JP4130595B2 - サイホン式雨水排水装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大雨のときに雨水を極めて効率良く排水できるサイホン式雨水排水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の家屋は、軒樋を上合（集水器）に向かって流れ勾配が付くように軒先に取付け、上合に流入した雨水を堅樋を通じて自然落下させることにより排水していた。けれども、軒樋に流れ勾配が付いていると家屋の外観が良くないため、最近の住宅では、流れ勾配を付けないで軒樋を水平に取付ける場合が増えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように雨水を軒樋で上合に集めて堅樋内部を自然落下させる排水装置は排水効率があまり良くなく、特に、軒樋が水平に取付けられている場合は、上合から遠ざかるほど排水効率が低下して軒樋内部の水位が上昇することになる。そのため、本来必要な容量以上の大きい軒樋を取付けたり、上合と上合の間隔を狭めることが必要になり、コストアップを招くと共に、上合や堅樋の増加で家屋の外観も損なわれるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記の問題に対処すべくなされたもので、その目的とするところは、
大雨のときにサイホン作用により大量の雨水を極めて効率良く排水でき、コストアップや家屋の外観を損なうこともないサイホン式雨水排水装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るサイホン式雨水排水装置は、軒樋の底部に複数のサイホン管路が軒樋全長に亘って並列に設けられると共に、軒樋が全長に亘ってサイホン管路と同数の吸水ゾーンに区画され、軒樋の内側から各サイホン管路に通じる吸水口が各サイホン管路に対応する吸水ゾーンに設けられ、家屋の外壁材に沿って縦方向に設けられた上記サイホン管路と同数の縦サイホン管路のそれぞれの上端が上記軒樋底部のそれぞれのサイホン管路に接続されていることを特徴とするものである。
【０００６】
このようなサイホン式雨水排水装置は、小雨のときには、屋根から軒樋に流れ込んだ雨水が軒樋の各吸水ゾーンの吸水口から軒樋底部の各サイホン管路に流入し、各縦サイホン管路内を自然落下して排水される。そして、大雨のときには、吸水口から軒樋底部のサイホン管路への流入量が増加し、軒樋底部のサイホン管路と縦サイホン管路が雨水で満たされると、サイホン作用によって雨水が吸水口から吸い込まれて自然落下排水の数倍の流速で軒樋底部のサイホン管路と縦サイホン管路を流れ落ち、多量の雨水が極めて効率良く排水される。従って、本発明のサイホン式雨水排水装置は、軒樋として従来より小さいものが使用可能であり、また、縦サイホン管路の接続箇所の間隔を従来の堅樋間隔より広げて縦サイホン管路の接続箇所を少なくすることもできるので、コストアップや家屋の外観を損なう心配がない。しかも、家屋の屋根から軒樋に流れ込んだ雨水は、軒樋のそれぞれの吸水ゾーンの吸水口からほぼ均等にサイホン管路へ吸水されて、軒樋全長に亘って水位がほぼ一定となり、水位が部分的に高くなって雨水が軒樋から溢れ出すことがないので、軒樋として容量の小さいものを使用できるようになる。
【０００７】
本発明のサイホン式雨水排水装置においては、軒樋底部のサイホン管路や外壁材沿いの縦サイホン管路の開口面積を２〜２０ｃｍ^２とすることが好ましく、かかる開口面積にすると良好なサイホン作用が発揮される。開口面積が２０ｃｍ^２より大きくなると、大雨のときでも軒樋底部のサイホン管路や縦サイホン管路が雨水で満たされ難くなるため、サイホン作用を十分発揮できない恐れが生じる。これらの管路内をサイホン作用によって流れる雨水の流速は速いので、これらの管路の開口面積がある程度小さくても、ゴミその他の固形物は洗い流されて管路内に詰まることはないが、それでも開口面積が２ｃｍ^２より小さくなるとゴミ等が詰まりやすくなる。
【０００８】
本発明のサイホン式雨水排水装置においては、吸水口にゴミ除けカバーを取付けることが好ましく、このようにすると、軒樋底部のサイホン管路や縦サイホン管路のゴミ詰まりをより確実に防止することができる。
【０００９】
本発明のサイホン式雨水排水装置においては、軒樋底部のサイホン管路と同数のサイホンＴ形合流管路を並列に形成した上合と、軒樋底部のサイホン管路と同数のサイホン短管路を並列に且つ９０°捻じって形成した捻じり継手と、軒樋底部のサイホン管路と同数のサイホン曲管路を並列に形成したエルボ継手と、軒樋底部のサイホン管路と同数のサイホン直管路を並列に形成した堅樋部材とを組み合わせて接続することにより、軒樋底部のサイホン管路と同数の縦サイホン管路を設けると共に、上合と軒樋を接続することによってそれぞれの縦サイホン管路を軒樋底部のそれぞれのサイホン管路に接続することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態に係るサイホン式雨水排水装置の全体図、図２は同装置の軒樋の平面図、図３は同軒樋の横断面図、図４は同装置の上合と軒樋との接続部分を示す平面図、図５は同接続部分の正面図、図６は同上合の斜視図、図７（ａ）は図６のＡ−Ａ線断面図、図７（ｂ）は図６のＢ−Ｂ線断面図、図８は同装置の軒樋と上合と捻じり継手とエルボ継手を接続した部分の正面図、図９は同捻じり継手を示すもので（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図、図１０は同エルボ継手の斜視図、図１１は同装置の堅樋部材の斜視図、図１２は同装置の変換継手の斜視図である。
【００１２】
図１に示すサイホン式雨水排水装置は、底部に複数のサイホン管路１ａを設けた軒樋１と、複数の縦サイホン管路を形成する上合２、捻じり継手３、エルボ継手４、堅樋部材５などの主要部品によって構成されている。これらの部品はいずれも、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィンなどの熱可塑性合成樹脂で押出成形あるいは射出成形されたものである。
【００１３】
上記の軒樋１は、図３に示すように、上端に耳部１ｂを有する前板１ｃと後板１ｄを二重構造の底部１ｅの前縁と後縁からそれぞれ立設したものであって、二重構造の底部１ｅは数枚の仕切り板１ｆで幅方向に仕切られ、それによって略正方形の開口断面形状を有する複数のサイホン管路１ａが軒樋底部１ｅの全長に亘って並列に形成されている。
【００１４】
図２に示すように、この軒樋１の底部１ｅは長手方向にサイホン管路１ａと同数の吸水ゾーンＺに区画され、各サイホン管路１ａに通じる吸水口１ｇが各サイホン管路１ａに対応する吸水ゾーンＺに複数個ずつ穿設されている。従って、家屋の屋根２０から軒樋１に流れ込んだ雨水がそれぞれの吸水ゾーンＺの吸水口１ｇからほぼ均等に吸水されるため、軒樋全長に亘って水位がほぼ一定となり、部分的に水位の高いところから雨水が溢れ出すことはない。
【００１５】
この実施形態の軒樋１では、軒樋底部１ｅに６本のサイホン管路１ａを設け、軒樋底部１ｅを長手方向に６つの吸水ゾーンＺに区画しているが、サイホン管路１ａの本数は６本より多くても少なくてもよく、そのサイホン管路１ａの本数に合わせて吸水ゾーンＺの数を増減すればよい。また、この軒樋１では、各サイホン管路１ａに通じる吸水口１ｇを各吸水ゾーンＺに３つずつ穿設しているが、吸水口１ｇの数はこれより多くても少なくてもよく、その形状も制限されない。
【００１６】
サイホン管路１ａの開口断面形状は、この実施形態のような略正方形に限定されるものではなく、長方形、円形、楕円形など種々の形状となしうるものであるが、いずれの開口断面形状の場合でも、良好なサイホン作用を発揮させるためにその開口面積を２〜２０ｃｍ^２の範囲に設定することが望ましい。従って、この実施形態のサイホン管路１ａのように開口断面形状が略正方形である場合は、その一辺の長さを略１．４〜４．５ｃｍ程度とすることが好ましく、また、サイホン管路の開口断面形状が円形である場合は、その直径を１．５〜５．０ｃｍ程度とすることが好ましい。サイホン管路１ａの開口面積が２０ｃｍ^２よりも大きくなると、既述したように、大雨のときでもサイホン管路内が雨水で満たされ難いためサイホン作用を発揮できない恐れが生じ、一方、開口面積が２ｃｍ^２よりも小さくなると、ゴミ等の固形物が管路１ａ内に詰まりやすくなる。開口面積の好ましい範囲は３〜１０ｃｍ^２であり、このような小さい開口面積であると、サイホン管路１ａの縦辺を短くできて軒樋１の体裁を保つことができる。また、後述する捻じり継手３、エルボ継手４、堅樋部材５においても奥行幅を短くでき、薄い継手や堅樋部材とすることができる。そのため、外壁材からの突出を少なくすることができ、家屋の外観を良くすることができるし、外壁材と内壁材との中空部にも配置しやすくなる。
【００１７】
上記の上合２は、図６、図７に示すように、上端に耳部２ｂを有する前板２ｃと後板２ｄを底部２ｅの前縁と後縁から立設したもので、この上合２の長手方向両端には、軒樋１を接続するための軒樋嵌合部２ｆ，２ｆが軒樋１の肉厚分だけ外側に膨出して形成されており、上記耳部２ｂの両端部は、接続される軒樋１の耳部１ｂを押える耳押えになっている。
【００１８】
両端の軒樋嵌合部２ｂ，２ｂの間の底部２ｅは二重構造とされ、この底部２ｅの長手方向中央から下方に向かって長方形の差込み口２ｇが突設されている。この二重構造の底部２ｅと差込み口２ｇはＴ形に連通しており、図７（ｂ）に示すように仕切り板２ｈで幅方向に仕切ることによって、図７（ａ）に示すようなサイホンＴ形合流管路２ａが前記軒樋底部のサイホン管路１ａと同じ数（この実施形態では６つ）だけ並列に形成されている。このサイホンＴ形合流管路２ａの両端開口の形状及び大きさは前記軒樋底部のサイホン管路１ａの端部開口の形状及び大きさと同一であり、従って、図４、図５，図８に示すように前記軒樋１を左右から上合２の軒樋嵌合部２ｆ，２ｆの内側に嵌合して接続すると、軒樋底部の各サイホン管路１ａと上合２の各サイホンＴ形合流管路２ａが連通するようになっている。
【００１９】
また、上記の捻じり継手３は、図８、図９に示すように、９０°捻じられた長方形の開口断面形状を有する短筒体３ｂの内部を捻じり仕切り板３ｃで仕切ることにより、略正方形の開口断面形状を有する９０°捻じられたサイホン短管路３ａを前記軒樋底部のサイホン管路１ａと同じ数（この実施形態では６本）だけ並列に形成したものであって、短筒体３ｂの上端には前記上合２の差込み口２ｇを接続するための長方形の受け口３ｄが一体に形成されており、短筒体３ｂの下端部はエルボ継手４に差込み接続するための差込み口３ｅとなっている。
【００２０】
サイホン短管路３ａの上下両端の開口の形状及び大きさは、前記上合２のサイホンＴ形合流管路２ａの下端開口の形状及び大きさと同一であり、従って、図８に示すように上合２の差込み口２ｇを捻じり継手３の受け口３ｄに差し込んで接続すると、上合２の各サイホンＴ形合流管路２ａと捻じり継手３の各サイホン短管路３ａが連通するようになっている。このように上合２と捻じり継手３を接続すると、管路の並列方向が９０°転換されて家屋の外壁と平行になるので、外壁からの突出寸法を小さくすることができる。
【００２１】
エルボ継手４は、図１０に示すように、長方形の開口断面形状を有する湾曲筒体４ｂの内部を湾曲仕切り板４ｃで仕切ることにより、略正方形の開口断面形状を有するサイホン曲管路４ａを前記軒樋底部のサイホン管路１ａと同じ数（この実施形態では６本）だけ並列に形成したものであって、湾曲筒体４ｂの上端には前記捻じり継手３の差込み口３ｅを接続するための長方形の受け口４ｄが一体に形成されており、湾曲筒体４ｂの下端部は樋部材５に差込み接続するための差込み口４ｅとなっている。
【００２２】
サイホン曲管路４ａの上下両端の開口の形状及び大きさは、前記捻じり継手３のサイホン短管路３ａの下端開口の形状及び大きさと同一であり、従って、図１に示すように捻じり継手３の下端の差込み口をエルボ継手４の上端の受け口４ｄに差し込んで接続すると、捻じり継手３の各サイホン短管路３ａとエルボ継手４の各サイホン曲管路４ａが連通するようになっている。
【００２３】
堅樋部材５は、図１１に示すように、長方形の開口断面形状を有する直筒体５ｂの内部を仕切り板５ｃで仕切ることにより、略正方形の開口断面形状を有するサイホン直管路５ａを前記軒樋底部のサイホン管路１ａと同じ数（この実施形態では６本）だけ並列に形成したものであって、直筒体５ｂの上端には前記エルボ継手４の差込み口４ｅを接続するための長方形の受け口５ｄが一体に形成されており、直筒体５ｂの下端部はエルボ継手４の受け口４ｄに差込みできるようになっている。
【００２４】
サイホン直管路５ａの上下両端の開口の形状及び大きさは、前記エルボ継手４のサイホン曲管路３ａの下端開口の形状及び大きさと同一であり、従って、図１に示すようにエルボ継手４の下端の差込み口を堅樋部材５の上端の受け口５ｄに差し込んで接続すると、エルボ継手４の各サイホン曲管路４ａと樋部材５の各サイホン直管路５ａが連通するようになっている。
【００２５】
図１に示すサイホン式雨水排水装置は、上合２の差込み口２ｇを捻じり継手３の上端の受け口３ｄに差込み接続し、捻じり継手３の下端の差込み口３ｅをエルボ継手４の上端の受け口４ｄに差込み接続し、エルボ継手４の下端の差込み口４ｅを堅樋部材５の上端の受け口５ｄに差込み接続し、さらにエルボ継手４と堅樋部材５を交互に差込み接続することによって、上合２のサイホンＴ形合流管路２ａ、捻じり継手３のサイホン短管路３ａ、エルボ継手４のサイホン曲管路４ａ、堅樋部材５のサイホン直管路５ａを連通させると共に、さらにエルボ継手４のサイホン曲管路４ａと堅樋部材５のサイホン直管路５ａを交互に連通させ、家屋の外壁材２１に沿って軒樋底部のサイホン管路１ａと同数（６本）の縦サイホン管路を並列に設けている。そして、軒樋１を上合２の軒樋嵌合部２ｆ，２ｆに左右から嵌合、接続することによって、軒樋底部の６本のサイホン管路１ａと上記の６本の縦サイホン管路を連通させて接続している。この縦サイホン管路の下端に位置するエルボ継手４は、変換継手６を介して円形の排水管７に接続され、この排水管７は地中の雨水ます（不図示）に接続されている。これらの各部材の差込み接続は、いずれも接着剤を塗布して気密的に行われることは言うまでもない。
【００２６】
上記の変換継手６は、図１２に示すように、エルボ継手の下端の差込み口が差し込まれる長方形の受け口６ａを上端に設け、円形排水管７が差込み接続される円形の接続口６ｂを下端に設けたものである。
【００２７】
以上のような構成のサイホン式雨水排水装置は、小雨のときには、屋根２０から軒樋１に流れ込んだ雨水が軒樋底部１ｅの各吸水ゾーンＺの吸水口１ｇからそれぞれのサイホン管路１ａに流入して、それぞれの縦サイホン管路内を自然落下し、円形排水管７を通って排水される。
【００２８】
一方、大雨のときには、軒樋底部の吸水口１ｇからサイホン管路１ａへの流入量が増加し、軒樋底部のサイホン管路１ａと縦サイホン管路が雨水で満たされると、吸水口１ｇと縦サイホン管路の下端との間に圧力差が生じ、サイホン作用によって雨水が吸水口１ｇから吸い込まれて自然落下排水の数倍の流速で軒樋底部のサイホン管路１ａと縦サイホン管路を流れ落ち、多量の雨水が極めて効率良く排水される。例えば、軒樋底部のサイホン管路１ａと縦サイホン管路の開口面積が略３ｃｍ^２、吸水口１ｇと縦サイホン管路の下端までの高低差が略３ｍであると、雨水の流速は略１．７ｍ／秒程度になり、６本のサイホン管路１ａと６本の縦サイホン管路で排水できる雨量は略３リットル／秒程度になる。
【００２９】
このようにサイホン式雨水排水装置は排水効率が極めて高く、しかも、軒樋１の各吸水ゾーンＺの吸水口１ｇから雨水が略均等に吸水されて軒樋１内部の水位が略一定となるため、軒樋１を従来より小型化することが可能になる。そして、上合２，捻じり継手３、エルボ継手４、堅樋部材５を組み合わせて接続することにより設けられる縦サイホン管路の相互間隔も、従来の堅樋間隔より広げることが可能となるので、縦サイホン管路の設置数が少なくなり、コストアップや家屋の美観低下を防止することができる。
【００３０】
なお、雨水の流速が上記のように速いため、軒樋底部のサイホン管路１ａや縦サイホン管路にゴミなどの固形物は詰まりにくいが、場合によっては軒樋底部の吸水口１ｇにゴミ除けカバーなどを被着して、ゴミ詰まりをより確実に防止するようにしてもよい。
【００３１】
また、上述したサイホン式雨水排水装置は、軒樋１の底部１ｅにサイホン管路１ａを並列させて一段だけ設けているが、場合によっては、サイホン管路１ａを並列させて上下二段に重ねて設けてもよい。その場合は、上合２のサイホンＴ形合流管路２ａ、捻じり継手３のサイホン短管路３ａ、エルボ継手４のサイホン曲管路４ａ、堅樋部材５のサイホン直管路５ａを、いずれも並列させて二段に重ねて設け、これらを組合わせて接続したとき、並列して二段に重なった縦サイホン管路が形成されるようにする必要がある。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のサイホン式雨水排水装置は、大雨になるとサイホン作用によって大量の雨水を極めて効率よく排水することができ、しかも、軒樋の小型化が可能である上に、縦サイホン管路の配設間隔を広げることが可能であるため、家屋の外観を向上させることができると共に、施工費用の低減を図ることもできるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の一実施形態に係るサイホン式雨水排水装置の全体図である。
【図２】 同装置の軒樋の平面図である。
【図３】 同軒樋の横断面図である。
【図４】 同装置の上合と軒樋との接続部分を示す平面図である。
【図５】 同接続部分の正面図である。
【図６】 同上合の斜視図である。
【図７】 （ａ）は図６のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】 同装置の軒樋と上合と捻じり継手とエルボ継手を接続した部分の正面図である。
【図９】 同捻じり継手を示すもので（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。
【図１０】 同エルボ継手の斜視図である。
【図１１】 同装置の樋部材の斜視図である。
【図１２】 同装置の変換継手の斜視図である。
【符号の説明】
１ 軒樋
１ａ サイホン管路
１ｅ 軒樋底部
１ｇ 吸水口
Ｚ 吸水ゾーン
２ 上合
２ａ サイホンＴ形合流管路
３ 捻じり継手
３ａ サイホン短管路
４ エルボ継手
４ａ サイホン曲管路
５ 堅樋部材
５ａ サイホン直管路
２１ 家屋外壁材

Claims (4)

1. 軒樋の底部に複数のサイホン管路が軒樋全長に亘って並列に設けられると共に、軒樋が全長に亘ってサイホン管路と同数の吸水ゾーンに区画され、軒樋の内側から各サイホン管路に通じる吸水口が各サイホン管路に対応する吸水ゾーンに設けられ、家屋の外壁材に沿って縦方向に設けられた上記サイホン管路と同数の縦サイホン管路のそれぞれの上端が上記軒樋底部のそれぞれのサイホン管路に接続されていることを特徴とするサイホン式雨水排水装置。
2. 軒樋底部のサイホン管路と同数のサイホンＴ形合流管路を並列に形成した上合と、軒樋底部のサイホン管路と同数のサイホン短管路を並列に且つ９０°捻じって形成した捻じり継手と、軒樋底部のサイホン管路と同数のサイホン曲管路を並列に形成したエルボ継手と、軒樋底部のサイホン管路と同数のサイホン直管路を並列に形成した堅樋部材とを組み合わせて接続することにより、軒樋底部のサイホン管路と同数の縦サイホン管路が設けられ、上合と軒樋を接続することによってそれぞれの縦サイホン管路が軒樋底部のそれぞれのサイホン管路に接続されている請求項１に記載のサイホン式雨水排水装置。
3. 軒樋底部のサイホン管路及び外壁材沿いの縦サイホン管路の開口面積が２〜２０ｃｍ^２である請求項１又は請求項２に記載のサイホン式雨水排水装置。
4. 吸水口にゴミ除けカバーが取付けられている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のサイホン式雨水排水装置。

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