CN1304702C

CN1304702C - 一种新型坐便器

Info

Publication number: CN1304702C
Application number: CNB2005100089891A
Authority: CN
Inventors: 刘德辅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2025-02-28
Also published as: CN1644815A

Abstract

本发明属于日用卫生设备领域，涉及一种坐便器。包括水箱(1)，进水阀(2)、排水阀(3)，便盆(4)，环形管道(5)，清洗孔(6)，喷射口(9)，喷射口(9)设在封水区(10)的水面之下通过喷射管(8)与环形管道(5)相通；清洗孔(6)的排水截面面积之和小于喷射口(9)的截面面积，喷射口(9)的进水口的水平高度高于清洗孔(6)的水平高度，在环形管道(5)中、喷射口(9)的进水口处设有拦水坝(11)。本发明实现了冲大解用水量为3.5-4.5升，冲小解用水量1.5-2.5升，大大减少了用水量，本发明在民宅中可直接使用洗衣机排出的漂净水、洗碗、洗菜的漂净水来冲洗马桶，节省了自来水资源，减少了污水排放。

Description

一种新型坐便器

技术领域

本发明属于日用卫生设备领域，涉及一种坐便器。

背景技术

现在市场上的坐便器按照冲净方式的不同，可大致分为以下几种类型：冲落式，喷射冲落式，虹吸式，喷射虹吸式，旋转虹吸式，喷射旋转虹吸式等。坐便器的冲净包括(1)把便盆4表面清洗净，(2)把便盆4内污物和污水从便盆4通过斜排污管冲入竖直排污管道。此外，为了达到设计的封水高度，通常要通过溢水管进行补水。用这种方式补水，要么冲大解时补水过多，要么冲小解时补水不足；多数补水量过大，造成浪费。坐便器的一个共同点是，它的上沿有一个水平的环形流水通道，简称环形管道5。在这个环形管道5的底部有多个小排水孔，称为清洗孔6。

无喷射口9的坐便器，进入便盆4的水全部从环形管道5上的清洗孔6流出。流水的第一个功能是清洗便盆4表面，第二个功能是冲走污物与污水。排水方式可以是冲落式，虹吸式或漩涡虹吸式。有喷射口9的坐便器，就其设计特点而言，是在上面所描述的无喷射口9的便器上加一个喷射水路，称之为喷射管8。喷射管8的出口有的在封水层中，有的直接在环形管道5上。用喷射口9的水流来加大冲走污物和污水能力，或者是用来减少噪音(超静音旋涡虹吸式)。在传统的便器设计上没有明确区分清洗坐便器表面与冲走污物与污水这两项不同的功能；因而喷射口9的截面积和清洗孔6的总面积之间的关系没有明确规定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的冲污力强、冲洗干净、可保持排污管通畅且用水量少的坐便器，有效地节约用水，避免水资源的浪费，同时使生活废水的二次利用成为可能。

本发明的一种新型坐便器，包括有水箱1，设置在水箱1中的进水阀2、排水阀3，便盆4，设置在便盆4上沿的环形管道5，环形管道5上设有多个清洗孔6，其特征在于，还包括有从其流出的水用于冲净污物和污水的喷射口9，喷射口9设在封水区10的水面之下通过喷射管8与环形管道5相通，或者设在环形管道5壁上直接与环形管道5相通；清洗孔6的排水截面面积之和小于喷射口9的截面面积；喷射口9的进水口的水平高度高于清洗孔6的水平高度，使得当环形管道5中的水量小于或等于坐便器所设定的封水量时，环形管道5中的水不能从喷射口9流出，只能从清洗孔6中流出。

本发明的清洗孔6的排水截面面积之和小于喷射口9的截面面积的1/3。

本发明的喷射口9的出水平均速度V满足V²≥Hg，其中，H为喷射口9排出的水的平均落差，g为重力加速度。

本发明中，在环形管道5中、喷射口9的进水口处设有使环形管道5中的水量达到或接近坐便器所设定的封水量时，环形管道5中的水才能从喷射口9流出的拦水坝11。

本发明的设计思想是：首先确定实现坐便器三项要求即清洗便盆4表面、冲净污物与污水、保证一定封水量的最佳方式，而后进行综合设计，寻求一种最接近传统、改变最小的整体方案。并把水箱1、排水阀3、便盆4与便盆4的进水、排水通道作为一个整体分析、并制订相应技术参数与技术方案。

本发明设计的理论依据与要点。本发明所依据的基本理论是最基本的力学原理与一个基本假定。这个原理是，在没有摩擦损失时，从蓄水容器底部的小孔或小管排出的水，其流速v满足，v²＝2hg，其中g代表重力加速度，h代表排出的水的平均落差。我们所做的一个基本假定是：对于一种确定的坐便器，单位质量的排出水所具有冲刷能力与水的平均流速和平均流量之积大致成正比。对不同类型的便器做的试验表明，这个假设基本上与实际情况相符。

实现冲净坐便器三项要求的最佳方案。(1)冲净污物与污水。依上述假设，这部分水的流速尽可能大，同时流量要适当大。想象在排水阀3下面有一个专用喷射管8，出口在封水面下(这样可以减小噪音)或者在环形管道5上(这样制作简单，但噪音大，流速也比出口在封水中略小)。该管的功能是冲走污物与污水。令这部分水的平均落差为H，则H越大越好。因而，水箱1蓄水要高，管道口径要适当大。(2)清洗便盆4表面。多数便盆4表面比较光滑，使用坐便器时，没有大块附着物，仅沾有少量尿液。因而，清洗便盆4表面并不需要很厚的水层，高速薄水层足可以清洗干净，我们用便盆4的清洗孔6来清洗表面。(3)封水量。国家标准对封水量有一定要求(封水深≥5cm)。如果设想便盆4上有一个专用补水槽，用来提供封水所需的水，冲净后流入便盆4，便可准确提供所需的封水量。

设计目标：冲大解用水量，包括封水3.5-4.5升，冲小解用水量，包括封水1.5-2.5升。

整体设计方案。设计前提：要有一种排水配件，它的排水流量足够大，满足设计要求，排水量可按需控制。1、水箱1足够高大；2、便盆4上有一个喷射口9，这个喷射口9和普通便器的喷射口9的差别在于它的排水流量要达到设计的所要求的技术参数。3、清洗孔6总面积不大于喷射口9截面面积的1/3，且环形管道5的截面面积大于或稍小于喷射管8的截面面积。4、喷射管8的入水口具有如下的特点：它的水平高度要高于清洗孔6的水平高度，使得，只有当环形管道5内的(可排出)水量达到或接近便器所设定封水量时，水才能从喷射口9流出。5、坐便器底部排水通道为小阻力的大口径管道，它应满的技术要求是：排水阀3打开后，水流在便盆4内不出现不明显的积存(即便盆4内的水位没有显著升高)，而是携带污物、污水冲出便盆4。这称之为强冲刷技术特征。

实现这种新型坐便器的前提是排水阀3排水的流量足够大，使得理论分析与实际情况基本相符。它的排水过程为短时间、大流量、区分大小解、排水量可控。为了便于分析，参看图1。分析冲大解的情况。令h是冲大解时从清洗孔6流出的水的平均落差，H是从喷射口9流出的水的平均落差。注意，这种排水阀3每次仅排出水箱1中的很小一部分水，例如，仅4升水。只要h足够大，清洗孔6排出的水便有足够大的流速v(v²≈2hg)，少量的水可以清净便盆4表面。由于排水阀3流量大，且清洗孔6的总排水截面面积不大，清洗孔6不会造成明显的压力损失。从而，从喷射口9排出的水的平均流速和平均流量可根据落差H估计。只要H足够大，少量水足以把污物污水冲出去。当看到便盆4内有一股从喷射口9喷出的水流时，污物与污水已被冲出。并且，注意到当环形管道5中的水位高度略小于拦水坝11的高度时，从清洗孔6流出的水速度很低，此时喷射管8的水已基本流完(只有少量从喷射管8流出的水存在便盆4内)，这些水都存留在便盆4内。这样环形管道5事实上具有补水槽功能。故这样一种整体设计实现了冲净便盆4的三项功能。

本发明的核心是提供一种节水的坐便器设计思想和方案。这种设计思想与技术方案主要不是改动或增加某些部件来体现，本质上它是以一种大流量排水配件为基础，通过选择合理的水路参数来实现，仅增加了拦水坝。其中可以用来作为界定这种设计思想与方案特征参数有：A、坐便器设有喷射口9，且喷射口9出水流速V满足，V²≥Hg，其中g代表重力加速。这个关系式表明清洗水孔所造成的压力损失不超过50％。这要求排水阀3流量大、同时所有清洗孔6的排水总量相对较小。B、令s表示所有清洗孔6的流水截面面积的总和，S代表喷射口9的截面积，则要求，vs≤1/3VS。这个关系式表明清洗孔6排出的水的总量小于喷射口9排出的水量的1/3，是专用来清洗便盆4表面的。C、令F代表便器所设定的封水量，只有在环形管道5内的(可排出)水量≥F时，水才可能流入喷射管8。这表明环形管道5具有补水槽功能。

本发明实现了冲大解用水量、包括封水量为3.5-4.5升，冲小解用水量、包括封水量为1.5-2.5升，达到了节约用水的目的。由于用水量的大大减少，这种坐便器在民宅中可直接使用洗衣机排出的漂净水、洗碗、洗菜的漂净水来冲洗马桶，节省了自来水资源，减少了污水排放。

附图说明

图1为本发明的结构示意主视图，图中：1水箱，2进水阀，3排水阀，4便盆，5环形管道，6清洗孔，7喷射管入口，8喷射管，9喷射口，10封水区，11拦水坝；h-清洗孔6排出的水的平均落差，H-喷射口9排出的水的平均落差。

图2为本发明的结构示意俯视图。

具体实施方式

第一种方案，参见图1-2按通用方式安装调试。除常规配置外，采用“抽水马桶用的排水装置”(ZL98248303.1)、“一种马桶用的排水装置”(申请号200420064252.2)及与之配套的“二行程排水操纵装置”(ZL 03265745.5)三项专利开发的一种提拉闸式排水配件。这种排水配件的特点是满水箱蓄水、高流速、大流量、短时间分档排水。水箱1的尺寸为350×19×400mm，蓄水高330mm，水箱1排水孔直径为65mm。坐便器高385mm，环形管道5总长120cm，截面为6×6cm²，流水截面为4×4.5cm²。喷射管入口7位于环形管道5前端，截面积15cm²，入口两边有高度为2cm的拦水坝11；喷射口9的排水截面积12cm²，距地面185mm。封水量0.8升；坐便器的排水孔径≥Φ50mm。设计目标冲大解用水4升。水箱1的水位由330mm降至270mm。清洗孔6排出的水的平均落差为30cm，平均流速约为2.4米/秒。在这种情况下，排水阀3可达到的排水量每秒在24.5×3.14×(3.25)²＞8升。清洗孔6的截面积总和为2cm²，则每秒排出的水≤0.6升。喷射口9出水的平均落差为500mm，速度接近3.1米/秒。每秒钟从喷射口9排出约3.7升水。根据我们的实际观测与经验，这样的排水状态，2～2.5升水完全可以彻底冲净污物与污水并可保持排污管长期通畅，若为2.5升，那么排水时间为2.5/3.7＝0.7秒，即排水阀3打开0.7秒便可排出冲净污物与污水所需的水量。冲大解总用水量约为：2.5+2.5×(1/6)+0.8＝3.7升。每次冲洗过程中，不论冲大解或冲小解，当环形管道5内的水量小于0.8升时，这些水不能进入喷射口9；由于水层很浅，这些水只能很慢的经环形管道5的上清洗孔6流入便盆4，贮存起来作为封水。

第二种方案。与第一种方案不同的是，喷射口9在环形管道5上。喷射口9的排水截面积为15cm²，这样坐便器制作容易，但排水时冲击声较大，可作为低档坐便器的一种方案。水流直接射入便盆4内即可。用同样的方法，坐便器冲大解用水量约4升，冲小解1.5-2.5升水可以冲净。

本发明实现了冲大解用水量为3.5-4.5升，冲小解用水量为1.5-2.5升。

Claims

1.一种新型坐便器，包括有水箱(1)，设置在水箱(1)中的进水阀(2)、排水阀(3)，便盆(4)，设置在便盆(4)上沿的环形管道(5)，环形管道(5)上设有多个清洗孔(6)，其特征在于，还包括有从其流出的水用于冲净污物和污水的喷射口(9)，喷射口(9)设在封水区(10)的水面之下通过喷射管(8)与环形管道(5)相通，或者设在环形管道(5)壁上直接与环形管道(5)相通；清洗孔(6)的排水截面面积之和小于喷射口(9)的截面面积；喷射口(9)的进水口的水平高度高于清洗孔(6)的水平高度，在环形管道(5)中、喷射口(9)的进水口处设有拦水坝(11)，使得当环形管道(5)中的水量小于坐便器所设定的封水量时，环形管道(5)中的水不能从喷射口(9)流出，只能从清洗孔(6)中流出；当环形管道(5)中的水量大于坐便器所设定的封水量时，环形管道(5)中的水才能从喷射口(9)流出。

2.根据权利要求1所述的一种新型坐便器，其特征在于，所述的清洗孔(6)的排水截面面积之和小于喷射口(9)的截面面积的1/3。

3.根据权利要求1所述的一种新型坐便器，其特征在于，所述喷射口(9)的出水平均速度V满足V²≥Hg，其中，H为喷射口(9)排出的水的平均落差，g为重力加速度。