JP6596557B2 - ドレン - Google Patents

Description

本発明は、概して、ドレンおよびガリー（ｇｕｌｌｙ）に関し、詳細には、ガリーを通して液体を効果的に排水するためのシステムおよび方法に関する。

従来技術から、屋根または道路上のガリーさらにはウォッシュドレン（ｗａｓｈ ｄｒａｉｎ）およびランドリドレン（ｌａｕｎｄｒｙ ｄｒａｉｎ）ならびにシンクから知られるような概して開いているガリーに言及する。液体がそれ自体の重量により流れることが基本原理であることから（重力流れ）、ガリーは自己排水とも称される。これらのガリーは開いていることから、出口システムまたは排水システムに空気が入ることが可能であり、それにより配水される液体の量が制限されることになる。加えて、マニホルドを使用することで、より高い位置にあるガリーから下側のガリーを通って液体が流れる危険性もある。

図面の図１が、上で言及した理由によりマニホルドを回避することおよびそのガリー自体に出口を有させることが選択されるような重力流れタイプのガリーのシステムを示しており、したがってここでは、これらのガリーが底部パイプに集まり、水溜めに繋がっているかあるいは排水路または下水パイプラインネットワークに直接に繋がっている。

従来技術から、中央部分から径方向に延在する細長いチャンネル部分を有するガリーに関する、本発明者のＮＯ１７５９１を参照する。

さらに、空気などの気体が流れから排除されるようなトータルフローガリー（ｔｏｔａｌ ｆｌｏｗ ｇｕｌｌｙ）とも称される真空ガリーを参照する。これの技術的効果はガリーから出口までの液体カラムが形成されることであり、上記カラムの全重量により、開いているガリーと比較してより多くの量の水を処理することができるような強い吸引力が得られる。さらに、これにより、パイプを節約して構造の複数の部分を単純化することを目的としてマニホルドを使用することが可能となる。このようなシステムはしばしば「フルボアブロー（ｆｕｌｌ−ｂｏｒｅ ｆｌｏｗ）」または「ｓｙｐｈｏｎｉｃ」と呼ばれる。しかし、このようなガリーに関しては以下のような多くの問題がある：
・ガリーヘッド（ｇｕｌｌｙ ｈｅａｄ）が屋根を有するハウジング部分を備えることからより複雑であり、また、上記ハウジング部分に通じる開口部の最大高さが屋根によって画定されることを理由として、ガリーヘッドがエアロックを形成する。

・ガリーがスロットルディスクまたはチョークディスクを備える可能性があり、これらが、しばしば、ガリー底部上に配置されて出口の寸法を制限する／絞る孔を有するリングまたはプレートの形態である。

・多様な寸法の複数のスロットルディスクを作る必要がある。

・ガリーヘッドが、葉っぱ、土、および、集まって粘土状になるより小さい微粒子など、の外部からの物質によって容易に遮断される。

・システムを計算および寸法決定することが複雑である。

・据え付けられている場合、上部構造を新しくすること、出口パイプを調整すること、または、ガリー間の水の量を変化させることに繋がるような構造的な修正を行うこと、の
ようなわずかな変更にもシステムが影響を受けやすい。その場合、新しいスロットルディスクまたはガリーの寸法を新たに計算して調整することが必要となる。

・ガリーは大抵は同じ高さに配置される必要があり、建物の違うフロアにあるガリーを一体に接続する場合、寸法決定を計算する必要があり、さらに下の出口まで接続する必要がある。

・ガリーはスロットルディスクを使用することにより多様な量の水に適合することができるが、下方向のみに限られる。

・水の量が少なすぎる場合、出口パイプは自己洗浄されず、その結果、出口が経時的に汚れる／詰まる可能性がある。

・定期的にしか洗い流されない。

図２が真空ガリーを備えるシステムを示す。このようなガリーのための出口システムが傾斜を一切有さないように水平に配置されるパイプを備えることに言及しておかなければならない。この場合の出口パイプは水平に配置され得ることから（傾斜を有さない）、これらのパイプは天井のすぐ下に収容され、一か所において下方に曲げられるように組み付けられる。このため、地面の中のパイプ構成が最小となり、これは建物が岩石の基礎上にある場合に特に好都合である。

最初の期間では真空ガリーが重力流れの場合のように動作し、水位が屋根高さを上回る場合にのみ、流入気体が排除され、ガリーが真空ガリーとして動作し始める。排水能力が飛躍的に向上し、これは、水位が低下して空気も吸引されるようになるまで、継続し、その後、ガリーが再び重力流れガリーとして動作するように切り替えられる。７５ｍｍの直径を有する真空ガリーは、一例として、３５ｍｍの水位では毎秒１０リットルを処理することができ、５５ｍｍの水位では毎秒１９リットルを処理することができる。

複数の真空ガリーが一体に接続される場合、１つのガリーからの空気取入量が液体カラムを連続させないくらいの十分な量となり、その結果、すべてのガリーが重力流れガリーとして動作し始める。これはスロットルディスクを使用することによって改善され得、この場合、動作中にガリーがほぼ同時に排水されるようになり、したがって、システム全体が可能な限り長く真空ガリーとして動作することができるようになる。

供給業者の中で、スロットルディスクは備えないが、表面と屋根との間に１１ｍｍの開口部を有する真空ガリーを供給するＢｌｕｃｈｅｒに言及すべきである。また、１９ｍｍの開口部を備えさらにはスロットルディスクを有する真空ガリーを使用する供給業者のＪｏｌｉにも言及すべきである。下側開口部により、水位が低い場合でもガリーが真空ガリーとして動作するようになるが、これには、通過する流れに対する抵抗も増大するという欠点がある。

重力流れのガリーおよび真空ガリーでは一般的には、出口から暖かい空気が上昇することで、屋根表面上に氷が形成される。これは、ガリーが氷点より高い温度を維持する一方で屋根上の雪が氷点より低い温度を維持する場合に起こる。次いで、ほぼゼロ温度（℃）であるエリアに氷が形成される。このような氷の形成は、通常、より多くの出口パイプを使用する重力流れガリーで増大する。出口パイプが多いと、通常、より多くの熱が放散されてその結果より多くの雪が溶解し、それによってより多くの氷が形成されるようになる。

熱は出口パイプの少なくとも複数の部分が霜の降りない地面であることを原因として発生し、より高い温度を有する建物構造を通って上方に移動する。このように、暖かい空気が出口から上昇してガリーを多様な程度で加熱するが、ガリーに霜がつかないように維持する余剰熱を受け取ることはガリー全体で共通することから、ガリーが完全には凍結することはない。ガリーが凍結すると出口すべてが遮断されるため、ガリーが完全には凍結しないことはガリー自体にとっては非常に有益である。欠点は、余剰熱もガリーの周りの雪を溶解させることで、溶解した水が屋根表面上のガリーの周りにアイスブロックを形成する可能性があることである。

このため、本発明の主な目的は、ガリーを通して液体を排水するのに加えて、出口からの気体／熱がガリーから上昇して氷を生成することを効果的に妨害するためのシステムおよび方法を提供することであり、ここでは、上で言及した問題が解消される。

本発明は、
請求項１の特徴部分の特徴を有する、請求項１のプリアンブルで定義されるガリーシステム（ガリーデバイス）と、
請求項２の特徴部分の特徴を有する、請求項２のプリアンブルで定義されるガリーシステムと、
請求項７の特徴部分の特徴を有する、請求項７のプリアンブルで定義される、ガリーを制御するための方法と、
請求項１０の特徴部分の特徴を有する、請求項１０のプリアンブルで定義されるガリーを洗い流すための方法と、
請求項１２の特徴部分の特徴を有する、請求項１２のプリアンブルで定義されるガリー網（ｇｕｌｌｙ ｇｒｉｄ）と
により、上で与えられた目的を達成する。

本発明は、ガリー内に調整可能な浮遊物を配置することにより上で述べた目標を達成する。

本発明の第１の態様では、浮遊物が、出口からの気体／熱がガリーから上昇して氷を形成するのを防止するように、調整される。

本発明の第２の態様では、浮遊物が、通常は空気である気体がガリー内に吸い込まれて真空ガリーの機能を停止させるのを防止するように、調整される。

これらは共に組み合わされ得るが、第１の態様は、氷が形成されることが問題となる場合のみに関係する。これらの両方に共通するのは、気体／空気がガリーの中まで通過したりまたはガリーから出たりするのを防止することが所望されることであり、上記の目標は、ガリーからのダウンパイプを遮断するように調整され得る調整可能な浮遊物によって達成される。この組合せは、両方のタスクを実行するように適合される浮遊物を使用することによってなされ得、さらには、同一のガリー内で浮遊物が協働するように使用され得、ここでは、第１の浮遊物が気体がガリー内に吸い込まれるのを防止し、対して、第２の浮遊物が気体がガリーから上昇して氷を形成するのを防止する。

第１の態様では、低い比重を有する浮遊物を使用することにより調整を行うことが十分に管理され、その結果、液体がガリーに入る場合に浮遊物が上方に浮動するようになる。このようなシステムは別の動作システムまたは制御システムを必要としない。

第２の態様では、浮遊物を初期に調整するためのおよび動作中に調整するためのセンサを有することが望ましい。これは、局所的な圧力計を備えるガリーを提供することによるか、中央圧力計および中央制御ユニットを備える出口システムを提供することによるか、または、他の手法で動作パラメータを測定することにより、なされ得る。

本発明は、例えば圧力、温度、水位を測定するセンサと、自動で調整可能なエアロックと、調整可能なスロットルディスクまたはチョークディスクとの両方として機能する浮遊物とを有する、局所的に配置されるかまたは中央に配置される新規のガリーである。浮遊物は好適には自動ユニットによって制御／調節される。

本発明による浮遊物は氷の形成および排水に関する複数の技術的効果を提供し、これらは表面のための排水に関し、これらは同じ本発明の概念に含まれる。

従来のガリーまたはドレンとの技術的な違いは、第１の態様では、浮遊物が出口からの熱供給およびガリーから外に出る熱供給を低減することである。これには、ゼロ位が屋根表面からガリーの中まで下方に移動することが伴われ、好適には浮遊物のすぐ上まで移動し、その結果、定位置で浮遊物が凍結することがなくなる。

好都合な実施形態では、ガリーが加熱要素を装備し、その結果、ゼロ位を上方へと調整することが可能となる。

真空ガリーとの技術的な違いは、ハウジング部分内の屋根が、ガリー内へと流れ込んで出口を下方に流れる液体のための調整可能な開口部を画定する浮遊物に取り替えられることである。

さらに、これらの効果が別の好都合な作用をもたらす：
・調整可能な浮遊物がスロットルディスクに取って代わり、効果的なスロットルディスクがこの調整可能な浮遊物によって画定されることから、スロットルディスクを使用することが回避される。

・ガリーヘッドおよび浮遊物を十分に上昇させることにより潜在的な外部からの要素または物質が取り除かれ、上記外部からの要素が取り除かれたときにガリーヘッドおよび浮遊物が降下して元の位置に戻ることができることから、遮断の問題が解消される。

・浮遊物が調整可能であり、局所的条件によって制御されることから、計算が大幅に単純化される。

・変更することにより、浮遊物が調整され、それにより、補償のために作動状況が調整される。

・接続前に各屋根に対してそれ自体の重力落下高さを与えることにより主出口に対する接続が正確に行われるという条件下で、浮遊物を降下および上昇させることにより屋根表面が個別に調整されることから、複数の高さのところにあるガリーまたはドレンが共通の排水システムまたは出口システムに対して一体に接続され得る。

・排水することが望まれるときまで浮遊物が閉位置で保持されることから、暖かい空気の流れが出口から上昇して氷の形成を促進することが回避され得、さらには、空気によって運ばれる砂および粉塵などの外部からの物質が出口システムに入ることが低減される。

・屋根は建設業者へと納品される前により高い水位で簡単に圧力試験を行うことができ、また、各ガリーで水位の高さの記録を取ることができ、さらには、屋根がその水位に達するときの時間の記録を取ることができる。これもやはり、記載される時間、日にちおよび実働時間（ｃｌｏｃｋ ｈｏｕｒ）で試験を行うことの確認のために、所有者のための資料として使用され得る。圧力試験は、屋根が依然として隙間のない状態であるかどうかを点検するために保証期限の直前に繰り返し行われ得る。

すべてのガリーでほぼ等しいアンダープレッシャー（ｕｎｄｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）が与えられるように計算が行われる。

制御ユニットがすべてのガリー内の圧力を測定し、その別個の浮遊物を調整し、その結果、プラント全体で等しいアンダープレッシャーが得られる。

説明される解決策はすべてのタイプの出口システムおよび排水システムで採用され得るが、重力流れガリーのシステムの場合、より単純な解決策が使用され得る。

いくつかの例示の実施形態を提示する図面を参照して、以下で本発明をさらに説明する。

現況技術の開いたガリーを示す図である。 従来技術の真空ガリーを示す概略図である。 真空ガリーのための出口システムを示す概略図である。 図４ａは、本発明によるガリーの一区間を示す概略図である。図４ｂは、本発明によるガリーの一区間を詳細に示す概略図である。 図５ａは、本発明によるガリーのための、真空ガリーを有する出口システムを示す概略図である。図５ｂは、本発明によるガリーのための、重力落下ガリーを有する出口システムを示す概略図である。 重力落下ガリーのみの場合の、浮遊物を有する出口ガリーを示す概略図である。 図７ａは、既存のガリーシステムに後から設置されるのに適するフルフロー（ｆｕｌｌ ｆｌｏｗ）ガリーのための浮遊物システムを示す概略図である。図７ｂは、上から見た場合の図７ａの出口およびアニュラスを示す図である。図７ｃは、開位置にある図７ａの浮遊物システムを示す図である。図７ｄは、グースネックを使用する図７ａの代替形態を示す図である。 図８ａは、ガリー網を示す概略図である。図８ｂは、ガリー網の一区間を示す概略図である。

以下では、いくつかの実施形態を示す図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。図面の図１が、図３および図５ｂに示される建物６００の屋根６１０上に配置される、従来技術の開いたガリー２００を概略的に示す。ガリーが、通常は水である液体２１０を、ガリーから出るドレンパイプ５１０を通して排水（出口）システム５００まで誘導する。排水システムが、地表面６３０より下にある地方自治体の排水システムなどの外部の排水システムまたは出口システム６４０への出口を備える。

動作中、水がガリーに入って、泡２２０の形態で、通常は空気である気体を伴う。これにより、水が単一の水カラムの形態ではなくなる。流体流れ断面の大部分は空気であり、それによりそれに応じて処理容量が低下する。

追加のガリーが屋根より下の高さのテラス６２０上に配置されて共通の出口システムに接続される場合、大雨のときに屋根からの水が出口システムを通って上方へ流れてテラス上のガリーを通って外に出る危険がある。

図２が従来技術による真空ガリーを概略的に示しており、これは、上で言及した解決策に加えて、屋根３０２を有するハウジング部分３００と、外部からの物質が入るのを防止するためのおよびハウジング部分内の構成要素を保護するためのグリッドとをさらに備え、また、ガリーヘッド４００を備える。ガリーヘッドが屋根４１０を備え、この屋根４１０が、ガリーの底部２４０と共に、貫流のための開口部を画定する。開口部の直径および高さ、さらには、出口システム全体およびその直径は、据え付ける前に計算する必要がある。

動作中、水流が少ない場合、真空ガリーは開いたガリーとしてほぼ機能するが、流入が一定のレベルを超えて屋根が浸水する場合、空気が出口システムに入らなくなり、水のみが出口システムに入り、その結果、ガリーから出口までの連続する水カラムが存在することになる。カラムの重量が、屋根から大量の水を効果的に排水する強い吸引力を発生させ、同時に、複数のガリーをまとめて共通の出口に接続させるのにマニホルド５２０が使用される場合でも、カラム断面の全体が水となる。図３および図５ａが真空ガリーのためのこのような出口システムを概略的に示す。

開いたガリーまたは複数の高さのところにあるガリーに接続されることにより、カラム中に気体が入ることが可能となり、その効果が損なわれる。

この場合は別個のスロットルディスク４０１である屋根は、やはり空気を入れることなく水処理能力を高めるのを可能にするように適合される。スロットルディスクは、通常、
複数のサイズで設けられ、スロットディスクまたはチョークディスクを選択することは、プラント全体を計画するときに行われる計算によって行われる。
本発明の基礎を形成する原理
図４ａおよび４ｂが本発明によるガリーの一区間を概略的に示しており、これは、ガリー底部と共に貫流のための開口部を画定する浮遊物４２０を備える。高さが浮遊物のためのアクチュエータ４２２によって調整可能であり、ここでは、アクチュエータは、浮遊物の下流でガリー内に配置される圧力センサ４２４から信号を受信する制御ユニット４２８によって制御される。

出口からの熱がガリーから上昇して氷が形成されるのを浮遊物４２０によって防止する第１の態様では、排水を行うことが必要とされないときは浮遊物が閉位置にある。液体２１０が増加すると、水がガリー内に流れ込み、浮遊物が持ち上げられ、それにより、ガリー内の液体がガリーに接続される出口パイプ内へとさらに下に流れることが可能となる。単純な実施形態では、浮遊物はボール４５０（図６を参照）であり、上記ボールはその浮力により水の上で浮動する。ボールは、好適には、有孔チューブ内に、または、リブ付き壁を有するガイドシリンダ４６４内に移動可能に配置され、その結果、横に揺れることなく水によりボールが上方に持ち上げられるようになる。ボールは、好適には、圧力下で気体によって膨張する弾性材料であり、その場合、上記ボールは損傷しても破裂したバルーンのようにつぶれて出口の下方に流され、密着することはない。

通常は空気である気体がガリー内に吸い込まれて真空ガリーの効果を低下させるのを防止するように浮遊物が調節される本発明の第２の態様では、排水を行うことが必要とされないときは浮遊物が閉位置にある。

第１の実施形態では、浮遊物はスロットルディスクとほぼ同じ手法で処理能力量の流れ（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｐｕｔ ｆｌｏｗ）を調整するように配置され、一方で、ガリーヘッドが、真空ガリーの効果を確立するような高さを有する屋根を装備する。この実施形態では、ガリーヘッドの屋根高さは同じ表面上のガリーごとに調整され、その結果、一体に接続されるガリーのうちの１つのガリーの中に空気が吸い込まれるようになるまで、すべてのガリーが可能な限り長く真空ガリーとして動作するようになるかまたは所与のアンダープレッシャーで動作するようになる。次いで、空気を取り込み始めたガリーを絞るのに浮遊物が使用され、その結果、ガリーが乾燥することで連続する液体カラムによる他のガリーの吸引力が失われることが阻止されなくなる。排水能力を最大にすることを目的として場合によってはガリーヘッドの屋根高さを調整するために、中央制御ユニットを使用してガリーの性能が監視され得る。

別の実施形態では、浮遊物が、ガリーヘッドの天井または屋根の高さを画定することと、スロットルディスクとほぼ同じ手法で貫流を制御することとの両方のために配置される。この実施形態では、浮遊物は、空気を取り込まない範囲でガリーにより可能な限り大きい開口部を維持するように、調整され、このようにして、可能な限り速く排水が行われるようになる。水位２１２が低下すると、浮遊物が下方に調整されて最小高さに達する。さらに、パイプが満たされなくなるくらいまで水量が減少し、その結果、出口システムが重力流れシステム内にある場合のようにこれらの少量の水を処理することができるようになる。浮遊物がボールである場合、これにより、ガリーの液体が空になる状態への移行中に空気／気体が入ってくることが防止される。

ガリーの動作は以下のような複数の段階からなり、ガリーを最適に制御／調整することには変化または移動を監視することが伴われる。

第１の段階では、排水が行われておらず、第１の実施形態および第２の実施形態とも、
ガリーは好適には閉じられている。氷が形成されるのを防ぐことに加えて、この方法は、暖かい季節でも、または、地球上のより暖かい地域でも、出口システムに粉塵または微粒子が入ってくることも防止する。

第２の段階では、水の量が出口パイプを満たすことができるくらいの量になるまで、出口システムが重力流れシステムとして働き、次いで、方々のガリーの水位が上がる。この推移が、中央ユニットに接続されるセンサによって記録され得るか、または、浮遊物の周りの増加する水を測定することによって記録され得る。この段階で、フラッシング作業を実行すべきかどうかが決定され得る。これは、ガリーの開口部の手前の所定の高さまで水位を上げることによって実施される。ガリーが開いている場合、浮遊物は、空気をガリー内に吸い込む前の最大開口部を作るように始動または制御され得る。これはガリーごとに別個に行われても、または、同時に、つまりガリーを組み合わせて行われてもよい。

第３の段階では、水位が低下し、空気が少なくとも１つのガリーに入ることができるようになる。これは、浮遊物の上方の水位またはガリーの実効的な屋根の上方の水位を測定することによるか、気泡を取り込むときのガリーに接続される出口パイプ内の圧力低下を記録することによるか、あるいは、音響学的に、光学的にまたは他の手段により気泡の数の増加を記録することにより、記録され得る。ガリーは、浮遊物によって閉塞させるかまたは絞ることによるか、または、浮遊物を使用してガリーの実効的な屋根（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｇｕｌｌｙ ｒｏｏｆ）を降下させることにより制御され、それにより、連続する液体カラムが可能な限り長く維持されるようになる。最終的に、ガリーは完全に閉じられてよい。

通常、水量が増大する可能性があり、それにより、入ってくる水を下に流すためにガリーが再び開く。これは、第１の段階で説明した手法と同じ手法で記録され得る。このように連続する開放段階では、フラッシングを実行することはおそらく必要ない。

第４の段階で、すべてのガリーが乾燥状態となり、液体カラムが壊れる。これは、水の供給が不足することで出口システムからガリーに空気が入ることを原因として起こる可能性があり、次いで、出口システム内の圧力低下がゼロになることが記録される。この段階では、すべてのガリーが開いていることが有利である可能性があり、その場合、ガリーは最後まで残る水を取り込んで重力落下ガリーとして動作することができる。この段階は、すべての水が乾燥しきったと推定されるときにガリーを閉じてこのプロセスを再び開始するための準備を整えるように、時間制御され得る。別法として、水の残量が別個のセンサによって記録され得る。

真空ガリーに入る水流が少ない場合の動作中、真空ガリーは開いたガリーとほぼ同じように振る舞うが、水の供給がガリーヘッド／エアロックの高さに対応する一定のレベルを超える場合、ガリーヘッドが水よりも下になり、空気が出口システムの中に侵入しなくなり、水のみが入ってくるようになり、その結果、ガリーから出口まで連続する水カラムが存在するようになる。この場合、浮遊物を制御するための調整プロセスを実施することが望ましい。圧力センサが吸引力が得られたことを検出し、制御ユニットがアクチュエータに制御信号を送信し、その結果、浮遊物が上昇して、開口部が拡大されるかまたは貫流が増加する。ある点を越えると、空気がガリーに入り、気泡が取り込まれる。これが圧力計によって記録され、圧力計が制御ユニットに信号を送信し、次いで制御ユニットがアクチュエータに制御信号を送信し、その結果、浮遊物が降下し、空気がガリー内に吸引されなくなるまで貫流のための開口部が縮小される。適切に調整されると、ガリーヘッドおよび浮遊物の位置が固定される。プラントまたはシステムは、まず、屋根の貫通のフラッシング（ｔｈｒｏｕｇｈ ｆｌｕｓｈｉｎｇ）または圧力試験のために再び調節され、システムを新たに調整するのを必要とするような他の状態も可能性としてある。

複数のガリーがマニホルド内で一体に接続される場合、最適な排水を行うために同じ屋根表面上の各ガリーに等しいアンダープレッシャーを有させるように、浮遊物が制御される。

これによりガリー内に最適な開口部が得られ、外部からのより小さい要素が効果的に下方に吸い込まれ、制御装置により、これらの要素がガリーの周りで堤防のように振る舞うことがなくなることから、ハウジング部分において外部からのより小さい要素が取り込まれるのを回避することの必要性が低減される。

外部からの物質がさらに入ってきてガリーの状態を変化させるといったように、状態は経時的に変化することから、このような物質の量が経時的に増加しないようにするためにおよび状態を最適に維持するために、このプロセスを繰り返すことが望ましい。

この制御・調整プロセスは調整時のある期間において空気を取り込むが、これはこの期間内で効果的に排水を行うためには好ましいものではない。したがって、多くのガリーを同時に調整しないようにすることが望まれる。これは、一度に１つのガリーまたは少数のガリーしか調整しないようにすることを目的として、多くのガリーまたはすべてのガリーに共通する中央に配置される制御ユニットを設けることにより、なされ得る。各ガリーがそれぞれ局所的な制御ユニットを有する場合、不均一の間隔で調整プロセスが実行されることで、同時に行われる調整の量が低減され得る。

しかし、システム自体により小さい微粒子を処理するのを可能にしながら、小枝などのより大きい物体が浮遊物を阻害するのを防止するためのリーフグリッド（ｌｅａｆ ｇｒｉｄ）を備えるガリーを提供することも有利である。

浮遊物を調整することが必要となる状況は他にもある。

システムまたはプラントを納品するとき、表面を完全に隙間のない状態にするために屋根を圧力下で運ぶことがしばしば好都合であり、これは使い始めのときにもしばしば必要とされる。これは本発明を使用することによって単純に行われ得、すべての浮遊物を閉位置とするように調整することができ、それにより屋根表面が水で満たされるようになり、可能性として、屋根表面上の水位が２４時間１００〜１５０ｍｍとなる。これは雨の期間に行われ得るかまたは屋根を水で満たすことによって行われ得る。

圧力試験が実行され、屋根が１００〜１５０ｍｍの水の下で維持される場合、これは、ほぼ同時に、可能な限り多くの数のガリーの水を空にし、好適にはすべてのガリーの水を空にして、ガリーヘッドおよび浮遊物の位置を上記位置に固定するための、初期の調整または設定にとっては良好な開始条件（ｇｏｏｄ ｓｔａｒｔ）である。

このように圧力を設定することにより、屋根が隙間のない状態であることに加えて、十分な運搬能力を有することと、出口システムが最大負荷を処理する能力を有することと、出口パイプが亀裂していたりまたは他の形で負荷に耐えられなくなっていたりしないこととが立証され得る。

また、ガリー内または出口パイプ内に経時的に堆積する可能性がある望ましくない要素、砂および他の物質を取り除くことを目的としてガリーおよび排水または出口パイプを洗い流すことが望ましい。特に、コンクリートタイルが使用される場合、小さいコンクリート微粒子が分離して沈殿物を形成する可能性がある。これは、水位が約６０ｍｍまで上昇するまで浮遊物を閉位置で保持することによって改善され得、その後で浮遊物が開けられ
、それにより出口システムが迅速に満たされることなり、それにより出口システムがきれいに洗い流されるようになる。これにより、内部を洗い流すことおよび手作業を行うことの必要性が排除され、これは非常に有益である。

初期の調整のためのこれらの方法に共通するのは、これらが各ガリーに対して手動計算を必要としないことである。
発明を実行するための最良の形態
図４ａおよび図４ｂに示される本発明の一実施形態が、ガリー底部２４０を有するガリー２００またはドレンと、ガリー２００の上にある、ガリーヘッド４００を備えるハウジング部分３００とを備え、ガリーヘッド４００がさらに、アクチュエータ４２２によって制御または始動される浮遊物４２０を備える。アクチュエータがガリー底部上での浮遊物の高さを調整する。アクチュエータ自体は、例えば圧力センサ４２４からの記録された値に基づいて、制御される。

ガリーは、好適には、浮遊物が固定位置にあるときにガリー底部にくっつかないように浮遊物を確実に凍結させないようにするための加熱要素４２６を装備する。気温が氷点未満である場合、ガリーが熱を放射するのを防止するために、浮遊物が閉じられ、このようにして、屋根表面上に氷が形成されることが防止される。

ゼロ位は外部温度によって変化する。加熱要素が使用されない場合、−３０℃のように非常に低い温度ではゼロ位は浮遊物に接近する。−１℃の場合はそれに応じてゼロ位はさらに離れたところに配置される。加熱要素を使用することにより、ゼロ位が上方に移動し、浮遊物が氷点を越える領域に留まり、それにより、流れが凍結して動かなくなること（凝固すること）がやはり防止される。使用される場合、加熱要素は、サーモスタットを使用して局所的に制御され得るかまたは中央制御ユニット４２８を使用して制御され得る。

別の有利な実施形態では、新しいまたは既存のフルフローシステムが、通常は増設により、浮遊物を装備することができる。この場合、浮遊物は、暖かい空気がガリー内へと上昇して氷を形成するのを妨害するように管理される。ガリーが水で満たされると、浮遊物が上昇して水を通過させるようになる。この実施形態では、フルフローの機能は、氷の形成を防止することからは分離される。

このような実施形態では、浮遊物は、非凍結領域で維持されるようにガリーヘッドの下の深いところにしばしば留まる。浮遊物は電気アクチュエータにより必ずしも制御される必要はなく、代わりに、水が流れ込むときに上昇するのに十分な浮力を浮遊物が有することで事足りる場合もある。

フルフローシステムの排水能力を拡張することが必要ない場合、暖かい空気がガリー内へと上方に入ってきて可能性としてアイスブロックを増大させることがないようにすることを目的として、このような浮遊物を備える重力落下ガリーを提供することが可能である。ガリーが水で満たされると、浮遊物が上昇して水を通過させるようになる。

このような受動的な浮遊物を有するシステムでは、ボールを使用することが有利である。別の有利な実施形態では、浮遊物は圧力下で膨張して固まる。ボールは損傷する場合には破れて出口を通して外へと洗い流され、したがって、ボールがガリーまたは出口パイプを遮断することが防止される。

ガリーに関しては、具体的にはフルフローシステムに関しては、有利には、ガリーからの水流が排水パイプへの出口とほぼ同じ側でボールに接触し、ガリーからの水流が、開口部から離して出口または排水パイプの方へとボールを押圧する。具体的には、流れが大き
い場合には水からの力がボールの浮力を上回ってその結果ボールを固定させることができ、そうではない場合、水からの力が浮力とほぼ同じ方向に作用する。これは複数の異なる形態で構成され得る。第１の実施液体が図７ａに示されており、ここでは、水がボールに逆らってガリーからアニュラスへと上方に送られ、ここでは、出口がアニュラスによって囲まれる。図７ｂが上から見た場合の出口およびアニュラスを示しており、ここでは、アニュラス内の液体流れが浮遊物を上昇させ、その結果、液体流れが出口の中まで下方向に続いていることが明確に提示されている。図７ａは出口を閉じる低い位置にあるボールを示すが、対して、図７ｃが、水が流れ込んでおり、ボールが開位置まで上方に上昇している状態の、ガリーを示す。

第２の実施形態が図７ｄに示されており、ここでは、水がボールに接触して上方に傾斜するグースネック４４２介して誘導され、一方で、出口がグースネックに隣接して配置されている。いずれの状況でも、ボールが自由に移動することができ、ガイドシリンダ４６４内に配置され、このガイドシリンダ４６４が長手方向において上側を制限するためのデバイスを好適には備え、それによりボールが失われることがなくなる。これらの実施形態は既に存在するガリー内に後から設置され得るように提供され得るか、または、建物内にある出口システムの中のある程度の距離のさらに下方に設置される独立した挿入物として提供され得る。通常、次いで、簡単な検査およびメンテナンスのために挿入物の一方側が分解される。

所定の領域内で浮遊物を保持する浮遊物制御装置４６０を使用することが望ましく、その場合、浮遊物が定位置から外れたりまたは失われたりすることがなくなる。多くの場合、浮遊物を沿わせて摺動させたりまたは離して摺動させたりするのに、ガイドピン４６２として機能するダボが使用され得る。好適には膨張するボールである、ボールが使用される場合、破裂するのを回避することが実際的であり、ここでは、ガイドシリンダ４６４が、明らかに、所定のエリア内でボールを保持するための適切な手段となる。

有利には、ガリーが、排水されるところの表面の最も下の部分に配置される。さらに、表面上の液位を検出するための考えられる別個のセンサが表面上の最も下の部分に配置されるべきである。

すべてのガリーの開始時の調整を同期させるための、および、加熱要素を制御するための、中央ユニットを有することが有利である。中央ユニットによりガリーが同期され得、その結果、ガリーの調整を個別に行うことできるようになる。さらに、１つのガリーが空気の取り入れの開始を記録することが、他のガリーをさらに調整するのに使用される。
追加の実施形態
上記に対して多くの変更が行われ得ることが予見される。一実施例では、圧力計が、空気がガリー内に吸い込まれるのを記録するための音響学的または光学的な測定デバイスおよび貫流の速度のための計器などの、他の手段に取り替えられてよい。また、浮遊物を操作または制御するために、制御ユニット、圧力計およびアクチュエータを機械的に組み合わせることも可能である。

別法として、各浮遊物の上方の水位を固定するように浮遊物を制御することもでき、浮遊物は好適には１００ｍｍ未満、より好適には１０〜６０ｍｍ、最も好適には約２５ｍｍで水中に存在する。水が屋根構造および下の建物構造を通って浸入するのを回避するためにおよび過酷な条件で過度な負荷がかかるのを回避するためには、屋根表面上の水圧が過度に大きくなることは望ましくない。

ガリーの制御システムが中央制御ユニットに無線で通信されることが有利であり、その場合、据え付けが単純化され得る。しかし、これにはガリーヘッド内に電力源が必要とな
る。これは、バッテリを使用することにより、または好適には、ガリーヘッドの屋根上に配置されるソーラパネルによって充電される充電式バッテリを使用することにより、達成され得る。

また、ガリーを通って流れる液体からエネルギーを抽出することにより局所的な電源を形成することもできる。

エネルギーは別個のタービンまたはプロペラから取り出すこともでき、別法として、浮遊物が羽根を備えることができ、この場合、浮遊物がダボピン４６２を中心として回転する。いずれの場合も、電力は通常はロータの回転運動として得られ得る。

第１の実施形態では、エネルギーは純粋に機械的であってよく、ここでは、ロータの回転速度が流れの速度に一致し、したがって、ガリーの液位２１２の指示を与えることができる。浮遊物を上昇および降下させるのに遠心レギュレータが使用され得る。空気がガリーの中に吸引される場合、これにより回転速度が低下し、その結果ガリーが降下する。調節を行うために機械的圧力トランスミッタが使用されてもよい。

別の実施形態では、電気アクチュエータさらには電気式圧力メータおよび制御／操作ユニットを駆動させるための電力を提供するために単純な発電機を駆動させるのに、機械的エネルギーが使用され得る。

複数の高さのところにあるガリーが共通の出口システムに対して一体に接続され得、したがって、浮遊物を降下および上昇させることにより各屋根表面が個別に調整される。しかし、主ダウンパイプ５２５に接続されるのは、接続前に各屋根にそれ自体の重力落下高さを有させることにより正確になされるべきである。これは図５ａに示されており、ここでは、下側の屋根からの出口が接続前に上側の屋根からの出口に沿って下方に延びる。これは下側の屋根により特定のアンダープレッシャーを発生させることを目的としてなされ、それにより、上側の屋根からの水が下側の屋根のガリー内へと押圧され、それによりファウンテンが作られることを避ける。このシステムが道路システム内で使用される場合、複数存在する場合は各道路の高さが各々の個別の屋根の高さと同じように作用する。

浮遊物が凍結して動かなくなるような事例では、氷からそれ自体で分離するようなその形状に加えて、一定の熱膨張係数を有する材料によって作られることが有利である。一実施例として、ボウル内に凹形状があることとの組合せで、氷点下での温度上昇による膨張により、浮遊物が押圧され、氷の外に出て分離されることが可能となる。

円錐形のガリー内にあるボールの形態の浮遊物は膨張することで押圧される。したがって、ボールを囲む制御シリンダが、温度変化時に氷からボールを分離させるのを可能にするような円錐形状を有するかまたは円錐形の部分を有することが有利である。

損傷時にばらばらになって洗い流されて外に出されるように設計される浮遊物は、浮遊物が洗い流されていないことをシステムに警告するための送信機を備えることができる。センサが出口またはマニホルドのところに配置され得、それにより、到着した浮遊物の元の場所の可能性のあるガリーの数が制限される。

送信機は単純な実施形態では磁石であり、その場合、センサは磁気センサであってよい。多数のガリーを有するシステムでは、出口のところに配置されるＲＦＩＤリーダを通過するときに、洗い流されていない浮遊物の識別情報を特定するようなＲＦＩＤタグなどの、標識を装備する浮遊物を提供することが有利であり、その場合、その時点で浮遊物を失っているガリーを正確に見つけることが可能となる。

圧力センサを装備するガリーの場合、機能する浮遊物が失われているガリーを見つけることが容易であり、その理由は、排水中にガリーの圧力が変化しないことである。

ボールを有する実施形態では、ある程度の大きさのボールが、屋根を手動で圧力検査するときにガリーを上記のように遮断するのに使用され得る。

ボールを使用する代替的実施形態では、上記ボールが、それ自体の浮力のみによりボールを上昇させるのに必要となる水位より高い水位にあるときにボールを切り離すための機構を装備することができる。例えば、ボールは、浮力がボールを切り離すくらいの強さになるまでボールを閉位置で引き止めておくための磁石を装備することができる。別の実施例では、ボールが、水の最小高さのところで初めてボールを分離させる固定機構を装備することができる。

ガリーへの流れを良好にかつ可能な限り妨害を受けないように維持することを目的として外から入ってきた要素をガリーから十分な距離で維持することが有利である。このような望ましくない要素がガリーの液位２１２を過度に下げるように働くのを回避することが特に有利である。

この場合、星状のアームを有するガリー網が効果的であることが分かっている。

図８ａが、通常はガリー上に配置される、ガリー網内にある屋根７０２を備えるこのようなガリー網２００を示す。ガリー網のためのアーム７０４が屋根７０２から延在する。典型的な実施形態では、４つのアームが使用されるが、これより多いかまたは少ない数のアームが使用されてもよい。アームは、その屋根のうちの少なくとも１つにおいて、アームの側部にグリッドを装備し、液体がガリー網内のアームの中に流れ込んで適切なガリーに達する。

図８ｂがその側部から見たガリー網７００を断面図で示す。アームは、可能性としてテラス６２０の場合もある屋根６１０に接触するように下向き且つ外向きの角度で屋根７００から延在するように示される。この図は屋根７０２の中央付近に接続されるアームを示すが、アームが屋根からの延長部分のように外側に延在することも当然想像されよう。

有利な実施形態では、アームは角度を付けられるように下側を向くかまたは屋根６１０と面一である。これにより外から入ってきた物体または微粒子が最低限の抵抗を受けるようになり、アームに沿って上方により容易に摺動するようになる。

例えば小枝のような外から入ってくるより大きい要素はアーム上で捕捉され、これらの要素がガリー自体に向かって内側に押圧される場合にはこれらの要素が上方に持ち上げられ、それにより、液体が下側を通過するようになる。別の問題のある外から入ってくる要素は葉っぱであり、というのは、一枚の葉っぱが従来のガリーヘッドの周りに詰まる可能性があり、ガリーの中への開口部を塞ぐ可能性があるからである。本発明によるガリー網を用いることにより、葉っぱがアームに沿って中央に向かうように誘導されてアームの間の角部に入る。これは、アームの外側部分がその量の葉っぱの外側を延在することで、依然として液体を処理するための良好な能力を有し得ることを意味する。

したがって、このガリー網は本発明によるガリーシステムに特に適する。

屋根が傾斜する場合、１つのアームで十分である可能性があり、この場合はガリーの上流に配置される。平坦な屋根の場合、２つのアームを有することが有利であるが、３つの
アームを有することが大幅により効果的である。

別の好都合な実施形態では、突起部を有さない滑らかな表面を使用することなどにより、外から入ってくる要素が引っ掛かるのを回避するように、アームおよび屋根７０２が配置される。これによりメンテナンスが容易になり、特に傾斜する屋根の場合には、外から入ってくる要素が最も下の部分に集まるようになり、複数のガリー内に留まることはない。

動作中、例えば５ｃｍといったような可能な限り高く水位を維持するように浮遊物が継続的に調整され得ることから、本発明によるシステムは大部分の時間において連続する水カラムを提供する。これにより、このシステムがタービンに入ること対して良好に適するようになる。より小型でより低い建物の場合、出口パイプが、排水ネットワークへの出口または移行部分の近くに通常は配置されるタービンまで直接に誘導される。真空ガリーを有する、大型で、特には高層の建物の場合、騒音、振動などが発生するのを回避するために真空システムが遮断されるまでは、通常最大１５メートルの落下高さで動作するのが一般的である。タービンを駆動させることが望まれる場合、屋根の水が、屋根表面の下のいくつかのフロアの１つまたは複数の水溜めまで誘導され得る。これらの水溜めからの水処理能力はタービン運転に適する形で低下するように調節され得る。タービンを使用することには、落水から大量の機械的エネルギーを抽出することができるという利点があり、その結果、建物の底部でタービンから出てくる水の力が低下する。

別の実施形態では、ガリーが電動弁を装備する。

動作中、屋根表面上の水位および温度が測定される。

温度が水の氷点未満である場合、弁がほぼ閉じられており、それにより、空気／熱がガリー内へと入ることがほぼ妨害されるが、いくらかでも水滴が入る場合には、それらの水滴は通過することになる。これにより、建物の内部に配置される弁から水が上昇してガリー内まで上昇して氷により出口を遮断することが、妨害される。

屋根表面上の温度が氷点を上回る場合、弁が開けられ、ガリーが水を取り込む準備が整う。水センサがエアロックよりも水が約２５ｍｍ高いことを記録すると、各ガリーにおいて水位を例えば２５〜３０ｍｍの間で維持することができるように弁が調整される。

本発明は、屋根、駐車場などのような表面を効果的に排水するのに採用されて、使用され得る。より一般的には、気体成分を取り込むことなく液体成分も除去されるような２段階からなるシステムにおいて有用であることが分かっている。したがって、上の例は空気および水を用いた例であるが、これらは、液体および気体を概して包含する本発明のための単なる例にすぎない。

本発明は、効果的に排水することが望まれるような場合に、および、滑走路および道路上などのように据え付けられる部品が可能な限り小さいことが必要であるような場合に、特に有用である。本システムは、より小さいパイプ寸法を有する新しいパイプを古いパイプを入れ、古い水溜めを、説明した特別なガリーを有する新しい水溜めに取り替え、やはり説明したようにこれらを制御することにより、古い地方自治体の表面の水パイプをアップグレードするのに非常に適し、その結果、完全に改修された出口ネットワークがＵＶシステムとして機能するようになる。新しいパイプ寸法が小さい場合でも、これらのパイプはここではより多くの水を処理するようになる。

Claims (9)

1. 液体（２１０）を排水システム（５００）まで排水するためのガリー（２００）を備えるガリーシステム（１００）であって、
   浮遊物（４２０、４５０）であって、前記浮遊物および前記ガリー（２００）の一部分により、貫流のための閉鎖可能な開口部を画定するように、配置される、浮遊物（４２０、４５０）と、
   前記浮遊物を制御するアクチュエータ（４２２）と、を備え、
   前記ガリーシステム（１００）は、
   少なくとも１つの検出器と、
   前記少なくとも１つの検出器から信号を受信するとともに、前記アクチュエータに制御信号を送信して前記浮遊物（４２０、４５０）により前記ガリーの前記開口部を制御することによって、熱または気体が前記ガリーから上昇して氷を形成するのを防止する、および／または、気体が前記ガリー内に吸い込まれることを防止する、少なくとも１つの制御ユニット（４２８）と、
   をさらに備えることを特徴とする、ガリーシステム（１００）。
2. 前記少なくとも１つの検出器が、前記浮遊物の下流に位置する圧力センサである、請求項１に記載のガリーシステム。
3. 前記浮遊物を制御するためのアクチュエータ（４２２）が前記ガリー（２００）の近くに配置される、請求項１に記載のガリーシステム。
4. 前記制御ユニット（４２８）が２つ以上の浮遊物を制御するように配置される、請求項１に記載のガリーシステム。
5. 請求項１に記載のガリーシステム（１００）を制御するための方法であって、調整のための、
   前記ガリー（２００）内に気体が吸い込まれるようになるまで前記浮遊物を持ち上げるように前記アクチュエータ（４２２）を制御するステップと、
   前記ガリー（２００）内に気体が吸い込まれなくなるまで前記浮遊物を降下させるように前記アクチュエータ（４２２）を制御するステップと
   を特徴とする、方法。
6. 調整のための前記ステップを繰り返すステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 不均一の間隔で調整のための前記ステップを繰り返すステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
8. フラッシングのために、請求項１に記載のガリーシステム（１００）を制御するための方法であって、調整のための、
   前記ガリー（２００）の上方の液位が限界の高さに到達するまで前記浮遊物を使用して閉鎖作業を行うように前記アクチュエータ（４２２）を制御するステップと、
   前記排水システムを液体で満たすようにするために前記浮遊物を使用して開放作業を行うように前記アクチュエータ（４２２）を調整するステップと
   を特徴とする、方法。
9. 前記限界の高さが６０ｍｍである、請求項８に記載の方法。

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