CN117703009B - 一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构，涉及绿色建筑技术领域，包括：与建筑物固定连接的用于雨水收集的水槽；流水管，流水管和建筑物固定连接，水槽通过流水管连通有用于雨水储存的水箱；流水管还开设有开口，开口内设置有与流水管转动连接的出口门，出口门一侧还设置有用于垃圾收集的收集箱；若干个用于雨水过滤的过滤网，过滤网活动设置在流水管内，建筑物还连接有若干个支撑轮，支撑轮上套设有皮带，过滤网和皮带转动连接。本装置可实现雨水收集过程中，流水管内树叶、树枝和其它垃圾的自动清理工作，同时还可实现垃圾的自动收集，有效提高雨水收集的质量。

Description

一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构

技术领域

本发明涉及绿色建筑技术领域，具体涉及一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构。

背景技术

绿色建筑指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，包括节能、节地、节水、节材等，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物；在日常生活中，人们的日常用水全部来源于自来水，尤其在一些水资源紧张的城市，近年来自来水价格不断攀升，所以节约用水不仅是对资源环境的保护，也直接关系到人们的经济节省，比如屋面的雨水多直接白白流走，浪费了大量水资源；所以我们应该充分利用房屋收集的雨水资源，通过生物净化增加水的利用率，减少对自来水资源的消耗；而且雨水是我国农村缺水地区主要的补水资源。

如公开号为公开号为CN 216567256U的专利公开了一种便于对雨水进行收集利用的绿色建筑，通过设置的集水支架，使得绿色建筑本体接收到的雨水能够很好的聚集起来，进而在一定程度上提高了雨水的利用率，通过设置的植被养殖支架，使得使用者能够根据自己的喜好种植一些好看的植被，进而对收集的雨水进行初步利用。

但是该装置还存在如下问题：在雨水收集或者排流时，屋顶上的树叶、树枝和被风刮到屋顶的垃圾成为房屋雨水的主要污染之一，其在收集雨水时无法将随雨水一起流动的树叶、树枝和被风刮到屋顶的垃圾与雨水隔离开，从而影响了雨水收集的质量。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出了一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构，包括：

与建筑物固定连接的用于雨水收集的水槽；

流水管，所述流水管和所述建筑物固定连接，所述水槽通过流水管连通有用于雨水储存的水箱；

所述流水管还开设有开口，所述开口内设置有与流水管转动连接的出口门，所述出口门一侧还设置有用于垃圾收集的收集箱；

若干个用于雨水过滤的过滤网，所述过滤网活动设置在流水管内，所述建筑物还连接有若干个支撑轮，所述支撑轮上套设有皮带，所述过滤网和所述皮带转动连接。

优选的，所述皮带包括有位于两侧的第一竖直段和第二竖直段，所述第二竖直段位于所述流水管内，所述第一竖直段位于所述流水管外侧。

优选的，所述皮带上下两端包括有水平段，第一竖直段通过水平段和第二竖直段相连。

优选的，所述皮带固定连接有若干个与过滤网相适配的挡块，所述过滤网固定连接有转轴，所述转轴和所述皮带转动连接，所述转轴使过滤网分成长过滤段和短过滤段，所述挡块与短过滤段相接触。

优选的，在挡块的作用下，当过滤网处于水平段时，所述过滤网为竖直状态，当过滤网处于第二竖直段时，所述过滤网为水平状态，当过滤网处于第一竖直段时，所述过滤网为倾斜状态。

优选的，所述流水管滑动连接有水平方向运动的阻块，所述阻块通过第一弹簧和所述流水管相连，所述阻块一端位于所述流水管内且上表面为斜面。

优选的，所述流水管转动连接有第二齿轮，所述出口门固定连接有圆弧齿条，所述圆弧齿条和所述第二齿轮相啮合，所述圆弧齿条通过第二弹簧和所述流水管相连。

优选的，所述流水管转动连接有第一齿轮和内圆弧齿，所述内圆弧齿内圈和所述第一齿轮相啮合，所述内圆弧齿一端位于所述流水管内，所述第一齿轮通过同步带可带动第二齿轮转动；所述流水管内还固定连接有可使过滤网发生倾斜的固定块，所述固定块位于所述内圆弧齿下方。

优选的，所述过滤网固定连接有挡板，所述过滤网转动连接有开关门，所述开关门和所述挡板相互围合形成用于容纳垃圾的空间。

优选的，所述挡板滑动连接有竖直方向移动的滑杆，所述滑杆铰接有连杆，所述连杆另一端与所述开关门铰接；所述挡板铰接有气弹簧，所述气弹簧另一端和所述滑杆铰接；当开关门处于竖直状态时，气弹簧和滑杆铰接点低于气弹簧和挡板铰接点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本申请设置有过滤网，水槽内的雨水经过流水管可流入水箱内，过滤网可实现雨水的过滤工作，在过滤网的作用下，树叶、树枝和被风刮到屋顶的垃圾与雨水隔离开，随着过滤网上垃圾的增多，过滤网克服第一弹簧的弹力，过滤网可跃过阻块，过滤网可驱动皮带转动，同时可带动出口门打开，此时在固定块的作用下，过滤网呈倾斜状态，流水管的开口打开，过滤网上的垃圾可倾倒入收集箱内，可实现过滤网上垃圾的自动清理工作，从而不至于因为影响而影响到过滤的效率，同时又可实现垃圾的自动收集，便于后续垃圾的处理。

2.本发明设置有开关门，开关门和挡板配合可形成用于容纳垃圾的空间，当过滤网变为倾斜状态时，垃圾移动可带动开关门打开，随着开关门的转动，可改变气弹簧的朝向，此时气弹簧可推动开关门持续打开，可使开关门打开足够的距离，在垃圾倾倒完成后，第二弹簧带动出口门复位，出口门可带动开关门转动，使气弹簧的朝向改变，气弹簧可推动开关门关闭，且可使开关门始终处于便于的状态，防止垃圾掉落。

3.本发明还设置有内圆弧齿，当过滤网和内圆弧齿相接触时，通过设置圆弧形状的齿条，可带动内圆弧齿移动足够的距离，进而可驱动第二齿轮转动足够的圈数，第二齿轮通过圆弧齿条可驱动出口门打开足够的角度，同时开关门还可移动到该开口处，开关门位于出口门的上方，此时开关门和出口门均处于倾斜状态，可便于承接垃圾，同时实现垃圾移动的导向工作，减少垃圾掉落的可能，从而利于垃圾收集工作的进行。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明整体立体图；

图2是本发明整体主视图；

图3是本发明整体侧视图；

图4是图2中K部分结构放大图；

图5是图4中N部分结构放大图；

图6是图4中过滤网部分结构示意图；

图7是图4中过滤网部分结构示意图（工作状态下）。

附图标记说明:

1建筑物；2水槽；3水箱；4过滤网；5皮带；6收集箱；7流水管；8水平段；9转轴；10出口门；11圆弧齿条；12挡块；13支撑辊；14阻块；15第一弹簧；16内圆弧齿；17第一齿轮；18同步带；19第二齿轮；20第二弹簧；21第一竖直段；22第二竖直段；23固定块；24挡板；25支撑板；26气弹簧；27滑杆；28连杆；29开关门。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图7所示，本实施例提出了一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构，包括：

与建筑物1固定连接的用于雨水收集的水槽2，水槽2呈环形设置在建筑物1外壁，可用于雨水的收集工作，可根据实际需要设置有若干个水槽2，若干个水槽2之间相互连通，从而利于雨水的收集。

流水管7，流水管7和建筑物1固定连接，水槽2通过流水管7连通有用于雨水储存的水箱3，水箱3可放置于地面上，流水管7竖直方向设置，水槽2的底面呈倾斜方向设置，在最低点和流水管7相连通，从而可便于雨水流入流水管7内，流水管7设置在水箱3的上方。

流水管7还开设有开口，且开口的大小足够合适，从而便于垃圾的通过，开口设置在流水管7的侧壁，开口内设置有与流水管7转动连接的出口门10，出口门10一侧还设置有用于垃圾收集的收集箱6。

若干个用于雨水过滤的过滤网4，过滤网4活动设置在流水管7内，建筑物1还连接有若干个支撑轮，支撑轮上套设有皮带5，过滤网4和皮带5转动连接。

出口门10的下端和流水管7转动连接，这样当出口门10绕下端转动时，出口门10可呈倾斜方向设置，可便于实现垃圾的收集和导流，当出口门10处于竖直状态时，可使开口处于封闭状态，减少雨水从开口流水的可能。

收集箱6还固定连接有倾斜方向设置的导向板，导向板和位于开口的一侧，且导向板和流水管7的外壁固定连接，当出口门10处于打开状态时，出口门10可与导向板相互配合，形成用于输送垃圾的倾斜面，且导向板低于出口门10，从而便于垃圾的收集。

皮带5包括有位于两侧的第一竖直段21和第二竖直段22，第二竖直段22位于流水管7内，第一竖直段21位于流水管7外侧。

皮带5上下两端包括有水平段，第一竖直段21通过水平段和第二竖直段22相连，其中上侧的水平段位于流水管7的上方，流水管7下端的侧壁开设有避让口，下侧的水平段贯穿避让口，避让口的大小足够合适，从而可便于过滤网4的通过，由于流水管7均位于水箱3的上方，因此从避让口流出的水也会落入水箱3内。

皮带5固定连接有若干个与过滤网4相适配的挡块12，挡块12的数量和过滤网4的数量相同，过滤网4固定连接有转轴9，转轴9和皮带5转动连接，转轴9使过滤网4分成长过滤段和短过滤段，挡块12与短过滤段相接触。

为了便于过滤网4的转动，长过滤段还可连接有配重块，因此在挡块12的作用下，当过滤网4处于水平段时，在重力的作用下，过滤网4为竖直状态，当过滤网4处于第二竖直段22时，短过滤段上端和挡块12相接触，此时过滤网4无法继续转动，过滤网4为水平状态。

当过滤网4处于第一竖直段21时，由于挡块12的阻挡作用，且此时转轴9的高度要高于挡块12，因此过滤网4无法继续顺时针转动，最终变为倾斜状态，且倾斜状态的过滤网4，可减少雨水对过滤网4的冲击力，由于此时过滤网4倾斜，过滤网4的网孔也为倾斜，在雨水的冲刷下，可实现过滤网4表面网孔的清洁工作。

流水管7滑动连接有水平方向运动的阻块14，阻块14通过第一弹簧15和流水管7相连，阻块14一端位于流水管7内且上表面为斜面，阻块14仅可进行水平方向的移动。

第一弹簧15的弹力足够合适，可用于过滤网4的支撑工作，随着过滤网4进行垃圾的收集，当过滤网4上的垃圾堆积到一定程度时，此时若重力大于第一弹簧15的弹力，可驱动阻块14水平方向移动，此时过滤网4向下运动，皮带5继续转动，可实现过滤网4的更换工作，使新的过滤网4重新移动到流水管7的上方且与阻块14相接触，进行新一轮的垃圾过滤工作。

流水管7转动连接有第二齿轮19，出口门10固定连接有圆弧齿条11，圆弧齿条11和第二齿轮19相啮合，圆弧齿条11通过第二弹簧20和流水管7相连。

初始状态下，在第二弹簧20的作用下，出口门10和流水管7处于接触状态，此时出口门10无法继续顺时针转动，而此时圆弧齿条11位于流水管7的外侧，因此圆弧齿条11不会影响雨水的流动，当第二齿轮19转动时，可驱动圆弧齿条11移动，进而可带动出口门10逆时针移动，使流水管7的开口打开，可进行垃圾的收集。

流水管7转动连接有第一齿轮17和内圆弧齿16，内圆弧齿16内圈和第一齿轮17相啮合，内圆弧齿16一端位于流水管7内，第一齿轮17通过同步带18可带动第二齿轮19转动；流水管7内还固定连接有可使过滤网4发生倾斜的固定块23，固定块23位于内圆弧齿16下方。

第一齿轮17同轴连接有第一带轮，第二齿轮19同轴连接有第二带轮，第一带轮和第二带轮挂设有同步带18，当第一齿轮17转动时，可通过同步带18带动第二齿轮19转动，且第二齿轮19的直径大于第一齿轮17的直径，出口门10打开时，最终状态下，出口门10为倾斜状态，不会变为水平状态。

通过设置圆弧形状的齿条，当过滤网4和内圆弧齿16相接触时，可带动内圆弧齿16移动足够的距离，进而可驱动第二齿轮19转动足够的圈数，第二齿轮19通过圆弧齿条11可驱动出口门10打开足够的角度。

水槽2内的雨水经过流水管7可流入水箱3内，过滤网4可实现雨水的过滤工作，在过滤网4的作用下，树叶、树枝和被风刮到屋顶的垃圾与雨水隔离开，随着过滤网4上垃圾的增多，过滤网4克服第一弹簧15的弹力，过滤网4可跃过阻块14，过滤网4可驱动皮带5转动，同时可带动出口门10打开，此时在固定块23的作用下，过滤网4呈倾斜状态，流水管7的开口打开，过滤网4上的垃圾可倾倒入收集箱6内，可实现过滤网4上垃圾的自动清理工作，从而不至于因为影响而影响到过滤的效率，同时又可实现垃圾的自动收集，便于后续垃圾的处理。

过滤网4固定连接有挡板24，过滤网4转动连接有开关门29，开关门29和挡板24相互围合形成用于容纳垃圾的空间，挡板24共设置有三个，三个挡板24之间固定连接，设置的挡板24和开关门29可便于垃圾的储存，提高垃圾的储存空间，利于后续垃圾的收集。

挡板24滑动连接有竖直方向移动的滑杆27，滑杆27仅可进行竖直方向的话，滑杆27铰接有连杆28，连杆28另一端与开关门29铰接；挡板24铰接有气弹簧26，气弹簧26另一端和滑杆27铰接。

当开关门29处于竖直状态时，气弹簧26和滑杆27铰接点低于气弹簧26和挡板24铰接点，此时气弹簧26可驱动滑杆27上升，气弹簧26可推动开关门29关闭，且可使开关门29始终处于便于的状态，防止垃圾掉落。

随着开关门29的打开，当气弹簧26和滑杆27铰接点高于气弹簧26和挡板24铰接点时，气弹簧26可推动开关门29持续打开，可使开关门29打开足够的距离，在垃圾倾倒完成后，第二弹簧20带动出口门10复位，出口门10可带动开关门29转动，使气弹簧的朝向改变，便于后续开关门29的复位。

第二弹簧20的弹力大于气弹簧26的弹力，当过滤网4和固定块23相接触时，固定块23可使过滤网4发生转动，此时过滤网4的右端可正好移动到开口处，开口为过滤网4的转动提供足够的活动空间，开关门29移动到该开口处后，开关门29位于出口门10的上方，此时开关门29和出口门10均处于倾斜状态，可便于承接垃圾，同时实现垃圾移动的导向工作，减少垃圾掉落的可能，从而利于垃圾收集工作的进行。

本实施例还提出了一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构的使用方法，包括以下步骤：

S1：雨水经由水槽2进行收集，之后经由流水管7流入水箱3内，在流水管7内过滤网4的作用下，实现雨水的过滤工作，此时起到过滤作用的过滤网4位于第二竖直段22且与阻块14相接触；

S2：随着垃圾的收集，当垃圾的重量大于第一弹簧15的弹力时，盛有垃圾的过滤网4跃过阻块14，盛有垃圾的过滤网4可带动皮带5转动，随着盛有垃圾的过滤网4的移动，该过滤网4和内圆弧齿16相接触后，可带动内圆弧齿16转动；

S3：内圆弧齿16带动第一齿轮17转动，第一齿轮17通过同步带18带动第二齿轮19转动，第二齿轮19通过圆弧齿条11带动出口门10转动，从而使流水管7的开口打开，之后随着盛有垃圾的过滤网4继续下降，与固定块23相接触后，可使该过滤网4便于倾斜状态，且此时开关门29位于出口门10的上方；

S4：过滤网4的垃圾向下滑落，垃圾带动开关门29打开，当气弹簧26和滑杆27铰接点高于气弹簧26和挡板24铰接点时，气弹簧26可推动开关门29继续打开，垃圾经由开关门29落在出口门10上，之后经过流水管7的开口落入收集箱6内；

S5：当出口门10上的垃圾均落入收集箱6后，或者出口门10上的垃圾重量小于第二弹簧20的弹力时，第二弹簧20驱动出口门10复位，使流水管7的开口关闭，出口门10转动时可带动开关门29转动，实现开关门29的复位动作；

S6：随着开关门29的转动，当气弹簧26和滑杆27铰接点低于气弹簧26和挡板24铰接点时，气弹簧26可推动开关门29继续关闭，在气弹簧26的作用下，从而使开关门29保持关闭状态，此时该过滤网4跃过固定块23后，重新变为水平状态，同时新的过滤网4和阻块14相接触，进行新一轮的垃圾过滤工作。

需要说明的是，开关门29的高度足够合适，且与流水管7的开口大小相适配，因此当过滤网4移动到开口位置时，可在开口内转动合适的角度，另外过滤网4在流水管7内时，挡板24和开关门29之间可留有合适的间隙或者为接触状态，从而可防止过滤网4一侧重力过重，而发生转动的情况出现，即使有较重的垃圾落在短过滤段而带动过滤网4顺时针转动，而由于开关门29的存在，开关门29会与流水管7的内壁相接触，因此过滤网4不会转动过多的角度，也就不会影响过滤工作的进行。

雨水收集后，雨水的应用非常广泛，其中主要的应用场景包括:

浇灌：在建筑设计中，经常会提供植物、草坪和花园等区域。这些绿化区域通常需要大量的水来维持生长，且其水质不需要经过高度净化处理，因此可以采用收集后的雨水浇灌来节约水资源。

建筑内部用水：建筑物内存在许多非饮用的用水需求，例如冲洗卫生间、走廊清洗等。这些用水需求通常使用面向公共卫生的软水地下水或雨水进行满足，以节约面向饮用的自来水资源。

灌溉用水：针对大型公共绿地、花园等场所，可将收集到的雨水进行二次处理后作为灌溉用。

雨水利用是一种环保的水资源利用方式，具有以下优点：

减轻排水压力：雨水利用可减轻城市排水系统的压力，并减少对外部水环境的影响。

节水：雨水利用是一种节水的途径，可有效减少自来水的使用。

减少洪水：在强隆雨情况下，地面排水系统的承载能力短期内会被超载，导致城市内涵洪水，而通过雨水收集，可以减缓洪水的形成。

环保：雨水利用可以降低建筑物对自然资源的依赖，这对于城市可持续发展具有重要意义。

雨水利用是一种可持续的重要水资源利用方式，其在建筑领域的应用已经成为一种常见的节水环保手段。随着城市及建筑物规模的不断扩大，雨水利用将在更多的城市和建筑项目中发挥其应有的作用。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构，其特征在于，包括：

与建筑物（1）固定连接的用于雨水收集的水槽（2）；

流水管（7），所述流水管（7）和所述建筑物（1）固定连接，所述水槽（2）通过流水管（7）连通有用于雨水储存的水箱（3）；

所述流水管（7）还开设有开口，所述开口内设置有与流水管（7）转动连接的出口门（10），所述出口门（10）一侧还设置有用于垃圾收集的收集箱（6）；

若干个用于雨水过滤的过滤网（4），所述过滤网（4）活动设置在流水管（7）内，所述建筑物（1）还连接有若干个支撑轮，所述支撑轮上套设有皮带（5），所述过滤网（4）和所述皮带（5）转动连接；

所述皮带（5）包括有位于两侧的第一竖直段（21）和第二竖直段（22），所述第二竖直段（22）位于所述流水管（7）内，所述第一竖直段（21）位于所述流水管（7）外侧；

所述皮带（5）上下两端包括有水平段，第一竖直段（21）通过水平段和第二竖直段（22）相连；

所述皮带（5）固定连接有若干个与过滤网（4）相适配的挡块（12），所述过滤网（4）固定连接有转轴（9），所述转轴（9）和所述皮带（5）转动连接，所述转轴（9）使过滤网（4）分成长过滤段和短过滤段，所述挡块（12）与短过滤段相接触；

在挡块（12）的作用下，当过滤网（4）处于水平段时，所述过滤网（4）为竖直状态，当过滤网（4）处于第二竖直段（22）时，所述过滤网（4）为水平状态，当过滤网（4）处于第一竖直段（21）时，所述过滤网（4）为倾斜状态；

所述流水管（7）滑动连接有水平方向运动的阻块（14），所述阻块（14）通过第一弹簧（15）和所述流水管（7）相连，所述阻块（14）一端位于所述流水管（7）内且上表面为斜面；

所述流水管（7）转动连接有第二齿轮（19），所述出口门（10）固定连接有圆弧齿条（11），所述圆弧齿条（11）和所述第二齿轮（19）相啮合，所述圆弧齿条（11）通过第二弹簧（20）和所述流水管（7）相连；

所述流水管（7）转动连接有第一齿轮（17）和内圆弧齿（16），所述内圆弧齿（16）内圈和所述第一齿轮（17）相啮合，所述内圆弧齿（16）一端位于所述流水管（7）内，所述第一齿轮（17）通过同步带（18）可带动第二齿轮（19）转动；所述流水管（7）内还固定连接有可使过滤网（4）发生倾斜的固定块（23），所述固定块（23）位于所述内圆弧齿（16）下方。

2.根据权利要求1所述的一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构，其特征在于，所述过滤网（4）固定连接有挡板（24），所述过滤网（4）转动连接有开关门（29），所述开关门（29）和所述挡板（24）相互围合形成用于容纳垃圾的空间。

3.根据权利要求2所述的一种绿色建筑设计的屋顶雨水收集利用结构，所述挡板（24）滑动连接有竖直方向移动的滑杆（27），所述滑杆（27）铰接有连杆（28），所述连杆（28）另一端与所述开关门（29）铰接；所述挡板（24）铰接有气弹簧（26），所述气弹簧（26）另一端和所述滑杆（27）铰接；当开关门（29）处于竖直状态时，气弹簧（26）和滑杆（27）铰接点低于气弹簧（26）和挡板（24）铰接点。