CN1071481A - 与屋顶排水装置有关的方法和屋顶排水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及与屋顶排水装置有关的方法和屋顶 排水装置。本发明包括：在屋顶结构(1)上凹槽内的 水槽(2)，设置在水槽底部的进水口(3)，与进水口相 连接的出水管(4)和当水流增加时使开水流转换成闭 水流的装置(5)，为强化排水，在出水管(4)上、进水口 后面的喉部处设置构件(6)，通过喉部的构件调节出 水管(4)的截面积，以这样的方式来保持在调节时出 水管(4)的截面形状基本不变。

Description

本发明涉及与屋顶排水装置有关的方法，在该装置中，当水流增加时，通过在屋顶结构上凹槽内的水槽底部设置的进水口，使开水流转换成闭水流，并引入出水管。本发明也涉及屋顶排水装置。

目前上述解决排水的方法是众所周知的。芬兰专利704467号中所揭示的装置可以用作现有技术解决排水方法的例子，在这个已知有解决方法中，是直接地在屋顶平面上设置进水口。使开水流转换成闭水流的装置包括放置在进水口上方的平板。要根据能引起闭水流的标准来计算平板的大小和它与屋顶平面的距离。

芬兰专利75394号中揭示的装置可以用作现有技术解决排水方法的又一个例子，这个装置利用与芬兰专利70446号的装置相同的基本原理引起闭水流。然而，在芬兰专利75394号的装置中，其进水口设置在屋顶结构上的凹槽内的水槽中，而不是像上述芬兰专利70446号那样直接设置在屋顶平面上。

一般地说，上述解决屋顶排水的方法，效果都是很好的。尽管如此，特别是在为大屋顶而设置的几个屋顶出水口连接相同的管道系统时，已经发现了它的缺点。这些缺点是由于不容易设置独立的若干屋顶出水支管，使其获得恰当的流动阻力。万一不能使这些独立的屋顶出水支管具有恰当的流动阻力，系统就不能以最好的方式工作。在最坏的情况下，系统则完全不起作用。另一个不便之处在于选用不同直径的管道时要受到较严格的限制，因而当选择管道时，实际上常常必须采取折衷办法。由于在管道系统安装之后，不能调节各独立的屋顶出水支管的流动阻力，将引起更多的麻烦。应该注意的是，该系统对于由于杂质引起的堵塞是相当敏感的，因此，如果期望在任何情况下系统都可靠地发挥作用，就不能使用闸门或任何类似装置。

本发明的目的是提供一种方法和装置，并通过该装置能排除现有技术的这些缺点。这个目的通过本发明的解决方案业已实现。

根据本发明的方法，其特征在于：在水槽的底部上设置的进水口后面的喉道处调节出水管的截面积，用这种方法保持截面的形状基本不变。另一方面，根据本发明的排水装置特征在于：在出水管上，进水口后面的喉道处设置一个构件，通过该构件能调节出水管的截面积，用这种方法来保持在调节处的出水管的截面形状基本不变。

与现有技术相比，本发明主要的优点是以相当简单的方法使系统安装后可以调节各个独立的屋顶出水支管的流动阻力，实际上这样就能在每个具体的屋顶结构中最恰当地调节系统的作用。另一个优点是可以在很宽的范围内调节流动阻力，甚至在很困难的情况下，使系统可靠地发挥作用。流动阻力可以在0到90%的范围内变化。本发明还有一个优点是调节构件可以很容易地制成不滞留杂质的形状，所以，不会发生不利的堵塞现象。在本发明的装置中，设置双层滤网也很简便，这就是说容易清除，消除了由堵塞引起的不便。本发明还有一个优点是结构简单，因此，本发明的排水装置功能可靠，很少需要维修，因而使用本发明会有很大优越性。

现在通过以下附图显示的本发明的各优选实施例对本发明作详细描述。

图1是根据本发明的排水装置的侧视图。

图2显示了在调节流动阻力后图1的装置的细节。

图3至6显示了本发明装置的不同的、可替代的各实施例。

图1是根据本发明屋顶排水装置的一个推荐实施例的侧视图。标号1表示建筑物的屋顶结构。图1中标号2表示水槽。在水槽的底部设有进水口3。进水口3与出水管4相连接，通过出水管将水引向所需要的地方。图1中标号5一般表示当水流增加时，使开水流转换为闭水流的装置。

以上所述结构对本专业的技术人员来说属于十分普通的技术，因此，这里不作详尽的说明，只是举例概括地描述了芬兰专利第70446号中所公开的变开水流为闭水流的装置的细节以及使用的原理等等。至于这些结构，作为现有技术的上述芬兰专利可作为参考文本发明的基本特点是在水槽2的底部上设置的进水口后面的喉道处调节出水管4的截面积，以保持截面的形状基本不变。最好沿整个周边用节流出水管4的方法调节截面积。例如通过在喉道设置构件6可以实现出水管4的截面积的调节。构件6遍布出水管4的整个周边，同时沿着它的整个周边来调节出水管4。在图1的实施例中，构件6是一个弹性材料如橡胶制成的环形部件，设置的该构件在轴向压力下向内扩张，从而调节出水管4的截面积。例如构件6的轴向压力可以通过环形加压件7产生。例如通过螺纹结构可以实现加压件的轴向移动，从图2很可以清楚看出对水管节流的情况。图2显示了在调节阻力后，即在对水管节流后，所示图1实施例的出水管4的喉部的情况。从图2可以看出环形加压件7已经向下移动，并压迫构件6，然后构件向内扩张，于是节流出水管4并增加流动阻力。通过反向转动加压件7可以自然地降低流动阻力，在这种情况下，加压件向上移动，使构件可以恢复到图1所示形状，由于这种布置，调节出水管4的流水口的大小是可能的，以这种方式保持出水管的截面积不变，即：虽然调节了出水管流水口的大小，圆形截面仍保持圆形。由于改变单个阻力的大小，使调节得发发生。设未节流时整个装置的单个阻值为ζ₁，那么，由水流引起的压力损耗为

△P₁=ζ₁(W₁ ²)/(2g) H

式中：△P₁：压力损耗mm水柱，

W₁：在喉道上的速度米/秒，

g：重力加速度9.81米/秒²，

H：水的容积比重1000公斤/米³

如果在喉道上设置节流点，节流的单个阻值ζ₂为0.5÷1.6，这取决于进口和出口的倒圆，并为求节流点处的速度而这样表示。节流的压力损耗是

△P₂=ζ₂(W₂ ²)/(2g) H

式中：W₂：节流点处的速度

△P₂表示为速度W₁的函数

因为在截面X上每个点的速度是相等的，所以

(πd² ₁)/4 ·W₁= (πd² ₂)/4 W₂

d₁：节流点前出水管的直径，d₂：节流点处出水管的直径，从上式有：

W₂=( (d₁)/(d₂) )²·W₁

将W₂代入节流的压力损耗公式中得出：

△P₂=ζ₂( (d₁)/(d₂) )⁴(W₁ ²)/(2g) H

屋顶出水口的总阻力是各个部分阻力的总和，即：

△P_tot=ζ₁(W₁ ²)/(2g) H+ζ₂( (d₁)/(d₂) )⁴(W₁ ²)/(2g) H=［ζ₁+ζ₂( (d₁)/(d₂) )⁴］ (W₁ ²)/(2g) H

从上式可看出设有节流的屋顶出水口的单个阻值为

ζ_tot=ζ₁+ζ₂( (d₁)/(d₂) )⁴

例如：设未节流时屋顶出水口蝗单个阻值ζ₁为0.3，当节流点内径为d₂时，节流的屋顶出水口的单个阻值ζ₂为0.5，喉道的内径d₁为50mm，节流点的内径d₂为10mm，那么，

ζ_tot＝0.3+0.5（ 50/10 ）⁴＝312.8

以及比率

(ζ_tot)/(ζ₁) =312.8/0.3=1043

节流和未节流的压力损耗如下：

未节流    节流

W(米/秒)    △P(mm水柱)    △P(mm水柱)

0.3    1.38    1435

0.5    3.82    3987

1    15.29    15949

所以，根据本发明来节流，可以为平衡各独立支管的流阻力提供很大的附加的压力损耗。

构件的截面的形状可以改变。在图1和图2的实施例中截面是椭圆形的，在图3的例子中，构件16的截面是圆形的。至于其余部分，图3的实施例与图1、图2的实施例相一致;在图5的实施例中，构件26的截面是长方形的，至于其余部分，图5的例子与图1至图3的各个实施例相一致。

在图6显示的实施例中，构件包括弹性环形装置36a和能收缩和扩张的套筒36b两部分。例如，套筒36b可以是平板弯成的管子，而套筒边缘并没有固定在一起，弯曲后在调节时平板的自由的轴向边缘能够相互交错地移动。至于其余部分，图6的实施例与上述各实施例相一致。在图1至图3、图5和图6中，有关零件使用了相同的标号，因为就这些零件来说，在各实施方案中是相同的。

在图4所显示的实施例中，构件46是根据为出水管14所需要的截面而有待选择的零件，即为调节流动阻力而拆下构件46，并用能以所需方式调节出水管横截面积的构件更换。在图4中，虚线表示更换构件的一个例子。在图4中，标号12表示水槽，标号13表示与出水管14相连的进水口。提供闭水流的装置，例如在图4中完全没有显示，在图2、3、5和6中也没有显示，这些装置当然可以是图1所示的装置。

上述所有技术方案都可以在安装后调节水流阻力，因此能使整个排水系统的功能十分优越。

上述各个实施例并不打算限定本发明，但本发明可以在权利要求范围内十分随意地修改变型，显然，根据本发明的装置的细节也可以与图中所显示的实施例不同。例如环形构件不一定必需是由橡胶制成的，这个构件也可以包括当压紧时能调节出水管的弹性构件。这个弹性构件的压紧可以在任何方向发生。调节出水管的构件也可以由多种材料制成，例如由橡胶或塑料制成的内有液体或气体的封闭壳体也是完全可能的技术方案。滤网结构和引起闭水流的结构可以是任何对本专业技术人员来说显而易见的技术方案。在这方面，图1的例子可以认为是一种基本的例子，而并不是某种特别规定的解决方法。

Claims (10)

1、与屋顶排水装置有关的一种方法，在该装置中，当水流增加时，通过屋顶结构(1)上凹槽内水槽(2，12)的底部设置的进水口(3，13)，使开水流转换成闭水流并引入出水管(4，14)，其特征在于：在水槽(2，12)的底部上设置的进水口(3，13)后面的喉道处调节出水管(4，14)的截面积，以这样的方式来保持截面的形状基本不变。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述截面积是通过对出水管4的节流来调节的。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：沿整个周边对所述出水管（4，14）节流。

4、屋顶排水装置，包括，在屋顶结构（1）上的凹槽内的水槽（2，12）;在水槽底部上设置的进水口（3，13）;与进水口相连接的出水管（4，14）和当水流增加时使开水流转换成闭水流的装置（5），其特征在于：在出水管（4，14）上，进水口（3，13）后面的喉道处设置构件（6，16，26，36a，36b，46），通过上述构件可以调节出水管（4，14）的截面积，以这样的方式来保持在调节时出水管（4，14）的截面形状基本不变。

5、根据权利要求4所述的屋顶排水装置，其特征在于：所述构件（6、16、26、36、36a、36b、46）覆盖出水管（4，14）内表面的整个周边并沿着出水管（4，14）的整个周边对出水管（4，14）节流。

6、根据权利要求4或5所述的屋顶排水装置，其特征在于：构件（6、16、26、36、36a、36b、）包括一个环形装置，依照调节的范围调整变大或变小来限定进水口。

7、根据权利要求6所述的屋顶排水装置，其特征在于：所述环形装置是由弹性材料制成的一个部件。

8、根据权利要求6所述的屋顶排水装置，其特征在于：设置的弹性材料部件在轴向压力下向横宽方向扩张，因而调节了出水管（4，14）的截面积。

9、根据权利要求6所述的屋顶排水装置，其特征在于：所述环形装置是一弹性构件。

10、根据权利要求4或6所述的屋顶排水装置，其特征在于：所述构件是根据出水管（4，14）所需要的截面积而选择的部件。

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