JP6573470B2 - 逆流防止弁、及びサイホン排水システム - Google Patents

Description

本発明は、逆流防止弁、及びサイホン排水システムに関する。

排水を行う水廻り器具の排水方向下流側に、下水側からの臭気等が水廻り器具側に逆流しないように逆流防止弁を設ける場合がある（例えば、特許文献１参照）。

逆流防止弁は、弾性材料で形成され、配管側へ取り付けるための管状部と、管状部から排水方向下流側に延出される絞り部と、絞り部の先端部に設けられる開閉弁とを一体的に備えており、通常時は開閉弁が閉じられていることが好ましい。
水廻り器具から排水がなされ、逆流防止弁に水圧が作用すると、開閉弁が弾性変形して開き、排水が開閉弁を通過して下流側に流出する。
そして、水廻り器具からの排水が終了して水圧が掛らなくなると、開閉弁が元の状態に弾性復帰して閉じる。

また、近年では、従来の勾配排水システムに代わるものとして、所謂サイホン排水システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。サイホン排水システムは、水廻り器具にサイホン排水管を接続し、サイホン排水管の垂下部をなす竪管にて発生するサイホン力（負圧力）を利用して、水廻り器具からの排水効率を向上させるシステムである。

このサイホン排水システムにおいては、水廻り器具から排出された排水がサイホン排水管に流入し、サイホン排水管の水平部をなす横引き管及びサイホン排水管の垂下部をなす竪管を満たす。サイホン排水管の竪管が排水で満たされると、竪管内の排水は重力により落下し、竪管の内部に竪管における水頭差に対応する吸引力、即ちサイホン力が発生する。横引き管内の排水は、前記サイホン力によって竪管に向かって吸引され、サイホン排水管内が排水で満たされる所謂満流流れとなってサイホン排水管内を流下する。

特開２０１４−０１５７１９号公報 特開２０００−２９７４４７号公報

ところで、サイホン排水システムでは、水廻り器具からの排水が終了しても、竪管内の排水が落下している間は横引き管内で負圧が生じており、負圧が生じている間は逆流防止弁に水廻り器具側から空気が流れ続ける。
しかしながら、この種の逆流防止弁では、排水が流れている間は問題ないが、空気が流れている間に逆流防止弁の開閉弁が振動し、異音（例えば、ブーという音）を発生する場合がある。

本発明は上記事実を考慮し、空気が通過する際の異音を抑えることができる逆流防止弁、及びサイホン排水システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の逆流防止弁は、管状部と、管状部から延出する絞り部と、前記絞り部の先端部に設けられ弾性力で面接触して流路を閉塞し、平面視で前記絞り部側の上流側縁部が前記絞り部の中心線と直交する方向に対して傾斜すると共に、前記絞り部側とは反対側の下流側縁部が、前記上流側縁部と同じ方向に傾斜している開閉弁と、を備える。

請求項１に記載の逆流防止弁では、上流側から下流側（環状部側から開閉弁側）に空気を通過させている間、開閉弁が開放されている。逆流防止弁は、絞り部側の上流側縁部と、絞り部側とは反対側の下流側縁部とが絞り部の中心線と直交する方向に対して同じ方向に傾斜しているため、該上流側縁部、及び下流側縁部が同じ方向に傾斜していない場合に比較して開閉弁の曲げ剛性を低下させることができる。その結果、開放した開閉弁が弾性力で閉じる方向へ変形し難くなり、開閉弁が開放された状態での開閉弁の振動レベルを低減し、異音を抑制することができる。なお、ここで、傾斜していない場合とは、絞り部の中心線と直交する方向に延びている場合、及び絞り部の中心線と同方向に延びている場合を意味する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の逆流防止弁において、前記上流側縁部、及び前記下流側縁部は、前記開閉弁の中央部分が最も流路下流側に位置している。

請求項２に記載の逆流防止弁では、上流側縁部、及び下流側縁部は、開閉弁の中央部分が最も流路下流側に位置しているため、排水が通過する際に、開閉弁の両側から中央部分に向けて排水又は水が集まり、開閉弁がより開きやすくなる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の逆流防止弁において、前記開閉弁は、前記絞り部よりもヤング率の低い材料により形成される。

請求項３に記載の逆流防止弁では、開閉弁を絞り部よりもヤング率の低い材料で形成することで、開閉弁の剛性を低下させることができるため、開閉弁が開放された状態での開閉弁の振動レベルをより低減し、異音をより抑制することができる。

請求項４に記載のサイホン排水システムは、水廻り器具からの排水を水平方向に排水する横引き管、及び前記横引き管に連通されて前記横引き管からの前記排水を下方に落下させて排水する竪管を含んで構成されるサイホン排水管と、前記水廻り器具と前記横引き管との間に前記開閉弁が排水方向下流側に向けて配置される請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の逆流防止弁と、を備えている。

請求項４に記載のサイホン排水システムでは、水廻り器具から排水が排出されると、排水は逆流防止弁を介して横引き管、及び竪管を流れる。竪管が排水で満たされると、竪管内の排水は重力により落下し、竪管の内部に竪管における水頭差に対応する吸引力、即ちサイホン力が発生する。サイホン力が発生すると、横引き管内の排水は、サイホン力によって竪管に向かって吸引され、横引き管、及び竪管内が排水で満たされる所謂満流となって横引き管、及び竪管内を流下する。

なお、水廻り器具から排水が終了して逆流防止弁に空気が流れる場合があるが、逆流防止弁は、絞り部側の上流側縁部が絞り部の中心線と直交する方向に対して傾斜しているため、該上流側縁部が傾斜していない場合に比較して開閉弁の曲げ剛性を低下させることができる。このため、開放した開閉弁が弾性力で閉じる方向へ変形し難くなり、開閉弁が開放された状態での開閉弁の振動レベルを低減し、異音を抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のサイホン排水システムにおいて、前記横引き管には、複数の前記水廻り器具からの排水が流入する。

請求項５に記載のサイホン排水システムでは、横引き管に複数の水廻り器具からの排水が流入するようになっており、いずれかの水廻り器具から排水が行われた際に、横引き管内に正圧が作用する場合がある。しかしながら、横引き管と水廻り器具との間には逆流防止弁が設けられているため、横引き管側から水廻り器具へ正圧が作用することは無く、排水が水廻り器具側へ逆流することを抑制できる。

以上説明したように本発明の逆流防止弁、及びサイホン排水システムは上記の構成としたので、主に空気が通過する際の異音を抑えることができる、という優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る逆流防止弁を示す、下流側から見た斜視図である。 図１に示す逆流防止弁の側面図である。 （Ａ）は逆流防止弁の軸線に沿った断面図（図２の３−３線断面図）であり、（Ｂ）は下流側からみた開閉弁が閉じている逆流防止弁を示す正面図であり、（Ｃ）は下流側からみた開閉弁が開放されている逆流防止弁を示す正面図である。 （Ａ）は実施形態に係る逆流防止弁を備えた逆流防止弁付き継手の断面図であり、（Ｂ）は比較例に係る逆流防止弁を備えた逆流防止弁付き継手の断面図である。 本発明の実施形態に係るサイホン排水システムが適用された建物を示す断面図である。 （Ａ）は、台所流しから排水を行っているサイホン排水システムの一部を示す側面図であり、（Ｂ）は台所流しからの排水が終了したサイホン排水システムの一部を示す側面図である。 第２の実施形態に係るサイホン排水システムの一部を示す側面図である。 参考例に係る逆流防止弁を示す斜視図である。 図８に示す逆流防止弁の側面図である。 他の参考例に係る開閉弁を示す側面図である。 他の参考例に係る開閉弁を示す側面図である。 他の参考例に係る開閉弁を示す側面図である。 他の参考例に係る開閉弁を示す側面図である。 他の参考例に係る開閉弁を示す側面図である。 他の参考例に係る開閉弁を示す側面図である。 他の参考例に係る開閉弁を示す側面図である。 開閉弁の他の変形例を示す断面図である。

［第１の実施形態］
図１〜図６を用いて、本発明の第１の実施形態に係るサイホン排水システム１０について説明する。

図５に示すように、住戸のスラブ１２の上には、間隔をあけて床パネル１４が配置されており、床パネル１４の上には、水廻り器具としての台所流し１６、及び食洗機１８が配置されている。台所流し１６には、排水方向下流側に、ディスポーザ２０、排水トラップ２２、逆流防止弁付き継手２４が順に配置されており、逆流防止弁付き継手２４の下流側には、配管２６を介してサイホン排水管２８の横引き管２８Ａが接続されている。横引き管２８Ａは、スラブ１２の上に配置されており、サイホン排水管２８の竪管２８Ｂは、スラブ１２に形成された縦孔３０を介して垂下され、排水立て管３２に接続されている。

図６（Ａ）に示すように、排水トラップ２２は、例えば略Ｓ字形状とされ、内部に封水が溜められる構造となっている。また、本実施形態の排水トラップ２２には通気弁３６が取り付けられている。通気弁３６は、排水トラップ２２の下流側が負圧になっている際に、外気をトラップ下流側に取り込み、排水トラップ２２が破封しないようにしている。

（逆流防止弁）
逆流防止弁付き継手２４は、ゴム等の弾性材料からなる略筒状の逆流防止弁３８を備えている。
図１、及び図３に示すように、逆流防止弁３８は、逆流防止弁付き継手２４の本体部４０に設けられたフランジ部４２に係合する係合部としての環状の管状部４４を備えており、管状部４４の下流側には管状部４４から離れるにしたがって互いの間隔が接近する一対の湾曲面４６を備えた略筒状の絞り部４８が一体的に形成されている。逆流防止弁３８は弾性材料から形成されているため、管状部４４を容易に拡径でき、フランジ部４２に着脱自在となっている。なお、管状部４４と絞り部４８とは同軸的に配置され、管状部４４の中心線（軸線）ＣＬと絞り部４８の中心線（軸線）ＣＬとは一致している。なお、ここでいう中心線ＣＬの方向は、逆流防止弁３８を流れる流体の流れ方向と一致している。

図２に示すように、絞り部４８の下流側（管状部４４とは反対側）には、湾曲面４６を臨み、かつ管状部４４、及び絞り部４８の中心線ＣＬと直交する方向から見た側面視で、前記中心線ＣＬと直交する方向が長手方向とされた略Ｖ字状の開閉弁５０が一体的に形成されている。なお、絞り部４８とは、中心線ＣＬと直交する通路断面積が、本体部４０から開閉弁５０に向けて徐々に絞られる、即ち、小となる部分である（図３（Ａ）参照）。

本実施形態の開閉弁５０の上流側（絞り部４８側）の端縁５０Ｂは、中心線ＣＬを挟んで一方側が直線状の端縁５０Ｂａ、他方側が直線状の端縁５０Ｂｂとされ、端縁５０Ｂａ及び端縁５０Ｂｂは、中心線ＣＬ側が下流側（絞り部４８側と反対側）となるように互いに反対方向に傾斜しており、端縁５０Ｂａと端縁５０Ｂｂとで略Ｖ字を形成している。また、開閉弁５０の下流側の端縁５０Ａは、中心線ＣＬを挟んで一方側が直線状の端縁５０Ａａ、他方側が直線状の端縁５０Ａｂとされ、端縁５０Ａａは端縁５０Ｂａと平行とされ、端縁５０Ａｂは端縁５０Ｂｂと平行とされている。なお、開閉弁５０は、図３（Ａ）に示すように一定厚さに形成されている。

図３（Ｂ）に示すように、逆流防止弁３８を軸方向下流側から見たときに、開閉弁５０には、厚さ方向中央部分に、長手方向に沿って軸方向に貫通する切り込み５２が形成されている。この切り込み５２は、開閉弁５０の長手方向両端部に到達していない。即ち、この切り込み５２は、開閉弁５０を長手方向に完全に横断しておらず、切り込み５２を挟んで一方側の平板部分５４と他方側の平板部分５４とは、長手方向両端部で軸方向全体に渡って互いに連結されている。開閉弁５０は、上流側（絞り部４８側）から圧力が付与されない限りは、図３（Ｂ）に示すように、切り込み５２の一方側の平板部分５４と、他方側の平板部分５４とが互いに面接触して密着することで弁として閉塞しており、上流側から圧力が付与されると、図３（Ｃ）に示すように、一方側の平板部分５４と他方側の平板部分５４とが各々略円弧状に弾性変形して弁として開放状態（細長い略楕円形状に開口）となる。なお、

（作用、効果）
次に、本実施形態の逆流防止弁３８の作用を説明する。
台所流し１６の使用により台所流し１６から排水がなされると、排水はディスポーザ２０、排水トラップ２２を介して逆流防止弁付き継手２４に至る。排水が逆流防止弁３８に流入すると、排水の圧力により開閉弁５０を押し広げ、開放状態となった開閉弁５０を通過し、下流側へ排出される（図６（Ａ）参照）。

その後、台所流し１６からの排水がサイホン排水管２８の横引き管２８Ａ、及び竪管２８Ｂを流れ、竪管２８Ｂの一部が排水で満たされ所謂満流となると、竪管２８Ｂ内の排水は重力により落下し、竪管２８Ｂの内部に竪管２８Ｂにおける水頭差に対応するサイホン力が発生する。

横引き管２８Ａ内の排水は、サイホン力によって竪管２８Ｂに向かって吸引され、横引き管２８Ａ、及び竪管２８Ｂ内が排水で満たされる満流流れとなって横引き管２８Ａ、及び竪管２８Ｂを流下し、台所流し１６からの排水が、排水立て管３２へ排出される。

なお、台所流し１６から排水が終了しても、竪管２８Ｂ内が排水で満たされている状態ではサイホン力が発生しており、横引き管２８Ａ内が負圧となっているので、横引き管２８Ａ内には排水トラップ２２の通気弁３６から空気が流入する。即ち、逆流防止弁３８の上流側の圧力が下流側の圧力よりも相対的に大きくなるので、逆流防止弁３８の上流側の空気圧によって開閉弁５０が押し広げられ、空気が開閉弁５０を通過する（図６（Ｂ）参照）。

ところで、空気が通過する際、弾性材料からなる開閉弁５０が振動しようとするが、本実施形態の開閉弁５０は、上流側（絞り部４８側）の端縁５０Ｂａ及び端縁５０Ｂｂ、及び下流側の端縁５０Ａａ及び端縁５０Ａｂが、中心線ＣＬ側が下流側となるように傾斜して略Ｖ字を形成しているので、図４（Ｂ）に示す端縁１５０Ｂ、及び端縁１５０Ａが傾斜していない比較例の開閉弁１５０に比較して厚さ方向の曲げ剛性が相対的に低下することとなり、本実施形態の開閉弁５０は振動レベルが抑えられ、振動によって発生する異音も抑えられる。なお、ここで、図４（Ａ）に示す本実施形態の開閉弁５０と図４（Ｂ）に示す比較例の開閉弁１５０とは、平面視したときの面積を同じ前提として剛性を比較している。

また、本実施形態の開閉弁５０は、上流側の端縁５０Ｂａ及び端縁５０Ｂｂが、中心線ＣＬ側が下流側となるように傾斜して略Ｖ字を形成しているので、図４（Ａ）に示すように、上流側から流入した排水Ｗ又は空気が傾斜した端縁５０Ｂａ及び端縁５０Ｂｂに沿って中心線ＣＬ側に集まり、開閉弁５０の幅方向中央付近に作用する圧力（水圧）が高まる。このため、排水Ｗが流入した際、本実施形態の開閉弁５０は、図４（Ｂ）に示す端縁１５０Ｂが傾斜していない開閉弁１５０に比較して開きやすく、排水が流れやすい。
空気に対しても、開閉弁５０が開きやすくなるため、開閉弁５０が振動し難くなり、異音の発生を抑制することができる。

竪管２８Ｂ内の排水が全て排水立て管３２へ排出されると、サイホン排水管２８の内部が排水立て管３２の内部空間と通気するようになり、逆流防止弁３８の上流側と下流側との圧力差が解消し、開閉弁５０が閉じる。これにより、逆流防止弁３８は、下流側からの臭気等の逆流や排水トラップ内の封水の損失を防ぐことができる。

なお、食洗機１８から排水がなされると、一時的に横引き管２８Ａの内部が正圧になる場合があるが、逆流防止弁３８は開閉弁５０が閉じた状態を維持するので、横引き管２８Ａ内の排水や空気が開閉弁５０の上流側に逆流することを抑制できる。このため、食洗機１８から排水がなされても排水トラップ２２が破封することは無い。

また、本実施形態の開閉弁５０は、上流側の端縁５０Ｂが中心線ＣＬと直交する方向に対して傾斜しているため、排水側から大きな正圧が作用した際に前述した図４（Ｂ）の比較例の開閉弁１５０よりも変形し難く、逆流防止効果が高い。

なお、中心線ＣＬと直交する方向に対する端縁５０Ｂの好ましい角度は、該角度を変えた種々の逆流防止弁３８を作成し、サイホン排水システム１０にて排水実験を行い、異音の騒音レベルを測定することで知ることができる。

［第２の実施形態］
次に、図７を用いて、本発明の第２の実施形態に係るサイホン排水システム１０について説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図７に示すように、本実施形態のサイホン排水システム１０では、第１の実施形態のサイホン排水システム１０で用いられていた排水トラップ２２が省略されているものである。
本実施形態では、台所流し１６から排水が終了し、竪管２８Ｂ内でサイホン力が発生している場合、横引き管２８Ａ内が負圧となっているので、横引き管２８Ａ内には台所流し１６の排水部から空気が流入し、空気が開閉弁５０を通過するが、第１の実施形態と同様に、開閉弁５０の異音の発生は抑えられる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

図８〜図１６には、参考例に係る逆流防止弁３８が示されている。図８〜図１６において、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図８、及び図９に示す参考例に係る逆流防止弁３８は、第１の実施形態と同様に、開閉弁５０の上流側の端縁５０Ｂが中心線ＣＬと直交する方向に対して傾斜し、端縁５０Ｂａと端縁５０Ｂｂとで略Ｖ字を形成しているが、開閉弁５０の下流側の端縁５０Ａは中心線ＣＬと直交しているものである。本参考例に係る逆流防止弁３８においても開閉弁５０の上流側の端縁５０Ｂが中心線ＣＬと直交する方向に対して傾斜しているため、開閉弁５０の曲げ剛性を低下させることができ、開閉弁５０の異音の発生は抑えられる。

図１０〜図１６には、上流側の端縁５０Ｂの形状が異なる他の参考例に係る開閉弁５０が示されている。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。図１０〜図１６に示す開閉弁５０は、いずれの端縁５０Ｂも少なくとも一部が中心線ＣＬと直交する方向に対して傾斜している。
図１０に示す開閉弁５０は、上流側の端縁５０Ｂが、端縁５０Ｂの上流側の中心線ＣＬ上に曲率中心を有する円弧状に形成されている。
図１１に示す開閉弁５０は、上流側の端縁５０Ｂが、端縁５０Ｂの下流側に曲率中心を有する円弧状の端縁５０Ｂａ、及び端縁５０Ｂｂで形成されている。
図１２に示す開閉弁５０は、上流側の端縁５０Ｂが直線状とされ、中心線ＣＬと直交する方向に対して傾斜している。
図１３に示す開閉弁５０は、上流側の端縁５０Ｂが、第１の実施形態とは反対方向に傾斜する直線状の端縁５０Ｂａと直線状の端縁５０Ｂｂとで形成されている。
図１４に示す開閉弁５０は、上流側の端縁５０Ｂが、端縁５０Ｂの下流側の中心線ＣＬ上に曲率中心を有する円弧状に形成されている。
図１５に示す開閉弁５０は、上流側の端縁５０Ｂが、端縁５０Ｂの上流側に曲率中心を有する円弧状の端縁５０Ｂａ、及び端縁５０Ｂｂで形成されている。
図１６に示す開閉弁５０は、上流側の端縁５０Ｂが、両側の一部分で中心線ＣＬと直交する方向に対して傾斜している。

上記図１０〜図１６の逆流防止弁３８は、何れも上流側の端縁５０Ｂの少なくとも一部分が傾斜して開閉弁５０の曲げ剛性が低下しており、開閉弁５０の振動が抑えられ、振動によって発生する異音も抑えられる。
上記図１０〜図１６の逆流防止弁３８は、何れも下流側の端縁５０Ａが中心線ＣＬに直交する方向に延びていたが、端縁５０Ａは中心線ＣＬに直交する方向に対して傾斜していても良く、例えば、上流側の端縁５０Ｂと平行としても良い。
なお、傾斜とは、中心線ＣＬに直交する方向に対して角度（但し、９０°を除く）を有していることを意味しており、その傾斜している部分の形状としては、直線状であっても良く、円弧状等の曲線状であっても良い。

前述した実施形態、及び参考例の逆流防止弁３８は、全体が単一の弾性材料で形成されていたが、図１７に示す逆流防止弁３８は、開閉弁５０の少なくとも一部を構成している材料が、絞り部４８を構成している材料よりもヤング率の低い材料で形成されているものである。これにより、図１７に示す逆流防止弁３８は、開閉弁５０の曲げ剛性を更に低下させることができ、開閉弁５０の振動レベルがより抑えられ、振動によって発生する異音もより抑えられる。なお、逆流防止弁３８は、開閉弁５０の材料と絞り部４８の材料とが異なっていても良い。

上記実施形態では、台所流し１６の下流側に逆流防止弁３８を配置したが、逆流防止弁は台所流し１６の下流側に配置することに限らず、例えば、洗面台、洗濯機、ユニットバス等の風呂、トイレ等の排水を行う他の水廻り器具の下流側に配置しても良い。

１０…サイホン排水システム、１６…台所流し（水廻り器具）、２８…サイホン排水管、２８Ａ…横引き管、２８Ｂ…竪管、３８…逆流防止弁、４４…管状部、４８…絞り部、５０…開閉弁、端縁…５０Ｂ

Claims (5)

1. 管状部と、
   管状部から延出する絞り部と、
   前記絞り部の先端部に設けられ弾性力で面接触して流路を閉塞し、平面視で前記絞り部側の上流側縁部が前記絞り部の中心線と直交する方向に対して傾斜すると共に、前記絞り部側とは反対側の下流側縁部が、前記上流側縁部と同じ方向に傾斜している開閉弁と、
   を備える、逆流防止弁。
2. 前記上流側縁部、及び前記下流側縁部は、前記開閉弁の中央部分が最も流路下流側に位置している、請求項１に記載の逆流防止弁。
3. 前記開閉弁は、前記絞り部よりもヤング率の低い材料により形成される、請求項１又は請求項２に記載の逆流防止弁。
4. 水廻り器具からの排水を水平方向に排水する横引き管、及び前記横引き管に連通されて前記横引き管からの前記排水を下方に落下させて排水する竪管を含んで構成されるサイホン排水管と、
   前記水廻り器具と前記横引き管との間に前記開閉弁が排水方向下流側に向けて配置される請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の逆流防止弁と、
   を備えたサイホン排水システム。
5. 前記横引き管には、複数の前記水廻り器具からの排水が流入する、請求項４に記載のサイホン排水システム。