JP5091524B2 - 排水管システム - Google Patents

Description

本発明は、多層階建物の排水管システムに係り、詳しくは、そのオフセット部の構造の改良に関する。

通常の集合住宅などの多層階の建物では、図６に示すように、鉛直に配設された立管４０に、各階の衛生器具４１等を、横枝管４２を介して接続している。この横枝管４２には、排水管内の排水の逆流を防ぐためのトラップ４３を付設している。図中、４４は排水集合継手である。

しかしながら、多層階建物の途中の階で、その上層階側、あるいは下層階側とで、住戸の広さや部屋割りなどを異にする場合、立管４０を一直線状には配設できず、図７に模式的に示すように、その広さや部屋割りなどが異なる途中階（例えば、図の１４階）において、そこに下って来た立管（以下、上流側立管４５という）と、それ以降の階に至る立管（以下、下流側立管４６という）とに仕切って、かつ、下流側立管４６を水平にずらして、この下流側立管４６と前者の上流側立管４５とを、水平に配設した横管５０を介して接続する、というオフセット構造を採る。その際、上流側立管４５と横管５０、および横管５０と下流側立管４６は、それぞれ上流側接続管４７および下流側接続管４８で接続される。このようなオフセット構造では、以下のような問題がある。

すなわち、このようなオフセット構造では、上流側接続管４７から横管５０を経て下流側接続管４８に至るオフセット部が部分的に満水状態になり、オフセット構造を採った階の上層階での横枝管から多量に排水が流下すると、オフセット部直上の上流側立管４５内の空気が圧縮され、その間に接続されている衛生器具等のトラップ４３が破壊されるおそれがある。

そこで、そのような上流側立管４５内の空気の圧縮に基づくトラップ４３の破壊を防ぐため、例えば、下記の特許文献１に開示された排水管システムでは、オフセット部の通気用として、図７に示すように、上流側立管４５と横管５０との間にある排水集合継手４４と、下流側立管４６と横管５０との間にある排水集合継手４４とを接続する形のバイパス通気管４９を設けた構成が開示されている。
特開２００２−２２０８６２号公報、段落０００４

しかしながら、そのような構成は、上流側、下流側の両立管４５、４６、横管５０およびそれらを接続する上流側、下流側の両接続管４７、４８から成る基本の排水管システムに、上記バイパス通気管４９を別途配設するので、バイパス通気管４９自体の材料費が余分に必要となり、また、そのバイパス通路を形成するためには、バイパス通気管４９の一部がスラブＳを貫通する構造（図７では、１５階の床スラブＳが貫通されている）も必要となるので、その設置には手間も掛かり、躯体強度のことも考え合わせると、その分、施工費用も増大する、という問題がある。上記特許文献１、段落０００４参照。

そこで、この発明の目的は、多層階建物の排水管システムにおけるオフセット構造が、従来に比べ、小さい手間と少ない費用で実現できるようにすることにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、多層階建物の排水管システムの立管が、上下階の排水集合継手間でほぼ水平に配置された横管を介してオフセット配管されている排水管システムにおいて、前記横管の管内断面積が、横管内の通気芯が確保できる程度に、オフセット部の上流側および下流側立管の管内断面積より大きくなされ、前記オフセット部の前記上流側立管と前記横管を接続する上流側接続管が、上流側立管に接続される直管部と、横管に接続される曲がり部とからなる曲がり管であって、前記直管部の、曲がり部の曲率中心側の内壁面に、前記上流側立管からの流下水を、前記曲がり部の曲率中心側とは反対側の内壁面に導くようにした突起が設けられているとともに、前記オフセット部の前記下流側立管と横管を接続する下流側接続管が、上端閉塞、下端開放となって、下端に下流側立管が接続される下流側立管とほぼ同径の円筒の基体と、軸が基体の軸から偏心して設けられ、横管の下流端に接続されて横管からの流下水を基体内壁面に沿う旋回流となるように案内する枝管とを備えている構成を採用したのである。

このようにしたので、オフセット部の横管では通気芯が確保される。

すなわち、上記突起によって、直管部の内壁を伝って流下する排水が曲がり部に衝突する現象が阻止され、直管部内壁面から引き続き、曲がり部の内壁面に沿って流下するようになる。

そして、下流側立管において、流下水は立管内面をその内周に沿って流下するようになる。

さらに、請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明において、上記下流側接続管に掃除口が設けられている構成を採用したのである。

そのようにすれば、排水中の固形物の最も堆積しやすいこの場所での掃除が容易となる。

本発明は、上記した構成によって横管内の通気芯を確保するようにしたので、従来のオフセット部におけるバイパス通気管を廃止することができ、バイパス通気管自体の材料費を削減でき、また、バイパス通気管を配設する際のスラブＳの貫通構造も不要となるので、その分の施工の手間、費用もかからず、躯体強度の設計も容易となる。従って、全体としても、設計・施工が容易で施工費用の少ない排水管システムを構築することができる。

また、上流側接続管たる曲がり管内の前記突起の作用、すなわち、直管部の内壁を伝って流下する排水を、引き続き、曲がり部の内壁面に沿って流下させる、という作用により、排水が曲がり部に衝突する現象が阻止され、そのことにより、この上流側接続管内での通気芯が確保され、本発明の目的である、横管内の通気芯の確保、という状態をさらに安定させる、という効果がある。また、この上流側接続管内での排水の衝突による騒音の発生も阻止される。

さらに、下流側接続管の側壁内面の案内面形状による作用、すなわち、横管からの流入排水を、上記下流側立管に対して、立管内周に沿う旋回流の形で流入させる、という作用により、下流側立管の通気芯の確保、という効果も加わるので、排水管システム全体として、管内の異常な空気圧変動を強く抑制でき、トラップの破壊の防止、騒音の防止に有効な手立てとなる、という効果がある。

請求項２の発明によれば、堆積物が最も堆積し易い下流側接続管において、排水システム点検の際、その掃除口を介して、管内を容易に清掃できるので、管内の余分な空気圧変動の発生を防止できる、という効果がある。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。従来と同じ要素については、同じ符号を付して説明を省略する。図１は本発明のオフセット構造を備えた排水管システムの部分模式図である。なお、以下の配管は、基本的には、その管内断面形状が全て真円のものとしている。

図１に示すように、この排水管システムは最上階から鉛直に下ってきた立管４０が、オフセット部の形成された途中階（図では１４階）において、横管１によって、上流側立管４５と下流側立管４６に仕切られ、上流側立管４５の下端が上流側接続管２０を介して横管１の上流側に、また、下流側立管４６の上端が下流側接続管２５を介して横管１の下流側に接続されたものが基本構造となっている。この基本構造については、背景技術の項の図７に示した排水管システムのものと変わりはない。

本発明の排水管システムが、図７に示した従来のものと異なるのは、図７におけるバイパス通気管４９が廃止され、それに代わる構成として、オフセット部の横管１の内径が上流側、下流側の両立管４５、４６の内径より大きくなっていることである。

また、それに伴い、上流側立管４５と横管１の上流側を接続する上流側接続管２０も、その内径が上流側立管４５との接続位置では上流側立管４５と等しく、それ以降、下流に向かって拡径してゆき、横管１との接続位置において、横管１の内径と等しくなったものとなっている。

他方、横管１の下流側と下流側立管４６とを接続する下流側接続管２５では、その内径が横管１との接続位置では横管１と等しく、それ以降、下流に向かって縮径してゆき、下流側立管４６との接続位置において、下流側立管４６の内径と等しくなっている。以上が本発明の排水管システムの基本構成であり、この構成により、横管１内の通気芯を確保しているのであるが、以下、本発明の実施形態の詳細について説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態では、横管１の内径を、上流側、下流側の両立管４５、４６の内径より大きくするとともに、上流側接続管２０として、図２に示すような、直管部２１と曲がり部２２とから成る大曲がりエルボ継手を用いた。図２（ａ）はその平面図、図２（ｂ）は、部分断面を含む正面図である。この直管部２１の上端の内径が、図中、二点鎖線で示す上流側立管４５の内径寸法と等しくなっている。他方、曲がり部２２の図の右端の内径が、図中、二点鎖線で示す横管１の内径と等しくなっている。

また、下流側接続管２５として、これも図３に示すように、図２の継手を上下逆さまにして用いたものである。この曲がり部２６の図の左端の内径が、図中、二点鎖線で示す横管１の内径寸法と等しくなっている。他方、直管部２７の下端の内径寸法が、図中、二点鎖線で示す下流側立管４６の内径寸法と等しくなっている。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、上流側、下流側の両接続管として、特殊な形状の継手を用いた。図４に第２の実施形態の上流側接続管３０、図５に第２の実施形態の下流側接続管３５を示す。他の構成は第１の実施形態と同様である。

先ず、上流側接続管３０は、図４に示すように、外観は、前記第１の実施形態の図２に示したものと変わりないが、その内部構造に特徴がある。すなわち、上流側立管４５の下端と接続される直管部３１の内壁の、曲がり部３２の曲率中心に近い側の内壁３２ａに連なる側３１ａに、上流側立管４５から流下してきた排水を、曲がり部３２の曲率中心から遠ざかる側の内壁３２ｂに旋回流として導くための案内板３３を設けていることである。

このようにすることにより、上流側立管４５から、この上流側接続管３０に流下する排水は、この案内板３３によって、直管部３１の内壁面の旋回流が、曲がり部３２の底面に落下することなく、引き続き旋回流となって、曲がり部３２の内周に沿って流下して行く。

従って、この上流側接続管３０内で通気芯がしっかりと確保され、下流側にある横管１に対しても、その通気芯の確保を安定的なものにする。

他方、図５に示す下流側接続管３５は、（ａ）に示すように、図の垂直方向に軸を有し、上端閉塞、下端開放となった円筒の図の左側面の一部が開放となった形状を基体３６とするものである。

その基体３６の円筒の下端はフランジ形状３７になっており、このフランジ形状３７に、二点鎖線で示した下流側立管４６が接続される。また、基体３６の図の左側面の開放部分からは、図５（ｂ）に示すように、平面視、軸が基体３６の軸３６ａから偏心した枝管３８が水平方向に突設された形状を成している。

この枝管３８の図の左側（上流側）に、二点鎖線で示す横管１の下流側端部が接続される。そして、本発明では、横管１の内径は上流側、下流側の両立管４５、４６の内径より大きくなっているので、この横管１が接続される枝管３８の内径も、横管１の外周が嵌合可能な寸法となっており、下流側立管４６の内径より大きな寸法となっている。

この下流側接続管３５の前記枝管３８の両側壁３９の内面３９ａは、図５（ｃ）に示すように、横管１からの流入排水を、上記下流側立管４６に対して、立管内周に沿って旋回してゆく旋回流の形で流入させるために、排水が下流側立管４６内に流入する直前に、基体３６の円筒内面に沿って旋回するよう、対向する両側壁３９、３９の内面３９ａが対の案内面を成している。

このようにすることにより、横管１から下流側接続管３５に流入する排水は、この下流側接続管３５の基体３６内で、図５（ｃ）に示すような基体３６内周に沿う旋回流となり、下流側立管４６にも、旋回流の形で流入して行くようになる。従って、これらの管内で通気芯がしっかりと確保され、トラップの破壊などが起こりにくい構造となる。

なお、下流側接続管３５の基体３６の上面は、掃除用の開口が設けられており、そこには蓋３６ｂが設けられている。

また、上記各実施形態では、横管１の断面形状を真円としたが、これを先細りの方を下にした卵形状のものとしてもよい。卵形状にすると、上流側接続管から旋回して横管に流入してきた排水が衝突し合い、排水の旋回エネルギが消失するので、排水は横管の内周に沿って横管内面の上部空間にまでは昇り難く、従って、横管内の空気芯が閉塞されにくくなるからである。次に、本発明の効果を示すための比較実験について述べる。
[実施例と比較例の実験結果]

（実施例１）
実施例１では、第１の実施形態の構成を適用し、上流側接続管として、図２に示した大曲がりエルボ継手２０を用いた。その上流側立管４５の下端と接続される直管部２１の、上流側立管４５との接続位置（図の上端）の内径が１００ｍｍ、横管１の上流側と接続される曲がり部２２の接続部（図の右端）の内径が１２５ｍｍのものを用いた。

また、下流側接続管２５として、これも第１の実施形態の図３に示した大曲がりエルボ継手を用い、横管１の下流側端部と接続される曲がり部２６の、その横管１との接続位置（図の左端）の内径が１２５ｍｍ、下流側立管４６の上端と接続される直管部２７と、その下流側立管４６との接続位置（図の下端）の内径が１００ｍｍのものを用いた。

（実施例２）
実施例２も第１の実施形態の構成を適用し、上流側接続管２０として、図２に示した大曲がりエルボ継手２０を用いた。その上流側立管４５の下端と接続される直管部２１の、上流側立管４５との接続位置（図の上端）の内径が１００ｍｍ、横管１の上流側と接続される曲がり部２２の接続部（図の右端）の内径が１５０ｍｍのものを用いた。

また、下流側接続管として、これも第１の実施形態の図３に示した大曲がりエルボ継手２５を用い、横管１の下流側端部と接続される曲がり部２６の、その横管１との接続位置（図の左端）の内径が１５０ｍｍ、下流側立管４６の上端と接続される直管部２７の、その下流側立管４６との接続位置（図の下端）の内径が１００ｍｍのものを用いた

（実施例３）
実施例３では、上流側、下流側それぞれの立管４５、４６と横管１との接続管に前記第２の実施形態の図４、図５に示した形状のものを用いた。

そして、上流側接続管３０の上流側立管４５との接続部の内径は８０ｍｍ、横管１との接続部の内径は１００ｍｍとした。

他方、下流側接続管３５の横管１との接続部の内径は１００ｍｍ、下流側立管４６との接続部の内径は８０ｍｍものを用いた。

（比較例１）
比較例１は、実施例１、２と比較するためのものであって、本発明のように、オフセット部の横管１の内径が上流側、下流側の両立管４５、４６の内径より大きくなったものではなく、図７に示す構成における通気管４９のない排水管システムであって、上流側、下流側の両立管４５、４６と横管５０、およびそれらを接続する上流側、下流側の両接続管４７、４８の全ての内径が一定の排水管システムである。上流側、下流側の両接続管４７、４８は全長にわたって内径が一定の大曲がりエルボ継手を用いた。この比較例１では、それら共通の内径寸法を１００ｍｍとした。

（比較例２）
比較例２は、実施例３と比較するためのものであって、この場合も、本発明のように、オフセット部の横管１の内径が上流側、下流側の両立管４５、４６の内径より大きくなったものではなく、図７に示す構成の排水管システムであって、上流側、下流側の両立管４５、４６と横管５０、およびそれらを接続する上流側、下流側の両接続管４７、４８の全ての内径が一定の排水管システムである。また、上流側、下流側の両接続管４７、４８は、この場合も、全長にわたって内径が一定の大曲がりエルボ継手を用いた。この比較例２では、それら共通の内径寸法を８０ｍｍとした。

以上が、実施例と比較例を比較するための実験用の排水管システムであるが、比較項目は、１５階のスラブＳにある排水集合継手４４内での管内最大発生正圧と１４階のスラブＳにある排水集合継手４４内での管内最大発生負圧とした。

なお、図１や背景技術の項の図７では、これらの排水管システムの、本発明に関連のある主要部のみを描いているが、これらの排水管システムは、後に示す表１にもあるように、最上階が１７階で、最下階が１階である多層階建物を想定した実験タワーで行った。この実験用の排水管システムの１７階、１６階、１５階における排水負荷流量も表１に示している。以上の構成の下、比較実験に係る各要素の数値と実験結果を表１に示す。

表１には、左縦欄の実施例１、実施例２、実施例３、比較例１、および比較例２について、それぞれ左から右に順番に、上流側立管４５の内径、上流側接続管２０、２５の両端の内径、横管１の内径、下流側接続管３０、３５の両端の内径、下流側立管４６の内径、１７階、１６階、１５階における排水負荷流量、上記した位置での管内最大発生正圧、および管内最大発生負圧の各数値を示している。

表１から明らかなように、本発明の実施例１の場合、管内の最大発生正圧は判定基準の４００Ｐａを下回るところの３８２Ｐａであるとともに、比較例１の５８２Ｐａを大きく下回って、約６５%に低減され、管内の最大発生負圧も判定基準の−４００Ｐａを下回るところの−３６６Ｐａであるとともに、比較例１の−５０６Ｐａを大きく下回って、約７２%に低減されている。

同様に、実施例２の場合、管内の最大発生正圧は判定基準の４００Ｐａを下回るところの３５８Ｐａであるとともに、比較例１の５８２Ｐａを大きく下回って、約６１%に低減され、管内の最大発生負圧も判定基準の−４００Ｐａを下回るところの−３４９Ｐａであるとともに、比較例１の−５０６Ｐａを大きく下回って、約６９%に低減されている。

また、実施例３の場合も、管内の最大発生正圧は判定基準の４００Ｐａを下回るところの３４２Ｐａであるとともに、比較例２の６１１Ｐａを大きく下回って、約５６%に低減され、管内の最大発生負圧も判定基準の−４００Ｐａを下回るところの−３４５Ｐａであるとともに、比較例２の−５３１Ｐａを大きく下回って、約６５%に低減されている。

以上の比較実験から明らかなように、本発明の「横管１の内径を、横管１内の通気芯が確保できる程度に、上流側および下流側立管４５、４６の内径より大きくする」という構成だけで、「バイパス通気路」を設けることなく、オフセット部の異常空気圧の発生が阻止され、通気芯が確保される。

従って、従来の、「バイパス通気路」を設けていた場合のように、バイパス通気管４９自体の材料費が余分に必要となり、また、そのバイパス通路を形成するためには、バイパス通気管４９の一部がスラブＳを貫通する構造も必要となって、その設置には手間も掛かり、施工費用も増大する、といった問題が解消される。

本発明は、多層階建物の排水管システムにおけるオフセット部の配管に適用可能である。

本発明のオフセット構造を有した排水管システムを模式的に示したものである。 第１の実施形態の上流側接続管を（ａ）に平面図で示し、（ｂ）に部分断面を含む正面図で示したものである。 第１の実施形態の下流側接続管を正面図で示したものである。 第２の実施形態の上流側接続管を（ａ）に平面図で示し、（ｂ）に部分断面を含む正面図で示したものである。 第２の実施形態の下流側接続管を（ａ）に、正面図で示し、（ｂ）に、平面図で示したものであり、（ｃ）には、（ａ）のＶ−Ｖ断面をとって、その作用を示したものである。 オフセット構造のない多層階建物の排水管システムの従来例を示したものである。 オフセット構造を有した多層階建物の排水管システムの従来例を模式的に示したものである。

符号の説明

１、５０ 横管
２０、３０ 上流側接続管
２１、３１ 上流側接続管の直管部
２２、３２ 上流側接続管の曲がり部
２５、３５ 下流側接続管
２６ 下流側接続管の曲がり部
２７ 下流側接続管の直管部
３３ 案内板
３６ 下流側接続管の基体
３７ フランジ形状
３８ 枝管
３９ 枝管の側壁
３９ａ 枝管の側壁の内面
４３ トラップ
４４ 集合配管
４５ 上流側立管
４６ 下流側立管
４７ 上流側接続管
４８ 下流側接続管
４９ バイパス通気管

Claims (2)

1. 多層階建物の排水管システムの立管が、上下階の排水集合継手間でほぼ水平に配置された横管を介してオフセット配管されている排水管システムにおいて、
   前記横管の管内断面積が、横管内の通気芯が確保できる程度に、オフセット部の上流側および下流側立管の管内断面積より大きくなされ、
   前記オフセット部の前記上流側立管と前記横管を接続する上流側接続管が、上流側立管に接続される直管部と、横管に接続される曲がり部とからなる曲がり管であって、
   前記直管部の、曲がり部の曲率中心側の内壁面に、前記上流側立管からの流下水を、前記曲がり部の曲率中心側とは反対側の内壁面に導くようにした突起が設けられているとともに、
   前記オフセット部の前記下流側立管と横管を接続する下流側接続管が、上端閉塞、下端開放となって、下端に下流側立管が接続される下流側立管とほぼ同径の円筒の基体と、軸が基体の軸から偏心して設けられ、横管の下流端に接続されて横管からの流下水を基体内壁面に沿う旋回流となるように案内する枝管とを備えていることを特徴とする排水管システム。
2. 請求項１に記載の排水管システムにおいて、
   上記下流側接続管に掃除口が設けられていることを特徴とする排水管システム。