專利名稱：平滑內(nèi)部的水收集和存儲部件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種水收集裝置，更具體地涉及改進的地下水收集和 存儲組件。
背景技術(shù)：
涵洞、貯水池和雨水管通常用于收集和輸送水。在一些情況下， 這種水直接排出至最近可用的水域內(nèi)。由于可能不利的環(huán)境影響，故 這被認為是不受歡迎的。水管理設備已經(jīng)構(gòu)造為有助于管理水的數(shù)量 和質(zhì)量。濕的或干的貯留區(qū)/池或滯洪區(qū)/池代表水管理的最普通的結(jié)構(gòu) 方法。雖然相比于直接排出至現(xiàn)有的水域內(nèi)更加合乎環(huán)境要求，但是 這種水管理方法阻止了對土地的其它使用。這在土地價值較高和/或空 間受到限制的情況下具有特殊的重要性。敞開池也可能由于由敞開池 所吸引的鳥而在接近機場的位置中不受歡迎，或者在健康、責任或美 觀考慮使其不受歡迎的位置中不受歡迎。即使"干的"滯洪區(qū)的使用 也經(jīng)常導致相同類型的與濕的水池有關(guān)的問題。還開發(fā)了地下系統(tǒng)以有助于管理水和/或污水系統(tǒng)的流出。最通常 使用的這些系統(tǒng)包括大直徑管的排，所述大直徑管具有在管的上端突 出的較小管，從而延緩流動以沉積沉淀物；滲透溝，其基本上為由石 頭填充并且經(jīng)由排水管(drainpipe)饋入的坑道；和砂濾器，其通常為大 的、分割的混凝土盒，該混凝土盒具有用于沉淀物沉積的初始隔室和 具有砂子的跟隨隔室以及用于水過濾的暗渠。塑料的拱形的、底部敞開的水室由于多種原因特別優(yōu)于其它類型的地下水管理系統(tǒng)。它們通 常更便宜，它們更容易進行維護，它們具有更長的有效壽命。此外， 不同于其它類型的地下水管理裝置，塑料的拱形、底部敞開的水室可 位于鋪砌的區(qū)域的下方。在底部敞開的水室的典型安裝中，細長空心的塑料的半管放置在 地面中以形成瀝濾場，用于接收水和將水逐漸地分散至周圍的土地。 這種室具有用于接收流入水的中心室。敞開的底部允許水離開中心室 并且分散至周圍的土地。半管通常連接在一起以形成構(gòu)成瀝濾場的多 排陣列。水通常由大直徑的總歧管管道引導至該排陣列，所述歧管管 道垂直于緊密地鄰近其一端的排延伸，該陣列類似與地下管存儲系統(tǒng)。 短的供應導管將水從總管傳輸至每排的第一室的端壁。所述管通常埋 沒在諸如砂礫或巖石的粗糙的填充物中。上述填充物為緊實土壤，并 且有時為鋪砌的覆蓋表面。所得的組件可用作停車場、道路、運動場 或用于其它用途?？偣芡ǔ０ㄖ睆綖?2或24英寸或更大的高密度聚乙烯(HDPE) 管，該高密度聚乙烯管具有HDPE三通。這種總管(歧管)系統(tǒng)由超過200 英尺的HDPE管和超過50個HDPE三通構(gòu)成不是反常的。這種類型的總 管系統(tǒng)變得非常昂貴，并且容易顯著地增加水管理系統(tǒng)的成本，以及 需要較多的額外區(qū)域用于安裝。為了支撐由周圍的填充物和頂上的車輛交通所施加的相當大的向 下力，該室通常具有拱形構(gòu)造，該拱形構(gòu)造具有波紋的橫截面。該波 紋包括連續(xù)的脊序列或由谷部分離的峰頂，以便脊和谷部在管的兩側(cè) 上，即在室的內(nèi)部和室的外部上延伸。峰頂和谷部通過網(wǎng)狀部連接， 該網(wǎng)狀部布置在基本上垂直于室的延伸軸線的平面中。這種波紋管的 例子示于授予Maestro的美國專利6,612,777中。然而，這些存儲室的不 規(guī)則的內(nèi)壁在徑流內(nèi)產(chǎn)生紊流和二次流渦旋，該徑流從地表收集在室 中。紊流和二次流渦旋使包含在地表徑流中的沉淀物在室的整個長度5上不均勻地、任意地沉淀。因此，該沉淀物的不均勻地、任意地沉淀可導致細沉淀物的累積。此外，諸如公開在Maestro中的波紋管是利用 真空成型工藝制造，該工藝需要將原材料加熱至軟的、基本熔融的狀 態(tài)，然后在原材料上抽真空以形成所需的形狀。真空成型工藝大大地 限制了在半管中使用增大強度的添加物的能力。所期望的是，提供一種水收集和存儲組件，其減少由紊流和二次 流渦旋產(chǎn)生的問題，并且同時維持必要的強度以支承排水區(qū)中的管上 方的土地和構(gòu)造載荷的重量。還期望的是，提供一種水收集和存儲組 件，其允許在該室內(nèi)的特定的收集點收集沉淀物，以便沉淀物可通過指定的檢修孔容易地接近以將其移除。通過多個優(yōu)選實施例的上述公開和如下的更加詳細的說明，對本 領域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明在水收集和存儲組件裝置的技術(shù) 領域中提供了顯著的進步。在這方面尤其重要的是，本發(fā)明能夠提供 一種高質(zhì)量的、低成本的水收集和存儲組件，該組件具有改進的沉淀 物移除。鑒于下文的詳細說明，將更好地了解多個優(yōu)選實施例的其他 的特征和優(yōu)點。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)第一方面， 一種用于水的分散的水收集和存儲組件包括半 管組件，該半管組件包括至少一個半管，該半管具有進口、出口、頂 部、底部、波紋外部和至少一個側(cè)端口，該波紋外部包括交替的肋和 谷部，該至少一個側(cè)端口定位在半管的底部上方；和套筒，該套筒定 位在半管內(nèi)的安裝位置中并且限定平滑內(nèi)部，其中，套筒從半管的底 部延伸至小于所述至少一個側(cè)端口的高度。根據(jù)另一方面，該半管組 件可以限定室，該套筒具有延伸至該室內(nèi)的凹部。根據(jù)另一方面，該 套筒具有開口，該開口允許端口孔的突出通過該開口延伸至該室內(nèi)。通過多個優(yōu)選實施例的上述公開和如下的更加詳細的說明，對本領域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明在水收集和存儲裝置的技術(shù)領域 中提供了顯著的進步。在這方面尤其重要的是，本發(fā)明提供一種高質(zhì) 量的、低成本的適于特定設計約束的安裝組件。鑒于下文的詳細說明， 將更好地了解多個優(yōu)選實施例的其他的特征和優(yōu)點。


圖l是根據(jù)優(yōu)選實施例的組裝的水收集和存儲組件裝置的示意性 側(cè)視圖。圖2是根據(jù)圖1的優(yōu)選實施例的組裝的水收集和存儲組件裝置的透 視圖。圖3是限定接收水的室的半管的優(yōu)選實施例的分離透視圖，其示出 平滑的內(nèi)部。圖4是圖3的半管的頂側(cè)視圖。 圖5是具有任選的端口的端蓋的側(cè)視圖。圖6是示出半管在其處連接至其他管的接合處的頂側(cè)視圖，該接合 處局部地剖開以顯示轉(zhuǎn)向器。圖7是轉(zhuǎn)向器的分離透視圖。圖8是可選的優(yōu)選實施例的分解透視圖，在該可選的優(yōu)選實施例 中，半管在其外部和內(nèi)部上具有波紋，設置加強肋和平滑的插入物以 有助于限定用于水的室。圖9是多個任選特征的分解透視圖，其包括在床上的襯里和截水溝。圖10是水收集和存儲組件裝置的可選的優(yōu)選實施例的側(cè)視圖，其 示出雙疊層構(gòu)造。圖ll是另一個優(yōu)選實施例的分離透視圖，其示出由在半管上部分 地延伸的套筒形成的平滑內(nèi)部。圖12是半管的另一個優(yōu)選實施例的分離透視圖，其示出由套筒限 定的平滑內(nèi)部，該套筒具有對應于半管上的側(cè)端口的凹形表面。圖13是圖12的優(yōu)選實施例的分離透視圖，其示出對應于頂端口的 開口。應理解的是，該附圖不必按比例，給出了多個優(yōu)選特征的略微簡 化的表示，來說明本發(fā)明的基本原理。在此公開的水收集和存儲組件 的具體設計特征將部分地由具體的預定應用和使用環(huán)境所確定。所示 實施例的某些特征相對于其他部分被擴大或變形以有助于可視和清楚 的了解。尤其，為了清楚的目的，例如，薄的特征可能變厚。除非另 有陳述，否則所有對方向和位置的參考將參考附圖中所示的方位。
具體實施方式
對本領域技術(shù)人員，亦即對具有本技術(shù)領域的知識或經(jīng)驗的技術(shù) 人員顯而易見的是，可以對在此公開的水收集和存儲組件進行多種使 用和設計變化。如下的多個可選的和優(yōu)選的特征和實施例的詳細討論 將參考適合用于市區(qū)的水收集和存儲組件描述本發(fā)明的總體原理。由 于本公開，故適合于其它應用的其它實施例將對本領域技術(shù)人員顯而 易見。現(xiàn)在參考附圖，圖1示出根據(jù)優(yōu)選實施例的埋在地表88下方的水收 集和存儲組件20的側(cè)視圖。雨水從右側(cè)進入由組件限定的室，如流動 箭頭所示。半管組件包括在一個或多個端口處連接在一起的一系列的 半管IO，并且限定接收水的室。組件20可定位在多孔床中。半管具有 大致的拱形或C形橫截面，該橫截面包括側(cè)壁65，該側(cè)壁65具有稍微變 寬的基部66，該基部66設計為承受來自上方的載荷，該半管在其底部 敞開以便其位于砂礫床上。這允許水擴散至砂礫床內(nèi)。雨水從半管組 件經(jīng)成角度的傾倒器(dumpster)225流動至箱224。任選地，污水盒24定 位在箱224中。污水盒24可具有過濾器22以允許在水離開組件之前進行 另外地過濾。圖2表示砂礫被移除的組件20的透視圖。 一系列的半管IO 可通過連接管26連接至歧管管道(manifold pipe)以形成瀝濾場。半管的 通常大小為直徑十二或二十四英寸，該瀝濾場例如可以為大約五十至 一百平方英尺。如果需要的話，半管也可通過側(cè)端口15或頂端口18(例 如，當半管堆疊在彼此的頂部上時)彼此連接。水從排水裝置(drain)60流入組件內(nèi)，通過半管并且或者通過下方的砂礫床擴散或者行進至出 口。任選地，污水坑可在半管的下方定位在半管和出口之間。該出口 可根據(jù)所需的出口流動定位在寬范圍的位置中，從污水坑的底部至半 管的頂部?？稍O置通道50以允許清潔和維修。圖4示出半管10的分離件。每個半管都具有進口44和出口45，每個 半管組件都具有內(nèi)部17和外部，該內(nèi)部17為暴露于水的側(cè)，該外部為 與內(nèi)部相對的側(cè)。該內(nèi)部與砂礫床相協(xié)作以限定室。如其中所使用地， 對于用于組件的所有的半管，該室包括在內(nèi)部和底表面之間的敞開區(qū) 域。該底表面可能簡單地為砂礫、碎石，或任何其它的多孔材料，或 者可能包括如下文將更加詳細地論述的過濾板。半管10在其外部具有 波紋表面，該波紋表面具有交替的肋14和谷部16。然而，根據(jù)非常有 利的特征，半管組件的內(nèi)部17具有非波紋的或平滑的表面。在圖3所示 的實施例中，半管組件的平滑內(nèi)部形成為半管的整體部分，亦即平滑 內(nèi)部為半管的延伸。平滑內(nèi)部的使用有利地減少水的紊流，否則該紊 流將產(chǎn)生旋渦，在該旋渦中可能累積砂子和砂礫，從而可能阻塞半管。 此外，瀝濾場的底表面可能被這種沉淀物所阻塞。優(yōu)選地，半管10形 成有關(guān)閉的側(cè)端口15和頂端口18。半管在端口15， 18處的部分可僅僅 在需要的地方被切除。圖3還示出側(cè)端口優(yōu)選地不位于垂直平面86中。因此，側(cè)端口形成 為壁中的開口，該開口具有非圓形的、橢圓形的形狀，以用于解決壁 65和垂直平面86之間的差別。以這種方式調(diào)節(jié)側(cè)端口的形狀非常有利， 這是由于其允許半管被設計為具有增加的強度。圖4表示半管10的頂側(cè)視圖，該半管10具有在右側(cè)的進水口44和在 左側(cè)的出口45。每個端口15， 18都具有圓周的加強肋25， 28，該加強 肋25， 28分別有助于識別和加強端口附近的位置，以及為在何處切割 開口以形成端口提供引導。進口和出口可根據(jù)其具體位置由諸如圖5所 示的端蓋所關(guān)閉。端蓋80可具有加強肋82，以及具有進入端口/排出端口84。端口84也可具有類似于圖4所示的圓周加強肋25和28的加強肋 85。圖6-7表示利用轉(zhuǎn)向器91的示例。轉(zhuǎn)向器91可定位在一對半管之間 或歧管(manifold)和半管之間的接合處。通過迫使水圍繞轉(zhuǎn)向器的凸緣 92， 93，迫使水改變方向并且因此變慢。當水變慢時，水失去了支承 一些顆粒物質(zhì)所必需的能量。因此，利用轉(zhuǎn)向器91能夠部分地控制顆 粒物質(zhì)所沉積的位置。例如，轉(zhuǎn)向器通?？啥ㄎ辉谕ǖ赖南路剑栽?許容易地移除沉淀物。水收集和存儲組件通常在諸如瀝青或混凝土的排水區(qū)的地表上由 相當重的材料所圍繞和覆蓋，諸如砂礫、巖床、砂子、填充物和抗?jié)B 生成物。除承受高負載之外，該組件需要抵抗通常存在于來自道路和 停車場的徑流水中的鹽、化學制品和其他化合物的降解作用。根據(jù)非常有利的特征，半管包括加強樹脂或再制樹脂，該加強樹脂諸如玻璃 纖維填充的樹脂等，諸如片狀成型化合物(SMC)，該再制樹脂諸如聚對 苯二甲酸乙二醇酯(PET)或為了強度而添加玻璃纖維的聚丙烯。使用玻 璃纖維填充的樹脂不僅有利地增加半管的強度，而且允許利用薄的橫 截面以及允許利用平滑的非波紋內(nèi)部。玻璃纖維樹脂由于其硬度而不 是用于真空成型的合適的材料。代替地，通過將玻璃纖維填充的樹脂 引入模具內(nèi)并且壓縮該樹脂以形成所需的形狀，半管可以以熱塑流動成型工藝形成。圖8表示可選的優(yōu)選實施例，其中半管110在外部和其內(nèi)表面上具 有波紋，具有肋113和谷部115。設置加強結(jié)構(gòu)框架構(gòu)件112，可優(yōu)選地 由不銹鋼或其它結(jié)構(gòu)性的抗腐蝕性材料構(gòu)成，以有助于加強半管。為 了減少旋渦的形成，具有平滑內(nèi)部的套筒114可插入室內(nèi)，從而覆蓋半 管的內(nèi)表面。所述內(nèi)部的平滑的(非波紋的)部分對應于由套筒限定的內(nèi) 部的部分。該套筒可通過熱焊、鉚釘、螺釘、粘合劑或其它合適的緊 固件連接至半管。圖9示出可隨意地添加至該組件的其他元件。代替將半管10定位在砂礫床上，任選地，可設置連接至孔或排水裝置(drain)75的過濾板76。 過濾板可包括基本多孔的材料，具有一系列的過濾介質(zhì)77(例如包括砂 子或泥灰、或有助水的過濾的可在市場上獲得的任何其它產(chǎn)品)，該過 濾介質(zhì)77示出為形成一系列的脊，所述脊形成水在其上移動的波形圖 案。在各種維修間隔期中，可更換該過濾板。除過濾板之外，可提供 網(wǎng)狀物73，其具有表面74，該表面74設計為用于當過濾介質(zhì)存在時容 納過濾介質(zhì)的脊。網(wǎng)狀物根據(jù)預定用途可以是多孔的或非多孔的，并 且例如可以包括多孔的網(wǎng)狀物或非多孔塑料片。當使用非多孔片時， 通常將不需要過濾板，并且該片將為大致平直的并且將不會具有表面 74。任選地，可設置污水坑24。污水坑設計為保持沉淀物，該沉淀物 將包含在通過半管組件傳輸?shù)乃髦?。根?jù)包含在水流內(nèi)的材料的載 荷和規(guī)劃的清除之間的時間長度，該污水坑可以為淺的或深的。還可 提供所述污水坑的緊鄰上方的過濾器22。使用過濾介質(zhì)、網(wǎng)狀物和污 水坑中的一種或多種允許水收集和存儲組件除其水量管理功能之外有 助于水質(zhì)。圖10示出水收集和存儲組件120的可選的優(yōu)選實施例，其中半管組 件堆疊在彼此的頂部上。在這種情況下，半管組件的底排可通過頂端 口連接至半管組件的頂排。這種設計當用于半管的放置的可用空間受 到限制時可能特別有用。圖11示出具有套筒214的另一個優(yōu)選實施例，該套筒214僅從半管 組件的底部(如所示)延伸高度222，該高度222優(yōu)選地低于限定為側(cè)端口 215的最低部分的側(cè)面高度，并且最優(yōu)選地小于最外面的圓周加強肋 217的最低高度。襯里突片216， 226從套筒的主體223延伸至半管110的 谷部115內(nèi)以封閉谷部，從而有助于防止水和殘余物捕獲在套筒和半管 之間。這種套筒/襯里實施例非常有利，這是由于其降低了組件的重量 并且降低了成本，同時在最需要的區(qū)域中提供該室的平滑內(nèi)部。這種套筒有利地防止來自半管的交替的肋和谷部的雨水流(至少達到如下 點，在該點存在如此多的流動使得紊流是不可避免的)。因此由襯里限 定的內(nèi)部的下部是平滑的(非波紋的)。圖12-13示出平滑內(nèi)部的水收集和存儲組件的另一個可選的優(yōu)選實施例，其中套筒314具有凹部315， 317以容納形成在側(cè)端口附近的突 出和/或肋。其余的襯里可以是平滑的，從而有助于確保雨水的平穩(wěn)流 動，致使沉淀物較均勻地分布，同時該凹部有助于在側(cè)端口附近的肋 之間的過渡，因此還有助于減少紊流。此外，在頂端口設置在半管110 的情況下，可設置與相應的頂端口相對準的切除開口316。圖12示出具 有凹部315的凹陷側(cè)的襯里/套筒314的外部；圖13示出具有凹部317的延 伸側(cè)(延伸至該室內(nèi))的襯里的內(nèi)視圖。圖13還示出形成在套筒中的開口 316，該開口316允許凸緣、肋或與端口孔(頂端口孔、或側(cè)端口孔、或 兩者都)有關(guān)的其它突出延伸至該室內(nèi)。通過某些優(yōu)選實施例的上述公開和詳細說明，顯然的是，在不脫 離本發(fā)明的真實范圍和精神的情況下，可能存在多種改進，添加和其 他可選實施例。例如，任選地，該半管可具有在壁中的穿孔以允許另 外地排水。選擇并描述所論述的實施例以提供本發(fā)明原理及其實際應 用的最好的例證，從而使本領域技術(shù)人員能夠以多個實施例并且具有 適合于所預計的特定使用的多種改進地使用本發(fā)明。當根據(jù)對于權(quán)利 要求公平、合法和公正地授予權(quán)利的廣度解釋權(quán)利要求時，所有這種 改進和變化都在由權(quán)利要求確定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于水的接收和逐漸地分散的水收集和存儲組件，所述組件組合地包括半管組件，所述半管組件限定室并且具有內(nèi)部，所述半管組件包括至少一個半管，所述半管具有進口、出口和波紋狀外部，所述波紋狀外部包括交替的肋和谷部，其中，所述室由所述半管組件的所述內(nèi)部限定；和套筒，所述套筒定位在所述半管內(nèi)，其中，所述套筒限定平滑的內(nèi)部。
2. 如權(quán)利要求l所述的水收集和存儲組件，其中，所述半管還包括側(cè)壁和沿所述側(cè)壁定位的結(jié)構(gòu)框架構(gòu)件。
3. 如權(quán)利要求l所述的水收集和存儲組件，還包括至少一個側(cè)端 口，其中，所述至少一個側(cè)端口形成為所述半管的側(cè)壁中的具有非圓 形的、橢圓形的形狀的開口。
4. 如權(quán)利要求l所述的水收集和存儲組件，其中，所述半管組件 還包括多個半管，所述多個半管的每一個在接合處連接至歧管。
5. 如權(quán)利要求4所述的水收集和存儲組件，還包括定位在接合處 附近的轉(zhuǎn)向器，其中，所述轉(zhuǎn)向器適于迫使水改變方向。
6. 如權(quán)利要求l所述的水收集和存儲組件，還包括適于定位在多 孔床上方的非多孔片。
7. 如權(quán)利要求1所述的水收集和存儲組件，其中，所述半管組件 還包括頂部、底部和至少一個側(cè)端口，所述至少一個側(cè)端口定位在所 述半管的底部上方的側(cè)面高度處；以及所述套筒定位在所述半管內(nèi)的安裝位置中，并且限定所述平滑的 內(nèi)部，所述套筒從所述半管的所述底部延伸至小于所述至少一個側(cè)端 口的所述側(cè)面高度的高度。
8. 如權(quán)利要求7所述的水收集和存儲組件，其中，所述套筒包括主體和突片，其中所述突片延伸至所述半管中的相應的谷部內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求8所述的水收集和存儲組件，其中，所述突片中的 一個定位在所述至少一個側(cè)端口中的一個的緊鄰下方，并且不延伸至 所述至少一個側(cè)端口。
10. 如權(quán)利要求1所述的水收集和存儲組件，其中，所述半管組 件還包括頂部、底部和至少一個側(cè)端口，所述至少一個側(cè)端口定位在 所述半管的底部上方的側(cè)面高度處；以及所述套筒具有延伸至所述室內(nèi)的凹部，并且所述凹部覆蓋所述側(cè) 端口。
11. 如權(quán)利要求1所述的水收集和存儲組件，其中，所述半管組 件還包括頂部、底部和至少一個端口孔，所述至少一個端口孔定位在 所述半管的底部的上方并且設置有突出；以及所述套筒具有開口 ，所述開口允許所述端口孔的所述突出通過所 述開口延伸至所述室內(nèi)。
12. 如權(quán)利要求IO所述的水收集和存儲組件，其中，所述端口孔 是側(cè)端口孔和頂端口孔中的一個。
全文摘要
一種用于水的分散的水收集和存儲組件包括半管組件，該半管組件包括至少一個半管，該半管具有進口、出口、頂部、底部、波紋外部和至少一個側(cè)端口，該波紋外部包括交替的肋和谷部，該至少一個側(cè)端口定位在半管的底部上方；和套筒，該套筒定位在半管內(nèi)的安裝位置中并且限定平滑內(nèi)部，其中，套筒從半管的底部延伸至小于至少一個側(cè)端口的高度。該半管組件可以限定室，該套筒具有延伸至該室內(nèi)的凹部。該套筒可以具有開口，該開口允許端口孔的突出通過該開口延伸至該室內(nèi)。
文檔編號E03F1/00GK101260678SQ200810008839
公開日2008年9月10日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者約瑟夫·S·米斯考維奇 申請人:約瑟夫·S·米斯考維奇