JP5048405B2 - サイフォン排水システム - Google Patents

Description

本発明はサイフォン排水システムに関するものであり、キッチン等から一度にの多量に排水された際のシステム内に生じる正圧或いは負圧による障害を取り除いた排水システムを提供するものである。

従来の排水システムはいわゆる勾配排水システムであり、排水管は所定の勾配をもって床下に敷設される。このため、水廻り器具の位置と排水立て管との位置関係が遠い位置にあり排水管が長い場合には、床下高さを十分取る必要があり、その分部屋の高さが低くなり居住性が悪くなる。

かかる勾配排水システムに代わって近年になりサイフォン排水システムが提案されている（特許文献１）。このサイフォン排水システムの概要は、排水立て管と、水廻り器具からのサイフォン排水管（横引き管）と、５０ｃｍ以上の水頭をもつ合流部と、からなり、横引き管がそのまま前記合流部へ接続される排水システムである。そして、横引き管内の水は水頭差の分だけサイフォン力が発生し横引き管内の水を排水するシステムである。

特開２０００−２９７２４４号公報

しかしながら、キッチン、洗濯機、ユニットバス、浴槽等のように多量の水が一度に流れる排水にあっては、処理流量が足りない場合には排水後暫くすると溢れてくるし、サイフォン起動までのタイムラグが大きいと排水直後に溢れてくることとなる。この不具合を解消するべき手段として、前者のケ−スについては配管本数を複数本にすることで対応し、後者については貯留槽を設置して排水のタイムラグ分を貯留することが考えられる。この貯留槽を用いる方式には、一つの器具に一つ取り付ける単流型と、複数の器具から排水が流される合流型がある。

ここで後者の貯留槽を設置して対応する例について更に言及すると、貯留槽には各水廻り機器から排水導管によって排水が一時ここに溜められ、その後排水管に流される水回路とされる。このような貯留槽を備えたサイフォン排水システムにあっては、貯留槽内に水が流入し、或いは排水される際に正圧或いは負圧がもたらされることとなる。従って、この現象に対する対策が必要となる。

一般的な対策として、貯留槽の上下に二本の横引き管を接続して開口部を形成し、排水の当初にはほぼ同時に上下の管にサイフォン力を発生するが、その後、上側の開口部に連なる横引き管（以下、単に、横引き管Ａ１という）はサイフォン力が消え、洗い流しの場合には下側の開口部に連なる横引き管（以下、単に、横引き管Ａという）のみがサイフォン起動されるシステムを用いることが有効である（特許文献２）。

特開２００７−０５６５２４号公報

ところで、洗い流しでサイフォン力が生じている場合には、トラップ内に入ってくる水の量よりも、発生しているサイフォン力によって処理できる排水量が大きくなっているため、トラップからエアを吸い込むことになり、その際、ズ−ズ−という排水騒音が連続して生じることがあった。

サイフォン排水システムにおけるシステム内の正圧及び負圧の圧力変動による影響について言えば、例えばトラップの破封や排水騒音であり、かかるシステムにおける正圧と負圧とによる夫々の不具合点を下記に例挙する。

ａ）負圧変動による影響
サイフォン排水中にトラップよりエアを吸うためにズーズーという排水騒音を出しながら排水する。排水完了時（まだサイフォンは効いているが、器具からの排水の供給が無くなったとき）は、トラップより封水を引っ張ってしまうので破封を生じさせる。又、器具部分からの排水が完了後も、配管内に排水が残っている間は吸い続けようとし、トラップ部分での排水騒音が発生し続ける。更には、従来の排水方式とは異なり負圧が強いので、排水途中に栓をしたときは抜けなくなったり、物が吸い込まれるおそれがある。一方、洗い流しの際には、間欠サイフォンになり、トラップ部分の水位が上下動することがあるが、この場合、条件が悪いと上下動の中で目皿の部分以上に水が上昇し溢れだしてきたように見えることがある。

ｂ）正圧変動による影響
主として合流型の貯留槽方式では、サイフォン起動前に例えば浴槽の排水のような急激に多量の排水が流入すると、貯留槽内のエアの抜ける場所が無く、押し出されるように他器具のトラップから噴出しが生じる。一方、洗い流しでは、排水開始直後はサイフォン排水管内やトラップ部分のエアが抜けづらいために初期の排水性が悪くなることがある。その場合、洗面ボウル内に水の滞留が見られる。更に、貯留槽内に水が流入しづらい現象が発生し、貯留槽内が満水になっていないにもかかわらず、防水パンに溢れ出す現象もみられる。

本発明は、キッチン等の一度に多量の水を流す排水システムにあって、負圧時、即ちサイフォン排水時の騒音やトラップの破封に対して給気を行い、更には、正圧時のトラップからの噴き出し、初期の排水の滞留に対してエアの排出を確実に行うサイフォン排水システムを提供するものである。

本発明の要旨は、トラップを備えた水廻り器具と、前記トラップに接続された排水導管と、前記排水導管が接続される開口部が形成された貯留槽と、前記貯留槽に接続され、前記排水導管の前記開口部より下方に開口部を備えると共に、下流側が水頭をもって排水立て管へ接続された一の横引き管と、前記貯留槽に接続され、前記一の横引き管の前記開口部より上方に開口部を備えると共に、下流側が水頭をもって排水立て管へ接続された他の横引き管と、前記他の横引き管の前記開口部より上方に設けられ、負圧時に前記貯留槽内に給気を可能とする通気弁と、を有するサイフォン排水システムである。

本発明の器具側より貯留槽内に排水が流れ込む際には、貯留槽内のエアが邪魔（貯留槽内が正圧）をし、貯留槽内が排水で満たされていない場合でも器具部分での排水ができなくなることがあるが、かかるエア（正圧）は横引き管Ａ１によってエアが排出されて正圧が解除され、各器具からの排水は貯留槽内にスム−ズに流れ込む。

一方、上管Ａ１は、貯留の当初は排水に利用されないか、排水に利用された場合でも早い段階で排水に利用されなくなりこの管内の水は空になる。このため、横引き管Ａのサイフォン力によって貯留槽内が負圧になり、エアを吸い込む場合でも横引き管Ａ１よりエアが取り込まれ、更に、通気弁からのエアの吸い込みによって、（水＋エア）の系の吸い込みはなく、ズ−ズ−という排水騒音はなくなったものである。

本発明は、発明者による幾多の実験の結果に基づく知見を更に発展させ、より実用化に則してなされたものであり、その第１は、貯留槽内に生じる正圧を逃すための通気は、それほど多くの通気が取れなくても、大きな問題がおきないことが判った点である。つまり、通気に利用される横引き管Ａ１の中に多少の残留水が存在したとしても、正圧を逃がす通気の面では問題が生じない点である。即ち、横引き管Ａ１内を強制的に空にしなくても、無勾配で配管する程度の不陸による水の残留なら不具合を生じないことが判明した。

第２の貯留槽内の負圧に関しては、少しでも横引き管Ａ１に水が残留すると通気不良を起こしやすく、結果的に各器具のトラップ部分からエアを引っ張ることが生じて、不具合を生じることが判った。

本発明にあっては以上の知見の上にたって、より実用性の高いサイフォン排水システムを提供するものであり、第１の貯留槽内の正圧に関しての緩和は横引き管Ａ１（通気専用でも、兼用でも構わない）で行い、第２の負圧に関しての緩和は、主として通気弁により行うことを特徴とするものである。

このような構成としたために、横引き管Ａ（Ａ１を含む）は無勾配で配管でき、施工が容易になる上に効果は安定して現れる。通常、通気管内に排水が入ると、通気不良を起こす可能性があり、このため、排水が入らないように貯留槽を大きくする必要があったが、本発明では、貯留槽を大きくしなくてもよいメリットがある。

貯留槽からの横引き管の本数は２本以上であり、開口部は少なくともそのうちの１本（Ａ１）を他の開口部よりも上側に配置するだけでよい。かつ、いずれも無勾配に配備するものであってもよく、配管に勾配を付けることは通気不良となる管内の排水の残留をなくすためではあるが、本発明では横引き管Ａ１に勾配を付けることを特に要しないという施工上の大きなメリットがある。例えば、水廻り器具としてキッチンを例に取れば、横引き管は２本あれば十分である。

尚、各種の実験の結果を通して知り得た知見の一部を以下に述べる。
ａ）貯留槽に通気弁のみを設置する案
かかる技術にあっては、メリットとして負圧の除去を可能とするため、排水騒音の防止が可能とはなるが、正圧の除去が不可能である。このため、デメリットとして前記した正圧の問題点の解決には至らなかった。又、通気弁はサイフォン力を弱めるものであったため、特に、大量の水を使用する器具では、必要排水量を確保できないような形となってしまう欠点が見られる。

ｂ）貯留槽に複数の配管を設置する案
これは複数の横引き管のうちの１本を通気管と兼用する方法で、ため流しのような多量の排水があるときは複数本でサイフォンを発生し処理するので、充分な処理を得ることができる。一方、通常の洗い流し時にはそれほど排水処理量を必要としないので、１本のみでサイフォン排水を行い、もう１本が通気管の役割をすることになった。かかる通気管は、正圧・負圧共に逃すことが可能のため、通気弁での対策が不可能であった正圧の対応も可能になった。しかしながら、デメリットとしては、かかる通気管にも水が入ることがあるため、しばしば通気管内に水が残留し、通気不良が生じることがあり、実用的には不安定要素が多く採用が困難であった。又、主として通気管に用いる側の管に勾配を付けることも考えられるが、床下スペースの関係上、長い距離の勾配をつけての敷設が困難で現実的でない。

ｃ）専用の通気管を設置する案
通気兼用管は前記したように水が流入すると充分な通気が取れなくなることがある。このため、通気専用管を排水の入らない個所に設置した構造で、貯留槽の大きさをサイフォンが起動するまでに排水されるであろう最大量の容量を確保し、サイフォン起動後は貯留槽に流入するであろう最大流量よりも多くの処理を得られるように横引き管を特定し、通気専用管内には絶対に排水を入れない構造としたものである。メリットとしては、正圧・負圧に対しては問題なく排水可能であるが、デメリットとしては、貯留槽が大型となり、かつ、配管本数は、最大排水量を想定した上でのサイフォン排水に必要な本数の他に、通気管が１本更に必要になるため、貯留槽を納めるスぺ−スが広く必要となり、かつ、コストがかさむ結果となってしまう。

ｄ）通気管を立ち上げる案
通気管を溢れ縁よりも高いところまで立ち上げた構造のものであり、メリットとしては構造的に通気管内に水が入り込まない形状にしため、貯留槽自体は小さいサイズで可能になった。一方、デメリットとしては、キッチンのように溢れ縁が高い器具の場合は、立ち上げる通気管の納まりが難しく、そのスペ−スもない場合が多い。

本発明は上記したような種々の知見に基づき、各知見のメリット面を適切に採用して極めて実用的なサイフォン排水システムを提案したものであり、本発明にあって、いわゆるため洗い排水の際は、横引き管Ａは満流でサイフォンを発揮しながら流れ、場合によっては横引き管Ａ１も又サイフォン排水に供される。これにより必要排水量を確保できる。洗い流し時には、ほとんど横引き管Ａのみでサイフォン排水を行う。このように、横引き管Ａ１をサイフォン排水に使用するのは排水開始直後のみですぐ使用しなくなり、以後は、通気管としての役割をなし、特に貯留槽に正圧がかかった際には、貯留槽内のエアがこの通気管を通って貯留槽外に押し出され、器具側の排水口から溢れるような動きはない。

一方、横引き管Ａで生じた過剰なサイフォン力（負圧）に対しては、貯留槽内に通気弁からエアが吸気されて、負圧がすぐに解消され、例え横引き管Ａ１内に水が残留することがあっても、これが吸われてズ−ズ−という騒音をもたらすこともない。勿論、貯留槽内が負圧となっても器具のトラップからエアを吸うことがなくなるため、封水切れも防ぐことができることとなったものである。尚、通気弁は貯留槽に対して後付けにて設置することができることは勿論であるが、予め貯留槽に通気弁を備えておくこともでき、例えば、貯留槽の内側の上部に通気弁を備えることによって、収納場所に対して貯留槽の収まりが良くなることともなる。

以下、本発明を図面をもって更に詳細に説明する。図１はキッチン系統の排水に本発明のサイフォン排水システムを適用した例を示す図である。１はトラップ、２はトラップと貯留槽との間を繋ぐ排水導管（太径の管（例えば５０Ａのエルボ管））、３はこの排水導管２と接続された貯留槽である。この例における貯留槽３は太さ８０ｍｍ、高さが１５０ｍｍの筒状をなし、排水導管２は底部３ａより約１００ｍｍのところに開口部３ｂをもって接続されている。そして、貯留槽３の底部３ａには開口部３ｃをもって１本のサイフォン排水管（横引き管）Ａが接続されており、一方、横引き管Ａ１は同様に底部３ａに接続され、その先端は上方に伸び、その先端が前記の開口部３ｂよりも上方で開放（開口部３ｄ）されている。尚、この例では横引き管Ａ（Ａ１）の太さは２０Ａであった。

そして、横引き管Ａ（Ａ１）はいずれもスラブＳに対して無勾配で配設されている。この例にあっては、横引き管Ａ（Ａ１）はいずれもスラブＳより立ち上がった状態（水頭Ｈｐ）で、貯留槽３に接続されている。尚、横引き管Ａ（Ａ１）はスラブＳ面に載置されただけであり、スラブ貫通穴Ｓａに至ってその先端が垂下され、排水立て管１０に備えられた合流部１１に水頭（Ｈｓ）をもって接続されている。

又、貯留槽３の蓋部３ｅには通気弁４が備えられている。かかる通気弁４は貯留槽３内の気圧が負圧になった場合に貯留槽３内に給気する構造のものであり、貯留槽３内が正圧となった場合には開放できない構造である。尚、通気弁４の位置は蓋部３ｅの特定の位置に限定されるものではない。尚、図示はしないが、各例において通気弁４の設置位置として排水導管２に設置することも可能である。

（洗い流し）
さて、洗い流しの場合には、キッチントラップ１から流される排水は貯留槽３内に至り、そのまま横引き管Ａの開口部３ｃより流れ込み、サイフォンが起動すると一気に内部の排水が流下することとなる。この場合、横引き管Ａ１の開口部３ｄからの排水の流入は基本的にはない。サイフォンが発生しない時点では、貯留槽３内は正圧となるが、エアは横引き管Ａ１から排水立て管１０に逃がされることとなる。従って、貯留槽３に接続されている図示しない他の水廻り器具の排水口から排水が溢れ出すようなことはない。尚、この場合、横引き管Ａ１内に多少の排水残りがあってもエアの通過にはさほど影響はない。

一方、サイフォンが起動し排水が流された場合、即ち、スラブＳと合流部との水頭（Ｈｓ）により横引き管Ａ内の水はサイフォン力を受け、管内を満流流れをもって排水された場合には、貯留槽３内が負圧となる。これに対して逆止弁機能をもつ通気弁４が働き、外部よりエアを給気して負圧を正常の圧に戻すこととなる。従って、他の図示しない水廻り器具のトラップの水が吸引されることはなくなり、封水切れを起こすことはなくなる。そして、横引き管Ａ１よりエアを吸い込むことも少なくなり、排水騒音の発生も低減できることとなったものである。尚、この例では貯留槽３に水頭Ｈｐをもって横引き管Ａが接続されているため、サイフォン起動はそれだけ早いものとなる。

（ため流し）
ため流しによって貯留槽３内に一気に多量の排水が流れ込む場合には、横引き管Ａによるサイフォン発生の前に貯留槽３内に排水が溜るが、貯留槽３内の水位が上がるにつれて横引き管Ａ１内にも排水が流入する。勿論その前にサイフォンが起動する場合もあるが、この場合には２本の横引き管Ａ、Ａ１のサイフォン起動によって一気に排水がなされるため、排水処理能力は大きい。

即ち、サイフォン起動前は貯留槽３内は正圧となり、サイフォン起動の終了時点では負圧となっている。しかるに、正圧に対しては横引き管Ａ１の内部を通ってエアが排出され、負圧に対しては通気弁４が働くこととなる。

尚、図示するように横引き管Ａ１の開口部３ｄはサイフォン排水に供される横引き管Ａの開口部３ｃよりも高い位置に設定されているが、これが同じ位置であると排水開始直後に両方の管Ａ、Ａ１が同時に詰まるので、通気としての役割を持たなくなってしまうからである。このことは、洗い流しの場合にあっては排水の滞留が生じ、ため流しの場合にあっては、排水栓を開けた直後の水位が下がらず、使い心地性が良くなくなる。しかるに、図例のように横引き管Ａ１側の位置を高くしておくことによって、排水時に横引き管Ａと同時に詰まることがないので、初期の滞留が発生しないという特徴がある。

図２はキッチントラップに本発明のサイフォン排水システムを適用した他の例を示す図である。この例にあっては、横引き管Ａ１を貯留槽３に対して外付けとしたものであり、先端の開口部３ｄを貯留槽３の上方の側面に形成・接続した例である。

図３は本発明をサニタリ−にて代表される合流型のサイフォン排水システムに適用した例を示す図である。この例にあっては、図示しない３つの水廻り器具に対応する構造であって、貯留槽３内は２枚の仕切り板２１にて槽３ｘ、３ｙ、３ｚに三分室されている。そして、３つの器具に備えられた排水導管２ｘ、２ｙ、２ｚが各分室に接続されており、更に、各分室にサイフォン排水に供される横引き管Ａｘ、Ａｙ、Ａｚが備えられている。そして、各仕切り板２１はその上部が開放されて一体の空域が形成され、これに通気管となる横引き管Ａ１が備えられた例である。この貯留槽３にあっても通気弁４を備えたものであり、前述例と同様の機能を果たすこととなる。図中、横引き管Ａ１は三股状に分岐されて貯留槽３に接続されているが、分岐の有無は任意である。尚、図示はしないが、横引き管Ａ１の頂部或いはその近くに通気弁４を備えることも可能である。

以下、貯留槽内が負圧になった場合について述べると、従来のサイフォン排水システムであると、横引き管３のサイフォン力（負圧）によって水が吸い込まれるが、トラップ１より水とエアが同時に引き込まれるためにズ−ズ−という排水騒音がもたらされる。

一方、本発明にあっては、過剰のサイフォン力（負圧）はトラップ１から水とエアを混在して巻き込むよりも、その手前にある空になった横引き管Ａ１内のエアを吸い込み、更に特徴的には、逆止弁機構をもつ通気弁から貯留槽内に給気することとなり、ここに水とエアとを一緒に吸い込む際に生じるズ−ズ−騒音がなくなったものである。

従って、本発明のサイフォン排水システムはその利用範囲は極めて広く、マンション等の高層ビルの排水に適用されるばかりでなく、一般の戸建て住宅のも利用可能である。

図１は本発明のサイフォン排水システムの概念図である。 図２は本発明のサイフォン排水システムの別例の概念図である。 図３は本発明のサイフォン排水システムを複数に器具に対応する貯留槽に適 用した概念図である。

符号の説明

１‥トラップ、
２、２ｘ、２ｙ、２ｚ‥排水導管、
３‥貯留槽、
３Ａ、３Ｂ‥貯留槽二分室、
３ａ‥貯留槽の底部、
３ｂ‥エルボ管の開口部、
３ｃ‥横引き管Ａの開口部、
３ｄ‥横引き管Ａ１の開口部、
３ｘ、３ｙ、３ｚ‥貯留槽三分室、
４‥通気弁、
１０‥排水立て管、
１１‥合流部、
２１‥仕切り板、
Ａ、Ａｘ、Ａｙ、Ａｚ‥横引き管、
Ａ１‥横引き管、
Ｈｓ、Ｈｐ‥水頭、
Ｓ‥スラブ、
Ｓａ‥スラブ貫通穴。

Claims (7)

1. トラップを備えた水廻り器具と、
   前記トラップに接続された排水導管と、
   前記排水導管が接続される開口部が形成された貯留槽と、
   前記貯留槽に接続され、前記排水導管の前記開口部より下方に開口部を備えると共に、下流側が水頭をもって排水立て管へ接続された一の横引き管と、
   前記貯留槽に接続され、前記一の横引き管の前記開口部より上方に開口部を備えると共に、下流側が水頭をもって排水立て管へ接続された他の横引き管と、
   前記他の横引き管の前記開口部より上方に設けられ、負圧時に前記貯留槽内に給気を可能とする通気弁と、
   を有するサイフォン排水システム。
2. 前記他の横引き管は、前記貯留槽の底部を貫通して、前記貯留槽内を上方に伸びており、前記他の横引き管の前記開口部が前記一の横引き管の前記開口部より上方にある請求項１記載のサイフォン排水システム。
3. 前記他の横引き管は、通気管専用である請求項１又は２記載のサイフォン排水システム。
4. 前記通気弁が前記貯留槽に備えられた請求項１乃至３記載いずれか１記載のサイフォン排水システム。
5. 前記通気弁が前記排水導管に備えられた請求項１乃至３記載いずれか１記載のサイフォン排水システム。
6. 前記他の横引き管の前記開口部は、前記排水導管の前記開口部よりも上方に位置させた請求項１乃至５いずれか１記載のサイフォン排水システム。
7. 前記一の横引き管、及び前記他の横引き管は、水頭Ｈｐをもって前記貯留槽に接続された請求項１乃至６いずれか１記載のサイフォン排水システム。

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