JP5514481B2 - 逆流防止構造 - Google Patents

Description

本発明は、逆流防止構造に関するものである。

近年、地球の温暖化やヒートアイランド現象などにより、特に都市部において下水管の排水能力の限界近くまで水位が上昇するような局地的な集中豪雨が多発している。

このような集中豪雨でも、通常の建物では、マンホールからあふれる程度まで水位が上昇しない限り浸水は生じない。

しかし、都市部には容積を確保するために１階部分がマンホールより下に位置する半地下部分を有する建物がある。そして、この半地下部分にトイレや風呂などの排水口があると、浸水を起こすほどの豪雨でなくても半地下部分から下水が逆流することがあった。

この問題を解決するために、例えば、特許文献１では、流入する排水によって公共マス本体内に向かって開口する弁体と、流入側接続口に差込み接続する取り付け部と、を設けた逆流防止装置が開示されている。

この構成によれば、逆流する下水は流入側接続口に浸入することはないため、下水が排水設備まで逆流して噴出すことがなくなる。

特開２００６−２８３５４７号公報

しかしながら、前記した特許文献１の逆流防止装置は、弁体が破損した場合に交換や修理に手間がかかるという問題があった。加えて、弁体と汚水が接触するため弁体が汚れてしまって止水性能が低下しやすいという問題があった。

そこで、本発明は、メンテナンス性が良好で止水性能の低下しにくい逆流防止構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の逆流防止構造は、排水が流入する流入口と、排水が流出する流出口と、前記流入口から前記流出口への流路を有するインバート部と、を備えており、前記流入口への下水の逆流を防止する逆流防止構造であって、前記インバート部には移動可能に球状体が載置されており、前記球状体は、通常時には前記流入口から流入する排水に押されて前記流路の横に移動するとともに、逆流時には前記流出口から逆流する下水に押されて前記流入口に当接して塞ぐことを特徴とする。

また、前記流路の上方には前記球状体を前記流路の横へ誘導するガイド部材が設けられるとともに、前記流路の横には前記球状体を退避させる退避領域が設けられる構成とすることができる。
さらに、前記インバート部の前記退避領域には、前記球状体が前記流路から退避する際に登る傾斜面と、前記球状体が退避した状態で保持される保持面と、が形成される構成とすることができる。

さらに、前記流入口の管底高さと前記流出口の管底高さは、略同一又は排水勾配に相当する差を有して形成されている構成とすることができる。

そして、前記球状体の比重は、１．０以上１．０５以下に形成される構成とすることができる。

また、前記流入口の管軸と前記流出口の管軸は水平方向にずれている構成とすることができる。

そして、前記インバート部の前記流路の底面からの高さは、前記球状体の直径よりも大きく形成される構成とすることができる。

また、前記流入口の管軸と前記流出口の管軸は水平方向にずれており、前記流出口にはＳ字管が接続されて流入側と流出側の管軸を一致させる構成とすることができる。

このように、本発明の逆流防止構造は、流入口と流出口とインバート部とを備えており、インバート部には移動可能に球状体が載置されており、球状体は、通常時には流入口から流入する排水に押されて流路の横に移動するとともに、逆流時には流出口から逆流する下水に押されて流入口に当接して塞ぐことを特徴とする。

したがって、通常時には球状体は流路の横に移動することで排水の流れを堰き止めることはなく、逆流時には球状体は流入口に当接して塞ぐことで逆流を防止できる。

さらに、球状体はインバート部に載置されているだけであるため上方から容易に取り出すことができるうえに、球状体は排水に押されて横に移動するため汚れによって止水性能が低下することもない。

また、流路の上方には球状体を流路の横へ誘導するガイド部材が設けられるとともに、流路の横には球状体を退避させる退避領域が設けられることで、ガイド部材によって球状体を流路の横に確実に誘導して、流路から退避させることができる。
さらに、インバート部の退避領域には、球状体が流路から退避する際に登る傾斜面と、球状体が退避した状態で保持される保持面と、が形成されることで、退避した球状体が流路に戻ることを防止できる。

さらに、流入口の管底高さと流出口の管底高さは、略同一又は排水勾配に相当する差を有して形成されていることで、埋設深さが浅い場合にも逆流防止構造を設置することができる。

そして、球状体の比重は、１．０以上１．０５以下に形成されることで、通常時に流路の横に移動しやすいとともに、逆流時に流入口に当接しやすい球状体となる。

また、流入口の管軸と流出口の管軸は水平方向にずれていることで、通常時の排水の流路と逆流時の下水の流路が相違するため、この流路の相違を利用して少ない水流でも球状体を移動させることができる。

そして、インバート部の流路の底面からの高さは、球状体の直径よりも大きく形成されることで、逆流時に逆流防止構造内の下水の流速をより高い水位まで保持できるため、球状体が下水に押されて流入口に当接しやすくなる。

また、流入口の管軸と流出口の管軸は水平方向にずれており、流出口にはＳ字管が接続されて流入側と流出側の管軸を一致させることで、逆流防止構造を既存の配管の途中に設置しやすくなるうえに、逆流時の下水の流れを球状体に向けることができる。

本発明の逆流防止構造の構成を説明する斜視図である。 本発明の逆流防止構造を有する排水システムの全体構成を説明する説明図である。 逆流防止構造の構成を説明する平面図である。 逆流防止構造の構成を説明する図３のＡ−Ａ断面図である。 逆流防止構造の構成を説明する図３のＢ−Ｂ断面図である。 逆流防止構造の構成を説明する図３のＣ−Ｃ断面図である。 通常時の球状体の移動を説明する説明図である。（ａ）は移動前であり、（ｂ）は移動後である。 逆流時の球状体の移動を説明する説明図である。（ａ）は移動前であり、（ｂ）は移動後である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、図２を用いて本発明の逆流防止構造１（逆流防止マス）を備える排水システムＳの全体構成を説明する。

本実施の形態の排水システムＳは、図２に示すように、建物６の半地下部分６１にトイレ６２と風呂６３とを備えるとともに、このトイレ６２や風呂６３には宅地内マス５１，５２が接続されて、排水管５３１，５３２，５３３，５３４によって公共マス５５を経て下水本管５４に接続されている。

そして、本実施例の排水システムＳでは、宅地内マス５１，５２と公共施設である下水本管５４との間に、逆流防止構造１が配置されている。すなわち、宅地内マス５１の下流側の排水管５３２に逆流防止構造１の流入口１１が接続されるとともに、公共マス５５の上流側の排水管５３３に逆流防止構造１の流出口１２が接続されている（図１参照）。

この逆流防止構造１（逆流防止マス）は、塩化ビニルなどの合成樹脂によって形成されるもので、図１，３に示すように、円筒容器状の本体筒１０と、この本体筒１０の上端の開口部を塞ぐ点検蓋１３と、通常時に排水が流入する流入口１１と、通常時に排水が流出する流出口１２と、を備えている。なお、この図１では、説明の便宜のために、本体筒１０の一部を破断して説明している。

この流入口１１は、上流側の宅地内マス５１に接続されており、通常時にはこの流入口１１を介して宅地内マス５１から流下した排水が逆流防止構造１内に流入するとともに、逆流時にはこの流入口１１を介して下水本管５４から逆流した下水が逆流防止構造１内から流出する。

また、流出口１２は、公共マス５５を介して下流側の下水本管５４に接続されており、通常時にはこの流出口１２を介して宅地内マス５１から流下した排水が逆流防止構造１内から流出するとともに、逆流時にはこの流出口１２を介して下水本管５４から逆流した下水が逆流防止構造１内に流入する。

さらに、この流出口１２の管底の高さは、図４に示すように、流入口１１の管底の高さと略同一となるように形成されている。なお、この流入口１１と流出口１２との高低差は略同一でなくてもよく、排水の滞留を防止するために所定の排水勾配に相当する程度の差を有して形成することもできる。

加えて、この流入口１１の管軸Ｄ１と流出口１２の管軸Ｄ２とは、図３に示すように、逆流時の下水の流れが球状体２０に当たりやすいように水平方向に互いにずれて形成されている。

つまり、流入口１１は通常時に排水を流す流路１４に向くように偏心して配置されているとともに、流出口１２は逆流時に下水を流す退避領域４０に向くように配置されている。

さらに、流入口１１の管軸Ｄ１から平行にシフトしている流出口１２の管軸Ｄ２のずれを戻して管軸を一致させるために、流出口１２にはＳ字管８２が接続されている。

すなわち、流入口１１の管軸Ｄ１と流出口１２の管軸Ｄ２のシフト量分だけＳ字管８２が屈曲して形成されているため、流入口１１に接続された直管８１の管軸と流出口１２に接続されたＳ字管８２の下流側の管軸とは一致するようになっている。

そして、本実施の形態の逆流防止構造１は、図３，４，５，６に示すように、円筒容器状の本体筒１０の下部に、大雨時などに下水本管５４から逆流してきた下水を封止する逆流防止構造Ｃを備えている。

この逆流防止構造Ｃは、インバート部１５の底面に沿って移動可能に載置される球状体２０と、流路１４と退避領域４０とを有するインバート部１５と、球状体２０を流路１４から退避領域４０へ誘導するガイド部材３０と、よって主に構成されている。

この球状体２０は、合成樹脂、ステンレス又はアルミなどによって、流入口１１の内径よりも大きい外径を有する球状に形成されるもので、ガイド部材３０よりも流入口１１側の領域に移動可能かつ取り出し可能に配置されている。

なお、この球状体２０の外径は、流入口１１に対する密着性や移動性を考慮すると、流入口１１に接続された直管８１の内径の１．０５倍〜１．３倍程度に形成されることが好ましい。

また、球状体２０は、浮力と重力とのバランスを考慮して、比重が１．００以上１．０５以下の範囲に調整されている。すなわち、通常時には排水の流れ抵抗を受けて移動しやすく、かつ、逆流時には下水の流れ抵抗を受けて移動しやすいうえに、浮力を受けても完全には浮き上がらないような範囲に調整されている。

したがって、この球状体２０は、通常時には、排水の流れ抵抗を受けて流路１４の横に設けた退避領域４０に移動する。他方、この球状体２０は、大雨時などの逆流時には、浮力と下水の逆流の流れ抵抗を受けて退避領域４０から流路１４へ移動し、さらに流入口１１に隙間なく密着して流れを封止する。

また、インバート部１５は、塩化ビニルなどの合成樹脂によって本体筒１０と一体に形成されるもので、全体として変形した容器状に形成されて本体筒１０の下部に配置されている。

そして、本実施例のインバート部１５には、流入口１１から流出口１２へ通常時の排水が流れる経路となる流路１４と、通常時に球状体２０が移動して退避する退避領域４０と、が設けられている。

この流路１４は、図３，４に示すように、通常時に排水が流れる経路であり、水平方向には流入口１１と流出口１２を結ぶ経路を流出口１２側で屈曲するように形成されるとともに、鉛直方向には略水平又は流入口１１から流出口１２へ所定の排水勾配を有して形成される。

また、退避領域４０は、通常時に球状体２０を退避させて排水の流れを妨げず、逆流時に逆流した下水が流れる領域であり、流路１４から離れる方向に円弧状に膨らむように形成される。

すなわち、流入口１１側から流出口１２側へ流路１４からインバート部１５の直立面までの距離が大きくなるように、外側に向かって大きく膨らむように形成されている。なお、この退避領域４０は、鉛直方向には略水平又は流入口１１から流出口１２へ所定の排水勾配を有して形成される。

ここで、上記した流路１４と退避領域４０とは、別の機能を有するため便宜上分けて説明したが、実際にはこれらは一体的かつ連続的に設けられるものである。

そして、本実施例の退避領域４０の中央付近には、図３，５，６に示すように、球状体２０の移動と位置を調整する保持片７０が、ガイド部材３０の設置方向に沿うように設置されている。

この保持片７０は、球状体２０が流路１４から退避する際に登る傾斜面７１と、球状体２０が退避した状態で保持される保持面７２と、を備えている。

また、保持面７２は、球状体２０が退避した状態で流路１４を流れる排水が当たらないように流路１４から離れた位置に設けられている。なお、この保持面７２は水平面であってもよいし、本体筒１０の外側に向いて下り勾配のついた傾斜面であってもよい。

そして、本実施のインバート部１５の底面からの高さは、逆流時に下水が貯留されやすいうえに球状体２０に浮力が作用するように、球状体２０の直径よりも大きく形成されている。

さらに、ガイド部材３０は、樹脂などによって円柱状に形成されるもので、図１，３に示すように、流入口１１の上部と流出口１２の上部とに架け渡すように、インバート部１５の上部に接着剤などによって取り付けられている。

そして、ガイド部材３０は、通常時に排水の流れを受けて移動する球状体２０が退避領域４０側へ斜めに流路１４を横切って移動するように、流路１４方向から略４５度の角度をもって傾斜して設置されている。

加えて、このガイド部材３０は、移動する球状体２０に略同じ高さで接するように、流入口１１側と流出口１２側の取り付け位置が略同一高さにされることで略水平に設置されている。

次に、本実施の形態の逆流防止構造１の作用について説明する。

まず、通常時について説明すると、図７（ａ）（ｂ）に示すように、球状体２０は排水の流れを受けて、退避領域４０の保持片７０の傾斜面７１を登り、保持面７２の上に載置されて停止する。

すなわち、排水の流れを受けた球状体２０は、流入口１１側から流出口１２側へと移動しようとするが、球状体２０の上部にはガイド部材３０が接するため、ガイド部材３０に沿って流出口１２側へ斜めに移動する。

そして、球状体２０は、傾斜面７１を登って保持面７２に載置されると、この位置でほぼ静止した状態となり、反対側から下水などの流れを受けないかぎり静止した状態を保持する。

この場合、球状体２０は、保持面７２上に載置された状態では、流路１４から離れているために排水の流れを妨げることはないうえ、排水の流れによって流路１４に戻ることもない。

そうすると、流入口１１から流入した排水は、球状体２０によって流れを妨げられることなく流路１４を通って流出口１２から流出して、下水本管５４まで自然流下する。

次に、逆流時について説明すると、図８（ａ）（ｂ）に示すように、球状体２０は逆流する下水の流れと浮力とを受けて退避領域４０の保持面７２から傾斜面７１を下り、流路１４を経由して流入口１１に近い位置まで移動する。

このように球状体２０が流入口１１に近づくと、流入口１１の開口面の一部を塞ぐようになることで、流入口１１を通じて逆流できなかった下水はインバート部１５に貯留される。

下水が貯留されれば、浮力が大きくなるとともに流入口１１に逆流する下水の流速も増すため、球状体２０は流入口１１に吸い寄せられるようにして流入口１１に密着して逆流する下水を封止する。

そして、いったん球状体２０が流入口１１を封止するようになると、本体筒１０内にさらに下水が貯留されても、球状体２０を流入口１１に押し付ける力が大きくなるだけであるため、球状体２０が流入口１１から脱落することはない。

次に、本実施例の逆流防止構造１の効果を以下に列挙して説明する。

（１）このように、本発明の逆流防止構造１は、流入口１１と流出口１２とインバート部１５とを備え、インバート部１５には移動可能に球状体２０が載置されており、球状体２０は、通常時には流入口１１から流入する排水に押されて流路１４の横に移動するとともに、逆流時には流出口１２から逆流する下水に押されて流入口１１に当接して塞ぐことを特徴とする。

したがって、通常時には球状体２０は流路１４の横に移動することで排水の流れを堰き止めることはなく、逆流時には球状体２０は流入口１１に当接して塞ぐことで逆流を防止できる。

すなわち、従来は、地表５６よりも低い半地下部分６１を備える建物６では、大雨時に下水本管５４の容量を超えた下水が逆流して、半地下部分６１に下水が溢れたり、下水と共にエアーが逆流したりすることがあった。

つまり、大雨時に、排水を下水本管５４に流しきれなくなると、公共マス５５などから地表５６に溢れ出ることになるが、地表５６よりも水頭が低い半地下部分６１があると、まずこの半地下部分６１に溢れるように逆流することになる。

そこで、下水本管５４と宅地内マス５１との間に逆流防止構造Ｃを備える逆流防止構造１が配置されていれば下水の逆流を防止できる。

さらに、この球状体２０はインバート部１５に載置されているだけであるから上方から容易に取り出すことができるうえに、球状体２０は排水に押されて横に移動するため汚れによって止水性能が低下することもない。

つまり、地上にいる作業者は、点検蓋１３を開けて上方から網などによって球状体２０を取り出せば、容易に球状体２０を清掃できるうえにインバート部１５は障害物のない平坦な状態となっているため清掃がしやすくなる。

加えて、球状体２０は、通常時には排水の流れからみて水平方向で横方向にずれて位置するため、排水の流れを妨げないうえに、排水によって球状体２０自体が汚れることもない。そうすると、逆流時には、球状体２０の流入口１１に対する密着性が向上するようになる。

（２）また、流路１４の上方には球状体２０を流路１４の横へ誘導するガイド部材３０が設けられるとともに、流路１４の横には球状体２０を退避させる退避領域４０が設けられることで、ガイド部材３０によって球状体２０を流路１４の横に確実に誘導して、流路１４から退避させることができる。

すなわち、ガイド部材３０によって通常時に排水の流れる方向と球状体２０が移動する方向とを分離することで、球状体２０を排水の流れを妨げないような位置まで退避させることができる。

この場合、球状体２０は、鉛直方向にはほとんど移動せずに、主として水平方向に移動するため、位置エネルギーに相当する分のエネルギーを要することなく容易に退避領域４０まで移動できる。

（３）さらに、流入口１１の管底高さと流出口１２の管底高さは、略同一又は排水勾配に相当する差を有して形成されていることで、埋設深さが浅い場合にも逆流防止構造１を設置することができる。

つまり、半地下部分６１を有する建物６の場合には、トイレ６２や風呂６３などの排水設備の設置高さも低くなるため、下水本管５４との落差が小さくなることが多く、流入口１１と流出口１２の落差をとるように構成することが困難となる。

そこで、本実施例のように逆流防止構造１の流入口１１と流出口１２の管底高さが略同一又は排水勾配程度に形成されていれば、下水本管５４までの落差が小さくても逆流防止構造１を設置できる。

（４）そして、球状体２０の比重は、１．０以上１．０５以下に形成されることで、通常時に流路１４の横に移動しやすいとともに、逆流時に流入口１１に当接しやすい球状体２０となる。

すなわち、通常時には、排水の流れを受けて退避領域４０に移動しやすいようにある程度軽くなっているうえに、逆流時にも完全に浮き上がってしまうことなく流入口１１に当接できる。

（５）また、流入口１１の管軸Ｄ１と流出口１２の管軸Ｄ２は水平方向にずれていることで、通常時の排水の流路と逆流時の下水の流路が相違するため、この流路の相違を利用して少ない水流でも球状体２０を移動させることができる。

つまり、流入口１１の管軸Ｄ１と流出口１２の管軸Ｄ２が一致していれば、逆流時には退避領域４０にある球状体２０に下水が当たりにくくなるが、流出口１２の管軸Ｄ２が退避領域４０側にシフトしていれば、球状体２０に下水が当たりやすくなって少ない流量でも球状体２０を移動させやすくなる。

さらに、流路をシフトさせることで通常時の流路として溝を設ける必要がなくなり、インバート部１５をほぼ平坦に形成することができるため、汚物等が蓄積されにくくなる。

（６）さらに、インバート部１５の退避領域４０には、通常時に球状体２０が流路１４から退避する際に登る傾斜面７１と、球状体２０が退避した状態で保持される保持面７２と、が形成されることで、退避した球状体２０が流路１４に戻ることを防止できる。

一方、逆流時には流出口１２側からの下水の流れを受けて球状体２０が少し移動すると、傾斜面７１を下るようにして球状体２０が流入口１１に容易に近づくことになる。

（７）そして、インバート部１５の流路１４の底面からの高さは、球状体２０の直径よりも大きく形成されることで、逆流時に逆流防止構造１内の下水の流速をより高い水位まで保持できるため、球状体２０が下水に押されて流入口１１に当接しやすくなる。

つまり、逆流時にはインバート部１５を下水が逆流して球状体２０を移動させるが、インバート部１５の貯留部の体積が大きいと下水の流速が遅くなってしまう。

そこで、インバート部１５の直立壁の底面からの高さを高くし、インバート部１５の貯留部の体積を小さくすることで、下水の流速が速くなるように形成されている。

（８）また、流入口１１の管軸Ｄ１と流出口１２の管軸Ｄ２は水平方向にずれており、流出口１２にはＳ字管８２が接続されて流入側と流出側の管軸を一致させることで、逆流防止構造１を既存の配管の途中に設置しやすくなるうえに、逆流時の下水の流れを球状体２０に向けることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、ガイド部材３０が円柱状に形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、板状であってもよいし、球状体２０を誘導できるものであればどのような構成であってもよい。

また、前記実施例では、流入口１１の管軸Ｄ１と流出口１２の管軸Ｄ２がずれている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、管軸が偏心せずに一致しているものであってもよい。

さらに、前記実施例では、流出口１２にＳ字管８２が接続される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、新設の場合などでＳ字管８２が接続されないものであってもよい。

そして、前記実施例では、保持片７０がインバート部１５とは別部材として構成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、インバート部１５と一体に形成されるものであってもよい。

Ｓ 排水システム
Ｃ 逆流防止構造
Ｄ１，Ｄ２ 管軸
１ 逆流防止構造（逆流防止マス）
１１ 流入口
１２ 流出口
１４ 流路
１５ インバート部
２０ 球状体
３０ ガイド部材
４０ 退避領域
７０ 保持片
７１ 傾斜面
７２ 保持面
８１ 直管
８２ Ｓ字管

Claims (8)

1. 排水が流入する流入口と、排水が流出する流出口と、前記流入口から前記流出口への流路を有するインバート部と、を備えており、前記流入口への下水の逆流を防止する逆流防止構造であって、
   前記インバート部には移動可能に球状体が載置されており、
   前記球状体は、通常時には前記流入口から流入する排水に押されて前記流路の横に移動するとともに、逆流時には前記流出口から逆流する下水に押されて前記流入口に当接して塞ぐことを特徴とする逆流防止構造。
2. 前記流路の上方には前記球状体を前記流路の横へ誘導するガイド部材が設けられるとともに、前記流路の横には前記球状体を退避させる退避領域が設けられることを特徴とする請求項１に記載の逆流防止構造。
3. 前記インバート部の前記退避領域には、前記球状体が前記流路から退避する際に登る傾斜面と、前記球状体が退避した状態で保持される保持面と、が形成されることを特徴とする請求項２に記載の逆流防止構造。
4. 前記流入口の管底高さと前記流出口の管底高さは、略同一又は排水勾配に相当する差を有して形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の逆流防止構造。
5. 前記球状体の比重は、１．０以上１．０５以下に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の逆流防止構造。
6. 前記流入口の管軸と前記流出口の管軸は水平方向にずれていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の逆流防止構造。
7. 前記インバート部の前記流路の底面からの高さは、前記球状体の直径よりも大きく形成されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の逆流防止構造。
8. 前記流入口の管軸と前記流出口の管軸は水平方向にずれており、前記流出口にはＳ字管が接続されて流入側と流出側の管軸を一致させることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の逆流防止構造。

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