JP7016627B2 - 雨水排水装置 - Google Patents

Description

本発明は、雨水を集めて排水する雨水排水装置に関する。

近年、集中豪雨の頻度が増加していることに伴って、建物の屋根雨水を効率よく排水するために、雨水配管が大型化してきている。

これに対して、サイフォン現象を用いることで、雨水配管の小口径化と雨水立て管本数の削減を可能とする雨水排除手段が用いられている。

例えば、特許文献１には、大雨のときにサイフォン作用によって大量の雨水を極めて効率よく排水でき、コストアップや家屋の外観を損なうことがないサイフォン式雨水排水装置について開示されている。

特開２００４－３０８３９９号公報（特許第４１３０６１６号公報）

しかしながら、上記従来の雨水排水装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された雨水排水装置では、軒先に取り付けられた集水管の底部に、家屋の外壁材に沿って縦方向に配設された３～１３ｃｍ^２の開口面積を有するサイフォン管の上端が接続されている。

このような構成により、サイフォン作用によって効率よく雨水の排水を行うことができるものの、サイフォン管への雨水の流入の仕方によっては、配管の内部において満流状態を形成することができなかったり、配管の内部に渦状に流入した雨水の中心に空気柱が形成されてしまったりして、排水の効率を低下させてしまうおそれがある。

本発明の課題は、排水管内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することが可能な雨水排水装置を提供することにある。

第１の発明に係る雨水排水装置は、雨水を集めて排水管から排水する雨水排水装置であって、ベース部と、蓋部と、を備えている。ベース部は、底面と、底面の略中心部分に雨水を落下させる落とし口とを有し、落とし口が排水管に接続される。蓋部は、ベース部の落とし口の上方に、底面から所定の隙間をあけて配置されている。落とし口に対向する蓋部の面に内接する仮想円の直径ｂ、所定の隙間の大きさｈとすると、以下の関係式（１）を満たす。

７．５≦ｂ／ｈ≦１０．０ ・・・・・（１）
ここでは、例えば、マンションやビル等の建造物のスラブを貫通するように屋内に設けられた雨水排水装置において、ベース部の底面から所定の隙間の大きさ（高さ）ｈをあけて、落とし口の上方に蓋部を配置している。そして、落とし口に対向する蓋部の面に内接する仮想円の直径ｂと隙間の大きさ（高さ）ｈとが、上記関係式（１）を満たす。

ここで、ベース部は、底面と蓋部との間に流入してきた雨水を、底面の略中心部分に形成された落とし口から排出する構造を有している。そして、ベース部の底面の形状は、例えば、円形、楕円形、多角形等であってもよい。

また、蓋部は、ベース部の底面と蓋部との間から落とし口へ流入する雨水の高さを規制するために設けられている。そして、蓋部は、例えば、円形、楕円形、多角形等の板状の部材を用いることができる。

これにより、ベース部の底面と底面から所定の隙間をあけて配置された蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水の流量を、排水管の内部において満流の状態になるようにコントロールして、サイフォン現象を効果的に誘発させることができる。

この結果、排水管内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することができる。

第２の発明に係る雨水排水装置は、第１の発明に係る雨水排水装置であって、ベース部の底面における外周側に配置されており、落とし口に流入する雨水の流れを整える複数の整流フィンを、さらに備えている。

ここでは、ベース部の底面における外周部分に沿って、落とし口に流入する雨水の流れを整える複数の整流フィンが設けられている。

これにより、ベース部の底面と蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水が渦状になって流入していく流れを、整流フィンによって妨げることができる。

この結果、サイフォン現象の阻害要因となる空気柱が発生することをより効果的に抑制することができる。

第３の発明に係る雨水排水装置は、第２の発明に係る雨水排水装置であって、複数の整流フィンは、それぞれ仮想円の径方向に沿って配置されている。

ここでは、ベース部の底面における外周部分に沿って設けられた複数の整流フィンが、それぞれ仮想円の径方向に沿って配置されている。

これにより、ベース部の底面と蓋部との間から落とし口の方へ流入していく雨水の仮想円の周方向における移動を、整流フィンによって抑制することができる。

この結果、ベース部の底面と蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水が渦状になってその中心に空気柱が発生することをさらに効果的に抑制することができる。

第４の発明に係る雨水排水装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る雨水排水装置であって、落とし口の内径ａとすると、以下の関係式（２）を満たす。

０．２２≦ｈ／ａ≦０．３７ ・・・・・（２）
ここでは、底面と蓋部との間の隙間の大きさ（高さ）ｈと、ベース部に設けられた落とし口の内径ａとの関係を規定している。

これにより、底面と蓋部との間の隙間の大きさ（高さ）ｈに対する落とし口の内径ａの比率が、上記範囲になるように設定されることで、ベース部の底面と底面から所定の隙間をあけて配置された蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水の流量を、排水管の内部において満流の状態になるようにコントロールすることができる。

この結果、サイフォン現象を効果的に誘発させて、効率よく雨水を排水することができる。

第５の発明に係る雨水排水装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る雨水排水装置であって、隙間の大きさｈは、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。

ここでは、ベース部の底面と蓋部との間の隙間の大きさ（高さ）ｈについて、適切な範囲を規定している。

これにより、蓋部によって、落とし口へ流入していく雨水の高さを制限することができる。

この結果、ベース部の底面と蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水の流入量をコントロールすることで、より効果的にサイフォン現象の発生を誘発させることができる。

第６の発明に係る雨水排水装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る雨水排水装置であって、仮想円の直径ｂは、１３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。

ここでは、落とし口に対向する蓋部の面に内接する仮想円の直径ｂについて、適切な範囲を規定している。

これにより、内接円が所定の範囲の大きさとなる蓋部によって、落とし口へ流入していく雨水の高さを制限することができる。

この結果、ベース部の底面と蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水の流入量をコントロールすることで、より効果的にサイフォン現象の発生を誘発させることができる。

第７の発明に係る雨水排水装置は、第１から第６の発明のいずれか１つに係る雨水排水装置であって、蓋部は、円形の板状の部材である。

ここでは、蓋部として、円形の板状部材を用いている。
これにより、蓋部の周囲から蓋部とベース部の底面との間に流入してくる雨水を、ほぼ均等に落とし口へと流入させることができる。

この結果、ベース部の底面と蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水の流入量をコントロールすることで、より効果的にサイフォン現象の発生を誘発させることができる。

本発明に係る雨水排水装置によれば、排水管内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することができる。

本発明の一実施形態に係る雨水排水装置を含む排水システムを示す図。 （ａ）は、図１の雨水排水装置の断面図。（ｂ）は、その平面図。 渦の発生とサイフォン現象の発生有無について、本発明の実施例１～７と比較例１～４とを比較した結果を示す図。 （ａ）は、本発明の他の実施形態に係る雨水排水装置の構成を示す側面図。（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る雨水排水装置の構成を示す平面図。 （ａ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る雨水排水装置の構成を示す側面図。（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る雨水排水装置の構成を示す側面図。

本発明の一実施形態に係る雨水排水装置１０について、図１～図２（ｂ）を用いて説明すれば以下の通りである。

雨水排水装置１０は、図１に示すように、建造物３０に設置された雨水排水システム５０の一部を構成する。

なお、図１に示す建造物３０は、３階建てのビルであって、１階と２階との間、２階と３階との間に、それぞれスラブ２０が設けられている。

（雨水排水システム５０）
雨水排水システム５０は、図１に示すように、雨水排水装置１０と、ルーフドレン２１（排水管の一部）と、集水管２２と、排水口２３とを備えている。

ルーフドレン２１は、ビル等の建造物３０の陸屋根上に降った雨水を集水管２２に排水するために設けられている。そして、ルーフドレン２１は、図１に示すように、建造物３０の屋根伝いに片側３箇所ずつ、計６箇所に設置されている。

なお、ルーフドレン２１は、例えば、外径が５０Ａであって断面が円形の配管を用いることができ、外径が６５Ａの配管を介して、集水管２２に接続されていてもよい。

集水管２２は、各ルーフドレン２１から排水された雨水を集水して、排水口２３へ導くために設けられている。そして、集水管２２は、図１に示すように、建造物３０の陸屋根の側方において、排水管１４との接続側に向かって下方傾斜するように配置されている。さらに、集水管２２は、雨水の移動方向における下流側の端部において排水管１４と接続されている。

なお、集水管２２は、例えば、断面形状が、円形、あるいは楕円形の部材を用いることができる。

排水口２３は、図１に示すように、排水管１４の最下流側と接続されており、ルーフドレン２１を介して集められた雨水を、地面近くにおいて排水する。

なお、排水口２３は、例えば、外径が１００Ａ～１５０Ａであって断面が円形の配管を用いることができる。そして、排水管１４との接続部分に配置されており外径が１００Ａの配管と、排水側の端部に配置されており外径が１５０Ａの配管とを組み合わせて用いてもよい。

（雨水排水装置１０）
雨水排水装置１０は、図１に示すように、各ルーフドレン２１の直上に配置されている。

なお、雨水排水装置１０の材質としては、排水管１４と同様に、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）やＰＰ（ポリプロピレン）などのオレフィン系樹脂、塩ビ樹脂、あるいは、アルミニウム、アルミ合金、ステンレス等の金属等を用いることができる。

樹脂やアルミニウム、アルミニウム合金を用いることにより、軽量かつ低コストで、所望の形状を備えた雨水排水装置１０を得ることができる。

ベース部１１は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、円環状の底面１１ａと、底面１１ａの略中心に雨水を落下させる落とし口１１ｂと、筒状部１１ｃとを有している。そして、落とし口１１ｂを形成する筒状部１１ｃがルーフドレン２１の上端部に接続される。

底面１１ａは、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、略中央部分に落とし口１１ｂが形成された円環状の部材である。そして、円環状の底面１１ａには、落とし口１１ｂを中心に、複数の整流フィン１３が等角度間隔で配置されている。

落とし口１１ｂは、図２（ａ）に示すように、ベース部１１の中心部に形成された貫通穴であって、筒状部１１ｃの内部に形成されている。そして、落とし口１１ｂは、ルーフドレン２１の上端部に連通しており、雨水排水装置１０に対して３６０度方向から流入してきた雨水を、ルーフドレン２１内へと落下させる。

筒状部１１ｃは、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、円筒状の部材であって、その上端部において底面１１ａと連結され、底面１１ａから下向きに突出するように形成されている。そして、筒状部１１ｃは、内部に落とし口１１ｂが形成される。

蓋部１２は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ベース部１１の上方に、ベース部１１の中心に形成された落とし口１１ｂと同心円状に配置された円形の板状部材であって、ベース部１１の底面１１ａ上に立設された複数の整流フィン１３によって支持されている。また、蓋部１２は、図２（ａ）に示すように、ベース部１１（落とし口１１ｂ）の上方に、底面１１ａから所定の隙間Ｇの大きさ（高さ）ｈをあけて配置されている。さらに、蓋部１２は、落とし口１１ｂに対向する円形の面が直径ｂ（蓋部１２の面に内接する仮想円の直径）になるように形成されている。

なお、本実施形態では、蓋部１２が円形の板状部材であるため、蓋部１２の内接円の直径ｂは、そのまま円形の蓋部１２の直径に対応するものとする。

複数の整流フィン１３は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、落とし口１１ｂに流入する雨水の流れを整えるために、ベース部１１の底面１１ａ上に設けられている。より具体的には、複数の整流フィン１３は、図２（ｂ）に示すように、略鉛直方向に沿って配置された板状の部材であって、底面１１ａ上に、落とし口１１ｂを中心とする円の円周上に、等角度間隔で８つ設けられている。

また、８つの整流フィン１３は、それぞれ円環状の底面１１ａにおいて、径方向に沿って配置されている。
これにより、図２（ｂ）に示すように、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間の隙間Ｇに流入してきた雨水が渦状に浸入してきた場合（図中一点鎖線参照）でも、整流フィン１３によって雨水を整流し、落とし口１１ｂの中心に向かって雨水を誘導することができる。

このため、ルーフドレン２１内に雨水が渦状に流入して、その中心部に空気柱が形成されることを防止することができる。

この結果、整流フィン１３によって、落とし口１１ｂへ流入していく雨水の中心に空気柱が形成されることを防止することで、ルーフドレン２１内において生じるサイフォン現象の発生の阻害要因を効果的に排除することができる。

＜ベース部１１と蓋部１２との関係＞
本実施形態の雨水排水装置１０では、上述した構成において、ベース部１１の落とし口１１ｂに対向する円形の蓋部１２の直径ｂ、所定の隙間Ｇの大きさ（高さ）ｈとすると、以下の関係式（１）を満たすように構成されている。

６≦ｂ／ｈ≦１１ ・・・・・（１）
このように、蓋部１２の直径ｂと、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間の隙間Ｇの大きさｈとの関係が関係式（１）を満たすように構成されていることで、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間から落とし口１１ｂを介してルーフドレン２１に落下していく雨水の流量を、ルーフドレン２１の内部において満流の状態になるようにコントロールすることができる。

この結果、ルーフドレン２１内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することができる。

さらに、ベース部１１の落とし口１１ｂの内径ａとすると、以下の関係式（２）を満たすように構成されている。

０．２≦ｈ／ａ≦０．５ ・・・・・（２）
このように、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間の隙間Ｇの大きさｈに対する落とし口１１ｂの内径ａの比率が、関係式（２）を満たすように構成されていることで、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間から落とし口１１ｂを介してルーフドレン２１に落下していく雨水の流量を安定化させて、ルーフドレン２１の内部において満流の状態になるようにコントロールすることができる。

この結果、ルーフドレン２１内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することができる。

ここで、上述したベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間に形成される所定の隙間Ｇの大きさ（高さ）ｈは、上記関係式（１）を満たした上で、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲内になるように設定されていることが好ましい。

これにより、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間から落とし口１１ｂを介してルーフドレン２１に落下していく雨水の流量を、高さ方向において制限することで、ルーフドレン２１の内部において満流の状態になるようにコントロールすることができる。

この結果、より効果的に、ルーフドレン２１に流入していく雨水の流量をコントロールして、ルーフドレン２１内におけるサイフォン現象の発生を誘発させることができる。

さらに、上述した円形の蓋部１２の直径ｂ（仮想円の直径）は、上記関係式（１）を満たした上で、１１０ｍｍ以上１５５ｍｍ以下の範囲内になるように設定されていることが好ましい。

これにより、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間から落とし口１１ｂを介してルーフドレン２１に落下していく雨水の流量を、蓋部１２の平面方向において制限することで、ルーフドレン２１の内部において満流の状態になるようにコントロールすることができる。

この結果、さらに効果的に、ルーフドレン２１に流入していく雨水の流量をコントロールして、ルーフドレン２１内におけるサイフォン現象の発生を誘発させることができる。

＜実施例１～７と比較例１～４との比較＞
図３は、本発明の実施例１～７と、比較例１～４とを、ルーフドレン２１に流入する際に雨水の渦の発生の有無、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生の有無という観点で比較した結果を示す。

実施例１では、雨水排水装置１０の落とし口１１ｂの内径ａ＝５３．５ｍｍ、蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝１５ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝１５０ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝１０．０、ｈ／ａ＝０．２８であって、ルーフドレン２１の口径５０Ａのときに、落とし口１１ｂからルーフドレン２１へ流入する雨水の渦の発生はなかった。そして、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生が確認された。

これにより、実施例１の雨水排水装置１０によれば、ルーフドレン２１に流入する雨水に渦が発生することなく、サイフォン現象の作用によって効率よく雨水を排水することができた。

実施例２では、雨水排水装置１０の落とし口１１ｂの内径ａ＝７１ｍｍ、蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝２０ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝１９０ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝９．５、ｈ／ａ＝０．２８であって、ルーフドレン２１の口径７５Ａのときに、落とし口１１ｂからルーフドレン２１へ流入する雨水の渦の発生はなかった。そして、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生が確認された。

これにより、実施例２の雨水排水装置１０によれば、ルーフドレン２１に流入する雨水に渦が発生することなく、サイフォン現象の作用によって効率よく雨水を排水することができた。

実施例３では、雨水排水装置１０の落とし口１１ｂの内径ａ＝１０９ｍｍ、蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝４０ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝３００ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝７．５、ｈ／ａ＝０．３７であって、ルーフドレン２１の口径１００Ａのときに、落とし口１１ｂからルーフドレン２１へ流入する雨水の渦の発生はなかった。そして、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生が確認された。

これにより、実施例３の雨水排水装置１０によれば、ルーフドレン２１に流入する雨水に渦が発生することなく、サイフォン現象の作用によって効率よく雨水を排水することができた。

実施例４では、雨水排水装置１０の落とし口１１ｂの内径ａ＝５３．５ｍｍ、蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝１９ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝１５０ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝７．９、ｈ／ａ＝０．３６であって、ルーフドレン２１の口径５０Ａのときに、落とし口１１ｂからルーフドレン２１へ流入する雨水の渦の発生はなかった。そして、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生が確認された。

これにより、実施例４の雨水排水装置１０によれば、ルーフドレン２１に流入する雨水に渦が発生することなく、サイフォン現象の作用によって効率よく雨水を排水することができた。

実施例５では、雨水排水装置１０の落とし口１１ｂの内径ａ＝６８ｍｍ、蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝１５ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝１３０ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝８．７、ｈ／ａ＝０．２２であって、ルーフドレン２１の口径６５Ａのときに、落とし口１１ｂからルーフドレン２１へ流入する雨水の渦の発生はなかった。そして、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生が確認された。

これにより、実施例５の雨水排水装置１０によれば、ルーフドレン２１に流入する雨水に渦が発生することなく、サイフォン現象の作用によって効率よく雨水を排水することができた。

実施例６では、雨水排水装置１０の落とし口１１ｂの内径ａ＝７１ｍｍ、蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝２５ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝２２０ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝８．８、ｈ／ａ＝０．３５であって、ルーフドレン２１の口径７５Ａのときに、落とし口１１ｂからルーフドレン２１へ流入する雨水の渦の発生はなかった。そして、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生が確認された。

これにより、実施例６の雨水排水装置１０によれば、ルーフドレン２１に流入する雨水に渦が発生することなく、サイフォン現象の作用によって効率よく雨水を排水することができた。

実施例７では、雨水排水装置１０の落とし口１１ｂの内径ａ＝１０９ｍｍ、蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝３０ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝２５０ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝８．３、ｈ／ａ＝０．２８であって、ルーフドレン２１の口径５０Ａのときに、落とし口１１ｂからルーフドレン２１へ流入する雨水の渦の発生はなかった。そして、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生が確認された。

これにより、実施例７の雨水排水装置１０によれば、ルーフドレン２１に流入する雨水に渦が発生することなく、サイフォン現象の作用によって効率よく雨水を排水することができた。

（実施例１～７のまとめ）
以上のように、実施例１～７の構成によれば、いずれの場合も、ルーフドレン２１に流入する雨水に渦が発生することなく、サイフォン現象の作用によって効率よく雨水を排水することができた。

比較例１

一方、比較例１では、雨水排水装置の落とし口１１ｂの内径ａ＝５３．５ｍｍ、蓋部の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝１５ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝６０ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝４．０、ｈ／ａ＝０．２８であって、ルーフドレンの口径５０Ａのときに、落とし口からルーフドレンへ流入する雨水の渦の発生が見られた。そして、排水管におけるサイフォン現象の発生はなかった。

つまり、比較例１では、各パラメータのうち、ｂ／ｈおよびｈが、上記実施形態において規定した範囲外となっている。

これにより、比較例１の雨水排水装置によれば、ルーフドレンに流入する雨水に渦が発生して、サイフォン現象を発生させることができないために、効率よく雨水を排水することができなかった。

ここで、比較例１と、この構成に近似した実施例１とを比較すると、蓋部の直径ｂが異なっていることが分かる。

よって、ｂ／ｈに関しては、実施例１の１０．０では好ましい結果が得られたものの、上記関係式（１）を満たさない比較例１の４．０では好ましい結果は得られなかった。

また、蓋部の直径ｂは、実施例１の１５０ｍｍでは好ましい結果が得られたものの、比較例１の６０ｍｍでは、蓋部が小さすぎて雨水の流入量を安定化させることができず、好ましい結果は得られなかった。

比較例２

比較例２では、雨水排水装置の落とし口の内径ａ＝５３．５ｍｍ、蓋部の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝５０ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝２５０ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝５．０、ｈ／ａ＝０．９３であって、ルーフドレンの口径５０Ａのときに、落とし口からルーフドレンへ流入する雨水の渦の発生が見られた。そして、ルーフドレンにおけるサイフォン現象の発生はなかった。

つまり、比較例２では、各パラメータのうち、ｂ／ｈ、ｈ／ａ、ｈおよびｂが全て、上記実施形態において規定した範囲外となっている。

これにより、比較例２の雨水排水装置によれば、ルーフドレンに流入する雨水に渦が発生して、サイフォン現象を発生させることができないために、効率よく雨水を排水することができなかった。

比較例３

比較例３では、雨水排水装置の落とし口の内径ａ＝５３．５ｍｍ、蓋部の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝１５ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝１９０ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝１２．７、ｈ／ａ＝０．２８であって、ルーフドレンの口径５０Ａのときに、落とし口からルーフドレンへ流入する雨水の渦の発生は見られなかったものの、ルーフドレンにおけるサイフォン現象の発生はなかった。

つまり、比較例３では、各パラメータのうち、ｂ／ｈおよびｂが、上記実施形態において規定した範囲外となっている。

これにより、比較例３の雨水排水装置によれば、ルーフドレンに流入する雨水に渦は発生しないものの、サイフォン現象を発生させることができないために、効率よく雨水を排水することができなかった。

比較例４

比較例４では、雨水排水装置の落とし口の内径ａ＝７１ｍｍ、蓋部の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝４５ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝１９０ｍｍとした実験結果を示している。

この場合には、ｂ／ｈ＝４．２、ｈ／ａ＝０．６３であって、ルーフドレンの口径７５Ａのときに、落とし口からルーフドレンへ流入する雨水の渦の発生が見られた。そして、ルーフドレンにおけるサイフォン現象の発生はなかった。

つまり、比較例４では、各パラメータのうち、ｂ／ｈ、ｈ／ａ、ｈおよびｂが全て、上記実施形態において規定した範囲外となっている。

これにより、比較例４の雨水排水装置によれば、ルーフドレンに流入する雨水に渦が発生してしまい、かつサイフォン現象を発生させることができないために、効率よく雨水を排水することができなかった。

ここで、比較例４と、この構成に近似した実施例２とを比較すると、ｈが異なっていることが分かる。

よって、ｂ／ｈに関しては、実施例２の９．５では好ましい結果が得られたものの、比較例４の４．２では蓋部の位置が高すぎて雨水の流入量を安定化させることができず、好ましい結果は得られなかった。

また、ｈ／ａに関しても、実施例２の０．２８では好ましい結果が得られたものの、比較例４の０．６３では好ましい結果は得られなかった。

さらに、隙間Ｇの大きさｈは、実施例２の２０ｍｍであれば好ましい結果が得られたものの、比較例４の４５ｍｍでは好ましい結果は得られなかった。

（まとめ）
（ｂ／ｈについて）
以上の実施例１～７の結果、蓋部１２の直径ｂと蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）との比率ｂ／ｈは、７．５以上１０．０以下であれば、ルーフドレン２１内において渦が発生することなく、サイフォン現象を発生させることができた。

一方、以上の比較例１～４の結果、ｂ／ｈは、５．０以下、１２．７以上になると、ルーフドレン２１内において渦が発生したり、サイフォン現象を発生させることができなかったりして、効率よく雨水を排水することができないことが分かった。

よって、上記実施形態において説明したように、ｂ／ｈについては、以下の関係式（１）を満たすように設定されていることが好ましい。

７．５≦ｂ／ｈ≦１０．０ ・・・・・（１）
（ｈ／ａについて）
次に、以上の実施例１～７の結果、落とし口１１ｂの内径ａと蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）との比率ｈ／ａは、０．２２以上０．３７以下であれば、排水管１４内において渦が発生することなく、サイフォン現象を発生させることができた。

一方、以上の比較例１～４の結果、ｈ／ａは、０．２８以下、０．６３以上になると、排水管１４内において渦が発生したり、サイフォン現象を発生させることができなかったりして、効率よく雨水を排水することができないことが分かった。

よって、上記実施形態において説明したように、ｈ／ａについては、以下の関係式（２）を満たすように設定されていることが好ましい。

０．２２≦ｈ／ａ≦０．３７ ・・・・・（２）
（隙間Ｇの大きさｈについて）
次に、以上の実施例１～７の結果、隙間Ｇの大きさｈについては、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であれば、ルーフドレン２１内において渦が発生することなく、サイフォン現象を発生させることができた。

一方、以上の比較例１～４の結果、隙間Ｇの大きさｈについては、１５ｍｍ以下、４５ｍｍ以上になると、ルーフドレン２１内において渦が発生したり、サイフォン現象を発生させることができなかったりして、効率よく雨水を排水することができないことが分かった。

よって、上記実施形態において説明したように、隙間Ｇの大きさｈについては、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲に設定されていることが好ましい。

（直径ｂについて）
さらに、以上の実施例１～７の結果、蓋部１２の直径ｂについては、１３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であれば、排水管１４内において渦が発生することなく、サイフォン現象を発生させることができた。

一方、以上の比較例１～４の結果、蓋部１２の直径ｂについては、６０ｍｍ以下、１９０ｍｍ以上になると、排水管１４内において渦が発生したり、サイフォン現象を発生させることができなかったりして、効率よく雨水を排水することができないことが分かった。

よって、上記実施形態において説明したように、蓋部１２の直径ｂについては、１３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲に設定されていることが好ましい。

［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、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態では、雨水排水装置１０のベース部１１の底面１１ａの外周部分に沿って、複数の整流フィン１３を放射状に設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図４（ａ）に示すように、ベース部１１の底面１１ａ上に整流フィンが設けられていない雨水排水装置１１０であってもよい。

この場合でも、ルーフドレン内へ流入する雨水の量を安定化させることで、ルーフドレンの内部において効果的にサイフォン現象を発生させることができるため、上記と同様の効果を得ることができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、雨水排水装置１０のベース部１１の底面１１ａの外周部分に沿って、８枚の整流フィン１３を放射状に設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図４（ｂ）に示すように、整流フィン１３の数を半分の４枚にした雨水排水装置２１０であってもよい。

すなわち、整流フィンの数は特に限定されるものではなく、何枚であってもよい。
さらに、整流フィンは、ベース部１１の落とし口１１ｂを中心とする円の径方向に沿って放射状に配置されている構成に限定されるものではなく、径方向に対して斜めに配置されていてもよい。

（Ｃ）
上記実施形態では、蓋部１２として、平滑な板状の部材を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図５（ａ）に示すように、落とし口１１ｂと対向する面が凹状に形成された蓋部３１２を含む雨水排水装置３１０であってもよい。

あるいは、図５（ｂ）に示すように、落とし口１１ｂと対向する面とは反対側の面が凹状に形成された蓋部４１２を含む雨水排水装置４１０であってもよい。

なお、これらの雨水排水装置３１０，４１０の構成では、上記関係式に用いられる隙間Ｇの大きさ（高さ）ｈは、落とし口１１ｂに対向する面と底面１１ａとの間の最小隙間となる高さを用いて設定されていればよい。

（Ｄ）
上記実施形態では、円形の板状部材によって構成される蓋部１２を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、蓋部の形状は円形に限らず、楕円形、多角形等、他の形状であってもよい。
なお、蓋部が円形以外の形状である場合には、落とし口に対向する蓋部の面に内接する円の直径をｂとして、上記関係式を満たすように構成されていればよい。

ただし、落とし口へ流入する雨水を３６０度全周において均等に流入させる点では、上記実施形態のように、円形の蓋部を用いることが好ましい。

（Ｅ）
上記実施形態では、雨水排水装置１０を、屋根Ｒの下端部の近傍に略水平方向に沿って配置された集水管２２の内部に設置した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、本発明の雨水排水装置を、屋上や陸屋根の端部に設置してもよい。

本発明の雨水排水装置は、排水管内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することができるという効果を奏することから、サイフォン現象を利用する各種排水システムに対して広く適用可能である。

１０ 雨水排水装置
１１ ベース部
１１ａ 底面
１１ｂ 落とし口
１１ｃ 筒状部
１２ 蓋部
１３ 整流フィン
１４ 排水管
２０ スラブ
２１ ルーフドレン
２２ 集水管
２３ 排水口
３０ 建造物
５０ 雨水排水システム
１１０ 雨水排水装置
２１０ 雨水排水装置
３１０ 雨水排水装置
３１２ 蓋部
４１０ 雨水排水装置
４１２ 蓋部
ａ 内径
ｂ 直径
ｈ 隙間の大きさ
Ｇ 隙間
Ｒ 屋根

Claims (6)

1. 雨水を集めて排水管から排水させる雨水排水装置であって、
   底面と、前記底面の略中心部分に雨水を落下させる落とし口とを有し、前記落とし口が前記排水管に接続されるベース部と、
   前記ベース部の前記落とし口の上方に、前記底面から所定の隙間をあけて配置された蓋部と、
   前記ベース部の底面における外周側に配置されており、前記落とし口に流入する雨水の流れを整える複数の整流フィンと、
   を備え、
   複数の前記整流フィンは、前記落とし口に対向する前記蓋部の面に内接する仮想円の径方向に沿って配置され、その外周端部が前記蓋部の外縁から突出しており、
   前記仮想円の直径ｂ、前記所定の隙間の大きさｈとすると、以下の関係式（１）を満たす、
   雨水排水装置。
   ７．５≦ｂ／ｈ≦１０．０ ・・・・・（１）
2. 前記落とし口の内径ａとすると、以下の関係式（２）を満たす、
   請求項１に記載の雨水排水装置。
   ０．２２≦ｈ／ａ≦０．３７ ・・・・・（２）
3. 前記隙間の大きさｈは、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である、
   請求項１または２に記載の雨水排水装置。
4. 前記仮想円の直径ｂは、１３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の雨水排水装置。
5. 前記蓋部は、円形の板状の部材である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の雨水排水装置。
6. 前記蓋部は、前記落とし口と対向する面が凹状に形成されている、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の雨水排水装置。

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