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摘要
申请专利号:

CN201480045468.0

申请日:

2014.06.27

公开号:

CN105473799A

公开日:

2016.04.06

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E04D 13/04申请日:20140627|||公开

IPC分类号:

E04D13/04; E03F5/04

主分类号:

E04D13/04

申请人:

艾斯尔.约翰森

发明人:

艾斯尔.约翰森

地址:

挪威韦尔

优先权:

20130895 2013.06.28 NO

专利代理机构:

北京市柳沈律师事务所11105

代理人:

王景刚

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内容摘要

本发明的目的是提供一种系统和方法,除了通过雨水口有效地排干液体之外,其用于有效地防止来自排水口的气体/热量从雨水口上升并形成冰。本发明是通过布置浮子获得的,使得所述浮子和雨水口的一部分限定了用于通流的可关闭开口,还布置使得浮子防止来自排水口的气体/热量从雨水口上升并形成冰,和/或使得浮子防止气体被吸入雨水口。

权利要求书

1.一种雨水口系统(100),包括用于将液体(210)排出到排水系统(500)的雨水口
(200),其特征在于,还包括:
浮子(420、450),其布置为使得所述浮子和所述雨水口(200)的一部分限定用于通流的
可关闭开口,以及
布置为使得所述浮子(420、450)防止来自排水口的气体/热量从所述雨水口(200)上升
并形成冰(230)。
2.一种雨水口系统(100),包括用于将液体(210)排出到排水系统(500)的雨水口
(200),其特征在于,还包括:
浮子(420、450),其布置为使得所述浮子和所述雨水口(200)的一部分限定用于通流的
可关闭开口,并且
布置为使得所述浮子(420、450)防止气体(220)被吸入所述雨水口(200)。
3.根据权利要求1或2所述的雨水口系统,其中,用于控制所述浮子使得气体不经过所
述浮子的装置包括:
致动器(422),
用于检测气体(220)被吸入所述雨水口(200)的装置,以及
控制单元(428),
其中,用于控制所述浮子的所述装置被布置成用于以下步骤
控制所述致动器(422)以通过所述浮子打开,直到气体被吸入所述雨水口(200)内,并

控制所述致动器(422)以通过使用所述浮子关闭,直到气体不再被吸入所述雨水口
(200)内。
4.根据权利要求3所述的雨水口系统,其中,用于探测气体被吸入所述雨水口(200)内
的装置是位于所述浮子下游的压力传感器。
5.根据权利要求1或2所述的雨水口系统,其中,用于控制所述浮子的装置靠近所述雨
水口(200)布置。
6.根据权利要求3所述的雨水口系统,其中,用于控制所述浮子的装置被布置成用于控
制一个以上浮子。
7.一种用于控制根据权利要求1或2所述的雨水口系统(100)的方法,还包括特征在于
通过以下步骤调节的致动器(422),
控制所述致动器(422)以升起所述浮子,直到气体被吸入所述雨水口(200)内,并且
控制所述致动器(422)以降低所述浮子,直到气体不再被吸入所述雨水口(200)内。
8.根据权利要求7所述的方法,还包括重复用于调节的步骤。
9.根据权利要求7所述的方法,还包括以不等间隔重复用于调节的步骤。
10.一种用于控制根据权利要求1所述的雨水口系统(100)的方法,还包括用于冲洗的
致动器(422),其特征在于,用于调节的以下步骤
控制所述致动器(422)以通过使用所述浮子关闭,直到在所述雨水口(200)上的液位已
经到达临界高度,并且
调节所述致动器(422)以通过使用所述浮子打开,使得所述排水系统充满液体。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述临界高度是60mm。
12.一种用于根据权利要求1或2所述的雨水口的雨水口栅格(700),包括在所述雨水口
栅格中的顶盖(702),
其特征在于,还包括从所述顶盖(702)向外并向下延伸的至少一个臂(704)。
13.根据权利要求12所述的雨水口栅格(700),其中,所述至少一个臂(704)向下延伸直
到与所述屋顶(610)对齐。

说明书

排水设备

技术领域

本发明总体涉及排水设备(drain)和雨水口(gully),并且特别涉及用于通过雨水
口有效地排出液体的系统和方法。

背景技术

在现有技术中,所提及的是从屋顶或公路上的雨水口以及清洗和洗衣下水道和水
槽已知的总体开放的雨水口。基本原理是,液体由于其自身重量“自流(gravityflow)”而
流动,因而雨水口可以共同命名为自排水。这些雨水口是开放的,因而允许空气进入下水或
排水系统,从而限制要被排出的液体的量。另外,采用歧管将会出现的危险是液体通过较低
雨水口从在较高水平上的雨水口流出。

附图的图1示出了一种自流雨水口类型的系统,其由于上述原因而被选择以避免
歧管,并让其雨水口具有其自己的排水口,使得这些排水口聚集在底部管道中并且被供给
到水池或引到排水和污水管网。

在现有技术中,所提及的是同一发明人的NO17591,其涉及一种具有从中心部分
径向延伸的细长通道部分的雨水口。

它还涉及真空雨水口,也称为全流雨水口(totalflowgullies),其中,类似空气
的气体被从流中排除。这种雨水口的技术效果在于,它建立了从雨水口到排水口的液柱,所
述柱的完整重量产生巨大的吸力,从而处理的水量比开放的雨水口更大。此外,这使得能够
使用歧管,以便节省管道并简化部分结构。这样的系统通常被称为“满管流”或“虹吸管”。然
而,还存在与这样的雨水口相关的若干问题,诸如:

·雨水口头部更加复杂,因为所述头部包括具有顶盖(roof)并形成空气锁的壳体
部分,由于顶盖限定了进入所述壳体部分内的开口的最大高度

·雨水口可包括节流或扼流盘,其通常是具有孔的环或板的形式,布置在雨水口
的底部上,并且限制/节制排水口的尺寸

·必须生产各种尺寸的若干个节流盘

·雨水口头部容易被例如树叶、污物和以泥土形式聚集的更小颗粒的外来物质阻

·系统难以计算和确定尺寸

·系统在安装时对即使微小的变化也是敏感的,所述变化例如导致雨水口之间的
水量发生变化的新的上部结构或下水管的调整或结构的改变。然后必须为新的节流盘或雨
水口尺寸做出计算和调整。

·雨水口大体上必须布置在相同的高度,并且如果在建筑物的不同楼层的雨水口
要被连接在一起,则尺寸必须被计算并且连接必须向下进一步进行到排水口

·通过利用节流盘,雨水口可适应不同的水量,但只能到一个限度

·如果水量太小,下水管将不再是自清洁的,使得排水口可随着时间而被弄脏/堵

·除非不经常冲洗

图2示出了具有真空雨水口的系统。应当指出的是,用于这种雨水口的下水系统包
括水平(也就是没有任何倾斜)布置的管道。因为下水管在这种情况下可以水平布置(没有
倾斜),这些管道容纳在天花板的正下方,并且在一个位置处转向下。由此,在地面上的管道
布置将是最少的,当建筑物在岩石地基上时,这是特别有利的。

在第一时间段中,真空雨水口将类似自流那样地工作,并且仅当水位上升并超过
顶盖的高度时,入口气体将会被排除,使得雨水口开始类似真空雨水口那样地工作。排水能
力显著增加,并一直保持直到水位已减少到空气也被吸入,从而使雨水口再次变为自流雨
水口工作。具有75mm直径的真空雨水口例如可以在35mm水位时每秒处理10升,并且在55mm
水位时每秒处理19升。

当若干个真空雨水口连接在一起时,从一个雨水口进入的空气将足以使液柱不再
是完整的,因此所有的雨水口开始作为自流雨水口工作。这可以通过使用节流盘补救,使得
雨水口在工作过程中将大约在同时排干,因此整个系统可以尽可能长时间地作为真空雨水
口工作。

值得一提的是,供应商Blücher供应在表面与顶盖之间具有11mm开口但没有节流
盘的真空雨水口。同样值得一提的是,供应商Joli使用有19mm开口并且具有节流盘的真空
雨水口。更低的开口意味着雨水口即使在更低的水位下也作为真空雨水口工作,但是具有
抵抗流过的阻力同样变得更高的缺点。

对于自流雨水口和真空雨水口共同的是,从排水口上升的热空气导致冰堆积在屋
顶表面(roofsurface)上。这是因为雨水口保持在高于冰点的温度,而屋顶上的雪保持温
度低于冰点。冰因而会在零度(℃)附近的区域中堆积。对于自流雨水口,由于采用了通常消
散更多热量并因此融化更多雪的下水管,冰的堆积通常变得更大,这导致更大的堆积冰的
堆积。

热量由于下水管的至少一部分处于无霜的地面中而产生,并通过具有较高温度的
建筑构造带上来。因此,热空气从排水口上升,并不同程度地加热雨水口,但适用于所有的
雨水口的是,它们接收的余热使它们免于结霜,因此它们不会完全冻结。这对于雨水口自身
非常有好处,因为如果雨水口冻结,则整个排水口就会被堵塞。其缺点是,余热也会融化雨
水口周围的雪,使得融化的水可以在屋顶表面上的雨水口周围堆积冰块。

发明内容

本发明必须解决的问题

出于这个原因,本发明的主要目的是提供一种用于除了通过雨水口排出液体之外
还有效地阻止来自排水口的气体/热量从雨水口上升并产生冰的系统和方法,其中,上述问
题被克服。

用于解决该问题所需的装置

本发明通过以下特征实现上面给定的目的:

如在权利要求1的前序部分中限定的雨水口系统(雨水口设备),其具有权利要求1
的特征部分的特征,

如在权利要求2的前序部分中限定的雨水口系统,其具有权利要求2的特征部分的
特征,

如在权利要求7的前序部分中限定的用于控制雨水口的方法,其具有权利要求7的
特征部分的特征,

用于冲洗雨水口并且如在权利要求10的前序部分中限定的方法,其具有权利要求
10的特征部分的特征,和

如在权利要求12的前序部分中限定的雨水口栅格,其具有权利要求12的特征部分
的特征。

本发明通过在雨水口中布置可调节浮子(float)而实现上述目标。

在本发明的第一方面,浮子被调节以防止来自排水口的气体/热从雨水口上升并
形成冰。

在本发明的第二方面,浮子被调节以防止气体(通常是空气)被吸入雨水口而停止
真空雨水口效果。

这两方面可以组合,但第一方面仅在冰堆积是一个问题的地方才是相关的。两方
面共同的是,所需要的是防止气体/空气流进入雨水口或从雨水口离开,所述目标通过可调
节浮子实现,所述可调节浮子能够被调节以堵塞从雨水口下降的管道。该组合可以通过使
用适于执行两个任务的浮子做出,也可以在同一雨水口中使用串联浮子,其中,第一浮子防
止气体被吸进雨水口,而第二浮子防止气体从雨水口上升并形成冰。

在第一方面中,调节是通过使用具有低比重使得它在液体进入雨水口时浮起来的
浮子而充分地实现的。这样的系统不需要另外的操作或控制系统。

在第二方面中,所需要的是具有用于浮子的最初调节和在操作时的调节的传感
器。这可以通过为雨水口设置局部压力计、通过为排水系统设置中央压力计和中央控制单
元或以其他方式测量操作参数而进行。

本发明是局部或中央地布置的新颖雨水口,并具有测量例如压力、温度、水位等的
传感器,以及既作为可自动调节空气锁又作为可调节节流或扼流盘的浮子。浮子优选地通
过自动单元控制/调节。

作为根据本发明的浮子提供与冰堆积和排水相关的若干个技术效果,其中,这些
都与用于表面的排水相关,这些包含在相同的发明概念中。

本发明的效果

与传统雨水口或排水设备的技术区别的第一方面在于浮子降低了来自排水管并
从雨水口出来的供热。这涉及零点从顶盖表面离开并下降到雨水口内,优选地刚好在浮子
上方,使得它未冻结在适当位置。

在一个有利的实施例中,雨水口设置有加热元件,使得零点可以向上调节。

与真空雨水口的技术区别在于,在壳体部分的顶盖由限定可调节开口的浮子取
代,所述开口用于流入雨水口并在排水口中下降的液体。

这些效果进而提供了其他的有利影响:

·避免了使用节流盘,因为可调节浮子替换了这些并且通过可调节浮子限定了有
效节流盘

·堵塞的问题被克服,因为可能的外来成分或物质通过充分升高雨水口头部和浮
子而除去,使得在所述外来成分被除去时,雨水口头部和浮子可以降低回到原来的位置

·计算被极大地简化,因为浮子是可调节的并且受局部条件的控制

·工作情况的改变将通过浮子的调节而补偿

·在到主排水口的连接通过在连接之前为每个顶盖给出其重力下降高度而正确
地作出的情况下,因为顶盖表面通过降低和升高浮子而单独地调节,在若干个高度处的雨
水口和排水设备可以共同连接到公共排水或下水系统

·由于浮子被保持在关闭位置直到有排水需求,能够避免暖空气流从排水口上升
并促进冰的堆积,以及空气携带的诸如沙和粉尘的外部物质进入排水系统的量减少

·屋顶可以在交付给建筑人员之前以更大的水位简单地进行压力测试,并且水位
的高度以及屋顶已经有这种水位的时间可以记录在每个雨水口处。这再次可被业主用作对
测试是以记录的时间、日期和时钟小时执行的确认文档。压力测试能够在保修期将满前重
复以便检查屋顶是否仍然是不漏水的。

为了在所有雨水口中给出大致相同的承压而进行了计算。

控制单元测量所有雨水口中的压力并调节其独立的浮子,使得整个设施得到了相
同的承压。

所描述的解决方案可以用于所有类型的排水和下水系统,但是对于自流雨水口系
统,可以使用更简单的解决方案。

附图说明

本发明将在下面得到进一步描述,并参考呈现若干个示例性实施例的附图,其中:

图1示出了现有技术的开放雨水口

图2示意性示出了现有技术的真空雨水口

图3示意性示出了用于真空雨水口的排水系统

图4a示意性地示出了根据本发明的雨水口的剖面

图4b示意性地示出了根据本发明的雨水口的详细剖面

图5a示意性地示出了根据本发明并且具有真空雨水口的用于雨水口的排水系统

图5b示意性地示出了根据本发明并且具有自流雨水口的用于雨水口的排水系统,

图6示意线地示出了具有浮子的排水雨水口,其仅用于自流雨水口

图7a示意性地示出了用于全流雨水口的浮子系统,其适合于后期安装在现有雨水
口系统中

图7b示出了图7a从上方观察的排水口和套筒

图7c示出了处于打开位置中的图7a的浮子系统

图7d示出了图7a的使用鹅颈的变体

图8a示意性地示出了雨水口栅格

图8b示意性地示出了雨水口栅格的剖面

在附图中使用的附图标记



具体实施方式

下面参考示出若干个实施例的附图对本发明进行更详细地描述,其中,图1示意性
地示出了现有技术的开放雨水口200,并且其布置在示出于图3和图5b中的建筑物600的屋
顶上。雨水口将液体210(通常是水)通过起自雨水口的排水管510引导至排水(下水)系统
500。排水系统包括到外部排水或下水系统640的出口,诸如在地面高度630之下的市政排水
系统。

在操作过程中,水会进入雨水口,并且它带有气泡220形式的气体(通常为空气)。
这将导致水不是单个水柱的形式。流体流动横截面的主要部分是空气,容量因而相应地减
小。

如果额外的雨水口布置于高度在屋顶下的阳台620上并连接到共同的排水系统,
则风险是在强降雨过程中,来自屋顶的水将通过排水系统流上来,并通过阳台上的雨水口
流出。

图2示意性地示出了根据现有技术的真空雨水口,所述真空雨水口除了上述解决
方案之外还包括壳体部分300,所述壳体部分具有顶盖302和删格,以避免外来物质的进入,
并保护在壳体部分内的部件,所述真空雨水口还包括雨水口头部400。雨水口头部包括顶盖
410,其连同雨水口底部240一起限定了用于通流的开口。开口的直径和高度以及整个排水
系统及其直径在安装之前必须进行计算。

在低水位工作期间,真空雨水口将大致作为开放雨水口工作,但是当流入超过一
定水平使得顶盖浸没在水中时,空气将不会再进入排水系统,而只有水进入排水系统,所以
存在从雨水口到排水口的不间断水柱。所述柱的重量产生了从顶盖有效地排出大量水的很
强吸力,并且同时整个柱的横截面都是水,即使使用歧管520将若干个雨水口连接到共同的
排水口。图3和图5a示意性地示出了用于真空雨水口的排水系统。

连接到在若干个高度处的开放雨水口或雨水口将允许气体进入所述柱,进而破坏
了所述效果。

在独立节流盘401的情况下,顶盖适合于允许吞吐大量水而不会也让空气进入。节
流盘通常以多种尺寸被提供,并且节流或扼流盘的选择将是整个设施被规划时所做计算的
结果。

形成本发明的基础的原理

图4a和图4b示意性地示出了根据本发明的雨水口的剖面,所述雨水口包括与雨水
口底部一起限定用于通流的开口的浮子420。高度通过用于浮子的致动器422是可调节的,
其中,所述致动器受控制单元428控制,所述控制单元接收来自布置在雨水口中浮子下游的
压力传感器424的信号。

在浮子420阻止来自排水口的热量从雨水口上升并形成冰的第一方面中,浮子在
没有对排水的需要时处于关闭位置。在液体210积累时,它流入雨水口内,并且浮子升起以
允许雨水口中的液体进一步向下流入连接到雨水口的排水管内。在一个简单的实施例中,
参见图6,浮子是球450,所述球由于其浮力而浮在水面上。球优选地布置为在带孔的管中或
在具有带肋的壁的导向圆筒464中可动,使得球被水向上升起,但不会侧向摇摆。球优选地
是通过加压气体充气的弹性材料,因此,如果所述球被损坏,它会像被刺破的气囊那样压
扁,并沿排水管冲下而不会被卡住。

在浮子被调节以用于防止气体(通常是空气)被吸入雨水口并恶化真空雨水口的
效果的本发明第二方面中,在没有对排水的需要时,浮子处于关闭位置。

在第一实施例中,浮子布置为以与节流盘大约相同的方式调节通过的流量,而雨
水口头部设置有顶盖,其高度产生真空雨水口效果。在本实施例中,雨水口头部的顶盖高度
对同一表面上的每个雨水口进行调整,使得在空气被吸入一个连接在一起的雨水口之前,
所有雨水口尽可能长地作为真空雨水口工作,或在给定承压下工作。浮子然后用于节流开
始吸入空气的雨水口,使得干涸的雨水口不会导致其他雨水口失去来自不间断液柱的吸
力。通过使用中央控制单元,雨水口的性能可以被监视,以用于可能调整雨水口头部的顶盖
高度,以便使排水能力至最大。

在另一实施例中,浮子被布置用于既限定雨水口头部的顶板或顶盖高度,又以与
节流盘大约相同的方式控制通流。在本实施例中,浮子被调整使得雨水口保持不吸入空气
的尽可能大的开口,从而以这种方式尽可能快地排水。随着水位212的减少,浮子向下调整
至最小高度。然后,水量小到管道不再充满,从而排水系统可以如自流系统那样处理这些少
量的水。在浮子是球的情况下,这将在雨水口变得没有液体的过程中防止空气/气体进入。

雨水口的操作有以下若干个阶段,并且雨水口的最优控制/调节涉及对变化或转
变的监视。

在第一阶段中,没有任何东西要排出,因而雨水口在第一和第二实施例中都优选
地是关闭的。除了防止冰堆积外,这种方法还可以防止灰尘和颗粒进入排水系统,即使是在
温暖的季节或是在全球区域。

在第二阶段中,排水系统作为自流系统工作,直到水量大到它们可以充满排水管,
水位因而将在雨水口周围积聚。这种转变可以通过连接到中央单元的传感器或通过测量水
在浮子周围的积聚而被记录。在这个阶段,可以决定是否应当进行冲洗操作。这是通过让水
位在雨水口打开前积聚到限定的高度而进行的。当雨水口被打开时,浮子可以被激活或控
制到空气被吸入雨水口前的最大开口。这能够对每个雨水口分别地进行或并行地进行,或
者组合地进行。

在第三阶段中,水位降低,使得空气可以进入至少一个雨水口。这可以通过测量在
浮子上方或在雨水口的有效顶盖上方的水位、或者通过记录连接到雨水口的排水管在气泡
被吸入时的压力减少、或者通过以声学方式、光学方式或通过其他方式记录气泡数量增加
而被记录。雨水口或者通过浮子的扼流或节流或者通过利用浮子降低有效雨水口顶盖而控
制,以用于保持尽可能长的不间断液柱。最终,雨水口可以被完全关闭。

通常,水量可能会上升,从而雨水口再次打开以带走进入的水。这可以用与为第一
阶段描述的相同方式记录。在这种连续的打开阶段中,可能没有必要进行冲洗。

在第四阶段中,所有的雨水口都变得干涸,并且水柱被破坏。这能够由于缺乏供水
使空气从排水系统进入雨水口而发生,这然后被记录为下水系统中的压力降低消失。在这
个阶段中,所有的雨水口都被打开可以是有利的,因为它们能够以这种方式取走最后剩下
的水,然后作为自流雨水口工作。这样的阶段可以是定时控制的,使得雨水口在估计所有的
水已经枯竭时关闭并且再一次准备开始所述过程。可选地,剩余的水量可以通过独立的传
感器进行记录。

在流到真空雨水口内的少量水的操作期间,它的行为方式将大致类似开放雨水
口,但是当供水超过对应于雨水口头部/空气锁的高度的一定水平,使得雨水口头部在水下
时,空气不会再渗透到排水系统内,而只有水会渗透到排水系统内,所以将会有从雨水口到
排水口的不间断水柱。然后,调节过程期望控制浮子。压力传感器检测到吸力被产生,然后
控制单元发送控制信号到致动器,使得浮子升起,因而开口或通流增加。在特定点之后,空
气会进入雨水口并且气泡被吸入。这是通过压力计记录的,其发送信号到控制单元,所述控
制单元进而发送控制信号到致动器,使得浮子降低并且用于通流的开口变小,直到空气不
再被吸入雨水口内。在执行适当调节的情况下,雨水口头部和浮子的位置被锁定。该设施或
系统再次首先为贯通冲洗或屋顶的压力测试而调节,可能还有要求该系统的新调节的其他
条件。

当若干个雨水口一起连接在歧管中时,所述浮子被控制,使得在同一个屋顶表面
上的每个雨水口具有相同的承压,以确保最佳排水。

这可确保到雨水口内的最佳开口,并减少对用于避免吸入更小的外部成分的壳体
部分的需求,因为这样的成分可被有效地吸下来,并且控制提供的是这样的成分将不会充
当围绕雨水口的路堤。

随着条件随时间变化,诸如当其他外部物质进入并改变雨水口的条件时,所期望
的是重复该过程,使得此类物质的量将不会随着时间而积聚,并且条件得到最佳保持。

控制和调节过程在调节期间的一段时间吸入空气,这对于在这段时间内的有效排
水不是有利的。因此,所期望的是不会有很多雨水口在同一时间进行调整。这可以或者使得
控制单元中心定位或者对多个或全部雨水口共用而完成,以便每次调整一个或数量减少的
雨水口。如果每个雨水口具有其局部控制单元,则同时调节的数量可以通过使调节过程以
不均匀的间隔执行而降低。

然而,仍然有利的是,为雨水口设置叶栅以防止类似树枝的更大物体堵塞浮子,而
较小的颗粒可以由系统本身进行处理。

也有需要调节浮子的其他情况。

在交付系统或设施时,通常有利的是使屋顶处于压力下以检查表面是否完全不
漏,这通常是接手时的要求。通过使用本发明并将所有浮子调节到关闭位置,随后将屋顶表
面充满水,可能达到屋顶表面上方100-150mm水位并维持24小时,这可以简单地完成。这可
以在降雨期间或通过将屋顶充满水而完成。

在进行压力测试时,屋顶维持在100-150mm的水下,这是初始调节或设置的良好开
端,使得最大可能数量(优选地是所有的)的雨水口大约在同时排空水,然后将雨水口头部
和浮子的位置锁定到所述位置。

这样的压力设定不仅可以验证屋顶是否是不漏的,而且可以验证它具有足够的承
载能力并且排水系统具有处理最大负载的足够能力,并且排水管不会破裂或以其它方式不
能承受负载。

为了除去不期望的成分、沙子和可以在雨水口和排水管中随时间积累的其他物质
而冲洗雨水口和排水或下水管也是可取的。特别是在使用混凝土瓦的地方,较小的混凝土
颗粒可以分离并堆积出沉淀。通过将浮子保持在关闭位置直到积聚了大约60mm的水位,随
后打开浮子并以这种方式迅速充满下水系统,并以这种方式将其冲洗干净,这可以被补救。
这避免了内部冲洗和体力劳动的必要性,因而有很大的好处。

这些用于初始调节的方法所共同的是,它们并不需要对每个雨水口进行手工计
算。

执行本发明的最佳模式

本发明的一个实施例在图4a和图4b中示出,其包括雨水口200或排水设备,其具有
雨水口底部240和在它上方的壳体部分300,所述壳体部分包括雨水口头部400,所述雨水口
头部进而包括由致动器422致动或控制的浮子420。致动器调节浮子在雨水口底部之上的高
度。致动器本身基于来自压力传感器424的记录值而控制。

雨水口优选地装有加热元件426,以确保浮子在它处于锁定位置时不冻结到雨水
口底部。当空气温度在冰点之下时,浮子将被关闭以防止雨水口辐射热量,并以这种方式防
止冰积聚在屋顶表面上。

零点将随着外部温度而变化。在类似-30℃的非常低的温度下,如果不使用加热元
件,则零点将接近浮子。相应地,在-1℃时,零点会定位得更远。通过使用加热元件,零点将
向上移动,因而浮子保留在冰点之上的区域中,这还可以防止流动被冷冻到不动(冻结)。如
果使用的话,加热元件可以或者通过使用恒温器局部地控制,或者使用中央控制单元428控
制。

在另一有利的实施例中,新的或现有的全流系统可设置有浮子,通常通过改装而
设置。然后,浮子实现了阻碍暖空气上升到雨水口内并产生冰积聚。当雨水口充满水时,浮
子被抬起,并允许水通过。在这个实施例中,全流功能与防止冰堆积是独立的。

在这样的实施例中,浮子往往会保持在雨水口头部下方足够深,使得它保持在无
霜区域中。浮子不一定需要由电致动器控制,相反,浮子的浮力对于在水流入时抬起它可以
是足够的。

在这些情况下,没有必要以全流系统扩展排水能力,一种可能性是,提供有这样的
浮子的自流雨水口以确保暖空气不上升进入雨水口并使冰块的生长成为可能。当雨水口充
满水时,浮子升起并让水通过。

在具有这样的被动浮子的系统中,使用球是有利的。另外的有利实施例是,浮子是
充气的并且设置成处于压力下。如果球被损坏,它会爆裂并通过排水口冲掉,因而防止它阻
塞雨水口或排水管。

对于雨水口,并且特别地对于全流系统,有利的是,来自雨水口的水流主要在与到
排水管的出口的同一侧接触所述球,使得来自雨水口的水流将该球压离下水管或排水管的
开口。特别地,通过大的流量,来自水的力可超过所述球的浮力,因而如果来自水的力不主
要在浮力的同一方向上作用的话,所述来自水的力会将所述球锁定。这能够以若干种不同
方式布置。第一实施例在图7a中示出,其中,水被从雨水口供给到向上顶着该球的环内,而
出口被该环围绕。图7b从上方示出了出口和所述环,其中,清楚地呈现的是,环中的液体流
会将浮子升起,使得液体流连续地向下流到出口内。图7a示出了在靠近出口的下部位置中
的球,图7c示出了水正在流入而球被升起到打开位置。

第二实施例示于图7d中,其中,水被引导通过向上倾斜顶着球的鹅颈442,而排水
口邻近鹅颈定位。在两种情况下球都可自由移动并定位在导向圆筒464中,优选地用在纵向
方向上有上界的设备,使得球不会丢失。这些实施例可被提供为在已经存在的雨水口中的
后安装插入件,或作为在建筑物内向下更远一定距离处安装到排水系统内的独立插入件。
因而,该插入件的一侧通常将可拆卸以用于简单的检查和维护。

因此,建议使用将浮子保持在限定区域内的浮子控制器460,使得浮子不会离开适
当位置或丢失。在许多情况下,充当导销462的销钉可用于让浮子沿其滑动或离开。在使用
球(优选地是充气球)的情况下,避免穿刺是实用的,然后导向圆筒464示出为是用于将球保
持在限定区域内的合适装置。

将雨水口布置在要被排水的表面的最低部分是有利的。在表面上检测液面高度的
可能的独立传感器也应当布置在表面上的最低部分处。

具有用于所有雨水口的同步开始调节和加热元件的控制的中央单元是有利的。通
过中央单元,雨水口可被同步,使得它们的调节可以单独地进行。此外,一个雨水口开始进
入空气的记录也可用于调节其他雨水口。

其他实施例

可以预见除上述外的许多变体。作为一个例子,压力计可以通过用于记录空气被
吸入雨水口内的其他装置代替,诸如声学和光学测量设备和通流速度计。还可能的是,控制
单元、压力计和致动器被机械地结合以用于浮子的操纵或控制。

可选地,浮子可以被控制到对于每个浮子恒定的水位,优选地在100mm之下,更优
选地是10-60mm,最优选地是大约25mm的水。建议的是不要在屋顶表面上积累过大的水压,
以避免水渗透穿过屋顶构造,并进入到底层建筑结构内,并且避免在极端条件下的过载。

雨水口控制系统与中央控制单元无线通信是有利的,使得安装可以被简化。然而,
这要求在雨水口头部中的电源。这可以通过使用电池或优选地由布置在雨水口头部的顶盖
处的太阳能电池板进行充电的可充电电池实现。

局部电源也可以通过从穿过雨水口的液体流中提取能量而设置。

能量可以通过独立的涡轮机或螺旋桨取出,可选地,浮子可以设置有叶片,使得它
绕定位销462旋转。在这两种情况下,功率可以典型地随着转子的旋转运动取出。

在第一实施例中,能量可以是纯机械的,转子的旋转速度对应于流的速度,因而可
以给出雨水口的液位212的指示。离心调节器可用于升高和降低浮子。如果空气被吸入雨水
口,这将减少旋转速度,使得雨水口降低。机械压力变送器也可用于调节。

在另一实施例中,机械能可用于驱动简单的发电器,其用于提供电力以驱动电致
动器以及电动压力计和控制/操纵单元。

在若干个高度处的雨水口可以被一起连接到共同的排水系统,每个屋顶表面然后
通过降低和升高浮子而得到单独的调节。然而,主下降管525的连接应该通过使每个屋顶在
连接之前具有其自身的自流高度而正确地做出。这在图5a中示出,其中,来自较低屋顶的下
水管在连接之前沿着来自较高屋顶下水管降下来。这是为了让较低屋顶产生一定的承压,
以避免来自较高屋顶的水压入较低屋顶的雨水口内,因而产生喷泉。如果系统在道路系统
的各道路高度(假如有若干个的话)中使用,它会以与每个单独的屋顶高度相同的方式进行
操作。

在浮子被冻结并变得不可移动的情况下,如果浮子由具有与它的形式一起使其自
身从冰分离的热膨胀系数的材料制成是有利的。一个例子是,随着温度在零下的数值增加
的膨胀与碗型的凹入形式使得浮子被挤上来,并从冰挤出因而分离。

球形式的浮子在浮子膨胀时将在锥形雨水口中被压上来。因此,如果围绕所述球
的控制圆筒具有锥形形式或部分使得该球在温度变化时能够从冰分离是有利的。

设计用于在破坏时碎裂并且被冲出的浮子可设有用于在浮子残余被冲出时警告
系统的发射器。传感器可以布置在排水口或歧管处,以限制浮子可能已经到达的雨水口的
数量。

发射器在一个简单的实施例中是磁体,因而传感器可以是磁性传感器。在具有大
量的雨水口的系统中,为浮子设置标志是有利的,诸如RFID标签,当其经过布置在出口处的
RFID读取器时,它将确定被冲出的浮子残余的身份,因此,能够准确地找到哪个雨水口现在
缺少了浮子。

对于设置有压力传感器的雨水口,很容易找到哪个或哪些雨水口现在缺少正常运
作的浮子,因为它/它们在排水过程中将不会改变压力。

在具有球的实施例中,一个稍微更大的球能以这种方式堵塞雨水口,以用于屋顶
的人工压力测试。

在使用球的可选实施例中,所述球可以配备在水位比以其自身浮力独自升起球所
必要的更高时才释放它的机构。例如,球可以配备磁体,其将所述球重新保持到关闭位置,
直至浮力变得很强使得球被释放。在另一实例中,球可以配备在水的最低高度处首先脱离
球的锁定机构。

将外来成分保持在离雨水口足够的距离处是有利的,以便维持良好的和最有可能
不受阻碍地流入雨水口内的流动。特别有利的是,避免这样的不期望的成分作用使得雨水
口的液位212被大大降低。

据发现,具有类似星形中的臂的雨水口栅格在这方面是有效的。

图8A示出了这样的雨水口栅格200,其包括通常布置在雨水口之上的雨水口栅格
的顶盖702。雨水口栅格的臂704从顶盖702延伸。在一个典型的实施例中,使用了四个臂,但
也可以使用甚至更多或更少的臂。臂至少在其顶盖、侧面或两侧的一个中设置有栅格,液体
在那里流入雨水口栅格中的臂内并进一步流入合适的雨水口内。

图8b从其侧面以剖面示出了雨水口栅格700。臂被示出为从顶盖700以一个角度向
下并向外对着屋顶610(可能是阳台620)延伸。插图示出了所述臂在顶盖702的中间附近连
接,但想象该臂类似于顶盖的延伸部而向外延伸也是自然的。

在臂朝向下以与屋顶610对齐或平齐的有利实施例中,这会导致异物或颗粒达到
最小阻力,并更容易沿臂向上滑动。

例如像树枝的更大的外来成分将被捕获在臂上,并且如果这些成分被朝向雨水口
自身向内挤压时,它们将被抬起并让液体在底面通过。另一有问题的外来成分类型是叶子,
因为单个叶子可以围绕传统的雨水口头部,并阻碍到其内的开口。使用根据本发明的雨水
口栅格,叶子会被沿着臂并朝向中心引导,然后进入臂之间的角落内。这意味着,臂的外部
在叶子之外延伸一定的量,并且可仍然具有良好的处理液体的能力。

因此,雨水口栅格特别适合于根据本发明的雨水口系统。

如果屋顶是倾斜的,则一个臂可能是足够的,其在那时布置在雨水口的上游侧。在
平坦屋顶上,具有两个臂是有利的,但显著地更加有效的是有三个臂。

在另一有利的实施例中,臂和顶盖702被布置用于避免拦截外来成分,诸如通过使
用光滑的表面并避免突起。这使得维护更加容易,特别是在倾斜的屋顶上,外来成分在那时
将会聚集在最低部分处,而不是停留在一些雨水口中。

在操作过程中,根据本发明的系统将在大部分时间提供不间断水柱,因为浮子可
被连续地调节以尽可能长地将水的高度保持在例如5cm处。这使得该系统特别适合于引入
涡轮。对于更小和更低的建筑物,下水管直接通向通常定位在出口附近或到排水管网的过
渡附近的涡轮。对于具有真空雨水口的大的并且特别是高的建筑,常见的是,在真空系统中
断前以通常达15米的下落高度操作,以避免噪声、振动等。如果人们想要驱动涡轮,屋顶的
水能够通向在屋顶表面一些楼层之下的一个或若干个水池处。从这些水池,输出的水能够
以适于涡轮的操作方式进一步向下调节。使用涡轮具有的优点是,更多的机械能可从跌水
(waterfall)中提取出来,使得从在建筑物底部中的涡轮出来的水的力变得更小。

在另外的实施例中,雨水口设置有电动阀。

屋顶表面上的水位和温度在操作过程中进行测量。

当温度在水的冰点之下时,阀近似关闭,因而将几乎阻碍空气/热量上升进入雨水
口,而如果到来了一些水滴,则这些水滴将会通过。这阻碍了水从布置在建筑物内部的阀开
始积聚并上升到雨水口内,从而在那里用冰堵塞出口。

当屋顶表面上的温度高于冰点时,阀被打开并且雨水口准备好吸取水。当水传感
器记录到比空气锁高约25mm的水时,阀被调节使得水位可以为每个雨水口保持在例如25-
30mm之间。

工业实用性

本发明通过在如屋顶、停车区等等的表面的有效排水中采用而找到其用途。更普
遍地,它在要去除液体组分而不会也带走气体组分的两相系统中是有用的。所以,即使上面
的实例是用空气和水做例子,这些只是总体涵盖液体和气体的发明的例子。

本发明在人们期望有效排水并且安装部件必须尽可能小的地方是特别有用的,诸
如跑道上和道路上。通过将具有更小管道尺寸的新管道插入旧管道内,用新水池更换老水
池,具有所描述的特殊雨水口并且如所描述那样控制这些,该系统非常适合于升级旧的市
政地表水管道,使得整个更新的排水管网将作为UV系统工作。即使新的管道尺寸更小,这些
管道将以这种方式处理更加多的水。

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本发明的目的是提供一种系统和方法,除了通过雨水口有效地排干液体之外,其用于有效地防止来自排水口的气体/热量从雨水口上升并形成冰。本发明是通过布置浮子获得的,使得所述浮子和雨水口的一部分限定了用于通流的可关闭开口,还布置使得浮子防止来自排水口的气体/热量从雨水口上升并形成冰,和/或使得浮子防止气体被吸入雨水口。。

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