(57)【要約】【課題】キャビテーションの発生を抑制することが可能な排水装置を提供すること。【解決手段】排水装置２０は、雨水が排水される排水装置であって、立て管部２６と、サイフォン誘発部２１と、を備える。立て管部２６は、第１立て配管部２２と、第２立て配管部２３と、を有する、第１立て配管部２２は、断面視が略円形であって、第１直径の内径を有し、上下方向に沿って配置されている。第２立て配管部２３は、第１直径よりも小さい第２直径の内径を有し、上下方向に沿って第１立て配管部２２の下側に配置されている。サイフォン誘発部２１は、立て管部２６の上側に配置され、立て管部２６によって排水される雨水にサイフォン現象の発生を誘発する。立て管部２６の長さをＬ１、第２立て配管部２３の長さをＬ２とすると式（１）を満たす。      ０．３≦Ｌ２／Ｌ１≦０．８・・・・（１）【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雨水が排水される排水装置であって、
第１の流路断面積を有し、上下方向に沿って配置された第１配管部と、前記第１の流路断面積よりも小さい第２の流路断面積を有し、上下方向に沿って前記第１配管部の下側に配置された第２配管部と、を有する立て管部と、
前記立て管部の上側に配置され、前記立て管部によって排水される雨水にサイフォン現象の発生を誘発するサイフォン誘発部と、を備え、
前記立て管部の長さをＬ１、前記第２配管部の長さをＬ２とすると、以下の式（１）を満たす、
排水装置。
０．３≦Ｌ２／Ｌ１≦０．８・・・・（１）
【請求項２】
前記第１配管部は、第１直径の内径を有し、
前記第２配管部は、前記第１直径よりも小さい第２直径を有する、
請求項１に記載の排水装置。
【請求項３】
前記第１直径をＤ１、前記第２直径をＤ２とすると、以下の式（２）を満たす、
請求項２に記載の排水装置。
０．２０≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１・・・・・・・（２）
【請求項４】
Ｌ１は、以下の式（３）を満たす、
請求項１〜３のいずれかに記載の排水装置。
５０メートル≦Ｌ１・・・（３）
【請求項５】
前記立て管部の上端は、前記第１配管部の上端であり、
前記立て管部の下端は、前記第２配管部の下端であり、
前記第１直径は、前記立て管部における最大の内径であり、
前記第２直径は、前記立て管部における最小の内径である、
請求項２または３に記載の排水装置。
【請求項６】
前記第１配管部の下端と前記第２配管部の上端は、直接的に、または継手を介して間接的に接続されている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の排水装置。
【請求項７】
前記立て管部は、
前記第１直径よりも小さく前記第２直径よりも大きい第３直径の内径を有する第３配管部を更に有し、
前記第３配管部は、前記第１配管部と前記第２配管部の間に配置されている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の排水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雨水を排水するための排水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サイフォン現象を誘発させることによって雨水の排水効率を向上させる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
例えば、特許文献１に示す構成では、軒樋直下に設けられた水を溜める水溜部の出口が縮径されており、この縮径された部分でサイフォン現象が誘発されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８２８０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、サイフォン現象を利用することにより立て配管内を雨水で満管にすると、配管中において水が落下することにより負圧が発生し、立て配管の入口近傍でキャビテーションが発生しやすくなる。キャビテーションとは、流体の流れの中で圧力差により短時間に泡の発生と消滅が起きる物理現象である。
【０００６】
このようなキャビテーションが発生すると衝撃が生じるため、配管の内表面が傷つき寿命が短くなり、また衝撃により住居者に不快感を与える。また、特にビル等の高層建造物にサイフォン現象を利用した雨水排水装置が導入された場合には、高低差が大きいため水の落下速度が速くなり負圧が発生しやすくキャビテーションも発生しやすくなる。
【０００７】
本発明は、キャビテーションの発生を抑制することが可能な排水装置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】
上記目的を達成するために、第１の発明に係る排水装置は、雨水が排水される排水装置であって、立て管部と、サイフォン誘発部と、を備える。立て管部は、第１配管部と、第２配管部と、を有する、第１配管部は、第１の流路断面積を有し、上下方向に沿って配置されている。第２配管部は、第１の流路断面積よりも小さい第２の流路断面積を有し、上下方向に沿って第１配管部の下側に配置されている。サイフォン誘発部は、立て管部の上側に配置され、立て管部によって排水される雨水にサイフォン現象の発生を誘発する。立て管部の長さをＬ１、第２配管部の長さをＬ２とすると、以下の式（１）を満たす。
【０００９】
０．３≦Ｌ２／Ｌ１≦０．８・・・・（１）
このように、サイフォン誘発部の下側に第１配管部が設けられ、第１配管部の下側に第１配管部よりも断面積の小さい第２配管部を設けることにより、第２配管部へ流入する際に水の落下速度を抑えることができる。このため、第１配管部における負圧を低減することができ、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【００１０】
特に、排水装置が高層建造物に導入された場合には、サイフォン現象による引力と重力の加算によって雨水が大きな位置エネルギーを持つことになるため、第２配管部を第１配管部より断面積を小さくすることによるキャビテーション発生の抑制効果が顕著となる。
【００１１】
第２の発明に係る排水装置は、第１の発明に係る排水装置であって、第１配管部は、第１直径の内径を有し、第２配管部は、第１直径よりも小さい第２直径を有する。
【００１２】
このように、サイフォン誘発部の下側に第１配管部が設けられ、第１配管部の下側に第１配管部よりも内径の小さい第２配管部を設けることにより、第２配管部へ流入する際に水の落下速度を抑えることができる。
【００１３】
特に、排水装置が高層建造物に導入された場合には、サイフォン現象による引力と重力の加算によって雨水が大きな位置エネルギーを持つことになるため、第２配管部を第１配管部より縮径することによるキャビテーション発生の抑制効果が顕著となる。
【００１４】
第３の発明に係る排水装置は、第２の発明に係る排水装置であって、第１直径をＤ１、前記第２直径をＤ２とすると、以下の式（２）を満たす。
【００１５】
０．２０≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１・・・・・・・（２）
このような関係の内径を有する第１配管部および第２配管部を使用することによって、キャビテーションの発生をより低減することができる。
【００１６】
第４の発明に係る排水装置は、第１〜第３のいずれかの発明に係る排水装置であって、Ｌ１は、以下の式（３）を満たす。
【００１７】
５０メートル≦Ｌ１・・・・・・（３）
上下方向に配置された配管の長さが長いほど、落下速度が速くなりキャビテーションが発生しやすくなるため、上下に配置された配管の全体の長さが５０メートル以上の場合に、キャビテーションの発生を抑制する効果を顕著に奏することができる。
【００１８】
第５の発明に係る排水装置は、第２または第３の発明に係る排水装置であって、立て管部の上端は、第１配管部の上端であり、立て管部の下端は、第２配管部の下端であり、第１直径は、立て管部における最大の内径であり、第２直径は、立て管部における最小の内径である。
【００１９】
これにより、第１配管部における負圧を低減することができ、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【００２０】
第６の発明に係る排水装置は、第１〜５のいずれかの発明に係る排水装置であって、第１配管部の下端と第２配管部の上端は、直接的に、または継手を介して間接的に接続されている。
【００２１】
これにより、サイフォン誘発部から下方に向かって直線的に雨水を移動させることできる。
【００２２】
第７の発明に係る排水装置は、第１〜５のいずれかの発明に係る排水装置であって、立て管部は、第３配管部を更に有する。第３配管部は、第１直径よりも小さく第２直径よりも大きい第３直径の内径を有する。第３配管部は、第１配管部と第２配管部の間に配置されている。
【００２３】
このように、複数段階で縮径することによって、摩擦により雨水の位置エネルギーを除々に低減することができる。このため、配管の下流側における騒音等を低減することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る排水装置によれば、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明にかかる実施の形態における雨水排水システムの構成を示す概略図。
【図２】図１の雨水排水システムにおける排水装置の断面図。
【図３】（ａ）図２の排水装置におけるサイフォン発生器の構成を示す正面図、（ｂ）図３（ａ）のサイフォン発生器の平面図。
【図４】呼び径ごとの配管の種類における内径の表を示す図。
【図５】図２の排水装置がスラブに固定されている状態を示す図。
【図６】図１の雨水排水システムの排水配管構造を示す平面図。
【図７】本発明にかかる実施例１〜１６および比較例１〜４の結果の表を示す図。
【図８】本発明にかかる実施の形態の排水装置の変形例を示す図。
【図９】本発明にかかる実施の形態の排水配管構造の変形例を示す図。
【図１０】本発明にかかる実施の形態の変形例の雨水排水システムの構成を示す図。
【図１１】本発明にかかる実施の形態の変形例の排水装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施の形態に係る雨水排水システム１０について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
＜１．構成＞
図１は、本実施の形態における雨水排水システム１０の構成を示す図である。
【００２８】
本実施の形態の雨水排水システム１０は、ビル等の建造物１００に設置される。建造物１００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１０１が設けられている。
【００２９】
（１−１．雨水排水システム１０）
雨水排水システム１０は、図１に示すように、排水装置２０と、排水配管構造３０と、を備える。建造物１００の屋上１０５には、屋上１０５の縁沿いに排水溝１０２が設けられている。排水溝１０２は、長手方向のいずれか一方に向かって傾斜していてもよい。また、屋上１０５は、排水溝１０２に向かって中央から傾斜していてもよい。さらに、図１では、排水溝１０２は、正方形状の屋上１０５の対向する２辺の近傍にのみ設けられているが、４辺全ての近傍に設けられていてもよい。
【００３０】
排水装置２０は、図１に示すように、６箇所（対向する２辺の各々の辺に沿って３箇所ずつ）に設けられており、排水溝１０２から壁１０４の内側に沿って下方に向けて設けられている。排水装置２０は、建造物１００の屋上１０５に落下し排水溝１０２に流れ込んだ雨水を地面近傍に移動させる。排水配管構造３０は、排水装置２０の下流側に配置されており、排水装置２０によって地面近傍に移動された雨水を下水管に排出する。
【００３１】
（１−２．排水装置２０）
排水装置２０は、建造物１００の屋内（外壁の内側）に、各階のスラブ１０１を貫通するように配置されている。排水装置２０は、排水溝１０２から下方に向かって設けられている。
【００３２】
図２は、排水装置２０の断面構成図である。詳細には、図２は、図１における紙面手前側の３つの排水装置２０のうち最も右側の排水装置２０を示す。なお、図２では、排水装置２０のうちサイフォン誘発部２１は断面でなく正面図で示す。
【００３３】
排水装置２０は、図２に示すように、サイフォン誘発部２１と、立て管部２６と、接続部材２５（図５参照）と、を備える。
【００３４】
立て管部２６は、排水溝１０２から下方に向かって配置されている。排水溝１０２の底面に形成された開口１０３が立て管部２６に連通している。接続部材２５は、立て管部２６をスラブ１０１に接続して固定する。
【００３５】
（１−２−１．サイフォン誘発部２１）
サイフォン誘発部２１は、図２に示すように、排水溝１０２の開口１０３を塞ぐように配置されている。
【００３６】
サイフォン誘発部２１の材質としては、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。
【００３７】
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サイフォン誘発部２１を得ることができる。
【００３８】
図３（ａ）は、サイフォン誘発部２１の平面構成図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡＡ´間の矢示断面図である。
【００３９】
サイフォン誘発部２１は、ベース部４１と、蓋部４２と、整流フィン４３と、を有する。
【００４０】
ベース部４１は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、円環状の底面４１ａと、底面４１ａの略中心に形成された雨水を落下させる落とし口４１ｂと、筒状部４１ｃとを有している。そして、落とし口４１ｂは筒状部４１ｃの上端に形成されている。筒状部４１ｃは、立て管部２６に配置される。
【００４１】
底面４１ａは、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、略中央部分に落とし口４１ｂが形成された円環状の部材である。そして、円環状の底面４１ａには、落とし口４１ｂを中心に、複数の整流フィン４３が等角度間隔で配置されている。
【００４２】
落とし口４１ｂは、図３（ａ）に示すように、ベース部４１の中心部に形成された貫通穴であって、筒状部４１ｃの内部に形成されている。そして、落とし口４１ｂは、立て管部２６の上端部に連通しており、サイフォン誘発部２１に対して３６０度方向から流入してきた雨水を、立て管部２６内へと落下させる。
【００４３】
筒状部４１ｃは、図３（ａ）および図３（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４１ａと連結され、底面４１ａ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４１ｃは、内部に落とし口４１ｂが形成される。
【００４４】
蓋部４２は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、ベース部４１の上方に、ベース部４１の中心に形成された落とし口４１ｂ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４１の底面４１ａ上に立設された複数の整流フィン４３によって支持されている。また、蓋部４２は、図３（ｂ）に示すように、ベース部４１（落とし口４１ｂ）の上方に、底面４１ａから所定の隙間Ｇの大きさ（高さ）をあけて配置されている。
【００４５】
複数の整流フィン４３は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、落とし口４１ｂに流入する雨水の流れを整えるために、ベース部４１の底面４１ａ上に設けられている。より具体的には、複数の整流フィン４３は、図３（ａ）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４１ａ上に、落とし口４１ｂ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。
【００４６】
また、８つの整流フィン４３は、それぞれ円環状の底面４１ａにおいて、径方向に沿って配置されている。
【００４７】
これにより、図３（ａ）に示すように、ベース部４１の底面４１ａと蓋部４２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４３によって雨水を整流し、落とし口４１ｂの中心に向かって雨水を誘導することができる。
【００４８】
このため、立て管部２６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。
【００４９】
この結果、整流フィン４３によって、落とし口４１ｂ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、第１立て配管部２２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。
【００５０】
（１−２−２．立て管部２６）
立て管部２６は、図２に示すように、第１立て配管部２２と、第２立て配管部２３と、継手２４と、を有する。
【００５１】
第１立て配管部２２の上端は、立て管部２６の上端２６ａと一致しており、第１立て配管部２２は、排水溝１０２から下方に向かって配置されている。排水溝１０２の底面に形成された開口１０３が第１立て配管部２２に連通している。
【００５２】
第２立て配管部２３は、第１立て配管部２２の下側に配置されている。第２立て配管部２３の下端は、立て管部２６の下端２６ｂと一致している。継手２４は、第１立て配管部２２の下端２２ａと第２立て配管部２３の上端２３ａを接続する。
【００５３】
（ａ．第１立て配管部２２）
第１立て配管部２２は、図２に示すように、内径が直径Ｄ１の配管２２１によって構成されている。配管２２１は、ＰＥ（ポリエチレン）製の管状部材であって、図２に示すように、略鉛直方向（上下方向ともいえる）に沿って配置されている。
【００５４】
配管２２１の上端は、排水溝１０２に下方から接続されており、開口１０３に繋がっている。配管２２１の下端（第１立て配管部２２の下端２２ａともいえる）は、後述する継手２４を介して第２立て配管部２３に繋がっている。
【００５５】
配管２２１には、呼び径が２００Ａ、１５０Ａ，１２５Ａ、１００Ａの配管が用いられる。内径の直径Ｄ１は、配管の種類ごとに各呼び径において決められている（後述する内径の直径Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４も同様である。）。配管の種類としては、材料によって例えばポリエチレン管とポリ塩化ビニルの種類がある。ポリエチレン管には、例えば、ＳＤＲ１１、ＳＤＲ２１、ＳＤＲ２６の３種類があり、ポリ塩化ビニル管には、例えば、ＶＰ管、ＶＵ管の２種類がある。
【００５６】
図４は、呼び径ごとの配管の種類における内径の最大値および最小値を示す図である。例えば、ＳＤＲ１１の７５Ａの配管の場合、外径は８９ｍｍとなり、許容誤差は０．３ｍｍとなり、厚みは８．１ｍｍであり、許容誤差は＋１．１ｍｍである。そのため、ＳＤＲ１１の７５Ａの配管における内径の最小値は、（８９−０．３）−（８．１＋１．１）×２＝７０．３と算出される。また、最大値は、（８９＋０．３）−８．１×２＝７３．１と算出される。
【００５７】
図４には、７５Ａの配管から１２５Ａの配管に拡径した場合の拡径比も示されている。また、７５Ａ→１２５Ａ、最小側とは、ＳＤＲ１１における７５Ａから１２５Ａへの拡径比の最小値を示しており、最大の内径（７３．１）から最小の内径（１１１）への拡径であるため、（１１１−７３．１）／７３．１＝０．５１８と算出される。
また、７５Ａ→１２５Ａ、最大側とは、ＳＤＲ１１における７５Ａから１２５Ａへの拡径比の最大値を示しており、最小の内径（７０．３）から最大の内径（１１４．８）への拡径であるため、（１１４．８−７０．３）／７０．３＝０．６３３と算出される。
【００５８】
なお、本実施の形態では、第１立て配管部２２は、一本の配管２２１によって構成されているが、複数の配管２２１とそれらの間を繋ぐ継手によって構成されていてもよい。
【００５９】
（ｂ．第２立て配管部２３）
第２立て配管部２３は、内径が直径Ｄ２の配管２３１によって構成されている。配管２３１は、ＰＥ（ポリエチレン）製の管状部材であって、図２に示すように、第１立て配管部２２の下側において略鉛直方向（上下方向ともいえる）に沿って配置されている。直径Ｄ２は、直径Ｄ１よりも小さく設定されている。配管２３１は、配管２２１と同軸上に配置されている。
【００６０】
配管２３１は、その上端（第２立て配管部２３の上端２３ａともいえる）が継手２４に接続されている。配管２３１の下端は、後述する継手３１４、３１５介して略水平方向に配置されている第１横引き配管部３１（後述する）に接続されている。
【００６１】
第２立て配管部２３には、呼び径が１５０Ａ，１２５Ａ、１００Ａ、７５Ａの配管が用いられる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、第２立て配管部２３は、一本の配管２３１によって構成されているが、複数の配管２３１とそれらの間を繋ぐ継手によって構成されていてもよい。
【００６３】
本実施の形態では、第１立て配管部２２から第２立て配管部２３へと配管の内径を縮める（縮径する）ことによって、雨水に抵抗が生じて雨水の落下速度を抑えることができる。このため、第１立て配管部２２の入口（開口１０３近傍）におけるキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００６４】
（ｃ．継手２４）
継手２４は、レデューサであり、ＰＥ（ポリエチレン）製の管状部材である。継手２４は、図２に示すように、第１立て配管部２２と第２立て配管部２３を繋ぐ。樹脂製の配管と継手を繋ぐ場合には、継手２４として、例えば、メカニカル継手（例えば、可とう継手等）を用いることができる。
継手２４は、円柱形状の空間である第１接続部２４１と、円柱形状の空間である第２接続部２４２と、縮径部２４３とを有する。
【００６５】
第１接続部２４１と第２接続部２４２は、上下方向に沿って、同軸上に配置されている。第１接続部２４１には、配管２２１の下端が挿入されて固定される。第１接続部２４１の内径は、配管２２１の外径と概ね一致している。第２接続部２４２には、配管２３１の上端が挿入されて固定される。第２接続部２４２の内径は、配管２３１の外径と概ね一致している。
【００６６】
縮径部２４３は、第１接続部２４１と第２接続部２４２の間をつなぐ。円錐台状の空間であり、第１接続部２４１から第２接続部２４２にかけて内径が縮小するように形成されている。
【００６７】
（１−２−３．接続部材２５）
接続部材２５は、第１立て配管部２２または第２立て配管部２３をスラブ１０１に対して固定するための部材である。
【００６８】
図５は、第２立て配管部２３を接続部材２５でスラブ１０１に固定している状態を示す図である。
【００６９】
例えば、図５に示すように接続部材２５は、２つの部材を用いて第２立て配管部２３の配管２３１の外周面を保持部２５ａによって挟み込むように固定する、いわゆる床バンド等の部材を用いることができる。
【００７０】
図５では、第２立て配管部２３は、その上端２３ａがスラブ１０１の上面１０１ａから高さｈ１（例えば０．２ｍ以内）に配置されるように、スラブ１０１に固定されている。ここで、径が縮径される部分において、雨水のエネルギー損失が大きくなって騒音が発生する場合があるが、継手２４を固定されている位置に近く配置することによって、騒音を抑制する効果が発揮される。
【００７１】
なお、図５では、第２立て配管部２３をスラブ１０１に対して固定しているが、後述する第１立て配管部２２および第２立て配管部２３の長さに応じて、第１立て配管部２２をスラブ１０１に対して固定してもよく、第２立て配管部２３を固定する場合であっても、図５に示すように、継手２４の下方近傍に固定しなくてもよい。
【００７２】
（１−２−４．配管の長さ、縮径比）
図２に示すように、第１立て配管部２２は、内径の直径Ｄ１の略円形状の配管２２１によって構成されている。第２立て配管部２３は、上下方向の長さがＬ２であって、内径の直径Ｄ２の略円形状の配管２３１によって構成されている。
【００７３】
立て管部２６の上端２６ａから下端２６ｂまでの長さＬ１と第２立て配管部２３の長さＬ２は、以下の式（１）を満たす。
【００７４】
０．３≦Ｌ２／Ｌ１≦０．８・・・・（１）
上記式（１）を満たすことによって、第１立て配管部２２への入口（開口１０３）近傍の雨水の落下速度を抑えることができ、キャビテーションを抑制することができる。
【００７５】
Ｌ２／Ｌ１が下限値の０．３より小さい場合、立て配管の縮径部の働きが弱くなり入口でキャビテーションが発生しやすくなる。また、Ｌ２／Ｌ１が上限値の０．８より大きい場合、縮径の管が長すぎて縮径部でキャビテーションが発生しやすい。
【００７６】
また、０．４≦Ｌ２／Ｌ１≦０．７を満たしても良い。
また、配管２２１の内径の直径Ｄ１と配管２３１の内径の直径Ｄ２における縮径比（（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１）は、以下の式（２）を満たす。
【００７７】
０．２０≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１・・・・・・・（２）
下限値の０．２０より小さい場合には、縮径の効果があまり生じず、キャビテーションが発生する場合があるため、（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１は０．２０以上であるほうが好ましい。
【００７８】
また、立て管部２６の長さＬ１は、以下の式（３）を満たす。
５０メートル≦Ｌ１・・・・・・（３）
Ｌ１は、上記式（３）の範囲に限られるものではないが、上下方向に配置される立て管の長さが５０メートル以上となる場合に、よりキャビテーションが発生しやすくなり、本実施の形態のキャビテーションの抑制の効果が得られる。
【００７９】
（１−３．排水配管構造３０）
図６は、排水配管構造３０を示す平面構成図である。排水配管構造３０は、第１横引き配管部３１と、第２横引き配管部３２と、第３横引き配管部３３と、継手３４と、継手３５と、を備える。
【００８０】
第１横引き配管部３１は、複数の排水装置２０からの雨水を集める。第２横引き配管部３２は、第１横引き配管部３１によって集められた雨水をマス１１０へと送る。継手３４は、第１横引き配管部３１と第２横引き配管部３２とを接続する。継手３５は、第２横引き配管部３２と第３横引き配管部３３とを接続する。
【００８１】
（１−３−１．第１横引き配管部３１）
第１横引き配管部３１は、図１に示すように、建造物１００の壁の下端に沿うように地下に配置されている。第１横引き配管部３１は、建造物１００の１つの壁１０４に沿って上下方向に配置された３つの排水装置２０を通って流れてくる雨水を集めてマス１１０に導く集水管の役割を有する。
【００８２】
第１横引き配管部３１は、略水平に配置されているが、その長手方向においてマス１１０側に向かって下がるように若干傾斜している。これによって、集められた雨水がスムーズにマス１１０へと移動する。
【００８３】
第１横引き配管部３１は、３つの配管３１１、３１２、３１３と、継手３１４、３１５を有している。３つの配管３１１、３１２、３１３は、ＰＥ（ポリエチレン）製の管状部材であって、同軸上に並んで配置されている。本実施の形態では、配管３１１、３１２、３１３は同じ内径の直径Ｄ３を有している。配管３１１、３１２、３１３は、マス１１０に近い側から配管３１３、配管３１２および配管３１１の順に配置されている。配管３１１、３１２、３１３としては、呼び径７５Ａ、１００Ａ、１２５Ａ、または１５０Ａの配管が用いられる。このように、配管３１３には、呼び径が７５Ａ以上（内径が７１．７ｍｍ以上）の配管が用いられる。
【００８４】
図１における最も左側（マス１１０と反対側）の排水装置２０の第２立て配管部２３は、継手３１４を介して最も左側の配管３１１と接続されている。継手３１４は、ＰＥ（ポリエチレン）製であって、直角に曲がった２方型の継手である。
【００８５】
中央の排水装置２０の第２立て配管部２３は、ＰＥ（ポリエチレン）製の継手３１５を介して、最も左側の配管３１１と、中央の配管３１２と接続されている。継手３１５は、３方型の継手である。
【００８６】
右側の排水装置２０の第２立て配管部２３は、継手３１５を介して、中央の配管３１２と右側の配管３１３と接続されている。
なお、第１横引き配管部３１の構成は、本実施の形態の構成に限られるものではない。
【００８７】
（１−３−２．第２横引き配管部３２、継手３４）
第２横引き配管部３２は、第１横引き配管部３１よりもマス１１０側（下流側）に配置されており、図５に示すように、配管３２１を有する。配管３２１は、ＰＥ（ポリエチレン）製の管状部材であって、配管３１１と同軸上に配置されている。配管３２１の内径の直径Ｄ４は、配管３１３の内径の直径Ｄ３よりも大きい。配管３２１としては、呼び径１００Ａ、１２５Ａ、１５０Ａまたは２００Ａの配管が用いられる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、第２横引き配管部３２は、一本の配管３２１によって構成されているが、複数の配管３２１とそれらの間を繋ぐ継手によって構成されていてもよい。
【００８９】
継手３４は、いわゆるインクリーザであって、第１横引き配管部３１の配管３１３と、配管３１３よりも内径の大きい第２横引き配管部３２の配管３２１とを接続する。
【００９０】
（１−３−３．第３横引き配管部３３、継手３５）
第３横引き配管部３３は、第２横引き配管部３２とマス１１０の間に配置されており、配管３３１を有する。配管３３１は、ＰＥ（ポリエチレン）製の管状部材である。本実施の形態では、配管３２１の内径の直径Ｄ５は、配管３３１の内径の直径Ｄ４と同じ大きさに設定しているが、配管３１３よりも大きくてもよい。配管３３１としては、呼び径１００Ａ、１２５Ａ、１５０Ａまたは２００Ａの配管が用いられる。
【００９１】
配管３３１は、一端がマス１１０に接続されており、他端が継手３５を介して配管３２１に接続されている。
【００９２】
なお、本実施の形態では、第３横引き配管部３３は、一本の配管３３１によって構成されているが、複数の配管３３１とそれらの間を繋ぐ継手によって構成されていてもよい。
【００９３】
継手３５は、いわゆるエルボ継手であり、ＰＥ（ポリエチレン）製の管状部材である。継手３５は、配管３３１が配管３２１に対して傾斜するように、配管３２１と配管３３１とを接続する。
【００９４】
以上のように、配管３１３の下流側に配管３１３より拡径した配管３２１が配置され、配管３２１の下流側に傾斜した継手３５が配置されて継手３５に配管３３１が接続されている。
【００９５】
これにより、配管３１３および配管３２１を流れてきた雨水は傾斜した継手３５に当たる。ここで、継手３５の上流側には配管３１３よりも径の大きい配管３２１が設けられているため、継手３５に衝突した雨水は旋回流を発生しながら配管３２１に戻ることができる。このため、マス１１０へ流れ込む水の速さを減速することができる。なお、マス１１０に流れ込んだ雨水は配管４００を通って下水管へと流れ込む。
【００９６】
（１−３−４．配管の傾き、拡径比）
継手３５によって形成される配管３２１の中心軸Ａ１と配管３３１の中心軸Ａ２のなす角度をθ（中心軸Ａ２に対する傾きともいえる）とすると、角度θは、以下の式（α）を満たす。
【００９７】
２０度≦θ≦８０度・・・・・・・・式（α）
後述する実施例で詳しく説明するが、上記式（α）を満たすことにより、マス１１０へ流れ込む水の速さを減速することができる。
【００９８】
例えば、上記範囲外の０度では、旋回流が発生せず流速がほとんど変化しないことによって効果が発現し難い。そのため、上記下限値以上であることが技術的に重要となる。また、上記範囲外の９０度では、エルボ部分でスラスト力による激しい振動が発生し、安定して排水することができない。そのため、上記上限値以下であることが技術的に重要となる。
【００９９】
また、第１横引き配管部３１の配管３１１、３１２，３１３の内径の直径をＤ３とし、第２横引き配管部３２の配管３２１の内径の直径をＤ４とすると、拡径比（（Ｄ４−Ｄ３）／Ｄ３）は、以下の式（β）を満たす。
【０１００】
０．１３≦（Ｄ４−Ｄ３）／Ｄ３≦０．６７・・・・・・式（β）
例えば、配管３１３と配管３２１として、図４の表に示すＶＰにおいて、呼び径１２５Ａと１５０Ａの配管を用いた場合、図４の最小側に示すように、拡径比が０．１３８となり最も小さくなり、ＶＰにおいて呼び径７５Ａと１２５Ａの配管を用いた場合、図４の最大側に示すように、拡径比が０．６６２となり最も大きくなる。これにより、式（β）の上限値と下限値が設定されている。
【０１０１】
拡径比が上記範囲外の０．１では、拡径量が小さく、流速がほとんど変化しないことによって効果が発現し難い。故に、上記下限値以上であることが技術的に重要である。
【０１０２】
また、配管３１３に呼び径７５Ａの配管を用い、配管３２１に呼び径１５０Ａの配管を用いることによって拡径比を０．９５とし、排水量を４０Ｌ／ｓとし、エルボ角度θを４５°に設定して評価を行った結果、マスの跳ね出し状況は非常に良好であり、振動は良好となり、総合評価は非常に良好となる。しかしながら、このように拡径比が上記範囲外の０．６７より大きい場合、跳ね出しや振動発生の抑制効果は頭打ちとなり施工性が悪くなる。そのため、上限を０．６７に設定した。なお、施工性とは、配管の重量が大きくなり配管しにくい点と、配管、マス設備のための掘削深度が大きくなり、時間と工数が著しく必要となる点をいう。
【０１０３】
＜２．動作＞
建造物１００の屋上１０５に降った雨水が排水溝１０２への流れ込み、排水装置２０のサイフォン誘発部２１を通って配管２２１に流れ込む。ここで、サイフォン現象が発生するため、配管２２１が満管となり、大量の雨水を排水することができる。
【０１０４】
雨水は、配管２２１を落下すると、配管２２１よりも縮径された配管２３１と摩擦が生じ落下速度が抑えられる。これによって、配管２２１の入口におけるキャビテーションの発生が低減される。
【０１０５】
複数の排水装置２０を通って落下した雨水は第１横引き配管部３１に集められ、継手３４を介して第２横引き配管部３２へと供給される。第２横引き配管部３２に供給された雨水は、継手３５に衝突し、上流に向かう旋回流が発生する。この旋回流が配管３１３よりも拡径された配管３２１に戻り、マス１１０へ向かう雨水と衝突し雨水の速度が配管３２１において減速される。これによって、サイフォン誘発部２１により大流量の雨水が排水される場合であっても、第２横引き配管部３２において雨水が減速されるため、マス１１０における雨水の跳ね出し、もしくは振動を低減することができる。
【０１０６】
＜３．排水装置２０の実施例＞
本実施例では、排水装置２０において配管２２１に呼び径１００Ａの配管を用い、配管２３１（縮径部ともいえる）に呼び径７５Ａの配管を用いた場合に、立て管部２６の全長Ｌ１および配管２３１の全長Ｌ２を変化させ、縮径比を変化させたときの実施例１〜１６および比較例１〜４を示す。
【０１０７】
図７は、実施例１〜１６および比較例１〜４を示す表である。図７では、縮径比を（（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１×１００（％））百分率で示す。
【０１０８】
配管内の圧力バランスが良好で、キャビテーションが発生しにくいことを評価基準として用いた。キャビテーションが全く発生せず、圧力バランスが非常に良好な状態を二重丸（◎）で示した。キャビテーションが発生せず、圧力バランスが良好な状態を丸（○）で示した。キャビテーションがほとんど発生せず、圧力バランスが概ね良好な状態を三角（△）で示した。キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪い状態をバツ（×）で示した。
【０１０９】
（実施例１）
実施例１では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝１５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．３）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記三角の状態であり、キャビテーションがほとんど発生せず、圧力バランスが概ね良好であった。
【０１１０】
（実施例２）
実施例２では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝２０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．４）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記三角から丸の間の状態であった。
【０１１１】
（実施例３）
実施例３では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝２５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．５）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記丸の状態であり、キャビテーションが発生せず、圧力バランスが非常に良好であった。
【０１１２】
（実施例４）
実施例４では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝３５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．７）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記三角から丸の間の状態であった。
【０１１３】
（実施例５）
実施例５では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝４０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．８）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記三角の状態であり、キャビテーションがほとんど発生せず、圧力バランスが概ね良好であった。
【０１１４】
（実施例６）
実施例６では、Ｌ１＝１００ｍおよびＬ２＝３０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．３）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記三角の状態であり、キャビテーションがほとんど発生せず、圧力バランスが概ね良好であった。
【０１１５】
（実施例７）
実施例７では、Ｌ１＝１００ｍおよびＬ２＝８０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．８）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記三角の状態であり、キャビテーションがほとんど発生せず、圧力バランスが概ね良好であった。
【０１１６】
（実施例８）
実施例７では、Ｌ１＝２００ｍおよびＬ２＝６０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．３）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記三角の状態であり、キャビテーションがほとんど発生せず、圧力バランスが概ね良好であった。
【０１１７】
（実施例９）
実施例９では、Ｌ１＝２００ｍおよびＬ２＝１６０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．８）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記三角の状態であり、キャビテーションがほとんど発生せず、圧力バランスが概ね良好であった。
【０１１８】
（実施例１０）
実施例１０では、Ｌ１＝３００ｍおよびＬ２＝９０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．３）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記三角の状態であり、キャビテーションがほとんど発生せず、圧力バランスが概ね良好であった。
【０１１９】
（実施例１１）
実施例１１では、Ｌ１＝３００ｍおよびＬ２＝２４０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．８）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記三角の状態であり、キャビテーションがほとんど発生せず、圧力バランスが概ね良好であった。
【０１２０】
（実施例１２）
実施例１２では、例えば後述する図８に示すように３段階で縮径を行い、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝１５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．３）並びに縮径比３７％と設定した。ここで、Ｌ２は、上から一段目の縮径より下方の部分の長さである（図８では、例えば、第３立て配管部２７および第２立て配管部２３の長さ）。このような構成においてキャビテーションの評価を行った結果、上記丸の状態であり、キャビテーションが発生せず、圧力バランスが良好であった。
【０１２１】
（実施例１３）
実施例１３では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝２５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．５）並びに縮径比３７％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記丸から二重丸の間の状態であった。
【０１２２】
（実施例１４）
実施例１４では、例えば後述する図８に示すように３段階で縮径を行い、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝４０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．８）並びに縮径比３７％と設定した。ここで、Ｌ２は、上から一段目の縮径より下方の部分の長さである（図８では、例えば、第３立て配管部２７および第２立て配管部２３の長さ）。このような構成においてキャビテーションの評価を行った結果、上記丸の状態であり、キャビテーションが発生せず、圧力バランスが良好であった。
【０１２３】
（実施例１５）
実施例１５では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝１５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．３）並びに縮径比４９％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記丸の状態であり、キャビテーションが発生せず、圧力バランスが良好であった。
【０１２４】
（実施例１６）
実施例１６では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝２５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．５）並びに縮径比４９％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記二重丸の状態であり、キャビテーションが全く発生せず、圧力バランスが非常に良好であった。
【０１２５】
（実施例１７）
実施例１７では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝４０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．８）並びに縮径比４９％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記丸の状態であり、キャビテーションが発生せず、圧力バランスが良好であった。
【０１２６】
（実施例１８）
実施例１８では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝１５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．３）並びに縮径比６１％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記丸から二重丸の間の状態であった。
【０１２７】
（実施例１９）
実施例１９では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝２５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．５）並びに縮径比６１％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記二重丸の状態であり、キャビテーションが全く発生せず、圧力バランスが非常に良好であった。
【０１２８】
（実施例２０）
実施例２０では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝４０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．８）並びに縮径比６１％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記丸から二重丸の間の状態であった。
【０１２９】
（比較例１）
比較例１では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝１０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．２）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記バツの状態であり、キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪かった。
【０１３０】
（比較例２）
比較例２では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝４５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．９）並びに縮径比２０％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記バツの状態であり、キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪かった。
【０１３１】
（比較例３）
比較例３では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝１５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．３）並びに縮径比１８％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記バツの状態であり、キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪かった。
【０１３２】
（比較例４）
比較例４では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝４０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．８）並びに縮径比１８％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記バツの状態であり、キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪かった。
【０１３３】
（比較例５）
比較例５では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝１０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．２）並びに縮径比３７％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記バツの状態であり、キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪かった。
【０１３４】
（比較例６）
比較例５では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝１０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．２）並びに縮径比４９％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記バツの状態であり、キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪かった。
【０１３５】
（比較例７）
比較例７では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝１０ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．２）並びに縮径比６１％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記バツの状態であり、キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪かった。
【０１３６】
（比較例８）
比較例８では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝４５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．９）並びに縮径比３７％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記バツの状態であり、キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪かった。
【０１３７】
（比較例９）
比較例９では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝４５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．９）並びに縮径比４９％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記バツの状態であり、キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪かった。
【０１３８】
（比較例１０）
比較例１０では、Ｌ１＝５０ｍおよびＬ２＝４５ｍ（Ｌ２／Ｌ１＝０．９）並びに縮径比６１％と設定してキャビテーションの評価を行った結果、上記バツの状態であり、キャビテーションが発生し、圧力バランスが悪かった。
【０１３９】
上記実施例１と比較例１、実施例１２と比較例５、実施例１５と比較例６、および実施例１８と比較例７の結果より、Ｌ２／Ｌ１が下限値の０．３より小さい場合、立て配管の縮径部の働きが弱くなり入口でキャビテーションが発生しやすくなることがわかる。
【０１４０】
また、実施例５と比較例２、実施例１４と比較例８、実施例１７と比較例９、および実施例２０と比較例１０の結果より、Ｌ２／Ｌ１が上限値の０．８より大きい場合、縮径の管が長すぎて縮径部でキャビテーションが発生しやすくなることがわかる。
【０１４１】
また、実施例１と比較例３、および実施例２と比較例４の結果より、縮径比２０％以上でない場合には、縮径の効果がほぼ発揮できずキャビテーションが発生しやすくなることがわかる。
【０１４２】
なお、縮径比６１％においても、図７に示すようにキャビテーションの発生を抑制できるため、キャビテーションの発生を抑制する効果を発揮するための縮径比の上限は無いが実際には、排水性能が極端に下がるので、縮径比を６１％よりも大きくすることがほとんどない。そのため、排水性能の面からは、縮径比の上限は６１％に設定してもよい。
【０１４３】
＜４．特徴等＞
（１）
本実施の形態の排水装置２０（排水装置の一例）は、雨水が排水される排水装置であって、立て管部２６と、サイフォン誘発部２１と、を備える。立て管部２６は、第１立て配管部２２（第１配管部の一例）と、第２立て配管部２３（第２配管部の一例）と、を有する、第１立て配管部２２は、直径Ｄ１の略円形状の面積（第１の流路断面積の一例）を有し、上下方向に沿って配置されている。第２立て配管部２３は、直径Ｄ１の略円形状の面積よりも小さい直径Ｄ２の略円形状の面積（第２の流路断面積の一例）を有し、上下方向に沿って第１立て配管部２２の下側に配置されている。サイフォン誘発部２１は、立て管部２６の上側に配置され、立て管部２６によって排水される雨水にサイフォン現象の発生を誘発する。立て管部２６の長さをＬ１、第２立て配管部２３の長さをＬ２とすると式（１）を満たす。
【０１４４】
０．３≦Ｌ２／Ｌ１≦０．８・・・・（１）
このように、サイフォン誘発部２１の下側に第１立て配管部２２が設けられ、第１立て配管部２２の下側に第１立て配管部２２よりも断面積の小さい第２立て配管部２３を設けることにより、第２立て配管部２３への流入する水の落下速度を抑えることができる。このため、第１立て配管部２２における負圧を低減することができ、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【０１４５】
特に、排水装置２０が高層建造物に導入された場合には、サイフォン現象による引力と重力の加算によって雨水が大きな位置エネルギーを持つことになるため、第２立て配管部２３を第１立て配管部２２より断面積を小さくすることによるキャビテーション発生の抑制効果が顕著となる。
【０１４６】
（２）
本実施の形態の排水装置２０（排水装置の一例）では、第１立て配管部２２（第１配管部の一例）は、直径Ｄ１（第１直径の一例）の内径を有し、第２立て配管部２３（第２配管部の一例）は、直径Ｄ１よりも小さい直径Ｄ２（第２直径の一例）を有する。
【０１４７】
このように、サイフォン誘発部２１の下側に第１立て配管部２２が設けられ、第１立て配管部２２の下側に第１立て配管部２２よりも内径の小さい第２立て配管部２３を設けることにより、第２立て配管部２３へ流入する際に水の落下速度を抑えることができる。
【０１４８】
特に、排水装置２０が高層建造物に導入された場合には、サイフォン現象による引力と重力の加算によって雨水が大きな位置エネルギーを持つことになるため、第２立て配管部２３を第１立て配管部２２より縮径することによるキャビテーション発生の抑制効果が顕著となる。
【０１４９】
（３）
本実施の形態の排水装置２０（排水装置の一例）では、直径Ｄ１、直径Ｄ２は、式（１）および以下の式（２）を満たす。
【０１５０】
０．２０≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１・・・・・・・（２）
このような関係の内径を有する第１立て配管部２２および第２立て配管部２３を使用することによって、キャビテーションの発生をより低減することができる。
【０１５１】
（４）
本実施の形態の排水装置２０（排水装置の一例で）は、Ｌ１は、以下の式（３）を満たす。
【０１５２】
５０メートル≦Ｌ１・・・・・・（３）
上下方向に配置された配管の長さが長いほど、落下速度が速くなりキャビテーションが発生しやすくなるため、上下に配置された配管の全体の長さが５０メートル以上の場合に、キャビテーションの発生を抑制する効果を顕著に奏することができる。
【０１５３】
（５）
本実施の形態の排水装置２０（排水装置の一例）では、立て管部２６の上端２６ａは、第１立て配管部２２の上端であり、立て管部２６の下端２６ｂは、第２立て配管部２３の下端であり、直径Ｄ１は、立て管部における最大の内径であり、直径Ｄ２は、立て管部２６における最小の内径である。
【０１５４】
これにより、第１立て配管部２２における負圧を低減することができ、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【０１５５】
（６）
本実施の形態の排水装置２０（排水装置の一例）では、第１立て配管部２２の下端２２ａと第２立て配管部２３の上端２３ａは、直接的に、または継手を介して間接的に接続されている。
【０１５６】
これにより、サイフォン誘発部２１から下方に向かって直線的に雨水を移動させることできる。
【０１５７】
（７）
本実施の形態の排水配管構造３０は、マス１１０に接続され、雨水をマス１１０に排出する排水配管構造であって、第１横引き配管部３１と、第２横引き配管部３２と、第３横引き配管部３３と、継手３５（曲がり部の一例）と、を備える。第１横引き配管部３１は、直径Ｄ３の円形状の面積（第１の流路断面積の一例）を有する。第２横引き配管部３２は、直径Ｄ３の円形状の面積よりも大きい直径Ｄ４の円形状の面積（第２の流路断面積の一例）を有し、第１横引き配管部３１の下流側に配置されている。第３横引き配管部３３は、第２横引き配管部３２よりも下流側に配置されマス１１０に接続される。継手３５は、第２横引き配管部３２の軸Ａ１方向に対して第３横引き配管部３３の軸Ａ２方向が傾斜するように第２横引き配管部３２と第３横引き配管部３３を繋ぐ。第２横引き配管部３２の軸方向に対する第３横引き配管部３３の軸方向の曲がり角度をθとすると、以下の式（α）を満たす。
【０１５８】
２０度≦θ≦８０度・・・式（α）
これにより、第１横引き配管部３１に供給された雨水は、第２横引き配管部３２を経由して継手３５の内壁に当たり、上流に戻る向きの旋回流が発生する。ここで、第２横引き配管部３２が第１横引き配管部３１よりも流路断面積が大きく形成されているため、旋回流が第１横引き配管部３１よりも流路断面積が大きい第２横引き配管部３２に戻ることが可能となり、マス１１０に向かう雨水は、第２横引き配管部３２において旋回流と衝突し減速される。
【０１５９】
このように、大流量の雨水が排水される場合であっても、第２横引き配管部３２において雨水が減速され、マス１１０からの雨水の跳ね出し、もしくはマス１１０における振動を低減することができる。
【０１６０】
（８）
本実施の形態の排水配管構造３０は、第１横引き配管部３１は、断面視が略円形であって、直径Ｄ３（第１直径の一例）の内径を有する。第２横引き配管部３２は、断面視が略円形であって、直径Ｄ３よりも大きい直径Ｄ４（第２直径の一例）の内径を有する。第３横引き配管部３３は、断面視が略円形であって、直径Ｄ４以上の直径Ｄ５（第３直径の一例）の内径を有する。
【０１６１】
このように、第２横引き配管部３２が第１横引き配管部３１よりも拡径されているため、旋回流が第１横引き配管３１部よりも拡径された第２横引き配管部３２に戻ることが可能となり、マス１１０に向かう雨水は、第２横引き配管部３２において旋回流と衝突し減速される。
【０１６２】
（９）
本実施の形態の排水配管構造３０では、内径の直径Ｄ３は７１ｍｍ以上である。
【０１６３】
これにより、大量の雨水を流す場合であっても流速を抑えることができる。
（１０）
本実施の形態の排水配管構造３０では、第１横引き配管部３１に供給される排水量は、２０Ｌ／ｓ（秒）以上である。
【０１６４】
このような大量の排水量で排水する場合に、雨水の流速を減速する効果が顕著に発揮でき、マス１１０からの雨水の跳ね出し、もしくはマス１１０における振動を低減することができる。
【０１６５】
（１１）
本実施の形態の排水配管構造３０では、直径Ｄ３と、直径Ｄ４は、以下の式（β）を満たす。０．１３≦（Ｄ４−Ｄ３）／Ｄ３≦０．６７・・・・・・式（β）
これにより、上述した旋回流が逆流するためのスペースを設けることが出来る。
【０１６６】
＜５．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。
【０１６７】
（Ａ）
上記実施の形態では、図２に示すように、第１立て配管部２２から第２立て配管部２３に一段階だけ縮径しているが、図８に示すように複数段に縮径してもよい。図８では、第１立て配管部２２と第２立て配管部２３の間に第３立て配管部２７（第３配管部の一例）が設けられている。第３立て配管部２７は、一本の配管２７１で構成されている。配管２７１の内径の直径Ｄ７（第３直径の一例）は、配管２２１の内径の直径Ｄ１よりも小さく、配管２３１の内径の直径Ｄ２よりも大きい。図８では、第３立て配管部２７は、一本の配管２７１で構成されているが、複数の配管と継手で構成されていてもよい。また、配管２２１と配管２７１の間は、継手２８（レデューサ）によって接続されており、配管２７１と配管２３１の間は、継手２９（レデューサ）によって接続されている。
【０１６８】
なお、配管２２１、配管２７１、配管２３１の組み合わせとしては、例えば、呼び径が１２５Ａ、１００Ａ、７５Ａの配管の組み合わせ、１５０Ａ、１２５Ａ、１００Ａの配管の組み合わせ、および２００Ａ、１５０Ａ、１２５Ａの配管の組み合わせ等を用いることができる。
【０１６９】
このように、複数段階で縮径することによって、摩擦により雨水の位置エネルギーを除々に低減することができる。このため、配管の下流側における騒音等を低減することができる。
【０１７０】
（Ｂ）
上記実施の形態では、図６に示すように、配管３１３から配管３２１に一段階だけ拡径しているが、図９に示すように複数段に拡径してもよい。図９では、第１横引き配管部３１と第２横引き配管部３２の間に第４横引き配管部３６が設けられている。第４横引き配管部３６の内径の直径Ｄ６（第４直径の一例）は、第１横引き配管部３１の内径の直径Ｄ３よりも大きく、第２横引き配管部３２の内径の直径Ｄ４よりも小さい。第４横引き配管部３６は、第１横引き配管部３１と第２横引き配管部３２と同軸上に配置されている。第４横引き配管部３６は、一本の配管３６１で構成されている。配管３１３と配管３６１は、インクリーザの継手３８で接続されている。配管３６１と配管３２１は、インクリーザの継手３９で接続されている。図９では、第４横引き配管部３６は、一本の配管３６１で構成されているが、複数の配管と継手で構成されていてもよい。
【０１７１】
なお、配管３１３、配管３６１、配管３２１の組み合わせとしては、例えば、呼び径が７５Ａ、１００Ａ、１２５Ａの配管の組み合わせ、１００Ａ、１２５Ａ、１５０Ａの配管の組み合わせ、および１２５Ａ、１５０Ａ、２００Ａの配管の組み合わせ等を用いることができる。
このように複数段に拡径することにより、雨水の流速を除々に減速することができる。
【０１７２】
（Ｃ）
上記実施の形態では、配管と配管とを継手で接続しているが、これに限らなくても良く、配管と配管が直接接続されていてもよい。
【０１７３】
（Ｄ）
上記実施の形態では、排水配管構造３０の第１横引き配管部３１によって、３つの排水装置２０からの雨水が一つに集められてマス１１０へと排水されているが、１つに集められなくてもよい。
【０１７４】
例えば、図１０に示す雨水排水システム１０´に示すように、１つの排水装置２０ごとに排水配管構造３０´およびマス１１０が設けられていてもよい。この場合、排水配管構造３０´の第１横引き配管部３１´は、配管３１３のみを有し、配管３１３は、継手３１４を介して、排水装置２０の配管２３１と接続されている。
【０１７５】
なお、図１０に示す雨水排水システム１０´は、排水装置２０および排水配管構造３０´を１組として６組を備えているが、この数に限られるものではなく、１組だけ備えていてもよい。
【０１７６】
（Ｅ）
上記実施の形態の排水装置２０では、第１立て配管部２２と第２立て配管部２３は、流路方向に垂直な断面（流路断面）が円形状であるが、円形状に限らなくても良く、楕円形状や四角形状等であってもよい。要するに、流路の流れる断面積が、上記実施の形態の排水装置２０の関係と同様であればよい。すなわち、第１立て配管部２２の有する第１の流路断面積よりも、第２立て配管部２３の有する第２の流路断面積が小さければよい。
【０１７７】
更に、第１立て配管部２２と第２立て配管部２３の間に第３立て配管部２７が設けられている場合には、第３立て配管部２７の有する第３の流路断面積は、第１の流路断面積よりも小さく、第２の流路断面積よりも大きければよい。
【０１７８】
（Ｆ）
上記実施の形態の排水配管構造３０では、第１横引き配管部３１、第２横引き配管部３２、および第３横引き配管部３３は、流路方向に垂直な断面（流路断面）が円形状であるが、円形状に限らなくても良く、楕円形状や四角形状等であってもよい。要するに、流路の流れる断面積が、上記実施の形態の配水管構造３０の関係と同様であればよい。すなわち、第１横引き配管部３１の有する第１の流路断面積よりも、第２横引き配管部３２の有する第２の流路断面積が大きく、第３横引き配管部３３の有する第３の流路断面積が第２の流路断面積以上であればよい。
【０１７９】
更に、第１横引き配管部３１と第２横引き配管部３２の間に第４横引き配管部３６が設けられている場合には、第４横引き配管部３６の有する第４の流路断面積は、第１の流路断面積よりも大きく、第２の流路断面積よりも小さければよい。
【０１８０】
（Ｇ）
上記実施の形態の排水装置２０では、第１立て配管部２２と第２立て配管部２３が繋がっており、雨水はサイフォン誘発部２１から横方向に移動せず立て管によって直線的に地面近傍まで達するが、サイフォン誘発部２１から地面までの間に横引き管が設けられていてもよい。例えば、第１立て配管部２２の途中、第２立て配管部２３の途中、または第１立て配管部２２と第２立て配管部２３の間に横引き管が設けられていてもよい。
【０１８１】
図１１は、第１立て配管部の途中に横引き管が設けられた構成を示す排水装置２０´を示す模式図である。図１１に示す排水装置２０´では、第１立て配管部２２´の途中に横引き管２００が設けられている。すなわち、第１立て配管部２２´の上部２２１´が排水溝１０２に繋がっており、上部２２１´の下端と第１立て配管部２２´の下部２２２´の上端の間に略水平方向に配置された横引き管２００が接続されている。第１立て配管部２２´の下部２２２´の下端は継手２４を介して第２立て配管部２３に繋がっている。なお、立て管部２６´は、上部２２１´、下部２２２´、継手２４、および第２立て配管部２３の和となり、この和が立て管部２６´の長さＬ１となる。
【０１８２】
（Ｈ）
上記実施の形態では、接続部材２５として、床バンド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、接続部材として、立てバンドを用いてもよい。
また、接続部材の表面に生じる結露等が問題となる場合には、接続部材として、Ｕバンドにスリーパが付された部材とＬ字金物とを組み合わせた構成を用いてもよい。
【０１８３】
（Ｉ）
上記実施の形態では、配管２２１、２３１、３１１、３１２、３１３、３２１、３２２はＰＥ製であると説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１８４】
例えば、ＰＥ以外にも、ＰＰ（ポリプロピレン）等の他のオレフィン系樹脂や、ＰＶＣ（塩ビ）等の他の樹脂を用いてもよい。
【０１８５】
この場合でも、上記実施形態と同様に、雨水排水装置の軽量化を図ることができるとともに、スラブ貫通部の施工性および配管全体の施工性を向上させることができる。
【０１８６】
更に、上記配管２２１、２３１、３１１、３１２、３１３、３２１、３２２は、樹脂製に限らず、金属製であってもよい。
【０１８７】
（Ｊ）
上記実施の形態では、継手２４、３４、３５、３１４、３１５として、ＰＥ（ポリエチレン）製であると説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１８８】
例えば、ＰＥ以外にも、ＰＰ（ポリプロピレン）等の他のオレフィン系樹脂や、ＰＶＣ（塩ビ）等の他の樹脂を用いてもよい。
【０１８９】
更に、継手２４、３４、３５、３１４、３１５は、樹脂製に限らず、金属製であってもよい。なお、金属製の継手と配管と接続する場合には、例えば、ネジ接続やメカニカル継手（例えば、可とう継手など）、フランジが用いられる。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
本発明の排水装置は、キャビテーションの発生を抑制することが可能な効果を有し、雨水を排水する各種雨水排水システムに対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１９１】
２０      ：排水装置
２１      ：サイフォン誘発部
２２      ：第１立て配管部
２３      ：第２立て配管部
２６      ：立て管部
３０      ：排水配管構造
３１      ：第１横引き配管部
３２      ：第２横引き配管部
３３      ：第３横引き配管部
３４      ：継手
１１０    ：マス
【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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