虹吸排水系统及其改进方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2007年8月27日，申请号为200710147952. 6,发明名称为"虹 吸排水系统及其改进方法"的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及虹吸排水系统及其改进，更具体涉及虹吸启动水头Hp的改进。
【背景技术】
[0003] 以往的排水系统是使排水管带有坡度而主要利用压水的压力来进行排水的所谓 坡度排水系统，针对该坡度排水系统，提出了虹吸排水系统（日本特开2000-297447号公 报、日本特开2003-201727号公报），还开发了在排水回路中设置贮存槽的系统。
[0004] 图1A、图IB是表示适于公寓用的虹吸排水系统的概要的图，图IA是表示在管状 空间1中配置有排水立管2的图。用水设备3具有回水弯管4,该回水弯管4与排水管道5 相连，进而与虹吸排水管7连接，虹吸排水管7铺设在地面楼板（slab) S上（长度Lh)，虹 吸排水管的垂直部7a以水头差Hs与排水立管2的合流部2a连接。附图标记8是通风管。 此外，图IB是将贮存槽6配置在排水管道5与虹吸排水管7之间的例子的图。此外，附图 标记7a是虹吸排水管7的垂直部，附图标记9是在地面楼板S上形成的通孔。
[0005] 以下，在没有问题的前提下，以图IB所示的具有贮存槽6的虹吸排水系统为例说 明本发明，当然，本发明同样也适用于图IA所示的不具有贮存槽的虹吸排水系统。在设计 这种虹吸排水系统的配管时，有两个重要的管理项目。
[0006] -个项目是可处理流量，另一个项目是虹吸开始时间。所谓一个项目的可处理流 量，是指表示在虹吸排水管全部发生了虹吸时单位时间可处理多少流量的数字，当该数字 小于从器具排出的流量时，则来不及进行处理，水会在器具侧溢出来。
[0007] 另一个项目的虹吸开始时间，是指从器具开始排水开始到发生虹吸具有时间间 隔，虹吸开始时间就是该时间间隔的时间。在该时间间隔之间从器具排出的水成为在回水 弯管内、配管内、贮存槽内存着的状态。若该时间长，则会留存不下，而使水在虹吸开始之前 在器具侧溢出来。
[0008] 在上述虹吸排水系统中，需要弄清上述两个问题，虹吸排水管中的水成为满流地 流动，水因水头差Hs而落下时的吸引力作用于排水管内的水，从而产生虹吸力，由此可进 行排水。
[0009] 然而，根据最近的研究得知，重要的是在虹吸排水系统中存在虹吸启动水头Hp。这 是当向虹吸排水管中推入水的压力若不是达到某种程度的水位的压力，则无论经过多少时 间都不会产生虹吸这样的现象。在使用贮存槽的系统中，虹吸排水管入口与贮存槽内的水 位之差Hp是重要的因素，由于曾将排水释放到贮存槽中，作为压入而作用的压力使贮存槽 内的水位成为虹吸启动水头Hp。然而，对于贮存槽而言，容量尽量小的贮存槽的容纳用的配 置空间变小，比较理想，因此，特别是，高度低的贮存槽产生了会不能确保虹吸启动水头Hp 这样的设计的情况。
[0010] 而且，还可得知，虹吸启动水头Hp因各种条件（例如，虹吸排水管管径、虹吸排水 管的水平管长度）的不同而不同，若该虹吸启动水头Hp较大，则必须增大贮存槽的纵向尺 寸，在地板下面的空间有限时，可施工的区域就受到了限制。
【发明内容】
[0011] 在进行虹吸排水设计时，需要如下地改进虹吸排水系统：根据可处理流量和虹吸 开始时间二者的数值，需要进一步缩小虹吸启动水头Hp的工作，由此，可减小贮存槽自身 的尺寸，并可限制其纵向尺寸，进而可扩大可施工的区域。
[0012] 本发明的第1技术方案是用于缩小虹吸启动水头Hp的发明，其提供一种如下的虹 吸排水系统的改进方法，该虹吸排水系统具有用水设备、设置在该用水设备上的回水弯管、 与该回水弯管连接的虹吸排水管，该虹吸排水管被实质上与地面楼板表面平行地无上下倾 斜地敷设，且通过垂直向下延伸而具有水头Hs以进行排水，其中，上述虹吸排水管的向下 延伸部的截面积Dr小于向下延伸前的部位的截面积Da，以减小虹吸启动水头Hp。
[0013] 本发明的第2技术方案是提供一种虹吸排水系统，该虹吸排水系统具有用水设 备、设置于该用水设备上的回水弯管、与该回水弯管连接的虹吸排水管，该虹吸排水管被实 质上与地面楼板表面平行地无上下倾斜地敷设，且通过垂直向下延伸而具有水头Hs以进 行排水，其中，上述虹吸排水管的向下延伸部的截面积Dr小于向下延伸前的部位的截面积 Da，以减小虹吸启动水头Hp。
[0014] 而且，具体地讲，虹吸排水管的内侧管径为15mm~30臟，虹吸排水管的截面积Dr 与截面积Da之比Dr/Da为0. 95~0. 4,优选为0. 8~0. 64,通常，虹吸排水管7的截面积 Dr与截面积Da的截面部位形状为大致圆形即可。
[0015] 在本发明第1及第2技术方案中，通过使虹吸排水管的向下延伸部的截面积Dr小 于向下延伸前的部位的截面积Da，从而减小了虹吸启动水头Hp，由此，可减小贮存槽的尺 寸，特别是，通过减小贮存槽的高度，从而减小地面楼板与地板之间的容纳用的配置空间， 比较理想，从而还可延长水平管的长度。
[0016] 技术方案5~10示出了本发明第1技术方案的最佳值，由此，可以使虹吸排水系 统成为适合于其设置建筑物的系统。
【附图说明】
[0017] 图IA是可应用本发明的虹吸排水系统的整体图，是在管状空间中配置有排水立 管2的例子。
[0018] 图IB是可应用本发明的虹吸排水系统的整体图，是在排水导管与虹吸排水管之 间配置有贮存槽的例子。
[0019] 图2是表示本发明第1实施例的虹吸排水管7的向下延伸部R附近的侧剖视图。
[0020] 图3是表示本发明第2实施例的虹吸排水管7的向下延伸部R附近的侧剖视图。
[0021] 图4是表示本发明第3实施例的虹吸排水管7的向下延伸部R附近的侧剖视图。
[0022] 图5是表示本发明第4实施例的虹吸排水管7的向下延伸部R附近的侧剖视图。
【具体实施方式】
[0023] 在虹吸排水系统中，如上所述，仅在虹吸排水管的前端设置有水头Hs，不产生虹 吸，若不对虹吸排水管内的水作用某种程度的压入水压，就不能启动虹吸。将用于作用这种 压入水压的上游侧的水头称作虹吸启动水头Hp，使该水头尽可能小，从而减小该虹吸排水 系统所具有的贮存槽的容量和高度，进而达到扩大可施工区域的目的。
[0024] 而且，在研究使用贮存槽的虹吸排水系统的虹吸启动水头Hp时，发现了虹吸排水 管内侧管径与虹吸启动水头Hp有很大关系，进而完成了本发明。特别是，在虹吸排水系统 中，通过在虹吸排水管的向下延伸部R处进行缩径，从而减小虹吸启动水头Hp。由此，可减 小贮存槽本身的尺寸，并限制其纵向尺寸，可实现扩大可施工区域。
[0025] 此外，在本发明中，所谓缩径，是指使虹吸排水管7的向下延伸部R的截面积Dr小 于向下延伸前的部位的截面积Da，当然也包括相似地缩小原来的管的内侧管径而减小其截 面积，但也可包括不相似地减小内侧管径而是使截面形状非相似地变化以减小其截面积。
[0026] 通常，存在如下这样的缺点：若使虹吸排水管的内侧管径过细，则处理流量变小； 若使虹吸排水管的内侧管径过粗，则虹吸启动时间变迟。可知：为了较佳地减小虹吸启动水 头Hp，优选使其内侧管径为15mm~30mm，或者使虹吸排水管7的截面积Dr与截面积Da之 比（Dr/Da)的值为0. 95~0. 4。此外，通常也可以判断，虹吸排水管7的上述向下延伸部的 截面和上述向下延伸前的部位的截面都是大致圆形，在R部位处缩径具有在水平部的30cm 以内缩径的效果。
[0027] 实施例
[0028] 以下，用实施例进一步详细说明本发明。
[0029] 图2是表示本发明第1实施例的、特别是表示虹吸排水管7的向下延伸部R附近 的侧剖视图。即，铺设在地面楼板S上的虹吸排水管7(截面积Da)到达向