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大便器の汚物搬送距離について

一般社団法人日本レストルーム工業会では、衛生器具に関する様々な取り組みを行っています。
ここでは関東学院大学 建築・環境学部 大塚研究室(*1)で行われた2020年度及び2021年度空気調和・衛生工学会(*2) 発表論文を参考に紹介します。


    (*1) 関東学院大学 建築・環境学部 大塚研究室リンク

(*2) 空気調和・衛生工学会は、暖冷房・換気、給水・排水、衛生設備など生活と密着した設備やその仕組み・原理などを扱う学問領域で活動する学術団体です。

1回の便器洗浄でどれくらいの距離を汚物が搬送されていくのか、また、汚物の量でどれくらい異なるのか調べました。
配管長さ、形状、エルボ種類、代用汚物によって異なる搬送距離の実験例を示します。

【実験条件】

■供試大便器:洗落とし方式密結タンク式大便器、大洗浄水量4.8L、
       器具平均排水流量qd値0.85L/s(*3)

■エルボ種類

(1) 90°小曲りエルボ
(DL継手)

(2) 90°大曲りエルボ
(LL継手)

(3) 45°エルボ
(45L継手)

注)図表中では、それぞれDL, LL, 45Lと記載します。

■配管勾配:1/100

■配管径:75A(透明管)

■代用汚物
分類 概要 定義 坪量
[g/m2]
質量
[g]
含水質量
[g]
BL 平置き型トイレットペーパー
0.9m×4枚
(シングル仕様)
べターリビング基準の
一般的負荷条件。
17.8 7.3 167.5
D 平置き型トイレットペーパー
1.0m×6枚
(シングル仕様)
ベターリビング基準(BL)の
約1.7倍の負荷条件。
17.8 12.2 168.9
※ベターリビング(*4) BLT WC:2020 基準

注)実験は限られた条件のため、設定の差異により結果は異なります。

(*3) 器具の排水において、排水量の20%が排出されてから80%が排出されるまでの間における平均流量をいう。排水管径の算出で、器具から出る排水量を計算する際に使う値です。
(*4) ベターリビングは、国民の住生活水準の向上を目的として設立され、優良住宅部品(BL部品)の評定機関として部品の認定・普及を行っている一般財団法人です。

【実験結果】

ストレートおよび等間隔曲り配管形状と搬送結果(配管長6m)

1回の洗浄の繰り返し5回

配管
形態
エルボ
種類
代用
汚物
平均
搬送距離
[m]
ストレート ── BL 6.00
D 5.50
等間隔
曲り
DL BL 5.47
D 4.00
LL BL 6.00
D 5.17
45L BL 6.00
D 5.94
※停滞後は次の洗浄で詰まることなく押し流されていきます。

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7タイプの配管モデルと搬送結果

モデル①(配管長5m、エルボ1個)

1回の洗浄の繰り返し5回

エルボ
種類
代用
汚物
平均搬送距離
[m]
DL BL 5.00
D 5.00
LL BL 5.00
D 5.00
45L BL 5.00
D 5.00

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モデル②(配管長4m、エルボ2個)

1回の洗浄の繰り返し5回

エルボ
種類
代用
汚物
平均搬送距離
[m]
DL BL 4.00
D 3.97
LL BL 4.00
D 4.00
45L BL 4.00
D 4.00
※停滞後は次の洗浄で詰まることなく押し流されていきます。

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モデル③(配管長6m、エルボ3個)

1回の洗浄の繰り返し5回

エルボ
種類
代用
汚物
平均搬送距離
[m]
DL BL 5.92
D 5.23
LL BL 6.00
D 5.77
45L BL 6.00
D 5.97
※停滞後は次の洗浄で詰まることなく押し流されていきます。

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モデル④(配管長8m、エルボ4個)

1回の洗浄の繰り返し5回

エルボ
種類
代用
汚物
平均搬送距離
[m]
DL BL 7.18
D 3.17
LL BL 7.59
D 6.96
45L BL 7.38
D 4.73
※停滞後は次の洗浄で詰まることなく押し流されていきます。

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モデル⑤(配管長8m、エルボ4個)

1回の洗浄の繰り返し5回

エルボ
種類
代用
汚物
平均搬送距離
[m]
DL BL 6.12
D 5.36
LL BL 6.85
D 5.63
45L BL 6.58
D 5.25
※停滞後は次の洗浄で詰まることなく押し流されていきます。

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モデル⑥(配管長4m、エルボ2個)

1回の洗浄の繰り返し5回

エルボ
種類
代用
汚物
平均搬送距離
[m]
DL BL 4.00
D 3.96
LL BL 4.00
D 4.00
45L BL 4.00
D 3.97
※停滞後は次の洗浄で詰まることなく押し流されていきます。

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モデル⑦(配管長6m、エルボ5個)

1回の洗浄の繰り返し5回

エルボ
種類
代用
汚物
平均搬送距離
[m]
DL BL 3.72
D 2.97
LL BL 6.00
D 4.14
45L BL 4.95
D 3.65
※停滞後は次の洗浄で詰まることなく押し流されていきます。

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