TWI395859B - 具有均勻水斑的省水馬桶 - Google Patents
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Description
本發明是有關一種馬桶,具有一源頭(42),在沖洗開始階段施加真空至一排污通道(14)以立即沖洗便器(12)。
習知的馬桶是藉使用一可配送一些水至便器的再注滿閥而在每一次的沖洗後在便器內形成一水斑。在省水馬桶的情形中,其設計需特別注意以確保有足夠大小的水斑。
在省水馬桶的沖洗中,當只沖洗尿液時,可使用1.5公升而非3公升的水以節省水。然而,當沖排較少的水時,水可能不足以形成一水斑。因此,需要一種可提供約1.5公升水的優異沖洗,且提供足夠大的便器水斑的馬桶。
依據本發明一實施例,其提供一種省水馬桶,包括一水源,能可靠的在便器內提供一水斑。一完全沖洗(例如3公升)或低水量沖洗(例如1½公升)可供選擇。在任一情形中,在沖水閥作動後即沖洗便器。沖洗完成後,置於水道及便器頂部溝內的水持續的流動向便器,以產生一均勻的水斑尺寸。
一隔離器設於馬桶水箱內,環繞沖水閥,而其內約有
3公升的水。一分配器設於隔離器內,且在隔離器的每一側只有約一公升的水。
本發明的特徵記載於申請專利範圍中。在參考下列說明及圖式後,本發明將可被進一步的了解。
圖1顯示本發明的馬桶10,其包括一陶瓷部分,包含一含有一水斑(water spot)98的便器12。一排污通道(trapway)14由便器導入排水管16。水供應源20包括一水箱22。一在水箱內的沖水閥24將儲存在一設於水箱內的隔離器(isolator)40內的水快速的排放。在沖洗過程當中,排放水流動通過水道(water tunnel)26、通過一位於便器頂部的溝28、及通過在溝內的開口而進入便器。排污通道包括上方及下方存水彎(trap)30、32及一在其等之間延伸的排污通道通路(trapway passage)34。水供應源20包括隔離器40及一空氣-水源頭42,兩者均設於水箱22內,且是單一結構的一部份。在每一次的沖洗後,再注滿閥50允許水緩慢的進入水箱內,直到水箱內的水位抵達水箱注滿水位52為止。沖水閥24設於位於水箱內的隔離器40的底部,因此沖水閥係鄰近流通沖水閥的第三和第四水量(58及61,圖2)。易言之,在每一次的沖洗中通過沖水閥配送的大部分的水是存在於隔離器內的水。
圖2顯示沖水閥24包括一機構54,可作動以將一沖
水閥構件55自一沖水閥座57提起,如箭頭56所示者。當沖水閥構件被提起時,其浮在閥座上,直到隔離器內的水位降至一低水位為止,而後沖水閥構件即關閉。在每一次的沖洗中釋放的大部分水是第三水量58,存於環繞沖水閥24的隔離器內。在完全沖洗(使用3公升水)中,在隔離器40內的第四水量61也流動通過一區域74至沖水閥。隔離器40較佳者為延伸超越注滿時的水箱高度52。極少量的沖洗水是來自周遭水箱區域的第一水量62,其經水箱-隔離器孔64緩慢的進入隔離器內。
每一次的沖洗所使用的額外的水係來自空氣-水源42的容器100的通路72,該空氣-水源42在其上方部分產生空氣壓力及真空。通路72較佳者為環繞沖水閥延伸超過180°,其中通路72實際上是完全環繞隔離器40延伸。容器100內的水位86’在沖洗的開始時下降到接近水位84或稍高於水位84。容器100內的水位的下降導致真空的形成。真空經一導管90傳遞至排污通道14(圖1),以對便器施加真空。該真空形成虹吸,極快速的(通常在2秒內)沖洗便器,即是其快速的將內容物自便器抽離。在沖洗末端,當虹吸中斷時,在水道26(圖1)及便器溝28內的水持續的流向便器內側,且形成一水斑98。每一次的沖洗後,再注滿閥50將水箱再注滿,在隔離器及容器內的水位恢復至其等的原始水位。
申請人提供使用者另一選擇,除了約3公升的完全沖洗之外,另產生約1½公升的低水量沖洗。一分配器140
(圖2)將位於隔離器40內但在分配器外的第四容積61與第三容積58(主沖洗容積)隔絕。隔離器外壁59繞著容積61延伸360°。在沖洗過程當中,若一按鈕144被作動以打開一選擇閥142,使得空氣可經一入口146流入(因此第四容積61被排出),則第四容積61內的水將與容積58內的水一起被配送。此外,來自空氣-水源42的一些水將被使用以沖洗。申請人發現以約1½公升的低水量沖洗即可在一至一又二分之一秒間完成沖洗(且水在其後立即流入槽池內以恢復水斑98)。
除了以打開選擇閥142在每次沖洗中來允許或不允許空氣自第四容積61流出之外,也可能使用一在沖洗後即關閉的閥142。此可防止在沖洗前第四容積61被水所填充,所以所有沖洗均為低水量沖洗,除非在下次沖洗前將閥142打開約30秒。
習知技術的省水馬桶單獨依賴再注滿閥50來提供恢復在便器內的水斑的水。然而,在該情形下,部分沖洗(1.5公升)將導致只有全量(3公升)約一半數量的水由再注滿閥50流至馬桶水箱22來再填充馬桶水箱。此有限量的再填充水在抵達便器時將形成太小的水斑。
就圖2的省水馬桶而言,在一沖洗過程當中,流出約一公升的第三容積58,而若該沖洗是一完全沖洗的話,會有額外的約一公升的第四容積61流出。不論是部分或完全沖洗,會有額外的二分之一至四分之三公升自空氣-水源42流至便器。
重要的是需確保在一完全沖洗的初始,第三及第四容積58、61的水快速的流動通過沖水閥。申請人的作法是將兩容積58、61置放成使得其等概略的環繞沖水閥擱置其上的軸線107成同心。隔離器40圍繞沖水閥軸線107,而分配器設於隔離器內且環繞沖水閥軸線。源頭42的通路72也緊密的聯結至沖水閥。申請人將分配器61及源頭通路72的開口下端77置放在沖水閥座57上方,約相距一至兩公分的小距離H。此允許水早期快速的流動至閥座,而防止空氣抵達閥座。當隔離器內的水抵達一在77上方約10毫米處的水位73時,沖水閥24即關閉。沖水閥是在位於水位73下方的源頭通路72的下端77處關閉。
容器100在各沖洗之間充當一受壓空氣源頭,而在每一次沖洗的早期階段充當一真空源。容器42具有一空腔80,其上方部分82每一次的沖洗前,儲存受壓空氣。在馬桶水箱的每次再填充時,當水位由接近低容器水位84上升至容器滿水位86’時,在容器上方部分82內的空氣即被壓縮。水位86’位於容器頂壁102之下距離E處並位於水箱注滿水位之下距離D處。在上方部分82的典型壓力是1.5公分的水(在1.5cm高的水柱底部的壓力),約是0.02psi。一導管90將空腔的上方部分連接至延伸在上方及下方存水彎之間的排污通道通路。
圖3顯示延伸在上方及下方存水彎30,32之間的排污通道通路34,在一沖洗(沖水)前當排污通道通路包
含有受壓空氣的情形。受壓空氣提升便器12內的水位,以形成一增大面積的水斑98,及增加便器內的水容積。水斑的上部是位於在上方存水彎下游端處的水位92上方一距離A,此距離A等於(在5mm範圍內)在排污通道通路內的水的氣壓。下方存水彎32上游端的水位94是位於下方存水彎下游端的水位96下方一距離B處,其中B等於A。排污通道的直徑約為50毫米。在上方存水彎頂部壁的底部95上方的完全水斑的高度G至少為50毫米,使得小物件將被水所覆蓋,並確保高度G不會降至零,且允許下水道氣進入浴室。申請人的高度G實際上是60毫米。
申請人發現所有的水偶而會離開便器。此種由於排污通道內的氣壓所導致的便器內的「神秘」的水損失,可藉加大連接至排污通道的受壓空氣容積,使得少量受壓空氣的損失不致顯著的減小空氣壓力,而得以防止。
圖2顯示申請人如何獲得經導管90連接至排污通道通路的大容積受壓空氣。水箱內的水箱注滿水位52是在水箱底部53上方約20公分處。在早期的沖洗過程中,空氣-水容器100內的水位快速的由86’下降至接近84,而一真空填充該容器,約下抵水位84處。真空通過導管90快速的(通常是在沖水閥被打開後約1至2秒)施加至排污通道通路34(圖3),將便器的內容物虹吸出,在虹吸中斷前,使該內容物進入排污通道通路內。在沖洗(沖水)開始後,容器100(圖2)內的水位緩慢的(約30秒)
上升抵容器滿水位86’。水上升約10公分的高度C,且加壓容器上方部分內的空氣抵約3公分的水壓。在朝向完成沖洗的過程中,任何大於約1.5公分的水(0.02psi)的空氣壓力經導管90及下方存水彎逃逸,直到容器上方部分82內的壓力降至所需的水位,約為1.5cm的水,為止。
申請人藉將容器空腔上方部分的頂部設於水箱滿水位高度52上方,且較佳者為高於水箱滿水位高度52上方至少一公分,而可在容器100的上方部分內獲得大容積的受壓空氣。申請人認為較佳者在容器內的水位86’及84之間的水容積至少為與排污通道通路的容積相等,以便在沖洗(沖水)初始時即可施加顯著的真空。
申請人在容器100內儲存的受壓空氣的容積至少為排污通道通路的30%加上導管容積,而較佳者為在容器內儲存至少為排污通道通路的50%加上導管容積的受壓空氣容積。容器空腔頂部的高度需高於容器注滿水位86’的高度,且較佳者為高於水箱已注滿的水線52。
水至便器的流通會維持數秒之久。在第一或二秒的過程當中,由隔離器內通過沖水閥,及由容器100至沖水閥,會有大流動率的水。該大流動率加上容器100的真空會造成在便器內的水及殘屑快速的被虹吸出,而完成沖洗。當隔離器內的水高度下降至一低水位時,流動率突然變慢,而沖水閥即關閉。然而,有限量的水仍由正在關閉中的沖水閥,及由水道26及便器溝28流出。此水將填充存水彎及在便器內形成水斑98。沖洗末端過量的流動會浪費
水。申請人將水箱-隔離器孔64(圖2)設計成使得其直徑(截面)可簡易的經由製造商或水電技工或房子主人加以變化。申請人提供具由一大孔的塞子110。若在沖水閥構件關閉前沒有足夠的水填充存水彎,則可將塞子移除以在沖洗末端增加水流量。若水流量太大,可以一具有較小孔的塞子來取代。
在低水量沖洗(例如1.5公升)的情形,當僅有在58(非61)處的水經沖水閥通過時,在58處的水快速的下降,而在沖洗過程當中,流動至便器的水流提早停止。因此,沖洗(便器的內容物被移除)及虹吸中斷提早發生,而較大部分的1.5公升的水被用以補充水斑。
因此,本發明提供一種容器100,可在各沖洗之間儲存水及空氣,且產生一真空以開始一沖洗,而該沖洗在沖水閥被打開後一短時間內即結束。一分配器140將隔離器40內的容積分隔成第三及第四容積58,61,而一氣閥142可手動的操作以選擇完全沖洗(3公升)或低水量沖洗(1.5公升)。
雖然本發明的某些較佳具體實施例的細節經詳細的顯示及敘述,但精於本藝的人士可認知能在不脫離本發明的精神及範疇的情形下,對該等實例加以修飾或變更。
10‧‧‧馬桶
12‧‧‧便器
14‧‧‧排污通道
16‧‧‧排水管
20‧‧‧水供應源
22‧‧‧水箱
24‧‧‧沖水閥
26‧‧‧水道
28‧‧‧便器頂部溝
30‧‧‧上方存水彎
32‧‧‧下方存水彎
34‧‧‧排污通道通路
40‧‧‧隔離器
42‧‧‧源頭
50‧‧‧再注滿閥
52‧‧‧水箱注滿水位
53‧‧‧水箱底部
54‧‧‧機構
55‧‧‧沖水閥構件
56‧‧‧箭頭
57‧‧‧沖水閥座
58‧‧‧第三水量(容積)
59‧‧‧外壁、外缸筒
61‧‧‧第四水量(容積)
62‧‧‧第一水量
63‧‧‧次要容積
64‧‧‧水箱-隔離器孔
72‧‧‧通路
73‧‧‧隔離器內的水位
74‧‧‧區域
77‧‧‧通路的下端
80‧‧‧空腔
82‧‧‧容器上方部分
84‧‧‧低容器水位
86‧‧‧第二水量
86’‧‧‧容器滿水位
90‧‧‧導管
92‧‧‧上方存水彎下游端處的水位
94‧‧‧下方存水彎上游端的水位
95‧‧‧上方存水彎頂部壁的底部
96‧‧‧下方存水彎下游端的水位
98‧‧‧水斑
100‧‧‧容器
102‧‧‧頂壁
107‧‧‧軸線
110‧‧‧塞子
140‧‧‧分配器、內缸筒
142‧‧‧選擇閥、閥裝置
144‧‧‧按鈕、手動操作部
146‧‧‧入口
圖1是本發明馬桶的的部分等角視圖,其中有一部份馬桶水箱被剖開。
圖2是沿圖1的線2-2截取得的圖1馬桶的上方部分的剖面前視圖。
圖3顯示在沖洗前,圖1馬桶的下方部分的剖視圖。
10‧‧‧馬桶
12‧‧‧便器
14‧‧‧排污通道
16‧‧‧排水管
20‧‧‧水供應源
22‧‧‧水箱
24‧‧‧沖水閥
26‧‧‧水道
28‧‧‧便器頂部溝
30‧‧‧上方存水彎
32‧‧‧下方存水彎
34‧‧‧排污通道通路
40‧‧‧隔離器
42‧‧‧源頭
50‧‧‧再注滿閥
52‧‧‧水箱注滿水位
90‧‧‧導管
98‧‧‧水斑
100‧‧‧容器
Claims (3)
- 一種馬桶,包括一便器、一馬桶水箱,其保有第一水量(62)的水但不會在一次沖水中釋放該第一水量的大部分、一填充閥,在該水箱內,在每次沖水時將水流入該水箱,直到抵達一預定的水箱滿水位,且空氣餘留在該水箱頂部為止,及一沖水閥,在每次沖水時釋放水進入該便器,該馬桶包含:一源頭(42),其保有第二水量(86)的水並在每次沖水時釋放該第二水量的絕大部分至該便器;一隔離器(40),設於該水箱內,並保有與該水箱內的水隔絕的某一水量的水,及一繞著該沖水閥延伸的下端,使得每一次沖水所使用的大部分的水被限制在該隔離器和該源頭之內的水;一分配器(140),將該隔離器內的容積分配成第三和第四水量(58,61),兩者在每次沖水前均含有水,該第四水量(61)係持續的連接至在該水箱頂部內的空氣,使得在每次沖水時,水通過該沖水閥由該第一水量流出;該隔離器的該第三水量(58)是通過閥裝置(142)連接至環境空氣,該閥裝置可以手動操作而使得空氣流入該第三水量或使得空氣無法流入該第三水量。
- 一種馬桶,包含一便器(12)、一水箱(22),其直接保有第一水量(62)的水、一排污通道(14),其包含將該便器連接至一排水管(16)的上、下存水彎(30,32)和一沖水閥(24),其沿著一垂直軸線(107)移動 至少部份的水並釋放水以通過水道(26)流動至該便器以對該便器沖水,該馬桶包括:一隔離器(40),設於保有第三和第四水量(58,61)的水且鄰近該沖水閥的該水箱內,以在沖水的一開始時將該第三和第四水量的水迅速的流動至該便器;一源頭(42),其在該沖水閥開啟之後立即施加真空至該排污通道並保有第二水量(86)的水且在每次沖水時防止該第一水量(62)的水通過該沖水閥迅速的流動;該隔離器包括一外缸筒(59),其具一垂直軸線(107),和一內缸筒(140),其與該外缸筒(59)同心並繞著該軸線(107)完全的延伸以將水分配成並定位該第三和第四水量的水,使得第四水量(61)的水直接接觸並繞著該沖水閥(24),而該第三水量(58)的水繞著第四水量(61)的水,但除了在第三和第四水量的水底部以外,該第三水量(58)的水和第四水量(61)的水隔離。
- 根據申請專利範圍第2項之馬桶,其中:該第三水量(58)之一的水通過閥裝置(142)連接至在該水箱頂部內的空氣,閥裝置包含手動操作部(144),其使得使用者可手動選擇而使得空氣流入或不流入該第三水量。
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