(57)【要約】【課題】排水性能を維持しながら旋回羽根から発生する音を抑えた集合継手システムを提供する。【解決手段】集合継手システムは、管状に形成されて軸線Ｏが上下方向に沿うように配置される継手本体１６と、継手本体の内周面に設けられた旋回羽根３４と、を有する集合継手１１と、継手本体の端部に接続された縦管と、を備え、旋回羽根は、上方から下方に向かうに従い漸次、周方向Ｘの第１側Ｘ１に向けて延び、上下方向に沿って旋回羽根を見たときに、旋回羽根は、縦管の内周面から径方向に１０ｍｍ内側を通る基準円Ｃ上に、周方向に沿って中心角θ２で５０°以上１１０°以下の範囲にわたって配置されている。【選択図】図３
2020076294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状に形成されて軸線が上下方向に沿うように配置される継手本体と、前記継手本体の内周面に設けられた旋回羽根と、を有する集合継手と、
前記継手本体の端部に接続された縦管と、
を備え、
前記旋回羽根は、上方から下方に向かうに従い漸次、周方向の第１側に向けて延び、
上下方向に沿って前記旋回羽根を見たときに、前記旋回羽根は、前記縦管の内周面から径方向に１０ｍｍ内側を通る基準円上に、周方向に沿って中心角で５０°以上１１０°以下の範囲にわたって配置されている集合継手システム。
【請求項２】
前記継手本体の内周面を、前記内周面における前記旋回羽根の上端部との接続部分が正面に位置するように径方向の内側から見たときに、前記旋回羽根が上下方向に対してなす角度が１０°以上３０°以下である請求項１に記載の集合継手システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集合継手システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集合住宅やオフィスビルディング等の建築物は、排水路等の集合継手システムを備えている（例えば、特許文献１参照）。例えば、集合継手システムは、建築物の各階で排水を集める横管と、各横管で集めた排水を下方に向かって流す縦管と、横管と縦管とを接続する集合継手と、を備えている。
【０００３】
集合継手は、管状に形成された継手本体と、継手本体の外周面に設けられた横管接続部と、継手本体の内周面に設けられた旋回羽根と、を備えている。
継手本体は、軸線が上下方向に沿うように配置されている。継手本体の上端部及び下端部には、縦管がそれぞれ接続されている。横管接続部には、横管が接続されている。旋回羽根は、継手本体における横管接続部よりも下方の部分に、上方から下方に向かうに従い漸次、周方向に沿って延びる螺旋状に配置されている。
【０００４】
継手本体の上端部に接続された縦管、及び横管から継手本体内に流れ込んだ排水は、旋回羽根の上面に当たり、旋回羽根の上面に沿って螺旋状に流れる。集合継手の継手本体内を排水が螺旋状に流れ落ちる一方で、排水が流れない空間を継手本体内の空気が流れる。
こうして、集合継手システムでは、内部に生じる圧力差を抑えた状態での内部を流れる排水の流量である排水性能を、増加させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０３７３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、旋回羽根の上下方向の投影面積を大きくすると、旋回羽根の上面に排水が当たったときに発生する音が大きくなる。一方で、この投影面積を小さくすると、排水が螺旋状に流れにくくなり、集合継手システムの排水性能が低下する虞がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、排水性能を維持しながら旋回羽根から発生する音を抑えた集合継手システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の集合継手システムは、管状に形成されて軸線が上下方向に沿うように配置される継手本体と、前記継手本体の内周面に設けられた旋回羽根と、を有する集合継手と、前記継手本体の端部に接続された縦管と、を備え、前記旋回羽根は、上方から下方に向かうに従い漸次、周方向の第１側に向けて延び、上下方向に沿って前記旋回羽根を見たときに、前記旋回羽根は、前記縦管の内周面から径方向に１０ｍｍ内側を通る基準円上に、周方向に沿って中心角で５０°以上１１０°以下の範囲にわたって配置されていることを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、発明者らは、排水が、継手本体と同軸の円筒状になって（以下、円筒状の排水の流れを円筒状流と言う）、この円筒状流の水膜の厚さが約１０ｍｍの状態で集合継手内を流れることを見出した。水膜の密度が高い円筒状流に当たる位置に旋回羽根を配置することにより、旋回羽根を効率的に用いることができる。
【００１０】
基準円上に配置された旋回羽根の中心角が５０°未満だと、旋回羽根の周方向の第１側を向く面に排水が当たっても排水が螺旋状に流れにくくなり、集合継手の排水性能が低下する虞がある。一方で、旋回羽根の中心角が１１０°を超えると、旋回羽根の周方向の第１側を向く面に排水が当たったときに発生する音が大きくなる。
円筒状流に当たる位置に旋回羽根を配置し、かつ、旋回羽根の中心角を５０°以上１１０°以下にすることにより、排水性能を維持しながら、旋回羽根から発生する音を抑えることができる。
【００１１】
また、上記の集合継手システムにおいて、前記継手本体の内周面を、前記内周面における前記旋回羽根の上端部との接続部分が正面に位置するように径方向の内側から見たときに、前記旋回羽根が上下方向に対してなす角度が１０°以上３０°以下であってもよい。
この発明によれば、この角度が１０°未満だと、旋回羽根の周方向の第１側を向く面に排水が当たっても排水が螺旋状に流れ難くなる。一方で、この角度が３０°を超えると、排水の流れが乱流になって旋回羽根の周方向の第１側を向く面に排水が当たったときに発生する音が大きくなり、排水が当たったときに旋回羽根が受ける力が大きくなる。この角度を１０°以上３０°以下にすることにより、旋回羽根から発生する音を抑えつつ、排水を螺旋状に流しやすくし、排水により旋回羽根が受ける力を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の集合継手システムによれば、排水性能を維持しながら旋回羽根から発生する音を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の集合継手システムの一部を破断した側面図である。
【図２】同集合継手の下部接続管の縦断面図である。
【図３】同下部接続管の平面図である。
【図４】同集合継手内を流れる排水の流れを説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る集合継手システムの一実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の集合継手システム１は、建築物１０１の排水用として用いられる。集合継手システム１は、建築物１０１の床スラブ１０２に形成されたスラブ貫通孔１０２ａ内を通して各階に配置されている。
【００１５】
集合継手システム１は、本実施形態の集合継手１１と、縦管４６と、横管４８と、を備えている。
集合継手１１は、継手本体１６と、横管接続部４１と、を備えている。継手本体１６は、円管状に形成され、軸線Ｏが上下方向に沿うように配置されている。以下、継手本体１６の周方向Ｘ（図３参照）を単に周方向Ｘと言う。
継手本体１６は、上部接続管１７と、上部接続管１７に中間管１８を介して接続された下部接続管１９と、を備えている。
上部接続管１７の外周面には、横管接続部４１が固定されている。本実施形態では、横管接続部４１は上部接続管１７の外周面に複数設けられている。横管接続部４１には、横管４８が接続されている。
上部接続管１７の内周面には、堰止め板２２が固定されている。堰止め板２２は、横管４８に排水が逆流するのを抑制する。
上部接続管１７は、塩化ビニル樹脂等で形成されている。
【００１６】
上部接続管１７の上端部には、縦管接続部２３が取付けられている。縦管接続部２３は、第１旋回羽根２４を備えている。第１旋回羽根２４は、上下方向において、横管４８に対応する位置に配置されている。
縦管接続部２３には、縦管４６が接続されている。縦管４６として、主に内径が１００ｍｍの管が用いられる。縦管４６の外径は、上部接続管１７の内径よりも小さい。
【００１７】
中間管１８には、例えば、エスロン（登録商標）耐火ＶＰパイプ（積水化学工業社製）を好適に用いることができる。エスロン耐火ＶＰパイプは、火災時にパイプ内の空間を塞ぐように熱膨張し、延焼を防止する。なお、中間管１８を塩化ビニル樹脂等の通常の樹脂で形成し、中間管１８の外周面に熱膨張シートを巻き付けてもよい。
中間管１８の内周面には、第２旋回羽根が設けられてもよい。中間管１８の上端部は、上部接続管１７の下端部の内側に嵌合されている。上部接続管１７と中間管１８との接続部分は、例えば接着剤等により接合されている。
図１に示すように、上部接続管１７と中間管１８との接続部分は、床スラブ１０２のスラブ貫通孔１０２ａ内に配置されている。スラブ貫通孔１０２ａには、モルタル１０３が充填されている。
【００１８】
図２及び図３に示すように、下部接続管１９は、接続管部３１と、傾斜管部３２と、下側管部（縦管接続部）３３と、第３旋回羽根（旋回羽根）３４と、を備えている。なお、図３は、下部接続管１９を上下方向に沿って見た（平面視した）図である。
なお、図２は、図３に示すように、傾斜管部３２の内周面を、内周面における第３旋回羽根３４の上端部との接続部分３２ａが正面に位置するように径方向の内側から、矢印Ｂ１の方向に見た図である。
【００１９】
接続管部３１は、円筒状に形成され、中間管１８の下端部の外側に嵌合されている（図１参照）。接続管部３１は、例えば接着剤等により中間管１８に接合されている。
傾斜管部３２は、円筒状に形成され、かつ、上方から下方に向かうに従い漸次、外径及び内径がそれぞれ小さくなるように形成されている。すなわち、傾斜管部３２はテーパー状である。
傾斜管部３２は、接続管部３１と同軸に配置されている。傾斜管部３２の上端部は、接続管部３１の下端部の内周面に固定されている。傾斜管部３２の上端部は、中間管１８の下端部に中間管１８の下方から接触している（図１参照）。
【００２０】
下側管部３３は、円筒状に形成されている。下側管部３３は、傾斜管部３２と同軸に配置されている。下側管部３３の上端部は、傾斜管部３２の下端部の外周面に固定されている。下側管部３３には、縦管４６が接続されている。
このように、継手本体１６の上端部及び下端部には、縦管４６がそれぞれ接続されている。両縦管４６は、同軸に配置されている。
【００２１】
第３旋回羽根３４は、傾斜管部３２の内周面における横管接続部４１よりも下方の部分に固定されている（図１参照）。図３に示すように、第３旋回羽根３４は、上方から下方に向かうに従い漸次、周方向Ｘの第１側Ｘ１に向けて延びている。なお、前述の接続部分３２ａは、傾斜管部３２の内周面における第３旋回羽根３４の周方向Ｘの第１側Ｘ１を向く面３４ａの上端部との接続部分（交点）であってもよい。
図２に示すように、接続部分３２ａが上下方向に対して接続部分３２ａよりも下方になす角度θ１は、２２°である。ここで接続部分３２ａは、接続部分３２ａにおける接線であってもよい。角度θ１は、１０°以上３０°以下であることが好ましい。
図３において、縦管４６の内周面４６ａから径方向に１０ｍｍ内側を通る基準円Ｃを規定する。基準円Ｃと縦管４６の内周面４６ａとは、同軸に配置されている。
第３旋回羽根３４は、図３に示す平面視において、基準円Ｃ上に周方向Ｘに沿って中心角θ２の範囲にわたって配置されている。中心角θ２は、８３°である。中心角θ２は、５０°以上１１０°以下であることが好ましい。
【００２２】
下部接続管１９を構成する接続管部３１、傾斜管部３２、下側管部３３、及び第３旋回羽根３４は、例えば塩化ビニル樹脂等の射出成形により一体に形成されている。
継手本体１６は、上部接続管１７、中間管１８、及び下部接続管１９の３つの部材で構成されている。なお、継手本体を２つ、又は４つ以上の部材で構成してもよいし、継手本体を１つの部材で一体に構成してもよい。
また、上部接続管１７及び下部接続管１９を透明にしてもよい。これにより、上部接続管１７及び下部接続管１９の接続状態を外部から視認することができる。また、上部接続管１７及び下部接続管１９に、非熱膨張黒鉛や水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の難燃剤を配合してもよい。
【００２３】
継手本体１６の外周面に、遮音対策として遮音カバーを設けてもよい。遮音カバーは、例えば、厚さ０．８〜２ｍｍの軟質塩化ビニル、ブチルゴム、又はポリプロピレン（ＰＰ）樹脂製のシートで形成される。遮音カバーを、上記のシートの内側に、厚さ５〜２０ｍｍのポリエステル繊維、ウレタン発泡体、又はグラスウールの層を設けた積層体としてもよい。
【００２４】
また、中間管１８は無くても良い。
その場合、上部接続管１７と下部接続管１９とが直接接続される。下部接続管１９の上端の接続管部３１が受口の場合には、上部接続管１７の下端が差口とされて下部接続管１９に挿入される。下部接続管１９の上端の接続管部３１が差口の場合には、上部接続管１７の下端が受口とされ、この下端に下部接続管１９が挿入される。
これらの場合、シート状の耐火材（以下、耐火シートともいう）を、上部接続管１７と下部接続管１９との接続部分に巻き付けることができる。この場合、前記耐火シートは、上部接続管１７や下部接続管１９のうち、横管接続部４１より下側に位置する部分に巻かれる。なお、下部接続管１９に耐火シートを巻く場合であって、下部接続管１９のうち、第３旋回羽根３４が存在する範囲の外面を、例えば成形性の観点などから、径方向の内側に向けて凹ませる場合、この範囲に耐火シートは巻きにくい。この場合、下部接続管１９のうち、第３旋回羽根３４が存在しない範囲に耐火シートを巻くのが好ましい。一方、この凹み内に、径方向の外側に向けて突出する突部が設けられている場合には、耐火シートを突部によって径方向の内側から支持することができる。そのため、下部接続管１９のうち、第３旋回羽根３４がある位置まで耐火シートを巻いてもよい。
【００２５】
なお、発明者らは、この集合継手を用いて実験を行った。この実験は、ＳＨＡＳＥ（空気調和衛生工学会規格）−Ｓ２１８（２０１４）、集合住宅の排水立て管システムの排水能力試験法の規定に基づいて行った。この規定に基づいて、排水の流量を６．５Ｌ／ｓ（リットル毎秒）とすると、排水の落下速度は実測で約２．６ｍ／ｓであることが分かった。
このとき、発明者らは、図４に示すように、排水Ｌが、継手本体１６と同軸の円筒状になって集合継手１１内を流れることを見出した（以下、円筒状の排水の流れを円筒状流と言う）。なお、図４では、排水Ｌと第３旋回羽根３４との位置関係を示す。
【００２６】
円筒状流の外径は、縦管４６の外径と同一の約１００ｍｍである。円筒状流の軸線に直交する断面積は、（１）式から、２５００ｍｍ２となる。
６．５×１０６（ｍｍ３／ｓ）／（２．６×１０３（ｍｍ／ｓ））
＝２５００ｍｍ２  ・・（１）
円筒状流の内径をＤ（ｍｍ）とすると、（２）式が成り立つ。
π（１００／２）２−π（Ｄ／２）２＝２５００  ・・（２）
よって、内径Ｄは約８２．６ｍｍとなり、円筒状流の水膜の厚さは約１０ｍｍとなることが分かった。水膜の密度が高い円筒状流に当たる位置に第３旋回羽根３４を配置することにより、第３旋回羽根３４を効率的に用いることができる。
【００２７】
基準円Ｃ上に配置された第３旋回羽根３４の中心角θ２が５０°未満だと、第３旋回羽根３４の面３４ａに排水Ｌが当たっても排水Ｌが螺旋状に流れにくくなり、集合継手１１の排水性能が低下する虞がある。一方で、第３旋回羽根３４の中心角θ２が１１０°を超えると、第３旋回羽根３４の面３４ａに排水Ｌが当たったときに発生する音が大きくなる。
本実施形態の集合継手システム１によれば、円筒状流に当たる位置に第３旋回羽根３４を配置し、かつ、第３旋回羽根３４の中心角θ２を５０°以上１１０°以下にすることにより、排水性能を維持しながら、第３旋回羽根３４から発生する音を抑えることができる。これにより、第３旋回羽根３４を小型化することができる。
【００２８】
接続部分３２ａが上下方向に対してなす角度θ１は、１０°以上３０°以下であることが好ましい。角度θ１が１０°未満だと、第３旋回羽根３４の面３４ａに排水Ｌが当たっても排水Ｌが螺旋状に流れ難くなる。一方で、角度θ１が３０°を超えると、排水Ｌの流れが乱流になって第３旋回羽根３４の面３４ａに排水Ｌが当たったときに発生する音が大きくなり、排水Ｌが当たったときに第３旋回羽根３４が受ける力が大きくなる。角度θ１を１０°以上３０°以下にすることにより、第３旋回羽根３４から発生する音を抑えつつ、排水Ｌを螺旋状に流しやすくし、排水Ｌにより第３旋回羽根３４が受ける力を抑えることができる。
【００２９】
なお、本実施形態の集合継手１１では、接続部分３２ａと軸線Ｏとがなす角度θ１は、１０°未満であったり、３０°を超えたりしてもよい。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、第３旋回羽根３４は、基準円Ｃと縦管４６の内周面４６ａとの間にわたって、かつ、周方向Ｘに沿って中心角θ２の範囲にわたって配置されていてもよい。このように構成することにより、第３旋回羽根３４を水膜の密度が高い円筒状流により効率的に当てることができる。
集合継手１１は、縦管接続部２３及び横管接続部４１を備えなくてもよい。
継手本体１６内に旋回羽根が設けられる位置は特に限定されず、上下方向において横管接続部４１と同等の位置等でもよい。
継手本体１６は円管状に形成されているとした。しかし、継手本体の形状はこれに限定されず、継手本体は楕円の管状や、角管状等に形成されていてもよい。
【００３１】
前記実施形態では、下部接続管１９において、接続管部３１、下側管部３３は受口とされているが、いずれかが差口でもよく、両方が差口とされていてもよい。接続管部３１や下側管部３３を差口とする場合、接続管部３１や下側管部３３は直管状となる。この場合、接続管部３１の内径および外径は、第３旋回羽根３４の上端における傾斜管部３２の内径および外径と略同一となる。下側管部３３の内径および外径は、第３旋回羽根３４の下端における傾斜管部３２の内径および外径と略同一となる。
接続管部３１が差口である場合には、上記の通り中間管１８を省略し、上部接続管１７の下端（受口）に接続管部３１を挿入することができる。
なお、前記実施形態では、受口としての接続管部３１、下側管部３３に挿入される中間管１８や縦管４６と干渉しないよう、第３旋回羽根３４の位置は接続管部３１と下側管部３３の間の傾斜管部３２の内部に設けられていた。しかしながら、接続管部３１、下側管部３３を差口とすることで、第３旋回羽根３４の上端位置を接続管部３１の内部に設けたり、第３旋回羽根３４の下端位置を下側管部３３の内部に設けたり、接続管部３１から下側管部３３に亘って第３旋回羽根３４を設けたりすることができる。すなわち、第３旋回羽根３４の設置位置の自由度を向上させることができる。また、第３旋回羽根３４が接続管部３１および下側管部３３と重なることで、第３旋回羽根３４の中心角θ２を５０°以上と大きくしても、下部接続管１９全体の長さを短くし、集合継手１１全体を小さくして収まりを改善することができる。
【００３２】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【００３３】
（実施例）
以下では、本発明の実施例及び比較例を具体的に示してより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
表１に示すように、仕様１から仕様５の集合継手を作製した。
仕様１の集合継手では、基準円Ｃ上の第３旋回羽根３４の中心角θ２は４８°、接続部分３２ａと軸線Ｏとがなす角度θ１は１３°とした。同様に、仕様２の集合継手では、中心角θ２は６０°、角度θ１は３５°とした。仕様３の集合継手では、中心角θ２は６０°、角度θ１は１８°とした。仕様４の集合継手では、中心角θ２は８０°、角度θ１は２２°とした。仕様５の集合継手では、中心角θ２は１００°、角度θ１は２８°とした。
【００３４】
これらの仕様１から仕様５の集合継手を用いて、前述のＳＨＡＳＥ−Ｓ２１８（２０１４）、集合住宅の排水立て管システムの排水能力試験法の規定に基づいた試験を行った。
各仕様での排水性能の試験結果を、表１に示す。
【００３５】
【表１】
2020076294.tif 000003
【００３６】
仕様１の集合継手では、排水性能は５．５Ｌ／ｓであった。同様に、仕様２，３，４，５の集合継手では、排水性能はそれぞれ６．０Ｌ／ｓ，６．５Ｌ／ｓ，７．０Ｌ／ｓ，６．５Ｌ／ｓであった。
中心角θ２が５０°未満である仕様１の集合継手が比較例、中心角θ２が５０°以上１１０°以下である仕様２から仕様５の集合継手が実施例となる。
仕様２から仕様５の実施例の集合継手では、比較例の集合継手に比べて排水性能が高くなることが分かった。
【符号の説明】
【００３７】
１    集合継手システム
１１  集合継手
１６  継手本体
３２ａ  接続部分
３４  第３旋回羽根（旋回羽根）
４６  縦管
Ｃ    基準円
Ｏ    軸線
Ｘ    周方向
Ｘ１  第１側
θ１  角度
θ２  中心角
【図１】
2020076294.tif 000004
【図２】
2020076294.tif 000005
【図３】
2020076294.tif 000006
【図４】
2020076294.tif 000007