CN113293937A - 一种雨期屋面智能抽排水系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种雨期屋面智能抽排水系统及其施工方法，属于建筑技术的领域，雨期屋面智能抽排水系统，包括设置在屋顶上的若干个雨水斗，每个雨水斗均连接有一连接管，若干个连接管均连接至一吊装在屋顶下方的悬吊管，悬吊管一端连接有管径有变化的立管，所述立管底端连接有第一给水管，第一给水管包括两端夹角为直角的竖直端和水平端，竖直端与立管连接，水平端连接有两端弯折的第二给水管，水平端连接有水轮发电机。本申请具有减小雨水流动排出的冲击力，提高安全性的效果。

Description

一种雨期屋面智能抽排水系统及其施工方法

技术领域

本申请涉及建筑技术的领域，尤其是涉及一种雨期屋面智能抽排水系统及其施工方法。

背景技术

排水系统是建筑物给排水的重要组成部分，用于及时排出降落在建筑屋面的雨水，减小屋顶积水对屋顶造成的威胁，减小雨水溢流、屋顶漏水的隐患，由其是在雨季，良好的屋面排水系统有效保护建筑物屋顶。目前大多数建筑物采用虹吸排水系统，以较快的速度排清屋顶的积水。

目前已有公开号为CN2915996的中国实用新型专利公开了一种虹吸式屋面雨水排水系统，包括虹吸式雨水斗、尾管、水平集水管和立管，雨水斗露出于屋顶表面，每个雨水斗连接有一个尾管，尾管均连接至水平集水管中，水平集水管一端连接立管，水平集水管形成满管流，立管以极快的速度排清屋面的积水。

针对上述中的相关技术，发明人认为雨水从屋面的天沟流动到底面，屋面的雨水势能很大，若雨水在管道中流动不计阻力，则势能转化为动能，排出的雨水流速很大，雨水流到地面时冲击力较大，可能会有安全隐患。

发明内容

为了减小雨水流动排出的冲击力，提高安全性，本申请提供一种雨期屋面智能抽排水系统及其施工方法。

第一方面，本申请提供一种雨期屋面智能抽排水系统，采用如下的技术方案：

一种雨期屋面智能抽排水系统，包括设置在屋顶上的若干个雨水斗，每个雨水斗均连接有一连接管，若干个连接管均连接至一吊装在屋顶下方的悬吊管，悬吊管一端连接有管径有变化的立管，所述立管底端连接有第一给水管，第一给水管包括两端夹角为直角的竖直端和水平端，竖直端与立管连接，水平端连接有两端弯折的第二给水管，水平端连接有水轮发电机。

通过采用上述技术方案，屋面上的水被抽吸到雨水斗中，并通过连接管汇集至悬吊管内，接着被吸入到立管内，水通过立管流入到第一给水管内时，在竖直端和水平端缓冲水的流速，同时水流经水平端时推动水轮发电机发电，水轮发电机阻拦水流，将势能转化为电能。最后当水从第二给水管流出时，水流速度已经被降低，冲击力大大减小，并且势能得以充分利用，提高安全性的同时具有节能环保的效果。

可选的，所述水轮发电机包括机体和转动连接在机体上的转轴，转轴转动连接在水平端，转轴上位于水平端内部固定有水轮，机体连接有蓄电池。

通过采用上述技术方案，水流在水平端流动时，水轮具有阻碍水流流动的作用，并且水轮在水流的冲击下带动转轴转动，机体产生电能，机体将产生的电能储蓄至蓄电池内，实现绿色环保。

可选的，所述转轴的轴线与竖直端轴线竖直，且与水平端轴线垂直，水轮包括若干个固定在转轴上的叶片，叶片表面与转轴的轴线平行。

通过采用上述技术方案，水从竖直端流入到水平端时，水直接冲刷到叶片表面，推动叶片稳定转动，提高势能转化成电能的效率。

可选的，所述叶片为弧形，当水轮静止时，叶片的凹陷面正对竖直端。

通过采用上述技术方案，水流冲击叶片的凹陷面，水流在叶片表面停留的时间更久，水流冲击力被减缓的效果更好，提高势能转化为电能的效率。

可选的，所述水平端侧壁上设置有两个关于水平端的轴线对称的转动连接件，转动连接件包括固定在水平端管壁上的外壳，外壳内固定有轴承，外壳两端固定有密封垫，转轴转动连接在轴承上，密封垫与转轴抵紧。

通过采用上述技术方案，提高转轴转动的稳定性和顺畅度，并且密封垫提高转轴与第一给水管侧壁之间连接的密封性。

可选的，所述竖直端内固定有导流管，导流管的底端低于水平端的最高处。

通过采用上述技术方案，立管中的水在导流管的导引下，流入到水平端，使水优先流入到水平端的底部，推进水轮转动。

可选的，所述导流管的底端为逐渐向靠近导流管轴线聚拢的聚流口，聚流口底端为椭圆形，聚流口的长轴与水平端的轴线平行。

通过采用上述技术方案，水经过聚流口流动时，聚流口将水集中至水平端中央位置，直面水轮，提高电能转化的效率。

可选的，所述第二给水管远离第一给水管的一端固定有出水管，所述出水管底端直径大于顶端直径。

通过采用上述技术方案，出水管会进一步对雨水的流速进行缓冲，防止雨水对建筑地基造成较大的冲击，防止长期以来对建筑造成隐患。

可选的，所述出水口底端边缘为向靠近出水口轴线方向延伸的曲边。

通过采用上述技术方案，水顺着出水管管壁流动，在曲边的导引下集中水流，减小水四处迸溅的可能性。

第二方面，本申请提供一种雨期屋面智能抽排水系统的施工方法，采用如下的技术方案：

一种雨期屋面智能抽排水系统的施工方法，该方法包括：

步骤S01：在屋顶上等间距安装雨水斗，雨水斗底端安装连接管；

步骤S02：在屋内的屋顶安装吊杆组件，然后将多个连接管连接至悬吊管上，悬吊管安装在吊杆组件上；

步骤S03：在建筑一侧设置立管，立管安装在竖直墙壁上，悬吊管一端均与立管连通；

步骤S04：在第一给水管的竖直端内固定导流管，导流管的底端低于第一给水管水平端最高处，在第一给水管的水平端的管壁上关于水平端的轴线对称固定两个转动连接件，将水轮放入第一给水管的水平端，然后将转轴贯穿入转动连接件，水轮与转轴固定，水轮发电机的机体连接蓄电池；

步骤S05：在建筑竖直墙面上开设用于放置机体和蓄电池的槽；

步骤S06：将第一给水管的竖直端与立管底端连接，将机体和蓄电池放入墙壁的槽内，并密封；

步骤S07：第一给水管的水平端连接第二给水管，第二给水管远离第一给水管的一端连接出水管。

通过采用上述技术方案，施工过程便捷快速，并且安装完成后，屋面上的水被抽吸到雨水斗中，并通过连接管汇集至悬吊管内，接着被吸入到立管内，水通过立管流入到第一给水管内时，在竖直端和水平端缓冲水的流速，同时水流经水平端时推动水轮发电机发电，水轮发电机阻拦水流，将势能转化为电能。最后当水从第二给水管流出时，水流速度已经被降低，冲击力大大减小，并且势能得以充分利用，提高安全性的同时具有节能环保的效果。

附图说明

图1是本申请的整体结构示意图。

图2是本申请中吊杆组件的结构示意图。

图3是本申请中吊杆组件的结构示意图。

图4是本申请中吊管件的结构示意图。

图5是本申请中水轮与第一给水管的结构示意图。

图6是本申请中水轮发电机的结构示意图。

图7是体现本申请中水轮发电机与水平端连接的剖面图。

图8是本申请中导流管的结构示意图。

图9是本申请中出水管的结构示意图。

附图标记说明：1、雨水斗；2、连接管；3、悬吊管；4、吊杆组件；41、支撑杆；42、吊件；421、固定板；422、连接杆；423、卡扣；4231、连接筒；4232、连接板；4233、夹紧板；4234、滑移锁定槽；4235、锁定杆；4236、限位块；43、吊管件；431、半圆环；432、挂环；433、插杆；434、螺栓；5、立管；6、消能机构；61、第一给水管；611、竖直端；612、水平端；613、导流管；6131、聚流口；62、第二给水管；63、水轮发电机；631、机体；632、转轴；633、水轮；6331、叶片；6332、内环；634、蓄电池；64、转动连接件；641、外壳；642、轴承；643、密封垫；7、出水管；71、曲边。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种雨期屋面智能抽排水系统。参照图1，雨期屋面智能抽排水系统包括设置在屋顶上的若干个用于排水的雨水斗1，每个雨水斗1底端均连通有连接管2，屋顶下方设置有水平的悬吊管3，若干个连接管2与悬吊管3连通。在屋顶下方悬吊有吊杆组件4，悬吊管3安装在吊杆组件4上。雨期屋面智能抽排水系统还包括设置在建筑一侧的立管5，立管5紧贴墙体，悬吊管3的一端与立管5连通。在立管5底端设置有消能机构6，减小雨水的冲击力。

参照图1和图2，吊杆组件4包括水平的支撑杆41，支撑杆41为方形管材。在支撑杆41上等间距安装有多个吊件42，吊件42包括固定在屋顶上的固定板421，固定板421底端固定有竖直的连接杆422，连接杆422底端连接有卡扣423。

参照图3，卡扣423包括螺纹连接在连接杆422底端的连接筒4231，连接筒4231底端固定有连接板4232，连接板4232两端各固定有一夹紧板4233，两夹紧板4233平行。夹紧板4233上开设有滑移锁定槽4234，滑移锁定槽4234外端与夹紧板4233一侧边缘连通，内端延伸至夹紧板4233中央，且滑移锁定槽4234内端向下凹陷。在滑移锁定槽4234内滑动连接有锁定杆4235，锁定杆4235两端均固定有直径大于滑移锁定槽4234槽宽的限位块4236。因此将吊杆组件4安装在屋顶上后，将锁定杆4235从滑移锁定槽4234滑出，然后将支撑杆41滑入两夹紧板4233之间，然后移动锁定杆4235，使锁定杆4235滑入到滑移锁定槽4234内端，支撑杆41被限位在连接板4232和锁定杆4235之间，支撑杆41即被吊装在屋顶下。

参照图2和图4，在支撑杆41上安装有多个吊管件43，吊管件43包括一端相铰接的两个半圆环431，在其中一个半圆环431顶端固定有挂环432，支撑杆41可插入到挂环432中，在挂环432上插接有插杆433，插杆433将支撑杆41抵紧在挂环432中。将悬吊管3安装在吊杆组件4上时，首先将悬吊管3外套设垫管，将半圆环431套设在垫管外，然后将两个半圆环431的开口处用螺栓434锁定，使吊管件43与悬吊管3稳定连接。

参照图1，立管5管径变小，悬吊管3内的水在空隙、重力和气压的作用下，汇集到悬吊管3与立管5连接处，立管5通过管道变径的方式，使立管5形成漫流从而形成虹吸，悬吊管3内的水不断被吸出。在降雨初期，系统处于重力流状态，悬吊管3内水流速度较慢，水位逐渐上升；随着降雨量的增加，屋面的水位不断增高，悬吊管3内逐渐形成稳定的虹吸流状态；当屋面水位继续升高时，系统虹吸排水自然产生。

消能机构6包括连接在立管5底端的第一给水管61，第一给水管61两端弯折且呈直角，第一给水管61远离立管5的一端连接有第二给水管62，第二给水管62的两端弯折呈直角。当水从立管5竖直落下后，依次经过第一给水管61和第二给水管62，第一给水管61和第二给水管62具有缓冲作用，减小水的流速。

参照图5，第一给水管61与立管5连接的一端为竖直端611，另一端为水平端612，

参照图5和图6，在水平端612安装有水轮发电机63，水轮发电机63包括机体631和转动连接在机体631上的转轴632，转轴632远离机体631的一端设置有水轮633，机体631连接有蓄电池634。机体631位于第一给水管61外，并安装在墙体内，转轴632转动连接在水平端612，水轮633位于水平端612内部。当水轮633转动时，机体631将产生的电能储蓄至蓄电池634内。

参照图6和图7，在水平端612管壁上固定有两个转动连接件64，两个转动连接件64之间的连线经过水平端612的圆心。转动连接件64包括固定在水平端612管壁上的圆环形外壳641，在外壳641内固定有轴承642，位于外壳641两端均固定有圆环形的密封垫643，密封垫643分别抵紧在轴承642的两的端面。转轴632贯穿两个转动连接件64内的轴承642，并且密封垫643贴紧转轴632。转动连接件64使转轴632可顺畅转动，并且密封垫643增强转轴632与第一给水管61连接处的密封性。

参照图5和图7，转轴632的轴向与水平端612的轴向垂直，并且与竖直端611的轴线垂直。

参照图5和图6，水轮633包括套设在转轴632上并固定的内环6332，内环6332上等间距固定多个叶片6331，叶片6331为弯曲的弧面。叶片6331的两端各设置有一个固定环6333，固定环6333将多个叶片6331连接在一起，提高叶片6331的强度。

当组装水轮发电机63时，将水轮633放入第一给水管61内，然后将转轴632插入第一给水管61中，同时使转轴632贯穿内环6332，使内环6332与转轴632固定，固定方式可以采用焊接固定。

当水轮633停止时，位于转轴632下方的叶片6331的凹陷面正面水流。因此，水流即将流入到水平端612时，水流冲向水轮633，且水流在弧形的叶片6331上停留的时间更久，更稳定地推动水轮633向某一方向稳定转动。

参照图5和图8，在竖直端611内固定有导流管613，导流管613紧贴第一给水管61内壁，导流管613底端为逐渐向靠近导流管613轴线方向聚拢的聚流口6131，导流管613的出口即聚流口6131底端为椭圆形，聚流口6131的出口的长轴与水平端612的轴线平行。聚流口6131将水流微微聚拢。导流管613底端低于水平端612的最高处，即将水流优先引入水平端612的下侧。

当降雨初期时，水自然流到水轮633的底端，当雨水水量逐渐增大时，水流从导流管613底端流出，水流即将流入到水平端612时，导流管613遮挡水轮633的上端，导引水流优先冲向水轮633的下端，因此加速水轮633向某一方向稳定转动，提高水轮发电机63将势能转化为电能的转化率。

参照图1和图9，在第二给水管62远离第一给水管61的一端连接有出水管7，出水管7为圆斗形，且朝向远离悬吊管3的方向开口逐渐增大，出水管7会进一步对雨水的流速进行缓冲，防止雨水对建筑地基造成较大的冲击，防止长期以来对建筑造成隐患。

为了减小水从出水管7流出时迸溅的水花，出水管7的底端边缘固定有向轴线方向弯曲的曲边71，水顺着出水管7管壁流动，在曲边71的导引下集中水流，减小水四处迸溅的可能性。

本申请实施例一种雨期屋面智能抽排水系统的实施原理为：雨水在屋顶通过雨水斗1进入到连接管2内，然后汇集到悬吊管3内，接着从悬吊管3流入到立管5内。

雨水从立管5首先流入到第一给水管61内，在导流管613的导引下，水优先流入到第一给水管61的水平端612靠近底端的位置，水冲击转轴632下侧的叶片6331，推动水轮633转动，因此转轴632稳定转动，机体631产生电能，电能储蓄在蓄电池634中。水在推动水轮633的过程中，流动速度也减缓，顺着第二给水管62从出水管7流出。

雨水从立管5首先流入到第一给水管61内，在导流管613的导引下，水优先流入到第一给水管61的水平端612靠近底端的位置，水冲击转轴632下侧的叶片6331，推动水轮633转动，因此转轴632稳定转动，机体631产生电能，电能储蓄在蓄电池634中。水在推动水轮633的过程中，流动速度也减缓，顺着第二给水管62从出水管7流出。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雨期屋面智能抽排水系统，包括设置在屋顶上的若干个雨水斗（1），每个雨水斗（1）均连接有一连接管（2），若干个连接管（2）均连接至一吊装在屋顶下方的悬吊管（3），悬吊管（3）一端连接有管径变化的立管（5），其特征在于：所述立管（5）底端连接有第一给水管（61），第一给水管（61）包括两端夹角为直角的竖直端（611）和水平端（612），竖直端（611）与立管（5）连接，水平端（612）连接有两端弯折的第二给水管（62），水平端（612）连接有水轮发电机（63）。

2.根据权利要求1所述的一种雨期屋面智能抽排水系统，其特征在于：所述水轮发电机（63）包括机体（631）和转动连接在机体（631）上的转轴（632），转轴（632）转动连接在水平端（612），转轴（632）上位于水平端（612）内部固定有水轮（633），机体（631）连接有蓄电池（634）。

3.根据权利要求2所述的一种雨期屋面智能抽排水系统，其特征在于：所述转轴（632）的轴线与竖直端（611）轴线竖直，且与水平端（612）轴线垂直，水轮（633）包括若干个固定在转轴（632）上的叶片（6331），叶片（6331）表面与转轴（632）的轴线平行。

4.根据权利要求3所述的一种雨期屋面智能抽排水系统，其特征在于：所述叶片（6331）为弧形，当水轮（633）静止时，叶片（6331）的凹陷面正对竖直端（611）。

5.根据权利要求2所述的一种雨期屋面智能抽排水系统，其特征在于：所述水平端（612）侧壁上设置有两个关于水平端（612）的轴线对称的转动连接件（64），转动连接件（64）包括固定在水平端（612）管壁上的外壳（641），外壳（641）内固定有轴承（642），外壳（641）两端固定有密封垫（643），转轴（632）转动连接在轴承（642）上，密封垫（643）与转轴（632）抵紧。

6.根据权利要求1所述的一种雨期屋面智能抽排水系统，其特征在于：所述竖直端（611）内固定有导流管（613），导流管（613）的底端低于水平端（612）的最高处。

7.根据权利要求6所述的一种雨期屋面智能抽排水系统，其特征在于：所述导流管（613）的底端为逐渐向靠近导流管（613）轴线聚拢的聚流口（6131），聚流口（6131）底端为椭圆形，聚流口（6131）的长轴与水平端（612）的轴线平行。

8.根据权利要求1所述的一种雨期屋面智能抽排水系统，其特征在于：所述第二给水管（62）远离第一给水管（61）的一端固定有出水管（7），所述出水管（7）底端直径大于顶端直径。

9.根据权利要求8所述的一种雨期屋面智能抽排水系统，其特征在于：所述出水管（7）底端边缘为向靠近出水管（7）轴线方向延伸的曲边（71）。

10.一种雨期屋面智能抽排水系统的施工方法，其特征在于，该方法包括：

步骤S01：在屋顶上等间距安装雨水斗，雨水斗底端安装连接管；

步骤S02：在屋内的屋顶安装吊杆组件，然后将多个连接管连接至悬吊管上，悬吊管安装在吊杆组件上；

步骤S03：在建筑一侧设置立管，立管安装在竖直墙壁上，悬吊管一端均与立管连通；

步骤S04：在第一给水管的竖直端内固定导流管，导流管的底端低于第一给水管水平端最高处，在第一给水管的水平端的管壁上关于水平端的轴线对称固定两个转动连接件，将水轮放入第一给水管的水平端，然后将转轴贯穿入转动连接件，水轮与转轴固定，水轮发电机的机体连接蓄电池；

步骤S05：在建筑竖直墙面上开设用于放置机体和蓄电池的槽；

步骤S06：将第一给水管的竖直端与立管底端连接，将机体和蓄电池放入墙壁的槽内，并密封；

步骤S07：第一给水管的水平端连接第二给水管，第二给水管远离第一给水管的一端连接出水管。

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