JP6913509B2 - 管継手 - Google Patents

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Description

本発明は、管継手に関するものである。
主として、集合住宅における建築排水システムに、サイホン力により排水を促進させる、サイホン排水システムと呼ばれるものがある。このような排水システムとして、例えば、各階を貫く排水立て管と、各階の水周り機器から導かれる器具排水管と、排水立て管へ器具排水管を接続する合流部継手と、からなり、前記合流部継手のレベルを排水階床スラブのレベルより下げ、器具排水官内の流体に垂直速度成分を十分に付与してから排水立て管内の流体に合流させる排水システムにおいて、排水立て管を囲んでほぼ等間隔に器具排水管を配して合流部継手に接続し、当該合流部継手の内壁を中央部に向けて凹曲面とした建築排水システム(特許文献1参照)が提案されている。
この建築排水システムにおいて、水周り機器(水廻り機器)から導かれる器具排水管(竪管、サイホン排水管)から放出された排水は、その排水の勢いを略保ったまま、合流部継手(合流継手)へ放出され、放出された排水は、合流部継手(合流継手)内部の壁面に沿って流れ排水立て管に合流する。
特開2002−121787号公報
しかしながら、上記従来の建築排水システムでは、例えば、排水立て管を囲んでほぼ等間隔に配された複数の器具排水管(竪管)から、排水が同時に放出され、且つ、多量であった場合、合流部継手(合流継手)の内壁面に沿って流れる、各器具排水管(竪管)からの排水同士が扇状に広がって重なり合う状況が発生する虞があった。排水同士が重なり合ってしまうと、重なり合いの状態によっては、内壁面に沿って流れる排水の中に、内壁面から離れて継手径方向となる継手中央部に向かって飛び出すような挙動を示す部分が発生する虞があった。
合流部継手内部で、排水が内壁面から離れて継手径方向となる継手中央部に向かって飛び出すような挙動を示す部分が発生した場合、発生状況によっては、飛び出した排水によって排水立て管又は合流部継手内の排水流路を閉塞させてしまうことが考えられる。排水立て管又は合流部継手内の排水流路を閉塞させてしまうと、排水立て管の中で正圧・負圧が発生してしまう虞があり、例えば、合流部継手を介して連通する器具配水管に設けられた水分トラップ(封水)を、負圧の発生により上階においては吸引して引っ張り出してしまったり、正圧の発生により下階においては押し出して噴き出させてしまったりすることが起こり得る。
そこで、この発明の目的は、合流口から流れ込んで内壁面に沿って流れる複数の排水同士が、扇状に広がって重なり合う状況を発生させ難い、管継手を提供することである。
上記目的を達成するため、この発明に係る管継手は、排水路を形成する排水管に接続されて、前記排水路に合流する合流排水路の合流口が設けられた管継手であって、継手本体の内壁面に、前記合流口から流れ込んだ排水の流路となる溝部が設けられていることを特徴とする。この発明に係る管継手によれば、合流口から流れ込んで内壁面に沿って流れる複数の排水同士が、扇状に広がって重なり合う状況を発生させ難くすることができる。
この発明の管継手では、前記溝部の流路下流端が、排水立て管の内径と略同一の内径に形成されている部分まで達していることが好ましい。この構成によれば、下流側排水管との接続部において、複数の排水同士が、扇状に広がって重なり合う状況を発生させ難くすることができる。
この発明の管継手では、前記溝部の流路下流端が先細り形状になっていることが好ましい。この構成によれば、溝部の流路下流端において、排水を広がることなくスムーズに流すことができる。
この発明の管継手では、前記溝部は、前記内壁面からの深さが前記合流口の口径の50〜100%であることが好ましい。この構成によれば、継手本体の肉厚を厚くしなくても、十分な溝部の深さを確保することができる。
この発明の管継手では、前記合流排水路は、サイホン力による吸引力を発生させる流路を形成している、ことが好ましい。この構成によれば、サイホン排水においても、合流口から流れ込んで内壁面に沿って流れる複数の排水同士が、扇状に広がって重なり合う状況を発生させ難くすることができる。
この発明によれば、合流口から流れ込んで内壁面に沿って流れる複数の排水同士が、扇状に広がって重なり合う状況を発生させ難い、管継手を提供することができる。
この発明の第1実施形態に係る管継手の外観形状を示す、管継手が取り付けられた排水路の部分斜視図である。 図1の管継手の内部構造を示す、管継手が取り付けられた排水路の部分縦断面図である。 図1の管継手に合流する合流排水路におけるサイホン排水の原理を説明する配管構成概念図である。 図1の管継手の内部における排水の流れを示す、管継手の部分断面による説明図である。 この発明の第2実施形態に係る管継手の内部構造を示す、管継手が取り付けられた排水路の部分縦断面図である。 図5の管継手の内部における排水の流れを示す、管継手の部分断面による説明図である。
以下、この発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1及び図2に示すように、本発明の第1実施形態に係る管継手10は、排水路aを形成する排水立て管(排水管)11に接続されて、排水路aに合流する合流排水路bの合流口が設けられたものであって、継手本体10aの内壁面10bに、合流口(後述する竪管接続部15b)から流れ込んだ排水の流路となる溝部12が複数個設けられている(図2参照)。
本実施形態の管継手10は、図3に示すように、例えば、複数階(一例として3階以上)の集合住宅における建築排水システムに用いられ、各階を貫く排水立て管11により形成される排水路aに組み込まれて、各階に設置された各種水廻り機器13の排水口に連通する合流排水管14を接続することにより、排水路aに、合流排水管14により形成される合流排水路bを合流させている。
本実施形態の管継手10を備えた建築排水システムにおいて、各種水廻り機器13からの排水は、合流排水管14を経て管継手10の合流口から内部へと放出され(図3参照)、合流口から流れ込んだ排水は、その放出の勢いを略保ったまま、管継手10の内壁面10bに設けられた溝部12に沿って流れ落ち、管継手10の下流側に接続された排水立て管11に流れ込む。
本実施形態において、管継手10の合流排水路bは、サイホン力による吸引力を発生させる流路を形成しており、合流排水路bを形成する合流排水管14は、図3に示すように、水廻り機器13が設置されている階の床スラブsに沿って、略水平の無勾配で配管された横引き管(水平管)14a、及び横引き管14aの略垂直下方に延在して、垂下部を形成しサイホン力(例えば、負圧力)を発生する竪管(流出垂直管)14bで構成されている。
このようなサイホン排水を用いたサイホン排水システムによれば、排水管内部が満水状態に充填される満流排水となり、また、排水路を形成する排水管を無勾配で配置することができるので、満流排水により、管内に固形物が付着するのを防止することができると共に、小口径管を使用することが可能になり、排水管を無勾配で配置することができることにより、排水管を配置する床下の空間高さを低くすることが可能になると共に、排水元(例えば、各種水廻り機器13)から排水立て管までの延長距離(例えば、横引き管14aの長さL)を長くすることができ(図3参照)、居室レイアウトの自由度を上げることが可能となる。
本実施形態の合流排水路b、即ち、サイホン排水路においては、水廻り機器13の排出口と横引き管14aの高低差H1による、水廻り機器13からの排水の落下押し込み圧力で、横引き管14a(水平長L)を充水させ、横引き管14aの充水により、竪管14b(垂下長H2)に達した排水が竪管14bを落下し始め、横引き管14aが満水状態になることで、サイホン作用が発生する。このサイホン作用を排水動力として、合流排水管14内に発生する高速の流れにより、水廻り機器13からの排水が行われ、排水は、管継手10の内部へと放出される。
図1及び図2に示すように、本実施形態の管継手10は、継手内の流路を形成する継手本体10aと、上流側接続部15と、下流側接続部16とからなっており、継手本体10aは、排水路a上流側(図面上方)の継手本体10aの開口に上流側接続部15を、排水路a下流側(図面下方)の継手本体10aの開口に下流側接続部16をそれぞれ設けている。本実施形態の継手本体10aは、下流側接続部16の下流側端部が、排水立て管11と略同形状で排水立て管11の外径と略同一の内径を有しており(図1,2参照)、上流側接続部15及び下流側接続部16には、それぞれ排水立て管11が接続されている。なお、上流側接続部15及び下流側接続部16は、継手本体と一体或いは別体のいずれに形成しても良い。
本実施形態の管継手10の継手本体10aは、上流側接続部15が設けられている上流側開口の方が、下流側接続部16が設けられている下流側開口より拡径されていると共に、内壁面10bが、上流側開口から下流側開口近傍にかけて外側に凸となる凹曲面状に形成されている(図2参照)。内壁面10bが凹曲面状に形成されていることで、ガイド部21に沿って排水がより流れ易くなり、内壁面10bから離れて継手径方向となる継手中央部に向かって飛び出すような挙動が、より起こり難くなる。また、本実施形態の管継手10の継手本体10aを形成する管体は、下流側端部が、排水立て管11の内外径と略同一の内外径を有している(図1,2参照)。
本実施形態において、上流側接続部15は、平面形状が円形で中央部に排水立て管11が略垂直に挿入接続されて、排水立て管11に連通する開口となる立て管接続部15aと共に、立て管接続部15aの周囲に、竪管14bが略垂直に挿入接続されて、竪管14bに連通する開口となる複数(一例として5箇所)の竪管接続部15bを有し、管継手10の上流側開口を塞ぐように配置されている(図1,2参照)。ここで、竪管接続部15b同士の位置関係は、多数の合流排水管14(竪管14b)から排水を合流できるようにするため、隣り合う合流排水管14から同時に排水が流れ出た場合において、排水が管継手10内部に流れると、扇状に広がり互いに流路を干渉するような位置関係にあるものとする。
この竪管接続部15bは、排水路aに合流する合流排水路bの合流口、即ち、合流排水路bを形成する合流排水管14(竪管14b)の接続口となり、竪管接続部15bに挿入接続された竪管14bから、合流排水路bの排水が管継手10の内部に流れ込み、また、管継手10の内部には、立て管接続部15aに挿入接続された排水立て管11から、排水路aの排水が流れ込む(図2参照)。
本実施形態において、下流側接続部16は、排水立て管11を挿入嵌合することができる、排水立て管11の外径と略同一の内径を有する円筒状に形成されている(図1,2参照)。この下流側接続部16に、排水立て管11を挿入嵌合することで、管継手10の下流側は、排水立て管11に連通することになり、管継手10の内部の、排水路aの排水と合流排水路bの排水が合流し、下流側の排水立て管11に流れ出る(図2参照)。但し、下流側接続部16の構成は、管継手10内の排水が適切に排水立て管11内に流れ込むことができるように構成されている限り、特に、限定されない。
図2及び図4に示すように、本実施形態の管継手10において、継手本体10aの内壁面10bに沿って上流側から下流側に延在して設けられた複数(一例として5箇所)の溝部12のそれぞれは、上流側接続部15の竪管接続部15bを介して、竪管14bがそのまま管継手10内部に延長配置されたように、少なくとも溝部12の内周面が、竪管接続部15bの内周面と一体的に連続して形成されており(図2参照)、排水が溝部へ流れ易くなる構造となっている。深さ方向断面は、竪管14bの断面を略直径位置で二分した略半円形状を有している(図2,4参照)。
これにより、本実施形態の管継手10の内部に複数の竪管14bから流れ込んだ複数の合流排水路bからの排水は、各竪管接続部15bから、各竪管接続部15bに連通する各溝部12に導かれ、各溝部12に沿って各溝部12内を流れ落ちることになる(図4、矢印参照)。この結果、内壁面10bに溝部12が設けられていない場合に発生していた、排水路aに合流する合流排水路bの合流口、即ち、竪管接続部15bから流れ込んで内壁面10bに沿って流れる複数の排水同士が、扇状に広がって重なり合う状況を、発生させ難くしてスムーズに流すことができる。
このように、本実施形態の管継手10にあっては、溝部12以外の内壁面10bを流れた場合に起こる、内壁面10bを流れ落ちる隣接する排水同士が扇状に広がって重なり合う状況が発生し難く、内壁面10bから離れて管継手10の径方向となる継手中央部に向かって飛び出すような挙動を示す部分を、殆ど発生しないようにすることができる。
なお、溝部12に沿って溝部12内を流れ落ちる排水は、極力、溝部12に沿う形になるので、例えば、排水量が多いために、溝部12から溢れ出てしまうとしても、溢れ出る位置は、溝部12の下方(下流)である、絞り込まれて狭くなった管継手10の下端部となるので(図4参照)、排水の飛び出しを殆ど抑えることができる。特に、合流排水路bが、サイホン力による吸引力を発生させるサイホン排水の流路を形成している場合、排水に勢いがあり管継手10の内部で排水が飛び出し易く、管継手10の下流側の排水立て管11又は管継手10内の排水流路を閉塞し易いので、本実施形態の、内壁面10bに溝部12を設けた管継手10は、管継手10の内部において排水が継手中央部に向かって飛び出すのを抑え、排水立て管11又は管継手10内の排水流路の閉塞を回避するのに効果的である。
サイホン排水では、サイホン力を用いて排水を行うので、竪管接続部15bから管継手10に流入する排水の流速は速く、短時間で多量の排水が管継手10へ流れ込む場合があり、このような場合、管継手10の下流側の排水立て管11又は管継手10内の排水流路を排水がスムーズに流れない懸念がある。
本実施形態の管継手10の、継手本体10aの内壁面10bに設けられた溝部12は、流路下流端12aが、排水路下流側に接続される下流側排水管である排水立て管11との接続部に達していてもよい。即ち、本実施形態において、溝部12が設けられた管継手10は、下流側接続部16側の下端部が、流路方向途中から徐々に絞り込まれて細くなっており、この細くなった部分である、排水立て管11の内径と略同一の内径を有する、排水立て管11の内径と面一状態になる円筒状に形成されている部分まで、溝部12が延在していてもよい。
この場合、竪管14bから管継手10に流れ込んだ排水は、下流側排水管である排水立て管11との接続部となる管継手10の下端部まで、溝部12からなる流路を流れ落ちることになり、下流側排水管である排水立て管11との接続部において、複数の排水同士が、扇状に広がって重なり合う状況を発生させ難くすることができる。但し、溝部12があまり長いと、溝部12同士が干渉して形成することができないことになる。
また、本実施形態において、溝部12の流路下流端12aが先細り形状になっている。溝部12は、竪管接続部15bの開口に連通する溝部12の上端部から流路下流端12aに向かって、流路下流端12a近傍まで略同一溝部幅を有しており、流路下流端12a近傍から徐々に狭くなる先細り形状を経て、管継手10の、下流側接続部16側の下端部において、内壁面10bと一体化している。このため、溝部12の流路下流端において、排水を広がることなくスムーズに流すことができる。
本実施形態の管継手10の溝部12は、内壁面10bからの深さh1(図4参照)が、合流口、即ち、排水路aに合流する合流排水路bの合流口である竪管接続部15bの口径(内径)の50〜100%であることが好ましく、内壁面10bからの深さが50%以上であれば、内壁面10bから離れて管継手10の径方向となる継手中央部に向かって飛び出すような挙動を抑制することができる。よって、この場合であれば、管継手10の継手本体の肉厚を厚くしなくても、十分な溝部12の深さを確保することができる。
なお、本実施形態では、管継手10の継手本体である管体の外壁面を、溝部12の形成位置で外側を凸となるようにしているが、管体の肉厚内に溝部12を形成することにより、管体の外壁面は、断面視滑らかな円形状となるようにしても良い。
(第2実施形態)
図5に示すように、本発明の第2実施形態に係る管継手20は、排水路aを形成する排水立て管(排水管)11に接続されて、排水路aに合流する合流排水路bの合流口が設けられたものであって、継手本体の内壁面20bに、合流口から流れ込んだ排水を沿わせて導くガイド部21が複数個設けられている。即ち、本実施形態の管継手20は、上記第1実施形態の管継手10の溝部12に加えてガイド部21を設けており、その他の構成は、上記第1実施形態の管継手10(図1,2参照)と略同様である。
以下、主にガイド部21の構成について説明する。なお、図3においては、上記第1実施形態の管継手10に代えて、本実施形態に係る管継手20が配置される。
図5に示すように、本実施形態の管継手20の継手本体20aを形成する管体は、上記第1実施形態の管継手10の継手本体10aを形成する管体と同様に、排水路a上流側(図面上方)の継手本体20aの開口に上流側接続部22を、排水路a下流側(図面下方)の継手本体20aの開口に下流側接続部16をそれぞれ設けている。本実施形態の継手本体20aは、下流側接続部16の下流側端部が、排水立て管11と略同形状で排水立て管11の外径と略同一の内径を有しており(図1,2参照)、上流側接続部22及び下流側接続部16には、それぞれ排水立て管11が接続されている。なお、上流側接続部22及び下流側接続部16は、継手本体と一体或いは別体のいずれに形成しても良い。
本実施形態において、上流側接続部22は、上記第1実施形態の上流側接続部15と同様に、排水立て管11に連通する開口となる立て管接続部22aと共に、立て管接続部22aの周囲に、竪管14bが略垂直に挿入接続されて、竪管14bに連通する開口となる複数(一例として5箇所)の竪管接続部22bを有し(図5参照)、管継手20の上流側開口を塞ぐように配置されている(図1,2参照)。この竪管接続部22bは、排水路aに合流する合流排水路bの合流口、即ち、合流排水路bを形成する合流排水管14(竪管14b)の接続口となり、竪管接続部22bに挿入接続された竪管14bから、合流排水路bの排水が管継手20の内部に流れ込み、また、管継手20の内部には、立て管接続部22aに挿入接続された排水立て管11から、排水路aの排水が流れ込む(図6参照)。
本実施形態において、下流側接続部16の下端側に、排水立て管11を挿入嵌合することで、管継手20の下流側が排水立て管11に連通し、管継手20の内部の、排水路aの排水と合流排水路bの排水が合流して下流側の排水立て管11に流れ出る(図6参照)。
図5及び図6に示すように、本実施形態の管継手20において、継手本体20aの内壁面20bに沿って上流側から下流側に延在して設けられた複数(一例として5個)のガイド部21のそれぞれは、合流する排水を内包するように内壁面20bの溝部12を覆っており、例えば、溝部12の上に、溝部12を底面とする断面形状が逆U字状の貫通路となる、溝部12両側の内壁面20bから立ち上がる両側壁部を有するトンネル状に形成されている。本実施形態のガイド部21は、内壁面20bの上流側略1/3の長さを有し、上流側接続部22の竪管接続部22bを介して、竪管14bがそのまま管継手20内部に延長配置されたように、少なくとも溝部12の底面が、竪管接続部22bの内周面と一体的に連続して形成されており(図6参照)、竪管14bの内径より狭くない断面積を有している。これにより、ガイド部21が伸びて、管継手20が狭まったところまできても、排水流路を確保することができる。
これにより、本実施形態の管継手20の内部に複数の竪管14bから流れ込んだ複数の合流排水路bからの排水は、各竪管接続部22bから、各竪管接続部22bの延長上に位置する各溝部12を覆う各ガイド部21に導かれ、各ガイド部21に沿って各溝部12と各ガイド部21からなる流路を流れ落ちることになる(図6、矢印参照)。即ち、合流排水路bの合流口から流れ込んだ排水を、溝部12とガイド部21、より具体的にはガイド部21の少なくとも両側壁部、に沿わせて導くことができ、更に、溝部12とガイド部21からなる閉空間を流れ落ちる排水は、例えば、内壁面20bから離れて飛び出すような挙動を示したとしても、ガイド部21の外へ飛び出ることはない。よって、排水が管継手20の径方向となる継手中央部に向かって飛び跳ねることが無く、それによって排水のアーチ(膜)ができることを極力抑制することができる。
このため、本実施形態の溝部12とガイド部21を設けた管継手20により、溝部12とガイド部21以外の内壁面20bを流れた場合に起こる、内壁面20bを流れ落ちる隣接する排水同士が扇状に広がって重なり合う状況が殆ど発生することはなく、内壁面20bから離れて管継手20の径方向となる継手中央部に向かって飛び出すような挙動を示す部分を、殆ど発生させないようにすることができき、管継手20を流れる排水をスムーズに流すことができる。
また、本実施形態において、流れ落ちる排水を内包するように、溝部12を覆うガイド部21は、内壁面20bから一定高さで内壁面20bに沿って形成されている。本実施形態のガイド部21は、竪管接続部22bの開口に連通するガイド部21の上端部から流路下流端21aに向かって、内壁面20bから略同一の高さh2(図6参照)で突出して延在している。
本実施形態の管継手20のガイド部21は、内壁面20bからの高さh2が、竪管接続部22bの口径以上であることが好ましい。この場合であれば、内壁面20bから離れて管継手20の径方向となる継手中央部に向かって飛び出すような挙動を抑制することができる。
このため、溝部12とガイド部21からなる流路を流れ落ちる排水は、溝部12とガイド部21によって形成される一定断面積の閉空間からなる流路内を移動することになり、溝部12とガイド部21からなる流路を流れる排水が、内壁面20b上を扇状に広がることと共に継手中央部に向かって飛び出すような挙動を示すのを、極力抑制することができる。
これにより、管継手20に流れ込む排水が、速い速度で勢い良く、且つ、多量であったとしても、内壁面20bに沿って流れる複数の排水同士が、扇状に広がって重なり合う状況が発生するのを阻止することが可能になり、特に、合流排水路bが、サイホン力による吸引力を発生させるサイホン排水の流路を形成している場合、排水に勢いがあり管継手20内部で排水が飛び出し易く、管継手20の下流側の排水立て管11を閉塞し易いので、本実施形態の、内壁面20bに溝部12を覆うガイド部21を設けた管継手20は、管継手20の内部において排水が継手中央部に向かって飛び出すのを抑え、排水立て管11の閉塞を回避するのに効果的である。
本実施形態の管継手20の、溝部12を覆うガイド部21は、流路下流端21aが、排水路下流側に接続される下流側排水管である排水立て管11との接続部に達していてもよい。本実施形態において、ガイド部21が設けられた管継手20は、下流側接続部16側の下端部が、流路方向途中から徐々に絞り込まれて細くなっており、この細くなった部分まで、溝部12を覆うガイド部21が延在していてもよく、この場合、竪管14bから管継手20に流れ込んだ排水は、下流側排水管である排水立て管11との接続部となる管継手20の下端部まで、溝部12とガイド部21が形成する閉空間からなる流路を流れ落ちることになる。
なお、本実施形態の管継手20のガイド部21を、溝部12を覆うことなく、例えば、溝部12の両側で内壁面20bから立ち上がる両側壁部のみを有するように形成しても良い。この場合も、両側壁部からなるガイド部21により、合流排水路bの合流口から流れ込んだ排水を沿わせて導くことができ、溝部12から排水が溢れ出るのを阻止することができるので、管継手20に流れ込んだ複数の合流排水路bからの排水同士が、互いに干渉することを極力防止することができ、扇状に広がって重なり合う状況も極力発生し難くなる。
更に、溝部12の片側で内壁面20bから立ち上がる片側壁部のみを、いずれも溝部12の同一の側に位置するように配置して形成しても良く、この場合も、たとえ、溝部12から排水が溢れ出たとしても、溢れ出た排水が隣接する溝部12の排水と干渉することは片側壁部により阻止されるので、扇状に広がって重なり合う状況も極力発生し難くなる。
10,20:管継手、 10a,20a:継手本体、 10b,20b:内壁面、 11:排水立て管(排水管)、 12:溝部、 12a,21a:流路下流端、 13:水廻り機器、 14:合流排水管、 14a:横引き管、 14b:竪管、 15,22:上流側接続部、 15a,22a:立て管接続部、 15b,22b:竪管接続部(合流口)、 16:下流側接続部、 21:ガイド部、 a:排水路、 b:合流排水路、 h1:深さ、 h2:高さ、 s:床スラブ。

Claims (4)

  1. 排水路を形成する排水管に接続されて、前記排水路に合流する合流排水路の合流口が設けられた管継手であって、
    継手本体の内壁面に、前記合流口から流れ込んだ排水の流路となる溝部が設けられており、
    前記継手本体は、前記排水管が接続される上流側開口の方が、前記排水管が接続される下流側開口より拡径されていると共に、前記内壁面が、前記上流側開口から前記下流側開口の近傍にかけて外側に凸となる凹面形状に形成されており、
    前記溝部は、前記上流側開口から延び、前記溝部の流路下流端が、前記管継手の前記排水管の内径と略同一の内径に形成されている部分まで達していることを特徴とする、管継手。
  2. 前記溝部の流路下流端が先細り形状になっている、請求項1に記載の管継手。
  3. 前記溝部は、前記内壁面からの深さが前記合流口の口径の50〜100%である、請求項1または2に記載の管継手。
  4. 前記合流排水路は、サイホン力による吸引力を発生させる流路を形成している、請求項1からのいずれか一項に記載の管継手。
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