JP4380996B2 - Drainage pipe structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイホンの原理を利用して円滑な排水を実現すると共に、屋内への悪臭や虫の侵入を防止し得る排水管構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的な建物に於ける排水構造は、排水器具毎に、或いは排水経路の途中に水封トラップを配置して構成され、屋内に対する下水からの悪臭や害虫の侵入を防止し得るように構成されている。また水封トラップの機能を維持するため、自然流下である排水管の内部圧力は大気圧に近い方が良い(満水を避ける)とされている。
【0003】
最近では、サイホンの原理を利用した排水システムが提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。この技術は、管路を構成する排水立管を排水が満水状態で流下する際に、流通する排水の後方に発生する吸引力によって上流側にある排水を吸引し得るようにしたものであり、円滑な排水と排水管の口径を15mm〜40mm程度とする小口径化を実現することが出来る。
【0004】
サイホンとは、液体をいったん高所に上げて、低所に移すために使う曲がり管を言うが、以下説明する本発明では、液体が管内を略満水状態で落下する際に、該液体の上流側に吸引作用を生じさせる原理を「サイホンの原理」といい、このサイホンの原理によって発生する力を「吸引力」或いは「サイホン力」というものとする。
【0005】
上記排水管構造では、排水立管を小口径配管によって構成することで、該排水立管の上流側端部に設けた排水器具から排水が生じたとき、排水された排水が排水立管内を満水状態で流下するのに伴って、該排水の上流に於ける排水立管の内部に吸引力が発生する。この吸引力は、排水器具及び該排水器具の下流側の排水管に存在する排水に作用し、これらを円滑に流すことが出来る。
【0006】
上記サイホン原理を利用した排水システムでは、小口径の排水管を利用することから、該排水管を壁の内部や床下に収容したとき、排水管が占有する配管スペースを削減することが出来る。このため、壁の内部空間,床下空間を有効に活用することが出来るという利点がある。また排水器具から充分に低い位置にある合流部までの間に若干の逆勾配を許容することが可能となり、硬質塩ビ管等に代表される一般的な配管材料に加えてフレキシブル管を利用することが可能となる。
【0007】
特に、排水管路をフレキシブル管を利用して構成した場合、排水器具から合流部までの間に継目を設けることなく配管することが可能であり、施工性を大幅に向上させることが出来る。またフレキシブル管を利用することによって、該フレキシブル管をさや管の内部に通して配管することが出来、更新の必要が生じたとき、壁や床,天井を壊すことなく作業することが出来るという利点もある。
【0008】
上記の如く、サイホン原理を利用した排水システムでは勾配の制約が少ないため、配管経路上の障害物の回避や竣工後の排水器具の移動も可能となるという利点もある。これらの利点は、建築計画や建築コスト、建築後の使い勝手を考慮する上で有利である。
【0009】
【特許文献1】
特開平06−042019号公報
【特許文献2】
特開2000−074260号公報
【特許文献3】
特開2001−271406号公報
【特許文献4】
特開2002−121792号公報。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
サイホンの原理を利用した排水システムの場合であっても、下水の臭気や害虫等が排水管,排水器具を通って屋内に侵入することを防止するために、トラップを設けることが必要となる。このトラップとしては、排水経路の途中を水で塞ぐ所謂水封トラップや機械式のトラップがあるが、例えば図10に示すように、排水管51の上流側端部に設けた浴槽や便器等の排水器具52の排水口の近傍に水封トラップ53を設けるのが一般的に行われている。
【0011】
しかし、排水が排水立管を満水状態で落下する際に発生する吸引力は、該排水の上流側から排水器具に至る配管の内部に作用することとなり、この吸引力が強すぎると水封トラップにある水も下流側に吸引されて封水が残らない所謂破封と呼ばれる現象が生じる。この場合、水封トラップとしての機能が損なわれることとなり、屋内に対する臭気の侵入が害虫が侵入する虞が生じるという問題が発生する。
【0012】
上記各特許文献では、破封の対策として脚断面積比の大きいトラップを設けたり、流量調整弁を設けて流量を絞って排水時間を長くするように構成されている。しかし、脚断面積比の大きいトラップを用いた場合排水器具の対応を適正にすることが必要となるという問題があり、また流量調整弁を設けた場合排水時間が長くなるという問題がある。
【0013】
また排水管に逆勾配が形成されている場合、サイホン力を発揮させる前に排水器具から排水された排水を何らかの手段で一度逆勾配の頂部に移動させることが必要となり、上記各特許文献では、ポンプを設けたり、排水器具と逆勾配の頂部との高低差を利用している。前者の場合、電気エネルギーが必要となり、且つモーター,ポンプ等の機器類や配線等が必要になる。
【0014】
また高低差を利用する場合には、排水管が小口径であることから、該排水管に滞留している空気と排水管に流入すべき排水との置換が簡単には行われないため、排水器具と排水管の最も高い部位との間の残留排水が下流方向へ押し出せない虞がある。例えば図11(a)に示すように、排水管51に於ける最高部位54と排水器具52の間にある排水55が下流方向へ流れるためには、最高部位54の高さH1 を乗り越える必要がある。しかし同図(b)に示すように、排水器具52で発生した水頭圧がH2 (H1 の方がH2 よりも大きいとする)とすると、排水55は最高部位54に向かってH2 だけ上昇するものの、途中で平衡してしまい、連続的な排水を実現し得ないことになる。即ち、同図(c)に示すように、排水器具52で排水が生じたとき、排水管51内に存在する空気と速やかに置換する必要が生じる。
【0015】
本発明の目的は、サイホン式の排水管に於いて、特別な機器類を必要とせずに、排水の流下に伴って該排水管の内部に高い吸引力(サイホン力)が作用した場合であっても、水封トラップに破封が生じることのない排水管構造を提供することにある。
【0016】
また排水器具から排水が生じたとき、排水管に速やかにサイホン力を発生し得る排水管構造を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る排水管構造は、小口径排水管を利用し且つ排水器具に接続された排水立管を有するサイホンの原理を利用した排水管構造であって、サイホン力が作用する排水立管の下端以降の下流に水封トラップを設け、該水封トラップの出口が大気に開放されているものである。
【0018】
本発明では、排水器具からの排水が排水立管内を満水状態で流下したときに大きいサイホン力が発生しても水封トラップを破封する虞はない。即ち、排水立管に排水が継続している間、全ての排水は水封トラップを通過することになり、破封することはない。そして、排水が終了する間際でサイホン力が弱くなったとき、該水封トラップが排水立管の下端以降の下流に設けられていることから、水封トラップから流出した排水は大気に開放され、該水封トラップに大きな吸引力が作用することがない。
【0019】
上記排水管構造に於いて、前記水封トラップの出口は、当該水封トラップの下端部よりも上方となる位置に設けられていることが好ましい。
【0020】
特に、排水立管の下端以降の下流に設けた水封トラップの大気に開放される高さは、該水封トラップの先で発生するサイホン力によって封水が排水されることのない範囲とし、この高さの好ましい範囲は水封トラップの下端レベルよりも上方である。
【0021】
このため、水封トラップに存在する封水を確保して破封を防止することが出来る。更に、万一破封した場合であっても、排水立管の管壁を伝わって流れた排水が水封トラップに溜まり、該水封トラップの封水を確保することが出来る。
【0022】
上記何れかの排水管構造に於いて、前記小口径排水管は、呼び径を15mm〜25mmに設定されていることが好ましい。
【0023】
上記何れかの排水管構造に於いて、前記小口径排水管により形成される排水立管の最も上流側に水頭圧を得るための水頭圧取得手段を設けたことが好ましい。
【0024】
上記排水管構造では、小口径排水管の最上流側に水頭圧取得手段を設けることによって、溜まった排水が水頭圧を生じる。このため、水頭圧取得手段に接続された排水管の内部に於ける空気の存在の有無に関わらず、速やかな排水を実現することが出来る。
【0025】
即ち、排水管に逆勾配が形成されている場合であっても、逆勾配部に水頭圧取得手段による水頭圧を持った排水が速やかに流れ込み、排水管に存在する空気と置換し或いは押し出して、該逆勾配部を乗り越えることが出来る。排水管の逆勾配部を排水が通過し、排水立管に達するとサイホン効果が生じ、上流側の排水官の速やかな排水を実現することが出来る。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明に係る排水管構造の好ましい実施形態について説明する。本発明は、サイホン力を発揮させるために、排水器具からの排水を行うに際し、小口径の排水管を用いることで該排水管を満水状態で落下させる排水方法に於いて、排水立管の下端以降の下流に水封トラップを設けることで、サイホン力の作用に関わらず破封を防止して、確実に臭気の遮断と害虫等の屋内への侵入を防止し得るように構成したものである。
【0027】
また排水管の上流側に水頭圧取得手段を設けることで、小口径の排水管で逆勾配部が存在するにも関わらず、排水管の逆勾配部の上流側に存在する空気を排水と置換、或いは排水によって押し出すことが可能であり、排水管の逆勾配部に流れ込んだ排水を速やかに通過させ、サイホン効果を確実に発生させて逆勾配部よりも上流側の速やかな排水を実現し得るようにしたものである。
【0028】
排水管の口径は特に限定するものではないが、従来の排水管の口径と比較して充分に小さい値に設定される。即ち、従来の中低層住宅に於ける排水横枝管,排水立主管は呼び径が100mm程度の管を利用するのが一般的であるが、本発明では、呼び径が15mm〜40mm程度の管を好ましく採用することが可能である。特に望ましい管径の範囲としては、15mm〜25mmである。
【0029】
本発明で利用する排水管は管の材質や構成等を限定するものではなく、塩ビ管や金属管等からなる剛性を持った定尺の直管や、可撓性を持ったフレキシブル管を利用することが可能である。
【0030】
排水立管は、1個の排水器具に対し1本接続される。即ち、本発明に係る配管構造では、浴槽や洗面ボウル,キッチンシンク、或いは他の排水器具毎に1本の排水管が接続され、各排水管毎に排水立管が設けられる。そして、排水立管を有する排水管は排水立管の末端側で排水桝に接続されて大気に開放される。従って、水封トラップを排水桝に接続すると共に該水封トラップの下流端を排水桝で開放し得るように構成すると有利である。このように水封トラップを設けることで、該水封トラップの設置場所を排水桝と共用することが可能となる。
【0031】
排水立管の下端とは、縦方向に配置された排水管の下端部分を意味するものではなく、縦方向に配置された排水管に於ける最も上流側に位置する排水器具に作用させる吸引力を発生させるのに充分な高さを確保し得る位置を意味する。従って、水封トラップの位置は、縦方向に配置された排水管が前記高さを確保し得る位置よりも下方で、且つ水封トラップを流出した排水による吸引力が作用しても封水を確保し得るレベルである。
【0032】
上記の如く、排水立管に於ける水封トラップの位置を設定することで、如何なる量の排水が流通した場合であっても、封水の量を確保して破封を防止することが可能となる。前述したように、排水立管に於ける水封トラップの好ましい設置位置は、該排水立管の下方側の端部で且つ排水管が排水桝に接続される部位の周辺である。
【0033】
排水立管は、必ずしも排水管を垂直に直立させて構成したものである必要はなく、上方から下方に導かれるものであれば良い。即ち、排水立管の内部を流下する排水によって、速やかな排水を実現するのに充分なサイホン力を発生させることが可能であれば、排水立管が垂直に設置されていなくとも良く、傾斜していても問題が生じることはない。
【0034】
このため、屋内に設置した排水器具と屋外に設置した排水桝との位置がズレているような場合であっても、排水管を傾斜させて壁内に配管することで排水立管を構成することが可能である。このように、排水立管を直管で且つ垂直方向に設置しなくとも、充分なサイホン力を発生し得ることから、屋内の排水管及び排水立管にフレキシブル管を用いた場合でも、サイホン式の排水システムを構成することが可能である。
【0035】
排水立管の下方に設けた水封トラップは、排水桝から発生する臭気を水封して屋内に侵入することを防止すると共に害虫が屋内に侵入することを防止する機能を有する。水封トラップは、高さ(水位)が50mm程度以上の水を常に保持しておくことが可能なU字管からなり、このU字管を排水立管の下方に設けることで、該水封トラップを形成し、これにより、水封トラップと排水器具との間の排水管を屋外の排水桝から遮断し得るように構成されている。
【0036】
水封トラップを上記位置に設けることで、排水立管内に排水が流下したとき、この排水が水封トラップを通過し、サイホン力が消滅した後、通水抵抗によって流れが停止し、更に、排水立管内に残留した排水(例えば管壁に付着した排水)が流れ込み、水封トラップ内の封水を確保することが可能である。
【0037】
従来は、例えば浴槽をコンクリートに埋め込んで設置する場合、水封トラップを放流先である排水桝の近傍に設置したり、寒冷地の場合、封水の凍結を防止する目的で水封トラップを地下に埋設することがあるが、これらの場合では何れもサイホン式の排水システムを採用したものではなく、自然流下方式の排水システムを採用している。
【0038】
また上記した本発明の構成では、排水器具と水封トラップとの間の排水立管を含む排水管の延長距離が増加するため、該排水管の内部で悪臭が発生するという危惧もある。しかし、本件発明者の知見では、サイホン原理を利用した排水では、自然流下式排水に比較して流速が速いため、管に汚れが付着し難い上、排水管が小口径であるため、従来の排水管と比較して悪臭を発生する汚れが付着する虞のある表面積が小さくなり、また排水管が細いため、水封トラップより上流の管内空気は室内の空気と置換し難い、等から悪臭が屋内に侵入する虞はない。
【0039】
本発明に於ける小口径の排水管の最上流側に設ける水頭圧取得手段は、排水管路に逆勾配が生じている場合、排水管路に於ける逆勾配部の上流側に滞留している空気を排水と置換する機能を発揮し、排水器具から排水された排水に逆勾配部の高さよりも大きい水頭圧を付与して該逆勾配部を乗り越えさせる。特に、排水管としてフレキシブル管を用いた場合、このフレキシブル管が逆勾配部が出来易いため、この問題を容易に克服することが可能となる。
【0040】
逆勾配部の高さよりも大きい水頭圧とは、排水管路に存在する逆勾配部の高さの総和よりも大きい水頭圧を意味する。即ち、排水管路に複数の逆勾配部が存在する場合、個々の逆勾配部に於ける高さを加えた高さよりも大きい水頭圧をいうものである。
【0041】
上記機能を発揮し得る水頭圧取得手段としては、排水管路に想定される逆勾配部の高さに対し充分な深さと排水管の径に対し充分な太さとを持った排水チャンバー、或いは排水管路に想定される逆勾配部よりも上流側に設けた通気手段があり、何れも利用することが可能である。
【0042】
排水チャンバーの場合、排水管路に複数の逆勾配部が存在しても、深さがこれらの逆勾配部の総和よりも大きければ良く、この排水チャンバーを排水器具の排水口に設ければ良い。
【0043】
水頭圧取得手段として排水チャンバーを用いる場合、該排水チャンバーの断面積を排水管の断面積よりも充分に大きく設定しておくことが好ましい。本件発明者の知見では、排水チャンバーの径を排水管の径の約1.5倍かそれ以上に設定することで、確実で且つ速やかな置換を実現することが可能であった。
【0044】
また排水チャンバーの深さを排水管路に想定される逆勾配部の高さ(逆勾配の部位が複数存在する場合、これらの総和の高さ)よりも充分に大きい水頭圧を発生し得るように構成しておくことで、排水器具から排水チャンバーに流れ込んだ排水は排水管に於ける逆勾配部を確実に乗り越えてサイホン効果を発揮することが可能である。
【0045】
次に、上記排水管構造の好ましい実施例について図を用いて説明する。図1は排水立管の下端以下のレベルに水封トラップを設けた排水管構造を模式的に説明する図である。図2は排水立管と水封トラップとの関係を説明する図である。図3は図2を正面から見た図であり排水立管の設置例を説明する図である。図4は複数の排水管を一つの水封トラップに接続した例を説明する図である。図5は水頭圧取得手段として排水チャンバーを設けた例を模式的に説明する図である。図6はキッチンに於ける排水チャンバーの構成を説明する図である。図7は洗面器具に於ける排水チャンバーの構成例を説明する図である。図8は排水チャンバーへ通気手段を設けた図である。図9は排水管の最上流側に排水チャンバーを設けると共に排水立管の下端以下のレベルに水封トラップを設けた例を説明する図である。
【0046】
図1〜図3に於いて、排水立管1の下端以降の下流に水封トラップ2が設けられており、該水封トラップ2の開口端部は地中に埋設された排水桝3に開放され、流下した排水を直接排水桝3に排水し得るように構成されている。排水立管1の上流側の端部には浴槽や洗面ボウル或いはキッチンシンク等の排水器具4が接続されている。また排水器具4から排水立管1に至る繋ぎ配管5は、建物の壁内空間や床下空間の内部を縦方向,横方向に配置されている。
【0047】
排水器具4から水封トラップ2に至る排水立管1,繋ぎ配管5は実質的に1本である。即ち、個々の排水器具4毎に1本の繋ぎ配管5,排水立管1からなる排水管6が構成されている。
【0048】
排水器具4が2階或いは3階に設置されている場合、排水立管1は外壁7に形成された壁内空間7aに配置されている。排水立管1の下端は、基礎8の上端部分で外壁7を通過して屋外に出た後、排水桝3に導かれる外部配管9に接続されており、該外部配管9の排水桝3内に水封トラップ2が設けられている。尚、図に於ける12は敷地内配管である。
【0049】
また目的の排水器具4が1階に配置されている場合であって、例えば図6,8に示すように、床下10に於ける排水管に積極的に逆勾配部20を形成した場合、この逆勾配部20が水封トラップ2としての機能を発揮する。即ち、逆勾配部20よりも下流側の配管が略水平状態で床下を通過し、その後、基礎を貫通して排水桝3までの落差が小さい場合、排水チャンバー23,21が排水に駆動力を与える排水立管として機能することになる。
【0050】
上記の如く、排水器具4が1階に設置されている場合、又は2階以上の階に設置されている場合であっても、水封トラップ2は排水立管1の下流に設けられることとなる。
【0051】
また排水立管1は、壁内空間7aに於いて必ずしも垂直方向に設置される必要はなく、排水が排水立管1を落下する際に該排水の上流側の排水を吸引するのに充分なサイホン力を発生させることが可能であれば良い。即ち、図3の中央に示す垂直方向に設置された排水立管1、同図右側及び左側に示す比較的強い曲線を持って屈曲した排水立管1の何れであっても良く、夫々上流側に接続された排水器具4に対し充分な吸引力を作用させることが可能である。
【0052】
繋ぎ配管5は排水器具4と排水立管1の上端との間を繋ぐ配管であり、排水器具4の設置位置と、高さに応じて適宜なされる配管である。この繋ぎ配管5では積極的にサイホン効果を発揮させるような構成とすることなく、各階毎の床下空間10内を自由に設置することが可能である。
【0053】
排水立管1,繋ぎ配管5を構成する管材は、塩ビ管や鋼管等の直管であって良いが、本実施例では可撓性を有する長尺の合成樹脂管を用いており、該合成樹脂管を、排水器具4から排水桝1に至る予め設定された経路に従って長さを設定して切断して利用している。このため、排水器具4から水封トラップ2に至る経路を1本の排水管6によって形成することが可能であり、途中に曲がり部が存在しても、エルボ等の継手を必要とせず、配管抵抗を低減させると共に汚物が引っかかる虞をなくすことが可能である。
【0054】
また本実施例では、予め設定された配管経路に沿って設置されると共に所定位置で柱や梁に固定されたさや管11の内部に可撓性を有する合成樹脂管を挿入して排水管6を構成するさや管工法を採用している。
【0055】
上記構成に於いて、充分なサイホン力を発揮し得る排水管6を構成する合成樹脂管の径は20mm程度で良い。またこの合成樹脂管を収容するさや管の外径は40mm程度である。
【0056】
上記排水管構造では、排水器具4から流れた排水は排水立管1を落下する際に上流側に吸引力を作用させることが可能であり、この吸引力の作用によって排水器具4にある排水を積極的に吸引して排水することが可能である。そして排水管6を流通した排水が水封トラップ2に到達したとき、該排水は水封トラップ2を満水状態として通過し、排水桝3に開放される。そして排水桝3に接続されている敷地排水管12を通って他の排水桝3と合流する。
【0057】
図4は、複数の排水管6を一つの水封トラップ2に集中させた例を示している。この場合水封トラップ2はU字管からなるトラップではなく、水を貯留させた椀に排水管6の端部をトラップとしての機能を発揮させることが可能な深さに差し込んで構成されている。この場合、万一破封しても接続された何れか1個所の排水器具の使用によって封水が復元するため、すぐに貯留できる。
【0058】
次に、逆勾配部20を有する排水管6の最上流部に水頭圧取得手段となる排水チャンバー23を設けた例について図5,図6により説明する。
【0059】
図に於いて、排水チャンバー23は排水管6の最も上流部である排水器具4の排水口に設けられており、深さは逆勾配部20の高さ(複数個所に逆勾配部が存在する場合は各逆勾配部の高さの総和、水封トラップも含む)よりも大きい値となるように設定されている。例えば、排水管6に存在する逆勾配部の高さが120mmである場合、排水チャンバー23の深さは120mm以上であれば良いが、充分な深さとして300mm〜それ以上に設定されている。
【0060】
また排水チャンバー23の断面積は排水管6を構成する管(可撓性を持った合成樹脂管)の断面積の約1.5倍以上に設定されている。本実施例では排水管6の管径は20mmに設定されており、排水チャンバー23の径は50mmに設定している。しかし、排水チャンバー23は前記径に限定するものではなく、40mm〜75mm程度の範囲で選択的に用いることが可能である。
【0061】
上記の如く構成された排水管6では、排水器具4から排水された排水は排水チャンバー23に溜まって、溜まった深さに相当する水頭圧が発生する。従って、逆勾配によって排水管6の中に空気と水が交互に存在するような場合でも、排水チャンバー23に溜まった排水の水頭圧が排水管6にある逆勾配部20の高さよりも大きい値となったとき、排水チャンバー23から排水管6に流れ込んで一気に逆勾配部20を乗り越えて下流側に流通する。このため、排水管6の内部が充水され、サイホン力が発生し、以降、排水器具4に滞留する水がなくなるまで排水が継続する。
【0062】
図7は排水器具4としての洗面ボウルの排水口に排水チャンバー23を設けた例を説明する図である。同図(a)は、排水器具4と排水チャンバー23との接続部位にポケット24aを形成し、該ポケット24aと洗面ボウル4のオーバーフロー口24bを接続したものである。この構成では、排水器具4から排水が生じたとき、ポケット24aとオーバーフロー口24bが排水チャンバー23に存在する空気の排出通路としての機能を発揮する。このため、排水チャンバー23の入口が小さい場合も、該排水チャンバー23の空気を効率良く追い出すことができ、速やかに必要な水頭圧を得ることができる。ちなみに、排水チャンバーがない場合は、サイホン力が強いと図12(a)に示すように排水とオーバーフロー口から入った空気が交互に流れ騒音を発し、また排水時間が長くかかってしまう。
【0063】
図7(b)は、洗面ボウルとしての排水器具4の排水口に排水チャンバー23を設けると共に該排水チャンバー23に渦の発生を防止する障壁筒25を配置したものである。この場合、排水器具4から排水しても、図12(b)の如く、排水口に渦が発生することがなく、流下する排水にサイホン力を弱める空気を巻き込むことがない。従って、排水がなくなるまで強いサイホン効果を継続して発揮することが可能となる。
【0064】
図8は排水チャンバー21に通気管26を設けた例を示すものである。通気管26は、端部が排水器具4の上面よりも高い位置に配置された状態で大気に開放している。もし、通気管26がなければ、逆勾配部20に滞留する排水と、該排水と排水器具4に挟まれた空気の存在により、排水器具4に溜められた排水は逆勾配部の高さを凌ぐ水位でない限り、ほとんど下流側へ移動することができない。即ち、排水できない。
【0065】
しかし、図8の如く構成された排水管構造では、排水器具4と逆勾配部20の間に存在する空気は通気管26を介して大気に移動することが可能なため、排水器具4の排水も、排水チャンバー21へ流れ込むことができ、該排水チャンバー21で水頭圧を生じるため、一気に逆勾配部20を乗り越えて下流側に流れ込み、この過程でサイホン効果を発揮して逆勾配部20よりも上流側に吸引力を作用させることが可能となる。この吸引力は排水器具4に作用し、該排水器具4に排水が滞留している場合、滞留した排水を吸引して速やかに排水することが可能である。
【0066】
図9は、排水管6の最上流側に排水チャンバー23を設けると共に排水立管1の下端以下のレベルに水封トラップ2を設けることで水封トラップの破封を防止し、排水管に逆勾配が存在する場合であっても速やかな排水を実現することのできる排水管構造を説明する図である。
【0067】
この図では、排水チャンバー23に対する排水管6の接続部を底部23aから離隔させた側面23bた位置とすることによって、排水器具4から排水される排水に水よりも比重の大きい物質が存在する場合、この物質を排水チャンバー23の底部23aに沈殿させることも可能としている。
【0068】
【発明の効果】
サイホンを利用した排水方式は、冒頭の「従来の技術」の項で説明したような様々なメリットがあるものの、サイホンを利用するが故に破封し易いという欠点を持っていた。また一度サイホン力が発生すれば、逆勾配があっても排水することができるが、小口径であるが故に逆勾配部に排水が溜まると、その上流の空気は新たに排水すべき排水を容易に置換しないため、排水が開始しないという欠点もあった。しかし、本発明に係る排水管構造では、水封トラップを排水立管の下端以降の下流に設けたので、排水器具からの排水が排水立管内を満水状態で流下したときに大きいサイホン力が発生しても、破封する虞がない。このため、臭気を遮断して確実に害虫の侵入を防止することが出来る。
【0069】
また他の排水管構造では、小口径排水管の最上流側に水頭圧取得手段を設けることによって、排水管に逆勾配が形成されている場合であっても、この空気を排水と置換して排水が速やかに流れ込んで逆勾配部を乗り越えることが出来る。このため、排水の上流側の排水管に吸引力を作用させて速やかな排水を実現することが出来る。
【0070】
更に、他の排水管構造では、水封トラップの破封を防止することが出来、且つ排水管に逆勾配が存在する場合であっても、円滑で速やかな排水を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】排水立管の下端以下のレベルに水封トラップを設けた排水管構造を模式的に説明する図である。
【図2】排水立管と水封トラップとの関係を説明する図である。
【図3】図2を正面から見た図であり排水立管の設置例を説明する図である。
【図4】複数の排水管を一つの水封トラップに接続した例を説明する図である。
【図5】水頭圧取得手段として排水チャンバーを設けた例を模式的に説明する図である。
【図6】キッチンに於ける排水チャンバーの構成を説明する図である。
【図7】洗面器具に於ける排水チャンバーの構成例を説明する図である。
【図8】排水チャンバーへ通気手段を設けた図である。
【図9】排水管の最上流側に排水チャンバーを設けると共に排水立管の下端以下のレベルに水封トラップを設けた例を説明する図である。
【図10】排水管の上流側端部の近傍に水封トラップを設けた排水管構造を説明する図である。
【図11】排水管に逆勾配部が存在する際の課題を説明する図である。
【図12】洗面ボウルから排水する際の課題を説明する図である。
【符号の説明】
1 排水立管
2 水封トラップ
3 排水桝
4 排水器具
5 繋ぎ配管
6 排水管
7 外壁
7a 壁内空間
8 基礎
9 外部配管
10 床下
11 さや管
20 逆勾配部
21 排水チャンバー
23 排水チャンバー
23a 底部
23b 側面
24a ポケット
24b オーバーフロー口
25 障壁筒
26 通気管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drainage pipe structure that realizes smooth drainage by utilizing the principle of siphon and that can prevent bad odors and insects from entering indoors.
[0002]
[Prior art]
The drainage structure in a general building is constructed by placing a water-sealed trap for each drainage device or in the middle of the drainage path, so that it can prevent bad smells and pests from entering the sewage indoors. ing. Moreover, in order to maintain the function of the water seal trap, it is said that the internal pressure of the drain pipe that is naturally flowing should be close to atmospheric pressure (avoid full water).
[0003]
Recently, a drainage system using the principle of siphon has been proposed (see, for example,
[0004]
A siphon is a bent pipe that is used to raise a liquid to a high place and move it to a low place.In the present invention described below, when the liquid falls in a substantially full state in the pipe, The principle of generating a suction action on the side is called “siphon principle”, and the force generated by this siphon principle is called “suction force” or “siphon force”.
[0005]
In the drainage pipe structure described above, when the drainage standpipe is constituted by a small-diameter pipe, when drainage occurs from the drainage device provided at the upstream end of the drainage standpipe, the drained drainage fills the drainage standpipe. As it flows down in a state, a suction force is generated inside the drainage stand upstream of the drainage. This suction force acts on the drainage present in the drainage device and the drainage pipe on the downstream side of the drainage device, and these can flow smoothly.
[0006]
Since the drainage system using the siphon principle uses a small-diameter drainage pipe, when the drainage pipe is accommodated inside the wall or under the floor, the piping space occupied by the drainage pipe can be reduced. For this reason, there exists an advantage that the internal space of a wall and an underfloor space can be utilized effectively. In addition, it is possible to allow a slight reverse gradient from the drainage device to the junction at a sufficiently low position, and use flexible pipes in addition to general piping materials such as hard PVC pipes. Is possible.
[0007]
In particular, when the drain pipe is configured using a flexible pipe, it is possible to perform piping without providing a seam between the drainage device and the junction, and the workability can be greatly improved. Also, by using a flexible pipe, the flexible pipe can be routed through the inside of the sheath pipe, and when there is a need for renewal, it is possible to work without breaking the walls, floor, and ceiling. There is also.
[0008]
As described above, since the drainage system using the siphon principle has few gradient restrictions, there is an advantage that it is possible to avoid obstacles on the piping route and to move the drainage device after completion. These advantages are advantageous in considering the construction plan, construction cost, and ease of use after construction.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 06-042019
[Patent Document 2]
JP 2000-074260 A
[Patent Document 3]
JP 2001-271406 A
[Patent Document 4]
JP 2002-121792 A.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Even in the case of a drainage system using the principle of siphon, it is necessary to provide a trap in order to prevent sewage odors and pests from entering the indoors through drainage pipes and drainage equipment. As this trap, there is a so-called water-sealed trap or a mechanical trap that blocks the middle of the drainage path with water, for example, as shown in FIG. 10, such as a bathtub or a toilet provided at the upstream end of the
[0011]
However, the suction force that is generated when the wastewater falls in the drainage stand in a full state acts on the inside of the piping from the upstream side of the wastewater to the drainage device. If this suction force is too strong, The so-called breakage phenomenon in which the water in the water is also sucked downstream and the sealed water does not remain occurs. In this case, the function as a water-sealed trap is impaired, and there is a problem that an odor intrusion into the indoor area may cause a pest.
[0012]
In each of the above-mentioned patent documents, a trap having a large leg cross-sectional area ratio is provided as a countermeasure against breakage, or a flow rate adjusting valve is provided to reduce the flow rate to increase the drainage time. However, when a trap having a large leg cross-sectional area ratio is used, there is a problem that it is necessary to properly handle the drainage device, and when a flow rate adjusting valve is provided, there is a problem that the drainage time becomes long.
[0013]
In addition, when a reverse slope is formed in the drain pipe, it is necessary to move the drainage drained from the drainage device to the top of the reverse slope once by some means before exerting the siphon force. A pump is installed, or the difference in height between the drainage device and the top of the reverse gradient is used. In the former case, electric energy is required, and equipment such as a motor and a pump, wiring, and the like are required.
[0014]
In addition, when using the height difference, the drainage pipe has a small diameter, so the replacement of the air staying in the drainage pipe with the drainage to flow into the drainage pipe is not easily performed. There is a possibility that the residual drainage between the device and the highest part of the drain pipe cannot be pushed out in the downstream direction. For example, as shown in FIG. 11A, in order for the
[0015]
An object of the present invention is a case where a high suction force (siphonic force) acts on the inside of the drainage pipe as the drainage flows without requiring special equipment in the siphon type drainage pipe. However, the object is to provide a drain pipe structure in which no breakage occurs in the water seal trap.
[0016]
It is another object of the present invention to provide a drain pipe structure that can quickly generate siphon force in the drain pipe when drainage is generated from the drainage device.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a drain pipe structure according to the present invention is a drain pipe structure using the principle of a siphon that uses a small-diameter drain pipe and has a drain stand connected to a drainage device, A water seal trap is installed downstream from the lower end of the drainage standThe outlet of the water seal trap is open to the atmosphereIs.
[0018]
In the present invention, even if a large siphon force is generated when the drainage from the drainage device flows down in the drainage stand in a full state, there is no possibility of breaking the water seal trap. That is, while drainage continues in the drainage standpipe, all drainage passes through the water seal trap and does not break. And when the siphon force becomes weak just before the drainage is completed, since the water-sealed trap is provided downstream from the lower end of the drainage standpipe, the water drained from the water-sealed trap is released to the atmosphere, A large suction force does not act on the water seal trap.
[0019]
In the drainage pipe structure, the outlet of the water seal trap is preferably provided at a position above the lower end of the water seal trap.
[0020]
In particular, the height that is released to the atmosphere of the water seal trap provided downstream from the lower end of the drainage standpipe is the range in which the seal water is not drained by the siphon force generated at the tip of the water seal trap, A preferred range for this height is above the bottom level of the water seal trap.
[0021]
For this reason, the sealing water which exists in a water sealing trap can be ensured, and a tearing can be prevented. Furthermore, even if it is broken, the waste water that has flowed through the pipe wall of the drainage standpipe collects in the water-sealed trap, and sealing water for the water-sealed trap can be secured.
[0022]
In any one of the drain pipe structures described above, it is preferable that the small-diameter drain pipe has a nominal diameter of 15 mm to 25 mm.
[0023]
In any one of the drain pipe structures described above, it is preferable that a water head pressure acquisition means for obtaining a head pressure is provided on the most upstream side of the drainage pipe formed by the small diameter drain pipe.
[0024]
In the above drain pipe structure, the accumulated drainage generates the head pressure by providing the head pressure acquisition means on the most upstream side of the small-diameter drain pipe. For this reason, quick drainage can be realized regardless of the presence or absence of air in the drainage pipe connected to the water head pressure acquisition means.
[0025]
That is, even when a reverse slope is formed in the drain pipe, the drainage having the head pressure obtained by the head pressure acquisition means quickly flows into the reverse slope portion to replace or push out the air present in the drain pipe. , The reverse gradient portion can be overcome. When drainage passes through the reverse slope part of the drainage pipe and reaches the drainage standpipe, a siphon effect is produced, so that the upstream drainage officer can quickly drain the water.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the drain pipe structure according to the present invention will be described. The present invention relates to a drainage method for dropping a drainage pipe in a full state by using a small-diameter drainage pipe when draining from a drainage device in order to exert siphon force. By providing a water-sealed trap downstream thereafter, it is configured to prevent breakage regardless of the action of the siphon force, and to reliably block odors and prevent indoor entry of pests and the like. .
[0027]
In addition, by providing a head pressure acquisition means upstream of the drain pipe, the air existing upstream of the reverse slope portion of the drain pipe is replaced with drainage even though the reverse slope portion exists in the small diameter drain pipe. Or, it can be pushed out by drainage, and the drainage that has flowed into the reverse slope portion of the drain pipe can be quickly passed through, and the siphon effect can be surely generated to achieve quick drainage upstream of the reverse slope portion. It is what I did.
[0028]
The diameter of the drain pipe is not particularly limited, but is set to a sufficiently small value as compared with the diameter of the conventional drain pipe. In other words, the drainage side branch pipe and the drainage standing main pipe in the conventional middle and low-rise houses generally use a pipe having a nominal diameter of about 100 mm, but in the present invention, a pipe having a nominal diameter of about 15 mm to 40 mm. Can be preferably employed. A particularly desirable tube diameter range is 15 to 25 mm.
[0029]
The drainage pipe used in the present invention does not limit the material or configuration of the pipe, but uses a straight straight pipe having rigidity, such as a PVC pipe or a metal pipe, or a flexible pipe having flexibility. Is possible.
[0030]
One drainage standpipe is connected to one drainage device. That is, in the piping structure according to the present invention, one drain pipe is connected to each bathtub, wash bowl, kitchen sink, or other drainage device, and a drainage stand is provided for each drain pipe. And the drain pipe which has a drainage standpipe is connected to the drainage basin at the terminal end side of the drainage standpipe and is opened to the atmosphere. Therefore, it is advantageous to connect the water seal trap to the drainage trap and to open the downstream end of the water seal trap with the drainage trap. By providing the water-sealed trap in this way, it becomes possible to share the installation location of the water-sealed trap with the drainage basin.
[0031]
The lower end of the drainage pipe does not mean the lower end portion of the drainage pipe arranged in the vertical direction, but the suction force acting on the drainage device located at the most upstream side in the drainage pipe arranged in the vertical direction. It means a position that can secure a sufficient height to generate Therefore, the position of the water seal trap is lower than the position where the drain pipe arranged in the vertical direction can secure the height, and the water seal is sealed even if the suction force by the drainage flowing out of the water seal trap acts. It is a level that can be secured.
[0032]
As mentioned above, by setting the position of the water seal trap in the drainage standpipe, it is possible to secure the amount of seal water and prevent breakage, no matter what amount of drainage flows. It becomes. As described above, the preferred installation position of the water seal trap in the drainage stand is the lower end of the drainage stand and the vicinity of the part where the drainage pipe is connected to the drainage basin.
[0033]
The drainage pipe does not necessarily have to be configured by vertically erecting the drainage pipe, and any drainage pipe may be used as long as it is guided downward from above. In other words, if the siphon force sufficient to realize quick drainage can be generated by the drainage flowing down the drainage pipe, the drainage pipe does not have to be installed vertically and is inclined. Will not cause any problems.
[0034]
For this reason, even if the position of the drainage device installed indoors and the drainage basin installed outdoors are misaligned, the drainage standpipe is constructed by inclining the drainage pipe and piping it into the wall It is possible. Thus, even if the drainage standpipe is a straight pipe and not installed in the vertical direction, a sufficient siphon force can be generated, so even if a flexible pipe is used for the indoor drainage pipe and the drainage standpipe, the siphon type It is possible to construct a drainage system.
[0035]
The water-sealed trap provided below the drainage drain has a function of sealing the odor generated from the drainage basin and preventing it from entering the indoors, and preventing insects from entering the indoors. The water-sealed trap is composed of a U-shaped tube that can always hold water having a height (water level) of about 50 mm or more. A trap is formed so that the drain pipe between the water-sealed trap and the drainage device can be blocked from the outdoor drainage basin.
[0036]
By installing the water seal trap at the above position, when the drainage flows down into the drainage standpipe, the drainage passes through the seal ring trap, the siphon force disappears, and then the flow stops due to the resistance to water flow. Drainage remaining in the vertical pipe (for example, drainage adhered to the pipe wall) flows in, and it is possible to secure sealed water in the watertight trap.
[0037]
Conventionally, for example, when a bathtub is embedded in concrete, a water-sealed trap is installed near the drainage basin that is the discharge destination, or in cold areas, the water-sealed trap is installed underground to prevent freezing of the sealed water. However, in these cases, a siphon drainage system is not adopted, and a natural drainage drainage system is adopted.
[0038]
Moreover, in the above-described configuration of the present invention, the extension distance of the drainage pipe including the drainage stand pipe between the drainage device and the water sealing trap is increased, and there is a concern that a bad odor is generated inside the drainage pipe. However, according to the inventor's knowledge, drainage using the siphon principle has a higher flow rate than natural flow-through drainage, so dirt is less likely to adhere to the pipe, and the drainage pipe has a small diameter. Compared with the drain pipe, the surface area that may cause foul odors to adhere is reduced, and the drain pipe is thin, so the pipe air upstream from the water seal trap is difficult to replace with indoor air, and so on. There is no risk of entering indoors.
[0039]
The head pressure acquisition means provided on the most upstream side of the small-diameter drain pipe in the present invention stays upstream of the reverse slope portion in the drain pipe when the drain pipe has a reverse slope. The function of substituting the existing air with the drainage is exerted, and a head pressure greater than the height of the reverse gradient portion is applied to the drainage drained from the drainage device to get over the reverse gradient portion. In particular, when a flexible pipe is used as the drain pipe, this problem can be easily overcome because the flexible pipe easily forms a reverse slope portion.
[0040]
The head pressure greater than the height of the reverse slope portion means a head pressure greater than the sum of the heights of the reverse slope portions existing in the drain pipe. That is, when there are a plurality of reverse gradient portions in the drain pipe, the head pressure is greater than the height obtained by adding the heights of the individual reverse gradient portions.
[0041]
The water head pressure acquisition means that can perform the above function includes a drain chamber having a sufficient depth with respect to the height of the reverse slope portion assumed in the drain pipe and a sufficient thickness with respect to the diameter of the drain pipe, or drainage. There is a ventilation means provided on the upstream side of the inversely inclined portion assumed in the pipeline, and any of them can be used.
[0042]
In the case of a drainage chamber, even if there are a plurality of reverse slope portions in the drain pipe line, it is sufficient if the depth is larger than the sum of these reverse slope portions, and this drain chamber may be provided at the drain outlet of the drainage device. .
[0043]
When a drainage chamber is used as the water head pressure acquisition means, it is preferable that the sectional area of the drainage chamber is set sufficiently larger than the sectional area of the drainage pipe. According to the knowledge of the present inventor, it was possible to realize reliable and quick replacement by setting the diameter of the drainage chamber to about 1.5 times the diameter of the drainage pipe or more.
[0044]
Also, it is possible to generate water head pressure that is sufficiently larger than the height of the reverse slope part assumed in the drain pipe (the height of the sum of these when there are multiple reverse slope parts). By being configured in this way, the drainage flowing into the drainage chamber from the drainage device can surely get over the reverse slope portion in the drainage pipe and exert the siphon effect.
[0045]
Next, a preferred embodiment of the drain pipe structure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a drainage pipe structure in which a water seal trap is provided at a level below the lower end of the drainage standpipe. FIG. 2 is a view for explaining the relationship between the drainage standpipe and the water seal trap. FIG. 3 is a view of FIG. 2 as viewed from the front, and is a view for explaining an installation example of the drainage pipe. FIG. 4 is a diagram for explaining an example in which a plurality of drain pipes are connected to one water seal trap. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example in which a drainage chamber is provided as a water head pressure acquisition unit. FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of the drainage chamber in the kitchen. FIG. 7 is a diagram for explaining a configuration example of a drainage chamber in a toilet bowl. FIG. 8 is a view in which ventilation means is provided in the drainage chamber. FIG. 9 is a diagram for explaining an example in which a drainage chamber is provided on the uppermost stream side of the drainage pipe and a water seal trap is provided at a level below the lower end of the drainage pipe.
[0046]
1 to 3, a
[0047]
There are substantially one drainage
[0048]
When the
[0049]
Further, in the case where the
[0050]
As described above, even when the
[0051]
Further, the
[0052]
The connecting
[0053]
The pipe constituting the
[0054]
Further, in this embodiment, the
[0055]
In the above configuration, the diameter of the synthetic resin pipe constituting the
[0056]
In the drainage pipe structure, the drainage flowing from the
[0057]
FIG. 4 shows an example in which a plurality of
[0058]
Next, an example in which a
[0059]
In the figure, the
[0060]
The cross-sectional area of the
[0061]
In the
[0062]
FIG. 7 is a view for explaining an example in which a
[0063]
FIG. 7B shows a case where a
[0064]
FIG. 8 shows an example in which a
[0065]
However, in the drainage pipe structure configured as shown in FIG. 8, the air existing between the
[0066]
FIG. 9 shows that the
[0067]
In this figure, when the connection part of the
[0068]
【The invention's effect】
Although the drainage system using siphons has various merits as described in the section “Prior art” at the beginning, it has the disadvantage of being easy to break because it uses siphons. In addition, once the siphon force is generated, it can be drained even if there is a reverse gradient, but if the drainage collects in the reverse gradient section because of its small diameter, the upstream air can easily drain the water to be drained anew. There was also a disadvantage that drainage did not start because it was not replaced with. However, in the drain pipe structure according to the present invention, since the water seal trap is provided downstream from the lower end of the drainage standpipe, a large siphon force is generated when the drainage from the drainage device flows down in the drainage standpipe However, there is no risk of breaking. For this reason, an odor can be interrupted | blocked and the invasion of a pest can be prevented reliably.
[0069]
In other drainage pipe structures, by providing a head pressure acquisition means on the uppermost stream side of the small-diameter drainage pipe, even if a reverse gradient is formed in the drainage pipe, this air is replaced with drainage. Drainage can flow in quickly and get over the reverse slope. For this reason, it is possible to realize a quick drainage by applying a suction force to the drain pipe on the upstream side of the drainage.
[0070]
Furthermore, in other drainage pipe structures, the water seal trap can be prevented from being broken, and smooth drainage can be achieved even when a reverse slope exists in the drainage pipe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a drainage pipe structure in which a water seal trap is provided at a level below the lower end of a drainage vertical pipe.
FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between a drainage standpipe and a water seal trap.
FIG. 3 is a diagram when FIG. 2 is viewed from the front, and is a diagram illustrating an installation example of a drainage standpipe.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which a plurality of drain pipes are connected to one water-sealed trap.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example in which a drainage chamber is provided as a water head pressure acquisition unit.
FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration of a drainage chamber in a kitchen.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a drainage chamber in a toilet bowl.
FIG. 8 is a view in which ventilation means is provided in the drainage chamber.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which a drainage chamber is provided on the uppermost stream side of the drainage pipe and a water seal trap is provided at a level below the lower end of the drainage pipe.
FIG. 10 is a diagram illustrating a drain pipe structure in which a water seal trap is provided in the vicinity of the upstream end of the drain pipe.
FIG. 11 is a diagram illustrating a problem when a reverse slope portion exists in the drain pipe.
FIG. 12 is a diagram illustrating a problem when draining from a wash bowl.
[Explanation of symbols]
1 Drainage pipe
2 Water-sealed trap
3 Drainage
4 Drainage equipment
5 Connecting piping
6 Drainage pipe
7 outer wall
7a Wall space
8 Basics
9 External piping
10 Under the floor
11 sheath tube
20 Reverse slope
21 Drain chamber
23 Drain chamber
23a bottom
23b side view
24a pocket
24b Overflow port
25 Barrier cylinder
26 Ventilation pipe
Claims (4)
サイホン力が作用する排水立管の下端以降の下流に水封トラップを設け、該水封トラップの出口が大気に開放されている
ことを特徴とする排水管構造。A drainage pipe structure using the principle of siphon using a small-diameter drainage pipe and having a drainage stand connected to a drainage device,
A drainage pipe structure characterized in that a water seal trap is provided downstream from the lower end of the drainage stand pipe on which the siphon force acts, and the outlet of the water seal trap is open to the atmosphere .
ことを特徴とする請求項1に記載の排水管構造。The drain pipe structure according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の排水管構造。The drainage pipe structure according to claim 1 or 2, wherein the drainage pipe structure is provided.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の排水管構造。The drainage pipe structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the drainage pipe structure is provided.
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