(57)【要約】【課題】横主管を大径化する、あるいは、横主管に沿って通気管を設けることがなくても、横主管内を閉塞するような泡たまりが横主管内に発生することがない単管式排水システムを提供することを目的としている。【解決手段】排水立管１の下端に脚部継手５を介して横主管２が接続された単管式排水システムＡにおいて、排水立管１の脚部継手５近傍に、少なくとも排水立管１内を排水が流下する際に排水立管１内に空気を送り込む送気手段７を備えているとともに、排水立管１内を流下する排水を検知するセンサを有し、このセンサによって排水が排水立管１内を流下していないと検知されたとき、送気手段７が停止するようにした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水立管の下端に脚部継手を介して横主管が接続された単管式排水システムにおいて、
前記排水立管の前記脚部継手近傍に、少なくとも排水立管内を排水が流下する際に排水立管内に空気を送り込む送気手段を備えていることを特徴とする単管式排水システム。
【請求項２】
排水立管内を流下する排水を検知するセンサを有し、このセンサによって排水が前記排水立管内を流下していないと検知されたとき、送気手段が停止するように構成されている請求項１に記載の単管式排水システム。
【請求項３】
排水立管の、脚部継手直上に設けられた集合継手の横枝管接続部に送気手段が接続されている請求項１または請求項２に記載の単管式排水システム。
【請求項４】
排水立管の、脚部継手直上に設けられた分岐継手に送気手段が接続されている請求項１または請求項２に記載の単管式排水システム。
【請求項５】
送気手段が、一端が排水立管に連通し他端が大気中に開放された送気管と、この送気管の途中に設けられた送気ファンと、送気ファンから下流側の送気管内の気圧が送気ファンの送気空気圧より大きい場合、送気管のファンより上流側を閉鎖する弁とを備えている請求項１〜請求項４のいずれかに記載の単管式排水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単管式排水システム、例えば、集合住宅等の洗濯排水のように泡の発生の多い排水管路に好適に用いられる単管式排水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
単管式排水システムにおいては、集合継手内に旋回羽根を設けるなどして排水立管内を流れる排水を旋回流にして流下させて、排水立管内に常に空気芯ができるようにして、排水管路内の圧力変動を極力少なくして、横枝管のトラップが破封することを防止している。
しかし、洗濯排水が主に流れる単管式排水システムにおいては、排水とともに横主管部分まで流下してきた泡が横主管内で滞留することで排水と共に流れる空気が泡によって妨げられ、横主管近く、すなわち、排水立管と横主管とを接続する脚部継手直上に設けられた集合継手に接続された横枝管のトラップに空気が逃げることによって、トラップが破封しやすい。特に横主管配管長が長い場合、排水抵抗が大きくなるため、泡の押し流しが悪くなって正圧が発生してトラップがより破封しやすくなる。
【０００３】
そこで、排水抵抗を小さくするために、横主管の断面積を排水立管より一定長さ以降下流側で断面積を拡大する方法（特許文献１参照）や、横主管の少し上方に排水立管の脚部継手上部あるいは横主管の上流側で一端が開口し、他端が横主管の下流側に開口するとともに、横主管の上方に横主管に平行に通気管を設ける方法（特許文献２参照）が提案されている。
【０００４】
しかしながら、近年の集合住宅では最下階が、店舗であったり、エントランスになっていたりするために、横主管が天井内を配管される場合が多い。したがって、前者の方法のように、横主管断面を拡大する方法では、横主管が配管スペース内に収まらないという問題があるとともに、壁を通過する際の防火区画の関係上、十分な拡径が望めないという問題がある。
また、後者の方法では、通気管の設置がスペース上確保できない場合や立て管から横主管の通気分岐部まで十分な長さが必要であるが、梁貫通などにより長さが確保できない場合がある。
【特許文献１】特許第２７２６６７１号公報
【特許文献２】特開２００５−１７１６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて、横主管を大径化する、あるいは、横主管に沿って通気管を設けることがなくても、横主管内を閉塞するような泡たまりが横主管内に発生することがない単管式排水システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の単管式排水システム（以下、「請求項１の排水システム」と記す）は、排水立管の下端に脚部継手を介して横主管が接続された単管式排水システムにおいて、前記排水立管の前記脚部継手近傍に、少なくとも排水立管内を排水が流下する際に排水立管内に空気を送り込む送気手段を備えていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の単管式排水システム（以下、「請求項２の排水システム」と記す）は、請求項１の排水システムにおいて、排水立管内を流下する排水を検知するセンサを有し、このセンサによって排水が前記排水立管内を流下していないと検知されたとき、送気手段が停止するように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の単管式排水システム（以下、「請求項３の排水システム」と記す）は、請求項１または請求項２の排水システムにおいて、排水立管の、脚部継手直上に設けられた集合継手の横枝管接続部に送気手段が接続されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の単管式排水システム（以下、「請求項４の排水システム」と記す）は、請求項１または請求項２の排水システムにおいて、排水立管の、脚部継手直上に設けられた分岐継手に送気手段が接続されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の請求項５に記載の単管式排水システム（以下、「請求項５の排水システム」と記す）は、請求項１〜請求項４のいずれかの排水システムにおいて、送気手段が、一端が排水立管に連通し他端が大気中に開放された送気管と、この送気管の途中に設けられた送気ファンと、送気ファンから下流側の送気管内の気圧が送気ファンの送気空気圧より大きい場合、送気管の送気ファンより上流側を閉鎖する弁とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
本発明において、脚部継手近傍とは、一般的には、脚部継手に最も近い集合継手の１つ上の階の集合継手と脚部継手との間を意味する。
送気手段としては、ファンが一般的であるが、送気できれば特に限定されない。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の請求項１の排水システムは、排水立管の脚部継手近傍に、少なくとも排水立管内を排水が流下する際に排水立管内に空気を送り込む送気手段を備えているので、送り込まれた空気の圧力によって横主管内の泡が下流側に吹き飛ばされる。したがって、横主管を大径化する、あるいは、横主管に沿って通気管を設けることがなくても、横主管内を閉塞するような泡たまりが横主管内に発生することがない。
【００１３】
本発明の請求項２の排水システムは、排水立管内を流下する排水を検知するセンサを有し、このセンサによって排水が前記排水立管内を流下していないと検知されたとき、送気手段が停止するように構成されているので、送気手段を動かすエネルギーコストを必要最小限に抑えることができる。
【００１４】
本発明の請求項３の排水システムは、排水立管の、脚部継手直上に設けられた集合継手の横枝管接続部に送気手段が接続されているので、従来の排水システムを大きく変更することなく低コストで構築することができる。
【００１５】
本発明の請求項４の排水システムは、排水立管の、脚部継手直上に設けられた分岐継手に送気手段が接続されているので、脚部継手にできるだけ近い位置で排水立管に送気できる。したがって、効率よく横主管内の泡を吹き飛ばすことができ、送気手段を小型化することができる。
【００１６】
本発明の請求項５の排水システムは、送気手段が、一端が排水立管に連通し他端が大気中に開放された送気管と、この送気管の途中に設けられた送気ファンと、送気ファンから下流側の送気管内の気圧が送気ファンの送気空気圧より大きい場合、送気管のファンより上流側を閉鎖する弁とを備えているので、排水立管内の圧力変動を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１及び図２は、本発明にかかる単管式排水システムの第１の実施の形態をあらわしている。
【００１８】
図１に示すように、この排水システムAは、排水立管１と、横主管２とを備えている。
排水立管１は、各階毎に設けられた集合継手（例えば、積水化学工業株式会社商品名ＡＤスリムなど）３を介して立管材４が接続されて形成され、図２に示すように最下端が脚部継手５を介して横主管２に接続されている。
また、排水立管１内の脚部継手５の近傍には、図示していないが、内部を排水が流れているか否かを測定するための超音波流量計等のセンサが設けられている。
【００１９】
各集合継手３には、各階で発生する洗濯水を排水立管１内に流入させるための横枝管６が接続さている。
そして、最下層の集合継手３の横枝管接続部３１には、横枝管６と、送気手段７とが接続されている。
【００２０】
送気手段７は、図２に示すように、送気管７１と、ファン７２と、弁７３とを備えている。
送気管７１は下流側の端部が横枝管接続部３１に水平方向から接続されて排水立管１に連通している送気部７１aと、上流側端部である吸気口７１ｃが大気に開放されている吸気部７１ｂとを備えていて、送気部７１aと吸気部７１ｂとの間にファン７２が設けられている。
ファン７２は、図示していないファン制御装置によって、排水立管１に設けられたセンサの測定結果によって排水立管１内を排水が流れていると判断されたとき、駆動されて送気管７１の上流側開口端から吸気された空気を排水立管１に送気し、排水が流れていないと判断されたとき停止するように制御されるようになっている。
なお、ファン７２によって送気される空気の圧力は、逆に排水立管内の圧力が上がりすぎて破封を招かないように、７０〜２５０Ｐａ程度が好ましい。
【００２１】
弁７３は、吸気部７１ｂの内径と略同じ外径をした略円盤状をした弁本体７３ａと、ストッパ７３ｂとを備えている。
弁本体７３ａは、吸気部７１ｂの吸気口近傍で吸気部７１ｂの内壁面に設けられた枢支軸７３ｃに回動自在にその上端が枢支されている。
ストッパ７３ｂは、弁本体７３ａが吸気部７１ｂの管軸に略直交状態となって、吸気部７１ｂを閉鎖した姿勢になったとき、弁本体７３ａの下端部に当接し、弁本体７３ａがそれ以上吸気口７１ｃ側に回動しないように枢支軸７３ｃの略直下で吸気部７１ｂの内壁面から突出するように設けられている。
【００２２】
この排水システムAは、上記のようになっており、排水立管１内を排水が流下すると、センサによって流下していることが検知され、ファン制御手段がファン７２を駆動させて、吸気口７１ｃから吸気された空気が送気部７１aから集合継手３の横枝管接続部３１を経て排水立管１内に送り込まれる。なお、弁７３は、このとき、ファン７２の吸気圧によって弁本体７３ａの下端がファン７２側に移動するように弁本体７３ａが回動する。
そして、排水立管１に送り込まれた空気が排水とともに、脚部継手５を介して横主管２側に送られる。
【００２３】
一方、弁７３は、余分な空気が排水立管１内に送り込まれて、排水立管１内の気圧が高くなると、空気圧によって弁本体７３ａがストッパ７３ｂにあたり、吸気部７１ｂ内を閉鎖状態になる。  また、排水が流れていない場合は、ファン７２が停止し、送気が行なわれない。
【００２４】
この排水システムAは、送気手段７によって強制的に空気を排水立管１に送り込むようになっているので、洗濯排水のように泡立ち成分を多量に含む排水が排水システムA内を流れても、排水とともに横主管２に流れ込んで、横主管２の底に沿って流れる排水の上部に溜まろうとする泡が、ファン７２によって送り込まれた空気の圧力によって下流側へ吹き飛ばされて、横主管２の内部が泡で閉塞されて、正圧が発生してトラップが破封するということがなくなる。
したがって、横主管２の径を細くしたり、長くしたりすることができるようになる。
【００２５】
また、弁７３が設けられていて、排水立管１内の気圧が高くなると、空気圧によって弁本体７３ａがストッパ７３ｂにあたり、吸気部７１ｂ内を閉鎖状態になるので、ファン７２からの送気量が多い場合には、吸気口７１ｃからの吸気を停止して排水立管１内の圧力変動を安定させることができる。
さらに、洗濯排水などは、朝に集中して流れることが多く、その他の時間は流れていないことが多いが、センサを設け、排水がながれている場合のみ、ファン７２が稼動するようになっているので、エネルギーコストを低減できるとともに、駆動音が騒音となるおそれのあるファン７２の駆動を必要最小限に止めることができる。
また、送気手段７を最下階の集合継手３の横枝管接続部３１に接続するだけでよいので、既存の排水システムを本発明の排水システムに容易に変更することができ、施工コストが低減できる。
【００２６】
図３は、本発明にかかる単管式排水システムの第２の実施の形態をあらわしている。
図３に示すように、この排水システムＢは、排水立管１の最下階の集合継手３と、脚部継手５との間に４５°Ｙ型分岐継手８を設け、この４５°Ｙ型分岐継手８の分岐管受口８１に送気手段７の送気部７１ａを接続するようにしたい以外は、上記排水システムAと同様になっている。なお、４５°Ｙ型分岐継手８は、排水立管１内に突出するように整流手段８２を備えている。
【００２７】
整流手段８２は、４５°Ｙ型分岐継手８の分岐口直上で４５°Ｙ型分岐継手８の内壁面から突出するように設けられていて、流下する排水が衝突する排水の流下方向に対して傾斜したガイド面（図示せず）を備え、排水が４５°Ｙ型分岐継手８の分岐口から分岐管受口８１側に流入するのを妨げるとともに、ガイド面の傾斜によって排水が排水立管１の管壁に沿ってそのまま流下するようにガイドされるようになっている。
この整流手段８２は、４５°Ｙ型分岐継手８の本体部分に一体成形されていてもよいし、別部材を接着等により本体部分に後付けされていてもよい。
【００２８】
この排水システムＢは、上記のようになっており、脚部継手５により近い位置に送気手段７から空気を送り込むことができるので、送気手段７から送り込む空気圧を低く抑えることができ、ファン７２を小型化することができる。
また、４５°Ｙ型分岐継手８が整流手段８２を備えているので、上流から流れてくる排水が分岐管受口８１側に入り込み、送気手段７を濡らしたりすることを防止できるとともに、排水立管１の管壁に沿った水膜が分岐口を塞ぐことによる通気障害の発生を防止することができる。
【００２９】
すなわち、単管式排水システムにおいては、通常、排水が排水立管１内で管壁に沿って流下するため、４５°Ｙ型分岐継手８部分まで流下してきた排水は、その一部がそのまま管壁を伝って流下し、残りが整流手段８２によって分岐口を避けるように４５°Ｙ型分岐継手８変えられる。
なお、整流手段８２の突出量は、特に限定されないが、たとえば、排水立管１の内径が１００ｍｍのとき、１５〜２５ｍｍ程度突出していることが好ましい。ガイド面の傾斜角度は、水平面に対して２０〜５０°が好ましい。整流手段８２の形状は、特に限定されないが、側面視板状あるいは楔形をしていればよい。
【００３０】
しかも、４５°Ｙ型分岐継手８を用いることによって送気手段７から排水立管１に送り込まれる空気は、斜め下方に向かうため、より効率よく横主管２に送り込まれることになる。
したがって、ファン７２の小型化を図ることができ、狭い配管スペースでの施工性及びコストダウンを図ることができる。
【００３１】
本発明にかかる単管式排水システムは、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記第１の実施の形態では、送気手段が集合継手の横枝管接続部に直接接続されていたが、第２の実施の形態のように、４５°Ｙ型分岐継手等を介在させるようにしても構わない。
また、上記の第２の実施の形態では、４５°Ｙ型分岐継手を介して送気手段が接続されるようになっていたが、４５°Ｙ型分岐継手に代えて、チーズ型の分岐継手を用いたり、チーズ型分岐継手にさらに９０°エルボや９０°大曲エルボを接続したりしてもよい。
【００３２】
以下に、本発明の具体的な実施例を詳しく説明する。
（実施例１）
図４に示すように、１７個の集合継手（積水化学工業株式会社エスロンＡＤスリム１００Ａ）３を呼び径１００Ａ、長さ３．２ｍの立管材（積水化学工業株式会社エスロンＤＶＬＰ）４とを用い、立管材４と立管材４との間に集合継手３が介在した排水立管１を形成するとともに、この排水立管１の下端に脚部継手５を介して呼び径１２５Ａ、長さ１１ｍの横主管（積水化学工業株式会社エスロンＤＶＬＰ）２を接続して単管式排水システム１を組み立てた。
そして、各階の集合継手３の横枝管接続部に圧力センサＰを設置するとともに、最下階である１階の集合継手３の横枝管接続部に図２と同様の送気手段７を接続し、ファン７２によって１００Ｐａの圧力で外気を排水立管１内に送り込みながら、空気調和・衛生工学会規格ＨＡＳＳ２１８−１９９９の付属書に記載の「洗剤排水負荷方法」に則って１５〜１７階の集合継手３の横枝管接続部に接続した横枝管６から洗剤排水を排水立管１に流した場合の各階の圧力センサＰで計測される洗剤排水流下時の最大管内圧を求めた。
【００３３】
（実施例２）
ファン７２によって送り込む空気圧を２００Ｐａとした以外は、上記実施例１と同様にして最大管内圧を求めた。
【００３４】
（比較例１）
１階の集合継手３に送気手段を接続しなかった以外は、上記実施例１と同様にして最大管内圧を求めた。
【００３５】
（比較例２）
横主管の合成樹脂管の長さを６ｍとした以外は、上記比較例１と同様にして最大管内圧を求めた。
【００３６】
上記実施例１，２及び比較例１，２で求めた洗剤排水流下時の最大管内圧を表１に示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
上記表１から、排水立管内許容圧力の基準±400Pa以内を満足するために、比較例２のように従来の排水システムでは、横主管を６ｍ以内に制限しなければならなかったが、本発明の排水システムのように送気手段を設ければ、泡による横主管での閉塞が防止されて、横主管を１１ｍまで長くしても、最大管内圧の上昇を従来に比べて低く抑えることができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかる単管式排水システムの第１の実施の形態をあらわす概略配管系統図である。
【図２】図１の単管式排水システムの要部断面図である。
【図３】本発明にかかる単管式排水システムの第２の実施の形態をあらわす要部断面図である。
【図４】実施例で用いた単管式排水システムの実験タワーの概略配管系統図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ、Ｂ  排水システム
１  排水立管
２  横主管
３  集合継手
３１  横枝管接続部
４  立管材
５  脚部継手
６  横枝管
７  送気手段
７１  送気管
７１ａ  送気部
７１ｂ  吸気部
７１ｃ  吸気口
７２  ファン
７３  弁
７３ａ  弁本体
７３ｂ  ストッパ
７３ｃ  枢支軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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