JP6155263B2 - 地下水をチャネリングするための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は地下水の収集およびチャネリングのための装置および方法に関し、特には地中からの水を吸収するための抽出装置を備えた水管理ユニット、導管に液体を転送する方法、および異なる構成要素の必要性のない水を除去する導管システムに関する。
装置は排水または潅漑システムとして使用できる。

関連技術の説明
従来、例えば農場、スポーツ分野、ゴルフ場、およびトンネル、道床、および土留壁のような土木プロジェクトでの水管理に使用されるほとんどの排水システムは、多くの小径開口または孔をパイプの上部に有する透過性の排水管を使用し、水が上部を通して入って、パイプの下部に集まることができるようにしたものから成っていた。しかしながら、そのようなシステムは土粒子で詰まるようになる傾向があり、収集能力は急速に減少する。汚れがパイプにはいるのを防ぐためにフィルタなどの様々な追加施設の試みがあった。しかしながら、閉そくは、依然として起こる傾向があった。

これに打ち勝つために、米国特許Ｎｏ．５９３４８２８に開示され、Ｃａｐｉｐｈｏｎ排水ベルトとして販売される排水ベルトが開発された。この排水ベルトは排水装置内に土粒子を転移することのない地下水収集のための効率的な方法である。したがって、排水ベルトは詰まらなく、収集能力は時間がたっても減少しない。さらに、システムはパイプのつまりを取り除く保守を必要としない。そのような排水ベルト１０は図１に図式的に示されている。ベルト１０の表面には、ベルト１０の長さ方向に沿って伸びるほぼ長方形の切断面の複数の平行なスロット１２がある。それぞれのスロット１２はほぼ円形の切断面を有する対応するノッチまたはチャンネル１１と連通し、一緒になって鍵孔形状の切断面を形成し、ベルト１０の長さ方向に沿ってベルトの内部に伸びる。スロット１２とチャンネル１１は、毛管作用によりスロット１２を通してチャンネル１１内に水が引き込まれるようなサイズにされる。そしてベルト１０の長さ方向に沿って流され次いでパイプ内に配送され、排水される。ベルト１０が土壌中に設置され、土壌で満たされる時、水は土粒子の間の空間を満たし、毛管作用で排水ベルト１０のチャンネルを満たす。

図２ａは乾いた土壌中の排水ベルト１０の端面図を示している。空気はスロット１２とチャンネル１１を満たす。図２ｂは飽和土壌中の排水ベルト１０を示す。水は土粒子と、スロット１２およびチャンネル１１の間を満たす。水はベルト１０のチャンネル１１に沿って流れ、排出されることができる。排水ベルト１０構造手段は、それが設置されるすべての飽和土壌から水を集めることができる。

図３は排水ベルト１０の幅方向の収集部位について図説する。排水ベルトのすぐ近くの水はスロット１２を通ってチャンネル１１内に動いて除去されるので、集められた水によって空けられた領域を満たすために入って来る追加の水と置き替えられる。収集領域に向かった水移動の速度は土粒子間の細孔の空間のサイズ（土壌の透水係数）と圧力（ヘッド）によって制限される。

収集と排出量が、土壌の収集のために水を提供する能力より大きいときに、排水装置の効率は改良される。排水ベルトの長さを増加または減少させることにより、排水ベルトの回収速度は増加または減少する。長さが長くなるとより大きい表面積が収集に提供されるからである。集められた追加水が、チャンネル１１を通して容易に流れて、収集と同じ速度で排出される場合にだけ、収集容量を増加させることは有効である。チャンネル１１のサイズを小さくすると、ベルトの長さに沿って流れることへの抵抗を生じる。排水ベルトは片端から排水を放出しなければならないので、収集能力を増加しても排水能力は若干減少する。

機能的な排水システムは水の効率的な収集と、排出ポイントへの効率的な輸送能力も必要とする。チャンネル１１のサイズを小さくすることは、集めた水の実用的な輸送機構でなく、排水ベルトは配管ネットワークに接続されなければならない。水の収集のための排水ベルトと水を移動するためのパイプネットワークの組み合わせは、有効な排水システムを形成するが、複雑で、高価で、仕上がりに誤りが生ずる傾向がある。

排水システムの効率は排水ベルトの頻度、その結果としての排出ポイントの頻度を増加させることによって高められる。また排水ベルトの長さを制限し、運搬距離を短くして水がパイプ内にすぐに排出されるようにすることでも高められる。図４は、急速に水を収集および排出する排水システムを示しているが、これを組み立てて設置することは複雑で労力を要する。パイプ２０と排水ベルト１０は、重力により排水するために傾斜になっていて、大規模で慎重な掘削作業と埋戻しを必要とする。パイプ２０と排水ベルト１０を囲む領域は、排水ベルトからの水がパイプ内に排出されないようにするＵベンドジョイントを防ぐために慎重に手で圧縮されなければならない。図５ａは、パイプ２０に接合されたベルト１０の断面図を示し、水がベルト１０からパイプ２０に流れることができるように配置される。図５ｂは周囲の地面がＵベンドジョイントとなるように配置され、パイプ２０内に水が排出されるのを防いでいる断面図を示す。

さらに、湿っていて、ぬれて、泥々の条件で排水ベルトを設置することは困難を増加する。上表面に加えられる小さな重量が、容易に柔らかな土内に下方表面を押し込んで、スロット１２とチャンネル１１を完全に塞ぎ、排水ベルトの効力をなくす。また、排水ベルトが水が集まる海抜の低い地域や、トレンチ内に設置されるので、ベルトの表面における歩行者の通行の見込みも避けられない。砂層の上の設置もスロット１２とチャンネル１１にいくつかの障害を示す。注意深い監督を必要とするので、排水ベルト方式の設置は高価である。

１つの実施態様では、水の管理ユニットは以下を含む。
細長い収集部分；および抽出された水を収集部分に排出するように配置された抽出部分；ここで抽出部分は収集部分の長さ方向に沿って収集部分から横方向に延びる少なくとも１つのリブを含む。
別の実施態様では、水の管理ユニットはさらに少なくとも１つのリブの下側に位置する水の抽出構成要素を含む。
別の実施態様では、水の抽出構成要素は、毛管作用で水を抽出するように配置される。
別の実施態様では、毛管作用方法はロッドの配列を使用する。
該配列は多くの層内に配置できる。この層はお互いに対して回転させることができる。ロッドは、ユニットの収集部分に向けられるか、または収集部分に向けて傾斜をつけることができる。
別の実施態様では、抽出部分は、抽出部分に向かうそれぞれの抽出サブ部分で中断されることができる。隣接している抽出サブ部分は、実質的に互いに平行であることができ、またはそれらは反対方向に表面を傾斜させることができる。

別の実施態様では、抽出部分構成要素は水が流れる複数のチャンネルを有する。
別の実施態様では、少なくとも１つのリブが収集部分の長さ方向に沿って延びる。
別の実施態様では、ユニットの上流端から下方に少なくとも１つのリブが傾斜する。
別の実施態様では、少なくとも１つのリブは２度−３０度、好適には５度−２０度、より好適には約１５度の角度で収集部分に対して傾斜する。
別の実施態様では、リブは上面が角度を有し、下側がほぼ水平である三角の断面を有する。
別の実施態様では、ユニットは少なくともユニットの片側に配置された複数の平行なリブを有する。
別の実施態様では、ユニットの断面は長方形であり、比較的横方向に狭いか、またはユニットの断面は比較的低く幅広であることができる。
別の実施態様では、収集部分は１０−４０ｃｍの高さ、５−１５ｃｍの幅、および２０−６０ｃｍの長さの範囲内の寸法を有する。リブが幅１−５ｃｍであり、約５０ｃｍの幅で高さは３−４ｃｍまでであることができる。
別の実施態様では、ユニットの上流端は、２番目のユニットの下流端と協力するように形成される。
別の実施態様では、ユニットの上面は、２番目のユニットの下面と協力するように形成される。
別の実施態様では、ユニットはふたまたはカバーを有することができる。
あるいはまた、ジオテキスタイル（geotextile）でユニットをカバーできる。

別の実施態様では、ユニットは、排水システムのインターロッキングフィッティング（interlocking fittings）に接続するように適合させられる。
別の実施態様では、ユニットは半剛性材料から作られる。
別の実施態様では、ユニットはプラスチックから作られる。
別の実施態様では、ユニットは単一の部品として成型プロセスで製造される。
別の実施態様では、水の管理システムは少なくとも１つの水の管理ユニット、および少なくとも１つのユニットの下流に配置される排水パイプを含む。
別の実施態様では、排水システムはさらに複数の連結されたユニットを含む。
別の実施態様では、複数のユニットは、垂直に積み重ねることによって連結される。
別の実施態様では、複数のユニットが水平に連結され、第１のユニットの上流端と２番目のユニットの下流端が接続される。
別の実施態様では、水管理ユニットまたは水の管理システムを設置する方法であって、水管理ユニットが配管ネットワークに接続されて溝内に配置され、溝が埋め戻される方法が開示される。

本発明の態様は独立形式請求項で定義される。本発明は、効果的で、耐久性があり、設置が簡単で、大きな収集および排水能力を有し、別個のパイプネットワーク無しで操作することができる。望ましくは、設置の間または使用の間、残骸により詰まることなく、設置後の保守を必要としない。本発明の実施態様は以下において説明されるが、これらは例示のためにのみにされる。添付図面に関して同一参照番号は同様の部分を表現するのに使用される。

図１は排水ベルトの透視図を示す。 図２ａは乾いた土壌中の排水ベルトの断面図を示す。 図２ｂは飽和土壌中の排水ベルトの断面図を示している。 図３は排水ベルトの収集領域の平面図を示している。 図４は排水ベルトを組み込む排水システムの平面図を示している。 図５ａは排水ベルトと排水パイプの間のジョイントの断面図を示している。 図５ｂは排水ベルトと排水パイプの間のジョイントの断面図を示している。 図６は水の管理ユニットの概要図を示している。 図７は２つの水の管理ユニットの概要図を示している。 図８は、パイプに接続された２つの水管理ユニットを示している。 図９は水の管理ユニットの断面図を示している。 図１０は抽出構成要素の断面図を示している。 図１１は低い断面の水の管理ユニットの概要図を示している。 図１２は図１３のＢ−Ｂでの詳細な断面図を示している。 図１３は低い断面の水の管理ユニットの概要図を示している。 図１４は毛細管抽出アレンジメントの詳細な図を示している。 図１５は低い断面の水の管理ユニットの概要図を示している。 図１６は図１５に示されていた実施態様の詳細な図を示している。 図１７は図１６の代替のアレンジメントを示している。 図１８は図１１のＡ−Ａでの断面の詳細な図を示している。 図１９は毛細管ロッドの詳細な図を示している。 図２０は毛細管ロッドの詳細な図を示している。 図２１は毛細管ロッドの詳細な図を示している。

詳細な説明
図面を参照して本発明の実施態様について説明する。
本発明の実施態様は図１１に示されている。配置は交互の毛管作用による水の収集方法を使用し、水の管理ユニットは、比較的広くて低いかまたは平坦な断面を有する。ユニット２００は、主要な水の流路２１０、多くの収集部分２１２、および多くの抽出部分またはサブ部分２１４を有する。抽出部分２１４は主要な水の流路２１０から延びるリブを有する。水の抽出材料はリブの下側に配置される。収集部分２１２も主要な水の流路２１０から延び、抽出部分２１４の下に平行に延び、水を抽出部分２１４から収集部分２１２に集積することができる。抽出部分２１４は傾斜が付けられ、抽出部分の間のトラフ内に配置された収集部分２１２内に直接抽出水が向けられる。図１１に示される実施態様では、抽出部分２１４は隣接している収集部分２１２の間にピークを形成し、抽出部分２１４がユニット２００の長さ方向に対して２つの相対する方向に傾斜する。他の実施態様では、隣接する抽出サブ部分は実質的に平行である。間隔を置いて抽出部分２１４は中断され、直接収集部分２１２内に放出するようにする。その場合には抽出された水は短距離だけを移動する。

示された実施態様においてはユニット２００では、上流または下流の方向を定義していないし、必要ではない。これは主要な水の流路２１０の水流方向により、ユニット２００の設置の間に決定することができる。また、収集部分２１２はユニット２００の足と同様のサポートを提供する。これは設置の際に直接トレンチ内に置くことができる。他の実施態様において、水の管理ユニットの設置に関するより詳細な説明を以下に行う。

収集部分２１２は抽出部分２１４の下に延びる。トレンチ内に置かれた時には、収集部分または足は水の管理ユニットがサポートされることを保証し、抽出部分２１４を高くする。これは、抽出部分が土壌から離れ、水とともに土壌が抽出されることを防止することを保証するのを助ける。また、収集部分２１２によって水管理をユニットが上げられることは、水が容易に抽出される領域に流れることを許容する。

カバー２１６でユニット２００をカバーできる。カバー２１６は準硬質プラスチック材料、または等価材料からで作ることができ、抽出ユニットの本体に結合される。あるいは、カバーはスナップフィットによるカバーであることができる。あるいは、ＳｕｂＡｉｒ用途での使用に適した、ジオテキスタイル材２１８でユニットをカバーできる。カバー２１６またはジオテキスタイル２１８はユニットへの剛性の付与に寄与し、同時に抽出部分２１４の毛細管収集構造に土壌が詰まることを防止することを助ける。当業者はＳｕｂＡｉｒシステムに詳しいであろう。ＳｕｂＡｉｒシステムでは、圧搾空気またはガスがサブグレードに挿入されて、ユニットの上下を通して拡散される。ジオテキスタイルカバーの使用はユニットの先端を通ったより簡単な拡散を許容し、多孔管アレンジメントを使用する場合と比べると、より少ない圧力しか必要としない。

本発明の実施態様で使用される水の毛管作用抽出の方法は、抽出材料内にすでに存在する水の抵抗により影響されないので、先行技術と関連して説明した方法より効果的である。

図１８は図１１のＡ−Ａ線での断面を示す。抽出部分２１４と収集部分２１２の詳細を示している。抽出部分は図１９に示されているように、平行に配置された毛細管ロッド２８４の配列を含む。ロッドの片端を樹脂内に配置するか、オープンフレームに固定するか、または他の方法でロッドを層内の所定位置に保持する。図１８では、ロッドが互いに９０度で配置される２つの層を示す。上側の層のロッドは収集部分２１２に向けられる。一般に、ロッド２８４のそれぞれの層は、例えば９０度または４５度回転させた、異なった配向を有するべきである。１つの層のロッドだけが必要とされるが、２つ以上の層は付加的な利益を提供する。水の管理ユニットが直接地面に置かれるので、ロッドの下側は土壌２１３に露出される。破線２８２によって示される飽和土壌の中の上昇している水は毛管作用によりロッドによって吸収される。

図２０は詳細なロッドの端面図を示している。ロッド２８４は適切な距離で離され、水２８５がロッド２８４の間に引き込まれるようにされる。ロッド２８４が傾斜されている時、水２８５は、図２１に示されているようにロッド２８４の間を流れることができる。抽出部分２１４内のロッド２８４の傾斜に従って、水は流れる。したがって、水を周辺土壌から抽出して、直接水の管理ユニットの収集部分２１２に集積できる。

毛細管収集方法は１つ以上の層の毛細管ロッドが存在していることによる利益を得る。増加する数の層が増加する水収集能力を提供する。さらに、単一層が使用されている場合には、水は毛細管ロッドを通して噴出することがある。２番目の層は、これを妨ぐことを助ける。さらに、土粒子は増加した数のロッド層では水の管理ユニットに入る事が少なくなる。

それぞれの層のロッドには排水能力があるので、ロッドのそれぞれの層を収集部分に向けるのは望ましい。例えば、２つの層のロッドを収集部分の端に４５度で配置し、両方の層が収集部分に向けられるようにすることができる。

硬質プラスチック、重いゲージ銅線または他の適当な材料から毛細管抽出ロッドを作ることができる。

再び図１１を参照する。水は収集部分２１２の間のギャップ２１３中および隣接した領域の土壌から抽出される。この実施態様では、水が周辺土壌からいったん抽出されると、毛細管チャンネルの長い距離を通して輸送される必要はない。水はすばやく収集部分２１２のより大きなチャンネル、および主要な水の流路２１０中に集積される。したがって、抽出部分２１４を通る水の流れはユニット２００の水の抽出能力を制限しない。水の抽出は既に収集部分２１２または主要な水の流路２１０に存在する水の影響を受けない。ユニット２００または主要な水の流路２１０を排水システムに接続することによって、集まっている水を取り除くことができる。

図１３に示された実施態様は、水の管理ユニットが比較的広くて平坦なプロファイルを有する、図１１のものと同様のアレンジメントを示している。しかしながら、この実施態様は異なった毛管作用収集方法を使用する。ユニット３００は、主要な水の流路２４０、多くの収集部分２４２と多くの抽出部分２４４を有する。抽出部分２４４は主要な水の流路２４０から延びるリブを形成する。収集部分２４２も、主要な水の流路２４０から延び、抽出部分２４４と平行である。この実施態様では、直接収集部分２４２内に水を集積するために抽出材料は傾斜する必要が無く、抽出部分２４４は実質的に水平である。カバー２４６またはジオテキスタイル２４８でユニット３００をカバーできる。ポイント２４７でカバー２４６をユニット３００に取り付けることができる。設置する時に、水は収集部分２４２の間のギャップ２４３中および隣接した領域の土壌から抽出される。また、一方、収集部分２４２はユニット３００のサポートを提供できる。設置の際、直接トレンチ内にユニットを置くことができる。

図１２は図１３の抽出部分２１４のＢ−Ｂ線の断面を詳細に示す。抽出の方法は毛管作用を使用する。しかしながら、アレンジメントは先に本明細書に記載されたものと異なっている。本アレンジメントでは、水はリブの下側に位置する「ｍ」形をしているミニチャンネルの間のスロット２２０を通して、リブの下の土壌から抽出される。それぞれのチャンネルの間に、ギャップを有して多くのミニチャンネルがリブの幅方向に沿って位置している。水が毛管作用で抽出部分２１４に入るように、それを通って水が抽出されるスロット２２０は適当な大きさにされる。次に、抽出された水は「ｍ」形をしているミニチャンネルの「Ｕ」字型の曲げ部分２２０内に集積され、ミニチャンネルに沿ってユニット２００の収集部分２１２に移動することができる。ユニットの収集部分２１２は破線２２４によって示され、ミニチャンネルの端に位置しているのが示される。したがって、水は、矢２２６で示した方向で環境からユニットに流れることができる。

図１２に示されるように、カバー２２８がユニット２００に、「ｍ」形をしているミニチャンネルの側に位置する多くのサポート上で取り付けられる。

図１４は、「ｍ」形をしているミニチャンネルの２つの端により作られるスロットの拡大部分を示す。スロットは実質的に平行な細長い側面を有し、それぞれの側面は互いに離れてカーブを描く。水がスロットの幅方向を通して毛管作用によって抽出され、「ｍ」形をしているミニチャンネルの「Ｕ」形をしている曲がり部分に集積されるとき、丸い形状は、より簡単なアクセスを収集部分に許容する。ユニット３００の収集部分２４２内に流れる前に、水が増えることができないので、抽出部分２４４を傾斜させる必要はない。

当業者は、本明細書に記載された水の管理ユニットのすべてにおいて、本明細書に記載された抽出方法と材料のすべてを使用できることを理解するであろう。

別の実施態様は図１５に示され、抽出部分２５４を有する。抽出部分２５４は、下側に抽出材料を有するリブを含む。抽出材料は、先の実施態様において説明されたすべての抽出材料であることができ、またいかなる他の適当なアレンジメントであることができる。傾斜された抽出部分２５４は、傾斜されたリブの間に配置された収集部分を介してユニットの長さ方向に沿って主要な水の流路２５０内へ排出される。先の実施態様と同様、水は傾斜されたリブの下側とその周辺の土壌から集められ、抽出部分を介してユニット内部へ移され、主要な水の流路２５０を介して排出される。この実施態様でも、土粒子がユニットに入るのを防ぐためにスナップフィットカバー２５６が提供される。

図１６は図１５に示された実施態様のリブ部の細部を示している。抽出材料２６０は、下側のリブ２６２の上に位置し、リブ２６２の端の上を通り過ぎ、水の管理ユニット２６４内に水を集めることができるようにする。別法では、図１７に示されたように、リブ２７２でスロットを切ることができ、抽出材料２７０がリブ２７２を通り過ぎ、ユニット２７４内に水を集めることができるようにする。

これらの低い断面の実施態様は、トレンチなしで排水を必要とする場所に設置することができるが、トレンチはより良好な高率と性能を与える。一般に、これらの実施態様は、水の管理ユニットが３または４ｃｍの高さに過ぎない断面を有し、浅いトレンチを必要とし、したがって掘削作業をほとんど必要としない。そのようなトレンチは、容易に手で掘削できて、埋め戻しのために最小量の材料しか必要としない。これは労働力およびの材料で両方の大きなコスト削減をもたらす。ユニットは任意の適当な長さまたは幅で作ることができる。たとえば、長さ約１ｍ、および幅５０ｃｍであることができる。

別の実施態様は図６に示され、水の管理ユニット４に関する概要図を提供する。水の管理ユニット４は、細長い収集部分１６と抽出部分１８を有する。抽出部分１８は収集部分１６の１以上の側に位置できる。収集部分１６は外部に配置される複数のリブ８を有し、隣接した領域から水を抽出する。

水は、複数のリブ８で作られる、水の管理ユニット４の抽出部分１８によって周囲の地面から抽出される。抽出された水は収集部分１６の外部をリブ８に沿って流れる。収集部分１６は抽出された水のための導管を提供する。水は抽出部分１８から収集部分１６に移され、次いで水は排水システムに移される。

収集部分１６は、上流端６、下流端５を有し、いくつかの実施態様ではほぼ長方形の幅の狭い断面を有し、平面図では細長くＴ字形であり、下流端５にクロスバー７がある。それは箱形であり、リブ８が側面に沿って好都合に位置できる。飽和した地面に設置されると、水はリブ８に沿って周囲の地面から抽出されて、リブ８に沿って流れ、より広いセクション７で収集部分１６に流れる。

収集部分１６の下流端５には、より広いセクション７がある。リブの端８はより広いセクション７であるＴ字形のクロスバーで収集部分１６と接触し、リブ８はより広いセクション７の外側のフレーム内に入るように成形される。水の抽出材料１４は、より広いセクション７の壁を通って延び、水の抽出材料１４で集められた水はより広いセクション７の内部に移され、収集部分１６によって排出される。

任意に、収集部分１６の下流端５は、隣接している収集部分１６の上流端６と協力できるように賦形される。２番目のユニット４の上流端６内に第１のユニット４の下流端５を挿入できる。したがって、いくつかのユニット４が、より広大な地域にわたって水を抽出するために一緒に接続できる。２つの水の管理ユニット４が互いに接続された概要図を図７に示す。第１のユニット４の下流端５は、２番目のユニット４の上流端６内に挿入できるようなサイズと形状にされる。

排水システムのパイプ２０を接続するために、ユニット４の端５、６を形成できる。あるいはまた、排水システムの終点としてユニット４の上流端６にふたをすることができる。したがって、排水システム中の任意の位置にユニット４を置くことができる。例えば、もう１つのユニット４の隣、パイプ２０ブランチの端、パイプ２０の長さ方向またはパイプの合流点の任意の位置におくことができる。

それが地中に入れられる前の、水の管理システムの例が図８に示される。２個のユニット４はそれらのそれぞれの上流端６と下流端５で接続される。また、第１のユニット４は下流端５でパイプ２０に接続される。２番目のユニット４の上流端６はふたをされる。

図には示されないが、収集部分１６の上部および下部は、第１のユニット４が２番目のユニット４と協力するように賦形され、垂直にユニット４を積み重ねることができる。例えば、土留壁に対する使用のためにユニットを積み重ねてシステムの全高を上げることができる。

図８に示された例によると、ユニット４は１０−４０ｃｍの高さ、５−１５ｃｍの幅、および２０−６０ｃｍの長さの範囲内で、リブは１−５ｃｍの幅であることができる。収集部分１６のどちらかの側の抽出部分１８の間の幅（図示せず）は約５ｃｍであることができる。しかしながら、すべての適当な寸法を使用でき、上記は単に適当な寸法の示唆である。

望ましくは、ユニット４とパイプ２０、および排水システムの他の部分の間の継手は水が漏れないようにされる。例えば、それらはシールが形成される締りばめリブを有するゴム部分を有することができる。しかしながら、部品の間の何らかの漏出が起こっても、水は再びユニット４の抽出部分１８によって集められる。

さらに、ユニット４は排水システムの他の部分に接続する追加の開口部を持つことができる。例えば、横または上部の開口部は、ユニット４の有効水収集面積を増加させるために追加の排水ベルトとの接続を形成するのに適当であるかもしれない。したがって、排水ベルトはユニットの収集部分１６内に排水できる。

ユニット４の水の抽出部分１８は収集部分１６の長さ３（図６を参照）に沿って配置された少なくとも１つのリブ８を含む。任意に、収集部分１６の横側に配置された複数の平行なリブ８を有する。リブ８は収集部分１６の１つまたは両方の垂直な面の長さ方向３に沿って配置され、任意に収集部分１６の上流端６から、リブ８の端で収集部分１６のより広いポイント７の収集ポイントへ傾斜させることができる。リブ８の下流端では、収集部分１６のより広いセクション７に接触し、リブ８は外側のフレーム内に入るように成形される。水の抽出材料１４は、より広いセクション７の壁を通って延び、集められた水は収集部分１６内に排出される。

図９を参照する。上で説明したタイプの構成要素または水の抽出材料１４はリブ８の下部に位置している。水の抽出材料１４は、リブ８の長さに沿って延びる複数のスロット１２である。それぞれのスロット１２は、リブ内に延びる対応するノッチ１１を有する。チャンネル１１は、材料１４の中に水を保持するようにスロット１２より広い。スロット１２とチャンネル１１は、水が隣接した領域からスロット１２を通して毛管作用によってチャンネル１１内に引き上げられて抽出されるような大きさにされる。隣接した領域から抽出された水は、チャンネル１１に沿って流れる。リブ８の下流端では、水の抽出材料１４の端が解放され、水はチャンネル１１から流れ出ることができる。

リブ８は平らであるか、または収集部分１６の側面に沿って傾けることができる。リブ８が上流端６から下流端５へ傾いている場合、重力により水はチャンネル１１に沿って流れ、収集部分１６内に入る。設置される場合でも、水がリブ８に沿って流れるための水圧が十分である場合、抽出部分１８の傾斜はない。

好都合には、傾斜は複数のリブ８が収集部分１６の半面の上に配置され、水の十分な流れを提供するようにされる。例えば傾斜が２度−３０度の範囲内にあってもよく、望ましくは５度−２０度の範囲内であり、より望ましくは１５度である。

ユニット４の設置は平らなトレンチ内にされる。いくつかの実施態様では、リブ８の傾斜は抽出部分１８内に、下り坂を上流端６から下流端５まで提供し、排水系網により水が集められて、除去することができるようにされる。リブ８の傾斜はネットワークの傾斜から独立している。

さらに、リブ８の傾斜はユニット４が例えば、トレンチの底が平らではないトレンチ内に設置される場合、たとえばトレンチのセクションがシステムの上流端から下流端に傾斜している時には、リブ８の傾斜が設置されるトレンチのネガチブ傾斜を補うことができる。収集ユニット４のリブ８の傾斜のため、設置されるトレンチの傾斜は重要でない。したがって、水の管理ユニット４を設置するのは非常に簡単であり、それはリブ８の傾斜が、より大きい許容度をユニット４を与えるからである。

再び図６を参照する。リブ８は、水管理ユニット４の長さ方向に沿って位置していて、ユニット４の側面から横に延びる。リブの幅２は重要でない。しかしながら、寸法は、ユニット４の全体的なプロファイルを狭く維持するため、および希望の除去能力を提供するように選ばれる。適当な寸法は先に記載された。しかしながら、当業者は制限がないことを理解するであろう。

図９は水の管理ユニット４の断面図を示している。リブ８は収集部分１６の側面から横に延びる。リブ８は、三角の断面を有し、上部が角度を有し、それぞれのリブ８のほぼ水平な底部の上に水の抽出材料１４が配置される。図１０は水の抽出材料１４の広げられた様子を示している。排水ベルト１０と同様に、材料はスロット１２と毛管作用で水を抽出するチャンネル１１を有する。

任意に、リブ８は三角形の断面を有し、水の抽出材料１４が三角形の下部の上にある。リブ８の断面は抽出部分１８に増加した剛性を提供し、設置および埋戻しの圧縮の間に抽出材料１４が適所に残り、下を向いているようにする。また、リブ８は増加する剛性を収集部分に提供できる。設置の間、リブ８の上面の傾斜は、抽出材料１４からの土粒子の偏りを助け、小粒子がスロット１２に入り流路をふさぐというリスクをほとんどなくす。

複数のリブ８が収集部分１６の側面に位置している場合、結果は抽出材料１４の薄い片の別々のスタックにより、効果的に得られる。したがって、抽出材料１４の効果的な幅は、ユニットの細長いプロファイルを維持しつつ、十分な水の除去能力を提供できるような大きさである。さらに、抽出材料の総有効幅が増加されるか、または水の管理ユニット４の高さが増加されると、除去能力が増加する。

収集部分１６内の排出ポイントへ、リブ８に沿って水が流れなければならない最大距離は、収集部分１６の長さ３によって制限される。抽出材料１４の片の長さは、収集部分１６上のリブ８の長さに制限される。その結果、望ましくは、抽出材料１４の片はチャンネル１１を通る水の流れがチャンネル１１の小さな形による抵抗で顕著に妨害されないほど短く、そして最適には、水流と排出は抽出材料１４の除去能力に見合うようにされる。

より大きい長さの水抽出が、より大きい長さに沿って必要であるなら、先に説明したようにいくつかのユニット４が結合できる。水抽出ユニット４の長さに沿って、水は定期的にユニット４の収集部分に集められる。収集部分１６は満タンになることが無いほど大きく、水の抽出を妨害しない。したがって、粗い砂の場合に１メートル当たり最大毎分２０ｌｔの水を抽出することが可能である。限定因子は砂の飽和透水係数であり、比較的小さくて狭い水の管理ユニット４で可能である。

細いプロファイルは、地面へのユニット４の設置を簡単にする。細いプロファイルは、ユニット４および連結された他のユニット４またはパイプ２０よりわずかだけ広いトレンチに１以上のユニット４を挿入できるので、地面の最小量の分断を許容する。トレンチはついで掘削された汚れまたは砂で埋め戻される。リブの剛性と固有の角度を考慮すると正確な位置決めの必要性はない。上記から明らかなように、水管理ユニット４は設置するのが簡単である。ほとんどの実施態様では、ユニット４は細いプロファイルを有する。さらに、リブ８がユニット４から長い距離で延びないので、抽出部分１８を収容するために広い領域を掘削する必要は全くない。ユニット４はドレインパイプ２０とほぼ同じサイズのトレンチ内に設置することができる。

抽出材料１４の片は、水の管理ユニット４の高さで互いに配向し、抽出材料１４面の片が下向きの状態で、水管理ユニット４は狭いトレンチ内に、埋戻し砂とは逆方向に向けて置かれる。抽出材料１４が表面への圧力、歩行者の通行、または埋戻し操作によりつまることは、ありえそうでない。

また、トレンチの制作も他の排水または水の管理システムより簡単である。ユニット４内に抽出部分１８の傾斜が組み込まれるので、トレンチがユニット４の上流端から下向きの方向に傾斜することは必要でない。通常、ユニット４は、収集部分１６を排水させるように緩やかな斜面を有するトレンチに設置されるが、水平なトレンチ内に設置することもできる。ユニット４の高さが収集部分１６の実質的な排水を許容し、抽出部分１８がトレンチの傾斜にかかわらず傾斜しているからである。

実際、ユニット４が右上がり傾斜の上に設置されても、ユニットの抽出部分１８の傾斜は十分に水平であり、すなわち、トレンチがユニット４の下流端５から上り坂になっても、ユニット４は水を抽出することが可能であり、ユニット４の収集部分１６に水を供給できる。

ユニット４の端は、ふたをされるかまたは排水システムのパイプ２０に接続される。また、お互いに隣接してトレンチに沿ってユニット４を設置することができる。一旦設置されると、トレンチは掘削された土壌、砂または他の材料で埋め戻される。従来のシステムで必要とされるフィルタとして排水岩石（drain rock）を使用することは必要でない。水が毛管作用で水の抽出材料１４に入る前に、土粒子が重力によって水から分離されるからである。

さらに、抽出部分１８と収集部分１６の間のジョイントがユニット４自体によって固定され、リブ８が延長された剛性を提供するので、ユニット４の周りに土壌を慎重に圧縮することは必要でない。したがって、設置から起こる欠陥はありそうもない。

明らかであるように、ユニット４は、水管理が必要である多くの状況における使用に適している。例えば、運動場や土留壁の横で水を管理するために多くの位置に設置されることができる。ユニットが直接土留壁の横で使用される状況では、リブ８は収集部分１６の半面にのみ位置できる。

設置後のユニット４の操作が、設置の周りの地面が沈下したかどうかによらないので、小さい地盤変位は水の収集に作用しない。さらに、設置の下の地面が沈下して、ユニット４がもう平らでなくても、上で述べたように、ユニット４の許容度が大きいので、ユニット４は希望の態様で作動し続ける。

さらに、ユニット４の設計は土粒子が水の抽出材料１４と収集部分１６に入ることがありえないようにされる。したがって、水流経路が妨げられることは生じ得ない。これは、設置の後にユニット４が、保守の必要なしで作動し続けることを意味する。これは重要な利点を表す。排水システムが地面に設置されると、その領域を再掘削することがなく、その場所への非常に限られたアクセスしかない。

ユニット４は、プラスチックなどの耐久性のある半剛性の材料を使用して製造される。いくつかの部品を組み立てるか、または単一の部品でユニットを形成することができ、一つの部品に異なった特徴のすべてを備えさせることができる。

集めた水は再使用するか、または排出することができ、他の目的のためにそれを格納できる。あるいはまた、水の潅漑システムにユニット４を使用できる。この場合リブ８は開口部から収集部分１６へ下向きになることができ、水は収集部分１６から抽出部分１８に流れる。

本発明の実施態様は例示としてのみ説明される。説明した実施態様のその変化を作ることができ、それは本発明の範囲の中にあることが理解されるであろう。例えば、収集部分の寸法を変えることができる。収集部分１６のどんな適当な形状も想定できる。また、リブの幅と数を変えることができる。どんな適当な材料からもユニットを構成し、作ることができる。

Claims (16)

1. 以下を含む排水用の水管理ユニット：
   細長い収集部分；および
   収集部分に抽出された水を放出するように配置された抽出部分；
   ここで、該抽出部分は該収集部分の長さ方向に沿って該収集部分から横に延びる少なくとも１つのリブ、および
   少なくとも１つの前記リブの下側に配置され、毛管作用により水を抽出するように配置された水抽出構成要素であり、互いに離れた複数の平行なロッドを含み、毛管作用によりロッドの間に水が引き込まれるようにされた水抽出構成要素を含む。
2. 該ロッドが１以上の層内に配置され、それぞれの層内のロッドが平行に配置される、請求項１記載の水管理ユニット。
3. 層内のロッドが他の層内のロッドと平行であるか又は平行ではなく配向される、請求項２記載の水管理ユニット。
4. 該水抽出部分が、該収集部分と連通するように長さ方向に沿って中断される、請求項１から３のいずれか１項記載の水管理ユニット。
5. 該リブが該収集部分の長さにわたって伸び、および／または該ユニットの少なくとも片側に配置された複数の平行なリブを有する、請求項１から４のいずれか１項記載の水管理ユニット。
6. 該リブの少なくとも１つが配向され、該収集部分に存在する傾斜とは独立に、該収集部分に向けた傾斜を提供する、請求項１から５のいずれか１項記載の水管理ユニット。
7. さらにカバーを含み、該カバーはプラスチックまたはジオテキスタイル製である、請求項１から６のいずれか１項記載の水管理ユニット。
8. 前記ユニットは使用される際に水の流れる方向により定義される上流端と下流端を有し、該ユニットの上流端は、２番目の同様のユニットの下流端と協力するように形成される、請求項１から７のいずれか１項記載の水管理ユニット。
9. 該ユニットが排水システムとインターロッキングフィッティングして連結されるように適合される、請求項８記載の水管理ユニット。
10. 該水抽出構成要素が水が流れる複数のチャンネルを有する、請求項１から９のいずれか１項記載の水管理ユニット。
11. 前記少なくとも１つのリブが下向きの方向に該ユニットの上流端から傾斜している、請求項８記載の水管理ユニット。
12. 前記少なくとも１つのリブが、上側が角度を有し、下側がほとんど水平である三角形の断面を有する、請求項１から１１のいずれか１項記載の水管理ユニット。
13. 該ユニットの上面は、２番目の同様のユニットの下面と協力するように形成される、請求項８記載の水管理ユニット。
14. 該ユニットが単一の部品として成型プロセスで製造されている、請求項１から１３のいずれか１項記載の水管理ユニット。
15. 請求項１から１４のいずれか１項記載の水管理ユニット、および少なくとも１つの水管理ユニットの下流に取り付けられた排水パイプを含む水の管理システム。
16. 複数の連結された該ユニットを含み、複数の該ユニットが垂直に積み重ねることによって連結される、請求項１５記載の水の管理システム。

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