CN106149836A - 马桶装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种马桶装置(100)包括：带有座位(111)的厕缸(110)、用于容纳用来冲洗厕缸110的水的蓄水器(120)、以及包含导管(210)的水射流设备(200)；所述导管具有入口端(211)、出口端(212)、以及位于出口端并且通常处于厕缸之中的喷嘴(220)，用于产生水射流(230)以清洁使用者的身体下部。此外还有一个热电热泵(300)，其具有冷侧(310)，该冷侧(310)可操作地与关联于蓄水器的水进行热连通，以便从中提取热量冷侧，该热电热泵还具有热侧(320)，该热侧(320)与该导管的导管区段(213)热连通，以便利用已提取的热量，提升流经该导管的水的温度热侧。

Description

马桶装置

技术领域

本发明涉及具有水射流清洁设施的马桶装置。

背景技术

在马桶中供应水射流以便使用者清洁身体下部的设备越来越受到欢迎。在清洁过程中首选使用的是温水。由此，在此类坐厕盆中需要一个小型有效的热水器。大多数的已有系统不约而同地使用了传统的电阻热水器，这种热水器在空间利用和功耗方面的效率并不是很高，并且通常需要用到不建议在浴室中使用的AC交流电源供电。

本发明试图通过提供新式或改良的马桶装置，来缓解或者至少缓和此类问题或缺陷。

发明内容

根据本发明，所提供的是一种马桶装置，包括带有座位的厕缸、用于容纳用来冲洗厕缸的水的蓄水器、以及包含了导管的水射流设备，所述导管具有一个入口、一个出口以及位于出口的喷嘴，所述喷嘴设置在厕缸之中，以便产生水射流，用于清洁坐在厕缸之上的使用者的身体下部。此外还有一个热电热泵，其具有冷侧，该冷侧可操作地与关联于蓄水器的水进行了热连通，以便从中提取热量冷侧，该热电热泵还具有热侧，与所述导管的一个导管区段进行了热连通，以便通过供应已提取的热量，来提高流经导管的水的温度热侧。

优选地，该热电热泵包括珀尔贴设备。

优选地，该热电热泵包括与该热侧相关联的第一通道，所述第一通道与该导管相连并且充当该导管区段。

更优选的是，该第一通道在热电热泵的热侧内部沿着弯曲路径延伸。

在第一优选实施例中，热电热泵位于蓄水器的壁部上，其冷侧可操作地与蓄水器中的水热连通。

更优选的是，蓄水器的壁部具有用于设置热电热泵的孔，热电热泵的冷侧处于蓄水器的内部或者朝向蓄水器内部，以便与蓄水器中的水热连通。

更优选的是，热电热泵的冷侧包括带有翅片或者针状物的热导体，用于与蓄水器中的水相接触。

在第二优选实施例中，热电热泵包括与冷侧相关联的第二通道，该第二通道具有两个对端，各自连接相应的管件，以便与蓄水器的内部相连通，由此实现水流流出蓄水器并经过热电热泵回流入蓄水器的水循环。

更优选的是，导管区段和第二通道两者中的其中一方，围绕着导管区段和第二通道两者中的另一方。

更优选的是，第二通道具有管状配置(水套)，该导管区段延伸穿过该水套。

优选地，热电热泵包括至少三个珀尔贴设备，这些设备被布置成围绕着该导管区段，并且这些珀尔贴设备的热侧是朝向内部的。

更优选的是，热电热泵包括至少三个珀尔贴设备，这些设备被布置成围绕着该导管区段，并且这些珀尔贴设备的热侧是朝向内部的。

更优选的是，热电热泵包括至少一个外部热导体，该外部热导体与珀尔贴设备冷侧相接触，该第二通道在该冷侧上延伸；该热电热泵还包括至少一个内部热导体，该内部热导体与珀尔贴设备的热侧相接触，该导管区段在该热侧上延伸热侧。

更优选的是，所述至少一个外部热导体和所述至少一个内部热导体，两者中的至少一个，具有一体的管状结构。

更优选的是，所述至少一个外部热导体，具有一体的管状结构，并且其外侧被提供第二通道的水套所围绕。

更优选的是，所述至少一个内部热导体，具有一体的管状结构，并且其内侧包括沟道、凸条或齿条。

附图说明

现在通过参考附图，对本发明进行更具体的描述(仅作为示例)其中：

图1是根据本发明第一实施例的马桶装置的透视图，其中该装置包括水射流设备和热电热泵，该热电热泵用于提高供应给水射流设备的水的温度；

图2是图1中的马桶装置的示意图；

图3是图2中的热电热泵的剖视图；

图4是图3中的热电热泵的示意图；

图5是根据本发明的马桶装置的第二实施例的透视图，其中该装置包括水射流设备和热电热泵，该热电热泵用于提升供应给水射流设备的水的温度；

图6是图5中的马桶装置的示意图；

图7是图5中的热电热泵的透视图；

图8是图7中的热电热泵的侧面剖视图；以及

图9是图7中的热电热泵的端侧剖视图。

具体实施方式

首先参考附图中的图1-4，其所显示的是体现本发明的第一马桶装置100，其中该装置包括带有座位111的厕缸110，以及采用了水箱120的形式且用于容纳用来冲洗厕缸110的水的蓄水器。此外还具有一个水射流设备200，该设备包括导管210，该导管具有入口端211、出口端212以及位于出口端212且通常处于厕缸110上的喷嘴220，用于产生水射流230，以清洁坐在厕缸110上的使用者的身体下部。入口端211借助T形管道配件131连接到清水供应管道130，其中该管道130将清水供应到水箱120中，以便用作冲洗水。

此外还包含了一个热电热泵300，所述热电热泵具有冷侧310，该冷侧310可操作地与关联于水箱120的水热连通，以便从中提取热量冷侧所述热电热泵还具有热侧320，该热侧320与导管210的区段213热连通，以便在流经导管210的水流经由喷嘴220喷出之前，利用已提取的热量来提高所述水流的温度热侧。

通常，热电热泵300是一个固态设备，其通过让DC(直流)电流流经所述设备，来以与温度梯度相反的方向，将热量从设备的一端(即冷侧310)转移到对端(即热侧320)，由此产生加热、冷却或稳定效果。热电热泵300充当了一个对水进行加热或是提升其温度的即时热水器。依照本发明的技术，热电热泵300尤其但非限于透过一个珀尔贴(Peltier)设备300P(也被称为珀尔贴冷却器或加热器)来实现，且热电热泵300尤其但非仅仅包含一个珀尔贴设备300P，其中该珀尔贴设备具有多层结构，并且该结构是由两侧被两个金属层301和302夹住的中间半导体层303构成的，所述两个金属层则分别充当了冷侧310和热侧320。

在图2的马桶装置100中，热电热泵300包括通道P1，该通道P1延伸通过热侧320，藉此与该热侧320相关联。该通道P1与导管210相连或接合，并且充当了导管区段213，由此，热电热泵300的热侧320会借助从正在运行的热电热泵300的冷侧310传送的热量来加热流经导管210的水，或者更确切地说是加热热流导管区段213的水。

热电热泵300被置于水箱120的壁部121上，其冷侧310借助或者优选通过壁部121可操作地与水箱120中的冲洗水进行了热连通。由此，在壁部121上形成了一个用于设置热电热泵300的孔122，并且冷侧310透过该孔122被插入(或以其他方式朝向)水箱120内部，以便与水箱120中的冲洗水进行热连通。热电热泵300的冷侧310优选包括一个用于直接与水箱120中的冲洗水相接触的且带有翅片或者针状物的热导体311。该热导体311是一个散热器，用于将冷侧310与冲洗水之间实现热连通或热交换的接触面积增至最大。

热电热泵300的热侧320被暴露在外，其上附着一个热导体块321。通道P1沿着一条弯曲路径贯穿该热导体块321，也就是处于热电热泵300的热侧内部。作为示例，该通道可以是多个Z形折叠路径。导管区段213沿着该路径延伸，以便将接触面积并且进而将热连通最大化，由此提升热侧320与流向喷嘴220的水之间的热交换。

在珀尔贴设备300P的工作过程中，来自水箱120中的冲洗水的热量，会经由冷侧310上的带有翅片的热导体311而被提取，然后会由珀尔贴设备300P传送或泵送到热侧320，从而到达热导体块321，所述热导体块321转而将这些热量传导至导管区段213，由此提升流经导管210的水流的温度，这些水随后会作为暖水射流230从喷嘴220离开，，用来清洁坐在厕缸110上的使用者的身体下部。

通过使用数字或模拟控制器调节用于驱动珀尔贴设备300P的DC功率，就可以控制水射流230的温度。珀尔贴设备300P从处于水箱120中且始终保持于室温的冲洗水中提取热能。由于水箱120包含的水的容积，远大于在每一次的清洁操作中经由喷嘴220耗费的水量，保存在水箱120中的水，会快速地通过周围环境恢复其温度，由此呈现出几乎无限的热能来源，以便用于本发明的用途。

现在参考图5-9，其所显示的是实施本发明的第二马桶装置100’，该装置具有与第一马桶装置100相似的总体结构或布置，并且等效的部分是用带有撇号后缀的相同参考数字表示的，例如带有座位111’的厕缸110’，水箱120’，由导管210’和喷嘴220’形成的水射流设备200’，以及热电热泵300’等等。该马桶装置100’也是以相似的方式工作的。如下所述，其主要差别在于热电热泵300’的结构和位置。

热电热泵300’并未安装在水箱120’上，而是安装在了其他不显眼的位置(例如厕缸110’之后)，由此排除了修改水箱120’的需要。为了将水从水箱120’内部带到热电热泵300’，在这里添加了一个水泵400和一个水回路410。水泵400被浸入水箱120’之中，以便将水抽出。水回路410由一对管件411和412形成，其中第一管件411从水泵400延伸至热电热泵300’，以便将水从水箱120’输送至热电热泵300’，而第二管件412则从热电热泵300’反向延伸至水箱120’，以便将水送回。

热电热泵300’自身被给予了一种全新的结构，其中除了与热侧320’相关联的初始/第一通道P1’之外，它还包括与冷侧310’相关联的第二通道P2。该第二通道P2用于让水从水箱120’经由管件411流经热电热泵300’，之后经由另一个管件412返回水箱120’。第二通道P2具有两个对端P2-1和P2-2，这两个对端分别被管件411和412连接，以便与水箱120’的内部相连通，由此实现水流流出水箱120’且途经热电热泵300’回流入水箱120’的水循环。

第二通道P2具有与柱状水套相似的管状配置，且该管状配置围绕着初始/第一通道P1’以及导管区段213’，或者说，第一通道P1’和导管区段213’以同轴的方式延伸穿过该管状配置(不论以哪种方式均为同轴延伸)。通过采取适当的变化，倒置的设置也是可能的，由此，第二通道P2会被第一通道P1’以及导管区段213’所围绕。由此，导管区段213’和第二通道P2两者中的其中一方，通常会围绕导管区段213’和第二通道P2两者中的另一方。

热电热泵300’是由以三角阵式排列的至少三个珀尔贴设备300P’构成的，在这个具体实施例中则以四方阵式的构造排列(图9)，以便包围沿着热电热泵300’的中心轴线延伸穿过热电热泵300’的导管区段213’。这四个珀尔贴设备300P’被安置成所有热侧320’朝内，并且所有冷侧310’是朝外的。

热电热泵300’还包括一个与珀尔贴设备300P’的冷侧310’相接触的外部热导体311’，而第二通道P2则在该冷侧310’上延伸；热电热泵300’也包括与珀尔贴设备300P’的热侧320’相接触的内部热导体321’，而第一通道P1’和导管区段213’则在该热侧320’上延伸。所述外部热导体311’具有一体的管状结构，其外侧被提供了第二通道P2的水套所包围。内部热导体321’同样具有一体的管状结构，并且其内侧包含了轴向延伸的沟道、凸条或齿条X，以便增强与通过第一通道P1’并沿着导管区段213’而流的水的热连通或热交换。

可以想到的是，外部和内部热导体311’和321’中的每一个，都可被分成四个四分之一分段的导体，或者由四个四分之一分段的导体构成，其中每一个导体都对应于一个珀尔贴设备300P’，并且这些设备被装配在一起以实现整体的柱状配置。

在工作过程中，第二通道P2充当围绕着第一通道P1’的外部热交换管壳，所述第一通道则充当了中心加热管，也就是导管区段213’。在珀尔贴设备300P’的相对的外部冷侧310’和内部热侧320’之上，所述第二通道P2与第一通道P1’，被四个珀尔贴设备300P’隔离。来自水箱120’的冲洗水，由水泵400通过第二通道P2进行循环，以便向外部冷侧310’供应热量，然后，一旦为通过DC电流为珀尔贴设备300P’通电，则所述热量会由珀尔贴设备300P’传送或泵送到内部热侧320’，以便后续被第一通道P1’中的水吸收。喷嘴220’的运作，使用的是经由导管210’流动并且沿着第一通道P1’或导管区段213’而流动的水，其中所述水流，会在离开喷嘴220’之前被加热至适当的温度，以此作为暖的水射流230’来清洁坐在厕缸110’上的使用者的身体下部。

返回水箱120’的水的温度会降低，因为其热量流失给形成水射流230’的水。由于水箱120’包含了容积很大的水，因此，整体的温度降低并不明显。系统能够保持持续流动的热水来支持水喷嘴220’的时间相对较短的操作。

通常，珀尔贴设备300P/300P’会在电源通电的时候，将来自其冷侧310/310’的热量泵送和传送到相对的热侧320/320’，并且还耗用所述电源产生热量。由此，在热侧320/320’获取的用来提升坐厕盆所用水流的温度的热能，要高于该设备所消耗的电能。因此，与使用常规的电阻型电加热器相比，马桶装置100/100’的加热系统具有增强的加热效率。

以下概述了本发明的马桶装置中的热电热泵、尤其是与一个或多个珀尔贴设备结合使用的热电热泵的优点：

高效率

珀尔贴设备的加热性能系数(COP)约为1.6，而传统的电阻加热器的效率约为0.8～0.9。

大小

由于珀尔贴设备会快速做出反应，并且能够即时对水进行加热，因此不需要另设蓄水器。

连续供应暖水

珀尔贴设备的高加热强度，所达致的即时加热，可实现连续的暖水供应。

节能

在对水进行预加热时，随着时间的过去，蓄水器类型的加热器会将热量散发到周围环境中。对于即时加热器、尤其是珀尔贴设备来说，其仅仅会按需要而耗费电力，并且几乎没有流失热量给周围环境。

珀尔贴设备300P/300P’的尺寸很小，结构牢固，并且可以可靠工作的寿命相对较长。虽然这一点就本发明而言是一个优选选项，但是当前或者将来也可以设想使用其他类型的热电热泵设计。

本发明仅仅是作为示例给出的，在不脱离附加权利要求规定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对所描述的实施例进行其他各种修改和/或替换。

Claims (16)

1.一种马桶装置，包括：

带有座位的厕缸；

蓄水器，用于容纳用来冲洗厕缸的水；

具有导管的水射流设备，所述导管具有一个入口、一个出口以及位于出口的喷嘴，所述喷嘴被设置在厕缸之中，以便产生水射流，用于清洁坐在厕缸之上的使用者的身体下部；以及

热电热泵，所述热电热泵具有冷侧，该冷侧可操作地与关联于蓄水器的水进行热连通，以便从中提取热量冷侧，所述热电热泵还具有热侧，该热侧与所述导管的一个导管区段进行热连通，以便利用已提取的热量来提高流经该导管的水的温度热侧。

2.如权利要求1所述的马桶装置，其中该热电热泵包括珀尔贴设备。

3.如权利要求1所述的马桶装置，其中该热电热泵包括与该热侧相关联的第一通道，所述第一通道与该导管相连并且充当该导管区段。

4.如权利要求3所述的马桶装置，其中该第一通道在热电热泵的热侧的内部，沿着弯曲路径延伸。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的马桶装置，其中该热电热泵位于该蓄水器的壁部上，其冷侧可操作地与蓄水器中的水进行热连通。

6.如权利要求5所述的马桶装置，其中该蓄水器的壁部，具有用于设置热电热泵的孔，热电热泵的冷侧处于蓄水器的内部或者朝向蓄水器内部，以便与蓄水器中的水热连通。

7.如权利要求6所述的马桶装置，其中热电热泵的冷侧包括带有翅片或者针状物的热导体，用于与蓄水器中的水相接触。

8.如权利要求1-4中任一权利要求所述的马桶装置，其中该热电热泵包括与其冷侧相关联的第二通道，该第二通道具有两个对端，各自连接相应的管件，以便与蓄水器的内部相连通，由此实现水流流出蓄水器并经过热电热泵回流入蓄水器的水循环。

9.如权利要求8所述的马桶装置，其中该导管区段和第二通道两者中的其中一方，围绕着该导管区段和第二通道两者中的另一方。

10.如权利要求9所述的马桶装置，其中第二通道具有管状配置(水套)，该导管区段延伸穿过该水套。

11.如权利要求8所述的马桶装置，其中该热电热泵包括至少三个珀尔贴设备，这些设备被布置成围绕着该导管区段，并且这些珀尔贴设备的热侧是朝向内部的。

12.如权利要求11所述的马桶装置，其中该热电热泵包括至少三个珀尔贴设备，这些设备被布置成围绕着该导管区段，并且这些珀尔贴设备的热侧是朝向内部的。

13.如权利要求12所述的马桶装置，其中该热电热泵包括至少一个外部热导体，该外部热导体与珀尔贴设备的冷侧相接触，而该第二通道则在该冷侧上延伸；该热电热泵还包括至少一个内部热导体，该内部热导体与珀尔贴设备的热侧热侧相接触，而该导管区段则在该热侧上延伸。

14.如权利要求13所述的马桶装置，其中所述至少一个外部热导体和所述至少一个内部热导体，两者中的至少一个，具有一体的管状结构。

15.如权利要求14所述的马桶装置，其中所述至少一个外部热导体，具有一体的管状结构，并且其外侧被提供第二通道的水套所围绕。

16.如权利要求14所述的马桶装置，其中所述至少一个内部热导体，具有一体的管状结构，并且其内侧包括沟道、凸条或齿条。