JPH07117188B2

JPH07117188B2 - 排水集合管

Info

Publication number: JPH07117188B2
Application number: JP2231256A
Authority: JP
Inventors: 宏志佐藤; 正雄仲石; 敬之外山; 岩治名子平; 弘喜滝下
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPH04113096A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、中、高層住宅等において配設される排水配
管、特に固形汚物を含む排水、雑排水等を排水管に流す
一管式排水配管における排水立管中に介装される排水集
合管に関するものである。

（従来の技術）一般に、この種一管式排水配管における排水管構成は、
上層階から下層階に向って多数の非水立管を一本の排水
管状に連結貫通させ、各階における居住区内の汚水や雑
排水を横枝管を介して前記立管内に流入させるようにな
っており、前記立管と横枝管の接続は、立管内径よりも
大径の径大部を有する排水集合管により行なわれてい
る。

該一管式配管にあっては、排水が排水立管を流下すると
き、気液混合状で上層階から下層階に降下するに従い、
管内空気圧の変動が大きく、また、排水騒音が発生する
という問題がある。

そこで、かかる問題点を解消する一策として、前記排水
集合管の内周面に、管軸に対して傾斜した羽根を設け、
該羽根によって排水に旋回流を起させ、排水を管内周壁
面に沿わせて旋回させ乍ら静かに排水させるようにした
ものがある（例えば、特公昭62−50717号公報参照）。
該羽根付集合管では、排水が旋回するので、立管内にお
いても排水が管内壁に沿って旋回し、立管中央に空気性
が形成され、許容排水能力の向上を図ることができる。

しかし、このように空気柱が形成されるように排水を旋
回させても、その流速が速くなるとベルヌイの原理によ
って管内が負圧に転じる。

そこで、従来では、排水配管における許容排水能力は、
横枝管と排水器具例えば水洗便器、流し台等との間に形
成されたＵ字状の封水部（封水深約50mm、水頭差−50mm
Aq）を破封しない能力で、管内圧（負圧）が−25mmAqに
なる時を許容値（即ち許容管内圧力）としており、排水
流量の増加と共に管内圧力が下降する。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のように管路内で空気柱が形成されるよ
うに羽根で排水を旋回させることによって排水能力を向
上させるようにした場合、排水の羽根への当たり（流動
抵抗）が強いほうが排水をより旋回させやすいと考えら
れるので、当該羽根の存在自体が管路の排水能力を根本
的に阻害する要因にならない程度に、当該羽根をできる
だけ管路の内空側に出っ張らせたり、羽根の管軸に対す
る傾斜角（水切角）を大きくすることが好ましい。

しかし、家庭から排出される排水には、例えば洗濯排水
のように洗剤を多く含んだ泡立ちやすい排水（以下、こ
れを「泡排水」という。）があり、かかる泡排水を管路
内で過度に旋回させると管路内でも泡が発生する場合が
ある。このように管路内の泡が多くなるとこの泡によっ
て管内が詰まって管内圧が異常に高くなり、これによっ
て封水部が破封する恐れがある。

従って、管路の排水能力を上げるために、むやみに羽根
を出っ張らせて排水の流動抵抗を上げると、洗剤を多く
含んだ泡排水を激しく泡立たせることになり、このた
め、管内圧が必要以上に高まって却って破封現象を助長
する結果になり兼ねない。

他方、上記のような泡排水により管内圧の異常な上昇を
防止するために、羽根の出っ張りや水切角を小さく設定
し過ぎると、今度は洗剤を含まない一般排水の許容排水
能力が低下し、集合管内に当該羽根を設けた意義がなく
なってしまう。

本発明は、このような実情に鑑み、排水集合管の羽根に
よる流動抵抗が洗剤を含まない一般排水の許容排水能力
と泡排水の場合に生じる管内圧に及ぼす影響を明らかに
して、家庭から種々の排水が流される集合住宅の縦管路
に用いる排水集合管において、一般排水の許容排水能力
を必要以上に低下させることなく泡排水による破封現象
を防止することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明では、上記目的を達成するために、次の技術的手
段を講じた。

すなわち、本発明は、管軸Ｃ方向両端に排水立管接合部
2,3が設けられ、管軸Ｃと直交方向に枝管接合部８が設
けられた排水立管４よりも大径の径大部５を備え、該径
大部５と下側の排水立管接合部３との間がテーパー管部
６とされると共に、枝管接合部８下端よりも下方に位置
して、管軸Ｃに対して傾斜した羽根11が突設されている
排水集合管１において、前記排水立管４の内径断面積ａ
と、羽根11の立管４内径断面に対する投影面積a₁との割
合a₁/a×100を羽根11の面積率Ａとするとき、該面積率
Ａが10〜30％とされ、羽根11の管軸Ｃに対して傾斜する
水切角θが10〜40度とされていることを特徴としてい
る。

（作用）本発明では、羽根11による排水の流動抵抗を左右するパ
ラメータとして上記面積率Ａと水切角θとの二つを考慮
し、その各パラメータが洗剤を含まない一般排水の許容
排水能力と泡排水の場合に生じる管内圧（泡排水圧力）
にどのように影響するかを、第７図の排水実験設備につ
いて行った後述の排水実験によって明らかにした。

その結果が第５図及び第６図であり、これらの図から判
るように、面積率Ａを10〜30％としかつ水切角θを10〜
40度に設定しておけば、洗剤を含む泡排水による管内圧
が吹出し限界（90mmAq）以下にできるとともに、洗剤を
含まない一般排水の許容排水能力も上昇過程の範囲内に
あるので、泡排水によって破封現象が生じるのを有効に
防止しつつ、一般排水の許容排水能力についてはこれを
可及的に向上することができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

図面において、１は排水集合管で、管軸方向両端に排水
立管接合部2,3が設けられ、上部に排水立管４よりも大
径の径大部５が設けられると共に、該径大部５と下側の
排水立管接合部３の間にテーパー管部６が形成されてい
る。

そして、上側の前記立管接合部２と径大部５の境界部分
内面に、縮径された内向鍔７が設けられ、該内向鍔７の
下方径大部５に管軸Ｃと直交方向に、枝管接合部８が互
に直交状に突設されている。なお、前記内向鍔７の下部
周端縁7aは、シャープエッジとし、水切りが良好に行な
われるようにしてある。

また、前記枝管接合部８と径大部５の接続部分は、下部
を除き少なくとも上半分に内向鍔９が突設され、該内向
鍔９の内周端縁9aはシャープエッジとされ、横枝管10か
らの排水流を斜め下方に偏流させて、径大部５内面との
衝突を緩和させると共に水切りが良好になるようにされ
ている。

前記枝管接合部８の下端よりも下方でしかも対向側に位
置して、径大部５内面からテーパー管部６にかけて、管
軸Ｃに対して傾斜した所定の水切角θをもつ羽根11が突
設されており、該羽根11の端縁11aとその対向する管内
壁面6aとの間隔は、排水立管４内を通過するに十分な球
体12を、円滑に通過させうるに十分なもの（通過球径
ｄ）とされている。なお、前記通過球径ｄは、排水立管
４の内径Ｄの88％とするのが好ましい。

上記構成に係る排水集合管１において、その内部の羽根
11による流動抵抗が許容排水能力と泡排水の場合に生じ
る管内圧に及ぼす影響を明らかにすべく、第７図に示す
ような10階建ての排水実験設備を構築し、この設備に実
際に洗剤を含まない一般排水と、これを含む泡排水とを
流して排水実験を行った。

ここで、本発明では、羽根11による排水の流動抵抗を左
右するパラメータとして、羽根11の管内への出っ張り具
合を表す羽根11の面積率Ａと、羽根11の管軸に対する傾
斜角（水切角）θとの二つを考慮し、その各パラメータ
の変化が洗剤を含まない一般排水の許容排水能力と泡排
水の場合に生じる管内圧（以下、「泡排水圧力」とい
う。）にどのように影響するかを調べることにした。

なお、面積率Ａとは、第４図に示すように、排水立管４
の管軸Ｃと直角な内径断面積ａに対する羽根11の立管４
内壁面に対して突出している管軸Ｃと直交する面への投
影面積a₁の割合、すなわち、a₁/a×100（％）のことを
意味する。

そして、許容排水能力の測定は、洗剤を含まない一定量
の一般排水を10階、８階、６階の各階から定常時に連続
排水し、このさい１階〜10階の枝管内に生じる空気圧変
動を圧力センサで計測することによって行った。

この場合、全排水量を1.0（L/s）から0.5（L/s）毎に順
次増やして行き、１階〜10階のいずれかの圧力センサが
−25mmAq又は＋40mmAqを検出したときの排水量を洗剤を
含まない一般排水における許容排水能力とした。なお、
10階、８階、６階の各階からの排水量はぞれぞれ全排水
量の３分の１とした。従って、全排水量が3.0（L/s）の
時は10階、８階、６階の各階からの排水量はぞれぞれ1.
0（L/s）ずつになる。

一方、羽根11による排水の流動抵抗が泡排水圧力に及ぼ
す影響は、10階に設けた洗濯排水槽から洗剤を含む泡排
水を定常時に連続排水し、このさい１階〜10階の枝管内
に生じる空気圧変動を前記した圧力センサで計測するこ
とによって行った。従って、泡排水は10階のみから排水
することにしている。また、この場合の泡排水は、清水
30（Ｌ）に液体ニュービーズ（花王社製）を約24（cc）
添加してこれを攪拌したものとし、泡排水の排水量は一
律に1.5（L/s）とした。

そして、羽根11による流動抵抗を表すパラメータのう
ち、羽根11の水切角θを一定（25度）として、面積率Ａ
が５％〜35％までの範囲で５％ずつ変化させた排水集合
管１を各階にそれぞれ装着し、その各面積率Ａについて
それぞれ許容排水能力と泡排水圧力を測定した。

第５図は、この場合の測定結果、すなわち、面積率Ａの
変化によって許容排水能力と泡排水圧力がどのように変
化するかを表したグラフであり、○が許容排水能力、△
が泡排水圧力をプロットしたものである。

この図から判るように、まず、面積率Ａが10％未満のと
きは、許容排水能力が羽根11の無い場合の排水能力であ
る2.5（L/s）とさほど変わらず、この場合、羽根11によ
る排水の旋回が乏しすぎて排水能力が殆ど向上されてい
ない。このため、面積率Ａは少なくとも10％以上必要で
ある。

そして、面積率Ａが10％を超えたころから、許容排水能
力は面接率Ａの増加とともに大幅に向上するが、同時
に、泡排水圧力も面積率Ａの増加とともに増大してお
り、面積率Ａが30％になると泡排水圧力が封水部が破封
する限界の圧力（以下、「吹き出し限界」という。）と
される90mmAqに到達している。従って、この場合、面積
率Ａを30％以下にしておけば、泡排水によって管内圧が
上昇して破封現象が生じるのを有効に防止できる。

また、面積率Ａが30％を超えると、逆に、許容排水能力
は減少していることが判る。これは、面積率Ａが30％を
超えると、管内での羽根11の出っ張り具合が大きくなり
過ぎて、当該羽根11が却って管内の圧力変動を引き起こ
す原因になっているからであると解される。

以上から、泡排水による破封現象を防止しつつ、羽根11
による許容排水能力の向上を図れるようにするには、面
積率Ａを10〜30％に設定しておけばよいことになる。

また、本実施例では、羽根11による流動抵抗を表すパラ
メータのうち、面積率Ａを一定（15％）として、羽根11
の水切角θを５度から50度まで５度ずつ変化する排水集
合管１を各階にそれぞれ装着し、その各水切角θについ
てそれぞれ許容排水能力と泡排水圧力を設定した。

第６図は、この場合の測定結果、すなわち、水切角θの
変化によって許容排水能力と泡排水圧力がどのように変
化するかを表したグラフであり、第５図の場合と同じ
く、○が許容排水能力、△が泡排水圧力をプロットした
ものである。

この図から判るように、まず、水切角θが10未満のとき
は、許容排水能力が羽根11の無い場合の排水能力である
2.5（L/s）とさほど変わらず、この場合、羽根11による
排水の旋回が乏しすぎて排水能力が殆ど向上されていな
い。このため、水切角θは少なくとも10度以上必要であ
る。

そして、水切角θが10度を超えたころから、許容排水能
力は水切角θの増加とともに大幅に向上するが、同時
に、泡排水圧力も水切角θの増加とともに増大してお
り、水切角θが40度になると泡排水圧力が前記吹き出し
限界（90mmAq）に到達している。従って、この場合、水
切角θを40度以下にしておけば、泡排水によって管内圧
が上昇して破封現象が生じるのを防止できる。

また、水切角θが40度を超えると、逆に、許容排水能力
は減少することが判る。これは、水切角θが40度を超え
ると、排水が羽根11に対する衝突が激しくなり過ぎて、
当該羽根11が却って管内の圧力変動を引き起こす原因に
なるからであると解される。

以上から、泡排水による破封現象を防止しつつ、羽根11
による許容排水能力の向上を図れるようにするには、水
切角θを10〜40度に設定しておけばよいことになる。

なお、第５図及び第６図に示す実験では、前記通過球径
ｄは、立管４の内径Ｄの88％としている。

本発明の実施例において、上層階の排水立管４から固形
汚物を含む排水、雑排水等が流下してくる排水流は、排
水集合管１内の内向鍔７周縁のシャープエッジ7aから急
拡大された径大部５に至り、良好な水切りによって層流
状態で流水束が順次拡大し、流水束が層流域から乱流域
に変る境界域で羽根11にその一部が衝突して偏流減速さ
れる。そして、この羽根11で減速された排水は、その流
れが旋回流となって排水集合管１の下部内壁面に沿って
降下し、他方羽根11に衝突しない排水は、その外周部分
がテーパー管部６に衝突して減速されると共に中心方向
に偏流され、排水流が相互に衝突してその流下エネルギ
ーが消費されて減速され、排水立管４内を静かに流下す
る。したがって、排水立管４内における圧力下降は緩慢
となり、排水流量が多くなっても、許容管内圧力が基準
値（−25mmAq）以下である。また「泡排水による管内
圧」も吹出し限界（90mmAq）以下に維持され、横枝管10
側への逆流が生起せず、排水器具下方の封水部が破壊さ
れて排水器具から吹出すこともない。

また横枝管10からの排水は、羽根11及び排水集合管１の
内壁面に衝突して減速されると共に旋回流となって排水
立管４内壁面に沿って円滑に流下し、下層階の排水集合
管１内では、前述と同様に偏向・旋回され、許容管内圧
力は基準値以下に、また泡排水による管内圧は吹出し限
界以下に維持される。

上記実施例では、枝管接合部８を１個所に設けている
が、複数個所に設けることができる。

（発明の効果）本発明によれば、洗剤を含む泡排水によって管内圧が上
昇して破封現象が生じるのを有効に防止しつつ、洗剤を
含まない一般排水の許容排水能力についてはこれを可及
的に向上できるので、家庭から種々の排水が流される集
合住宅の縦管路において、一般排水の許容排水能力を必
要以上に低下させずに泡排水による破封現象を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は中央縦断
正面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第
１図のＢ−Ｂ線断面図、第４図は面積率の説明図、第５
図は面積率と一般排水の許容排水能力及び泡排水圧力と
の関係を示すグラフ、第６図は水切角と一般排水の許容
排水能力及び泡排水圧力との関係を示すグラフ、第７図
は排水実験設備の概略図である。１……排水集合管、2,3……排水立管接合部、４……排
水立管、５……径大部、６……テーパー管部、８……枝
管接合部、11……羽根、Ａ……面積率、Ｃ……管軸、θ
……水切角。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者名子平岩治大阪府大阪市大正区南恩加島７丁目１番22 号株式会社クボタ恩加島工場内 (72)発明者滝下弘喜大阪府大阪市大正区南恩加島７丁目１番22 号株式会社クボタ恩加島工場内 (56)参考文献特開平２−217688（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管軸（Ｃ）方向両端に排水立管接合部
（２）（３）が設けられ、管軸（Ｃ）と直交方向に枝管
接合部（８）が設けられた排水立管（４）よりも大径の
径大部（５）を備え、該径大部（５）と下側の排水立管
接合部（３）との間がテーパー管部（６）とされると共
に、枝管接合部（８）下端よりも下方に位置して、管軸
（Ｃ）に対して傾斜した羽根（11）が突設されている排
水集合管（１）において、前記排水立管（４）の内径断面積（ａ）と、羽根（11）
の立管（４）内径断面に対する投影面積（a₁）との割合
a₁/a×100を羽根（11）の面積率（Ａ）とするとき、該
面積率（Ａ）が10〜30％とされ、羽根（11）の管軸
（Ｃ）に対して傾斜する水切角（θ）が10〜40度とされ
ていることを特徴とする排水集合管。