專利名稱：降低耗水量的抽水馬桶的制作方法
降低耗水量的抽水馬桶
相關(guān)申請的交叉引用 不適用
聯(lián)邦贊助的研發(fā)聲明 不適用
背景技術(shù)：
本發(fā)明總地來說涉及一種使用少量水將污物從馬桶缸中去除的抽水馬桶。
水資源短缺在許多地區(qū)都是非常嚴重的問題，因此已經(jīng)制定了關(guān)于某些 產(chǎn)品耗水率的政府法規(guī)。例如， 一些管轄范圍內(nèi)規(guī)定了抽水馬桶在一次沖水
過程中的最大耗水量。盡管在50年代初期通常每次沖水的耗水量多達7加 侖，但是目前在某些管轄范圍內(nèi)的法規(guī)要求每次沖水的耗水量不得超過1.6 加侖，并且有進一步降低允許用量的提案。
即使沒有政府要求來限定耗水量，有環(huán)境意識的消費者通常也愿意使用 低耗水量的抽水馬桶。并且，自來水公司明顯增大了水源成本，這是消費者 愿意使用低耗水量馬桶的另 一個原因。
如果每個沖水循環(huán)的耗水量降低了 ，那么將清潔效率保持在可接受的程
度很重要。如果清潔效率被損害，則在某些情況下消費者會進行第二次沖水， 這樣就使規(guī)定的、節(jié)約資源、節(jié)約成本的目的落空。
使事情變得復(fù)雜的問題在于除了清潔馬桶缸側(cè)面之外，沖水還具有其它 功能。典型地是用于形成有助于將缸內(nèi)污物移走的重力虹吸。同時，在將主 要的污物沖洗掉并排空時需要用水來沖洗馬桶缸。而且，需要用水在存水灣 中再形成氣密封。同時，還需要用水清潔馬桶缸的整個周圍。這些額外需要 使低耗水量馬桶的設(shè)計復(fù)雜化。
改進清潔效率的一個方法是給清潔水源加壓。然而，這樣會不利地增大 抽水馬桶的成本。
另一個方法是將邊沿水流分裂成兩個不對稱的支流。參見美國專利號4,930,167和6,397,405。然而，這種類型的現(xiàn)有系統(tǒng)在低耗水量工作時排出 效果會有缺陷。
另一種方法是利用在缸底部靠近缸出口(也叫做噴嘴)的錐形通道來更有 效地起動缸的虹吸作用。參見例如美國專利號5，218，726、 5,283,913和 6,145,138。然而，在大部分水已被轉(zhuǎn)用作噴射使用時利用少量水來沿著缸側(cè) 進行充分清潔是非常困難的。
還有另 一種方法是利用多回路渦流方法。參見例如美國專利申請公開號 2004/0040080。水在到達虹吸管之前水能就已經(jīng)耗費了 ，因此存在問題。
在美國專利申請公開號2003/0115664中公開了 一種抽水馬桶，具有 一些 沿著右支路的邊沿水流， 一些沿著左支路的邊沿水流， 一些直接向下的水流。 然而，這種設(shè)計具有某些缺陷，約束了耗水量的減少。例如，水垂直于邊沿 進入到，因而浪費清潔能量。而且，某些水;故以相反方式利用。
因此需要提供進一步改良的抽水馬桶，在不損害清潔或抽水馬桶其它性 能特征的前提下降低耗水量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施方式提供一種抽水馬桶，包括帶有上邊沿槽的馬桶 缸；和用于將水從水源輸送給馬桶缸的送水結(jié)構(gòu)。該送水結(jié)構(gòu)具有適于與水 源(例如馬桶水箱或者沖洗閥型水源)連接的入口和至少三個出水槽。
第 一 出水槽與邊沿槽連通以便提供至少 一 個圍繞邊沿槽第 一 側(cè)的逆時 針流。第二出水槽與邊沿槽連通以便提供至少一個圍繞邊沿槽上與第一側(cè)相 反的一側(cè)的順時針流。第三出水槽與邊沿槽的后部連通。
邊沿槽在靠近缸后部具有開向缸的第一擴大開口 ，邊沿槽在靠近缸前部 具有開向缸的第二擴大開口 。送水結(jié)構(gòu)被配置成以便將水供給邊沿槽時在缸
中會形成渦流。
在優(yōu)選方式中，第三出水槽被配置成以相對于邊沿槽的某一角度將水供 給邊沿槽。同時，第一出水槽適于運載比第二出水槽更大量的水(例如其橫 截面積更大)，第一和第二出水槽均適于運載比第三出水槽更大量的水。
在本發(fā)明另一個優(yōu)選方式中，馬桶缸具有前后垂直中心面。第一和第三 出水槽與邊沿槽連接在垂直中心面的一側(cè)上，第二出水槽與邊沿槽連接在垂 直中心面的相反側(cè)上。
在本發(fā)明的又一個實施方式中，第一和第二擴大開口在垂直中心面的同一側(cè)上都具有中心點，缸設(shè)有整體的向后延伸部，送水結(jié)構(gòu)沿著向后延伸部 整體形成，邊沿槽是開口邊沿形邊沿槽，其中邊沿槽兩側(cè)之間間隙是變化的 以形成擴大開口。
利用本發(fā)明該實施方式，來自水箱或其它水源的進水因而被分成三支
流。 一支流從邊沿槽直接進入到缸后部；另一支流(主流)與第一支流部分 匯合，并且還具有其它兩種作用。 一個作用是清洗缸的一側(cè)。另一個作用是 基本上穿過缸的前面然后以大流量進入缸中。另外一支流主要清洗缸的相反 側(cè)，盡管最優(yōu)選是其還幫助清洗缸的上后部。
重要地，水以某一角度進入到邊沿槽中以使水能基本上不受損失。 一個 顯著效果是，在優(yōu)選實施方式中，基本上向前的水流(例如一點鐘或者十一 點鐘方位)位置避免噴射的需要，因而允許所有水流從邊沿槽進入。
在本發(fā)明的另一方面提供一種抽水馬桶，包括帶有上邊沿槽的馬桶缸；
和用于將水從水源輸送給馬桶缸的送水結(jié)構(gòu)。送水結(jié)構(gòu)具有適于與水源連接 的入口和至少兩個出水槽。
第一出水槽與邊沿槽連通，以便在水被供給抽水馬桶時，同時提供圍繞 邊沿槽第一側(cè)的逆時針流和順時針流。還具有第二出水槽，其與邊沿槽連通，
以便在水被供給抽水馬桶時，提供選自圍繞邊沿槽上與第一側(cè)相反的一側(cè)的 順時針流和逆時4H危。
邊沿槽在靠近缸后部具有開向缸的第一擴大開口 ，在靠近缸前部具有開 向缸的第二擴大開口 。送水結(jié)構(gòu)被配置成以便將水供給邊沿槽時在缸中會形 成滿流。
無論本發(fā)明應(yīng)用的哪方面都可以利用少量水進行有效清潔。還可以利用 水來漂洗、排空和再密封。
目前試^r顯示每次沖水1. 6加侖可以獲得有效清潔，并且顯示這些抽水
利用常規(guī)模制技術(shù)來制造，與常規(guī)鑄造抽水馬桶相比沒有明顯增加費用。
參考后附的本發(fā)明優(yōu)選實施方式的說明(參考附圖)，本發(fā)明的這些和其 它優(yōu)點會變得更加明顯，本發(fā)明更易于理解。


圖1是根據(jù)本發(fā)明所述抽水馬桶的分解立體圖；圖2是圖1所示抽水馬桶一部分的下、左局部立體圖； 圖3是圖1所示抽水馬桶一部分的下、右局部立體圖； 圖4A是圖1所示抽水馬桶的俯視圖，不帶水箱，在沖水循環(huán)的開始階
段；
圖4B與圖4A類似，只是沖入的水形成為清潔渦流；
圖5是沿著圖1中剖面線5-5的橫截面圖6是沿著圖4A中剖面線6-6的橫截面圖7是沿著圖4A中剖面線7-7的橫截面圖8是沿著圖4A中剖面線8-8的橫截面圖9是沿著圖4A中剖面線9-9的橫截面圖10是根據(jù)本發(fā)明另一個實施方式所述抽水馬桶的橫截面圖，與圖5 類似，只是利用帶孔的邊沿結(jié)構(gòu)來代替開口邊沿設(shè)計；和 圖11是又一個實施方式的俯視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)參考附圖，更具體地參考圖1、圖4A、圖4B和圖5，示出了抽水馬 桶20,其包括馬桶缸22,在缸22的上部26具有邊沿24。邊沿24中帶有邊 沿槽28 。缸22可以大致^^人為具有垂直中心面30 。
根據(jù)需要可具有帶常規(guī)內(nèi)部沖洗閥的水箱32，沖水致動器和其它配件 (未示出)。可選地，抽水馬桶IO可以為無水箱設(shè)計，利用沖水閥型閥門直接 連接到管水壓上(同樣未示出)。缸22排出到存水灣和污水管中(同樣未示出)。
后延部件34可以從邊沿24延伸，包括與兩個水管和三個出水槽38、 40 和42連通的分水結(jié)構(gòu)36。而出水槽與邊沿槽28連通。出水槽38、 40和42 分別以相應(yīng)的角度46、 48和50延伸。每個出水槽38、 40和42與垂直中心 面30不平4亍。
角度46大于角度48，而角度50大于角度48，以形成最佳渦流。出水 槽38和40在垂直中心面30的同 一側(cè)上，而出水槽42位于另 一側(cè)上。
盡管三個出水槽是優(yōu)選地，但是應(yīng)該知道在特殊類型的馬桶中也可以使 用一個或更多個額外的出水槽。而且，如果一個出水槽由于其入口角度和定 位的原因而既可以提供順時針?biāo)饔挚梢蕴峁┠鏁r針?biāo)鳎瑒t在某些情況下 只需要使用兩個出水槽。
無^^侖如何，在一個優(yōu)選實施方式中，出水槽38的對黃截面積52大于出水槽42的橫截面積54或者出水槽42的橫截面積56。而對黃截面積56優(yōu)選地大 于橫截面積54。這樣進一步有利于形成渦流，同時有助于排空缸。例如，出 水槽38可以占總流量的33%至45%,出水槽42占總流量的27%至39%， 而出水槽40占總流量的21%至33%。
抽水馬桶20的邊沿24具有間隙58、 59、 60和61(圖5-9中)，使沖洗水 從邊沿槽28持續(xù)排出到缸22中，但取決于間隙的尺寸在不同的位置具有不 同的速率。邊沿24中較大間隙60、 61的兩個分開部分限定了具有第一中心 64的第一偏置流出孔/擴大口 62和具有第二中心68的第二偏置流出孔/擴大 口 66。中心68優(yōu)選與正前方成-30°到+30°,中心64優(yōu)選地與后方成-30。到 30°。
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向和設(shè)計共同產(chǎn)生第一偏置流70和第二偏置流72， 二者在污水口區(qū)域74 附近匯合。這種匯合/沖擊與從次流出孔77流出的其它邊沿沖水76形成渦輪 78,通過污水口區(qū)域74中的出口 80排出抽水馬桶20，其克服了馬桶存水灣 的限制，有助于產(chǎn)生將缸22中污物排出到存水灣和污水管道中的虹吸，并
重新形成缸密封。
在本實施方式中，中心64和中心68位于垂直中心面30的同一側(cè)上。 缸22具有進水口側(cè)82,和與進水口側(cè)82相對的前側(cè)84,而第一偏置流出 孔/擴大口 62可以位于進水口側(cè)82上，第二偏置流出孔/擴大口 66可位于前 側(cè)84上。
間隙58可以與間隙59相同或不同。類似地，間隙60可以與間隙61相 同或不同。間隙60、 61比間隙58、 59大。
請注意間隙58和59相對于間隙60縮小具有多種作用。 一種作用是允 許大多數(shù)水可以從槽38流到擴大口 66，并仍然允許一部分水在77附近沿缸 側(cè)流下。
另 一種作用是有助于將足夠量的水輸送到邊沿錐形區(qū)域90，使水在被輸 送到開口 66時水流被加速，增大的推力有助于排空和形成渦流。
還應(yīng)該注意到來自出水槽42的水基本上如箭頭91所示，沿順時針方向 流動。然而，還有逆時針流動的輔助水流92，有助于清潔上缸的后部。這一 點非常重要，因為出水槽40與缸的這一部分傾斜以便保存水能。
抽水馬桶20可以包括安裝孔86、 87，分別用來安裝水箱32和馬桶座(未
8示出)，還包括水箱進水孔88,為水箱32提供進水(未示出)的入口。
圖1-9中示出的抽水馬桶20的實施方式，具有通過"開放邊沿"形設(shè) 計的連續(xù)間隙進行排水的邊沿槽28。然而，本發(fā)明還可以使用其它類型的邊 沿槽。例如，圖10示出具有邊沿槽92的抽水馬桶90，其中第一偏置流入孔 包括沿邊沿下側(cè)的第一供水槽94，第二偏置流入孔包括沿著邊沿下側(cè)的第二 供水槽96。第二流入孔包括至少一個位于邊沿中的附加供水孔98，每一個 都比第一供水孔94和/或第二供水孔96小。抽水馬桶90的其它方面與抽水 馬桶20的相同或相似。
盡管圖1-10的實施方式中示出了逆時針渦流，然而本發(fā)明也可適用于 如圖ll所示的順時針流動。在這種情況下，抽水馬桶100具有槽38、 40、 42，與抽水馬桶20的設(shè)置相比，它們分別布置在垂直中心面30上的另一側(cè) 上。類似地，盡管未示出，與抽水馬桶20的設(shè)置相比，第一偏置流入孔和 第二偏置流入孔布置在垂直中心面30上的另一側(cè)上，以產(chǎn)生第一偏置流102 和第二偏置流104，從而產(chǎn)生順時針渦流106。這種設(shè)置可以應(yīng)用到抽水馬 桶20的開》文邊沿布置中或者抽水馬桶90的孔布置中，或者二者的結(jié)合中。
而且，還應(yīng)該注意到盡管參考順時針和逆時針流來描述邊沿槽的流，然 而這些混合方向的水流快速產(chǎn)生一個方向的渦流是非常理想的。因此，為了 從槽42流出，比較理想地，順時針能量中的大部分在水開始沿著缸側(cè)面滴 下時從水中釋放。這可以通過相對于槽38拉長槽42，以及從6點鐘方向向 12點鐘方向加寬邊沿槽來獲得。
在另一種優(yōu)選實施方式中，當(dāng)沖水循環(huán)開始時，第一部分水從槽38(而 不是槽42)進入。這更易于形成渦流。這可通過將槽38做得比槽42更長來 實現(xiàn)。
所以，本發(fā)明不局限于上述的優(yōu)選實施方式，而是以用于保護本發(fā)明整 體權(quán)利的權(quán)利要求來限定。
工業(yè)實用性
本發(fā)明提供一種具有降低耗水量且能夠保持有效清潔及其它性能的抽 水馬桶。
權(quán)利要求
1.一種抽水馬桶，包括帶有上邊沿槽的馬桶缸；和用于將水從水源輸送給馬桶缸的送水結(jié)構(gòu)，所述送水結(jié)構(gòu)具有適于與水源連接的入口和至少三個出水槽；其中第一出水槽與邊沿槽連通，以便在水被供給抽水馬桶時，提供至少一個圍繞邊沿槽第一側(cè)的逆時針流；其中第二出水槽與邊沿槽連通，以便在水被供給抽水馬桶時，提供至少一個圍繞邊沿槽上與第一側(cè)相反的一側(cè)的順時針流；其中第三出水槽與邊沿槽的后部連通；其中所述邊沿槽在靠近缸后部具有開向缸的第一擴大開口；其中所述邊沿槽在靠近缸前部具有開向缸的第二擴大開口；并且其中所述送水結(jié)構(gòu)被配置成以便將水供給邊沿槽時在缸中形成渦流。
2. 如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其中所述第三出水槽被配置成當(dāng)水被 供給送水結(jié)構(gòu)時相對于邊沿槽成一角度將水供給邊沿槽。
3. 如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其中所述第一出水槽適于運載的水量 大于第二出水槽運載的水量。
4. 如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其中所述第一和第二出水槽適于運載 的水量均大于第三出水槽運載的水量。
5. 如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其中所述第一出水槽比第二出水槽 長，以便將水供給送水結(jié)構(gòu)時，來自第一出水槽的水比來自第二出水槽的水 先到達邊沿槽。
6. 如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其中所述缸具有前后垂直中心面，以 便第 一和第三出水槽與邊沿槽連接在垂直中心面的一側(cè)上，第二出水槽與邊 沿槽連接在與垂直中心面的所述一側(cè)相反的垂直中心面的 一側(cè)上。
7. 如權(quán)利要求6所述的抽水馬桶，其中所述第一和第二擴大開口在垂直 中心面的同 一側(cè)上都具有中心區(qū)域。
8. 如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其中所述缸設(shè)有整體的向后延伸部， 送水結(jié)構(gòu)沿著向后延伸部整體形成。
9. 如權(quán)利要求1所述的抽水馬桶，其中所述邊沿槽是開口邊沿形的邊沿 槽，其中邊沿槽兩側(cè)之間間隙的尺寸沿著邊沿槽周邊進行變化，以形成具有 不同尺寸的開口。
10. —種抽水馬桶，包括 帶有上邊沿槽的馬桶缸；和用于將水從水源輸送給馬桶缸的送水結(jié)構(gòu)，所述送水結(jié)構(gòu)具有適于與水 源連接的入口和至少兩個出水槽；其中第一出水槽與邊沿槽連通，以便在水被供給抽水馬桶時，圍繞邊沿 槽第 一側(cè)既提供逆時針流又提供順時針流；其中第二出水槽與邊沿槽連通，以便在水被供給抽水馬桶時，提供選自 圍繞邊沿槽上與邊沿槽的所述第 一側(cè)相反的 一側(cè)的順時針流和逆時針流的 水流形式；其中所述邊沿槽在靠近缸后部具有開向缸的第一擴大開口； 其中所述邊沿槽在靠近缸前部具有開向缸的第二擴大開口；并且其中所述送水結(jié)構(gòu)被配置成以便將水供給邊沿槽時在缸中形成渦流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有多個邊沿水流分支的抽水馬桶。每條支流以一角度進入到邊沿中，然后環(huán)繞邊沿水流動不同距離。水流優(yōu)選在大約五點鐘/七點鐘位置具有主路徑，輔助大水流位于大約一點鐘/十一點鐘位置。
文檔編號E03D11/08GK101688391SQ200880023768
公開日2010年3月31日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月7日
發(fā)明者杰弗里·L·米勒, 特倫斯·J·安德森 申請人:科勒公司