特開 2023-91032 雨水排水装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023091032

(43)【公開日】2023-06-29

(54)【発明の名称】雨水排水装置

(51)【国際特許分類】

   E04D 13/068 20060101AFI20230622BHJP

   E04D 13/08 20060101ALI20230622BHJP

【ＦＩ】

E04D13/068 504W

E04D13/08 B

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079218

(22)【出願日】2023-05-12

(62)【分割の表示】P 2022197015の分割

【原出願日】2017-06-20

(71)【出願人】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】寺地 信治

(72)【発明者】

【氏名】元 隆明

(72)【発明者】

【氏名】田中 将成

(57)【要約】

【課題】配水管内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することが可能な雨水排水装置を提供する。
【解決手段】雨水排水装置１０は、ベース部１１と、蓋部１２と、複数の整流フィン１３とを備えている。ベース部１１は、底面１１ａと、底面１１ａの略中心に雨水を落下させる落とし口１１ｂとを有し、落とし口１１ｂがルーフドレン２１に接続される。蓋部１２は、ベース部１１の落とし口１１ｂの上方に、底面１１ａから所定の隙間をあけて配置されている。複数の整流フィン１３は、ベース部１１の底面における外周側に配置されており、落とし口１１ｂに流入する雨水の流れを整え、落とし口１１ｂに対向する蓋部１２の面に内接する仮想円の径方向に沿って配置され、その外周端部が蓋部１２の外縁から突出している。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

雨水を集めて排水管から排水させる雨水排水装置であって、
底面と、前記底面の略中心部分に雨水を落下させる落とし口とを有し、前記落とし口が前記排水管に接続されるベース部と、
前記ベース部の前記落とし口の上方に、前記底面から所定の隙間をあけて配置された蓋部と、
前記ベース部の底面における外周側に配置されており、前記落とし口に流入する雨水の流れを整える複数の整流フィンと、
を備え、
複数の前記整流フィンは、前記落とし口に対向する前記蓋部の面に内接する仮想円の径方向に沿って配置され、その外周端部が前記蓋部の外縁から突出している、
雨水排水装置。

【請求項2】

前記整流フィンは、前記落とし口を中心に等角度間隔で配置されている、
請求項１に記載の雨水排水装置。

【請求項3】

前記隙間の大きさｈ、前記落とし口の内径ａとすると、以下の関係式（２）を満たす、
請求項１または２に記載の雨水排水装置。
０．２２≦ｈ／ａ≦０．３７ ・・・・・（２）

【請求項4】

前記隙間の大きさｈは、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の雨水排水装置。

【請求項5】

前記仮想円の直径ｂは、１３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の雨水排水装置。

【請求項6】

前記蓋部は、円形の板状の部材である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の雨水排水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、雨水を集めて排水する雨水排水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、集中豪雨の頻度が増加していることに伴って、建物の屋根雨水を効率よく排水するために、雨水配管が大型化してきている。

【0003】

これに対して、サイフォン現象を用いることで、雨水配管の小口径化と雨水立て管本数の削減を可能とする雨水排除手段が用いられている。

【0004】

例えば、特許文献１には、大雨のときにサイフォン作用によって大量の雨水を極めて効率よく排水でき、コストアップや家屋の外観を損なうことがないサイフォン式雨水排水装置について開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４－３０８３９９号公報（特許第４１３０６１６号公報）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記従来の雨水排水装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された雨水排水装置では、軒先に取り付けられた集水管の底部に、家屋の外壁材に沿って縦方向に配設された３～１３ｃｍ２の開口面積を有するサイフォン管の上端が接続されている。

【0007】

このような構成により、サイフォン作用によって効率よく雨水の排水を行うことができるものの、サイフォン管への雨水の流入の仕方によっては、配管の内部において満流状態を形成することができなかったり、配管の内部に渦状に流入した雨水の中心に空気柱が形成されてしまったりして、排水の効率を低下させてしまうおそれがある。

【0008】

本発明の課題は、排水管内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することが可能な雨水排水装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１の発明に係る雨水排水装置は、雨水を集めて排水管から排水する雨水排水装置であって、ベース部と、蓋部と、複数の整流フィンと、を備えている。ベース部は、底面と、底面の略中心部分に雨水を落下させる落とし口とを有し、落とし口が排水管に接続される。蓋部は、ベース部の落とし口の上方に、底面から所定の隙間をあけて配置されている。複数の整流フィンは、ベース部の底面における外周側に配置されており、落とし口に流入する雨水の流れを整える。複数の整流フィンは、落とし口に対向する蓋部の面に内接する仮想円の径方向に沿って配置され、その外周端部が蓋部の外縁から突出している。

【0010】

第２の発明に係る雨水排水装置は、第１の発明に係る雨水排水装置であって、整流フィンは、前記落とし口を中心に等角度間隔で配置されている。

【0011】

第３の発明に係る雨水排水装置は、第１または第２の発明に係る雨水排水装置であって、隙間の大きさｈ、落とし口の内径ａとすると、以下の関係式（２）を満たす。

【0012】

０．２２≦ｈ／ａ≦０．３７ ・・・・・（２）
ここでは、底面と蓋部との間の隙間の大きさ（高さ）ｈと、ベース部に設けられた落とし口の内径ａとの関係を規定している。

【0013】

これにより、底面と蓋部との間の隙間の大きさ（高さ）ｈに対する落とし口の内径ａの比率が、上記範囲になるように設定されることで、ベース部の底面と底面から所定の隙間をあけて配置された蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水の流量を、排水管の内部において満流の状態になるようにコントロールすることができる。

【0014】

この結果、サイフォン現象を効果的に誘発させて、効率よく雨水を排水することができる。

【0015】

第４の発明に係る雨水排水装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る雨水排水装置であって、隙間の大きさｈは、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。

【0016】

ここでは、ベース部の底面と蓋部との間の隙間の大きさ（高さ）ｈについて、適切な範囲を規定している。

【0017】

これにより、蓋部によって、落とし口へ流入していく雨水の高さを制限することができる。

【0018】

この結果、ベース部の底面と蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水の流入量をコントロールすることで、より効果的にサイフォン現象の発生を誘発させることができる。

【0019】

第５の発明に係る雨水排水装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る雨水排水装置であって、仮想円の直径ｂは、１３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。

【0020】

ここでは、落とし口に対向する蓋部の面に内接する仮想円の直径ｂについて、適切な範囲を規定している。

【0021】

これにより、内接円が所定の範囲の大きさとなる蓋部によって、落とし口へ流入していく雨水の高さを制限することができる。

【0022】

この結果、ベース部の底面と蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水の流入量をコントロールすることで、より効果的にサイフォン現象の発生を誘発させることができる。

【0023】

第６の発明に係る雨水排水装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る雨水排水装置であって、蓋部は、円形の板状の部材である。

【0024】

ここでは、蓋部として、円形の板状部材を用いている。
これにより、蓋部の周囲から蓋部とベース部の底面との間に流入してくる雨水を、ほぼ均等に落とし口へと流入させることができる。

【0025】

この結果、ベース部の底面と蓋部との間から落とし口を介して排水管に落下していく雨水の流入量をコントロールすることで、より効果的にサイフォン現象の発生を誘発させることができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明に係る雨水排水装置によれば、排水管内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態に係る雨水排水装置を含む排水システムを示す図。

【図2】（ａ）は、図１の雨水排水装置の断面図。（ｂ）は、その平面図。

【図3】渦の発生とサイフォン現象の発生有無について、本発明の実施例１～７と比較例１～４とを比較した結果を示す図。

【図4】（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る雨水排水装置の構成を示す側面図。（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る雨水排水装置の構成を示す平面図。

【図5】（ａ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る雨水排水装置の構成を示す側面図。（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る雨水排水装置の構成を示す側面図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明の一実施形態に係る雨水排水装置１０について、図１～図２（ｂ）を用いて説明すれば以下の通りである。

【0029】

雨水排水装置１０は、図１に示すように、建造物３０に設置された雨水排水システム５０の一部を構成する。

【0030】

なお、図１に示す建造物３０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２０が設けられている。

【0031】

（雨水排水システム５０）
雨水排水システム５０は、図１に示すように、雨水排水装置１０と、ルーフドレン２１（排水管の一部）と、集水管２２と、排水口２３とを備えている。

【0032】

ルーフドレン２１は、ビル等の建造物３０の陸屋根上に降った雨水を集水管２２に排水するために設けられている。そして、ルーフドレン２１は、図１に示すように、建造物３０の屋根伝いに片側３箇所ずつ、計６箇所に設置されている。

【0033】

なお、ルーフドレン２１は、例えば、外径が５０Ａであって断面が円形の配管を用いることができ、外径が６５Ａの配管を介して、集水管２２に接続されていてもよい。

【0034】

集水管２２は、各ルーフドレン２１から排水された雨水を集水して、排水口２３へ導くために設けられている。そして、集水管２２は、図１に示すように、建造物３０の陸屋根の側方において、排水管１４との接続側に向かって下方傾斜するように配置されている。さらに、集水管２２は、雨水の移動方向における下流側の端部において排水管１４と接続されている。

【0035】

なお、集水管２２は、例えば、断面形状が、円形、あるいは楕円形の部材を用いることができる。

【0036】

排水口２３は、図１に示すように、排水管１４の最下流側と接続されており、ルーフドレン２１を介して集められた雨水を、地面近くにおいて排水する。

【0037】

なお、排水口２３は、例えば、外径が１００Ａ～１５０Ａであって断面が円形の配管を用いることができる。そして、排水管１４との接続部分に配置されており外径が１００Ａの配管と、排水側の端部に配置されており外径が１５０Ａの配管とを組み合わせて用いてもよい。

【0038】

（雨水排水装置１０）
雨水排水装置１０は、図１に示すように、各ルーフドレン２１の直上に配置されている。

【0039】

なお、雨水排水装置１０の材質としては、排水管１４と同様に、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。

【0040】

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雨水排水装置１０を得ることができる。

【0041】

ベース部１１は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、円環状の底面１１ａと、底面１１ａの略中心に雨水を落下させる落とし口１１ｂと、筒状部１１ｃとを有している。そして、落とし口１１ｂを形成する筒状部１１ｃがルーフドレン２１の上端部に接続される。

【0042】

底面１１ａは、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、略中央部分に落とし口１１ｂが形成された円環状の部材である。そして、円環状の底面１１ａには、落とし口１１ｂを中心に、複数の整流フィン１３が等角度間隔で配置されている。

【0043】

落とし口１１ｂは、図２（ａ）に示すように、ベース部１１の中心部に形成された貫通穴であって、筒状部１１ｃの内部に形成されている。そして、落とし口１１ｂは、ルーフドレン２１の上端部に連通しており、雨水排水装置１０に対して３６０度方向から流入してきた雨水を、ルーフドレン２１内へと落下させる。

【0044】

筒状部１１ｃは、図２（ａ）および図２（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１１ａと連結され、底面１１ａ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１１ｃは、内部に落とし口１１ｂが形成される。

【0045】

蓋部１２は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ベース部１１の上方に、ベース部１１の中心に形成された落とし口１１ｂ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１１の底面１１ａ上に立設された複数の整流フィン１３によって支持されている。また、蓋部１２は、図２（ａ）に示すように、ベース部１１（落とし口１１ｂ）の上方に、底面１１ａから所定の隙間Ｇの大きさ（高さ）ｈをあけて配置されている。さらに、蓋部１２は、落とし口１１ｂに対向する円形の面が直径ｂ（蓋部１２の面に内接する仮想円の直径）になるように形成されている。

【0046】

なお、本実施形態では、蓋部１２が円形の板状部材であるため、蓋部１２の内接円の直径ｂは、そのまま円形の蓋部１２の直径に対応するものとする。

【0047】

複数の整流フィン１３は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、落とし口１１ｂに流入する雨水の流れを整えるために、ベース部１１の底面１１ａ上に設けられている。より具体的には、複数の整流フィン１３は、図２（ｂ）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１１ａ上に、落とし口１１ｂ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。

【0048】

また、８つの整流フィン１３は、それぞれ円環状の底面１１ａにおいて、径方向に沿って配置されている。

【0049】

これにより、図２（ｂ）に示すように、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２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１３によって雨水を整流し、落とし口１１ｂの中心に向かって雨水を誘導することができる。

【0050】

このため、ルーフドレン２１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。

【0051】

この結果、整流フィン１３によって、落とし口１１ｂ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、ルーフドレン２１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。

【0052】

＜ベース部１１と蓋部１２との関係＞
本実施形態の雨水排水装置１０では、上述した構成において、ベース部１１の落とし口１１ｂに対向する円形の蓋部１２の直径ｂ、所定の隙間Ｇの大きさ（高さ）ｈとすると、以下の関係式（１）を満たすように構成されている。

【0053】

６≦ｂ／ｈ≦１１ ・・・・・（１）
このように、蓋部１２の直径ｂと、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間の隙間Ｇの大きさｈとの関係が関係式（１）を満たすように構成されていることで、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間から落とし口１１ｂを介してルーフドレン２１に落下していく雨水の流量を、ルーフドレン２１の内部において満流の状態になるようにコントロールすることができる。

【0054】

この結果、ルーフドレン２１内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することができる。

【0055】

さらに、ベース部１１の落とし口１１ｂの内径ａとすると、以下の関係式（２）を満たすように構成されている。

【0056】

０．２≦ｈ／ａ≦０．５ ・・・・・（２）
このように、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間の隙間Ｇの大きさｈに対する落とし口１１ｂの内径ａの比率が、関係式（２）を満たすように構成されていることで、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間から落とし口１１ｂを介してルーフドレン２１に落下していく雨水の流量を安定化させて、ルーフドレン２１の内部において満流の状態になるようにコントロールすることができる。

【0057】

この結果、ルーフドレン２１内において効果的にサイフォン現象を発生させるとともに、サイフォン現象の発生を阻害する要因を排除して、効率よく雨水を排水することができる。

【0058】

ここで、上述したベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間に形成される所定の隙間Ｇの大きさ（高さ）ｈは、上記関係式（１）を満たした上で、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲内になるように設定されていることが好ましい。

【0059】

これにより、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間から落とし口１１ｂを介してルーフドレン２１に落下していく雨水の流量を、高さ方向において制限することで、ルーフドレン２１の内部において満流の状態になるようにコントロールすることができる。

【0060】

この結果、より効果的に、ルーフドレン２１に流入していく雨水の流量をコントロールして、ルーフドレン２１内におけるサイフォン現象の発生を誘発させることができる。

【0061】

さらに、上述した円形の蓋部１２の直径ｂ（仮想円の直径）は、上記関係式（１）を満たした上で、１１０ｍｍ以上１５５ｍｍ以下の範囲内になるように設定されていることが好ましい。

【0062】

これにより、ベース部１１の底面１１ａと蓋部１２との間から落とし口１１ｂを介してルーフドレン２１に落下していく雨水の流量を、蓋部１２の平面方向において制限することで、ルーフドレン２１の内部において満流の状態になるようにコントロールすることができる。

【0063】

この結果、さらに効果的に、ルーフドレン２１に流入していく雨水の流量をコントロールして、ルーフドレン２１内におけるサイフォン現象の発生を誘発させることができる。
＜実施例１～７と比較例１～４との比較＞
図３は、本発明の実施例１～７と、比較例１～４とを、ルーフドレン２１に流入する際に雨水の渦の発生の有無、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生の有無という観点で比較した結果を示す。

【実施例0064】

実施例１では、雨水排水装置１０の落とし口１１ｂの内径ａ＝５３．５ｍｍ、蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝１５ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝１５０ｍｍとした実験結果を示している。

【0065】

この場合には、ｂ／ｈ＝１０．０、ｈ／ａ＝０．２８であって、ルーフドレン２１の口径５０Ａのときに、落とし口１１ｂからルーフドレン２１へ流入する雨水の渦の発生はなかった。そして、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生が確認された。

【0066】

これにより、実施例１の雨水排水装置１０によれば、ルーフドレン２１に流入する雨水に渦が発生することなく、サイフォン現象の作用によって効率よく雨水を排水することができた。

【実施例0067】

実施例２では、雨水排水装置１０の落とし口１１ｂの内径ａ＝７１ｍｍ、蓋部１２の高さ（隙間Ｇの大きさｈ）＝２０ｍｍ、蓋部の直径ｂ＝１９０ｍｍとした実験結果を示している。

【0068】

この場合には、ｂ／ｈ＝９．５、ｈ／ａ＝０．２８であって、ルーフドレン２１の口径７５Ａのときに、落とし口１１ｂからルーフドレン２１へ流入する雨水の渦の発生はなかった。そして、ルーフドレン２１におけるサイフォン現象の発生が確認された。

【0069】

これにより、実施例２の雨水排水装置１０によれば、ルーフドレン２１に流入する雨水に渦が発生することなく、サイフォン現象の作用によって効率よく雨水を排水することができた。