(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水廻り器具から下方へ延び、前記水廻り器具からの排水を下方へ流す排水導入管と、
前記排水導入管と連通して横方向へ延び、前記排水導入管からの排水を横方向へ流す横引き管と、
前記横引き管と連通して下方へ延び、前記横引き管からの排水を流下させることによりサイフォン力を発生させる竪管と、
サイフォン起動基準水頭よりも上方で前記排水導入管と連通し、前記水廻り器具からの排水によって押圧された前記排水導入管内の空気が流入可能とされ、室内が拡縮可能な密閉された空気室と、
を備えるサイフォン排水システム。
【請求項２】
前記空気室の最大拡張時における室内容積は、前記排水導入管内の容積の５０％〜４００％であること、を特徴とする請求項１に記載のサイフォン排水システム。
【請求項３】
前記サイフォン起動基準水頭よりも上方で前記排水導入管と一端部が連通し、他端部が上方に延出されると共に前記空気室と連通する連通管を備える請求項１または請求項２に記載のサイフォン排水システム。
【請求項４】
前記連通管は、一端部が前記排水導入管の下部と連通し、他端部が上方に延出している請求項３に記載のサイフォン排水システム。
【請求項５】
前記連通管は、前記一端部から斜め上方へ延出されると共に、他端部が鉛直方向に延びて前記空気室と連通されていること、を特徴とする請求項４に記載のサイフォン排水システム。
【請求項６】
外部からの空気を前記排水導入管へ通過させると共に前記排水導入管から前記外部へ排水を通過させない通気弁を備える請求項１〜５のいずれか１項に記載のサイフォン排水システム。
【請求項７】
前記空気室から前記排水導入管側へ流入する空気の流入抵抗が、前記通気弁から前記排水導入管側へ流入する空気の流入抵抗よりも小さい請求項６に記載のサイフォン排水システム。
【請求項８】
前記通気弁は、
前記水廻り器具の排水口に設けられ、弾性材料で筒状に形成され、上流側が常時開口しており、下流側が開閉可能とされ、かつ自由状態では閉じている自封式の排水トラップである請求項６又は請求項７に記載のサイフォン排水システム。
【請求項９】
前記空気室が内部に形成され、膜体で形成された袋状の袋部材を備える請求項１〜８のいずれか１項に記載のサイフォン排水システム。
【請求項１０】
前記水廻り器具には、水廻り器具の排出口に投入された投入物を粉砕し、その粉砕物を排水と共に流下可能にするディスポーザが設けられている請求項１〜９のいずれか１項に記載のサイフォン排水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイフォン力を利用して排水するサイフォン排水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来の勾配排水システムに替わって、サイフォン排水システムが提案されている。サイフォン排水システムは、水廻り器具とサイフォン排水管とを含んで構成されている。
サイフォン排水管は、床スラブに沿って無勾配で配管された横引き管と、垂下部をなす竪管とで構成されている。このように構成されたサイフォン排水システムによれば、竪管にて発生するサイフォン力（負圧力）を利用して、水廻り器具からの排水効率の向上を図ることができる。
【０００３】
ところで、サイフォン排水システムにおける性能を決めるものとして、排水の処理量と、サイフォン起動時間とがある。
排水の処理量は、サイフォン力が起動した際に毎秒何Ｌ排水できるかという数値であり、主に、水廻り器具と横引き管とを接続する垂直管の長さと、横引き管の長さとによって決まる。
排水の処理量が小さいと、ため洗いをした際に排水時間が長くかかる。流し洗いでも、排水の処理量があまりにも小さい場合には、蛇口からの水量によりも処理量が下回ると、水廻り器具の排水口から水が溢れてくる。
【０００４】
一方、サイフォン起動時間は、排水を開始してからサイフォン力が起動するまでの時間である。サイフォン力が起動すると、一気に流速がアップし、処理量を充分に得るが、サイフォン力起動前は、極端に処理量が小さい。このため、排水開始後のサイフォン力が起動する前に、水廻り器具の排水口から水が溢れる場合があった。
【０００５】
これに対して、サイフォン起動時間を早めることを目的として、特許文献１に開示されるサイフォン排水システムが提案されている。
特許文献１に開示されるサイフォン排水システムは、横引き管の垂下直前の位置に、横引き管内の正圧時のエアを逃出する機能を付加したシステムとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３６３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
サイフォン起動時間を早めること以外に、排水開始直後や排水の最中に、水廻り器具の排水口付近での排水の滞留が課題となっている。
この原因となっているのが、排水管内にある空気に逃げ場がないため、それが抵抗となって、スムーズに排水が排水管内に流入しないことが要因であった。
【０００８】
高位排水の水廻り器具（キッチンなど）では、低位排水の水廻り器具（ユニットバスや洗濯機など）に比べて、その構造上、水廻り器具の排水口から水が溢れる現象が発生にくい。そのため、高位排水の水廻り器具（キッチンなど）では、サイフォン起動時間を早めることも必要であるが、特に、水廻り器具の排水口付近の排水の滞留が問題となっている。
本発明は、上記事実を考慮し、水廻り器具の排水口付近で生じる排水の滞留を抑制できるサイフォン排水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】
【０００９】
本発明の請求項１に係るサイフォン排水システムは、水廻り器具から下方へ延び、前記水廻り器具からの排水を下方へ流す排水導入管と、前記排水導入管と連通して横方向へ延び、前記排水導入管からの排水を横方向へ流す横引き管と、前記横引き管と連通して下方へ延び、前記横引き管からの排水を流下させることによりサイフォン力を発生させる竪管と、サイフォン起動基準水頭よりも上方で前記排水導入管と連通し、前記水廻り器具からの排水によって押圧された前記排水導入管内の空気が流入可能とされ、室内が拡縮可能な密閉された空気室と、を備える。
【００１０】
この構成によれば、水周り器具からの排水は、排水導入管内を下方へ流れる。排水導入管内を下方へ流れた排水は、さらに、横引き管内を横方向へ流れる。次いで、排水は、竪管を流下してサイフォン力が発生する。このサイフォン力により、排水導入管内、横引き管内及び竪管内の排水が誘導され、その排水が促進される。
【００１１】
ここで、請求項１の構成では、排水導入管内の下流端部などに溜まった排水などによって、排水導入管内の空気が下流側に排出されにくい状態となった場合でも、水廻り器具からの排水が排水導入管を流れる際に、その排水に押圧される排水導入管内の空気が空気室内に逃げられるので、排水がスムーズに排水導入管を流れる。これにより、水廻り器具の排水口付近の排水の滞留が抑制できる。
本発明の請求項２に係るサイフォン排水システムは、請求項１の構成において、前記空気室の最大拡張時における室内容積が、前記排水導入管内の容積の５０％〜４００％であること、を特徴とする。
空気室の最大拡張時における室内容積が、排水導入管内の容積の５０％以上であれば、サイフォンの開始時間を効率よく短縮することができると脈動間隔も短縮でき、水廻り器具の排水口付近の排水の滞留を効果的に抑制することができる。また、空気室の最大拡張時における室内容積が、排水導入管内の容積の４００％程度あれば、空気室が満量になることがなく空気室の容積をこれ以上大きくする必要性が少ないため、コンパクトな設計とするため、４００％以下とすることが好ましい。
【００１２】
本発明の請求項１に係るサイフォン排水システムは、前記空気室は、サイフォン起動基準水頭よりも上方で前記排水導入管と連通している。
ここで、サイフォン起動基準水頭とは、サイフォン力が発生するために必要な排水の排水管（排水導入管、横引き管及び竪管）内における水位であり、このサイフォン起動基準水頭よりも上方で、空気室が排水導入管と連通しているので、空気室内に排水導入管から排水が流入しにくい。
【００１３】
本発明の請求項３に係るサイフォン排水システムは、請求項３の構成において、前記サイフォン起動基準水頭よりも上方で前記排水導入管と一端部が連通し、他端部が上方に延出されると共に前記空気室と連通する連通管を備える。
この構成によれば、サイフォン起動基準水頭よりも上方で排水導入管と一端部が連通する連通管は、上方に延出された他端部が空気室と連通するので、空気室内に排水導入管から排水がより流入しにくい。
【００１４】
本発明の請求項４に係るサイフォン排水システムは、請求項３の構成において、前記連通管は、一端部が前記排水導入管の下部と連通し、他端部が上方に延出している。
この構成によれば、一端部が排水導入管の下部に連通しているので、一端部が排水導入管の上部に連通している場合に比べて、他端部を上方へ長く延ばせるスペースを確保できる。
本発明の請求項５に係るサイフォン排水システムは、請求項１〜４のいずれか１項の構成において、前記連通管は、前記一端部から斜め上方へ延出されると共に、他端部が鉛直方向に延びて前記空気室と連通されていること、を特徴とする。
この構成によれば、連通管の他端部が鉛直方向に延びて前記空気室と連通されているので、空気室に排水が入り込んだ場合でも、空気室内に滞留させずに連通管へと落下させることができる。
【００１５】
本発明の請求項６に係るサイフォン排水システムは、請求項１〜５のいずれか１項の構成において、前記外部からの空気を前記排水導入管へ通過させると共に前記排水導入管から前記外部へ排水を通過させない通気弁を備える。
本発明の構成によれば、サイフォン力が作用して排水導入管内の排水と共に空気が下流側に引っ張られると、空気室内に逃げた空気が排水導入管に流入することになるが、空気室内の空気が無くなった後に排水導入管内の空気が下流側に引っ張られた場合でも、通気弁から空気が流入するので、排水導入管内がより負圧となりにくい。
これにより、排水導入管内が負圧となることで生じる問題、例えば、水廻り器具の水封式の排水トラップで空気を吸い込むことで生じる騒音や排水トラップの破封などを解消できる。
【００１６】
本発明の請求項７に係るサイフォン排水システムは、請求項６の構成において、前記空気室から前記排水導入管側へ流入する空気の流入抵抗が、前記通気弁から前記排水導入管側へ流入する空気の流入抵抗よりも小さい。
この構成によれば、空気室から排水導入管側へ流入する空気の流入抵抗が、通気弁から排水導入管側へ流入する空気の流入抵抗よりも小さい。すなわち、排水導入管へは、通気弁からよりも空気室からのほうが、空気が流入しやすくなる。
このため、サイフォン力が作用して排水導入管内の排水と共に空気が下流側に引っ張られると、空気室内に逃げた空気が最初に排水導入管に流入してから、通気弁から空気が流入する。これにより、空気室の室内が縮小されて元の状態に戻るので、この後に水廻り器具から排水された場合でも、その排水に押圧される排水導入管内の空気を空気室内に逃がすことができる。このように、排水が繰り返された場合でも、水廻り器具の排水口付近の排水の滞留が抑制できる。
【００１７】
本発明の請求項８に係るサイフォン排水システムは、請求項６又は請求項７の構成において、前記通気弁は、前記水廻り器具の排水口に設けられ、弾性材料で筒状に形成され、上流側が常時開口しており、下流側が開閉可能とされ、かつ自由状態では閉じている自封式の排水トラップである。
この構成によれば、通気弁と排水トラップとが兼用となるので、部品点数が低減できる。
【００１８】
本発明の請求項９に係るサイフォン排水システムは、請求項１〜８のいずれか１項の構成において、前記空気室が内部に形成され、膜体で形成された袋状の袋部材を備える。
この構成によれば、膜体で形成された袋状の袋部材の内部に空気室が形成されるので、空気室を小さいスペースで簡易な構成によって形成できる。
【００１９】
本発明の請求項１０に係るサイフォン排水システムは、請求項１〜９のいずれか１項の構成において、前記水廻り器具には、水廻り器具の排出口に投入された投入物を粉砕し、その粉砕物を排水と共に流下可能にするディスポーザが設けられている。
この構成によれば、粉砕物と共に排水を流すものであるから、排水導入管内の下流端部などに粉砕物及び排水が残留しやすく、排水導入管内の空気が下流側に排出されにくい状態となりやすい。これに対して、本発明の構成では、水廻り器具からの排水が排水導入管を流れる際に、その排水に押圧される排水導入管内の空気が空気室内に逃げられるので、排水がスムーズに排水導入管を流すことができる。このため、ディスポーザを設けた構成においても、水廻り器具の排水口付近の排水の滞留が抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、上記構成としたので、水廻り器具の排水口付近で生じる排水の滞留を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施形態に係るサイフォン排水システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るサイフォン排水システムの構成を部分的に拡大した部分拡大図である。
【図３】図３は、水廻り器具にディスポーザを設けた変形例を示す概略図である。
【図４】図４は、空気室を形成する形成部材として、蛇腹状の側壁を有する蛇腹状部材を用いた構成を示す概略図である。
【図５】図５は、図４に示す蛇腹状部材が伸長した状態を示す概略図である。
【図６】図６は、連通管の下流端部を水廻り器具の上方に配置した変形例を示す概略図である。
【図７】図７は、連通管が排水導入管から斜め上方に延びる変形例を示す概略図である。
【図８】図８は、連通管が排水導入管から水平方向に延びる変形例を示す概略図である。
【図９】図９は連通管が排水導入管から斜め上方に延びる他の変形例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、通気弁を連通管に配置した変形例を示す概略図である。
【図１１】図１１は、自封式の排水トラップを通気弁として用いた変形例を示す概略図である。
【図１２】図１２は、自封式の排水トラップの構成を示す概略図である。
【図１３】図１３は、自封式の排水トラップの構成を示す断面図である。
【図１４】図１４は、排水導入管のＲ管及び横引き管の上流端部に排水が滞留する様子を示した概略図である。
【図１５】図１５は、水廻り器具から排水が開始された状態を示す概略図である。
【図１６】図１６は、排水導入管内の空気が空気室に流入した状態を示す概略図である。
【図１７】図１７は、排水導入管内を流れた排水が、横引き管を流れ、竪管を流下してサイフォン力が作用し始めた状態を示す概略図である。
【図１８】図１８は、空気室内の空気が排水導入管に流入した状態を示す概略図である。
【図１９】図１９は、通気弁を通じて排水導入管に空気が流入した状態を示す概略図である。
【図２０】図２０は、水廻り器具において流し洗いがなされた場合における排水導入管内の圧力変動と、その圧力変動に伴う袋部材の状態変化及び通気弁の通気状態を示した図である。
【図２１】図２１は、空気室と排水導入管とを連通させる連通管３０とは、別に、通気弁と排水導入管とを連通させる連通管３３を設けた構成において、連通管３３を連通管３３よりも高い位置で排水導入管に接続した構成を示す概略図である。
【図２２】図２２は、空気室と排水導入管とを連通させる連通管３０とは、別に、通気弁と排水導入管とを連通させる連通管３３を設けた構成において、連通管３３を連通管３３よりも低い位置で排水導入管に接続した構成を示す概略図である。
【図２３】図２３は、横引き管の上流側に接続される接続管を有し、その接続管の中間部に排水導入管のＲ管の下流側が接続される構成において、通気弁が排水導入管に設けられた構成を示す概略図である。
【図２４】図２４は、横引き管の上流側に接続される接続管を有し、その接続管の中間部に排水導入管のＲ管の下流側が接続される構成において、通気弁が接続管に設けられた構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
（本実施形態に係るサイフォン排水システムの構成）
まず、本実施形態に係るサイフォン排水システムの構成について説明する。図１は、本実施形態に係るサイフォン排水システムの全体構成を示す概略図である。
【００２３】
本実施形態に係るサイフォン排水システム１０は、サイフォン力を利用して水廻り器具からの排水を効率よく排出する排水システムである。本実施形態では、サイフォン排水システムを、複数階で構成された集合住宅に用いた例について説明する。なお、サイフォン排水システムは、集合住宅に好適に用いられるが、集合住宅以外の戸建て住宅や工場等にも用いることができる。
【００２４】
本実施形態に係るサイフォン排水システム１０は、図１に示すように、排水を下方へ流す排水立て管１２を備えている。この排水立て管１２は、集合住宅の上下方向（縦方向）に延設され、集合住宅の各階の床スラブ１４を貫いている。
集合住宅の各階の各戸には、排水がなされる水廻り器具１６が設けられている。水廻り器具１６は、例えば、台所流しで構成されている。なお、水廻り器具１６としては、洗面台、洗濯機、ユニットバス及びトイレ等のいずれかで構成されていてもよい。
【００２５】
水廻り器具１６には、図１及び図２に示すように、汚臭やガス等の逆流を防止するための排水トラップ１７が設けられている。排水トラップ１７は、いわゆる碗トラップで構成されている。また水廻り器具１６の排水口１６Ａ部分には、目皿１９が設けられている。なお、本実施形態では、排水トラップ１７として碗トラップを用いているが、排水トラップ１７としては、ＳトラップやＰトラップなど他のトラップを用いてもよい。
【００２６】
また、図３に示すように、水廻り器具１６には、水廻り器具１６の排出口１６Ａに投入された生ゴミ等の投入物を粉砕し、その粉砕物を排水と共に流下可能にするディスポーザ２１を設けた構成であってもよい。
この水廻り器具１６には、水廻り器具１６から下方に延び、水廻り器具１６からの排水を下方へ流す排水導入管１８が設けられている。この排水導入管１８は、一端部（上流端部）が水廻り器具１６の下端部に接続され、他端部（下流端部）がサイフォン排水管２２に接続されている。
【００２７】
排水導入管１８は、水廻り器具１６に接続される上下方向（縦方向）に延びる垂直管１８Ａと、横引き管２４と接続されるＲ状のＲ管１８Ｂとを含んで構成されている。なお、垂直管１８Ａは、縦方向に伸びている必要は無く、若干斜めに傾いていてもよい。
サイフォン排水管２２は、床スラブ１４上に無勾配で設置され排水導入管１８と連通して横方向に延びる横引き管２４と、この横引き管２４と連通して排水立て管１２に沿って下方へ延びる竪管２６と、を有している。
【００２８】
なお、横引き管２４は、若干の勾配や逆勾配があってもよく、傾斜して横方向に配置される構成であってもよい。
竪管２６は、排水立て管１２に配置された合流継手２３に接続されており、合流継手２３を介して排水立て管１２と連通している。
【００２９】
横引き管２４及び竪管２６は、一つの経路で構成される排水管で構成され、サイフォン排水管２２内では、排水立て管１２までは他の排水管と途中で合流することなく、排水立て管１２へ排水を導くようになっている。
【００３０】
横引き管２４は、排水導入管１８からの排水を横方向へ流し、竪管２６は、横引き管２４からの排水を流下させることによりサイフォン力を発生させる。横引き管２４内の排水には、竪管２６で発生するサイフォン水頭Ｈｓのエネルギーにより、排水方向へ向かうサイフォン力が作用される。
【００３１】
また、横引き管２４及び竪管２６は細くなれば、排水が満水の状態になりサイフォン力が発生しやすい一方、排水処理量が低下する。従って、横引き管２４及び竪管２６は、サイフォン力の発生のしやすさ及び必要な排水処理量を考慮した上で管の内径が設定され、例えば、２０Ａにされている。
【００３２】
ここで、サイフォン排水システム１０は、図２に示すように、水廻り器具１６からの排水によって押圧された排水導入管１８内の空気が流出可能とされた空気室２８と、この空気室２８と排水導入管１８とを連通させる連通管３０とを備えている。
空気室２８は、膜体で形成された袋状の袋部材３４の内部に形成されており、室内が拡縮可能な密閉空間とされている。
【００３３】
袋部材３４には開口３４Ａが形成されており、この開口３４Ａに連通管３０が接続されている。袋部材３４としては、伸縮自在に弾性材料で形成されたものなどを用いることができ、材質としては、例えば、ゴム、ビニル、エラストマーなどを用いることができる。
袋部材３４は、内部の空気室２８に空気が流入することにより、膨出した膨出状態となり、内部の空気室２８から空気が流出することにより、扁平となった扁平状態となる。
【００３４】
空気室２８を形成する形成部材としては、袋部材３４に限られず、種々の部材を用いることが可能である。形成部材としては、例えば、ピストンが往復移動可能に設けられたシリンダで構成してもよい。この構成では、ピストンが往復移動することにより、シリンダの内部に形成される空気室が拡縮する。
【００３５】
また、形成部材としては、図４に示すように、蛇腹状にされた側壁３７Ａを有する筒状の蛇腹状部材３７であっても良い。蛇腹状部材３７は、一端部（図４における上端部）が閉鎖され、他端部（図４における下端部）が開放され、この開放端部が連通管３０と連通している。蛇腹状部材３７は、蛇腹状の側壁３７Ａが伸縮可能とされており、図５に示すように側壁３７Ａが伸長することにより、空気室２８が拡大され、図４に示すように側壁３７Ａが縮むことにより、空気室２８が縮小される。
【００３６】
連通管３０は、サイフォン起動基準水頭よりも上方で排水導入管１８の下部と一端部（上流端部）が連通し、他端部（下流端部）が水廻り器具１６の下方位置において上方に延出されると共に空気室２８と連通している。これにより、空気室２８は、サイフォン起動基準水頭よりも上方で排水導入管１８と連通している。なお、図中には、サイフォン起動基準水頭を符号Ｈｉｓにて示している。
【００３７】
連通管３０の上流端部は、具体的には、排水導入管１８の垂直管１８Ａに接続されている。なお、連通管３０の上流端部は、排水導入管１８の上部に接続されていても良い。
また、連通管３０の上流端部は、排水導入管１８のＲ管１８Ｂに接続されていても良いし、サイフォン起動基準水頭よりも下方で排水導入管１８に接続されていても良い。
【００３８】
また、連通管３０の下流端部は、図６に示すように、水廻り器具１６の上方に配置されていても良い。このように、連通管３０の下流端部を水廻り器具１６の上方に配置すれば、空気室２８が水廻り器具１６の上方に配置でき、空気室２８内に排水導入管１８から排水がより流入するのを防止できる。また、連通管３０の下流端部は、水廻り器具１６と同じ高さをされていても良い。
【００３９】
また、連通管３０は、中間部が屈曲してＬ字状に形成されており、排水導入管１８から横方向に延びる横管３０Ａと、横管３０Ａから上方に延びる縦管３０Ｂとで構成されている。なお、連通管３０は、図７に示すように、排水導入管１８から斜め上方に延びる構成であってもよいし、図８に示すように、水平方向に延びる構成であっても良い。
【００４０】
また、連通管３０は、図９に示すように、排水導入管１８に連結された一端部から斜め上方に延びる斜管３０Ｃと、中間部から鉛直方向上へ延びるように屈曲された他端部である縦管３０Ｂとで構成され、縦管３０Ｂが空気室２８に連通されている構成にすることもできる。このように、一端部を排水導入管１８から斜め上方へ延出することにより、排水導入管１８内の空気を効果的に逃がすことができる。また、空気室２８に連結される他端部を鉛直方向へ向けることにより、空気室２８内へ入り込んだ排水を空気室２８が縮小するときに連通管３０へ落とすことができ、空気室２８内への排水の滞留を抑制することができる。
【００４１】
なお、サイフォン起動基準水頭は、サイフォン力が発生するために必要な排水の排水管（排水導入管１８及びサイフォン排水管２２）内における水位である。これは、サイフォン排水管中への水の押し込みの圧力としてある程度の圧力が必要で、この圧力が得られる水位にならないと、どれだけ時間が経過してもサイフォン力が発生しないという現象に基づくものである。
なお、連通管３０がない構成であっても良く、袋部材３４が直接排水導入管１８に連通している構成であってもよい。
【００４２】
また、排水導入管１８には、外部からの空気を排水導入管１８へ通過させると共に排水導入管１８から外部へ排水を通過させない通気弁３２が設けられている。この通気弁３２としては、後述のメンブレンバルブなどのように弾性体を用いたものや、ボール式逆止弁など、種々の機械要素により構成された逆止弁を用いることが可能である。
【００４３】
また、空気室２８から排水導入管１８側へ流入する空気の流入抵抗が、通気弁３２から排水導入管１８側へ流入する空気の流入抵抗よりも小さくなっている。すなわち、排水導入管１８へは、通気弁３２からよりも空気室２８からのほうが、空気が流入しやすくなっている。
この空気の流入しやすさは、例えば、空気室２８を形成する形成部材の柔軟性が高くして、空気室２８が拡縮しやすくすることにより調整できる。また、形成部材として、ゴムなどの弾性変形するものを用いて、拡大した空気室２８を縮小しようとする復元力を発揮させることで、さらに、空気室２８から排水導入管１８に空気が流入しやすくなる。
また、空気室２８と排水導入管１８との間の経路における流通抵抗によっても、流入抵抗を調整可能となる。例えば、その経路の流路幅が広くすること及び流路長さが短くすることで流通抵抗を小さくし、空気室２８から排水導入管１８に空気が流入しやすくすることができる。
【００４４】
通気弁３２は、排水導入管１８ではなく、図１０に示すように、連通管３０に配置される構成であってもよい。また、サイフォン排水システム１０としては、通気弁３２を有さない構成であってもよい。
【００４５】
また、図１１に示すように、自封式の排水トラップを通気弁として用いる構成であってもよい。
図１１に示す構成では、水廻り器具１６には、通気弁として用いられる自封式の排水トラップの一例としてのメンブレンバルブ４０が設けられている。このメンブレンバルブ４０は、弾性材料で筒状に形成され、上流側が常時開口しており、下流側が開閉可能とされ、かつ自由状態では閉じている。
【００４６】
また、メンブレンバルブ４０は、排水導入管１８に沿って縦方向に取り付けられており、上流端部４０Ａが上側に配置され、下流端部４０Ｂが下側に配置されている。
メンブレンバルブ４０は、ゴム等の弾性体からなる筒状の成形品であり、自由状態では、上流端部４０Ａ側は、図１１（Ａ）、図１２（Ａ）及び図１３（Ａ）に示すように、円形に形成されて開口しているが、図１３に示すように、下流端部４０Ｂへ向かうにしたがって徐々に潰された形状に形成され、中間部では断面が楕円形とされ、下流端部４０Ｂでは図１２（Ｂ）に示すように、軸方向から見て直線状となって互いに対向する内周面が接触して開口が閉じた状態となっている。
【００４７】
下流端部４０Ｂは、開口が開閉可能に閉じており、メンブレンバルブ４０に排水が流入していないときであって、排水導入管１８が負圧となっていないときに開口が閉じた状態で維持されるように癖付けられる。
また、下流端部４０Ｂは、メンブレンバルブ４０に排水が流入したとき及び排水導入管１８内が負圧となったときに、図１１（Ｂ）、図１２（Ｃ）及び図１３（Ｂ）に示すように、その圧力で開口するようになっている。
【００４８】
（本実施形態に係るサイフォン排水システム１０の作用）
次に、本実施形態に係るサイフォン排水システム１０の作用を説明する。
本実施形態に係るサイフォン排水システム１０の構成によれば、水周り器具１６からの排水は、排水導入管１８内を下方へ流れる。排水導入管１８内を下方へ流れた排水は、さらに、横引き管２４内を横方向へ流れる。
【００４９】
次いで、排水は、竪管２６を流下し、竪管２６におけるサイフォン水頭Ｈｓのポテンシャルエネルギーにより、サイフォン力が発生する。このサイフォン力により、排水導入管１８、横引き管２４及び竪管２６内の排水が誘導され、その排水が促進される。
このため、竪管２６側へ下る下り勾配が横引き管２４になくとも、逆に若干の逆勾配があったとしても、サイフォン力により排水を導くことができる。
【００５０】
ここで、サイフォン排水システム１０において、少量の排水がなされた場合では、図１４（Ａ）に示すように、排水導入管１８の垂直管１８Ａを流れる排水は、図１４（Ｂ）に示すように、排水導入管１８のＲ管１８Ｂ及び横引き管２４の上流端部に溜りはじめ、図１４（Ｃ）に示すように、排水導入管１８のＲ管１８Ｂ及び横引き管２４の上流端部を塞いでしまう場合がある。
また、特に、ディスポーザ２１を設けた構成においては、粉砕物と共に排水を流すものであるから、排水導入管１８内のＲ管１８Ｂなどに粉砕物及び排水が残留しやすく、排水導入管１８内の空気が下流側に排出されにくい状態となりやすい。
【００５１】
このように、排水導入管１８内の下流端部や横引き管２４の上流端部などに溜まった排水などによって、排水導入管１８内の空気が下流側に排出されにくい状態となった場合において、図１５に示すように、水廻り器具１６から排水がなされると、排水導入管１８が正圧となり、水廻り器具１６からの排水に押圧される排水導入管１８内の空気が空気室２８に流入し始める。
【００５２】
排水導入管１８内の空気が空気室２８に流入して、図１６に示すように、袋部材３４が膨出状態となり、排水導入管１８内の空気が空気室２８に逃げることができる。
これにより、水廻り器具１６からの排水は、排水導入管１８をほぼ自由落下の速度が流れるため、排水導入管１８をスムーズに流れ、水廻り器具１６の排水口１６Ａ付近の排水の滞留が抑制できる。
【００５３】
また、図１４に示すように、排水導入管１８のＲ管１８Ｂ及び横引き管２４の上流端部が排水で塞がれることで、水廻り器具１６の排水トラップ１７との間、つまり、排水導入管１８内で空気が閉じ込めるため、排水導入管１８に空気室２８を連通される本実施形態の構成によれば、横引き管２４の中間部分や横引き管２４の下流端部で空気室２８を連通させる構成に比較して、排水の抵抗となる空気を効率よく逃がすことが可能となる。
【００５４】
また、水廻り器具１６からの排水が、排水導入管１８をほぼ自由落下の速度が流れるため、横引き管２４に勢いよく排水が流入するので、サイフォンの起動が早くなる。
また、本実施形態の構成では、空気室２８に空気が流入しても、空気室２８は、密閉された空間であるので、汚臭等が外部に漏れない。
【００５５】
また、本実施形態の構成では、サイフォン起動基準水頭よりも上方で、空気室２８が排水導入管１８と連通しているので、空気室２８内に排水導入管１８から排水が流入しにくい。
また、本実施形態の構成によれば、連通管３０は、上方に延出された他端部が空気室２８と連通するので、空気室２８内に排水導入管１８から排水がより流入しにくい。
また、本実施形態の構成によれば、水廻り器具１６の下方スペースにおいて、連通管３０を上方へ長く延ばせるので、空気室２８内に排水導入管１８から排水がより流入しにくいと共に水廻り器具１６の下方スペースへの連通管３０の納まりがよい。
【００５６】
また、図１７に示すように、排水導入管１８内を流れた排水が、横引き管２４を流れ、竪管２６を流下してサイフォン力が作用すると、排水導入管１８内の排水と共に空気が下流側に引っ張られ、図１８に示すように、空気室２８内に逃げた空気が排水導入管１８に流入し、袋部材３４が扁平状態となる。これにより、排水導入管１８内が負圧となりにくくなる。
【００５７】
さらに、図１９に示すように、空気室２８内の空気が無くなった後に排水導入管１８内の空気が下流側に引っ張られた場合では、通気弁３２から空気が流入し、排水導入管１８内がより負圧となりにくい。図１９に示す例では、具体的には、排水導入管１８のうち、通気弁３２よりも下流側の下流管部１８Ｙは負圧のままで、通気弁３２よりも上流側の上流管部１８Ｘが、無圧又は若干の負圧（下流管部１８Ｙにおける負圧よりも小さい）の状態になる。
これにより、排水導入管１８内（図１９に示す例では、上流管部１８Ｘ内）が負圧となることで生じる問題、例えば、水廻り器具１６の水封式の排水トラップで空気を吸い込むことで生じる騒音や排水トラップの破封などを解消できる。
【００５８】
図２０は、水廻り器具１６において流し洗いがなされた場合における排水導入管１８〜サイフォン排水管２２内の圧力平均の変動と、その圧力変動に伴う袋部材３４の状態変化及び通気弁３２の通気状態を示したものである。図２０中の矢印Ａは、袋部材３４が膨出状態にあることを示し、矢印Ｂは、袋部材３４が扁平状態にあることを示し、矢印Ｃは、通気弁３２が通気状態にあることを示す。
【００５９】
水廻り器具１６において流し洗いがなされると、サイフォン力が起動するまでの時間において、排水導入管１８内が正圧となり、また、サイフォン力が起動した後は、不定期にサイフォン力がきれた際に瞬間的に排水導入管１８内が正圧となる。排水導入管１８内が正圧となった場合に、袋部材３４が膨出状態となる。排水導入管１８内が正圧となる時間は、限られているので、袋部材３４のように空気室２８の容量が限られているものでも対応可能である。
なお、サイフォン力は、前述のように起動した後不定期にきれる現象が生じる。時系列的にみて、サイフォン力が起動している部分を「脈動」といい、脈動の間隔が短いほど、サイフォン力の起動が効率よく行われ、排水処理能力が高いことになる。
【００６０】
一方、サイフォン力が起動してサイフォン力が作用している間は、排水導入管１８内は、負圧となる。排水導入管１８内が負圧となった場合には、袋部材３４が扁平状態となる。
排水導入管１８内が負圧となる時間は、排水導入管１８内が正圧となる時間よりも長いため、袋部材３４のように空気室２８の容量が限られているものだけでなく、本実施形態のように、排水導入管１８に空気を流入可能な通気弁３２が設けられていることが望ましい。
【００６１】
また、排水導入管１８内の正圧と負圧とは繰り返されるので、本実施形態のように、空気室２８内に逃げた空気が最初に排水導入管１８に流入してから、通気弁３２から空気が流入することにより、正圧となったときに空気室２８の室内が縮小されて元の状態に戻っていることが望ましい。これにより、負圧となった後に再び正圧となった場合でも、その排水に押圧される排水導入管１８内の空気を空気室２８内に逃がすことができ、水廻り器具１６の排水口１６Ａ付近の排水の滞留が効果的に抑制できる。
【００６２】
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
例えば、図２１及び図２２に示すように、排水導入管１８と連通する連通管３３を連通管３０とは別に設け、その連通管３３に通気弁３２を設ける構成であってもよい。図２１及び図２２に示す構成では、連通管３３は、中間部が屈曲してＬ字状に形成されており、排水導入管１８から横方向に延びる横管３３Ａと、横管３３Ａから上方に延びる縦管３３Ｂとを備えて構成されている。
【００６３】
図２１に示す構成では、横管３３Ａは、連通管３０の横管３０Ａよりも高い位置で排水導入管１８に接続されている。また、縦管３３Ｂの上端の高さは、連通管３０の縦管３０Ｂの上端よりも低い位置に配置されている。この縦管３３Ｂの上端部には、通気弁３２が配置されており、連通管３０の縦管３０Ｂの上端部に配置された袋部材３４よりも低い位置に配置されている。
なお、縦管３３Ｂの上端の高さは、連通管３０の縦管３０Ｂの上端よりも高い位置に配置されていてもよい。また、通気弁３２は、袋部材３４よりも高い位置に配置されていてもよい。
【００６４】
一方、図２２に示す構成では、横管３３Ａは、連通管３０の横管３０Ａよりも低い位置で排水導入管１８に接続されている。また、縦管３３Ｂの上端の高さは、連通管３０の縦管３０Ｂの上端よりも高い位置に配置されている。この縦管３３Ｂの上端部には、通気弁３２が配置されており、連通管３０の縦管３０Ｂの上端部に配置された袋部材３４よりも高い位置に配置されている。
なお、縦管３３Ｂの上端の高さは、連通管３０の縦管３０Ｂの上端よりも低い位置に配置されていてもよい。また、通気弁３２は、袋部材３４よりも低い位置に配置されていてもよい。
【００６５】
また、図２３及び図２４に示すように、横引き管２４の上流側に接続される接続管３５を有し、その接続管３５の中間部に排水導入管１８のＲ管１８Ｂの下流側が接続される構成であってもよい。図２３及び図２４に示す構成では、接続管３５は、排水導入管１８のＲ管１８Ｂが接続される部位を含むと共にその部位の下方側に配置された下部３５Ａと、排水導入管１８のＲ管１８Ｂが接続される部位よりも上方側に配置された上部３５Ｂと、を有している。
【００６６】
この接続管３５の下部３５Ａには、排水導入管１８からの排水が流入し、この流入した排水は、横引き管２４へ排出される。接続管３５の上端部には、袋部材３４が設けられており、接続管３５の上部３５Ｂを通じて、排水導入管１８内の空気が空気室２８に流入可能となっている。
図２３に示す構成では、通気弁３２が、排水導入管１８の垂直管１８Ａに設けられている。一方、図２４に示す構成では、通気弁３２が、接続管３５の上部３５Ｂに設けられている。
【実施例】
【００６７】
実施形態で説明した図２に示す構成のサイフォン排水システムで、サイフォン開始時間、脈動時間、排水トラップ内の水位上昇、空気室が満量になるかどうか、について試験を行った。試験は、空気室を設置しないものを比較例とし、空気室の容量を実施例１〜９で表１に示すように変化させ、他の条件は以下の同一にして行った。試験結果は、表１のようになった。なお、空気室は容量が大きくなるほどコストアップし、容量が６００ｃｃ未満であれば標準的な集合住宅の床下へ容易に納まるが、容量が６００ｃｃ以上になると収納について検討が必要になる。
［排水導入管の容量］：２００ｃｃ
［横引き管の長さ］  ：８ｍ
［竪管の長さ］      ：２．５ｍ
［排水導入管の垂直管長さ］：７００ｍｍ
［排水の流量］      ：８．０（Ｌ／分）
［サイフォン排水管の内径］：２０Ａ
［空気室］          ：ポリエチレン製ビニル袋
【００６８】
【表１】
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【００６９】
表１から、（空気室の容量／排水導入管の容量）が１００％を超えている場合でも、空気室が満量になることがわかった。これは、排水導入管内に溜まっていた空気が排出された後も、空気室へ空気が流入しているためである。
また、空気室の容量は、排水導入管内の容量の２５％程度（実施例１）でも、サイフォン開始時間、脈動間隔が比較例と比べて短縮しているが、空気室の容量が排水導入管内の容量の５０％以上（実施例２〜９）で、サイフォン開始時間、脈動間隔が最大限に短縮していることがわかる。空気室が満量になっても、空気室の容量が排水導入管内の容量の５０％以上であれば、サイフォン力に影響していないことがわかる。
また、トラップ内の水位は、比較例、実施例１では常時上昇するが、実施例２では時々の上昇であり、実施例３〜９では、上昇しないことがわかる。
上記より、効果的なサイフォン開始時間、脈動時間を実現するために、（空気室の容量／排水導入管の容量）は、５０％以上であることが好ましい。また、トラップ内の水位上昇を生じさせないようにするためには、（空気室の容量／排水導入管の容量）は、１００％以上であることが好ましい。また、床下への納まりを考慮すると、空気室の容量は６００ｃｃ未満であることが好ましい。また、空気室が満量となることのなくなる（空気室の容量／排水導入管の容量）が４００％を超えるものについては、コストが不必要に高くなることから、（空気室の容量／排水導入管の容量）は４００％以下にすることが好ましい。
【符号の説明】
【００７０】
１０ サイフォン排水システム
１６ 水廻り器具
１８ 排水導入管
２１ ディスポーザ
２４ 横引き管
２６ 竪管
２８ 空気室
３０ 連通管
３２ 通気弁
３４ 袋部材
４０ メンブレンバルブ（自封式の排水トラップの一例）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0005604169.tif 000020
【図１９】
0005604169.tif 000021
【図２０】
0005604169.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
0005604169.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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