CN111945848B - 用于卫生器具的射流装置 - Google Patents

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Abstract

马桶组件包括马桶本体和射流振荡器。马桶本体限定马桶便池,马桶便池构造成在该马桶便池中接纳一定体积的流体。射流振荡器在马桶便池的边缘区域中联接至马桶本体。射流振荡器定位成将流体引导到马桶便池的内表面上。射流振荡器构造成将流体流连续地重定向至沿着马桶便池的内表面的不同位置。

Description

用于卫生器具的射流装置
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2019年5月17日提交的美国临时申请No.62/849,522和2020年5月1日提交的美国非临时申请No.16/864,746的权益和优先权,这些申请的全部内容由此通过参引并入本文。
背景技术
本公开总体上涉及具有水输送功能的卫生器具。更具体地,本公开涉及射流装置用以改善卫生器具的性能的应用。
诸如马桶、水龙头、淋浴器、漩涡浴缸和小便器之类的商业和住宅卫生器具依靠连续水流(例如,稳态流等)来执行工作操作。例如,马桶依靠来自马桶便池的边缘或集水槽的连续水流来清洁马桶便池的表面并且在冲洗期间将废物从马桶便池中移除。类似地,水龙头和喷雾器利用连续水流来提供清洁作用。然而,连续流并不总是有效地实现产品的预期目标。在马桶的示例中,连续流可能不足以将所有废物从马桶便池中移除或者完全清洁马桶便池的表面。可能需要更大体积的水或更高强度的流来确保由卫生器具提供足够的清洁能力。
许多卫生器具还包括用于控制多个独立喷射器的阀。这些阀用于协调卫生器具的每个喷射器的操作和定时。例如,马桶可以包括在马桶便池的边缘中的边缘喷射器和在马桶便池的集水槽中的集水槽喷射器。马桶可以包括电子阀,该电子阀对来自边缘喷射器和集水槽喷射器的水的释放进行协调。在冲洗开始时,可以向集水槽喷射器提供水以移除容纳在马桶便池内的水。在水/废物已经从马桶便池中移除之后,电子阀可以切换,使得水被提供至边缘喷射器。从边缘喷射器流出的水重新装满马桶便池并清洁马桶便池的表面。其他应用可以包括电子阀和控制回路,用以执行其他水输送和定时功能。然而,这些电子阀通常具有许多移动部件,并且该阀和相关联的控制回路制造起来昂贵。
发明内容
一个示例性实施方式涉及一种马桶组件。马桶组件包括马桶本体和射流振荡器。马桶本体限定马桶便池,马桶便池构造成在该马桶便池中接纳一定体积的流体。射流振荡器在马桶便池的边缘区域中联接至马桶本体。射流振荡器定位成将流体引导到马桶便池的内表面上。射流振荡器构造成将流体流连续地重定向到沿着马桶的内表面的不同位置。
另一示例性实施方式涉及一种马桶组件。马桶组件包括马桶本体和多个射流振荡器。马桶本体限定马桶便池,马桶便池构造成在该马桶便池中接纳一定体积的流体。多个射流振荡器定位成将流体引导到马桶便池的内部表面上。射流振荡器以沿着马桶便池的周边延伸的环形布置结构彼此流体地连接。
再一示例性实施方式涉及一种冲洗系统。冲洗系统包括多个射流振荡器,所述多个射流振荡器以环形布置结构流体地连接在一起。多个射流振荡器构造成定位在马桶便池的边缘区域内。多个射流振荡器构造成将流体流连续地重定向至沿着马桶便池的内表面的不同位置。
附图说明
图1是根据示例性实施方式的包括流体控制回路的管线压力马桶的俯视立体图。
图2是图1的管线压力马桶的侧视图。
图3是根据示例性实施方式的用于管线压力马桶的流体控制回路的俯视图。
图4至图7是根据示例性实施方式的图3的流体控制回路的俯视图,其示出了各种操作状态。
图8A至图8K是根据各种示例性实施方式的可以在管线压力马桶中使用的流体控制回路。
图9是根据示例性实施方式的包括射流振荡器的管线压力马桶的侧视截面图。
图10是根据示例性实施方式的射流振荡器的截面图。
图11是根据另一示例性实施方式的射流振荡器的截面图。
图12A是根据示例性实施方式的流体分流器的截面图。
图12B是根据另一示例性实施方式的流体分流器的截面图。
图13是根据另一示例性实施方式的流体分流器的截面图。
图14至图16是根据示例性实施方式的图13的流体分流器的截面图,其示出了各种操作状态。
图17A是根据示例性实施方式的射流切换装置的流动示意图。
图17B是根据另一示例性实施方式的射流切换装置的流动示意图。
图18是根据示例性实施方式的射流切换装置的立体图。
图19是图18的射流切换装置的基部部分的俯视横截面图。
图20是根据另一示例性实施方式的射流切换装置的流动示意图。
图21是根据另一示例性实施方式的射流切换装置的流动示意图。
图22是根据另一示例性实施方式的射流切换装置的流动示意图。
图23是根据另一示例性实施方式的射流切换装置的流动示意图。
图24是实现图23的流动示意图的链式射流切换组件。
图25是根据示例性实施方式的旋流冲洗马桶组件。
图26是根据示例性实施方式的快速填充马桶组件。
图27是根据示例性实施方式的化学品分配系统。
图28是根据示例性实施方式的具有排水管的射流切换装置的俯视图。
图29是根据示例性实施方式的用于射流切换装置的排水阀的立体图。
图30是图28的射流切换装置的排水阀部分处于第一操作状态的的侧视横截面图。
图31是图28的射流切换装置的排水阀部分处于第二操作状态的侧视横截面图。
图32是根据另一示例性实施方式的具有排水管的射流切换装置的俯视图。
图33是图32的射流切换装置的排水阀部分处于第一操作状态的侧视横截面图。
图34是图32的射流切换装置的排水阀部分处于第二操作状态的侧视横截面图。
图35是根据另一示例性实施方式的具有排水管的射流切换装置的俯视横截面图。
图36是根据示例性实施方式的电容器组件的立体图。
图37是根据另一示例性实施方式的射流振荡器的截面图。
图38A是根据另一示例性实施方式的射流振荡器的截面图。
图38B是图38A的射流振荡器在操作期间的截面图。
图39A是根据另一示例性实施方式的射流振荡器的立体图。
图39B是图39A的射流振荡器的俯视图。
图39C是图39A的射流振荡器的侧视截面图。
图40是根据示例性实施方式的包括串联布置的射流振荡器的管线压力马桶的侧视截面图。
图41是根据示例性实施方式的包括两个不同出口喷嘴构型的射流振荡器的截面图。
图42是根据示例性实施方式的单个射流振荡器的立体图。
图43是根据示例性实施方式的双射流振荡器的立体图。
图44是根据示例性实施方式的包括射流振荡器的马桶的侧视截面图。
图45是根据另一示例性实施方式的包括射流振荡器的马桶的侧视截面图。
图46是根据另一示例性实施方式的射流振荡器的截面图。
图47是根据另一示例性实施方式的射流振荡器的截面图。
图48是图47的射流振荡器的立体图。
图49是根据示例性实施方式的具有振荡边缘喷射器系统的马桶组件的立体图。
图50A是根据示例性实施方式的用于马桶的冲洗系统的示意图。
图50B是图50A的冲洗系统的原型。
图51是根据示例性实施方式的包括射流振荡器的小便器的立体图。
图52是根据另一示例性实施方式的包括射流振荡器的小便器的立体图。
图53是根据示例性实施方式的用于图52的小便器的射流振荡器的立体图。
图54是根据另一示例性实施方式的用于图52的小便器的射流振荡器的立体图。
图55是根据示例性实施方式的包括多个射流振荡器的浴缸的立体图。
图56是根据示例性实施方式的包括多个射流振荡器的淋浴器的侧视图。
图57是根据示例性实施方式的包括射流振荡器的马桶的侧视截面图。
图58是根据另一示例性实施方式的包括射流振荡器的马桶的侧视截面图。
图59是根据示例性实施方式的联接至马桶的集水槽喷射器的射流振荡器的侧视截面图。
图60是根据另一示例性实施方式的射流振荡器的侧视截面图。
图61是根据另一示例性实施方式的射流振荡器的侧视截面图。
图62至图67是根据各种示例性实施方式的处于操作中的不同类型的射流振荡器的侧视截面图。
图68是根据示例性实施方式的包括流体分流器的马桶的侧视截面图。
图69至图70是根据各种示例性实施方式的图68的流体分流器处于各种操作状态的立体图。
图71是根据示例性实施方式的用于淋浴喷头的射流振荡器的侧视截面图。
图72是根据另一示例性实施方式的用于淋浴喷头的射流振荡器的侧视截面图。
图73是根据示例性实施方式的用于多个淋浴喷头的射流振荡器的侧视截面图。
图74是根据示例性实施方式的用于多个淋浴喷头的多个互连的射流振荡器的侧视截面图。
图75是根据示例性实施方式的包括周向定向的喷射器的淋浴喷头的立体图。
图76是根据示例性实施方式的构造成产生微气泡的淋浴喷头的侧视截面图。
图77是根据示例性实施方式的用于漩涡浴缸的链式射流装置的示意图。
图78是根据示例性实施方式的构造成产生微气泡的射流装置的截面图。
图79至图82是根据各种示例性实施方式的从连接至射流振荡器的开口形成微气泡的图示。
图83至图84是根据各种示例性实施方式的水中的微气泡的图示。
图85是根据示例性实施方式的用于水龙头的射流振荡器的侧视截面图。
图86至图87是根据另一示例性实施方式的用于水龙头的射流振荡器的立体图。
图88是根据另一示例性实施方式的用于水龙头的射流振荡器的立体图。
图89是根据示例性实施方式的图88的射流振荡器的分解立体图。
图90是根据示例性实施方式的图88的射流振荡器的截面图。
图91是根据另一示例性实施方式的构造成产生微气泡的射流装置的截面图。
图92是根据示例性实施方式的图91的射流装置在正常操作期间的截面图。
图93是根据示例性实施方式的泵送装置的立体截面图。
图94是根据示例性实施方式的处于各种操作状态的压电元件的侧视截面图。
图95是根据示例性实施方式的单个压电元件的侧视截面图,其示出了压电元件的位移。
图96是根据示例性实施方式的压电元件的堆叠件的侧视截面图,其示出了堆叠件的位移。
图97是图93的泵送装置处于第一操作状态的立体截面图。
图98是图93的泵送装置处于第二操作状态的立体截面图。
图99是根据另一示例性实施方式的泵送装置的侧视截面图。
图100至图102是图99的泵送装置处于各种操作状态的侧视截面图。
图103A至图103D是根据示例性实施方式的示出了由泵送装置产生的不同流动结构的图像。
具体实施方式
总体上参照附图,卫生器具包括一个或更多个射流装置或结构,所述一个或更多个射流装置或结构构造成对通过卫生器具的一个或更多个喷射器(例如,流体出口、出口开口等)的水流进行控制。卫生器具可以为诸如马桶、水龙头、淋浴喷头、手动喷雾器、浴缸等的在建筑物中使用的卫生器具。射流装置包括互连的流动通道(例如,通路等),所述互连的流动通道包括可以被改变以选择性地对从射流装置射出的水的流动进行控制的几何结构。例如,通道可以构造成提供水的脉动或振荡流,以实现通过卫生器具的改善的水输送性能,这有利地提高了卫生器具的清洁能力。替代性地或组合地,射流装置可以构造成对通过一个或更多个喷射器的流动的定时进行控制。
本公开的一个实施方式涉及一种卫生器具。卫生器具包括射流振荡器和多个喷射器,该射流振荡器构造成在喷射器之间切换水流或者将水流脉动至喷射器。
在一些实施方式中,射流振荡器包括入口通道、出口通道和谐振室。在一些实施方式中,卫生器具包括致动器,该致动器构造成改变谐振室的容积。
在一些实施方式中,卫生器具包括多个射流振荡器。在一些实施方式中,多个射流振荡器中的第一射流振荡器与多个射流振荡器中的第二射流振荡器以串联流动布置的方式布置。
在一些实施方式中,卫生器具包括马桶,马桶包括马桶便池、边缘喷射器和集水槽喷射器,边缘喷射器设置在马桶便池的边缘区域中,集水槽喷射器设置在马桶便池的集水槽中。马桶还包括第一射流振荡器。第一射流振荡器的第一支路流体地联接至边缘喷射器。第一射流振荡器的第二支路流体地联接至集水槽喷射器。在一些实施方式中,第一射流振荡器的至少一个支路流体地联接至第二射流振荡器。
在一些实施方式中,卫生器具包括淋浴喷头,该淋浴喷头包括多个第一喷射器和多个第二喷射器。在一些实施方式中,多个第二喷射器周向地围绕多个第一喷射器。在一些实施方式中,喷射器包括多个淋浴喷头。
在一些实施方式中,卫生器具包括浴缸,该浴缸包括多个漩涡喷射器。每个漩涡喷射器均包括流体地联接至下级射流振荡器的上级射流振荡器。在一些实施方式中,上级射流振荡器的工作频率低于下级射流振荡器的工作频率。
在一些实施方式中,卫生器具包括浴缸。多个喷射器包括在浴缸的水位线下方的多孔材料。射流振荡器构造成提供通过射流振荡器的第一出口通道的脉动空气流。射流振荡器的第一出口通道流体地联接至多孔材料。
在一些实施方式中,卫生器具包括水龙头,该水龙头包括喷嘴插入件,该喷嘴插入件具有设置在其上的射流振荡器。
本公开的另一实施方式涉及一种卫生器具。该卫生器具包括流体控制回路和多个喷射器,该流体控制回路构造成对喷射器的操作和定时进行控制。流体控制回路包括射流装置,该射流装置包括限流器和射流振荡器中的至少一者。
在一些实施方式中,卫生器具包括马桶,马桶包括马桶便池。在一些实施方式中,喷射器包括位于马桶便池的集水槽中的集水槽喷射器、位于马桶的排污通道中的灌注喷射器、和位于马桶便池的边缘区域中的边缘喷射器中的至少两者。
本公开的另一实施方式涉及一种卫生器具。该卫生器具包括射流振荡器,该射流振荡器包括入口通道、流体地联接至入口通道的谐振室、流体地联接至入口通道的出口通道、以及流体地联接至输出通道的输出室。射流振荡器包括设置在出口室上的出口开口。出口开口的横截面面积小于出口室的横截面面积。
在一些实施方式中,卫生器具包括浴缸,该浴缸包括漩涡喷射器。射流装置至少部分地设置在漩涡喷射器的喷射器通道中。
本公开的另一实施方式涉及一种马桶,该马桶包括马桶便池和位于马桶便池的基部处的集水槽。马桶包括集水槽喷射器,该集水槽喷射器设置在集水槽中并且构造成向集水槽提供水。马桶还包括流体地联接至集水槽喷射器的射流装置。在一些实施方式中,射流装置是构造成产生特殊流的射流振荡器。
本公开的另一实施方式涉及一种卫生器具。卫生器具包括流体分流器。流体分流器包括输入通道、第一输出通道、第二输出通道和多个控制端口。输入通道通过使流脉动通过多个控制端口中的一个控制端口而流体地联接至第一输出通道和第二输出通道中的一者。
本公开的另一实施方式涉及一种卫生器具。该卫生器具包括射流振荡器,该射流振荡器包括输入通道、第一输出通道、第二输出通道和谐振室。卫生器具包括文丘里管,文丘里管流体地联接至第一输出通道和第二输出通道中的至少一者。
在一些实施方式中,卫生器具包括淋浴喷头,该淋浴喷头包括多个喷射器和多个文丘里管。淋浴喷头的每个喷射器均流体地联接至第一输出通道和第二输出通道中的一者并流体地联接至多个文丘里管中的对应的一个文丘里管。
根据示例性实施方式,卫生器具包括马桶,马桶包括射流振荡器。马桶可以是管线压力马桶或重力供给虹吸式马桶。马桶包括马桶便池,马桶便池包括沿着马桶便池的上周边的边缘区域和在马桶便池的基部处的集水槽。马桶包括设置在马桶的边缘区域中的边缘喷射器和设置在马桶的集水槽中的集水槽喷射器中的至少一者。射流振荡器流体地联接至边缘喷射器和集水槽喷射器中的每一者,并且射流振荡器构造成在冲洗循环期间对通过每个喷射器的水的释放进行协调。更具体地,射流振荡器构造成在边缘喷射器与集水槽喷射器之间快速地切换流动。除其他益处之外,与其中连续水流在边缘喷射器与集水槽喷射器之间均匀地分流的马桶相比,射流振荡器减少了流动损失。在一些实施方式中,马桶包括联接在一起(例如,以串联和/或并联流动布置的方式布置)的多个射流振荡器。
根据示例性实施方式,马桶包括射流分流阀,该射流分流阀对从射流分流阀的入口通道(例如,支路、通路等)至射流分流阀中的两个出口通道中的一个出口通道的水的流动进行控制。离开入口通道通向两个出口通道中的一个出口通道的流动方向可以通过使流脉动通过射流分流阀的两个控制端口中的一个控制端口来控制。
根据示例性实施方式,马桶包括流体控制回路,该流体控制回路构造成对边缘喷射器和集水槽喷射器中的每一者的操作顺序进行控制。流体控制回路包括多个互连的射流装置。流体控制回路可以包括射流振荡器,该射流振荡器构造成在两个或更多个通道和/或射流分流阀之间切换流体流动方向。替代性地或组合地,流体控制回路可以包括限流器,该限流器构造成延迟将水输送至流体控制回路的不同部分(例如,输送至流体控制回路内的一个或更多个开口和/或通道等)。流体控制回路可以包括弯曲壁和笔直壁的组合,并且流体控制回路利用柯恩达效应(例如,流体保持附着至弯曲表面或凸起表面的趋势)来促进流体控制回路的通道之间的流动切换。除其他益处之外,流体控制回路不包括移动部件,并且消除了对复杂的流动切换阀的需要,以便在冲洗循环期间控制马桶中的喷射器。
根据示例性实施方式,马桶包括排污通道,该排污通道将集水槽流体地联接至马桶的排水管。马桶还包括设置在排污通道的向上支路内的灌注喷射器。流体控制回路可以构造成对灌注喷射器和集水槽喷射器在冲洗循环期间的操作进行协调,这有利地减少了触发虹吸所需的水量并改善了马桶的废物移除性能。
射流振荡器也可以用于卫生器具内以产生特殊喷射器(例如,由脉冲喷射器等产生的流动结构)。例如,射流振荡器可以构造成产生环形喷射器或其他喷射器类型,其对于相同质量通量的水产生比连续流动式喷射器(例如,构造成射出连续水流的喷射器)更大的动量和材料移除性能。由于其有效性,特殊喷射器需要较少的流体来操作,这使由喷射器产生的可听噪声最小化。射流振荡器可以至少部分地设置在集水槽喷射器上游的入口导管内,或者与集水槽喷射器一体地形成,以便改善冲洗循环期间的废物移除性能(例如,从集水槽、排污通道等的表面移除附着的废物)。
根据示例性实施方式,本公开的射流装置被机械加工、模制或以其他方式形成为射流阀体(例如,模块化插入件)。射流阀体可以以可移除的方式联接至马桶或者悬挂在马桶的内腔内以改善马桶的美观。射流阀体可以使用软管流体地联接至一个或更多个喷射器。替代性地,射流装置可以由一块或更多块玻璃质粘土至少部分地模制(例如,铸造等)到马桶中。
本公开的射流装置还可以结合到各种其他卫生器具中,以改善清洁性能、降低水消耗并且/或者改善整体用户体验。根据示例性实施方式,卫生器具包括具有多个喷射器的淋浴喷头。淋浴喷头的每个喷射器均包括流体地联接至射流振荡器的文丘里管。由射流振荡器向每个喷射器提供脉动水流,这使得空气由文丘里管注入到流体流中。空气的“气泡”随着水脉冲通过文丘里管而被注入到流中,从而将流分解成从喷射器射出的离散包(例如,液滴等)。除其他益处之外,将这些离散的空气包注入到流动流中使水消耗最小化同时保持对通过喷射器的连续流动的感知。
根据示例性实施方式,用于淋浴喷头的射流振荡器包括谐振室,该谐振室的容积设定来自每个喷射器的流动脉冲的频率。淋浴喷头包括致动器,该致动器可以用于改变谐振室的容积并且由此根据用户喜好来改变流动脉冲的频率。例如,可以调节流动脉冲的频率以提高淋浴喷头的清洁能力或者以通过增加流动脉冲的频率来给予用户对连续流动的水流的感知。
根据示例性实施方式,卫生器具是浴缸(例如,漩涡浴缸等)。该浴缸包括多个漩涡喷射器。类似于马桶应用,浴缸的每个喷射器均可以流体地联接至射流振荡器或多个射流振荡器(例如,以串联和/或并联流动构型布置)。喷射器提供的水脉冲的频率可以使用致动器来动态地控制,如参照淋浴喷头应用所描述的那样。射流振荡器还可以构造成产生特殊流动喷射器(例如,环形喷射器等),如参照用于马桶应用的集水槽喷射器所描述的那样。除其他益处之外,相对于产生连续流动的水流的喷射器,诸如环形喷射器的特殊喷射器可以改进进入一定体积的水中的流动穿透。
根据示例性实施方式,浴缸包括射流振荡器,该射流振荡器构造成在浴缸内产生微气泡。浴缸包括位于浴缸的水位线(例如,填充线等)下方的多孔材料。射流振荡器的入口流体地联接至空气源(例如,浴缸周围的环境)。射流振荡器的出口通道(例如,支路、通路等)流体地联接至多孔材料。射流振荡器将空气脉冲喷射通过多孔材料以在浴盆填充物中产生小气泡。射流振荡器能够根据其几何结构和多孔材料的几何结构每秒产生各种尺寸的数十亿个气泡。除其他益处之外,在不使用浴缸的壁中的穿孔或孔的情况下产生气泡,这有利地减少了在两次使用之间清洁和保持浴缸所需的工作量。
根据示例性实施方式,卫生器具包括水龙头(例如,厨房或浴室水龙头),该水龙头包括设置在其上的射流振荡器。射流振荡器可以作为喷嘴插入件的一部分被包括在内(例如,射流振荡器的通道、通路等可以被机械加工或以其他方式形成到插入件的表面上),该喷嘴插入件可以被改装到现有的水龙头上以减少水消耗并提高水龙头的清洁能力。
在以上实施方式中的任一实施方式中,射流振荡器可以联接至卫生器具的一个或更多个表面,以改善卫生器具的流动分布和清洁。射流振荡器可以构造成连续地改变离开喷射器的水的流动方向,以将水更均匀地分布在卫生器具的表面上(例如,马桶便池的内表面、淋浴壁、浴缸的内壁、水槽盆等)。射流振荡器可以联接至脉动流型射流振荡器,以提高其对于固定流量的水的清洁能力。这些和其他有利的特征对于阅读本公开和附图的人将变得明显。
马桶
参照图1至图2,示出了根据示例性实施方式的管线压力马桶100。管线压力马桶100包括马桶本体102。如图1所示,马桶本体102是构造成从供水导管104接收水的无水箱马桶。供水导管104可以是家庭、商业物业或另一类型建筑物内的供水管线。供水导管104可以构造成以城市水压力或井泵压力供应水。供水导管104可以是从建筑物的壁延伸的管道、管或其他水输送机构。如图1至图2所示,马桶本体102包括马桶便池106。马桶便池106包括限定腔的表面108(例如,内表面、内部表面等),固体废物或液体废物可以沉积到该腔中。马桶便池106包括靠近马桶便池106的上边沿的边缘112。边缘112可以从马桶便池106的外边沿向内延伸。在一些实施方式中,马桶本体102由单块玻璃质材料比如粘土制成(例如,铸造或以其他方式形成)。马桶本体102可以包括一个或更多个开口(例如,狭槽、孔等),所述一个或更多个开口构造成接纳装饰件、管子和/或其他部件/硬件,以利于管线压力马桶100的操作。
如图1至图2所示,马桶100包括设置在马桶便池106的基部(例如,下端部等)处的集水槽114。马桶100还包括排污通道116(例如,虹吸管等),该排污通道116在马桶100的集水槽114与排水管117之间延伸并且将集水槽114流体地联接至排水管117。马桶100还包括构造成便于对马桶100进行冲洗操作的多个喷射器,所述多个喷射器包括靠近马桶便池106的边缘112设置的边缘喷射器118、靠近马桶便池106的集水槽114设置的集水槽喷射器120、以及设置在排污通道116的向上支路中的灌注喷射器122。边缘喷射器118构造成将水从边缘112沿着马桶便池116的表面108(例如,内表面、内部表面等)分配到马桶便池106中。边缘喷射器118清洁表面108,并且在冲洗结束时用水重新装满马桶便池106。集水槽喷射器120构造成将水从集水槽114的前向壁朝向排污通道116分配。在一些实施方式中,集水槽喷射器120可以用于通过将水推出穿过排污通道116的向上支路来触发(例如,启动等)虹吸。在其他实施方式中,集水槽喷射器120的操作由灌注喷射器122增强。与集水槽喷射器120类似,灌注喷射器122定向在排污通道116内并且构造成将水沿着排污通道116的向上支路推动(例如,推动穿过排污通道116朝向排水管117)。根据示例性实施方式,马桶100构造成对集水槽喷射器120和灌注喷射器122的操作进行协调,以改善水从马桶便池106通过排污通道116的向上支路的动量传递,从而改善废物移除(例如,从马桶便池106移除打滑痕迹和其他废物)并且使冲洗期间的水消耗最小化。
如图1至图2所示,管线压力马桶100包括流体控制回路200,该流体控制回路200构造成驱动两个或更多个喷射器比如边缘喷射器118、集水槽喷射器120和灌注喷射器122。流体控制回路200包括构造成对喷射器的启动和定时进行控制的射流装置。根据示例性实施方式,流体控制回路200在马桶100的上表面下方、在马桶便池106与马桶100的后壁之间(例如,马桶的构造成与建筑物中的壁接合的安装表面)联接至马桶100。在其他实施方式中,流体控制回路200的安置可以是不同的。如图1至图2所示,流体控制回路200设置在马桶便池106的水位线上方,以允许在两次冲洗之间将水从流体控制回路200中排出。如图1所示,流体控制回路200至少部分地设置在马桶100的入口通道内,并且在马桶100的该入口通道与马桶100的流动控制歧管124之间延伸。流动控制歧管124构造成选择性地将流动控制回路200的每个出口(例如,第一出口202、第二出口204和第三出口206)联接至喷射器中的对应的喷射器。在一些实施方式中,流动控制回路200与马桶本体102一体地形成(例如,由玻璃质粘土等形成)。在其他实施方式中,流动控制回路200被机械加工、模制或以其他方式形成为射流阀体,该射流阀体以可移除的方式(例如,以可拆卸的方式)联接至马桶本体102。
流动控制回路200可以由包括塑料、金属等在内的多种材料制成。射流阀体可以通过使用软管、管或其他流动导管流体地联接至入口通道和喷射器(例如,边缘喷射器118、集水槽喷射器120和灌注喷射器122)。除其他益处之外,使用可移除的射流阀体简化了在维护事件期间流体控制回路200的更换。射流阀体还可以用于改装现有马桶中使用的复杂且昂贵的电子阀组件。
射流装置包括射流振荡器和限流器中的至少一者,该射流振荡器构造成在两个不同的流动通道(例如,双稳态射流振荡器)之间或者在流动方向(例如,单稳态射流振荡器)上切换流动,该限流器构造成对通向流体控制回路200的一个或更多个通道或开口的流动输送的定时进行控制。如图1至图2所示,流体控制回路200包括入口208、第一出口202,第二出口204和第三出口206。在其他实施方式中,流体控制回路200可以包括附加或更少的入口/出口通道。根据示例性实施方式,流体控制回路200的第一出口202流体地联接至集水槽喷射器120,流体控制回路200的第二出口204流体地联接至边缘喷射器118,并且流体控制回路200的第三出口206流体地联接至灌注喷射器122。
流体控制回路200使用柯恩达效应(例如,流体保持附着至弯曲表面或凸起表面的趋势)来促进流体控制回路200的出口之间的流动切换。除其他益处之外,流体控制回路200中的通道的几何结构允许在没有移动部件且没有电源的情况下执行定时和切换功能。图3示出了根据示例性实施方式的通过流体控制回路200的横截面。如图3所示,流体控制回路200包括多个限流器,即,第一限流器210和第二限流器214,其中,第一限流器210设置在第一出口202与第二出口204分离的地方的上游,第二限流器214设置在第一中间通道212与第三出口206分离的地方的上游。在图3的实施方式中,第一限流器210将入口208流体地联接至第一中间通道212,而第二限流器214将入口208流体地联接至第二中间通道216。在其他实施方式中,限流器的数量和/或布置可以是不同的。位于每个限流器的排出端部的上游的中间通道的几何结构使水优先流动至三个出口中的仅一个出口。
根据示例性实施方式,限流器(例如,第一限流器210和第二限流器214)包括一系列限制流动的蛇形通道。通过限流器的压降大于通过中间通道(例如,第一中间通道212和第二中间通道216)中的任一中间通道的压降。压降的差引起流动的时间延迟,流动的时间延迟可以通过改变限流器的几何结构和长度来调谐或调节。
图4至图7示出了根据示例性实施方式的流体控制回路200在冲洗期间的操作。如图4所示,通过入口208引入的水通过限流器和第二中间通道216这两者沿三个不同的方向分离。根据示例性实施方式,水通过由用户触发(例如,响应于操纵冲洗杆或按钮)的阀或流体致动器从入口通道输送至入口208。阀或致动器在整个冲洗循环(例如,30s)中保持打开。在一些实施方式中,马桶100包括位于入口通道与流体控制回路200之间的节流器(例如,节流阀等),用以确保无论马桶100安装在何处都向流体控制回路200提供一致的水输送压力。
如图4所示,水继续沿着第二中间通道216的弯曲部分(例如,凸壁)通过第二中间通道216到达第三出口206,并且对应地到达灌注喷射器122。该操作继续直到虹吸被触发(例如,1秒-2秒)。如图5所示,第二限流器214定尺寸成一旦虹吸已经启动就将流排出到第二中间通道216中。如图6所示,离开第二限流器214的水将流与第二中间通道216的凸壁分开,这将流动从第三出口206重定向至第一中间通道212。
如图6所示,进入第一中间通道212的水沿着第一中间通道212的弯曲部分被引导至第一出口202,并且对应地被引导至集水槽喷射器120。水继续流动通过第一出口202和集水槽喷射器120,直到虹吸中断(例如,额外的5秒-6秒)为止,这时大部分水已经从马桶便池106中移除。如图6所示,第一限流器210定尺寸成使进入第一中间通道212中的流的排出与虹吸中断相协调。如图7所示,离开第一限流器210的水将流从第一出口202重定向至第二出口204并进入边缘喷射器118中。流体控制回路200继续将水输送至边缘喷射器118和马桶便池106,直到冲洗循环结束(例如30秒或者直到马桶便池106已经被重新装满以准备下一个冲洗循环)为止。
在图3的流体控制回路200内的射流装置的数量、类型和布置不应当被认为是限制性的。在不脱离本文所描述的发明构思的情况下,可以有替代方案。例如,图8A示出了包括射流振荡器的流体控制回路300,该射流振荡器构造成在整个冲洗循环中在三个出口中的两个出口之间连续地切换水流,所述三个出口示出为第一出口302、第二出口304和第三出口306。如图8所示,流体控制回路300的第一出口302联接至集水槽喷射器120,流体控制回路300的第二出口304联接至灌注喷射器122,并且流体控制回路300的第三出口联接至边缘喷射器118。射流振荡器包括一对谐振室,所述一对谐振室示出为第一谐振室310和第二谐振室312(例如,腔、反馈管等),第一谐振室310和第二谐振室312流体地联接至流体控制回路300的第一中间通道314。
如图8A所示,在流体控制回路300的入口308处接收的流体一旦被激活即进入第一中间通道314和限流器316。射流振荡器周期性地切换第一出口302与第二中间通道318之间的流动(例如,来回流动),第二中间通道318进一步联接至流体控制回路300的第二出口304和第三出口306。在启动之后的一段时间期间(例如,刚好在水已经通过入口308引入至流体控制回路300之后),水以交替脉冲的形式从集水槽喷射器120和灌注喷射器122中的每一者释放。在每个脉冲期间释放的水量根据流体控制回路300中流动通道的几何结构而变化。除其他益处之外,协调集水槽喷射器120与灌注喷射器122之间的水的释放改善了水通过排污通道116的动量传递,这改善了在冲洗循环期间从马桶便池106中移除废物。此外,通过每个喷射器(例如,集水槽喷射器120和灌注喷射器122)的脉动水流可以用于驱动特殊喷射器结构,这改善了从马桶的表面移除散状物料同时还使水消耗和噪音最小化。可以使用射流振荡器产生各种特殊喷射器(例如,流动结构等),如将参照图31至图42更详细地描述的那样。
仍然参照图8A,部分地基于射流振荡器的第一谐振室310和第二谐振室312的容积来确定射流振荡器的工作频率(例如,切换频率等)。在一些实施方式中,频率可以在约0.5Hz至100Hz之间的范围内变化。根据示例性实施方式,马桶100包括致动器(未示出),该致动器构构造成改变每个室的容积并由此控制工作频率。可以调节致动器以便使冲洗性能最大化(例如,提高废物移除性能、最小化水消耗、并且/或者减少由边缘喷射器118、集水槽喷射器120和灌注喷射器122产生的声噪声)。在一些实施方式中,致动器可以是联接至室的壁的杆,该杆可以手动地操纵以便改变壁的位置。在其他实施方式中,致动器可以是构造成流体地联接不同容积的第一室310和第二室312的开关或阀(例如,具有不同长度的封闭管等)。在其他实施方式中,致动器可以是一些其他室容积调节机构。
如图8A所示,限流器316构造成在经过给定的时间段之后将流从第二出口304(例如,灌注喷射器122)重定向至第三出口306(例如,边缘喷射器118)。例如,限流器316可以定尺寸成在虹吸中断时或正好在虹吸中断之前或之后将流动重定向至边缘喷射器118。集水槽喷射器120和边缘喷射器118继续运行,直到马桶便池106被重新装满为止。流体控制回路300内的射流装置的数量、类型和布置可以根据需要进行修改,以引起边缘喷射器118、集水槽喷射器120和灌注喷射器122的期望操作顺序(例如,以修改启动/停用时间等)。
图8B至图8I示出了可以用于将流转移至马桶内的一个或更多个喷射器的流体控制回路的各种附加示例。图8B示出了流体控制回路320,该流体控制回路320包括串联的两个单稳态射流振荡器,即,第一单稳态射流振荡器322和第二单稳态射流振荡器324,第二单稳态射流振荡器324构造成接收来自第一单稳态射流振荡器322的第一支路326的流。图8C示出了流体控制装置328,该流体控制装置328包括类似于图8B的单稳态射流振荡器的单稳态射流振荡器,该单稳态射流振荡器与双稳态射流振荡器330串联。图8D示出了包括流体电容器334的流体控制回路332。流体电容器334通过两个出口通路中的一个出口通路提供对流体的释放的定时控制,所述两个出口通路示出为上通路336和下通路338。在一些实施方式中,上通路336联接至马桶的集水槽喷射器,并且下通路338联接至马桶的边缘喷射器。在其他实施方式中,通路336、通路338的布置可以是不同的。通过流体控制回路332的入口340接收的流(通过柯恩达效应)被引导至流体电容器334和上流动通路336这两者。沿着流体电容器334的上表面的端口342将电容器与流体控制回路332的控制端口344流体地连接。一旦流体电容器334被流体填充,流体就被重新导向控制端口344以将流重定向通过下通路338(例如,朝向边缘喷射器)。在图8D的示例性实施方式中,流体电容器334是封闭的中空圆柱体。在各个示例性实施方式中,流体电容器334的尺寸和/或形状可以根据流体控制回路332的期望的流动特性(例如,切换时间)而不同。
图8E示出了与图8D的流体控制回路332类似的流体控制回路346。图8E的流体控制回路346包括两个串联的单稳态射流振荡器。提供了与上级射流振荡器348和位于上级射流振荡器348下游的下级射流振荡器350这两者平行的流动。最初,上级射流振荡器348将流动转向流体电容器352。一旦流体电容器352被填充,来自流体电容器352的流体被引导至上级射流振荡器348上的控制端口354。通过上级射流振荡器348的流动方向的改变导致通过下级射流振荡器350的流动方向的改变(例如,如图8E所示将流动从A重定向至B)。图8F示出了图8E的流体控制回路346的更紧凑的形式。流体控制回路346折叠成两层,以流体地联接(例如,连接)射流振荡器348和射流振荡器350中的每一者的入口。
图8G示出了包括多个流体电容器的流体控制回路356,所述多个流体电容器用于在两个出口之间来回切换流动方向(例如,如图8G所示从A到B再到A)。多个流体电容器包括具有第一内部容积的第一流体电容器358和具有第二内部容积的第二流体电容器360,其中,第二内部容积大于第一内部容积。在一些实施方式中,容积的差异可以通过对流体电容器358和流体电容器360中的每一者的高度(例如,如图8G所示的进入和离开页面)或任何其他合适的尺寸(例如,直径)进行改变来实现。在图8G的示例性实施方式中,当第一流体电容器358被填充时,流动被从出口“A”重定向至出口“B”。一旦第二流体电容器360被填充,流动被从出口“B”重定向回到出口“A”。图8H示出了图8G的流体控制回路356的紧凑形式,其中,射流振荡器中的每个射流振荡器的入口彼此流体地联接。图8H中示出的流体控制回路356的紧凑形式被折叠成三层(例如,三折成三层射流装置)。图8I示出了图8G的流体控制回路362的替代形式,其示出为流体控制回路362’,在该流体控制回路362’中,两个射流振荡器以并联流动布置的方式而非以串联的方式进行定位。
图8J至图8K示出了流体控制回路364、366,流体控制回路364、366各自包括处于基本上并联流动布置的多个射流(例如,风扇)振荡器。如图8J所示,射流振荡器布置成在相同方向上引导流动(例如,如图8J所示,同相地,两者都向下368引导流动或者两者都向上370引导流动等等)。射流振荡器可以是双稳态射流振荡器并且/或者可以构造成连续地(例如,周期性地等)来回(例如,从一侧至另一侧)来“扫掠”流动流/喷射流。换句话说,射流振荡器可以构造成在两个方向之间(例如,在第一方向与第二方向之间,沿着第一方向与第二方向之间的弧)对离开射流振荡器的流动流进行连续地重定向。
图9示出了用于包括单个双稳态射流振荡器402的管线压力马桶的流体控制回路400。管线压力马桶的构造可以与图1至图2的管线压力马桶100相同或基本类似。在其他实施方式中,管线压力马桶的构造可以是不同的。为简单起见,已使用类似的附图标记表示类似的部件。如图10所示,射流振荡器402包括入口通道404、两个出口通道406、408、和两个谐振室410、412。如图9所示,第一出口通道406联接至边缘喷射器118。第二出口通道408联接至集水槽喷射器120。射流振荡器402构造成通过周期性地切换两个出口通道406、408之间的水流而在边缘喷射器118和集水槽喷射器120中的每一者处产生脉冲流。除其他益处之外,射流振荡器402在整个冲洗循环中使用相比于简单地在两个喷射器118、120之间以50-50分流而言更少的水来对边缘喷射器118和集水槽喷射器120的操作进行协调。
本文所描述的射流装置中的任何射流装置的几何结构可以根据喷射器118、120的期望的流动特性而变化。例如,图11示出了双稳态射流振荡器414的替代性实施方式。如同图10的射流振荡器402,图11的射流振荡器414提供两个出口通道420、422之间的流动切换能力。如图11所示,射流振荡器414包括在两个出口通道420、422上游的位置处联接至射流振荡器的入口通道418的单个对称谐振室416。谐振室416包括管(例如,通道、流动通路等)。在其他实施方式中,谐振室416的几何结构可以是不同的。
在一些实施方式中,射流装置可以重新构造成将整个流引导至边缘喷射器118和集水槽喷射器120中的一者,而不是同时向两个喷射器118、120提供脉动流。图12A示出了根据示例性实施方式的已经被修改以用作射流分流阀424的双稳态射流振荡器402(例如,包括两个出口、射流放大器、射流开关等的单稳态射流振荡器)。如图12A所示,射流分流阀424包括两个控制端口,即,第一控制端口426和第二控制端口428,第一控制端口426流体地联接至第一谐振室410,第二控制端口428流体地联接至第二谐振室412。两个控制端口426、428还联接至位于射流分流阀424上游的入口通道。根据示例性实施方式,射流分流阀424包括控制开关430(例如,电子阀或致动器),控制开关430构造成将两个控制端口426、428中的一者流体地联接至入口通道。基于控制开关430的位置以及转向第一控制端口426和第二控制端口428中的每一者的由此产生的流动的量来确定穿过每个出口通道406、408的总流量的百分比。与射流分流阀424的主要流量(例如,进入射流分流阀424的水的流量)相比,用以对通过射流分流阀424的流的方向进行控制所需的水的量(例如,通过控制开关430所需的水的总量)较小。进入射流分流阀424)。在图12A的示例性实施方式中,用以对通过射流分流阀424的流的方向进行控制所需的水的量(例如,控制流量)约为主要流量的1/10。
在一些实施方式中,控制开关430是将所有流转移至第一控制端口426和第二控制端口428中的一者的按钮阀。在其他实施方式中,控制开关430是允许总流量的一部分同时转移至控制端口426和控制端口428中的每一者的转向阀(例如,球阀等)。射流分流阀424也可以用于代替使用常规分流阀的应用的其他应用中。例如,射流分流阀424可以使用在浴缸、包括单个淋浴喷头的淋浴器单元、或包括多个淋浴喷头的淋浴器单元中。射流分流阀424也可以用作水槽/厨房手动喷雾器的一部分(例如,以选择性地将流转移至喷雾头上的喷嘴的子集等)或浴室手动喷雾器。图12B示出了图12A的射流分流阀424的替代形式,在该替代形式中,使用单稳态射流振荡器403代替双稳态射流振荡器402。除其他益处之外,使用单稳态射流振荡器403来减少射流分流阀424所需的流动管线的数量。
图13示出了根据示例性实施方式的包括单个控制端口434的射流分流阀432。图14至图16示出了图13的射流分流阀432的操作。如图14至图16所示,基于穿过控制端口434进入射流分流阀432的水的流量来确定通过两个输出通道436、438中的任一者离开分流阀432的总流量的一部分。随着通过控制端口434的水的流量增加,较大部分的水通过下(例如,喷射器)输出通道436被射出。尽管图13中示出了单个射流分流阀432,将理解的是,可以通过使用本文所描述的操作原理,例如通过使用单个流量控制阀,来同时控制多个射流分流阀,以同时向不同的射流分流阀中的控制端口提供流。
图17A示出了示出为切换装置2500的射流切换装置的流动示意图,该切换装置2500构造成在预定时间段之后将流动从第一出口端口2502自动切换至第二出口端口2504。切换装置2500包括入口端口2506、流体电容器2508、侧通道2510、第一出口支路2512和第二出口支路2514、第一分离器部分2516、第二分离器部分2518和横向通道2520。第一分离器部分2516流体地连接至侧通道2510和第二分离器部分2518,并且构造成将水从入口端口2506输送至侧通道2510和第二分离器部分2518。侧通道2510将第一分离器部分2516与流体电容器2508流体地连接。流体电容器2508可以是定尺寸成保持预定体积的流体的任何流体贮存器。在图17A的示例性实施方式中,流体电容器2508是中空圆柱形管。
如图17A所示,第二分离器部分2518将第一分离器部分2516流体地连接至第一出口支路2512和第二出口支路2514,第一出口支路2512和第二出口支路2514各自连接至出口端口中的相应的出口端口。从第一分离器部分2516进入第二分离器部分2518的流体经由柯恩达效应被引导至第一出口支路2512。该第一操作阶段持续预定时间段,直到流体电容器2508已经充满流体为止并且/或者直到在流体电容器2508中已经产生足够的流体压力(例如,流体动力头等)为止。此时,进入侧通道2510的水被重定向通过横向通道2520,该横向通道2520将侧通道2510流体地连接至第二分离器部分2518。如图17A所示,侧通道2510在第一出口端口2502和第二出口端口2504上游的两个不同位置(例如,在与入口端口2506流体接收连通的第二分离器部分2518上游的第一位置2517,以及在第二分离器部分2518处靠近第二分离器部分2518的入口的第二位置2519)流体地连接至入口端口2506。如图17A所示,侧通道2510包括紧邻侧通道2510上游的会聚部分2522,以防止流体在流体电容器2508充满流体之前进入横向通道2520。横向通道2520还包括会聚部分2524,该会聚部分2524在第二分离器部分的入口(第二位置2519)处形成喷嘴,以帮助将流体流从第一出口支路2512重定向(例如,切换等)至第二出口支路2514。
根据示例性实施方式,在预定时间段之后完全切断通过第一出口支路2512的流体流。在其他实施方式中,在预定时间段之后,一部分流体可以继续流动通过第一出口支路2512。流体通过第二出口支路2514的流动继续直到向入口端口2506的水供应被切断和/或流体电容器2508被排空为止。
除其他益处之外,图17A的切换装置2500提供了多个出口之间的流动的定时切换,其不需要用户或阀的任何相互作用,从而消除了对移动部件的需要(即,切换装置仅包括固定部件)。切换装置2500在两个通道(例如,第一出口支路2512和第二出口支路2514)之间重定向单股加压流体流,而没有单独的流体流并且在出口端口处没有独立的压力控制。
图17A中通道的相对尺寸和几何结构仅出于说明性目的而示出。将理解的是,可以通过改变切换装置2500的设计来操纵通过该装置的流动特性。例如,可以通过对流体电容器2508的尺寸和/或形状进行改变来修改切换发生之前的预定时间段。另外,可以在第一出口端口2502或第二出口端口2504处维持的最大允许背压(例如,流动压力等)将根据通道的几何结构以及入口端口2506处的流体压力而变化。
图17B示出了射流切换装置的流动示意图,该射流切换装置示出为建立在图17B的射流切换装置2500上的切换装置2600。切换装置2600构造成执行两个单独的切换操作,即,用以将流从第一出口端口2602切换至第二出口端口2604的第一操作,以及用以将流从第二出口端口2604切换回到第一出口端口2602的第二操作。在图17B的实施方式中,切换装置2600包括在两个单独的层中的流体通道,所述两个单独的层堆叠或者以一个位于另一个上方的方式形成。切换装置2600的第一层2606与图17A的切换装置2500相同或类似。第一层2606流体地联接至示出为第一电容器2607和第二电容器2609的流体电容器,第一电容器2607和第二电容器2609用于控制切换操作的定时。
切换装置2600的第二层2608包括入口端口2610和两个出口端口(例如,第一出口端口2602和第二出口端口2604)。第二层2608还包括入口通道2612、分离器部分2614和返回通道2616。如图17B所示,入口通道2612将入口端口2610与分离器部分2614以及第一层2606的入口端口2618流体地联接。分离器部分2614将入口端口2610与第一出口端口2602和第二出口端口2604流体地连接。返回通道2616将分离器部分2614与第一层2606的出口通道2617流体地连接。
在操作中,通过入口端口2610接收的流体在第一层2606的入口端口2618与入口通道2612的会聚部分之间分流。第一层2606将流体重定向至返回通道2616和第一电容器2607这两者。流体从返回通道2616排出到分流器部分2614中,这使第二层2608中的流体通过第一出口端口2602离开。通过第一出口端口2602的流动持续第一预定时间段,直到在第一电容器2607中已经产生足够的背压(例如,直到第一电容器2607已经充满流体)为止,这启动(例如,触发等)第一切换操作。此时,第一层2606中的流体被重定向(例如,切换)至第二电容器2609并且远离第一电容器2607和返回通道2616。由于通过返回通道2616的流体流被切断,因此在第二层2608中进入分离器部分2614的流体被柯恩达效应重定向成远离第一出口端口2602并朝向第二出口端口2604。
通过第二出口端口2604的流动持续第二预定时间段,该第二预定时间段基于第二电容器2609的容积。一旦在第二电容器2609中建立了足够的背压,流体在第二切换操作中从第一层2606被重定向回到返回通道2616,返回通道2616再次将分离器部分2614内的流切换回朝向第一出口端口2602(通过第二出口端口2604的流将停止)。通过第一出口端口2602的流动继续直到向入口端口2610的流体供应被切断并且/或者第一电容器2607和第二电容器2609被排空流体为止。
图17B中示出的堆叠的(例如,分层的)流体通道布置不应当被认为是限制性的。图18至图19示出了示出为切换装置2700的射流切换装置,该切换装置2700将图17B中的多个层结合到单个级别(例如,层等)中。切换装置2700以与参照图17B所描述的类似的方式操作。切换装置2700包括:(i)阀体2702;(ii)示出为第一电容器2704和第二电容器2706的多个流体电容器;以及(iii)示为配件2708的多个流体连接器。如图19所示,阀体2702包括参照图17B所描述的各种流体通路/通道。阀体2702一体地形成为单个整体。在其他实施方式中,阀体2702可以由使用紧固件(及诸如O型环、垫圈等之类的密封构件)或粘合剂产品连接的多个部件形成。在其他实施方式中,阀体2702可以由通过焊接或另一合适的水密结合操作连接的多个部件制成。如图18至图19所示,流体电容器和配件2708机械地连接至阀体2702。第一电容器2704和第二电容器2706附接至阀体2702的上表面,并且流体地联接至切换装置2700的出口端口。根据示例性实施方式,流体电容器是中空圆柱形管。在其他实施方式中,流体电容器可以呈另一合适的形状。如图18所示,流体电容器可以与切换装置2700周围的环境完全隔离。在其他实施方式中,一个和/或两个流体电容器可以包括上部开口,该上部开口构造成当电容器填充流体时允许空气从电容器排出。第一电容器2704和第二电容器2706中的每一者的大小(例如,高度、直径等)可以被改变以修改第一预定时间段和第二预定时间段的持续时间。
图20至图23示出了可以在自动射流切换装置的设计中使用的各种替代性流动示意图。图20的切换装置2800包括三个单独的流体电容器,以实现第三切换操作而非两个切换操作。图21示出了在射流切换装置的第三层中结合有双稳态射流振荡器的切换装置2850。图17B的切换装置2600是用于图21的双稳态射流振荡器的控制回路,并且用于引导流体流动通过双稳态射流振荡器。以这种方式,与切换装置2600自身相比,切换装置2600可以用于将更大流量的流体引导通过图21的切换装置2850(例如,通过图21的切换装置2850的流体的最大流量大于通过控制回路的通道的流体的最大流量)。在其他实施方式中,控制回路可以由参照图20所描述的切换装置2800或者另一切换装置代替。图22示出了以与图17A的射流切换装置2500类似的方式操作但是以竖向取向布置的切换装置2900。如图22所示,流体电容器2902联接至切换装置2900的端部表面而非联接至平行于流动通道延伸的上表面。另外,切换装置2900的出口端口设置在阀体的不同表面上(例如,下表面2904和大致垂直于下表面2904的侧表面2906)。图23示出了切换装置3000,该切换装置3000构造成在三个单独的出口端口而非两个出口端口之间切换流动。切换装置3000的有效出口通道(例如,接通的出口通道)基于哪个流体电容器被填充来确定。如果两个流体电容器都被填充,则流体将穿过最中心的出口通道。
图24示出了切换装置3100,该切换装置3100包括串联链接在一起的多个单独的切换装置。类似于图23的切换装置3000,图24的切换装置3100构造成在三个单独的出口端口而非两个出口端口之间切换流动。在图23的实施方式中,每个单独的切换装置实现参照图17A所描述的流动通道设计。在其他实施方式中,流动通道的设计可以是不同的。除其他益处之外,由于电容器串联布置(并且由于有两个以上的出口可用于促进排水操作),因此切换装置3100的排水速度比其他单件式射流开关设计更快。在图24的示例性实施方式中,第二单独切换装置(位于第一单独切换装置的下游)中的流动通道的尺寸大于第一单独切换装置中的流动通道的尺寸,这有利地改善了通过切换装置3100的流动特性。在其他实施方式中,单独的切换装置之间的通道的尺寸可以是相同的,或者第二单独的切换装置可以具有尺寸小于第一单独的切换装置的通道。
除其他益处之外,图17A至图24的自动射流切换装置可以用于促进马桶中的冲洗操作,而不需要移动部件和/或电子电路。参照图25,根据示例性实施方式的旋流冲洗马桶组件被示出为马桶3200。马桶3200包括边缘喷射器子组件3202,该边缘喷射器子组件3202构造成交替地将流体(例如,水)经由第一喷嘴3204注入到(i)马桶便池3208的右表面3206上,并且经由第二喷嘴3210注入到(ii)马桶便池3208的与左表面3212相对(例如,与左表面3212间隔开120°)的左表面3212上。如图25所示,第一喷嘴3204和第二喷嘴3210中的每一者设置在马桶便池3208的边缘区域3207中,并且定位成在与右表面3206或左表面3212中的一者基本上相切的方向上引导流体。边缘喷射器子组件3202还包括可以与图17A的切换装置2500相同或类似的射流切换装置。在其他实施方式中,射流切换装置的设计可以是不同的。如图25所示,第一喷嘴3204流体地连接至切换装置2500的第一出口端口2502,并且第二喷嘴3210流体地连接至第二出口端口2504。切换装置2500的入口端口2506流体地连接至冲洗阀,该冲洗阀在管线压力(例如,在40psi至60psi之间,或者另一合适的流体压力)下连接至流体供应管线(例如,流体导管、流量管等)。切换装置2500可以设置在马桶本体内或另一合适位置中。
在冲洗循环期间,流体最初由切换装置2500引导通过第一出口端口2502并通过第一喷嘴3204流出。流体由第一喷嘴3204引导到右表面3206上并且沿周向方向(例如,顺时针方向等)围绕马桶便池3208的周边。在经过预定时间段之后(例如,在电容器已填充有流体之后等),切换装置2500将流体流朝向第二出口端口2504重定向。流体由第二喷嘴3210引导到左表面上并且沿周向方向(例如,逆时针方向等)围绕马桶便池3208的周边。由于喷嘴的相对位置,因此来自每个喷嘴的流仅需要沿着马桶便池3208的周边覆盖大约270°,以便用冲洗流体完全覆盖马桶便池3208。与仅包括单个喷嘴的旋冲马桶相比,这降低了完全覆盖马桶便池3208所需的流体速度。马桶便池3208中的流体的交替流动方向还可以在冲洗循环期间为用户提供令人愉悦的美感。除其他益处外,交替流动方向通过沿着大部分表面在两个方向上擦洗马桶便池3208的表面来改善清洁。在其他实施方式中,喷嘴的位置和/或喷嘴的数量可以是不同的。
图26示出了马桶组件3300,在该马桶组件3300中包括射流切换装置,以在冲洗事件(例如,操作等)之后增加马桶便池3302的填充率。在图26的实施方式中,该切换装置与图17A的切换装置2500相同或类似。在其他实施方式中,可以使用不同的射流切换装置。切换装置2500可以设置在马桶组件3300的冲洗水箱3304内或者设置在另一合适的位置处(例如,在冲洗水箱后面用户看不见的地方等)。切换装置2500的入口端口2506流体地连接至马桶组件3300的填充阀3306。第一出口端口2502流体地联接至冲洗水箱3304中的冲洗阀3308。
在冲洗事件期间,流体(例如,水)由切换装置2500从填充阀3306引导并直接引导到马桶便池3302(经由第一出口端口2502)中。流从切换装置2500继续进入马桶便池3302中,直到便池3302填充有流体(例如,持续预定时间段)为止。此时,切换装置2500将流重定向至冲洗水箱3304,以灌注水箱用于下一冲洗循环。除其他益处之外,图26的马桶组件3300减少了在冲洗事件之后重新填充马桶便池3302所需的时间量,使得另一人可以开始使用马桶。例如,切换装置2500可以在约10秒内填充马桶便池3302,而原本可能需要50秒。马桶组件3300还将由于连续地保持马桶便池3302内的流体的填充水平而保持更清洁。
参照图17A至图24所描述的射流切换装置也可以用于促进马桶的清洁操作。例如,图27示出了根据示例性实施方式的用于马桶组件的化学品分配系统3400。化学品分配系统3400构造成向马桶便池提供不同流体的交替流,所述不同流体包括第一流体和第二流体。在一些实施方式中,第一流体和第二流体中的每一者是构造成执行不同的清洁操作的清洁溶液。例如,第一流体可以是酸,第二流体可以是碱。第一流体可以被配制以将有机物从马桶便池的表面移除(例如,第一流体可以是漂白剂),并且第二流体可以被配制以将污垢从马桶便池的表面移除。这样,化学品分配系统3400可以形成用于马桶组件的生物膜修复系统的一部分。在其他实施方式中,第一流体的颜色可以不同于第二流体的颜色,以在冲洗循环期间为用户提供令人愉悦的美感。在其他实施方式中,第一流体和第二流体可以是相同的,但是可以被提供至马桶组件的不同区域(例如,马桶便池的边缘区域中,马桶便池的集水槽区域中,冲洗水箱中等)。
如图27所示,化学品分配系统3400包括射流切换装置(例如,图17A的切换装置2500等)和在切换装置下游的多个化学饱和器。第一化学饱和器3402流体地连接至切换装置的第一出口端口。第二化学饱和器3404流体地连接至切换装置的第二出口端口。以这种方式,流体首先从第一化学饱和器3402分配,并且然后在预定时间段之后从第二化学饱和器3404分配。在一些实施方式中,化学品分配系统3400包括单独的致动器,用以允许用户手动地发起与冲洗事件分离的清洁操作。替代性地或组合地,致动器可以连接至冲洗阀或者形成冲洗阀的一部分,使得流体从化学品分配系统3400的释放与冲洗事件相协调。
根据示例性实施方式,射流切换装置包括排水系统,用以减少使用之后对切换装置进行复位所需的时间。参照图28,根据示例性实施方式的射流切换装置被示出为切换装置3500。在图28的示例性实施方式中,切换装置3500具有与参照图17A所描述的切换装置2500类似的构造。在其他实施方式中,切换装置可以具有不同的设计(例如,图17B至图24的射流切换装置中的任一个射流切换装置等)。如图28至图29所示,切换装置3500的排水系统3501包括用于流体电容器中的每个流体电容器的单独的排水阀3506。流体通过设置在阀体3504的上壁中的排水开口3502而从流体电容器排出。
图29示出了用于排水系统3501的示例性排水阀3506。排水阀3506包括支承结构3508和柱塞3510,该柱塞3510联接至支承结构3508并且设置在支承结构3508内。柱塞3510被弹簧3512偏置到打开位置中。排水阀3506还包括多个密封构件,所述多个密封构件包括外部密封构件3514和柱塞密封构件3516,外部密封构件3514在支承结构3508与阀体3504(参见图28)之间且联接至支承结构3508,柱塞密封构件3516在柱塞3510与支承结构3508之间且联接至柱塞3510。
图30至图31示出了排水阀3506的操作。如图30至图31所示,排水阀3506设置在切换装置3500的排水通道3518内,在流体电容器与排水出口端口3520之间,紧邻排水开口3502下方。在一些实施方式中,如图30至图31所示,排水阀3506可以结合到切换装置的现有流动通道中(例如,结合到切换装置和入口端口的通向流体电容器的通路之间的通道中)。在其他实施方式中,如图28所示,排水阀3506可以结合到流体电容器的底部(例如,下端部)处的单独的流体开口中。如图30至图31所示,排水阀3506的位置是基于电容器的下端部(靠近柱塞3510)处的流体压力来确定的。当电容器被填充时,在流体电容器的下端部处的流体压力(和/或作用在柱塞3510的面上的流体速度)将柱塞3510朝向排水出口端口3520迫压。柱塞密封构件3516接合支承结构3508以基本上防止任何流体离开电容器。一旦将水压被从柱塞3510的面移除,柱塞3510缩回以打开排水开口3502与排水出口端口3520之间的流体路径,使得流体可以从电容器快速排出。
关于图28至图31所描述的排水系统3501的设计不应当被认为是限制性的。在不背离本文所公开的发明构思的情况下,各种改变是可能的。例如,在一些实施方式中,单个排水阀可以用于选择性地对通过多个排水通道的流体流进行控制。在其他实施方式中,排水阀可以至少部分地流体地连接至切换装置的入口端口,使得柱塞根据入口端口处的流体压力而不是阀体中的排水开口附近的流体压力来致动。例如,图32至图34示出了用于切换装置的排水系统3600,在该排水系统中,每个排水阀3602流体地连接至切换装置的入口端口3604。排水阀3602包括隔膜3608,该隔膜3608设置在流体电容器的下端部附近的流动歧管中。控制导管3610在流体电容器的下端部与入口端口3604之间延伸。如图33至图34所示,隔膜3608在电容器的下端部处将控制导管3610与排水通道3612和排水开口3614这两者流体隔离。
如图33至图34所示,隔膜3608构造成根据来自源的流体压力(例如,根据入口端口3604处的流体压力)选择性地将排水开口3614和排水通道3612流体地联接。当来自源的流体压力高时(例如,当切换装置被启动时),隔膜3608向上按压抵靠排水开口3614并抵靠通向排水通道3612的入口。这允许流体电容器填充流体。当来自源的流体压力低时(例如,在停用切换装置之后),隔膜3608被允许移动远离排水开口3614并移动远离通向排水通道3612的入口,从而将排水开口3614流体地联接至排水通道3612。在一些实施方式中,排水系统3600还包括弹簧,用以将隔膜3608偏置远离排水开口3614和排水通道3612以改善排水性能(例如,以减少排水时间等)。
在各种示例性实施方式中,排水阀的位置可以是不同的。例如,图35示出了射流切换装置3700,该射流切换装置3700包括正好在入口端口3702的下游(在第一分离器部分3704内)的排水阀3701。除其他益处之外,图35的排水阀3701相对于必须通过出口端口中的任一出口端口排水的切换装置而言减少了对切换装置3700排水所需的时间。
图36示出了射流切换装置的排水系统3800的再一示例性实施方式。排水系统3800包括具有通气开口3802的流体电容器3804,该通气开口3802允许空气流动到流体电容器3804中以减少排水时间。在图36的示例性实施方式中,每个通气开口3802均设置在流体电容器3804中的相应的流体电容器上,设置在流体电容器3804的上端部3806上。排水系统3800还可以包括浮子3808(例如,浮力元件、球形浮子等),该浮子3808根据流体电容器3804内的流体的填充水平而选择性地阻挡通气开口3802。浮子3808搁置在流体的顶部,并且浮子3808在流体水平超过预定阈值时被流体迫压抵靠通气开口3802。除其他益处之外,使用浮子3808减少了对通气开口3802的尺寸的限制以改善排水时间。
在其他实施方式中,通气开口3802可以是闭合的(例如,阻塞的、密封的等),以允许压力随着液位上升而积聚在流体电容器3804内。一旦开关被停用(例如,一旦通向入口端口的流动被切断),空气压力迫使流体离开电容器,从而更快地清空电容器,而无需其他移动组件。
在一些实施方式中,可以修改射流振荡器的几何结构以对通过两个或更多个喷射器的流动进行协调,同时还对通过喷射器中的每个喷射器离开射流装置的总流量的比例进行控制。图37示出了非对称双稳态射流振荡器440,该非对称双稳态射流振荡器440构造成优先将水的脉动流输送至两个喷射器中的一个喷射器。类似于图11的射流振荡器414,图37的射流振荡器440包括入口通道442和两个出口通道444、446,所述两个出口通道444、446构造成向卫生器具的多个喷射器输送水。如图37所示,入口通道442的与穿过入口通道442的流动方向平行的轴线(例如,中心轴线)被朝向射流振荡器440的上部出口通道446偏置。以这种方式,流被优先地引导(通过偶尔切换)朝向上部出口通道446。
图38A至图38B示出了双稳态射流振荡器448的再一实施方式。如图38A至图38B所示,射流振荡器448利用压电驱动致动器450(例如,压电振动器或其他可控振动机构)来对射流振荡器448的两个出口通道452、454中的一者之间的流动进行切换。可以修改压电驱动致动器450的频率,以对通过每个出口通道452、454输送的脉动流的频率进行调节。在一些实施方式中,压电驱动致动器450可以构造成在其自身的功率下(例如,在射流振荡器448的输入支路上没有供应压力的情况下)将水通过射流振荡器448泵送至卫生器具的一个或更多个喷射器中。
图39A至图39C示出了包括多个压电元件451的双稳态射流振荡器449。压电元件中的每个压电元件均定位在双稳态射流振荡器449的控制端口453中。流体控制回路可以另外包括控制器455,用以选择性地启动和停用压电元件451中的每个压电元件,以便对通过双稳态射流振荡器449的不同支路(例如,出口通路)的流动进行切换。
流体控制回路可以被修改成包括多个互连的射流装置。这些装置可以构造成彼此相互作用以设定一个或更多个喷射器处的脉动流的工作频率。图40示出了根据示例性实施方式的图9的流体控制回路400的修改形式。如图40所示,流体控制回路456包括联接至边缘喷射器118和集水槽喷射器120中的每一者的下级射流振荡器,该下级射流振荡器示出为边缘喷射器振荡器458和集水槽喷射器振荡器460。下级振荡器458、460各自以与上级射流振荡器402串联流动布置的方式进行布置(例如,下级振荡器458、460中的每一者流体地联接至上级射流振荡器402的输出通道中的对应的输出通道)。集水槽喷射器处的水脉冲的频率是上级振荡器402和集水槽喷射器振荡器458这两者的几何结构和频率的函数。集水槽喷射器处的水脉冲的频率是上级振荡器402和边缘喷射振荡器460这两者的几何结构和频率的函数。除其他益处之外,图40的流体控制回路456提供了一种机构,通过该机制可以对流体控制回路456的整体工作频率(例如,经由上级射流振荡器402)进行调节,同时在边缘喷射器118和集水槽喷射器120中的每一者处保持不同的工作频率。这种构型在废物堆积优先发生在马桶的某些位置的情况下是特别期望的。在这些情况下,用于清洁有问题区域的喷射器可以独立于其他喷射器进行调谐,以改善废物移除性能。
图41至图43示出了根据各种示例性实施方式的可以在喷射器面处实现的射流振荡器的不同布置。图41示出了射流振荡器470的链式布置,在每个出口处均具有附加的射流振荡器组。图42示出了使用单个射流振荡器462(例如,在图41的上出口处)形成的喷射器的并排布置。图43示出了使用以并联流动布置(例如,在图41的下出口处)的方式布置的多个射流振荡器464、466形成的喷射器的四边形(例如,矩形)布置。除其他益处之外,将多个射流振荡器链接在一起可以对通过每个喷射器的流动进行协调,同时还提供对每个喷射器的操作的独立控制的水平。
在一些实施方式中,卫生器具的喷射器可以在不同的方向上成角度,以将水更均匀地分布在卫生器具的表面上并且改善废物移除性能。图44至图45示出了与图1至图2的马桶100相同或类似的马桶。在图44至图45的实施方式中,马桶包括马桶本体107,马桶本体107限定了流体接纳贮存器,该流体接纳贮存器示出为马桶便池106。马桶还包括单个射流振荡器500,该单个射流振荡器500构造成将水分配在马桶便池106的内表面上。在图44中,射流振荡器500沿着内表面的后壁联接(例如,安装、接合、紧固等)至马桶本体107。射流振荡器500定位成将水朝向内表面的前向壁和集水槽114这两者引导。在其他实施方式中,射流振荡器500可以定位成将水引导至马桶便池106的其他表面。在图45中,射流振荡器500沿着内表面的侧壁设置并且构造成将水朝向前向壁和后壁这两者引导。在一些实施方式中,射流振荡器500包括构造成在多个成角度的喷射器之间切换流动的射流分流阀。根据示例性实施方式,如图46所示,射流振荡器500是紧凑的(例如,小尺寸、低轮廓等)风扇振荡器502,该紧凑的风扇振荡器502构造成将水流连续地重定向(例如,如图46所示向上和向下摆动)至马桶便池106内的不同位置。
在一些实施方式中,风扇振荡器502可以联接至马桶的边缘112。在其他实施方式中,风扇振荡器502可以联接至无边框马桶便池的内表面。在其他实施方式中,风扇振荡器502可以形成用于在冲洗循环期间对用户的身体进行清洁和/或点清洁麻烦区域的净身器棒的一部分。风扇振荡器502可以构造成在冲洗循环期间和/或在冲洗之间将射流表面清洁喷雾、使用前润湿喷雾、或冲洗喷雾分配到马桶便池106的内表面上,以保持马桶便池106的外观。
风扇振荡器502的几何结构可以根据期望的频率、流量和分布面积而变化。风扇振荡器内的流体通道的设计和/或布置在各种示例性实施方式中也可以是不同的。现在参照图47至图48,示出了在出口端口3902处产生流体的振荡流的射流振荡器3900(例如,风扇振荡器等)。射流振荡器3900包括入口端口3905和充气室3904(例如,腔、空间等),该充气室3904将入口端口3905和出口端口3902流体地连接。射流振荡器3900还包括凹入区域3906(例如,槽),该凹入区域3906沿着充气室3904的下壁设置并且在充气室3904的侧壁3908之间延伸,使得凹入区域3906填充充气室3904的整个宽度。根据示例性实施方式,射流振荡器3900由单件材料形成(例如,射流振荡器3900是单个整体本体、筒等)。在图47的示例性实施方式中,充气室3904的在侧壁3908之间的宽度3910大约是通向充气室3904的入口3914处的宽度3912的4倍,在凹入区域3906的上游端部3918与入口3914之间在流动方向上的距离3916(例如,在入口3914与出口端口3902之间)大约是充气室3904的总长度3920的一半,凹入区域3906在流动方向上的长度3922近似等于入口3914的宽度3912,将入口3914流体地联接至入口端口3905的通道3926的长度3924近似等于充气室3904的总长度3920,并且出口端口3902的宽度3926近似等于入口端口的宽度3912。在其他实施方式中,射流振荡器3900内的流动通道的几何结构可以是不同的。除其他益处之外,图46至图47示出的射流振荡器3900的几何结构可以由玻璃质瓷器制造,并且特别适合于结合到马桶或小便器中。
图49示出了根据示例性实施方式的马桶组件4000,该马桶组件4000包括振荡边缘喷射器系统4002。振荡边缘喷射器系统4002包括多个射流振荡器4004,所述多个射流振荡器4004构造成以扫掠(例如,摆动、扇动、从一侧至另一侧运动等)模式将流体分配到马桶4006(例如,马桶便池4008)的表面上。射流振荡器4004可以与参照图47至图48所描述的射流振荡器3900和/或参照图46所描述的射流振荡器502相同或类似。如图49所示,射流振荡器4004中的每个射流振荡器沿着马桶的上周边设置在马桶便池4008的边缘区域4010中。射流振荡器4004可以设置在从马桶便池4008的外周边向内延伸的边缘通道4009内。例如,边缘通道4009可以是包括水平部分4011和竖向部分4013的悬垂通道(例如,“U”形通道),该水平部分4011从马桶便池4008的外周边沿径向向内延伸(沿着马桶便池4008的上边缘),竖向部分4013从水平部分沿相对于水平部分4011的大致垂直取向向下延伸。在一些实施方式中,射流振荡器4004可以是至少部分地设置在边缘通道4009内和/或连接至边缘通道的筒。在其他实施方式中,射流振荡器4004可以至少部分地模制到边缘通道4009中。
如图49所示,振荡边缘喷射器系统4002包括六个射流振荡器4004,所述六个射流振荡器4004沿着马桶便池4008的周边以72°的增量等距地间隔开,以在集水槽上方的至少一个竖向位置中完全覆盖马桶便池4008的内部表面(例如,以在集水槽与边缘区域之间的至少一个竖向位置中沿着马桶便池4008的整个周边用流体覆盖马桶便池4008的内部表面)。在其他实施方式中,系统4002可以包括附加的或更少的射流振荡器。在各个示例性实施方式中,相邻射流振荡器之间的间距也可以是不同的。多个射流振荡器4004中的每个射流振荡器的出口端口4003定位成引导流体沿着与内表面大致平行或朝向内表面略微成角度的平面进行从一侧至另一侧的运动(例如,在大致周向方向4005上)(例如,使得在出口端口4003的第一侧处离开出口端口4003的流体流与内表面之间的距离与在出口端口4003的与第一侧相对的第二侧处离开出口端口4003的流体流之间的距离大致相同)。除其他益处之外,由射流振荡器4004产生的流动模式为马桶的用户提供了令人愉悦的美感。
在图49的示例性实施方式中,射流振荡器4004中的每个射流振荡器均定向成与穿过边缘区域的竖向基准线4014大致平行。在其他实施方式中,至少一个射流振荡器4004可以以相对于竖向基准线4014成角度4016进行布置。根据示例性实施方式,射流振荡器4004中的每个射流振荡器以相对于竖向基准线4014成角度4016——该角度4016在大约20°至30°之间的范围内——进行定位,使得通过出口端口4003离开的流在冲洗期间沿着马桶便池的表面沿顺时针方向循环。在其他实施方式中,射流振荡器4004的布置可以是不同的。
根据示例性实施方式,通过射流振荡器4004(例如,来自边缘喷射器喷嘴)的组合流量为大约4.5加仑/分钟或通过每个射流振荡器4004的流量为大约0.75加仑/分钟。在其他实施方式中,通过振荡边缘喷射器系统4002的组合流量可以是不同的。循环频率可以是大约0.5Hz、1Hz、5Hz、10Hz、20Hz、40Hz、60Hz、80Hz、100Hz、或在前述值中的任何两个值之间且包括前述值中的任何两个值的任何范围(例如,至少大约60Hz至大约80Hz等),以使射流振荡器4004在操作中的美学外观方面以及其在对马桶便池4008的表面进行清洁的有效性方面最大化。在其他实施方式中,在射流振荡器4004的出口端口处产生的流体振荡的频率可以是不同的。
图50A至图50B示出了根据示例性实施方式的用于马桶4102的冲洗系统4100,该冲洗系统4100包括振荡边缘喷射器系统4104。振荡边缘喷射器系统4104包括以环形布置(例如,圆形布置等)的多个射流振荡器4118。射流振荡器4118彼此流体地连接。在其他实施方式中,射流振荡器4118中的每个射流振荡器单独地流体地连接至振荡边缘喷射器系统4104的入口。如图50A至图50B所示,冲洗系统4100包括射流切换装置4106和集水槽喷射器4108。射流切换装置4106可以与图18的切换装置2700相同或类似。在其他实施方式中,射流切换装置4106可以是不同的。如图50B所示,用于射流切换装置4106的多个流体电容器可以定位在马桶便池4109的后面(例如,在安装有马桶便池4109的壁内等)。在其他实施方式中,射流切换装置4106的位置可以是不同的。集水槽喷射器4108是设置在马桶便池4109的在马桶便池4109的下端部处的集水槽区域中的流体喷嘴。在其他实施方式中,集水槽喷射器4108可以在集水槽区域下游的马桶的出口部分的向上支路中用流体喷嘴代替。
射流切换装置4106构造成在冲洗事件(例如,冲洗等)期间对振荡边缘喷射器系统4104和集水槽喷射器4108的操作进行协调。射流切换装置4106的入口端口4110流体地连接至管线压力马桶4102的冲洗阀。射流切换装置4106的第一出口端口4114流体地连接至振荡边缘喷射器系统4104,并且射流切换装置4106的第二出口端口4116流体地联接至集水槽喷射器4108。在冲洗事件期间,流体(例如,水)由射流切换装置4106通过第一流体导管4117引导至振荡边缘喷射器系统4104,第一流体导管4117将第一出口端口4114流体地连接至射流振荡器4118中的每个射流振荡器。流继续通过振荡边缘喷射器系统4104,直到在第一电容器4120中建立足够的背压为止。此时,流被射流切换装置重定向通过第二流体导管4122,第二流体导管4122将第二出口端口4116流体地连接至集水槽喷射器4108。通过集水槽喷射器4108的流动有助于在冲洗事件结束时移除集水槽区域中的任何大的碎屑残留物。一旦在第二流体电容器4124中建立了足够的背压,射流切换装置4106就将流返回至振荡边缘喷射器系统4104以重新装满马桶便池4109。应当理解的是,在各种示例性实施方式中,定时、部件位置以及部件之间的互连可以是不同的。
图51示出了根据示例性实施方式的小便器600,该小便器600包括构造成对小便器600的内表面进行清洁的射流振荡器602。射流振荡器602可以与图46的风扇振荡器502或图47至图48的射流振荡器3900相同或类似。在其他实施方式中,射流振荡器的几何结构可以是不同的。如图51所示,射流振荡器602联接至小便器600的上壁,并且构造成沿着上壁的上表面分配水。小便器600可以是在管线压力下直接连接至供水导管的无水箱小便器(例如,管线压力、没有蓄水器等)。在其他实施方式中,小便器600可以包括冲洗水箱(例如,蓄水器等),该冲洗水箱构造成在冲洗期间向小便器600提供预定量的水。根据图51的示例性实施方式,射流振荡器602构造成在冲洗循环期间以扫掠运动的方式向小便器600提供水。在其他实施方式中,射流振荡器602的运动可以帮助减少排尿时的飞溅。在其他实施方式中,射流振荡器602可以构造成向小便器600的表面提供化学物质(例如,化学清洁剂)。化学物质可以减少小便器600内的水垢、污渍、细菌或气味。
参照图52至图53,示出了小便器组件4200,该小便器组件4200包括沿着小便器4206的内表面4204设置在中间位置处的射流振荡器4202(例如,风扇振荡器502)。如图53所示,射流振荡器4202可以被容纳在圆柱形延伸件4208内(或一体地形成为圆柱形延伸件),该圆柱形延伸件4208从内表面4204向内突出。在其他实施方式中,延伸件4208的形状和位置可以是不同的。在一些实施方式中,如图54中所示,延伸件4300可以包括一个以上的射流振荡器4302(例如,并联布置的两个射流振荡器等)。除其他益处之外,使用多个射流振荡器4302(例如,如图54所示的双射流振荡器4302)与使用单个射流振荡器相比提供了横跨小便器600的内表面4204的更宽的流体覆盖范围并提供了有趣的视觉效果。
射流振荡器502、602可以例如使用在各种不同的卫生器具中,以便于在不使用期间对卫生器具的一个或更多个表面进行清洁。在图55的实施方式中,多个射流振荡器602联接至漩涡浴缸的内壁。射流振荡器602沿着浴缸的上壁架设置并且沿着漩涡浴缸的周边以规则的间隔间隔开。在图56的实施方式中,多个射流振荡器602沿着平铺的淋浴器壁以规则的间隔间隔开。射流振荡器602因其小尺寸和低轮廓而也可以在小的空间内使用。例如,一个或更多个射流振荡器602可以被安置到溢流口中或安置在自清洁水槽的边缘(例如,壁架等)下方,以改善通向水槽的不同区域的流的分布。
根据示例性实施方式,射流装置构造成从脉动水流中产生特殊射流。图57至图59示出了马桶(在图57中示出为马桶700,在图58中示出为马桶720,并且在图59中示出为马桶740)的横截面视图,每个马桶均包括构造成在马桶的集水槽喷射器120处产生脉动流的射流振荡器702。在图57和图59的实施方式中,集水槽喷射器120形成射流振荡器702的一部分。射流振荡器702靠近集水槽114的前向壁联接至马桶。在图58的实施方式中,射流振荡器702设置在集水槽喷射器120上游的入口导管704内。如图57至图59所示,射流振荡器702包括入口通道706、谐振室708和出口室710。射流振荡器702包括设置在出口室710的端部(例如,如图57所示的出口室710的最右端部)上的出口开口712。在图57和图59的实施方式中,出口开口712的横截面面积小于出口室710的横截面面积。根据图58的示例性实施方式,出口开口712的直径小于出口室710的在出口开口712处的内径。图57中示出的出口室710的几何结构响应于通过出口室710的脉动流而产生环形射流。
可以使用各种替代性装置几何结构来产生通过出口室710的脉动水流。图60示出了根据另一示例性实施方式的射流振荡器800,该射流振荡器800循环脉动频率是上谐振室802的直径的函数。图61示出了利用机械联动装置来控制脉动流的频率的射流振荡器900的示例。如图61所示,射流振荡器900包括活塞902、联接至活塞902的隔膜904、以及联接至隔膜904的弹簧906。通过射流振荡器900的入口进入的水围绕活塞流动,并且进入隔膜904所在的出口室。该流对出口室加压,压靠在隔膜904上,压缩弹簧906,并且使活塞902移动。一旦达到足够的室压力,活塞902就会阻止任何额外的流从入口进入出口室。当出口室减压时(例如,因离开出口室的流动),弹簧906使隔膜904移动,该隔膜904用于使活塞902返回其初始位置,使得该过程可以重复。
图62至图64示出了可以使用构造成产生脉动流的单个射流振荡器形成的特殊喷射流的示例(在图62中示出为喷射流1000,在图63中示出为喷射流1003,在图64中示出为喷射流1005)。在射流振荡器的每个出口处形成的喷射流彼此相互作用以形成不同的流动结构。如图62至图64所示,可以调节射流振荡器的出口的位置以产生新的类型的特殊喷射流。
图65至图67示出了根据各种示例性实施方式的构造成产生不同类型的特殊喷射流(例如,交替尺寸的环形喷射流等)的独立的射流振荡器(在图65中示出为射流振荡器1002,在图66中示出为射流振荡器1004,在图67中示出为射流振荡器1006)。如图65至图67中所示,射流振荡器与参照图10描述的射流振荡器402相同或相似。通过改变内出口室和外出口室(例如,同心出口室等)的尺寸来控制喷射流的尺寸和结构,其中,每个室联接至射流振荡器的不同出口通道。
由射流振荡器(例如,图62至图67中的任一图的射流振荡器等)产生的环形喷射流和/或其他流动结构的尺寸可以通过改变出口室(例如,图57至图59的出口室710)的尺寸来调节。除其他益处之外,对于相同的水的质量通量,特殊喷射流产生的动量(例如,推力)大于连续流动喷射流,大于连续流动的水流。由脉冲流产生的特殊喷射流还改善了散状物料的移除,从而提高了卫生产品的清洁能力。由于水消耗的减少,可以产生使卫生器具的总噪音水平降低的特殊喷射器(例如,集水槽喷射器、边缘喷射器等),这有利地改善了用户体验。此外,与连续流动式喷射流相比,特殊喷射流在消散之前会进一步渗入流体中。
现在参照图68,示出了根据示例性实施方式的包括射流装置1102的马桶1100,射流装置1102构造成对离开喷射器表面的流的方向进行控制。射流装置1102包括多个合成喷射器1104,所述多个合成喷射器1104围绕喷射器表面周向地布置,使得所述多个合成喷射器1104至少部分地围绕中央喷射器。合成喷射器1104包括小的喷嘴(例如,流开口等),该喷嘴在启用时对来自中央喷射器的水流进行重新引导。图69示出了恰好在启用合成喷射器之前的射流装置1102。图70示出了在启用竖向地设置在中央喷射器上方的合成喷射器之后的射流装置1102。如图70所示,合成喷射器将水流从中央喷射器朝向合成喷射器重新引导(例如,如图70所示竖向向上地重新)。
如图68所示,射流装置1102设置在马桶的集水槽114中、在集水槽114的水位线下方。射流装置1102构造成将流朝向马桶的水位线引导,以破坏表面张力并减少与碰撞的水喷射器相关联的飞溅。除其他益处之外,该构型还可以降低由用户在小便于水面上时产生的噪音。在一些实施方式中,射流装置1102用作净身器座棒的一部分以提供动态和/或定向的流控制。在其他实施方式中,射流装置1102用作射流振荡器,以在清洁操作期间将水引导至马桶便池106的不同部分。根据示例性实施方式,射流装置1102包括通过中央喷射器产生脉动流以进一步增强清洁性能并减少水消耗的射流振荡器。
尽管以上的流体控制回路和射流装置是在管线压力马桶(例如,图1至图2的马桶100)的背景下示出的,但是应当理解的是,这些装置和方法还可以应用于包括冲水水箱的重力给送式虹吸马桶或者混合马桶,在混合马桶中,多个喷射器中的第一喷射器从供水管线直接给送,并且多个喷射器中的第二喷射器由来自冲水水箱的水给送。这些装置和方法同样适用于住宅和商业的小便器。
淋浴喷头
根据示例性实施方式,卫生器具包括淋浴喷头。图71示出了根据示例性实施方式的包括多个喷射器1202的单个淋浴喷头1200。如图71所示,淋浴喷头1200包括射流装置,该射流装置包括流体地联接至多个喷射器1202的射流振荡器1204。射流振荡器1204可以与参照图57至图59描述的射流振荡器702(例如,构造成产生水的脉动流的射流振荡器)相同或相似。在其他实施方式中,射流振荡器1204可以是不同的。根据示例性实施方式,射流振荡器1204联接至淋浴喷头1200上游的供水管线(例如,嵌入淋浴喷头1200后面的壁中以改善淋浴器的美感)。在其他实施方式中,射流振荡器1204直接联接至淋浴喷头1200。在一些实施方式中,淋浴喷头1200构造成例如通过使水流流入或流出射流振荡器1204(例如,通过与射流振荡器1204平行布置的管子的直的部段等)来启用和停用射流振荡器1204。
如图71所示,射流振荡器1204构造成同时向多个喷射器1202中的每一个喷射器提供脉动水流。除其他益处之外,与提供连续水流的喷射器相比,射流振荡器1204减少了至淋浴喷头1200的所需流量。脉动流可以向用户提供振奋的感觉,或者在高频下模拟连续流以改善整体用户体验。与本文所述的其他射流装置一样,射流振荡器1204不包括移动部件,这提高了淋浴喷头1200的可靠性。
如图71所示,射流振荡器1204包括谐振室1206。通过多个喷射器1202的脉动流的频率随谐振室1206的容积而变化。在一些实施方式中,淋浴喷头1200包括构造成调节谐振室1206的容积的杆、拴扣或其他致动器。例如,淋浴喷头1200可以包括位于淋浴喷头1200的一侧的联接至谐振室1206的壁的杆、或者构造成将谐振室1206流体联接至不同长度的管的开关。用户可以调节杆的位置或按压开关以调节水脉冲的频率,以改善用户的舒适度或清洁性能。
现在参照图72,示出了根据示例性实施方式的构造成产生交替的向内和向外流的淋浴喷头1300。淋浴喷头1300包括构造成将流在射流振荡器1302的两个出口通道之间周期性地切换的射流振荡器1302。如图72所示,射流振荡器1302的第一出口通道1304流体地联接至淋浴喷头1300的多个第一喷射器1306。第二出口通道1308联接至多个第二喷射器1310。根据示例性实施方式,多个第二喷射器1310周向围绕多个第一喷射器1306。在其他实施方式中,喷射器1306、1310的布置结构可以不同。
射流装置的应用可以扩展至如图73至图74所示的包括多个淋浴器的淋浴器系统。如图73至图74所示,通过射流振荡器1302的每个出口通道的流可以被引导至不同的淋浴喷头。如图74所示,淋浴器系统1400包括与上级射流振荡器1404串联布置的多个射流振荡器1402。可以调节多个射流振荡器1402的布置结构以提供不同的喷雾效果和/或改善整体沐浴体验。在一些实施方式中,射流振荡器1404和/或其他射流装置可以形成为可互换的塑料射流阀体(例如,模块化插入件等),其为淋浴器系统提供模块化。例如,可以将塑料射流阀体换出或重新布置在流体控制回路内,以在水喷射器处产生不同的喷雾构型。
现在参照图75,示出了根据示例性实施方式的包括圆形多头振荡器的淋浴喷头1500的另一种实施方案。圆形多头振荡器包括布置成圆形链的多个射流振荡器1502。圆形多头振荡器在每个出口处设置各种流动模式,以提供独特的淋浴体验。如图75所示,射流振荡器1502彼此平行地布置在供水管线的下游。射流振荡器1502构造成在正常操作期间将通过喷射器的流的方向周向地切换。射流振荡器1502之间的相互作用产生旋转效果。由圆形多头振荡器产生的效果或模式可能因不同数量的射流振荡器1502而不同。
多个射流装置可以联接在一起,以为淋浴喷头的用户产生期望的流动模式。现在参照图76,示出了根据示例性实施方式的利用多个射流装置的淋浴喷头1600。淋浴喷头1600包括射流振荡器1602,该射流振荡器1602包括输入通道1604、第一出口通道1606、第二出口通道1608和谐振室1610。淋浴喷头1600还包括在射流振荡器1602下游的多个文丘里管1612。文丘里管1612在淋浴喷头1600内恰好布置在淋浴喷头1600的喷射器表面的上游。每个文丘里管1612的第一端部(例如,上游端部)流体地联接至射流振荡器1602的出口通道1606、1608中的一个出口通道。每个文丘里管1612的第二端部流体地联接至淋浴喷头1600的多个喷射器中的相应一个喷射器。
在操作中,射流振荡器1602使通过淋浴喷头的每个文丘里管1612的水脉动。文丘里管1612在每个脉冲期间将气泡(例如,空气包等)注入到流动流中。除其他益处之外,与连续流动流装置相比,文丘里管1612减少了从淋浴喷头1600喷出的水的总体积。在高频率下,淋浴喷头1600向用户提供连续流动的感觉,这可以使与来自淋浴喷头1600的较低流速的水相关联的用户不适感最小化。由于减小的流速,降低了由淋浴喷头1600产生的听觉噪音。在一些实施方式中,可以调节脉冲的频率以模拟平静的声音,进而改善淋浴器系统的整体用户体验。此外,文丘里管1612和射流振荡器1602的不同布置结构可以用于在淋浴喷头1600处产生不同的喷雾模式。
浴缸
现在参照图77,示出了根据示例性实施方式的浴缸1700。如图77所示,浴缸1700构造成漩涡浴缸,该漩涡浴缸包括沿着浴缸1700的侧壁的多个喷射器1702。在其他实施方式中,浴缸1700可以包括热水浴池或按摩浴缸。浴缸1700包括流体地联接至多个喷射器1702的多个射流振荡器1704。如图77所示,多个射流振荡器1704包括上级射流振荡器1706和两个下级射流振荡器1708。下级射流振荡器1708中的每个下级射流振荡器的入口通道1710联接至来自上级射流振荡器1706的多个出口通道1712中的相应一个出口通道。来自下级射流振荡器1708的出口通道1714各自联接至浴缸1700中的喷射器1702中的相应一个喷射器。
由喷射器1702中的每个喷射器1702所提供的水脉冲的数量可以随时间动态地控制,例如可以通过改变上级射流振荡器1706和下级射流振荡器1708的工作频率随时间动态地控制。可以根据用户喜好来调节射流振荡器1706、1708和喷射器1702的数量、类型和布置结构,以改善整体沐浴体验。例如,上级射流振荡器1706可以构造成以比下级射流振荡器1708更低的频率操作,从而导致成对的喷射器(在用户两侧的第一对喷射器1716和第二对喷射器1718)之间的流的周期性切换。
在一些实施方式中,浴缸1700包括构造成产生特殊喷射器(例如,环形喷射器等)的射流振荡器。射流振荡器可以与参照图57至图59描述的射流振荡器702相同或相似。相对于产生连续流动的水流的喷射器,特殊喷射器改善了流渗透到浴缸中,这有利地改善了用户体验。
现在参照图78,示出了根据示例性实施方式的浴缸1800。浴缸1800包括构造成在浴缸填充物中产生微泡的射流装置1802。如图78所示,浴缸1800包括沿着浴缸1800的下壁设置的多孔材料1804。多孔材料1804可以包括金属网、多孔陶瓷或石墨、或者任何其他合适的材料。多孔材料1804的孔径可以为约40微米,但是也可以根据所需的微泡尺寸而变化。在其他实施方式中,多孔材料1804在浴缸1800内的放置可以是不同的(例如,沿着浴缸1800的侧壁等)。射流装置1802包括射流振荡器1806,射流振荡器1806可以是例如压缩空气供以动力的双稳态射流振荡器。如图78所示,射流振荡器1806包括入口通道1808和出口通道1810。入口通道1806流体地联接至周围环境(例如,浴缸周围的气氛)。出口通道1810流体地联接至多孔材料1804。射流振荡器1806提供通向多孔材料1804的脉动空气流的源,从而引起小的气泡或空气包形成并与多孔材料1804的表面分离。除其他益处之外,与抽吸涡流喷射器相比,射流装置1802以较小的噪音工作。
图79至图82示出了从多孔材料1804的单个孔1812形成气泡的过程。如图82所示,由射流装置1802产生的气泡的直径与孔1812的直径大致相同。根据示例性实施方式,孔1812的尺寸大致等于50μm或更小。除其他益处之外,相对于大气泡,较小的气泡将保持在浴缸填充物中悬浮较长时间段。相对于大气泡,微气泡还提供增强的清洁能力。此外,微气泡向浴缸的使用者提供独特的感觉(例如,挠痒感等),这改善了整体用户体验。微气泡不生长或不结合,这有利地减小了当气泡接近浴缸1800中的水的上表面时气泡冷却和蒸发的趋势。根据示例性实施方式,射流装置1802构造成每秒钟产生各种尺寸的数十亿个气泡,所述尺寸取决于多孔材料1804中的孔径的分布、向射流装置的供应空气压力、以及射流装置的几何结构。图83至图84示出了根据各种示例性实施方式的可以在浴缸内通过产生微气泡实现的可能的流场(图83中的气泡尺寸1850和图83中的气泡尺寸1852)。
在图78的射流装置1802中使用的部件的数量、类型和布置结构不应该被认为是限制性的。例如,每个出口通道可以流体地联接至多孔材料1804的不同部分(例如,部段、部分等),或者联接至位于浴缸1800的不同部分中的分离的多孔材料片。与文中描述的其他实施方式一样,射流装置1802还可以包括杆、拴扣、开关或另一种形式的致动器,其构造成改变射流振荡器的工作频率,以向用户提供定制沐浴体验的能力。
水龙头
现在参照图85,示出了根据示例性实施方式的水龙头1900。水龙头1900可以是厨房或浴室的水龙头,或者是建筑物的另一房间中的永久性卫生器具。在一些实施方式中,水龙头1900联接至台面。水龙头1900包括进水口1902,该进水口1902构造成接收来自供水导管的水。供水导管可以是家庭、商业物业或另一类型建筑物内的供水管线。供水导管可以构造成以自来水压力或井泵压力向水龙头1900供应水。供水导管可以是管道、管或其他水输送机构。如图85所示,水龙头1900包括可伸缩龙头1904。
如图85所示,水龙头1900包括设置在可伸缩龙头1904的排放端部处的多个喷射器1906。水龙头1900还包括射流振荡器1908。根据示例性实施方式,射流振荡器1908是构造成向喷射器1906中的每个喷射器供应脉动水流的单稳态射流振荡器1908。射流振荡器1908的入口通道流体联接至供水导管。射流振荡器1908的出口通道流体联接至水龙头本体1901的入口。在一些实施方式中,水龙头1900还包括构造成调节射流振荡器1908的工作频率(例如,通过调节射流振荡器1908的谐振室的容积等)的杆、拴扣、开关或另一种形式的致动器。除其他益处之外,由射流振荡器1908产生的流脉动可以用作水锤,以改善从餐具的表面移除粘附的污垢和污染物。此外,可以调谐射流振荡器1908以将小气泡(例如,微气泡或纳米气泡)引入喷雾中,这可以有利地提高水龙头1900的清洁能力。
在一些实施方式中,将单稳态射流振荡器1908替换为与参照图46描述的风扇振荡器502类似的风扇振荡器。在其他实施方式中,射流振荡器包括双稳态射流振荡器。
图86至图87示出了根据示例性实施方式的包括多个双稳态射流振荡器2002的水龙头2000。每个双稳态射流振荡器2002包括大致矩形的板,在该板上形成有双稳态射流振荡器2002的通道。双稳态射流振荡器2002彼此平行布置,以减小通过水龙头2000的压降。在一些实施方式中,水龙头2000可以构造成响应于各种控制命令(例如,杆、开关或其他形式的执行器的手动操纵)来激活不同组的射流振荡器2002。
图88至图90示出了根据示例性实施方式的用于水龙头的喷嘴插入件2100。插入件2100构造成与水龙头的出口接合(例如,插入到水龙头的出口中、联接至水龙头的出口等)。在一些实施方式中,喷嘴插入件2100是构造成以可拆卸的方式联接至现有的水龙头本体的改装喷嘴。如图88至图90所示,插入件2100包括内部部分2102和外部部分2104。如图89所示,内部部分2102被容纳在由外部部分2104限定的室内,使得外部部分2104围绕内部部分2102。如图89所示,内部部分2102和外部部分2104两者成形为同心的圆柱体。在其他实施方式中,内部部分2102和外部部分2104的形状和布置结构可以不同。
根据示例性实施方式,内部部分2102和外部部分2104两者均包括多个通道2106,所述多个通道2106被机加工或以其他方式形成在内部部分2102和外部部分2104的配合表面(例如,内部部分2102的外表面和外部部分2104的内表面)上。内部部分2102和外部部分2104上的多个通道2106一起形成多个双稳态射流振荡器。
图90示出了通过喷嘴插入件2100的流的方向。在插入件的第一端部(例如,如图90所示的插入件的下端部)处接纳的流进入分配室中。流从分配室通过内部部分2102中的孔重新定向,并进入占据内部部分2102与外部部分2104之间的环形区域的通道中。如图90所示,流通过射流振荡器的通道基本上轴向地移动(例如,如图90所示的那样向上移动、平行于插入件2100的轴线移动等),这引起流在多个喷射器之间快速切换(例如,出口开口等)。
可以修改通道的几何结构以在插入件2100的出口处实现不同的喷雾模式和流。例如,插入件2100可以被修改成包括沿着脉动的射流装置的每个出口通道的多个文丘里管,以减少水消耗和/或增加水龙头的清洁能力。图91至图92示出了包括正好布置在喷射器上游的文丘里管2202的射流振荡器2200。
泵送装置
图93示出了根据示例性实施方式的泵送装置2300。泵送装置2300构型成产生水的脉动射流。泵送装置2300包括射流驱动器2302和联接至射流驱动器2302的矫流器(rectifier)2304。射流驱动器2302构型成使矫流器2304重新定位和/或振动。射流驱动器2302包括多个压电元件。如图6所示,压电元件2306中的每个压电元件包括压电致动器2308(例如,压电陶瓷盘),该压电致动器2308构型为将电信号转换为物理位移。除其他益处之外,与诸如螺线管之类的其他致动器相比,压电元件2306可以以非常高的频率致动。图95和图96对通过单个压电元件2306(图95)和彼此叠置的多个压电元件2306(图96)可以实现的总位移进行比较。如图96所示,多个压电元件2306的总位移2310大约等于每个单独的压电元件的位移2312(见图95)的总和。射流驱动器2302另外包括壳体2316,该壳体2316构造成在其中接纳压电元件2306。如图93所示,压电元件2306通过连接构件2314(例如,柱形杆、柱等)联接至矫流器2304。
图97至图98示出了工作中的泵送装置2300的侧视图。射流驱动器2302和矫流器2304两者在中空套筒2318内设置成与中空套筒2318同轴布置。如图97所示,流体围绕壳体2316流动,流过壳体2316与中空套筒2318之间的环形空间。矫流器2304的运动将流体朝向设置在中空套筒2318的端部中的开口2320(例如,喷嘴、通孔等)抽吸。矫流器2304的运动产生了从开口2320喷出的流体2322的脉动射流。如图97所示,当将矫流器2304朝向射流驱动器2302拉回时,允许流体自由地(例如,在很小的限制下、在低压降下通过矫流器2304)通过矫流器2304的本体2326中的内部通路2324。如图98所示,通路2324的几何结构在矫流器2304朝向开口2320移动远离射流驱动器2302时防止流体通过矫流器2304返回(例如,朝向射流驱动器2302返回)。矫流器2304的往复、来回运动将流体通过开口2320泵送出,从而产生流体的脉动射流。
参照图99,示出了根据示例性实施方式的穿过类似于泵送装置2300的泵送装置2400的横截面视图。泵送装置2400包括射流驱动器2402和矫流器2404。射流驱动器2402包括从射流驱动器2402的壳体2416以相对于壳体2416的外表面基本垂直的取向向外延伸(例如,相对于壳体2416的中心轴线径向向外延伸)的多个延伸件2425。在图99的实施方式中,延伸件2425是薄的矩形板。在其他实施方式中,延伸件2425可以是细的杆、柱或任何其他合适的结构。延伸件2425将壳体2416联接至射流驱动器2402的中空套筒2418的内表面2428,并且以与中空套筒2418同轴布置的方式支撑壳体2416。如图100所示,延伸件2425定尺寸和定形状成减小损失并允许水几乎无阻碍地通过壳体2416与中空套筒2418之间的环形空间2430。
如图99所示,矫流器2404包括形成到矫流器2404的本体2426中的多个内部通路2424。内部通路2424定形状成使在通过泵送装置2400的流动方向(例如,从射流驱动器朝向开口2420)上的流损失(例如,压降等)最小化。内部通路2424包括大致“U”形的侧向分支部2432,侧向分支部2432捕获并带走通过矫流器2404向后流动(例如,从中空套筒2418中的开口2420朝向射流驱动器2402流动)的流体。图101至图102示出了工作中的泵送装置2400。如图101所示,当射流驱动器2402使矫流器2404远离开口2420缩回时,允许流体以通过矫流器2404几乎没有压降的方式通过内部通路2424。如图102所示,当射流驱动器2402延伸以将矫流器2404朝向开口2420迫压时,由于侧向分支部2432产生的背压而防止水回流通过矫流器2404。因此,矫流器2404定尺寸和定形状为用作活塞,从而在朝向开口2420移动时迫使流体通过开口2420流出。在操作期间,流体(例如,水)连续地移动通过中空套筒2418以减少矫流器2404中的气穴现象。
图103A至图103D示出了可以由泵送装置2400产生的各种流动结构中的一些流动结构。泵送装置2400产生形状基本为锥形的脉冲喷射流。可以通过调节泵送装置2400(例如,射流驱动器2402)的频率来改变由泵送装置2400产生的流动结构。
本文公开了卫生器具的各种示例性实施方式,这些卫生器具提供优于连续流动式装置的若干优点。卫生器具包括一个或更多个射流装置,所述一个或更多个射流装置构造成对通过卫生器具的一个或更多个喷射器的水流进行控制。射流装置可以构造成提供脉动流、振荡流或其组合,以减少水消耗和噪音,同时使卫生器具的清洁能力最大化。射流装置可以相互连接以产生各种不同的喷雾模式和流动结构。在一些实施方式中,射流装置可以组合成流体逻辑控制回路以协调用于卫生器具的喷射器的定时和启用,从而消除了对复杂且昂贵的电子阀的需求。
如本文所使用的,术语“大约”、“约”、“基本上”和类似术语意在具有与本公开的主题所涉及的领域的普通技术人员的普通和认可用法相一致的广泛含义。审阅本公开的本领域技术人员应当理解的是,这些术语意在允许对所描述和要求保护的某些特征的描述,而不将这些特征的范围限于所提供的精确数值范围。因此,这些术语应当被解释为指示的是,所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的改型或替代方案被认为在所附权利要求中所述的本申请的范围内。
应当注意的是,本文中用来描述各种实施方式的术语“示例性”意在指示的是,这样的实施方式是可能的实施方式的可能的示例、表示和/或图示(并且该术语并不意在隐含这样的实施方式必然是非凡或最好的示例)。
如本文所使用的术语“联接”、“连接”等意指两个构件彼此直接或间接地接合。这样的接合可以是固定的(例如,永久的)或可移动的(例如,可移除的或可释放的)。这样的接合可以通过两个构件或者两个构件和任何另外的中间构件彼此一体地形成为单个整体、或者通过两个构件或者两个构件和任何另外的中间构件彼此附接来实现。
本文中对元件的位置的引用(例如,“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)仅用于描述附图中各个元件的取向。应当注意的是,根据其他示例性实施方式,各种元件的取向可以不同,并且这样的变型意在被本公开所涵盖。
重要的是要注意,各种示例性实施方式中所示的设备和控制系统的构造和布置结构仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了几个实施方式,但是审阅本公开的本领域技术人员将容易理解的是,在不实质上脱离本文所述主题的新颖教导和优点的情况下,许多改型(例如,各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置结构、材料的使用、颜色、取向等的变化)是可能的。例如,示出为一体形成的元件可以由多个部分或元件构成,元件的位置可以颠倒或以其他方式改变,并且离散元件的性质或者数量或位置可以变化或改变。根据替代性实施方式,任何过程或方法步骤的次序或顺序可以改变或重新排序。
在不脱离本申请的范围的情况下,还可对各种示例性实施方式的设计、操作条件和布置结构进行其他替换、修改、改变和省略。例如,一个实施方式中公开的任何元件可以与本文公开的任何其他实施方式结合或一起使用。

Claims (14)

1.一种马桶组件,包括:
马桶本体,所述马桶本体限定马桶便池,所述马桶便池构造成在所述马桶便池中接纳一定体积的流体;以及
射流振荡器,所述射流振荡器在所述马桶便池的边缘区域中联接至所述马桶本体,所述射流振荡器定位成将流体引导到所述马桶便池的内表面上,所述射流振荡器构造成将流体流在所述内表面的不同位置之间切换,其中,所述射流振荡器的出口端口定位成沿着所述马桶便池的周边在大致周向方向上扫掠离开所述射流振荡器的流体以便在冲洗循环期间移除所述马桶便池中的废物,
其中所述马桶组件还包括射流切换装置和集水槽喷射器,所述射流切换装置流体地连接至所述射流振荡器和所述集水槽喷射器,所述射流切换装置包括流体电容器,并且所述射流切换装置配置成在所述流体电容器已经充满流体时和在所述流体电容器排空时自动地切换所述射流振荡器与所述集水槽喷射器之间的流动。
2.根据权利要求1所述的马桶组件,其中,所述射流振荡器是沿着所述马桶便池的周边等距间隔开的多个射流振荡器中的一个射流振荡器。
3.根据权利要求1所述的马桶组件,其中,所述马桶本体还包括在所述马桶便池的上端部处从所述马桶便池的外周边沿径向向内延伸的边缘通道,并且其中,所述射流振荡器至少部分地设置在所述边缘通道内。
4.根据权利要求3所述的马桶组件,其中,所述边缘通道包括水平部分和竖向部分,所述水平部分从所述外周边沿径向向内延伸,所述竖向部分从所述水平部分沿相对于所述水平部分的大致垂直取向向下延伸,并且其中,所述竖向部分通过所述水平部分与所述内表面沿径向间隔开。
5.根据权利要求1所述的马桶组件,其中,所述射流振荡器是以环形布置结构彼此流体地连接的多个射流振荡器中的一个射流振荡器。
6.根据权利要求5所述的马桶组件,其中,所述射流振荡器定位成在所述马桶便池的集水槽与所述边缘区域之间的至少一个竖向位置中沿着所述马桶便池的整个周边用流体覆盖所述马桶便池的所述内表面。
7.根据权利要求1所述的马桶组件,其中,所述射流振荡器包括入口端口、出口端口、充气室和凹入区域,其中,所述充气室流体地连接所述入口端口和所述出口端口,并且其中,所述凹入区域设置在所述充气室内并且在所述充气室的相对侧壁之间延伸。
8.一种马桶组件,包括:
马桶本体,所述马桶本体限定马桶便池,所述马桶便池构造成在所述马桶便池中接纳一定体积的流体;以及
多个射流振荡器,所述多个射流振荡器定位成将流体引导到所述马桶便池的内部表面上,所述射流振荡器以沿着所述马桶便池的周边延伸的环形布置结构而彼此流体地连接,其中,所述多个射流振荡器中的每个射流振荡器均构造成将流体流在所述内部表面的不同位置之间切换,其中,所述射流振荡器中的至少一个射流振荡器的出口端口定位成沿着所述马桶便池的所述周边在大致周向方向上扫掠离开所述出口端口的流体以便在冲洗循环期间移除所述马桶便池中的废物,
其中所述马桶组件还包括射流切换装置和集水槽喷射器,所述射流切换装置流体地连接至所述射流振荡器和所述集水槽喷射器,所述射流切换装置包括流体电容器,并且所述射流切换装置配置成在所述流体电容器已经充满流体时和在所述流体电容器排空时自动地切换所述射流振荡器与所述集水槽喷射器之间的流动。
9.根据权利要求8所述的马桶组件,其中,所述射流振荡器沿着所述马桶便池的所述周边等距地间隔开。
10.根据权利要求8所述的马桶组件,其中,所述马桶本体还包括在所述马桶便池的上端部处从所述马桶便池的外周边沿径向向内延伸的边缘通道,并且其中,所述射流振荡器至少部分地设置在所述边缘通道内。
11.根据权利要求10所述的马桶组件,其中,所述边缘通道包括水平部分和竖向部分,所述水平部分从所述外周边沿径向向内延伸,所述竖向部分从所述水平部分沿相对于所述水平部分的大致垂直取向向下延伸,并且其中,所述竖向部分通过所述水平部分与所述内部表面沿径向间隔开。
12.一种冲洗系统,包括:
多个射流振荡器,所述多个射流振荡器以环形布置结构流体地连接在一起,所述多个射流振荡器构造成定位在马桶便池的边缘区域内并且构造成将流体流在所述马桶便池的内表面的不同位置之间切换,其中,所述射流振荡器中的至少一个射流振荡器的出口端口定位成沿着所述环形布置结构的周边在大致周向方向上扫掠流体以便在冲洗循环期间移除所述马桶便池中的废物,
其中所述冲洗系统还包括射流切换装置和集水槽喷射器,所述射流切换装置流体地连接至所述射流振荡器和所述集水槽喷射器,所述射流切换装置包括流体电容器,并且所述射流切换装置配置成在所述流体电容器已经充满流体时和在所述流体电容器排空时自动地切换所述射流振荡器与所述集水槽喷射器之间的流动。
13.根据权利要求12所述的冲洗系统,其中,所述射流振荡器沿着所述环形布置结构的长度等距地间隔开。
14.根据权利要求12所述的冲洗系统,其中,所述多个射流振荡器中的每个射流振荡器包括入口端口、出口端口、充气室和凹入区域,其中,所述充气室流体地连接所述入口端口和所述出口端口,并且其中,所述凹入区域设置在所述充气室内并且在所述充气室的相对侧壁之间延伸。
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