落水装置及建筑物的制作方法

本发明涉及建筑保护装置技术领域，尤其涉及一种落水装置及建筑物。

背景技术：

落水装置一般安装于各类建筑物的外侧，能够有效地汇集屋顶雨水，有组织地将雨水排离建筑物，从而很好地保护建筑物的屋顶、墙壁和地基，延长建筑物的使用寿命，同时还能起到一定的装饰美观效果。

现有的建筑物中一般都安装有落水装置，落水装置主要包括集水井和落水管道，其中，集水井通常为各种材料制成的空腔，用于收集积水，并流入落水管道，落水管道将积水排到指定位置。现有的落水装置能够实现积水的排泄功能，但是由于落水装置一般安装于户外，落水装置容易受到气候影响，在气温低于冰点的时候，集水井和落水管道中容易结冰，导致落水系统排水不畅。

现有的落水装置不具有除冰功能，只能等待气温转暖，管道中积冰自动融化，不仅影响落水装置的排水功能，而且落水管道内的冰会增大落水管道的重量，可能会引起落水管道脱落，造成落水装置的损坏，脱落过程甚至会砸伤落水管道下方的物品和行人。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种落水装置及建筑物，以解决现有技术中存在的落水装置不具有除冰功能，不仅影响其排水功能，且由于落水管道中冰的重量增大，可能造成落水管道脱落，损坏落水装置，甚至砸坏下方物品和行人的技术问题。

本发明提供的落水装置，包括侧壁可反射微波的集水井，所述集水井底部连通有管壁可反射微波的落水管道，所述落水管道的管壁连通有微波组件，所述微波组件包括相互电连接的电源装置和用于产生微波的微波管，所述微波管与所述落水管道的管壁连通。

进一步的，所述微波组件还包括相互连通的微波激励腔和波导管，所述微波激励腔与所述微波管连通，所述波导管与所述落水管道的管壁连通。

进一步的，所述落水管道下端的出水口套设有微波防逸罩。

进一步的，所述集水井开口上设有金属隔栅。

进一步的，所述集水井内壁、所述金属隔栅表面和所述微波防逸罩表面均涂有吸波材料层。

进一步的，所述落水管道包括水平管道段，所述水平管道段底部的管壁上设有压力传感器，所述压力传感器与所述微波组件电连接。

进一步的，所述集水井内腔设有温度传感器，所述温度传感器与所述微波组件电连接。

进一步的，还包括PLC控制系统，所述电源装置、所述压力传感器和所述温度传感器均与所述PLC控制系统电连接。

进一步的，所述微波组件发射频率为2.45GHz的微波；所述落水管道包括塑料圆管道，所述塑料圆管道外壁设有金属反射层，所述金属反射层直径大于0.11m；或所述落水管道包括塑料矩形管道，所述塑料矩形管道外壁设有金属反射层，所述金属反射层的长边长度大于0.0613m。

本发明落水装置的有益效果为：

本发明提供的落水装置，包括用于收集屋顶积水的集水井和用于将集水井中积水排出到指定位置的落水管道，落水管道的管壁连通有用于对落水管道和集水井内部物质进行加热的微波组件。

当天气严寒，室外温度低于冰点时，积水进入集水井和落水管道时会发生结冰现象，此时，打开微波组件的电源装置，微波管向落水管道内发射微波，通过调节微波射入落水管道内的角度，使微波在落水管道管壁不断发生反射并能够到达集水井，微波反射过程中，落水管道和集水井中冰中的水分子在微波作用下，发生高频率振动，不同水分子之间相互产生摩擦，温度升高，固体冰受热融化为液体，沿落水管道流下，关闭电源装置即可。该落水装置可以通过微波组件对落水装置进行除冰，从而保证低温天气落水装置的排水功能，减少甚至避免由于结冰，落水管道堵塞而造成积水从集水井开口处外溢，积水在集水井外的侧壁或落水管道管壁上结冰，当这些冰由于重力作用或发生消融时向下坠落而给其下方物品和行人造成危害情况的发生；还可以减少甚至避免落水装置结冰后，落水管道中冰的重量增大而造成落水管道脱落，损坏落水装置甚至砸坏下方物品和行人情况的发生。

本发明的另一个目的在于提供一种建筑物，包括檐沟和上述落水装置，所述檐沟与所述落水装置的集水井连通，该建筑物具有上述落水装置的所有技术效果，这里不再赘述。

本发明建筑物的有益效果为：

本发明提供的建筑物，包括设置在建筑屋檐上的檐沟和上述落水装置，当建筑物的屋顶有积水时，积水通过汇集槽或天沟等汇集到檐沟处，檐沟内的积水流入落水装置的集水井中，继而流经落水管道被排泄到指定位置，从而对建筑物的屋顶、墙壁和地基进行保护。当落水装置中发生结冰现象时，通过微波组件对落水管道和集水井中的冰进行加热使其融化，从而减少气温较低时，结冰对落水装置的堵塞，确保其排水功能，减少甚至避免由于结冰，落水管道堵塞而造成积水从集水井开口处外溢，积水在集水井外的侧壁或落水管道管壁上结冰，当这些冰由于重力作用或发生消融时向下坠落而给其下方物品和行人造成危害情况的发生；还可以减少甚至避免落水装置结冰后，落水管道中冰的重量增大而造成落水管道脱落，损坏落水装置甚至砸坏下方物品和行人情况的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的落水装置的第一流程示意图；

图2为本发明实施例一提供的落水装置的第二流程示意图；

图3为本发明实施例一提供的落水装置中落水管道包括塑料圆管道和金属反射层的截面剖视示意图；

图4为本发明实施例一提供的落水装置中落水管道包括塑料矩形管道和金属反射层的截面剖视示意图。

图标：1－集水井；2－落水管道；3－微波组件；4－微波防逸罩；5－金属隔栅；6－压力传感器；7－温度传感器；8－PLC控制系统；21－水平管道段；22－塑料圆管道；23－塑料矩形管道；24－金属反射层；31－电源装置；32－微波管；33－微波激励腔；34－波导管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本实施例提供一种落水装置，如图1和图2所示，包括侧壁可反射微波的集水井1，集水井1底部连通有管壁可反射微波的落水管道2，落水管道2的管壁连通有微波组件3，微波组件3包括相互电连接的电源装置31和用于产生微波的微波管32，微波管32与落水管道2的管壁连通。

本实施例提供的落水装置，包括用于收集屋顶积水的集水井1和用于将集水井1中积水排出到指定位置的落水管道2，落水管道2的管壁连通有用于对落水管道2和集水井1内部物质进行加热的微波组件3。

微波是一种频率为300MHz～300GHz的电磁波，通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性，对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收；对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热；而对金属类物质，则会反射微波。微波透入介质时，由于微波能与介质发生一定的相互作用，以微波频率2.45GHz为例，该频率的微波使介质的分子每秒产生二十四亿五千万次振动，介质的分子间互相产生摩擦，引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态。

当天气严寒，室外温度低于冰点时，积水进入集水井1和落水管道2时会发生结冰现象，此时，打开微波组件3的电源装置31，微波管32向落水管道2内发射微波，通过调节微波射入落水管道2内的角度，使微波在落水管道2管壁不断发生反射并能够到达集水井1，微波反射过程中，落水管道2和集水井1中固态冰中的水分子在微波作用下，发生高频率振动，不同水分子之间相互产生摩擦，温度升高，固体冰受热融化为液体，沿落水管道2流下，关闭电源装置31即可。该落水装置可以通过微波组件3对落水装置进行除冰，从而保证低温天气落水装置的排水功能，减少甚至避免由于结冰，落水管道2堵塞而造成积水从集水井1开口处外溢，积水在集水井1外的侧壁或落水管道2管壁上结冰，当这些冰由于重力作用或发生消融时向下坠落而给其下方物品和行人造成危害情况的发生；还可以减少甚至避免落水装置结冰后，落水管道2中冰的重量增大而造成落水管道2脱落，损坏落水装置甚至砸坏下方物品和行人情况的发生。

具体的，为了实现对微波的反射，集水井1和落水管道2可以选用金属材料制成，如，不锈钢、铝合金、铸铁、铜等；也可以选用塑料制成的集水井1和落水管道2，如PVC、PP、PE等制成，并在其内壁、外壁或塑料管壁之间设置金属层或金属网，其中，金属层上可带有孔洞。

本实施例中，如图2所示，微波组件3还可以包括相互连通的微波激励腔33和波导管34，微波激励腔33与微波管32连通，波导管34与落水管道2的管壁连通。微波组件3对落水装置进行加热除冰时，打开电源装置31，微波管32产生微波，微波激励腔33将微波最大限度的馈入激励腔，并作为一个共振腔对微波能量进行共振放大，微波激励腔33内的放大后的微波随后经过波导管34进入落水管道2内，通过在落水管道2和集水井1侧壁的多次反射，对其内固态冰进行加热。其中，波导管34为一种空心的、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子，用来传送微波，脉冲信号可以通过该波导管34以极小的损耗被传送到落水管道2内；波导管34内径的大小因所传输信号的波长而异。该微波组件3可以尽可能地将微波管32产生的微波传送到落水管道2内，从而增强微波组件3的除冰效率。

本实施例中，如图2所示，可以在落水管道2下端的出水口套设有微波防逸罩4。在落水管道2管壁进行反射的微波到达落水管道2下端出水口时，被微波防逸罩4阻挡，反射回落水管道2中去，微波防逸罩4不仅可以减少微波对外界的电磁干扰，还可以大大减少微波的外逸，减少能量损耗，提高微波组件3对固态冰的加热效率。具体的，微波防逸罩4可以包括一个透水罩和一个与落水管道2下端出水口相对应的金属格栅，其中，透水罩套在落水管道2的下端，并将金属格栅罩在其内，将金属格栅固定在落水管道2的下端出水口处，在确保积水可以流出的基础上，金属格栅对微波进行反射阻挡。

本实施例中，如图2所示，还可以在集水井1开口上设有金属隔栅5。一方面，建筑物屋顶上的积水，或别处的积水流入集水井1前，金属隔栅5对积水进行过滤，将积水中的树叶等垃圾进行隔离，减少垃圾对集水井1以及落水管道2的堵塞，确保落水装置的排水功能；另一方面，从落水管道2反射到集水井1中的微波到达集水井1开口处时，金属隔栅5可以对微波进行阻隔反射，减少外逸的微波，不仅减少微波对外界的电磁干扰，还在一定程度上减少能量损耗，提高微波组件3对固态冰的加热效率。

本实施例中，可以在集水井1内壁、金属隔栅5表面和微波防逸罩4表面均涂有吸波材料层。微波在落水装置中反射到达集水井1内壁、金属隔栅5表面和微波防逸罩4表面时，三者表面涂有的吸波材料层对微波进行吸收，并转化为热量对落水装置中的固态冰进行加热，减少微波外逸对外界的电磁干扰，且提高微波组件3的加热效率。此外，吸波材料层还具有质量轻、耐温、抗腐蚀的性能，可以有效延长落水装置的使用寿命。

本实施例中，如图2所示，落水管道2可以包括水平管道段21，水平管道段21底部的管壁上设有压力传感器6，压力传感器6与微波组件3电连接。排水过程中，集水井1中的积水流经落水管道2的水平管道段21，当积水没有结冰时，积水流过水平管道段21的时间较短，水平管道段21及其内积水对压力传感器6传输一个不稳定的压力信号；当积水在落水管道2中结冰时，水平管道段21内结冰，水平管道段21及其内固态冰的重量不断加重，直至到达一个较稳定的重量，该重量信号传递给压力传感器6，压力传感器6接收到该压力信号后，传递给微波组件3，电源装置31打开，微波组件3对落水装置中的固态冰进行加热，直到固态冰融化，水平管道段21的重量减小到设定值，压力传感器6检测到该压力信号后，传递给微波组件3，电源装置31关闭，微波组件3停止工作。压力传感器6的设置可以实时对落水装置结冰状态进行检测，并及时对其除冰，从而有效确保落水装置的排水效果，也减少落水管道2掉落情况的发生。

本实施例中，如图2所示，还可以在集水井1内腔设有温度传感器7，温度传感器7与微波组件3电连接。排水过程中，温度传感器7对集水井1中的积水进行温度测量，当积水温度高于冰点温度时，温度传感器7采集到该温度信号，并将该温度信号传递给微波组件3，微波组件3的电源装置31关闭，微波组件3不工作；当集水井1中积水开始结冰时，冰水的温度低于冰点温度，温度传感器7采集到该温度信号后，将该温度信号传递给微波组件3，微波组件3的电源装置31打开，微波组件3对落水装置进行加热。温度传感器7的设置可以对落水装置中结冰现象进行一定的预防，进一步减少落水装置结冰的几率；而且温度传感器7与压力传感器6配合使用，更加增强了微波组件3工作的精确度和落水装置的实用性。此外，温度传感器7也可以设置在落水管道2上，对落水管道2中的积水进行温度采集。

本实施例中，如图2所示，还可以包括PLC控制系统8，电源装置31、压力传感器6和温度传感器7均与所述PLC控制系统8电连接。PLC控制系统8不仅可以控制电源装置31、压力传感器6和温度传感器7的开关，还可以对各个信号进行显示，使操作人员能够实时的得到落水装置中各个位置的精确情况，PLC控制系统8操作简单、反应灵敏、记录精确。还可以在PLC控制系统8内设置程序，实现操作人员对落水装置的远程控制。

具体的，本实施例中，如图3和图4所示，微波组件3可以发射频率为2.45GHz的微波；落水管道2包括塑料圆管道22，塑料圆管道22外壁设有金属反射层24，金属反射层24直径大于0.11m；或落水管道2包括塑料矩形管道23，塑料矩形管道23外壁设有金属反射层24，金属反射层24的长边长度大于0.0613m。为了能够有效对落水管道2中的固态冰进行加热，在民用微波频段中，频率为2.45GHz的微波对水及固态冰的加热效率较高。当微波组件3向外发射频率为2.45GHz的微波时(一定频率的微波对应的波长一定)，考虑到落水管道2需要对微波进行传输(可以理解为波导管34)，所以为了增强落水管道2对微波的传输，落水管道2的尺寸需要符合一定要求：落水管道2采用圆形管道时，圆形管道的直径应大于0.9倍该微波的波长；当落水管道2采用矩形管道时，矩形管道较长一边的边长应大于0.5倍该微波的波长。具体的，该频率微波的波长计算如下：

ν＝λ＊f，其中，ν为微波的传播速度，这里取3×10⁸m/s；λ为微波波长，m；f为微波的频率，2.45×10⁹Hz。将ν和f的数值代入，计算得到λ＝0.12m，则0.9λ＝0.11m、0.5λ＝0.0613m。

选用适当尺寸的落水管道2，可以增强对微波的传输，提高微波组件3的加热效率。此外，落水管道2内层包括塑料圆管道22或塑料矩形管道23，塑料圆管道22或塑料矩形管道23的外壁涂有金属反射层24，塑料质轻、耐腐蚀性较强，可以减轻落水装置的自重，延长落水管道2的使用寿命；落水管道2外部的金属反射层24则用于对微波的反射，确保落水管道2的加热性能，此外，还可以对其内的塑料管道起到保护作用，进一步延长落水管道2的使用寿命。

实施例二

本实施例提供一种建筑物，包括檐沟和实施例一所述的落水装置，檐沟与落水装置的集水井1连通，该建筑物具有上述落水装置的所有技术效果，这里不再赘述。

本实施例提供的建筑物，包括设置在建筑屋檐上的檐沟和实施例一所述的落水装置，当建筑物的屋顶有积水时，积水通过汇集槽或天沟等汇集到檐沟处，檐沟内的积水流入落水装置的集水井1中，继而流经落水管道2被排泄到指定位置，从而对建筑物的屋顶、墙壁和地基进行保护。当落水装置中发生结冰现象时，通过微波组件3对落水管道2和集水井1中的冰进行加热使其融化，从而减少气温较低时，结冰对落水装置的堵塞，确保其排水功能，减少甚至避免由于结冰，落水管道2堵塞而造成积水从集水井1开口处外溢，积水在集水井1外的侧壁或落水管道2管壁上结冰，当这些冰由于重力作用或发生消融时向下坠落而给其下方物品和行人造成危害情况的发生；还可以减少甚至避免落水装置结冰后，落水管道2中冰的重量增大而造成落水管道2脱落，损坏落水装置甚至砸坏下方物品和行人情况的发生。具体的，建筑物可以是桥梁、房屋，甚至是特定的山坡等；只要具有上表面，且需要对上表面上的积水进行排泄的物体，在这里都可以称为建筑物。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。