(57)【要約】      （修正有）【課題】サイフォンの原理を利用した排水能力の高い排水構造を提供する。【解決手段】サイフォンの原理による排水構造において、排水を溜める水溜部11と、水溜部11の側面に配設される排水口12と、水溜部11内において排水口12を覆うように配設され上下に開口を有する経路切替手段と、排水口12と後続の排水管とを連通する排水管接続部とを有し、経路切替手段13内には、経路切替手段13内を上下移動する浮子を有し、浮子16は、経路切替手段13内に進入した排水の水位が上昇すると経路切替手段13上方の開口13ａを塞ぎ、水溜部11の排水の水位が下降して経路切替手段13内の排水に空気が混入すると塞いだ経路切替手段13上方の開口13ａを開放するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイフォンの原理による排水を行う排水構造において、
排水を溜める水溜部と、
前記水溜部の側面に配設される排水口と、
前記水溜部内において前記排水口を覆うように配設され上下に開口を有する経路切替手段と、
前記排水口と後続の排水管とを連通する排水管接続部とを有し、
前記経路切替手段内には、該経路切替手段内を上下移動する浮子を有し、
前記浮子は、前記経路切替手段内に進入した排水の水位が上昇すると前記経路切替手段上方の開口を塞ぎ、前記水溜部の排水の水位が下降して該経路切替手段内の排水に空気が混入すると前記塞いだ経路切替手段上方の開口を開放するように構成したことを特徴とする排水構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排水構造に関し、特にサイフォンの原理を利用した排水能力の高い排水構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
サイフォンの原理を利用した排水構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１においては、樋に落し口を設け、落し口内部において、サイフォン作用によって排水の流量を増大させる構造としている。
【０００３】
ここで、サイフォンの原理とは、液体が管内を略満水状態で落下する際に、該液体の上流側に吸引作用（サイフォン作用）を生じさせる原理のことをいう。このため、サイフォンの原理を利用した排水構造においては、上流側の液体を吸引する作用により、円滑に液体を排水することができ、かつ排水管の口径の小型化や、排水管の数の削減を実現することができるため有益である。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１１１９７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような排水構造においては、排水口周辺に十分に水がない場合には、排水口からは強い吸引力で水と共に周辺の空気も吸引されてしまう。水が排水口から空気混じりの状態で排水管内部に強く吸引されると、水は排水管内で大きく流れを乱し、排水口からは大きな音が発生することとなる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、サイフォンの原理によって排水を行う排水構造において、排水時に排水口から空気混じりの状態で排水管内部に強く吸引されたときに発生する音を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、サイフォンの原理による排水を行う排水構造において、排水を溜める水溜部と、前記水溜部の側面に配設される排水口と、前記水溜部内において前記排水口を覆うように配設され上下に開口を有する経路切替手段と、前記排水口と後続の排水管とを連通する排水管接続部とを有し、前記経路切替手段内には、該経路切替手段内を上下移動する浮子を有し、
前記浮子は、前記経路切替手段内に進入した排水の水位が上昇すると前記経路切替手段上方の開口を塞ぎ、前記水溜部の排水の水位が下降して該経路切替手段内の排水に空気が混入すると前記塞いだ経路切替手段上方の開口を開放するように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上のような構成により、排水が前記水溜部に溜まり、排水の水位が上昇してくると、前記浮子は前記経路切替手段の上方の開口を塞ぐ。更に排水が前記水溜部に溜まると、排水が前記排水管接続部を経由して前記排水管を一気に流下し、サイフォン作用による排水が行われる。
【０００９】
この際、サイフォン作用により前記排水管に向かって吸引力が働くため、前記水溜部の排水は、前記経路切替手段の下方の開口を経て、前記経路切替手段内を略満水状態に保ちながら、前記浮子を押し上げつつ排水口へ導かれる。この際、前記吸引力によって吸引されるのは排水のみであり、排水に空気が混入した状態で吸引された場合に比べ、排水時の音は非常に小さい。
【００１０】
ところで、水溜部の水位は、排水動作が進むにつれて下がっていき、満水だった前記経路切替手段内に下方から空気が入ると、前記浮子は浮力が足りなくなって排水により支えられなくなり落下する。すると前記経路切替手段の上方が開口し、空気が該開口と前記排水管接続部を経由して一気に前記排水管へ吸引されてサイフォン作用が終了する。この際も、吸引されるのは空気のみであり、排水に空気が混入した状態で吸引された場合に比べ、発生する音は非常に小さい。
【００１１】
以上のように、本発明の排水構造によれば、前記排水口において、排水又は空気のどちらかを選択的に吸引することになり、空気が混入した状態で排水が吸引されることに伴う排水騒音を防止することができる。
【００１２】
また、サイフォンの原理による排水を行う排水構造にすることにより、サイフォン作用の終了時には、前記浮子が前記排水口よりも十分低い位置に落下する。このため、何らかの原因で前記浮子が動作不良となった場合でも、前記経路切替手段の上方には十分な開口が確保される。従って、前記浮子が動作不良となった場合でも、排水は前記切替手段の上方の開口を通じて排水口へ達することができ、排水機能が損なわれることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図を用いて本発明の実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る排水構造の実施例１の構成説明図であり、図２は本発明に係る排水構造の実施例１の動作説明図であり、図３は本発明に係る排水構造の実施例２の構成説明図であり、図４は本発明に係る排水構造の実施例２の動作説明図である。
【実施例１】
【００１４】
（排水構造の構成）
本発明の実施例１の構成を図１を用いて説明する。図１に示すように、実施例１の排水構造は、排水を溜める水溜部11と、水溜部11の側面に配設される排水口12と、水溜部11内において排水口12を覆うように配設され上下に開口を有する経路切替手段13と、排水口12と後続の排水管15とを連通する逆勾配のある排水管接続部14とを有する。また、経路切替手段13内には、その内部を上下移動する浮子16を有し、その浮子16は、経路切替手段13内に進入した排水の水位が上昇するとその経路切替手段13上方の開口13ａを塞ぎ、水溜部11の水位が下降して経路切替手段13の下方の開口13ｂから経路切替手段13内の排水に空気が混入するとその塞いでいた経路切替手段13の上方の開口を開放するように構成している。
【００１５】
水溜部11は、排水が流入する流入口11ａを上端に配設し、流入口11ａから流入した排水を溜めるものである。流入口11ａには、異物が流入することを防ぐために、図示しない目皿等の異物混入防止手段が配設されている。
【００１６】
排水口12は、水溜部11の一側面の上方に配設され、水溜部11に溜まった排水を排出するための穴である。この排水口12は、浮子16よりも小さく嵌合しない形状（例えば、浮子16の表面が球面である場合には、排水口12を他の多角形状等）で構成したり、また格子状、網状のフィルタ等を配設したりして、サイフォンによる吸引作用が排水管15に生じても、浮子16が排水管15方向へ流出したり、排水口12を塞いだりしないような構成を施している。
【００１７】
経路切替手段13は、水溜部11内において排水口12を覆うように配設される。このため、流入口11ａから流入する排水はまず水溜部11に溜まり、排水口12から流出する際には経路切替手段13内を経由して流れ出る。また、経路切替手段13内部に浮子16があり、後述のように動作することによって、経路切替手段13を経由する排水の経路を切り替える。
【００１８】
また、経路切替手段13の上端には開口13ａが、下端には開口13ｂがそれぞれ設けられている。上端の開口13ａは、浮子16の径よりも小さく構成され、浮子16が当接すると嵌合するような形状に構成される。一方、下端の開口13ｂも浮子16の径よりも狭くし、経路切替手段13の下端から水溜部11方向への移動が制限されるように構成される。これにより浮子16は、経路切替手段13内を上下移動し、外れることがない。
【００１９】
浮子16は、球形で中空のプラスチック樹脂等の軽量の部材で構成されており、浮力に富むものが好ましい。尚、本実施例においては、浮子16を球形としたが、これに限るものではない。すなわち、経路切替手段13の上方に設けられる開口13ａを塞ぐ形状であればよく、例えば、浮子を開口13ａよりも大きな径の円筒形部材とし、浮力によって上昇した浮子が開口13ａを塞ぐ構成でもよい。
【００２０】
排水口12の排水の排出方向下流側には、逆勾配部（図１においては逆Ｕ字管）を有して後続の排水管15に接続される排水管接続部14が構成される。排水管接続部14において、逆勾配部の下端（図１のｌ）は水溜部11の上端（図１において排水流入口11ａと略同じ高さ）よりも十分低い位置である。これは水溜部11よりも逆勾配部の下端が高いと、排水が排水管接続部14を乗り越えるための水頭がなくなってしまうからである。さらに、逆勾配部の下端の高さは、経路切替手段13内の浮子16が排水により上昇して開口13ａを塞ぐ時の排水の水位Ｌ（図２（ｂ）参照）よりも高く設定する。すると、排水が水溜部11内に溜まって水位が高くなり、開口13ａが浮子16により塞がれた後に、排水管接続部14の逆勾配部の下端を乗り越えて排水が開始される。
【００２１】
排水管15は、略満水状態になりやすく、サイフォンの原理による排水が行われやすいように、細径の管を使用する。また、特にフレキシブル配管を使用すると好ましい。細径でかつフレキシブルの配管を使用することにより、例えば住宅の壁と壁の間等にも排水管15を配設することができる。
【００２２】
（排水構造における動作）
以上の構成により、図２を用いて、実施例１の排水構造における排水動作について説明する。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、水溜部11内に排水が流入しない初期状態においては、浮子16が既に溜まっている排水に浮いた状態で排水口12よりも低い位置に停滞している。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、排水が流入口11ａから流入すると、水溜部11内の水位が上昇し、この水位の上昇に伴って浮子16も経路切替手段13内において上昇する。そして、浮子16が経路切替手段13の開口13ａに嵌合して、開口13ａを塞ぐ。この状態において、経路切替手段13内は、サイフォンの原理による排水ができるような略満水状態になっている。
【００２５】
更に排水が流入口11ａから流入すると、更に水位が上がる。これにより、図２（ｃ）に示すように、溜まった排水が排水管接続部14を乗り越えて、排水動作を開始する。ここで、上述のように排水管15は細径であり、経路切替手段13内も略満水状態になっている。このように、排水が排水管15及び経路切替手段13内を略満水状態にしつつ排水管15内を流下するため、水溜部11に溜まった排水にはサイフォン作用により下流側に対して強い吸引力が働き、流速が速い効率のよい排水動作が行われる。ここで、経路切替手段13の開口13ａは浮子16により塞がれているため、空気が排水に混入する余地はない。このため、空気が混入した状態で排水が吸引されることに伴う排水騒音は発生しない。
【００２６】
サイフォンの原理による排水が行われている場合において、浮子16には、浮力の他、排水の流れにより下方から押し上げる方向に力が働く。このため、経路切替手段13の上方の開口13ａは浮子16により塞がれ、経路切替手段13内は略満水状態が保たれる。一方、水溜部11の排水は、サイフォン作用により排水量が促進され、水溜部11の排水の水位は徐々に低くなっていく。図２（ｄ）に示すように、水溜部11の排水の水位が経路切替手段13の下方の開口13ｂよりも低くなって排水に空気が混入すると、その分、浮子16に対する浮力が小さくなり、また排水の流れも少なくなるので押し上げる方向への力も働かなくなり、浮子16は落下する。
【００２７】
図２（ｅ）に示すように、浮子16が落下すると、浮子16が開口13ａから離間するため、経路切替手段13の上方から一気に空気が入り、経路切替手段13内の略満水状態が解除される。すると、経路切替手段13内の排水にはサイフォン作用が働かなくなり、排水動作が終了する。
【００２８】
また、排水動作が終了した時点の浮子16は、経路切替手段13において、排水口12よりも十分に低い位置にある。これは、排水時の水溜部11内の排水は、サイフォン作用により経路切替手段13の下方の開口13ｂから吸い上げられるので、サイフォン作用終了直前にはほとんど残っておらず、サイフォン作用終了後においては、経路切替手段13内の水の一部が水溜部11の底部に戻るためである。この場合、水溜部11の容積は経路切替手段13の容積よりも大きいため、底部に戻った排水の水位は排水口12よりも十分に低い水位になる。
【００２９】
以上の通り、実施例１の排水構造は、図２（ａ）から（ｅ）の一連の動作を繰り返すことにより良好な排水機能を奏することが可能となる。
【００３０】
ところで、冬季など、水溜部11に排水が溜まった状態で経路切替手段13内の浮子16ごと凍結してしまい、浮子16が動作不良になる場合も考えられる。このように、何らかの原因で浮子16が動作不良になった場合であっても、図２（ｆ）に示すように、浮子16は、排水口12よりも十分に低い位置にあるため、経路切替手段13の上方の開口13ａが塞がれることはない。従って、この状態で、排水が該排水構造へ流入しても、排水は経路切替手段13の上方の開口13ａを通じて排水口12へ達することができ、排水機能が損なわれることはない。浮子が動作不良となる原因としては、浮子周囲における排水の凍結以外にも、泥等の汚れの乾燥固着などが考えられる。
【実施例２】
【００３１】
本発明の実施例２の構成を図３を用いて説明する。実施例２と実施例１の異なるところは、排水管接続部は逆勾配部を有さず、排水口12が後続の排水管25に直接接続されている（即ち、排水口12が排水管接続部である）ところと、浮子が閉塞部材26ａを有するところである。実施例１と同様の構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００３２】
（排水構造の構成）
本発明の実施例２の構成を図３を用いて説明する。図３に示すように、実施例２の排水構造は、排水を溜める水溜部11と、水溜部11の側面に配設される排水口12と、水溜部11内において排水口12を覆うように配設され上下に開口を有する経路切替手段13とを有する。また、排水口12には後続の排水管25が直接付帯される（実施例２では、排水口12は、排水管接続部24が同じ位置に重なることとなる）。
【００３３】
また、経路切替手段13内には、水位が上昇すると経路切替手段13上方の開口13ａを塞ぎ、経路切替手段の下方の開口13ｂから経路切替手段13の排水に空気が混入すると降下する浮子26を有する。経路切替手段13の内径は浮子26よりも大きく、排水は浮子26の脇を通り排水口12に達することができる。
【００３４】
浮子26は球形で中空のプラスチック樹脂等の軽量の部材で構成されており、浮力に富むものが好ましい。浮子26は、上昇することで、経路切替手段13の上方の開口13ａを確実に塞ぐような大きさを有する閉塞部材26ａを有する。例えば、開口13ａが円形であった場合には、閉塞部材26ａの開口13ａ方向から見た径は、閉塞部材26ａの径の方が大きいように構成される。
【００３５】
一方、下端の開口13ｂも浮子26の径よりも狭くし、経路切替手段13の下端から水溜部11方向への移動が制限されるように構成される。これにより浮子26は、経路切替手段13内を上下移動し、外れることがない。尚、本実施例においては、浮子26を球形としたが、これに限るものではない。
【００３６】
（排水構造における動作）
以上の構成により、図４を用いて、実施例２の排水構造における排水動作について説明する。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、水溜部11内に排水が流入しない初期状態においては、浮子26が既に溜まっている排水に浮いた状態で排水口12よりも低い位置に停滞している。
【００３８】
図４（ｂ）に示すように、排水が流入口11ａから流入すると、水溜部11内の水位が上昇し、この水位の上昇に伴って浮子26も経路切替手段13内において上昇する。そして、水溜部11内は、経路切替手段13内も含めて、排水の流入とともに次第に略満水状態になっていく。ここで、排水口12の下端の高さ（図３のｌ）は、閉塞部材26ａが開口13ａを塞ぐ時の排水の水位Ｌよりも高い位置に設定されている。これは、浮子26の閉塞部材26ａが経路切替手段13の開口13ａを塞ぐまでは、排水が排水管25へ流出しないようにするためである。
【００３９】
この状態において、更に排水が流入口11ａから流入すると、更に水位が上がる。これにより、図４（ｃ）に示すように、溜まった排水が排水口12から排出され排水動作を開始する。このように、排水が排水管25及び経路切替手段13内を略満水状態にしつつ排水管25内を流下するため、水溜部11に溜まった排水にはサイフォン作用により下流側に対して強い吸引力が働き、流速が速い効率のよい排水動作が行われる。ここで、経路切替手段13の開口13ａは浮子26の閉塞部材26ａにより塞がれているため、空気が排水に混入する余地はない。このため、空気が混入した状態で排水が吸引されることに伴う排水騒音は発生しない。
【００４０】
サイフォンの原理による排水が行われている場合において、浮子26には、浮力の他、排水の流れにより下方から押し上げる方向に力が働く。このため、経路切替手段13の上方の開口13ａは浮子26の閉塞部材26ａにより塞がれ、経路切替手段13内は略満水状態が保たれる。一方、サイフォン作用により排水量が多いため、水溜部11の排水の水位は徐々に低くなっていく。図４（ｄ）に示すように、水溜部11の排水の水位が経路切替手段13の下方の開口13ｂよりも低くなって排水に空気が混入すると、その分浮子26に対する浮力が小さくなり、また排水の流れも少なくなるので、浮子26は落下する。
【００４１】
図４（ｅ）に示すように、浮子26が落下すると、浮子26の閉塞部材26ａが開口13ａから離間するため、経路切替手段13の上方から一気に空気が入り、経路切替手段13内の略満水状態が解除される。すると、経路切替手段13内の排水にはサイフォン作用が働かなくなり、排水動作が終了する。また、排水動作が終了した時点の浮子26は、経路切替手段13において、排水口12よりも十分に低い位置にある。
【００４２】
以上の通り、実施例２の排水構造は、図４（ａ）から（ｅ）の一連の動作を繰り返すことにより、良好な排水機能を奏することが可能となる。
【００４３】
なお、図４（ｆ）に示すように、水溜部11に排水が溜まった状態で経路切替手段13内の浮子26ごと凍結してしまうなどして、浮子26が動作不良になった場合でも、浮子26及び閉塞部材26ａは、排水口12よりも十分に低い位置にあるため、経路切替手段13の上方の開口13ａが塞がれることはない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、サイフォンの原理による排水を行う排水構造全般に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る排水構造の実施例１の構成説明図。
【図２】本発明に係る排水構造の実施例１の動作説明図。
【図３】本発明に係る排水構造の実施例２の構成説明図。
【図４】本発明に係る排水構造の実施例２の動作説明図。
【符号の説明】
【００４６】
11 …水溜部、11ａ …流入口、12 …排水口、
13 …経路切替手段、13ａ …開口、13ｂ …開口、
14 …排水管接続部、15 …排水管、16 …浮子、
25 …排水管、26 …浮子、26ａ …閉塞部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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