10の限界正圧の値Pmax'は、先に述べた各値と以下の式とで与えられる。
Pmax'
=Lmax'
=(Si×D+So×D)/Si
=D(1+F)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)
Pmax':従来の排水トラップにおける限界正圧値[mmAq]
Lmax':流出脚と流入脚との封水水位の最大鉛直距離差[mm]
【0011】
図9は、図7に示す従来の排水トラップにおいて、排水管内の気圧が負圧の場合を示し、その内容を以下に説明する。
排水管80内に負圧Pm[mmAq]が発生する場合、流入脚40dの封水水位はPm[mm]下降する。この下降した分の封水量は流出脚40e側へと移動して、溢れ縁50aを越えて流失する。設計上、排水トラップ10の負圧に対する限界の状態は、流入脚40dの封水水位が隔壁下端30aまで下降する状態であるため、排水トラップ10の限界負圧の値Pmin'[mmAq]は、封水深の値D[mm]に等しいことになる。一旦この限界負圧−Pmin'(=−D)[mmAq]が排水管80内に発生して、再び負圧が無くなった時の残封水深d'[mm]と損失封水水位δz'[mm]とは、先に述べた各値と以下の各式とによって与えられる。
Pmin'=D・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)
d'=So×D/(Si+So)=D×F/(1+F) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)
δz'=D−d'=D/(1+F)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
Pmin':従来の排水トラップにおける限界負圧値[mmAq]
d':従来の排水トラップの残封水深[mm]
δz':従来の排水トラップの損失封水水位[mm]
【0012】
ここであらためて、上述の式(1),(3),(4)に着目すると、排水管内の気圧の変動に対して排水トラップの封水強度(封水を保持する能力)を強めるためには、封水深Dを大きくするか、脚断面積比F(流入脚断面積に対する流出脚断面積の比)を大きくすることが有効であるといえる。
従って、従来の排水トラップにおいては、封水強度を強めるために、封水深を大きくしたり、脚断面積比を大きくしたりすることが行なわれていた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように、封水強度をただ単に強めるためだけに、排水トラップの封水深を単に大きくしたり、脚断面積比を単に大きくしたりすることは、以下の不具合を招く恐れがあった。
【0014】
まず、排水トラップの封水深を大きくする場合を以下に説明する。
図11は従来の排水トラップで、封水深を大きくした例である。
図11に示す従来の排水トラップ10の封水深はD'であり、先に述べた図7に示す従来の排水トラップ10の封水深Dよりもtだけ封水深が大きい。従って、図11の排水トラップ10の厚みT'は、図7に示す排水トラップ10の厚みTよりも、tだけ厚くなる。これらの関係は、以下の通り。
D'=D+t・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5)
T'=T+t・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(6)
D':図11に示す従来の排水トラップの封水深[mm]
t:封水深(または排水トラップ)の増厚値[mm]
T:図7に示す従来の排水トラップの厚み[mm]
T':図11に示す従来の排水トラップの厚み[mm]
【0015】
このように、排水トラップの封水深を大きくすると、排水トラップ全体の厚みが増す。そして、集合住宅などにおいて建築スラブに浴室ユニットを設置する場合は、防水パンに備えられた排水トラップの下面と建築スラブとのクリアランスがもともと小さいので、排水トラップの厚みが増すとその分だけ防水パンすなわち浴室ユニット床面の設置高さを高くしなければならず、その結果、浴室ユニット床面と脱衣所との段差が大きくなり使い勝手が悪くなる。
また一般に集合住宅においては、浴室ユニット床面と脱衣所との段差を解消するために、浴室ユニットを設置する範囲の建築スラブにピットを施したり、あるいは住戸内全体を二重床構造にしたりするが、図11の排水トラップを用いる浴室ユニットは図7の排水トラップを用いる浴室ユニットに比べると、排水トラップの厚みが増した分だけ余分にピットを深くしたり、あるいは二重床の高さ、ひいては階高を上げなければならず、建築コストのアップにつながる。
【0016】
次に、脚断面積比を大きくする場合を以下に説明する。
脚断面積比を大きくするには、流入脚断面積を縮小するか、または、流出脚断面積を拡大するという2通りあるが、双方ともに排水トラップの排水能力が低下する傾向にある。
まず、流入脚断面積を縮小する場合は、排水トラップに流入する水量が制限され、排水トラップの排水能力が低下する。
また、流出脚断面積を拡大する場合も、以下の理由により排水トラップの排水能力が低下する。
一般に、水が堰などを越えて流れ出る場合、その流量qは次の式と各値で与えられる。
q=K×b×h(3/2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(7)
q:堰を越えて流れ出る流量[単位時間当たりの水量]
K:流量係数
b:堰の長さ
h:堰からの水位
【0017】
これを排水トラップにあてはめた場合、流出脚側において溢れ縁を越えて流れ出る流量が前記流量qに相当し、この流量の大小が排水トラップの排水能力の優劣に影響を及ぼす。このため、この溢れ縁を越えて流れ出る流量を指標として、排水トラップの排水能力を判断することができる。以下に、この流量を指標として、流出脚断面積の違いが排水トラップの排水能力に与える影響を比較する。
【0018】
図10は従来の排水トラップを示す。
図12は従来の排水トラップで、流出脚断面積の拡大により脚断面積比を大きくした例を示す。
図10と図12とに示す従来の排水トラップの形状的な各値の関係は以下の通り。
So''>So・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(8)
So:図10に示す従来の排水トラップの流出脚断面積[mm2]
So'':図12に示す従来の排水トラップの流出脚断面積[mm2]
Si:従来の排水トラップの流入脚断面積(図10と図12とで等しい)[mm2]
【0019】
ここで、図10と図12とに示す従来の排水トラップにおいて、排水トラップに流入する水量を共にQiとし、溢れ縁を越えて流れ出す流量をそれぞれQo',Qo''とし、式(7)中のhに相当する値すなわち溢れ縁からの水位をそれぞれH',H''とすると、これらの関係は、式(7)と上記各値から次のように求められる。
H'=Qi/(Si+So)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(9)
H''=Qi/(Si+So'')・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(10)
Qo'=K×b×H'(3/2)=K×b×{Qi/(Si+So)}(3/2)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(11)
Qo''=K×b×H''(3/2)=K×b×{Qi/(Si+So'')}(3/2)・・・・・・・・・・・・・・・(12)
∴Qo''<Qo'・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(13)
(∵So''>So、式(8)より)
Qi:排水トラップに流入する水量[mm3]
Qo':図10に示す従来の排水トラップの溢れ縁を越えて流れ出る流量[mm3/sec.]
Qo'':図12に示す従来の排水トラップの溢れ縁を越えて流れ出る流量[mm3/sec.]
H':図10に示す従来の排水トラップの溢れ縁からの水位[mm]
H'':図12に示す従来の排水トラップの溢れ縁からの水位[mm]
【0020】
従って、図12に示す流出脚断面積の拡大により脚断面積比を大きくした従来の排水トラップは、図10に示す従来の排水トラップよりも、溢れ縁を越えて流れ出る流量が少ないため、排水能力が低いといえる。
【0021】
以上見てきたように、排水トラップの封水強度を強めるために、従来採られてきたような封水深や脚断面積比を単に大きくするだけでは、排水トラップの厚みが増したり排水能力が低下するという不具合を招く恐れがあった。
【0022】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、排水トラップの厚みを増さずに、かつ排水能力の低下も招かずに、排水管内の気圧の変動に対して封水強度の強い排水トラップを提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1では、封水室と封水と溢れ縁と、該封水を流入脚と流出脚とに隔てる上方向に取外し可能な略円筒形状の隔壁とを有する逆わん型の排水トラップにおいて、前記溢れ縁以下の高さでかつ前記隔壁の下端以上の高さの範囲内の少なくとも一範囲で、前記封水室が前記封水の最上面の面積より広い平断面積部分を有し、該平断面積部分の少なくとも一部において、上部の平断面積よりも下部の平断面積が広いことを特徴とした。このため、この排水トラップは厚みを増さずに、かつ排水能力の低下も招かずに、排水管内の気圧の正圧側への変動に対して強い封水強度を有することができるとともに、万一排水トラップの封水が凍結するような状況下では、零度℃付近の封水がその比重によって対流する際に、前記封水室の上方へと滞留することなしに円滑に浮上してゆき、封水の凍結は確実に最上面から始まり、そしてまた前記特徴は、順次凍結が進むにつれ、前記封水室にストレスを加えることなく、すでに凍結した封水を上方へと押し上げるので、万一排水トラップの封水が凍結する場合でも、凍結による膨張によって排水トラップが破壊することはない
【0024】
請求項2では、請求項1記載の排水トラップにおいて、封水深をDとし、流入脚断面積をSiとし、流出脚断面積をSoとし、脚断面積比をF=So/Siとし、これらを用いて以下の式から導かれる値をZとした場合、前記溢れ縁以下の高さでかつ該溢れ縁からZ下がった地点以上の高さの範囲内の少なくとも一範囲で、前記封水室が前記封水の最上面の面積より広い平断面積部分を有し、該平断面積部分の少なくとも一部において、上部の平断面積よりも下部の平断面積が広いことを特徴とした。このため、この排水トラップは厚みを増さずに、かつ排水能力の低下も招かずに、排水管内の気圧の正圧側と負圧側の双方への変動に対して強い封水強度を有することができる。
Z=D−{So×D/(Si+So)}=D/(1+F)
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
実施例1を図1、図2、図3、図4に示し、以下に説明する。
図1は実施例1の排水トラップであり、浴室ユニットの防水パンに取付けられた状態の縦断面図で、排水管内の気圧が大気圧に等しい場合を示す。
図2は実施例1の排水トラップで、排水管内に正圧が発生した場合を示す。
図3は実施例1の排水トラップで、排水管内に負圧が発生した場合を示す。
図4は実施例1の排水トラップで、排水トラップに流入した水の溢れ縁からの水位を示す。
【0027】
図1にて、実施例1の排水トラップ1の構成を以下に説明する。
排水トラップ本体2はABS樹脂製である。溢れ縁部材5はABS樹脂製である。溢れ縁部材5は溢れ縁5aと溢れ水受け部5bと嵌合部5cとを有する。排水トラップ本体2の嵌合部2aと溢れ縁部材5の嵌合部5cとは有機溶剤系接着剤にて接着される。この接着は超音波溶着でもよい。このとき、いずれの接着方法においても、接着部分は気密かつ水密状態にて接着され、排水トラップ本体2と溢れ縁部材5とは一体化する。排水トラップ本体2と溢れ縁部材5とが一体化した状態において、封水室4が形成される。封水室4には封水4bが満たされる。排水トラップ本体2は、パッキン2cを介して排水トラップ取付フランジ2bによって、防水パン6に取付けられる。略円筒形の隔壁3は、洗い場7側からパッキン3bを介して排水トラップ取付フランジ2bに着脱可能に取付けられる。このことによって隔壁3は、排水トラップ本体2に対して着脱可能に取付けられる状態となり、取外し可能な方向は洗い場7側となる。隔壁3が排水トラップ本体2に取付けられた状態において、封水室4は流入脚4dと流出脚4eとに隔てられる。ヘアキャッチャー2dは排水トラップ取付フランジ2bに着脱可能に取付けられる。排水管接続口2eには排水管8が接続される。
上記構成の形状的特徴を以下に説明する。
排水トラップ本体2に隔壁3が取付けられた状態において、排水トラップ1は以下の各値を得る。
D:封水深(溢れ縁5aと隔壁下端3aとの鉛直距離)[mm]
Sw:封水最上面4cの面積(溢れ縁5aで囲まれる面積)[mm2]
Si:流入脚断面積(隔壁3の内側平断面積)[mm2]
So:流出脚断面積(=Sw−隔壁3の外側平断面積)[mm2]
Sb:封水室4の平断面積(但し、Sb>Swとなる部分の平断面積)[mm2]
Sx:SbとSwの面積差(Sx=Sb−Sw)[mm2]
Zb:封水室4の平断面積Sb部分の最上部と溢れ縁5aとの鉛直距離[mm]
F:脚断面積比(=So/Si)
また、溢れ縁5a以下でかつ隔壁下端3a以上の高さの範囲内の少なくとも一範囲で、封水室4は封水最上面4cの面積Swより広い平断面積Sbを有する。そして、前記各値と以下の式とから導かれる値をZとした場合に、このZと前記値Zbとは以下の関係である。
Z>Zb・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(14)
Z=D−{So×D/(Si+So)}=D/(1+F)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(15)
【0028】
排水トラップ1の排水の流れについて、以下に説明する。
洗い場8からの湯水は、流入脚4dから封水室4内に流入し、隔壁下端3aの下を通って流出脚4eに至り、溢れ縁5aを越えて溢れ水受け部5bへと流れ、溢れ水受け部5bから排水管8へと排水される。
【0029】
上記構成と形状とがもたらす作用を以下に説明する。
図1にて、排水トラップの厚みについて以下に説明する。
排水トラップ1の封水深と、図7や図11に示す従来の排水トラップの封水深とを比較すると、その大きさは同等かそれ以下である。従って、実施例1の排水トラップ1の厚みは、従来の排水トラップと同等かそれ以下の厚みである。
図2にて、排水管内に正圧が発生した場合の作用について以下に説明する。
排水管8内に正圧Pp[mmAq]が発生する場合、流出脚4eの封水水位が下降する。この下降した分の封水量は流入脚4d側へと移動して流入脚4dの封水水位を上昇させる。この時の流出脚4eと流入脚4dとの封水水位の鉛直距離差の値L[mm]が、正圧の値Pp[mmAq]に等しい。設計上、排水トラップ1の正圧に対する限界の状態は、流出脚4eの封水水位が隔壁下端3aまで下降する状態であるため、この時の流出脚4eと流入脚4dとの封水水位の鉛直距離差の値Lmaxが、排水トラップ1の限界正圧の値Pmaxに等しいことになる。この限界正圧の値Pmaxは、先に述べた実施例1の形状的な各値と以下の式とで与えられる。
Pmax
=Lmax
={Sx(D−Zb)+Si×D+So×D}/Si
=D(1+F)+{Sx(D−Zb)/Si}・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(16)
Pmax:実施例1の排水トラップにおける限界正圧値[mmAq]
Lmax:流出脚と流入脚との封水水位の最大鉛直距離差[mm]
ここで、実施例1の排水トラップ1と、図8に示す従来の排水トラップとにおいて、排水管内の気圧が正圧の場合に対する限界を比較すると、以下のようになる。
式(16)−式(1)
=Pmax−Pmax'
=Sx(D−Zb)/Si・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(17)
>0
(∵式(14)と(15)より(D−Zb)>0)
∴Pmax>Pmax'・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(18)
従って、排水管内の気圧が正圧になる場合、実施例1の排水トラップ1は従来の排水トラップよりも限界が高いといえる。。
【0030】
図3にて、排水管内に負圧が発生した場合の作用について以下に説明する。
排水管8内に負圧−Pm[mmAq]が発生する場合、流入脚4dの封水水位はPm[mm]下降する。この下降した分の封水量は流出脚4e側へと移動して、溢れ縁5aを越えて流失する。設計上、排水トラップ1の負圧に対する限界の状態は、流入脚4dの封水水位が隔壁下端3aまで下降する状態であるため、排水トラップ1の限界負圧の値Pmin[mmAq]は、封水深の値D[mm]に等しいことになる。一旦この限界負圧−Pmin(=−D)[mmAq]が排水管8内に発生して、再び負圧が無くなった時の残封水深d[mm]と損失封水水位δz[mm]とは、先に述べた実施例1の形状的な各値と以下の各式とで与えられる。
Pmin=D・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(19)
d={Sx(D−Zb)+So×D}/(Sx+Si+So)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(20)
δz=D−d・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(21)
Pmin:実施例1の限界負圧値[mmAq]
d:実施例1の排水トラップの残封水深[mm]
δz:実施例1の排水トラップの損失封水水位[mm]
【0031】
ここで、実施例1の排水トラップ1と、図9に示す従来の排水トラップとにおいて、この残封水深と損失封水水位とを比較すると、以下のようになる。
まず、残封水深を比較する。
式(20)−式(3)
=d−d'
=〔{Sx(D−Zb)+So×D}/(Sx+Si+So)〕−{So×D/(Si+So)}
={Sx×Si×D−Sx×Zb(Si+So)}/{(Sx+Si+So)(Si+So)}
={Si×D−Zb(Si+So)}/{(Sx+Si+So)(Si+So)/Sx}
={D−Zb(1+F)}/{(Sx+Si+So)(Si+So)/(Sx×Si)}
={(1+F)(Z−Zb)}/{(Sx+Si+So)(Si+So)/(Sx×Si)}・・・・・・・(22)
>0
(∵式(14)と(15)より、{D−(1+F)Zb}={(1+F)(Z−Zb)}>0)
∴d>d'・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(23)
従って、排水管内の気圧が負圧になる場合、実施例1の排水トラップ1は従来の排水トラップよりも、残封水深が大きいため封水強度が強いといえる。
【0032】
次に、損失封水水位を比較する。
式(21)−式(4)
=δz−δz'
=(D−d)−(D−d')
=−(d−d') ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(24)
<0
(∵式(23)より、d>d')
∴δz<δz'・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(25)
従って、排水管内の気圧が負圧になる場合、実施例1の排水トラップ1は従来の排水トラップよりも、損失封水水位が小さいため封水強度が強いといえる。
以上より、排水管内の気圧が正圧または負圧のいずれの場合においても、実施例1の排水トラップ1は従来の排水トラップよりも、封水強度が強いといえる。
【0033】
図4にて、排水トラップ1の排水能力について以下に説明する。
一般に、水が堰などを越えて流れ出る場合、その流量qは式(7)で与えられる。
これを排水トラップにあてはめた場合、流出脚側において溢れ縁を越えて流れ出る流量が前記流量qに相当し、この流量が大きいほど排水トラップの排水能力も大きい。このため、この溢れ縁を越えて流れ出る流量を指標として、排水トラップの排水能力を判断することができる。
図4に示す排水トラップにおいて、排水トップに流入する水量をQi、溢れ縁を越えて流れ出る流量をQo、溢れ縁からの水位をHとすると、これらの値は式(7)と上記各値から次のように求められる。
H=Qi/(Si+So)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(26)
Qo=K×b×H (3/2)=K×b×{Qi/(Si+So)} (3/2)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(27)
Qi:排水トラップに流入する水量[mm3]
Qo:実施例1の排水トラップの溢れ縁を越えて流れ出る流量[mm3/sec.]
H:実施例1の排水トラップの溢れ縁からの水位[mm]
ここで、実施例1の排水トラップと、図10や図12に示す従来の排水トラップとで、溢れ縁を越えて流れ出る流量を比較すると、以下のようになる。
Qo=K×b×{Qi/(Si+So)} (3/2)=Qo'>Qo''・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(28)
(式(11),(13),(27)より)
従って、実施例1の排水トラップは、従来の排水トラップよりも、溢れ縁を越えて流れ出る流量が同等以上なため、排水能力も同等以上であるといえる。
【0034】
実施例2を図5に示し、以下に説明する。
図5は実施例2の排水トラップで、浴室ユニットの防水パンに取付けられた状態の縦断面図を示す。
実施例2の構成は、実施例1と同じである。
実施例2の形状的特徴を以下に説明する。
封水室4の傾斜部5dにおける平断面積は封水最上面4cの面積より広く、かつ傾斜部5dは円錐台の傾斜面状に上部の平断面積よりも下部の平断面積が広い。この他の形状的特徴は、実施例1と同じである。
上記構成と形状とがもたらす作用を以下に説明する。
傾斜部5dは円錐台の傾斜面状に上部の平断面積よりも下部の平断面積が広い。このため、万一排水トラップ1の封水が凍結するような状況下では、零度℃付近の封水がその比重によって対流する際に、封水室4の上方へと滞留することなしに円滑に浮上してゆき、封水の凍結は確実に最上面から始まる。そしてまた、順次凍結が進むにつれ、封水室4にストレスを加えることなく、すでに凍結した封水を上方へと押し上げる。従って、万一排水トラップ1の封水が凍結する場合でも、凍結による膨張によって排水トラップ1が破壊することはない。その他の作用は、実施例1と同じある。
【0035】
実施例3を図6に示し、以下に説明する。
図6は実施例3の排水トラップで、浴室ユニットの防水パン6に取付けられた状態の縦断面図を示す。
実施例3の構成並びに形状的特徴を、以下に説明する。
排水トラップ1は、封水室側面4aに封水室4内外を連通する流入管9を有する。この他の構成並びに形状的特徴は、実施例2と同じである。
上記構成と形状とがもたらす作用を以下に説明する。
実施例3では、器具からの排水を流入管9を介して封水室4へ導くことが出来る。この他の作用は、実施例2と同じである。
【0036】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。請求項1では、排水トラップは厚みを増さずに、かつ排水能力の低下も招かずに、排水管内の気圧の正圧側への変動に対して強い封水強度を有するとともに、万一排水トラップの封水が凍結する場合でも、排水トラップが破壊することはない
【0037】
請求項2では、請求項1記載の排水トラップにおいて、排水トラップは厚みを増さずに、かつ排水能力の低下も招かずに、排水管内の気圧の正圧側と負圧側の双方への変動に対して強い封水強度を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の排水トラップで、浴室ユニットの防水パンに取付けられた状態の縦断面図であり、排水管内の気圧が大気圧に等しい場合を示す。
【図2】実施例1の排水トラップで、排水管内の気圧が大気圧に対して正圧の場合を示す。
【図3】実施例1の排水トラップで、排水管内の気圧が大気圧に対して負圧の場合を示す。
【図4】実施例1の排水トラップで、排水トラップに流入した水の溢れ縁からの水位を示す。
【図5】実施例2の排水トラップで、浴室ユニットの防水パンに取付けられた状態の縦断面図を示す。
【図6】実施例3の排水トラップで、浴室ユニットの防水パンに取付けられた状態の縦断面図を示す。
【図7】従来の排水トラップで、浴室ユニットの防水パンに取付けられた状態の縦断面図であり、排水管内の気圧が大気圧に等しい場合を示す。
【図8】従来の排水トラップにおいて、排水管内の気圧が大気圧に対して正圧の場合を示す。
【図9】従来の排水トラップにおいて、排水管内の気圧が大気圧に対して負圧の場合を示す。
【図10】従来の排水トラップで、排水トラップに流入した水の溢れ縁からの水位を示す。
【図11】従来の排水トラップで、封水深を大きくした例である。
【図12】従来の排水トラップであり、流出脚断面積の拡大により脚断面積比を大きくした例で、排水トラップに流入した水の溢れ縁からの水位を示す。
【符号の説明】
1・・・・・・・排水トラップ
2・・・・・・・排水トラップ本体
2a・・・・・嵌合部
2b・・・・・排水トラップ取付フランジ
2c・・・・・パッキン
2d・・・・・ヘアキャッチャー
2e・・・・・排水管接続口
3・・・・・・・隔壁
3a・・・・・隔壁下端
3b・・・・・パッキン
4・・・・・・・封水室
4a・・・・・封水室側面
4b・・・・・封水
4c・・・・・封水最上面
4d・・・・・流入脚
4e・・・・・流出脚
5・・・・・・・溢れ縁部材
5a・・・・・溢れ縁
5b・・・・・溢れ水受け部
5c・・・・・嵌合部
5d・・・・・傾斜部
6・・・・・・・防水パン
7・・・・・・・洗い場
8・・・・・・・排水管
9・・・・・・・流入管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-sealed drain trap, and more particularly, to a sanitary equipment drain trap suitable for multi-layer buildings.
[0002]
[Prior art]
Generally, a water-sealed drain trap is provided in a sanitary equipment room such as a bathroom. The sealing water of the drain trap has a role of blocking the air inside the drain pipe and the room. The purpose is to prevent odors, sewage gas or pests from drainage pipes, drainage tanks or sewers from entering the sanitary equipment room through the drainage pipe.
[0003]
Conventionally, as a drain trap of a bathroom unit, a resin-made inverted wrinkle drain trap is often used among water-sealed drain traps. The reason for this is that the use of resin as the material is resistant to corrosion, and the reverse trapping drain trap is normally removable, so the inside of the drain trap can be easily cleaned by removing the partition. In addition, the inside of the drain pipe can be cleaned using a dedicated machine.
[0004]
By the way, multi-layered buildings such as apartment houses and office buildings have at least one drainage standpipe penetrating the building in the vertical direction in order to treat the drainage discharged from each floor. On the other hand, wastewater from multiple floors flows. Drainage from the sanitary equipment room on each floor is drained to a drainage standpipe through a drainage side branch pipe on the floor. In this case, when the water is discharged from a certain floor, the air pressure fluctuates in the drainage stack, and the air pressure tends to increase as the drainage flow rate increases. In general, in the lower layer near the drainage horizontal main pipe located at the bottom, the pressure in the drainage stack is a positive pressure compared to the atmospheric pressure. And the inside of the drainage horizontal branch pipe connected to this part also becomes a positive pressure similarly. On the other hand, the pressure inside the upper and middle drainage stacks is negative compared to the atmospheric pressure. And the inside of the drainage horizontal branch pipe connected to this part also becomes negative pressure.
These fluctuations in the pressure in the drainage stack and the horizontal drainage pipe (hereinafter referred to as the pressure in the drainage pipe) propagate to the drainage trap in the sanitary equipment room and affect the sealing water. This effect is as follows.
[0005]
First, when the pressure in the drain pipe changes to a positive pressure, the level of the sealed water on the outflow leg side (drain pipe side) is lowered by being pushed by the positive pressure, and the amount of the sealed water is reduced by the inflow leg side (chamber). Move to the inside) and increase the water level on the inflow leg side. At this time, if the sealed water level on the outflow leg side falls below the lower end of the partition wall, the air passing through the drain trap makes a squeaking noise or intrudes bad smell in the drain pipe into the room.
[0006]
Next, when the air pressure in the drain pipe changes to negative pressure, the sealed water level on the inflow leg side drops, and the amount of the sealed water that moves down moves to the outflow leg side and flows over the overflow edge. And lose. And the greater the fluctuation to the negative pressure side, the greater the loss of sealed water. Even if the pressure in the drain pipe returns to atmospheric pressure after draining is completed, the sealed water level remains lower than the initial water level by the amount of the sealed water that has been lost. Unless there is, there is no recovery of the sealed water level. At this time, if the level of the remaining sealed water is lower than the lower end of the partition wall, it becomes a sealed state in which air can always pass between the inflow leg side and the outflow leg side, and sewage gas and the like constantly enter the indoor side. As a result, the hygienic environment of the living space cannot be maintained.
[0007]
In the conventional drain trap, the case where the pressure in the drain pipe fluctuates will be described below with reference to FIGS. 7, 8, and 9. FIG.
[0008]
FIG. 7 shows a conventional drain trap, which is a vertical cross-sectional view of a bathroom unit attached to a waterproof pan, and shows a case where the pressure in the drain pipe is equal to the atmospheric pressure.
FIG. 8 shows a case where the pressure in the drain pipe is positive with respect to the atmospheric pressure in the conventional drain trap shown in FIG.
FIG. 9 shows a case where the pressure in the drain pipe is negative with respect to the atmospheric pressure in the conventional drain trap shown in FIG.
[0009]
The conventional drain trap shown in FIG. 7 has the following configuration.
The drain trap 10 has a sealed chamber 40, a sealed water 40 b, an overflow edge 50 a, a partition wall 30, and a drain pipe 80. By the partition wall 30, the sealed water chamber 40 is separated into an inflow leg 40d and an outflow leg 40e.
Each shape value in the conventional drain trap shown in FIG. 7 is as follows.
D: Sealing depth (vertical distance between overflow edge 50a and partition lower end 30a) [mm]
Si: Inflow leg cross-sectional area (inner flat cross-sectional area of partition wall 30) [mm 2 ]
So: Outflow leg cross-sectional area (= area surrounded by overflow edge 50a-outer flat cross-sectional area of partition wall 30) [mm 2 ]
F: Leg cross-sectional area ratio (= So / Si)
[0010]
FIG. 8 shows a case where the pressure in the drain pipe is positive in the conventional drain trap shown in FIG. 7, and the contents thereof will be described below. (The unit [mmAq] used below is 1 [mmAq] = 9.8 [Pa].)
When the positive pressure Pp [mmAq] is generated in the drain pipe 80, the sealing water level of the outflow leg 40e is lowered. The amount of the sealed water that has been lowered moves to the inflow leg 40d side and raises the sealed water level of the inflow leg 40d. The value L [mm] of the vertical distance difference between the sealed water levels of the outflow leg 40e and the inflow leg 40d at this time is equal to the positive pressure value Pp [mmAq]. By design, the limit state for the positive pressure of the drain trap 10 is a state where the sealing water level of the outflow leg 40e is lowered to the partition lower end 30a, and therefore the sealing water level of the outflow leg 40e and the inflow leg 40d at this time is The vertical distance difference value Lmax ′ is equal to the critical positive pressure value Pmax ′ of the drain trap 10. The limit positive pressure value Pmax ′ of the conventional drain trap 10 is given by the above-described values and the following equation.
Pmax '
= Lmax '
= (Si x D + So x D) / Si
= D (1 + F) ... ... (1)
Pmax ': Limit positive pressure value for conventional drain traps [mmAq]
Lmax ': Maximum vertical distance difference of the sealing water level between the outflow leg and the inflow leg [mm]
[0011]
FIG. 9 shows a case where the pressure in the drain pipe is negative in the conventional drain trap shown in FIG. 7, and the contents thereof will be described below.
When the negative pressure Pm [mmAq] is generated in the drain pipe 80, the sealing water level of the inflow leg 40d is lowered by Pm [mm]. The amount of the sealed water that has been lowered moves to the outflow leg 40e side, and flows out beyond the overflow edge 50a. By design, the limit state for the negative pressure of the drain trap 10 is a state in which the sealing water level of the inflow leg 40d is lowered to the partition lower end 30a. Therefore, the limit negative pressure value Pmin '[mmAq] of the drain trap 10 is It is equal to the value D [mm] of the sealing depth. Once this limit negative pressure −Pmin ′ (= −D) [mmAq] is generated in the drain pipe 80 and the negative pressure disappears again, the residual sealed water depth d ′ [mm] and the loss sealed water level δz ′ [ mm] is given by the above-described values and the following equations.
Pmin '= D ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・... (2)
d ′ = So × D / (Si + So) = D × F / (1 + F) (3)
δz ′ = D−d ′ = D / (1 + F) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・······(Four)
Pmin ': Limit negative pressure value in conventional drain trap [mmAq]
d ': The remaining water depth of the conventional drain trap [mm]
δz ': Loss-sealed water level of conventional drain trap [mm]
[0012]
Here, focusing on the above formulas (1), (3), and (4), in order to increase the sealing strength of the drain trap (the ability to hold the sealed water) against fluctuations in the pressure in the drain pipe It can be said that it is effective to increase the sealing depth D or to increase the leg cross-sectional area ratio F (ratio of the outflow leg cross-sectional area to the inflow leg cross-sectional area).
Therefore, in the conventional drain trap, in order to increase the sealing strength, the sealing depth is increased or the leg cross-sectional area ratio is increased.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, simply increasing the sealing depth of the drain trap or simply increasing the leg cross-sectional area ratio just to increase the sealing strength as in the past may cause the following problems. It was.
[0014]
First, the case where the sealing depth of the drain trap is increased will be described below.
FIG. 11 shows an example of a conventional drain trap with an increased sealing depth.
The sealing depth of the conventional drain trap 10 shown in FIG. 11 is D ′, and the sealing depth is larger by t than the sealing depth D of the conventional drain trap 10 shown in FIG. Accordingly, the thickness T ′ of the drain trap 10 in FIG. 11 is thicker by t than the thickness T of the drain trap 10 shown in FIG. These relationships are as follows.
D '= D + t ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・·············(Five)
T '= T + t ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・... (6)
D ′: Sealing depth of the conventional drain trap shown in FIG. 11 [mm]
t: Thickening value of sealed water depth (or drain trap) [mm]
T: Thickness [mm] of the conventional drain trap shown in FIG.
T ′: thickness of the conventional drain trap shown in FIG. 11 [mm]
[0015]
Thus, when the sealing depth of the drain trap is increased, the thickness of the entire drain trap increases. When installing a bathroom unit in an architectural slab in an apartment house, etc., the clearance between the bottom surface of the drain trap provided in the waterproof pan and the building slab is originally small. That is, the installation height of the bathroom unit floor surface must be increased, and as a result, the level difference between the bathroom unit floor surface and the dressing room becomes large, resulting in poor usability.
In general, in apartment buildings, in order to eliminate the level difference between the bathroom unit floor and the dressing room, a pit is provided on the building slab in the area where the bathroom unit is installed, or the entire dwelling unit has a double floor structure. However, the bathroom unit using the drain trap shown in FIG. 11 is deeper than the bathroom unit using the drain trap shown in FIG. As a result, the floor height must be raised, leading to an increase in construction costs.
[0016]
Next, the case where the leg cross-sectional area ratio is increased will be described below.
There are two ways to increase the leg cross-sectional area ratio: reducing the cross-sectional area of the inflow leg or increasing the cross-sectional area of the outflow leg, but both tend to reduce the drainage capacity of the drain trap.
First, when reducing the cross-sectional area of the inflow leg, the amount of water flowing into the drain trap is limited, and the drain capacity of the drain trap is reduced.
In addition, when the cross-sectional area of the outflow leg is enlarged, the drainage capacity of the drainage trap is lowered for the following reason.
Generally, when water flows over a weir or the like, the flow rate q is given by the following formula and each value.
q = K × b × h (3/2) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ (7)
q: Flow rate flowing over the weir [water volume per unit time]
K: Flow coefficient
b: Length of weir
h: Water level from the weir
[0017]
When this is applied to the drainage trap, the flow rate flowing over the overflow edge on the outflow leg side corresponds to the flow rate q, and the magnitude of this flow rate affects the superiority or inferiority of the drainage capacity of the drain trap. For this reason, the drainage capacity of the drainage trap can be determined using the flow rate flowing over the overflow edge as an index. Below, this flow is used as an index to compare the effect of the difference in the cross-sectional area of the outflow leg on the drainage capacity of the drain trap.
[0018]
FIG. 10 shows a conventional drain trap.
FIG. 12 shows an example of a conventional drain trap in which the leg cross-sectional area ratio is increased by enlarging the outflow leg cross-sectional area.
The relationship of each shape value of the conventional drain trap shown in FIG. 10 and FIG. 12 is as follows.
So ''> So ................................................ (8)
So: Outflow leg cross-sectional area of the conventional drain trap shown in FIG. 2 ]
So '': Outflow leg cross-sectional area of the conventional drain trap shown in FIG. 2 ]
Si: Inflow leg cross-sectional area of conventional drain trap (equal to FIG. 10 and FIG. 12) [mm 2 ]
[0019]
Here, in the conventional drain trap shown in FIG. 10 and FIG. 12, the amount of water flowing into the drain trap is Qi, and the flow rates flowing over the overflow edge are Qo ′ and Qo ″, respectively. Assuming that the values corresponding to h, i.e., the water levels from the overflow edge, are H ′ and H ″, respectively, these relationships can be obtained from the equation (7) and the above values as follows.
H '= Qi / (Si + So) ... ... (9)
H ″ = Qi / (Si + So ″) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・·······(Ten)
Qo ′ = K × b × H ′ (3/2) = K × b × {Qi / (Si + So)} (3/2) ... (11)
Qo ″ = K × b × H ″ (3/2) = K × b × {Qi / (Si + So ″)} (3/2) ... (12)
∴Qo ''<Qo'... ·············(13)
(∵So ''> So, from formula (8))
Qi: The amount of water flowing into the drain trap [mm Three ]
Qo ': Flow rate that flows over the overflow edge of the conventional drain trap shown in Fig. 10 [mm Three / sec.]
Qo ″: Flow rate that flows over the overflow edge of the conventional drain trap shown in FIG. Three / sec.]
H ': Water level from the overflow edge of the conventional drain trap shown in Fig. 10 [mm]
H ″: Water level from the overflow edge of the conventional drain trap shown in FIG. 12 [mm]
[0020]
Accordingly, the conventional drain trap having a larger leg cross-sectional area ratio due to the enlargement of the cross-sectional area of the outflow leg shown in FIG. 12 has a smaller flow rate that flows beyond the overflow edge than the conventional drain trap shown in FIG. Is low.
[0021]
As can be seen from the above, simply increasing the sealing depth and leg cross-sectional area ratio as conventionally used to increase the sealing strength of the drain trap increases the thickness of the drain trap and decreases the drain capacity. There was a risk of causing a malfunction.
[0022]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to increase the pressure of the drain pipe without increasing the thickness of the drain trap and without causing a decrease in drain capacity. It is to provide a drain trap with high sealing strength.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in claim 1, a reverse chamber having a sealed chamber, a sealed water and an overflowing edge, and a substantially cylindrical partition wall separating the sealed water into an inflow leg and an outflow leg and removable upward. In the trapezoidal drain trap, a flat section where the sealing chamber is wider than the area of the uppermost surface of the sealing water in at least one range within the height below the overflow edge and the height above the lower end of the partition wall. Has area And at least a portion of the flat cross-sectional area portion has a lower flat cross-sectional area larger than the upper flat cross-sectional area. It was characterized by that. For this reason, this drain trap can have a strong sealing strength against the fluctuation of the atmospheric pressure in the drain pipe to the positive pressure side without increasing the thickness and without causing a decrease in drainage capacity. At the same time, when the sealed water of the drain trap freezes, when the sealed water near 0 ° C convects due to its specific gravity, it rises smoothly without staying above the sealed water chamber. The freezing of the sealed water surely starts from the top surface, and the feature also pushes the already frozen sealed water upwards without stressing the sealed chamber as the freezing progresses sequentially, Even if the sealing water of the drain trap freezes, the drain trap will not be destroyed by expansion due to freezing. .
[0024]
In claim 2, The drain trap according to claim 1, When the sealed water depth is D, the inflow leg cross-sectional area is Si, the outflow leg cross-sectional area is So, the leg cross-sectional area ratio is F = So / Si, and the value derived from the following equation using these is Z A plane cross-sectional area in which the sealed chamber is wider than the area of the uppermost surface of the sealed water in at least one range within the range of the height below the overflow edge and the height of the point below Z from the overflow edge Have And at least a portion of the flat cross-sectional area portion has a lower flat cross-sectional area larger than the upper flat cross-sectional area. It was characterized by that. For this reason, the drain trap does not increase in thickness and does not cause a decrease in drainage capacity, and has a strong sealing strength against fluctuations in both the positive pressure side and the negative pressure side of the pressure inside the drain pipe. it can.
Z = D− {So × D / (Si + So)} = D / (1 + F)
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Example 1 is shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4 and will be described below.
FIG. 1 is a drainage trap of Example 1, and is a longitudinal sectional view of a state where the drainage trap is attached to a waterproof pan of a bathroom unit.
FIG. 2 shows a case where a positive pressure is generated in the drain pipe in the drain trap of the first embodiment.
FIG. 3 shows a case where a negative pressure is generated in the drain pipe in the drain trap of the first embodiment.
FIG. 4 shows the water level from the overflow edge of the water flowing into the drain trap in the drain trap of Example 1.
[0027]
With reference to FIG. 1, the structure of the drain trap 1 of Example 1 will be described below.
The drain trap body 2 is made of ABS resin. The overflow edge member 5 is made of ABS resin. The overflow edge member 5 includes an overflow edge 5a, an overflow water receiving portion 5b, and a fitting portion 5c. The fitting portion 2a of the drain trap body 2 and the fitting portion 5c of the overflow edge member 5 are bonded with an organic solvent adhesive. This adhesion may be ultrasonic welding. At this time, in any bonding method, the bonded portion is bonded in an airtight and watertight state, and the drain trap body 2 and the overflow edge member 5 are integrated. In the state where the drain trap body 2 and the overflow edge member 5 are integrated, the sealed chamber 4 is formed. The sealed water chamber 4 is filled with the sealed water 4b. The drain trap body 2 is attached to the waterproof pan 6 by the drain trap mounting flange 2b through the packing 2c. The substantially cylindrical partition wall 3 is detachably attached to the drain trap mounting flange 2b via the packing 3b from the washing place 7 side. Thus, the partition wall 3 is detachably attached to the drain trap body 2, and the direction in which the partition wall 3 can be removed is the washing room 7 side. In a state where the partition wall 3 is attached to the drain trap body 2, the sealed water chamber 4 is separated into an inflow leg 4d and an outflow leg 4e. The hair catcher 2d is detachably attached to the drain trap attachment flange 2b. A drain pipe 8 is connected to the drain pipe connection port 2e.
The shape characteristics of the above configuration will be described below.
In the state where the partition wall 3 is attached to the drain trap body 2, the drain trap 1 obtains the following values.
D: Sealed depth (vertical distance between overflow edge 5a and partition lower end 3a) [mm]
Sw: Area of the top surface 4c of the sealed water (area surrounded by the overflow edge 5a) [mm 2 ]
Si: Inflow leg cross-sectional area (inner flat cross-sectional area of bulkhead 3) [mm 2 ]
So: Outflow leg cross-sectional area (= Sw-outer flat cross-sectional area of bulkhead 3) [mm 2 ]
Sb: Flat cross-sectional area of the sealed chamber 4 (however, the cross-sectional area of the portion where Sb> Sw) [mm 2 ]
Sx: Area difference between Sb and Sw (Sx = Sb−Sw) [mm 2 ]
Zb: Vertical distance [mm] between the uppermost part of the plane cross-sectional area Sb of the sealed chamber 4 and the overflow edge 5a
F: Leg cross-sectional area ratio (= So / Si)
Further, the sealed water chamber 4 has a plane cross-sectional area Sb wider than the area Sw of the sealed water uppermost surface 4c in at least one range within the overflow edge 5a or less and the height of the partition lower end 3a or more. When Z is a value derived from the above values and the following formula, the Z and the value Zb have the following relationship.
Z> Zb ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・···············(14)
Z = D− {So × D / (Si + So)} = D / (1 + F) (15)
[0028]
The flow of drainage from the drain trap 1 will be described below.
Hot water from the washing place 8 flows into the sealed water chamber 4 from the inflow leg 4d, reaches the outflow leg 4e through the bottom of the lower end 3a of the partition wall, flows over the overflow edge 5a to the overflow water receiving portion 5b, and overflows. Water is drained from the water receiving portion 5b to the drain pipe 8.
[0029]
The effects brought about by the above configuration and shape will be described below.
The thickness of the drain trap will be described below with reference to FIG.
When the sealing depth of the drain trap 1 is compared with the sealing depth of the conventional drain trap shown in FIGS. 7 and 11, the size is equal or less. Therefore, the thickness of the drain trap 1 of Example 1 is equal to or less than that of the conventional drain trap.
The operation when a positive pressure is generated in the drain pipe in FIG. 2 will be described below.
When the positive pressure Pp [mmAq] is generated in the drain pipe 8, the sealing water level of the outflow leg 4e is lowered. The amount of the sealed water that has been lowered moves to the inflow leg 4d side and raises the sealed water level of the inflow leg 4d. The value L [mm] of the vertical distance difference between the sealed water levels of the outflow leg 4e and the inflow leg 4d at this time is equal to the positive pressure value Pp [mmAq]. By design, the limit state for the positive pressure of the drain trap 1 is a state in which the sealing water level of the outflow leg 4e is lowered to the lower end 3a of the partition wall. Therefore, the sealing water level of the outflow leg 4e and the inflow leg 4d at this time The value Lmax of the vertical distance difference is equal to the limit positive pressure value Pmax of the drain trap 1. The limit positive pressure value Pmax is given by the shape values of the first embodiment described above and the following equation.
Pmax
= Lmax
= {Sx (D−Zb) + Si × D + So × D} / Si
= D (1 + F) + {Sx (D-Zb) / Si} ...・ (16)
Pmax: Limit positive pressure value [mmAq] in the drain trap of Example 1
Lmax: Maximum vertical distance difference of the sealing water level between the outflow leg and the inflow leg [mm]
Here, in the drain trap 1 of Example 1 and the conventional drain trap shown in FIG. 8, the limits for the case where the pressure in the drain pipe is positive are compared as follows.
Formula (16)-Formula (1)
= Pmax-Pmax '
= Sx (D-Zb) / Si ... ... (17)
> 0
(From Formulas (14) and (15), (D−Zb)> 0)
∴Pmax> Pmax '...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (18)
Therefore, when the atmospheric pressure in the drain pipe becomes positive, it can be said that the drain trap 1 of Example 1 has a higher limit than the conventional drain trap. .
[0030]
The operation when a negative pressure is generated in the drain pipe in FIG. 3 will be described below.
When negative pressure −Pm [mmAq] is generated in the drain pipe 8, the sealing water level of the inflow leg 4d is lowered by Pm [mm]. The amount of the sealed water that has been lowered moves to the outflow leg 4e side and flows over the overflow edge 5a. By design, the limit state for the negative pressure of the drain trap 1 is a state where the sealing water level of the inflow leg 4d is lowered to the lower end 3a of the partition wall, so that the limit negative pressure value Pmin [mmAq] of the drain trap 1 is It is equal to the water depth value D [mm]. Once this critical negative pressure -Pmin (= -D) [mmAq] is generated in the drain pipe 8 and the negative pressure disappears again, the residual sealed water depth d [mm] and the loss sealed water level δz [mm] Is given by the shape values of the first embodiment described above and the following equations.
Pmin = D ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・... (19)
d = {Sx (D−Zb) + So × D} / (Sx + Si + So) (20)
δz = D-d ... ·············(twenty one)
Pmin: limit negative pressure value of Example 1 [mmAq]
d: Residual water depth [mm] of the drain trap of Example 1
δz: Loss seal water level of drain trap of Example 1 [mm]
[0031]
Here, in the drain trap 1 of Example 1 and the conventional drain trap shown in FIG. 9, the residual water depth and the loss water level are compared as follows.
First, the remaining water depth is compared.
Formula (20)-Formula (3)
= Dd−d ′
= [{Sx (D−Zb) + So × D} / (Sx + Si + So)] − {So × D / (Si + So)}
= {Sx * Si * D-Sx * Zb (Si + So)} / {(Sx + Si + So) (Si + So)}
= {Si × D−Zb (Si + So)} / {(Sx + Si + So) (Si + So) / Sx}
= {D−Zb (1 + F)} / {(Sx + Si + So) (Si + So) / (Sx × Si)}
= {(1 + F) (Z−Zb)} / {(Sx + Si + So) (Si + So) / (Sx × Si)} (22)
> 0
(From equations (14) and (15), {D- (1 + F) Zb} = {(1 + F) (Z-Zb)}> 0)
∴d> d '... ···············(twenty three)
Therefore, when the atmospheric pressure in the drain pipe becomes negative, it can be said that the drain trap 1 of Example 1 has a stronger seal water strength than the conventional drain trap because the remaining seal water depth is larger.
[0032]
Next, the loss sealing water level is compared.
Formula (21)-Formula (4)
= Δz−δz ′
= (Dd)-(Dd ')
=-(D-d ') ... ·············(twenty four)
<0
(From equation (23), d> d ′)
∴δz <δz '・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・·············(twenty five)
Therefore, when the atmospheric pressure in the drain pipe becomes negative, it can be said that the drain trap 1 of Example 1 has stronger seal water strength than the conventional drain trap because the loss seal water level is smaller.
From the above, it can be said that the drainage trap 1 of Example 1 has stronger sealing strength than the conventional drainage trap, regardless of whether the pressure in the drainage pipe is positive or negative.
[0033]
The drainage capacity of the drain trap 1 will be described below with reference to FIG.
In general, when water flows over a weir or the like, the flow rate q is given by equation (7).
When this is applied to the drain trap, the flow rate that flows over the overflow edge on the outflow leg side corresponds to the flow rate q, and the drain rate of the drain trap increases as the flow rate increases. For this reason, the drainage capacity of the drainage trap can be determined using the flow rate flowing over the overflow edge as an index.
In the drain trap shown in FIG. 4, when Qi is the amount of water flowing into the drain top, Qo is the flow rate that flows over the overflow edge, and H is the water level from the overflow edge, these values are obtained from equation (7) and the above values. It is required as follows.
H = Qi / (Si + So) ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (26)
Qo = K × b × H (3/2) = K × b × {Qi / (Si + So)} (3/2) ... (27)
Qi: The amount of water flowing into the drain trap [mm Three ]
Qo: Flow rate flowing over the overflow edge of the drain trap of Example 1 [mm Three / sec.]
H: Water level from overflow edge of drain trap of Example 1 [mm]
Here, when the flow rate flowing over the overflow edge is compared between the drain trap of the first embodiment and the conventional drain trap shown in FIG. 10 and FIG.
Qo = K × b × {Qi / (Si + So)} (3/2) = Qo '>Qo''... 28 (28)
(From equations (11), (13), (27))
Therefore, it can be said that the drainage trap of Example 1 has a drainage capacity equal to or higher than that of the conventional drainage trap because the flow rate flowing over the overflow edge is equal or higher.
[0034]
Example 2 is shown in FIG. 5 and will be described below.
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the drain trap of Example 2 attached to a waterproof pan of a bathroom unit.
The configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
The shape characteristics of Example 2 will be described below.
The flat cross-sectional area in the inclined portion 5d of the sealed water chamber 4 is larger than the area of the top surface 4c of the sealed water. Other geometric features are the same as those in the first embodiment.
The effects brought about by the above configuration and shape will be described below.
The inclined portion 5d has a truncated cone-like inclined surface with a lower flat cross-sectional area larger than that of the upper flat cross-sectional area. For this reason, under circumstances where the sealing water in the drain trap 1 is frozen, the sealing water near zero degrees Celsius smoothly flows without stagnation above the sealing chamber 4 when convection is caused by its specific gravity. As it rises, the freezing of the sealed water will surely start from the top. Further, as the freezing progresses successively, the already-sealed water is pushed upward without applying stress to the water-sealing chamber 4. Therefore, even if the sealing water of the drain trap 1 freezes, the drain trap 1 is not destroyed by expansion due to freezing. Other functions are the same as those in the first embodiment.
[0035]
Example 3 is shown in FIG. 6 and will be described below.
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the drain trap according to the third embodiment attached to the waterproof pan 6 of the bathroom unit.
The configuration and shape features of Example 3 will be described below.
The drain trap 1 has an inflow pipe 9 communicating with the inside and outside of the sealed water chamber 4 on the side surface 4a of the sealed water chamber. Other configurations and shape features are the same as those of the second embodiment.
The effects brought about by the above configuration and shape will be described below.
In the third embodiment, drainage from the instrument can be guided to the sealed water chamber 4 through the inflow pipe 9. Other operations are the same as those in the second embodiment.
[0036]
【The invention's effect】
The present invention exhibits the following effects by the above configuration. In claim 1, the drain trap does not increase in thickness and does not cause a decrease in drainage capacity, and has a strong sealing strength against fluctuation of the pressure in the drain pipe to the positive pressure side. At the same time, even if the sealing water of the drain trap freezes, the drain trap will not be destroyed. .
[0037]
In claim 2, The drain trap according to claim 1, The drain trap can have a strong sealing strength against fluctuations in both the positive pressure side and the negative pressure side of the air pressure in the drain pipe without increasing the thickness and without causing a decrease in drainage capacity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a drain trap according to a first embodiment attached to a waterproof pan of a bathroom unit, showing a case where the pressure in the drain pipe is equal to the atmospheric pressure.
FIG. 2 shows a case where the pressure in the drain pipe is positive with respect to the atmospheric pressure in the drain trap of the first embodiment.
FIG. 3 shows a case where the atmospheric pressure in the drain pipe is negative with respect to atmospheric pressure in the drain trap of the first embodiment.
FIG. 4 shows the water level from the overflow edge of the water flowing into the drain trap in the drain trap of Example 1.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state in which the drain trap according to the second embodiment is attached to a waterproof pan of a bathroom unit.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state in which the drain trap according to the third embodiment is attached to a waterproof pan of a bathroom unit.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a conventional drain trap attached to a waterproof pan of a bathroom unit, showing a case where the atmospheric pressure in the drain pipe is equal to the atmospheric pressure.
FIG. 8 shows a case where the pressure in the drain pipe is positive with respect to the atmospheric pressure in the conventional drain trap.
FIG. 9 shows a case where the pressure in the drain pipe is negative with respect to the atmospheric pressure in the conventional drain trap.
FIG. 10 shows the water level from the overflow edge of the water flowing into the drain trap in the conventional drain trap.
FIG. 11 is an example in which the sealing depth is increased in a conventional drain trap.
FIG. 12 is a conventional drainage trap, showing an example in which the leg cross-sectional area ratio is increased by enlarging the outflow leg cross-sectional area, and shows the water level from the overflow edge of the water flowing into the drain trap.
[Explanation of symbols]
1. Drain trap
2 .... Drain trap body
2a: Fitting part
2b: Drain trap mounting flange
2c: Packing
2d ...... hair catcher
2e: Drain pipe connection port
3 ...
3a: Lower end of bulkhead
3b Packing
4 .... Sealing room
4a: Side of sealed water chamber
4b: Sealed water
4c: Sealed water top
4d ... Inflow leg
4e: Outflow leg
5 .... Overflow edge member
5a ... overflowing edge
5b ... overflowing water receiver
5c: Fitting part
5d: Inclined part
6 .... Waterproof pan
7. Washing area
8. Drain pipe
9, ... Inflow pipe

Claims (2)

封水室と封水と溢れ縁と、該封水を流入脚と流出脚とに隔てる上方向に取外し可能な略円筒形状の隔壁とを有する逆わん型の排水トラップにおいて、前記溢れ縁以下の高さでかつ前記隔壁の下端以上の高さの範囲内の少なくとも一範囲で、前記封水室が前記封水の最上面の面積より広い平断面積部分を有し、該平断面積部分の少なくとも一部において、上部の平断面積よりも下部の平断面積が広いことを特徴とする排水トラップ。In the inverted trapezoidal drain trap having a sealing chamber, a sealing water and an overflow edge, and a substantially cylindrical partition wall separating the sealing water into an inflow leg and an outflow leg and removable upward, height at and at least a range within the range of the lower end above the height of the partition wall, the water seal chamber have a large planar cross-sectional area portion than the area of the top surface of the water seal, of the flat cross-sectional area portion A drain trap characterized in that at least in part, a lower cross-sectional area is larger than an upper flat cross-sectional area . 封水深をDとし、流入脚断面積をSiとし、流出脚断面積をSoとし、脚断面積比をF=So/Siとし、これらを用いて以下の式から導かれる値をZとした場合、前記溢れ縁以下の高さでかつ該溢れ縁からZ下がった地点以上の高さの範囲内の少なくとも一範囲で、前記封水室が前記封水の最上面の面積より広い平断面積部分を有し、該平断面積部分の少なくとも一部において、上部の平断面積よりも下部の平断面積が広いことを特徴とする請求項1記載の排水トラップ。
Z=D−{So×D/(Si+So)}=D/(1+F)
When the sealed water depth is D, the inflow leg cross-sectional area is Si, the outflow leg cross-sectional area is So, the leg cross-sectional area ratio is F = So / Si, and the value derived from the following equation using these is Z A plane cross-sectional area in which the sealed chamber is wider than the area of the uppermost surface of the sealed water in at least one range within the range of the height below the overflow edge and the height of the point below Z from the overflow edge have at, at least a portion of the flat cross section part, according to claim 1 drainage trap, wherein the wider planar cross-sectional area of the lower than the plane sectional area of the upper.
Z = D− {So × D / (Si + So)} = D / (1 + F)
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