專利名稱：能以減少的沖洗體積運(yùn)行的高性能馬桶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于除去人產(chǎn)生的或其它的廢物、以重力作為動(dòng)力的馬桶的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明進(jìn)一步涉及以減少的水體積運(yùn)行的馬桶的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
適合于除去廢物，例如人的廢物的馬桶已是眾所周知的。以重力作為動(dòng)力的馬桶一般具有兩個(gè)主要部分水箱和便池。水箱和便池可以是分開的兩個(gè)件，它們被結(jié)合形成馬桶裝置(通常稱為分體式馬桶)或者可以組合成整體單元(通常被稱為一體式馬桶)。水箱通常是放置在便池后部之上并容納水，水用于使廢物開始從便池沖洗到污水管，以及用新鮮的水再充填便池。當(dāng)使用者要沖洗馬桶時(shí)，使用者將在水箱外面的沖洗控制桿推下，該沖洗控制桿與水箱內(nèi)的可移動(dòng)的鏈條或者杠桿相連接。當(dāng)沖洗控制桿被壓下時(shí)，它使起提升并打開沖洗閥作用的在水箱內(nèi)的鏈條或者杠桿移動(dòng)，以使水從水箱流出并流入便池，由此開始便池沖洗。在沖洗循環(huán)中要有必須起作用的三個(gè)一般用途。其第一個(gè)用途是將固體的或者其它的廢物排除到排水管道。其第二個(gè)用途是清洗便池以將沉積或者粘附在便池表面上的任何固體的或者液體的廢物除去，以及其第三個(gè)作用是交換在便池中的沖洗前的水體積以便在兩次使用之間在便池中保持比較清潔的水。第二個(gè)要求，即便池的清洗通常是通過圍繞馬桶便池的上周邊延伸的中空的邊緣實(shí)現(xiàn)的。一些或者全部的沖洗水被引導(dǎo)通過這邊緣通道和流經(jīng)位于其中的開口以將水分散在便池的整個(gè)表面上并完成所要求的清洗。以重力作為動(dòng)力的馬桶可以分成兩個(gè)通常的類別沖洗式和虹吸式。在沖洗式馬桶中，在馬桶的便池內(nèi)的水位始終保持相對(duì)恒定。當(dāng)沖洗循環(huán)開始時(shí)，水從水箱流出并涌進(jìn)便池中。這使得水位迅速上升以及過剩的水溢出排污通道的堰，并攜帶液體和隨同液體的固體。在沖洗循環(huán)結(jié)束時(shí)，在便池中的水位自然回到由堰的高度所確定的平衡水平面。在虹吸式馬桶中，排污通道和其它的液壓通道是設(shè)計(jì)成使虹吸管在將水添加到便池時(shí)在排污通道中被啟動(dòng)。虹吸管管子是顛倒的U形的管子，它將水從馬桶便池吸到污水管道。當(dāng)沖洗循環(huán)開始時(shí)，水流入便池并以比它離開向著污水管道的出口快的速度溢出排污通道中的堰。足夠的空氣最后從排污通道的下支管中被除去以啟動(dòng)虹吸管，虹吸管再將剩下的水抽出便池。當(dāng)虹吸管中斷時(shí)，在便池中的水位會(huì)因此適當(dāng)位于堰的水平面之下，而需要提供一個(gè)分開的機(jī)構(gòu)以在虹吸式?jīng)_洗循環(huán)結(jié)束時(shí)對(duì)馬桶的便池再充填水，以重建最初水位和防止污水管的氣體回流的防護(hù)“密封”。虹吸式和沖洗式的馬桶具有固有的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。由于為了啟動(dòng)虹吸管而要求大部分的空氣從排污通道的下支管中被除去，虹吸式馬桶傾向于要有較小的排污通道，而這較小的排污通道可能導(dǎo)致堵塞。沖洗式馬桶可以采用大的排污通道運(yùn)行但通常要求在便池中較小量的沖洗前的水以達(dá)到由大多數(shù)國(guó)家的水管設(shè)施規(guī)范所要求的100 1稀釋水平(即在沖洗循環(huán)中便池中的沖洗前的水體積的99%必須從便池中被除去并用新鮮水替換)。這個(gè)小的沖洗前的水體積表明其本身為小的“水潰”。在便池中的水潰或者沖洗前的水的表面積在保持馬桶的清潔方面起到很重要的作用。大的水潰會(huì)增加廢物在接觸馬桶的陶瓷表面前接觸水的可能性。這就減少?gòu)U物粘附到陶瓷表面而使得馬桶通過沖洗循環(huán)自身較容易清潔。沖洗式馬桶其具有小的水潰，因此經(jīng)常要求在使用后手工清洗便池。虹吸式馬桶具有能夠以在便池中較大的沖洗前的水體積和較大的水潰運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。這是可能的，因?yàn)楹缥饔迷跊_洗循環(huán)結(jié)束時(shí)將大多數(shù)的沖洗前的水體積抽出便池。在水箱再充水時(shí)，重新充水的一部分被引入便池以使在沖洗前的水體積回到其初始的水平 面。以這種方式，即使在便池中水的開始的體積相對(duì)于離開水箱的沖洗水顯著地大，由許多水管設(shè)施規(guī)范所要求的100 1的稀釋水平仍能達(dá)到。在北美市場(chǎng)，虹吸式馬桶已獲得普遍的接受并且現(xiàn)已被考慮為可接受的馬桶形式的標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲市場(chǎng)，沖洗式馬桶仍較被接受和較流行。然而兩種型式在亞洲市場(chǎng)都是常見的。以重力作為動(dòng)力的虹吸式馬桶根據(jù)被用于實(shí)現(xiàn)沖洗作用的液壓通道的設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步分為三個(gè)普遍的類別。這些類別是非噴射的、邊緣噴射的和直接噴射的。在非噴射的便池中，全部的沖洗水離開水箱進(jìn)入便池進(jìn)口區(qū)域并通過主歧管流入邊緣通道。水通過被設(shè)置在邊緣下面的一系列孔圍繞便池的周邊散開。一些孔被設(shè)計(jì)成尺寸較大以使水較多地流入便池。為了使水在排污通道的堰上迅速地溢出足以置換在下支管中的充足的空氣并啟動(dòng)虹吸管，需要相當(dāng)高的流速。對(duì)于清洗便池和交換沖洗前的水，非噴射的便池通常具有足夠良好的性能，但在大體積除去方面的性能卻相對(duì)差。水進(jìn)給到排污通道是低效的和紊流的，這就較難于充分地充滿排污通道的下支管和啟動(dòng)強(qiáng)力的虹吸管。因此，非噴射的馬桶的排污通道通常直徑較小并含有彎曲和收縮，這種設(shè)計(jì)會(huì)阻礙水的流動(dòng)。不具有較小的尺寸、彎曲和收縮，則牢固的虹吸管就不可能實(shí)現(xiàn)。不幸的是，小尺寸、彎曲和收縮會(huì)導(dǎo)致在大體積廢物除去方面的差的性能和經(jīng)常的堵塞，這些情形最終使用者是極其不滿的。馬桶的設(shè)計(jì)人員和工程技術(shù)人員已經(jīng)通過結(jié)合“虹吸管噴射”改善了虹吸式馬桶的大體積廢物除去的性能。在邊緣噴射的馬桶便池中，沖洗水離開水箱，流經(jīng)歧管進(jìn)口區(qū)域并通過主歧管流入邊緣通道。一部分水通過設(shè)置在邊緣下面的一系列的孔圍繞便池的周邊散開。剩下部分的水流經(jīng)設(shè)置在邊緣前面的噴射通道。這個(gè)噴射通道將邊緣通道連接到位于便池的集水坑中的噴孔。噴孔的大小和位置是設(shè)置成可直接在排污通道的開口上發(fā)射強(qiáng)有力的水流開口。當(dāng)水流經(jīng)噴孔時(shí)，水用于比在非噴射的便池中可以達(dá)到的更有效和更迅速地充滿排污通道。這個(gè)水朝向排污通道的更有力、迅速的流動(dòng)能夠使得便池被設(shè)計(jì)成采用較大的排污通道直徑和較少的彎曲和收縮，這又相較于非噴射的便池改善了在大體積廢物除去方面的性能。雖然較小體積的水流出邊緣噴射的馬桶的邊緣，因?yàn)榱鹘?jīng)邊緣通道的水被增壓，便池清洗的作用通常是可被接受的。這允許水以較高的能量離開邊緣孔并完成更有效的清洗便池的工作。雖然邊緣噴射的便池通常要優(yōu)越于非噴射的，但水必須通過邊緣向噴孔行進(jìn)的長(zhǎng)的路徑會(huì)浪費(fèi)和消耗許多的可利用的能量。直接噴射的便池對(duì)這種概念改進(jìn)并在大體積除去廢物方面實(shí)現(xiàn)甚至更好的性能。在直接噴射的便池中，沖洗水離開水箱、流經(jīng)便池進(jìn)口并流過主歧管。此時(shí)，水被分成兩部分一部分是通過邊緣入口端口流向邊緣通道，其主要用途是達(dá)到要求的便池清洗，而一部分通過噴射入口端口流向?qū)⒅髌绻苓B接于馬桶便池集水坑中的噴孔的“直接噴射通道”。直接噴射通道可以采取不同的形式，有時(shí)可以是圍繞馬桶一側(cè)的單向的形式，或者是“雙路進(jìn)給”形式，在“雙路進(jìn)給”中對(duì)稱的通道是沿著將歧管連接于噴孔的兩側(cè)行進(jìn)。當(dāng)采用邊緣噴射的便池時(shí)，噴孔的大小和位置的設(shè)定是要能發(fā)射強(qiáng)有力的水流剛好在排污通道的開口上。當(dāng)水流經(jīng)噴孔時(shí)，水可用作比在非噴射的或邊緣噴射的便池中可以實(shí)現(xiàn)的更有效和更迅速地充滿排污通道。這個(gè)向排污通道更有力和迅速的流動(dòng)能夠使馬桶被設(shè)計(jì)成具有均勻較大的排污通道直徑和最小限度的彎曲和收縮，這相較于非噴射的和邊緣噴射的便池同樣也提高了在大體積除去廢物方面的性能。數(shù)個(gè)發(fā)明已把目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)在通過使直接噴射的概念最優(yōu)化來(lái)提升虹吸式馬桶的性 能。例如，在美國(guó)專利第5，918，325號(hào)中，通過改進(jìn)排污通道的形狀提升虹吸式馬桶的性能。在美國(guó)專利第6，715，162號(hào)中，通過使用一個(gè)具有被結(jié)合到進(jìn)口中的半徑和水進(jìn)入便池的非對(duì)稱流動(dòng)的沖洗閥提升性能。雖然直接進(jìn)給噴射的便池目前代表用于大體積除去廢物的技術(shù)狀態(tài)，但仍有較多的改善需要。政府機(jī)構(gòu)已不斷要求城市的水用戶減少他們的用水量。近來(lái)一些年的大量焦點(diǎn)已是減少馬桶沖洗運(yùn)行所要求的需水量。為了舉例說明這一點(diǎn)，在馬桶中用于每次沖洗的水量已被政府機(jī)構(gòu)逐漸減少，從7加侖/每次沖洗(在20世紀(jì)50年代之前)減少到5. 5加侖/每次沖洗(在20世紀(jì)60年代結(jié)束前)，再減少到3. 5加侖/每次沖洗(在20世紀(jì)80年代)。1995年的國(guó)家能源政策法令現(xiàn)要求在美國(guó)出售的馬桶可以使用僅I. 6加侖/每次沖洗(6公升/沖洗)的量的水。在加利福尼亞州目前已通過了法規(guī)要求水使用進(jìn)一步降低到I. 28加侖/每次沖洗(4. 8公升/沖洗)。當(dāng)促使達(dá)到這些較低水平的水消耗時(shí)，目前在專利文獻(xiàn)中描述和在市場(chǎng)上可買到的該I. 6加侖/每次沖洗的馬桶就喪失始終一致的虹吸抽取的能力。如果不開發(fā)改進(jìn)的技術(shù)和馬桶的設(shè)計(jì)，制造商就不得不減小排污通道直徑并犧牲性能。第二個(gè)需要專注的相關(guān)領(lǐng)域是開發(fā)能夠以雙沖洗循環(huán)運(yùn)行的虹吸式馬桶?！半p沖洗”馬桶是被設(shè)計(jì)成通過結(jié)合能夠根據(jù)需被除去的廢物選擇不同的用水的機(jī)構(gòu)來(lái)節(jié)省水。例如，每次沖洗循環(huán)6加侖可以被用來(lái)除去固體的廢物，而每次沖洗循環(huán)I. 2加侖或更少量用于液體廢物。現(xiàn)有技術(shù)的馬桶在I. 2加侖或者更少量時(shí)通常難于虹吸抽取。因此，設(shè)計(jì)師和工程師減小排污通道的尺寸以克服在為固體廢物除去所需要的每次循環(huán)I. 6加侖時(shí)犧牲性能的問題。需要改進(jìn)的第三個(gè)領(lǐng)域是直接噴射的馬桶的便池清洗能力。由于直接噴射的便池的液壓設(shè)計(jì)，進(jìn)入邊緣通道的水未被增壓。而是，僅在噴射通道被充滿水和被增壓之后水才涌入邊緣通道。結(jié)果是離開邊緣的水具有很低的能量，并且直接噴射的馬桶的便池清洗功能通常不如邊緣噴射的和非噴射的。因此，在本技術(shù)領(lǐng)域有需要提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)的馬桶中的上述缺點(diǎn)的馬桶，這種馬桶不僅可防止堵塞，而且在沖洗過程中允許充分的清洗，同時(shí)能符合水保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和政府指導(dǎo)方針。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于除去人的和其它的廢物的以重力作為動(dòng)力的馬桶，該馬桶可以減少的水體積運(yùn)行而不會(huì)減小馬桶的除去廢物和清洗馬桶便池的能力。本發(fā)明的各種較佳實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括但并不限于提供一種可避免上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并防止堵塞的馬桶，以及提供一種采用更有效的、增壓的邊緣清洗的直接進(jìn)給噴射的馬桶。在這種情況下，本發(fā)明的較佳實(shí)施例可以提供一種具有更強(qiáng)有力的直接噴射的可充分利用其可利用的勢(shì)能的馬桶。在這些較佳實(shí)施例中，馬桶無(wú)需使用者啟動(dòng)許多沖洗循環(huán)來(lái)達(dá)到清潔便池。本發(fā)明可以提供一種可自動(dòng)清洗的馬桶，并還提供以少于1.6加侖/每次沖洗，較佳少于I. 28加侖/每次沖洗，以及少到O. 75加侖/每次沖洗或更少的用水的所有上述優(yōu)·點(diǎn)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例提供一種適合以“雙路沖洗”方式運(yùn)行，而在排污通道的尺寸方面無(wú)需重大讓步的虹吸式馬桶。本發(fā)明還可提供一種具有液壓調(diào)整的、適合更佳性能的直接噴射路徑的馬桶，和/或提供一種可減少液壓損失的馬桶。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，提供一種新的和改進(jìn)的虹吸式、以重力作為動(dòng)力型式的馬桶，該馬桶包括馬桶便池組件，其具有例如通過從馬桶便池的底部集水坑出口向污水管道延伸的排污通道與污水出口流通的馬桶便池。馬桶便池具有一個(gè)沿其上周邊的邊緣，該邊緣通過在其上的至少一個(gè)開口容納持續(xù)增壓的沖洗水流動(dòng)以清洗便池。流動(dòng)進(jìn)入直接進(jìn)給噴射中邊緣通道和噴射通道，同時(shí)提供流出邊緣的持續(xù)增壓的流動(dòng)。通過使內(nèi)部的液壓通路的具體特征的相對(duì)橫截面面積維持在某一個(gè)確定的范圍內(nèi)，壓力基本上同時(shí)地被維持在邊緣通道和噴射通道中。由于申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)邊緣的增壓提供較強(qiáng)的和較久的噴射流動(dòng)，其能使較大的排污通道充滿水而不會(huì)使虹吸抽取能力減小，因此可以較少的用水維持大體積廢物除去性能和防止堵塞的能力。根據(jù)前述，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一個(gè)虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，該馬桶具有一個(gè)馬桶便池組件，該馬桶便池組件包括與流體源流通的馬桶便池組件進(jìn)口 ；具有圍繞其上周邊的并限定邊緣通道的邊緣的馬桶便池，邊緣具有入口端口和至少一個(gè)邊緣出口端口，其中邊緣通道入口端口與馬桶便池組件進(jìn)口流通；與污水出口流通的便池出口 ；以及與馬桶便池組件進(jìn)口流通以接收來(lái)自流體源的流體并便池出口流通以排出流體的直接進(jìn)給噴嘴，其中馬桶能夠以不大于6. O公升的沖洗體積運(yùn)行，以及離開至少一個(gè)邊緣出口端口的水被增壓，以使得對(duì)于約6. O公升的沖洗體積，在沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒。在較佳實(shí)施例中，馬桶能夠以不大于約4. 8公升的沖洗體積運(yùn)行，而離開至少一個(gè)邊緣出口端口的水被增壓，以使得對(duì)于4. 8公升的沖洗體積，在沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒。該至少一個(gè)邊緣出口端口較佳是以一種持續(xù)方式被增壓一段時(shí)間，例如至少I秒鐘。馬桶較佳是能夠基本上在流過直接進(jìn)給噴嘴的同時(shí)提供來(lái)自至少一個(gè)邊緣出口端口的已持續(xù)增壓的流動(dòng)。另外，較佳是在一個(gè)使用本發(fā)明馬桶的一個(gè)較佳實(shí)施例中，對(duì)于約6. O公升的沖洗體積，沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過5英寸水柱·秒。此外，在較佳實(shí)施例中，馬桶能夠以不大于約4. 8公升的沖洗體積運(yùn)行，對(duì)于約
4.8公升的沖洗體積，在使用本發(fā)明馬桶的一個(gè)較佳實(shí)施例中，沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒。在又一個(gè)實(shí)施例中，馬桶便池組件進(jìn)一步包括與馬桶便池組件進(jìn)口流通的能夠接收來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體的主歧管，主歧管還與邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴流通以將來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體引向邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴，其中，主歧管具有橫截面面積(Apm);其中直接進(jìn)給噴嘴具有入口端口和出口端口并進(jìn)一步包括在該直接進(jìn)給噴嘴入口端口和直接進(jìn)給噴嘴出口端口之間延伸的噴射通道，該入口端口具有橫截面面積(Ajip)，而出口端口具有橫截面面積(Ajop)，以及其中邊緣通道具有入口端口和至少一個(gè)出口端口，該入口端口具有橫截面面積(AHp)，而該至少一個(gè)出口端口具有總橫截面面積(Amp)，其·中Apm>AJip>AJop(I)Apm>Arip>Arop(II)Αρηι>1· 5 · (Α_+Α_)以及 (III)Arip>2. 5 · Arop。(IV)在一個(gè)較佳實(shí)施例中，主歧管的橫截面面積是大于或者等于直接進(jìn)給噴嘴出口端口的橫截面面積和該至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積之和的約150%，而更佳地該邊緣入口端口的橫截面面積是大于或者等于至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積的約250%。在其它實(shí)施例中，馬桶可以進(jìn)一步包括使馬桶能夠使用至少兩種不同的沖洗體積進(jìn)行運(yùn)行的機(jī)構(gòu)。馬桶便池組件可以具有沿橫向于由馬桶便池邊緣限定的平面的方向延伸的縱向軸線，其中主歧管沿基本上橫行于馬桶便池的縱向軸線的方向延伸。本發(fā)明在另一個(gè)實(shí)施例中進(jìn)一步包括具有馬桶便池組件的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，該馬桶便池組件包括與流體源流通的馬桶便池組件進(jìn)口 ；在其中限定用于接收流體的內(nèi)部空間的馬桶便池；沿著馬桶便池的上周邊延伸并限定邊緣通道的邊緣，其中邊緣具有邊緣通道入口端口和至少一個(gè)邊緣通道出口端口，其中邊緣通道入口端口與馬桶便池組件進(jìn)口流通，而該至少一個(gè)邊緣通道出口被配置成使得流經(jīng)邊緣通道的流體可進(jìn)入馬桶便池的內(nèi)部空間中；與污水出口流通的便池出口 ；以及具有入口端口和出口端口的直接進(jìn)給噴嘴，其中直接進(jìn)給噴嘴入口端口與馬桶便池組件進(jìn)口流通用于將流體引入便池內(nèi)部的下部，其中馬桶便池組件配置成使得邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴能夠以持續(xù)增壓的方式將流體引入便池。在較佳實(shí)施例中，這種馬桶是以6. O公升而較佳是4. 8公升的沖洗體積來(lái)實(shí)現(xiàn)上述的流體的增壓引入。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，馬桶便池組件進(jìn)一步包括與馬桶便池組件進(jìn)口流通的能夠接收來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體的主歧管，以及該主歧管還與邊緣通道的入口端口和直接進(jìn)給噴嘴的入口端口流通以將來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體引向邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴，其中主歧管具有橫截面面積(Apm);其中直接進(jìn)給噴嘴具有橫截面面積(A_)，而直接進(jìn)給噴嘴的出口端口具有橫截面面積(Ajtjp);以及其中邊緣通道的入口端口具有橫截面面積(Ahp)，以及至少一個(gè)出口端口具有總橫截面面積(A_)，其中Apm>AJip>AJop(I)Apm>Arip>Arop(II)Αρηι>1· 5 · (AJop+AMp)以及 (III)Arip>2. 5 · Arop。(IV)較佳地，主歧管的橫截面面積是大于或者等于直接進(jìn)給噴嘴出口端口的橫截面面積和該至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積之和的約150 %，而更佳是該邊緣入口端口的橫截面面積是大于或者等于該至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積的約250%。 此外，在上述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶的較佳實(shí)施例中，Apni可以是約3平方英寸至約20平方英寸，更理想是約3. 5平方英寸至約15平方英寸，可以是約2. 5平方英寸至約15平方英寸，更理想是約4平方英寸至約12平方英寸，可以是約O. 6平方英寸至5平方英寸，更理想是約O. 85平方英寸至約3. 5平方英寸，Ahp可以是約I. 5平方英寸至約15平方英寸，更理想是約2平方英寸至12平方英寸，以及Amp可以是約O. 3平方英寸至約5平方英寸，更理想是約O. 4平方英寸至4平方英寸。而且，Apm/(A_+A_)可以是約150%至約2300%，更理想是約150%至約1200%，而Α_/Α_可以是約250%至約5000%，更理想是約250%至約3000%。在某些實(shí)施例中馬桶可以進(jìn)一步包括能夠使馬桶用至少兩種不同的沖洗體積進(jìn)行運(yùn)行的機(jī)構(gòu)。本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中，在具有馬桶便池組件的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶中，該組件包括馬桶便池，直接進(jìn)給噴嘴和限定邊緣通道并具有至少一個(gè)邊緣開口的邊緣，其中流體通過直接進(jìn)給噴嘴和通過至少一個(gè)邊緣開口被引入便池，進(jìn)一步包括一種用于提供能夠以不大于約6. O公升而較佳不大于約4. 8公升的沖洗體積運(yùn)行的馬桶的方法，該方法包括通過馬桶便池組件進(jìn)口引導(dǎo)來(lái)自流體源的流體并引入直接進(jìn)給噴嘴和邊緣通道，以使流體在壓力下從直接進(jìn)給噴嘴和以持續(xù)的增壓方式從至少一個(gè)邊緣開口流入馬桶便池的內(nèi)部，使得在6公升的沖洗體積的沖洗循環(huán)過程中，在沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒，而較佳在約4. 8公升的沖洗循環(huán)過程中也超過3英寸水柱·秒。在較佳實(shí)施例中，在沖洗過程中，對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過5英寸水柱·秒。在較佳實(shí)施例中，馬桶能夠以不大于約4. 8公升的沖洗體積運(yùn)行。在該方法中，馬桶便池組件可以進(jìn)一步包括與馬桶便池組件進(jìn)口流通的主歧管，主歧管能夠接收來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體，主歧管與邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴流通以將流體從便池進(jìn)口引向邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴，其中主歧管具有橫截面面積(Apm);其中直接進(jìn)給噴嘴具有入口端口和出口端口，該入口端口具有橫截面面積(Ajip)，而該出口端口具有橫截面面積(Ajtjp);以及其中邊緣通道具有入口端口以及至少一個(gè)出口端口，該入口端口具有橫截面面積(ΑΗΡ)，該至少一個(gè)出口端口具有總橫截面面積(ΑΜΡ)，其中該方法進(jìn)一步包括配置便池以使得Apm>AJip>AJop(I)
Apm>Arip>Arop(II)Αρηι>1· 5 · (AJop+AMp)以及 (III)Arip>2. 5 · Arop。(IV)在該方法的較佳實(shí)施例中，主歧管的橫截面面積大于或者等于直接進(jìn)給噴嘴出口端口的橫截面面積和該至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積之和的約150%，而更佳的是該邊緣入口端口的橫截面面積是大于或者等于該至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積的約250%。也是在本發(fā)明內(nèi)的是一種具有馬桶便池組件的虹吸式的以重力為動(dòng)力的馬桶，該馬桶便池組件包括與流體源流通的馬桶便池組件進(jìn)口 ；馬桶便池，該馬桶便池具有圍繞其上周邊的并限定邊緣通道的邊緣，該邊緣具有入口端口和至少一個(gè)邊緣出口端口，其中邊緣通道入口端口與馬桶組件進(jìn)口流通；與污水出口流通的便池出口 ；以及與馬桶便池組件進(jìn)口流通以接收來(lái)自流體源的流體和與便池出口流通以排出流體的直接進(jìn)給噴嘴，其中 馬桶能夠以不大于約6. O公升而較佳是不大于約4. 8公升的沖洗體積運(yùn)行，且離開至少一個(gè)邊緣出口端口的水被增壓，以及其中馬桶便池組件進(jìn)一步包括與能夠接收來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體的馬桶便池組件進(jìn)口流通的主歧管，主歧管還與邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴流通以將流體從馬桶便池組件進(jìn)口引向邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴，其中主歧管具有橫截面(Apm);其中直接進(jìn)給噴嘴具有入口端口和出口端口并進(jìn)一步包括在直接進(jìn)給噴嘴入口端口和直接進(jìn)給噴嘴出口端口之間延伸的噴射通道，該入口端口具有橫截面面積(Ajip)而出口端口具有橫截面面積(Ajtjp),以及其中邊緣通道具有入口端口和至少一個(gè)出口端口，該入口端口具有橫截面面積(AHP)，而該至少一個(gè)出口端口具有總橫截面面積(AMP)，其中Apm>AJip>AJop(I)Apm>Arip>Arop(II)Αρηι>1· 5 · (Α_+Α_)以及 (III)Arip>2. 5 · Ar0po(IV)在一個(gè)較佳實(shí)施例中，上述的馬桶能夠提供來(lái)自至少一個(gè)邊緣出口端口以持續(xù)方式增壓一段時(shí)間的流動(dòng)，較佳至少I秒鐘。馬桶還可以能夠基本上在流過直接進(jìn)給噴嘴的同時(shí)提供來(lái)自至少一個(gè)邊緣出口端口的已持續(xù)增壓的流動(dòng)。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，對(duì)于約6公升的沖洗循環(huán)，而較佳對(duì)于約4. 8公升的沖洗循環(huán)，在沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒。在上述馬桶的另外一些較佳實(shí)施例中，Apni是約9平方英寸至約15平方英寸，更佳是約10. 78平方英寸，Ajip是約5平方英寸至約12平方英寸，更佳是約5. 26平方英寸，Ajop是約I平方英寸至約3. 5平方英寸，較佳是I. 10平方英寸。Ahp是約3平方英寸至約12平方英寸，更佳是3. 87平方英寸，以及Amp是約O. 45平方英寸至4平方英寸，更佳是約O. 49平方英寸。此外，Apm/(Arop+Aj()p)是約500%至約1200%，以及ΑΗρ/Α_是約700%至約3000%。從下面的詳細(xì)說明中可容易明了本發(fā)明的種種其它的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，并且本發(fā)明的新穎特點(diǎn)將在所附權(quán)利要求中特別予以指出。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)將可更好地理解上述發(fā)明內(nèi)容以及下面的對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述。為了舉例說明本發(fā)明，在附圖中顯示有目前是較佳的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解到本發(fā)明并不限于所圖示的精確布置和機(jī)構(gòu)。附圖中圖I是用于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的馬桶的馬桶便池組件的縱向剖視圖；圖2是顯示流體流經(jīng)用于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的馬桶的馬桶便池組件的各部分的流程圖；
圖3是圖I的馬桶便池組件的內(nèi)部水室的立體圖；圖4是圖I和圖3的馬桶便池組件的內(nèi)部水室的進(jìn)一步的分解立體圖；圖5是對(duì)于來(lái)自實(shí)例8-12的數(shù)據(jù)的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖不;圖6是在實(shí)例8-12中試驗(yàn)的中心點(diǎn)上，即實(shí)例12在進(jìn)入沖洗循環(huán)I. 2秒時(shí)的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模擬的側(cè)視圖；圖7是對(duì)于實(shí)例8-12的出口的總面積(以平方英寸測(cè)量)對(duì)主歧管的橫截面面積(以平方英寸測(cè)量)的關(guān)系的圖示；圖8是對(duì)于來(lái)自實(shí)例13-17的數(shù)據(jù)的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖不;圖9是在實(shí)例13-17中試驗(yàn)的中心點(diǎn)，實(shí)例17，在進(jìn)入沖洗循環(huán)I. 08秒時(shí)的CFD模擬的側(cè)視圖；圖10是對(duì)于實(shí)例13-17的出口的總面積(以平方英寸測(cè)量)對(duì)主歧管的橫截面面積(以平方英寸測(cè)量)的關(guān)系的圖示；圖11是對(duì)于比較例I的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖示；圖12是對(duì)于比較例2的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖示；圖13是對(duì)于比較例3的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖示；圖14是對(duì)于比較例4的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖示；圖15是對(duì)于比較例5的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖示；圖16是對(duì)于比較例6的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖示；圖17是對(duì)于實(shí)例7的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖示；圖18是實(shí)例18中參考的現(xiàn)有技術(shù)的馬桶的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖示，兩者都以I. 28加侖/每次沖洗；圖19是實(shí)例18中的本發(fā)明的馬桶的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的關(guān)系的圖不;圖20是用于根據(jù)本發(fā)明的另一較大通路實(shí)施例的馬桶的馬桶便池組件的縱向剖視圖；圖21是圖20的實(shí)施例的排污通道的輪廓圖，標(biāo)示出各種截面以評(píng)估排污通道的整體幾何特性；圖22是顯示用于評(píng)估沿在此標(biāo)示為A7的截面上的區(qū)域的圖21的排污通道的幾何特性的縱向和橫向測(cè)量值的剖視圖；圖23是對(duì)于實(shí)例22-24 (每個(gè)根據(jù)表4中提及的條件的一系列平均的沖洗)提及的馬桶并使用4. 8公升/每次沖洗(I. 28加侖/每次沖洗)的沖洗體積的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的圖示；以及
圖24是對(duì)于實(shí)例31-33 (每個(gè)根據(jù)表4中提及的條件的一系列平均的沖洗)提及的馬桶并使用4. 8公升/每次沖洗(I. 28加侖/每次沖洗)的沖洗體積的壓力(以英寸水柱測(cè)量)對(duì)時(shí)間(以秒測(cè)量)的圖示。
具體實(shí)施例方式在此描述的馬桶裝置提供邊緣噴射系統(tǒng)的有利特征以及直接噴射系統(tǒng)的有利特征。馬桶裝置的內(nèi)部的水通道被設(shè)計(jì)成使得離開直接進(jìn)給系統(tǒng)的邊緣的水被增壓。馬桶能夠持續(xù)防止堵塞以符合現(xiàn)今的6. O公升/每次沖洗(I. 6加侖/每次沖洗的馬桶)，同時(shí)仍可以減少的用水提供優(yōu)良的便池清潔。參看圖1，圖中顯示用于以重力作為動(dòng)力的虹吸式馬桶的馬桶便池組件的一個(gè)實(shí)施例。圖中顯示馬桶便池組件而沒有水箱，在圖中馬桶便池組件總的以附圖標(biāo)記10標(biāo)示。然而應(yīng)被理解到，具有如圖所示在此被描述的馬桶便池組件10的任何馬桶都將包含在本
發(fā)明的范圍內(nèi)，以及馬桶便池組件10可以與結(jié)合于管道系統(tǒng)(未圖示)的馬桶水箱(未圖示)或者壁掛沖洗系統(tǒng)連接以形成根據(jù)本發(fā)明的馬桶。因此，具有在此所述的馬桶便池組件的任何馬桶是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，以及用于將流體引入馬桶便池組件進(jìn)口以沖洗馬桶的特性和機(jī)構(gòu)，無(wú)論是水箱或是其它流體源均不重要，因?yàn)槿魏芜@樣的水箱或者水源都可以與在本發(fā)明的馬桶中的馬桶便池組件一起使用。如在下面將較詳細(xì)說明的那樣，具有根據(jù)本發(fā)明的馬桶便池組件的馬桶的較佳實(shí)施例能夠以不大于約每次沖洗6. O公升(I. 6加侖)，較佳是每次沖洗4. 8公升(I. 28加侖)而更理想是每次沖洗3. 8公升(I. O加侖)的沖洗體積提供特別大體積的廢物除去和便池清洗。熟悉本技術(shù)的技術(shù)人員根據(jù)本揭示內(nèi)容應(yīng)理解到能夠以約6. O公升或更小的沖洗體積實(shí)現(xiàn)這些標(biāo)準(zhǔn)，那并不意味馬桶不能以更高的沖洗體積很好地運(yùn)行，而通常確實(shí)可以更高的沖洗體積達(dá)到良好的沖洗能力，然而，這樣的能力意味著可以大范圍的沖洗體積運(yùn)行的馬桶即使在6. O公升、4. 8公升或更小的較低沖洗體積時(shí)仍能夠達(dá)到有利地除去廢物和清洗便池，以滿足苛刻的水保護(hù)要求。如圖I中所示，馬桶便池組件10包括排污通道12和配置成可在其中限定邊緣通道16的邊緣14。邊緣通道具有在其中的至少一個(gè)出口 18以將流體，例如沖洗水從邊緣通道16內(nèi)引入便池。該組件包括底部的集水坑部分22。直接進(jìn)給噴嘴24 (如在圖3和圖4中最清楚顯示)包括在直接進(jìn)給噴嘴入口端口 28和直接進(jìn)給噴嘴出口端口 30之間延伸的噴射通道或者通路26。如圖所示，存在兩個(gè)這樣的通道26，兩個(gè)通道延伸成在整體結(jié)構(gòu)內(nèi)圍繞便池20向外彎曲。通道饋送入單個(gè)的直接進(jìn)給噴嘴出口端口 30，然而，根據(jù)本揭示內(nèi)容應(yīng)理解到可以提供多于一個(gè)的這樣的直接進(jìn)給噴嘴出口端口，每個(gè)設(shè)在通道26的末端或者在多個(gè)這樣的通道的末端。然而，較理想是使噴射流動(dòng)從雙通道如圖示那樣集中流入單個(gè)直接進(jìn)給噴嘴出口端口 30。馬桶組件具有出口 32，出口 32也是向著排污通道12的總?cè)肟?。排污通?2如圖所示那樣彎曲以提供在沖洗時(shí)的虹吸抽取并排入污水出口 34。馬桶便池組件10還具有馬桶便池組件進(jìn)口 36，該進(jìn)口是與流體源(未圖示)流通，該流體源例如是來(lái)自水箱(未圖示)、壁掛沖洗裝置等的沖洗水，每一種流體源提供流體，例如來(lái)自城市的或者其它的流體供給源的水，包括本技術(shù)領(lǐng)域?yàn)榇蠹抑赖母鞣N沖洗閥。如果水箱存在，水箱可以在馬桶便池組件的后部上面連接到馬桶便池組件進(jìn)口 36上?；蛘撸淇梢耘c馬桶便池組件10的主體成整體，只要它位于馬桶便池組件進(jìn)口 36之上即可。這樣一種水箱可容納水用于啟動(dòng)虹吸作用以將水從便池抽取到污水管道，而且閥機(jī)構(gòu)用于在沖洗循環(huán)之后用新的水再充填便池。任何這樣的閥或者沖洗機(jī)構(gòu)都適合與本發(fā)明一起使用。本發(fā)明還能夠與各種雙路或者多路沖洗機(jī)構(gòu)一起使用。因此根據(jù)本揭示內(nèi)容熟悉本技術(shù)的人員應(yīng)理解到能夠啟動(dòng)沖洗的虹吸管并將水引入進(jìn)口 36的與水源流通的任何水箱、沖洗機(jī)構(gòu)等，包括提供為本技術(shù)領(lǐng)域所知的和在未來(lái)日子要被開發(fā)的雙路和多路沖洗的那些機(jī)構(gòu)，都可以與本發(fā)明的馬桶便池組件一起使用，條件是這樣的機(jī)構(gòu)可以將流體提供給便池組件并與邊緣通道的入口和直接進(jìn)給噴嘴的入口流通。進(jìn)口 36允許流體由流體的進(jìn)口流通到直接進(jìn)給噴嘴24和邊緣通道16。較佳地，流體首先從進(jìn)口 36流過主歧管38，流動(dòng)由主歧管分成進(jìn)入直接進(jìn)給噴嘴入口端口 28的第一流動(dòng)和進(jìn)入入口 40再進(jìn)入邊緣通道16中的第二流動(dòng)。從流體直接進(jìn)給噴嘴入口端口 28流入噴射通道26并最后流過直接進(jìn)給噴嘴出口端口 30。流體從邊緣通道的入口 40較佳地沿兩個(gè)方向(或者馬桶便池組件也可以被形成使得僅沿一個(gè)方向流動(dòng))流過邊緣通道并通過至少一個(gè)而較佳是多個(gè)的邊緣出口端口 18流出。雖然邊緣出口端口可以各種橫截面形狀(圓形、正方形、橢圓形、三角形、裂縫狀等形狀)配置，但為了制造方便這些端口的橫截面較佳的是大致圓形物，而更佳的是大致圓形。·在包括本文描述的馬桶便池組件的本發(fā)明的馬桶中，沖洗水從例如水箱(未圖示)通過馬桶便池組件進(jìn)口 36流入馬桶便池20，而較佳是流入主歧管38。在主歧管的離開進(jìn)口 36最遠(yuǎn)的末端42上，水被分開。水的第一流動(dòng)，如上所述是流經(jīng)直接進(jìn)給噴嘴24的入口 28并流入噴射通道26。第二或剩下的流動(dòng),如上所述是通過邊緣入口端口 40流入邊緣通道16。在直接進(jìn)給噴射通道26中的水流向在集水坑22中的噴射出口端口 30并將強(qiáng)勁的已增壓的水流射向便池的出口，該便池的出口也是排污通道開口 32。這個(gè)強(qiáng)勁的已增壓的水流能夠迅速啟動(dòng)在排污通道12中的虹吸管以將便池和其內(nèi)容物排泄到與污水出口 34連通的污水管道。流經(jīng)邊緣通道16的水使強(qiáng)勁的已增壓的水流離開各個(gè)邊緣出口端口 18以在沖洗循環(huán)過程中用于清洗便池。在圖2中，其中直接進(jìn)給噴射的馬桶的液壓通路的較佳的主要特點(diǎn)在流程圖中予以解釋。水通過沖洗閥46的出口和便池進(jìn)口 36從水箱44流入馬桶便池組件10的主歧管。主歧管38然后將水分成兩股或更多股的水流一股通過直接進(jìn)給噴嘴入口端口 28流入噴射通道24，而另一股通過邊緣入口端口 40流入邊緣通道16。水從邊緣通道流經(jīng)邊緣出口端口 18并進(jìn)入馬桶的便池20。水從噴射通道26流經(jīng)直接進(jìn)給噴嘴出口端口 30并與來(lái)自邊緣通道16的水又聚集在馬桶的便池20中。該重新混合的水流通過在其進(jìn)程中的排污通道12離開便池到污水出口 34和排水管道。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的直接進(jìn)給噴射馬桶的內(nèi)部水通道的立體圖。主歧管38、噴射通道24和限定通道的邊緣14在圖中顯示為一種具有排污通道12的設(shè)計(jì)，其中部件是以部分?jǐn)嚅_的視圖示出，其中部件被斷開一個(gè)為集水坑22長(zhǎng)度的距離。在圖4中，主歧管38、噴射通道24、以及邊緣14是分開的并以分解立體圖示出，以便更好顯示邊緣入口端口 40和直接進(jìn)給噴嘴入口端口 28。在圖1、3和4中所示的本發(fā)明的該實(shí)施例中，主歧管、噴射通道和邊緣通道是形成為連續(xù)的室。在其它實(shí)施例中，它們可以被形成為分開的室，并在制造過程中開有孔以構(gòu)成邊緣入口端口和噴射入口端口。圖20中顯示另一個(gè)實(shí)施例,標(biāo)示為馬桶組件110。所有被顯示的標(biāo)號(hào)表示圖I中所示的馬桶組件10的實(shí)施例的類似的部分。如圖20所示，主歧管138呈現(xiàn)為用于將水輸送給噴嘴和邊緣的大開口，以適應(yīng)較大的沖洗閥和通過閥開口的較大的沖洗體積，并示出用于具有較大的總尺寸的馬桶組件的較大的排污通道112。因此，雖然在此所示的實(shí)施例可以各種尺寸配置，但較小的整體設(shè)計(jì)一般會(huì)采用較小的開口和主歧管以引導(dǎo)流體，例如2英寸沖洗閥，而較大的整體設(shè)計(jì)可以采用3英寸沖洗閥。因此，尺寸如在此所提到的可以改變。如圖21所示，各種標(biāo)準(zhǔn)的排污通道也可以與圖I或圖20的實(shí)施例一起使用。雖然大部分標(biāo)準(zhǔn)的排污通道被預(yù)計(jì)沿它們的路徑是相當(dāng)恒定的，排污通道在沿其路徑的任何特定橫截面上的直徑或者寬度當(dāng)其轉(zhuǎn)彎時(shí)可以是變化的，并且排污通道形狀被設(shè)計(jì)成適應(yīng)如本文的背景技術(shù)部分所述的虹吸作用，并且在本發(fā)明的情況下還與噴嘴和經(jīng)增壓的邊緣共同工作。在尺寸形成為如圖20所示一般更大的實(shí)施例的排污通道中的典型的變化的實(shí)例在圖21中予以示出。在圖21中所示的排污通道112具有如通過沿圖21中所示的標(biāo)示為區(qū)域A1、A2、A3、A4、A5、A6和A7的區(qū)域截面的形狀和尺寸的變化所圖示那樣的沿路徑變化的測(cè)量值。由于在排污通道向污水排管連接的形狀變化，該截面例如截面A7的面積的近似值通常是用橫向尺寸Dl和縱向尺寸LI計(jì)算，如圖22中所示。 還應(yīng)理解到被用在本發(fā)明的馬桶便池組件中的實(shí)際幾何形狀和尺寸可以改變的，但較佳是仍保持圖2中所勾畫的基本流動(dòng)路徑。例如，直接噴射入口端口可以引入圍繞便池的一側(cè)不對(duì)稱行進(jìn)的一個(gè)單噴射通道中?；蛘咚梢砸雵@便池的兩側(cè)對(duì)稱或不對(duì)稱行進(jìn)的兩個(gè)雙噴射通道中。噴射通道、邊緣通道、主歧管等行進(jìn)的實(shí)際路徑可以在三維上改變。各種直接進(jìn)給噴射馬桶的所有可能的置換都可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)被使用。然而，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過控制指定的室和通道的橫截面面積和/或體積，可以提供具有根據(jù)本發(fā)明的馬桶便池組件的馬桶，該馬桶具有在小的沖洗體積時(shí)的特別的液壓性能，結(jié)合有各種現(xiàn)有技術(shù)的邊緣進(jìn)給噴射設(shè)計(jì)的便池清洗能力，同時(shí)還提供各種直接進(jìn)給噴射設(shè)計(jì)的大體積除去能力。在直接噴射馬桶中邊緣的增壓提供上述的便池清洗優(yōu)點(diǎn)，但發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)邊緣的增壓還能夠使高性能的適用范圍擴(kuò)及到非常小的沖洗體積而不要求在排污通道的橫截面面積方面作出主要犧牲。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使邊緣增壓對(duì)液壓性能具有雙重的影響。首先，離開邊緣孔的經(jīng)增壓的水具有更大的速度，更大的水速又給予粘附在馬桶便池上的廢物更大的剪切力。這樣，更少的水可以被分到邊緣而更多的水可以被分到噴嘴。其次，當(dāng)邊緣增壓時(shí)，邊緣增壓將升高的背壓施加到邊緣入口端口上，進(jìn)而增大噴射水的動(dòng)力和持續(xù)時(shí)間。這兩個(gè)因素結(jié)合提供更久和更強(qiáng)的噴射流動(dòng)，從而允許馬桶的設(shè)計(jì)者選擇使用具有較大體積而不會(huì)減小虹吸抽取能力的排污通道。因此，使邊緣增壓不僅提供較強(qiáng)大的邊緣沖洗，而且還提供更強(qiáng)大的噴射，使能夠通過減少?zèng)_洗邊緣所需要的水來(lái)減少耗水量，并且能夠在小的沖洗體積時(shí)使用較大的排污通道而沒有虹吸抽取損失。實(shí)現(xiàn)上述的優(yōu)點(diǎn)和提供每次沖洗不大于約6. O公升(每次沖洗I. 6加侖)且較佳是每次沖洗不大于約4. 8公升(I. 28每次沖洗加侖)的沖洗體積的優(yōu)異馬桶性能的能力通常依靠同時(shí)地增壓邊緣通道16和直接噴射通道24以使經(jīng)增壓的強(qiáng)大水流通常同時(shí)從噴射出口端口 30和邊緣出口端口 18流出。如在此所使用的，“通常同時(shí)的”流動(dòng)和增壓意思是通過邊緣和直接噴射通道流動(dòng)的每個(gè)經(jīng)增壓的流動(dòng)發(fā)生至少一部分時(shí)間，在這部分時(shí)間是它們同時(shí)發(fā)生，然而，對(duì)流向邊緣和噴射通道的具體的開始和結(jié)束的時(shí)間是可以稍微變化的。即，在增壓流動(dòng)中，通過噴嘴的流動(dòng)可以在與通過邊緣通道出口的水進(jìn)入不同的時(shí)間直接朝噴射通道向下行進(jìn)并流出噴射出口端口和進(jìn)入集水坑區(qū)域，并且這些流動(dòng)之一可以在其它的流動(dòng)之前停止，但沖洗循環(huán)的至少一部分中，流動(dòng)是同時(shí)發(fā)生的。邊緣通道16和直接噴射通道24的增壓較佳地是通過以關(guān)系(I)-(IV)維持相對(duì)橫截面面積來(lái)達(dá)到Apm>AJip>AJop(I)Apm>Arip>Arop(II)Αρηι>1· 5 · (AJop+A_)以及 (III) Arip>2. 5 · Arop(IV)其中Apni是主歧管，例如主歧管38的橫截面面積，Ajip是噴射入口端口例如直接進(jìn)給噴嘴入口端口 28的橫截面面積，Arip是邊緣入口端口例如邊緣入口端口 40的橫截面面積，Ajtjp是噴射出口端口例如直接進(jìn)給噴嘴出口端口 30的橫截面面積，以及Arop是邊緣出口端口例如邊緣出口端口 18的橫截面面積。使水通道的幾何特性維持在這些參數(shù)內(nèi)允許馬桶通過在水箱中的重力水頭得到的勢(shì)能達(dá)到最大值，這在減小的水體積被用于沖洗循環(huán)時(shí)變得非常關(guān)鍵。此外，在直接進(jìn)給噴射馬桶中，使水通道的幾何特性維持在這些參數(shù)內(nèi)能夠使邊緣通道和噴射通道基本上同時(shí)地增壓，從而使在大體積除去和便池清洗兩方面的性能達(dá)到最大值。如為了評(píng)估這些關(guān)系在此所測(cè)量的，所有的面積參數(shù)是意指進(jìn)口 /出口面積之和。例如，因?yàn)檩^佳地有多個(gè)的邊緣出口端口，這些邊緣出口端口的面積是所有每個(gè)出口的單獨(dú)面積之和。類似地，如果使用多路的噴嘴流動(dòng)通道或者出口 /入口，則噴嘴進(jìn)口面積或者噴射出口端口面積分別是所有噴射入口端口的面積和所有噴射出口端口的面積之和。關(guān)于關(guān)系(III)和(IV),雖然這些關(guān)系提供關(guān)于王歧管對(duì)邊緣入口端口和直接進(jìn)給出口的面積之和的比值和邊緣進(jìn)口對(duì)邊緣出口端口的比值的通常最小值，但應(yīng)理解到這樣的比值可以達(dá)到最大，但在該情形中例如在此所述的那些收益并不能容易實(shí)現(xiàn)。同樣存在這樣的比值數(shù)值，在這樣的情形中性能很可能是最有利的。因此較理想是，關(guān)于關(guān)系(III)，主歧管的面積對(duì)邊緣入口端口和直接進(jìn)給噴嘴入口端口的面積之和的比值是約150%至約2300%，而更佳是約150%至約1200%。同樣是較佳的是。關(guān)于關(guān)系(IV)，邊緣入口端口對(duì)邊緣出口端口的面積比值是約250%至約5000%，而更佳是約250%至約3000%?？梢詽M足這樣的參數(shù)的面積的代表性實(shí)例在下面表I中示出。表I
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噴射通道的橫截面面積kic和邊緣通道的橫截面面積Arc也具有重要性但不是與上面關(guān)系(I)-(IV)中所述的因素同樣的重要?？傊?，噴射通道的尺寸設(shè)計(jì)得要使橫截面面積的范圍處于Ajip和Ajtjp之間。然而，在實(shí)際中，噴射通道總是至少部分地充滿水，這使得噴射通道的橫截面面積的上邊界值稍微小于臨界值。然而，明顯存在一個(gè)點(diǎn)，在此點(diǎn)上噴射通道變得太狹窄或者太擴(kuò)張。邊緣通道的橫截面面積重要性也較小，因?yàn)檫吘壴跊_洗循環(huán)過程中并不要被完全充滿。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模擬清楚顯示水沿著邊緣通道的下壁漂浮，并且當(dāng)所有的邊緣出口端口變成被充滿時(shí)，壓力開始在水層之上的空氣中建立。增大邊緣的尺寸因此會(huì)按比例地減小邊緣壓力。但是在美學(xué)上可接受的馬桶邊緣的預(yù)期范圍內(nèi)該影響可能會(huì)是較小的。當(dāng)然也存在下限值，在該下限值邊緣的橫截面面積變得太狹窄。在最小值時(shí)，邊緣通道的橫截面面積應(yīng)超過邊緣出口端口的總面積。在此的各種實(shí)施例中，根據(jù)上述的參數(shù)，馬桶可以被構(gòu)造成具有不同的設(shè)計(jì)和通路。馬桶可以被構(gòu)造成具有較大的沖洗閥開口、主歧管和排污通道并造成較大的例如如圖20中所示的整體液壓通路，以及具有如在圖I中所示實(shí)施例中所顯示的各種尺寸，但落入上述較佳的關(guān)系和較佳的參數(shù)范圍，并提供本發(fā)明的好處以有助于改善各種各樣尺寸的性能，包括更傳統(tǒng)的更大的液壓通路馬桶。特別的好處是在本發(fā)明范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)上的變化提·供在小沖洗體積，例如每次沖洗不大于約6. O公升或者更佳是每次沖洗不大于約4. 8公升時(shí)的高水平的沖洗性能。這樣的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)快速和強(qiáng)勁的沖洗，同時(shí)結(jié)合有增壓的邊緣和保護(hù)水的好處。表2和圖20-22示出用于更大尺寸實(shí)施例以及更大直徑的歧管和排污通道構(gòu)造的較佳實(shí)例的參數(shù)。在圖20中，一個(gè)實(shí)例的較佳實(shí)施例顯示一般橫截面面積如下朝便池的進(jìn)口 136(4567mm2)，歧管138(6952mm2)，直接進(jìn)給噴嘴入口端口 128(3394mm2)，直接進(jìn)給噴嘴出口端口 130 (710mm2)，邊緣通道入口端口 140 (2498mm2)，邊緣通道出口 118 (316mm2)。表2
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__A_ _____這樣一種設(shè)計(jì)結(jié)合從水箱進(jìn)入組件的通常大的開口(例如3英寸沖洗閥開口)、通常大的歧管和通常大的排污通道直徑、以及本發(fā)明的噴嘴和經(jīng)增壓的邊緣以提供強(qiáng)勁的沖洗，其中，在小沖洗體積，例如在每次沖洗約6. O公升而較佳是每次沖洗約4. 8公升時(shí)，具有極佳的用于清潔的邊緣壓力。在較大幾何尺寸中的這樣一種沖洗通?？梢蕴峁┍雀鶕?jù)本發(fā)明使用整體較小幾何尺寸的通路達(dá)到更快速的沖洗，使用整體較小幾何尺寸包括使用較小的排污通道、較小的向著組件的開口和較小的歧管，然而，達(dá)到的高性能是對(duì)只是直接進(jìn)給和邊緣沒有任何增壓的可比的幾何尺寸的馬桶的改進(jìn)。這就說明各種各樣的液壓通路可以在上述的關(guān)系和參數(shù)內(nèi)被設(shè)計(jì)，同時(shí)達(dá)到在小沖洗體積時(shí)極佳的最大流速、時(shí)間和在本文中別處所述的其它的參數(shù)。除了上面的四個(gè)關(guān)系外，某些其它的幾何細(xì)節(jié)與實(shí)現(xiàn)本發(fā)明范圍內(nèi)的更佳的結(jié)果有關(guān)。例如，如上所述并根據(jù)圖20和21，沿著排污通道的總測(cè)量值也可以改變而可有助于沖洗的動(dòng)力或速度，甚至通常提供具有上述的在比值和范圍內(nèi)的參數(shù)的設(shè)計(jì)，只要產(chǎn)生對(duì)于沒有這樣的參數(shù)和沒有結(jié)合直接進(jìn)給噴嘴的增壓邊緣的設(shè)計(jì)來(lái)說是改進(jìn)的沖洗。圖20顯示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，而圖21圖示說明具有截面Al — A7的排污通道。這些測(cè)量值具有通常較大的排污通道尺寸，并基于在Al處的2. 44英寸(62_)的圓的直徑、在A2處的2. 40英寸(61mm)的圓的直徑、在A3處的2. 17英寸(55mm)的圓的直徑、在A4和A5處2. 13英寸(54mm)的圓的直徑、在A6和A7每一處的2. 17英寸(參數(shù)Dl) x2. 28英寸(參數(shù)LI)(55mmx58mm)，其中圖22圖示說明采用截面A7的尺寸Dl和LI，而一個(gè)實(shí)例是顯示具有例如55mm Dl 的和 58mm 的 LI。
這樣的尺寸是僅僅是一些實(shí)例，但說明排污通道不是恒定的而是可以各種整體尺寸構(gòu)造，但如本技術(shù)領(lǐng)域中為大家所知，其幾何尺寸在大部分的馬桶組件設(shè)計(jì)中可能影響整體性能。只要它們不是過度狹窄，這樣的變化在本發(fā)明內(nèi)在提供在較小的沖洗體積時(shí)的設(shè)計(jì)仍很好起作用，對(duì)沒有較佳的發(fā)明的參數(shù)和關(guān)系和/或沒有結(jié)合增壓的邊緣和直接進(jìn)給噴嘴的馬桶來(lái)說，這樣的設(shè)計(jì)具有改進(jìn)的流動(dòng)和高性能特點(diǎn)。一般來(lái)說，所有的水通道和端口應(yīng)較佳地設(shè)計(jì)成避免流動(dòng)中的不必要的收縮。收縮可能是由于通道或者端口的過分變窄或者通過過多的彎曲、角度或者在流動(dòng)路徑方向上的其它改變而出現(xiàn)的。例如，噴射通道可以具有在要求的范圍內(nèi)的橫截面面積，但如果它急劇轉(zhuǎn)彎，由于方向改變所產(chǎn)生的紊流能量會(huì)損失掉?；蛘撸瑖娮斓钠骄鶛M截面面積可能是在所要求的范圍內(nèi)，但如果噴嘴在橫截面面積方面改變以呈現(xiàn)收縮或者大的開口，則它將會(huì)減損性能。此外，通道應(yīng)被設(shè)計(jì)成可使充滿它們所需的體積最小化而不會(huì)過度收縮水的流動(dòng)。而且，在端口遭遇流水處的角度能對(duì)端口的有效橫截面面積具有影響。例如，如果邊緣入口端口設(shè)置在平行于水的流動(dòng)路徑的位置上，則較少的水將進(jìn)入該入口，該進(jìn)入入口的水要比如果相等橫截面面積的入口垂直于流動(dòng)方向設(shè)置的水要少。同樣，通過馬桶的液壓通道的主要的水流是向下的。被設(shè)置在朝水流的向下方向上的端口與被設(shè)置在向上方向上的端口相比會(huì)具有較大的有效面積。在實(shí)際中，根據(jù)本發(fā)明的高性能、少用水的馬桶可以用本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉的標(biāo)準(zhǔn)的制造技術(shù)容易地予以制造。主歧管、噴射入口端口、邊緣入口端口、邊緣通道、噴射通道、噴射出口端口、以及邊緣出口端口的幾何尺寸和橫截面面積可以由用于粉漿澆鑄的模具的幾何尺寸或者用手使用量規(guī)或模板精確切割來(lái)控制。本發(fā)明現(xiàn)將通過以下的非限制的實(shí)例和比較例予以說明。實(shí)例在此提供實(shí)例論證本發(fā)明的效用但并不是要限制本發(fā)明的范圍。這些實(shí)例中的數(shù)據(jù)在表3和4中予以總結(jié)。在所有的隨后的實(shí)例中，比較的馬桶和發(fā)明的馬桶的幾個(gè)幾何形狀尺寸將被呈現(xiàn)和討論。幾何因素如下定義和測(cè)量“沖洗閥出口的面積”:這是通過測(cè)量沖洗閥最底部部分的內(nèi)徑計(jì)算得到，水通過該最底部部分離開并進(jìn)入主歧管?！爸髌绻艿臋M截面面積”:這是根據(jù)在離開便池進(jìn)口邊緣下游2英寸(5. 08厘米)的距離處的馬桶的主歧管的橫截面面積測(cè)量得到。馬桶在該區(qū)域被剖切，且該橫截面的幾何尺寸是通過與O. 10平方英寸(O. 254平方厘米)的網(wǎng)格比較測(cè)量得到?！皣娚淙肟诙丝诿娣e”:這是根據(jù)剛好在水進(jìn)入噴射通道前的通道橫截面面積定義的。在一些馬桶設(shè)計(jì)中，這個(gè)端口是根據(jù)在噴射通路和邊緣通路之間的手工切割或者沖孔限定的。在其它的設(shè)計(jì)中，例如在圖I和3中所示的，通路更流暢而從主歧管到噴射通道的過渡較少突變。在這種情況下，噴射入口端口被認(rèn)為是在主歧管和噴射通道之間的合理的過渡點(diǎn)，如圖4所示?！斑吘壢肟诙丝诿娣e”這是根據(jù)流動(dòng)路徑在主歧管和邊緣通道之間的過渡點(diǎn)處的橫截面面積定義的。在一些馬桶設(shè)計(jì)中，這個(gè)端口是根據(jù)在噴射通路和邊緣通路之間手工 切割或者沖孔很好限定。在其它設(shè)計(jì)中，例如在圖I和3中所示的，通路更流暢而從主歧管到邊緣通道的過渡較少突變。在這種情況下，邊緣入口端口被認(rèn)為是在主歧管和邊緣通道之間的合理的過渡點(diǎn)，如圖4中所示?！皣娚涑隹诙丝诿娣e”這是通過形成噴孔的粘土印記和將它與具有O. 10英寸(O. 254厘米)截面的網(wǎng)格比較被測(cè)量的?！斑吘壋隹诙丝诿娣e”這是通過測(cè)量邊緣孔的直徑乘以對(duì)各給定直徑的孔的數(shù)目計(jì)算的?！凹芋w積”:這是在溢出堰前可以注入馬桶便池的最大水量。該最大水量包括便池本身體積以及在由該堰確定的平衡水位之下的噴射通道和排污通道的體積?！芭盼弁ǖ乐睆健?這是由穿過排污通道的球體測(cè)定的，該球體直徑以1/16英寸遞增?？赏ㄟ^排污通道的整個(gè)長(zhǎng)度的最大球體定義為排污通道的直徑?！芭盼弁ǖ荔w積”:這是在集水坑中的進(jìn)口到在污水排出管處的出口的排污通道整個(gè)長(zhǎng)度的體積。該體積是通過堵塞排污通道的出口和用水充滿整個(gè)排污通道的整個(gè)長(zhǎng)度直到水倒退到排污通道進(jìn)口測(cè)定的。在充水過程中必需改變便池的位置以確保水流經(jīng)并充滿整個(gè)室?！白畲罅魉佟?這是通過啟動(dòng)整個(gè)馬桶裝置的沖洗循環(huán)并收集從馬桶的出口排入被放置在數(shù)字天平上的容器的水測(cè)定的。天平被連接于具有數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，每O. 05秒記錄容器中的質(zhì)量。該最大流速是根據(jù)質(zhì)量對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)(dm/dt)來(lái)確定的?！白畲罅髁繒r(shí)間”:這是根據(jù)在沖洗循環(huán)的開始和最大流速發(fā)生之間的時(shí)間伴隨最大流速測(cè)量計(jì)算得到?！斑吘墘毫Α?這是通過在馬桶邊緣在9點(diǎn)鐘位置的頂部鉆孔來(lái)測(cè)定，考慮邊緣入口端口的位置是在12點(diǎn)鐘位置。在這個(gè)孔和商標(biāo)為的Pace Scientific 型號(hào)為P300-10〃D的壓力傳感器之間形成氣密連接。傳感器連接于數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)并在沖洗循環(huán)過程中以O(shè). 005秒間隔時(shí)間記錄壓力讀數(shù)。這些數(shù)據(jù)通過對(duì)以O(shè). 040秒間隔時(shí)間產(chǎn)生的8個(gè)連續(xù)讀數(shù)求平均值順利獲得。還利用CFD模擬來(lái)對(duì)各種試驗(yàn)的馬桶幾何尺寸計(jì)算整個(gè)沖洗循環(huán)的邊緣壓力。用于CFD模擬的壓力計(jì)算的間隔時(shí)間也是O. 040秒?！氨愠貨_刷”這是通過將由兩份味噌與一份水混合制成的均勻涂層涂到便池的內(nèi)部測(cè)定的。該材料允許在沖洗馬桶前干燥3分鐘時(shí)間以評(píng)價(jià)其便池清洗能力。部分?jǐn)?shù)量的“便池沖刷分?jǐn)?shù)”是使用以下等級(jí)給出5-全部的試驗(yàn)介質(zhì)在一次沖洗中完全被從便池表面沖刷走。4-在一次沖洗后在便池表面上小于I平方英寸的總面積未洗掉，而通過第二次沖洗完全被除去。3-在一次沖洗后在便池表面上大于I平方英寸的總面積未洗掉，而通過第二次沖洗完全被除去。
2-在兩次沖洗后在便池表面上小于1/2平方英寸的總面積未洗掉。I-在兩次沖洗后在便池表面上大于1/2平方英寸的面積未洗掉。O-在三次沖洗后在便池表面上大于1/2平方英寸的面積未洗掉?！八鋲侯^”指示從水箱的底部到水位線測(cè)量到的在水箱中水的高度。實(shí)例I (比較的)一種市場(chǎng)上可買到的具有對(duì)稱的雙重直接進(jìn)給噴嘴的每次沖洗I. 6加侖的馬桶經(jīng)受幾何形狀和性能的分析。該馬桶是代表許多在市場(chǎng)上可買到的直接進(jìn)給噴嘴的馬桶，在該馬桶中關(guān)于大體積除去的性能非常好，在MaP測(cè)試(Venux 咨詢股份有限公司，MaP08年11月第13版，Mississauga, ON, Canada)時(shí)沖洗超過1，000克,但被引向邊緣用于便池清洗的最少的水未被增壓。圖11顯示在沖洗循環(huán)中在邊緣上的被記錄到的壓力圖。由于動(dòng)力波動(dòng)沒有觀察到任何持續(xù)的壓力，僅僅只有小的峰值。壓力-時(shí)間曲線的積分值是
O.19英寸水柱·秒，表明幾乎完全沒有增壓。在表3中，對(duì)于沒有邊緣增壓的原因是顯而易見的。該馬桶未能滿足在本發(fā)明中所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，最為顯著是在該馬桶中邊緣出口端口面積實(shí)際上大于邊緣入口端口面積，而不是如在此教導(dǎo)的兩倍大或者更大。對(duì)于邊緣出口端口面積和噴射出口端口面積的組合尺寸來(lái)說，主歧管的橫截面面積也是太小。在以每次沖洗I. 6加侖的便池沖洗試驗(yàn)時(shí)該馬桶獲得4分。為評(píng)價(jià)在小的水體積時(shí)沖洗的能力，使水箱中的水位逐漸下降直到馬桶不能始終以I. 17加侖虹吸抽取。在I. 17加侖時(shí)便池沖洗分?jǐn)?shù)減小到3。實(shí)例2 (比較的)一種市場(chǎng)上可買到的具有單一的直接進(jìn)給噴嘴的每次沖洗I. 6加侖的馬桶經(jīng)受幾何形狀和性能的分析。該馬桶是代表許多在市場(chǎng)上可買到的直接進(jìn)給噴嘴的馬桶，在該馬桶中關(guān)于大體積除去的性能非常好，在MaP測(cè)試(Veritee⑩咨詢股份有限公司，MaP 08年11月第13版,Mississauga, ON, Canada)時(shí)沖洗超過I，000克,但被引向邊緣用于便池清洗的最少的水未被增壓。圖12顯示在沖洗循環(huán)中在邊緣上的被記錄到的壓力圖。由于動(dòng)力波動(dòng)沒有觀察到任何持續(xù)的壓力，僅僅是基準(zhǔn)線之上的非常微弱的信號(hào)。壓力一時(shí)間曲線的積分值是O. 13英寸水柱·秒，表明幾乎完全沒有增壓。在表3中，對(duì)于沒有邊緣增壓的原因是顯而易見的。該馬桶未能滿足在本發(fā)明中所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，邊緣入口端口面積是小于邊兩倍緣出口面積。對(duì)于邊緣出口端口面積和噴射出口端口面積的組合尺寸來(lái)說，主歧管的橫截面面積也是太小。在以每次沖洗I. 6加侖的便池沖洗試驗(yàn)時(shí)該馬桶獲得5分。為評(píng)價(jià)在小的水體積時(shí)沖洗的能力，使水箱中的水位逐漸下降直到馬桶不能始終以I. 33加侖虹吸抽取。在I. 33加侖時(shí)便池沖洗分?jǐn)?shù)減小到I。
實(shí)例3 (比較的)—種市場(chǎng)上可買到的具有對(duì)稱的雙重直接進(jìn)給噴嘴的每次沖洗I. 6加侖的馬桶經(jīng)受幾何形狀和性能的分析。該馬桶是代表許多在市場(chǎng)上可買到的直接進(jìn)給噴嘴的馬桶，在該馬桶中，關(guān)于大體積除去的性能非常好，在MaP測(cè)試(Veritee⑩咨詢股份有限公司，MaP08年11月第13版，Mississauga, ON, Canada)時(shí)沖洗超過1，000克,但被引向邊緣用于便池清洗的最少的水未被很好增壓。圖13顯示在沖洗循環(huán)中在邊緣上的被記錄到的壓力圖。微弱的、不穩(wěn)定的信號(hào)被檢測(cè)到，但持續(xù)至少I秒的最大壓力僅僅是O. 2英寸水柱。壓力一時(shí)間曲線的積分值是I. 58英寸水柱·秒，表明最小的和無(wú)效的增壓。在表3中，對(duì)于沒有邊緣增壓的原因是顯而易見的。邊緣入口端口面積是小于兩倍邊緣出口端口面積。在以每次沖洗I. 6加侖的便池沖洗試驗(yàn)時(shí)該馬桶獲得5分。為評(píng)價(jià)在小的水體積時(shí)沖洗的能力，使在水箱中的水位逐漸下降直到馬桶不能始終以I. 31加侖虹吸抽取。在
I.31加侖時(shí)便池沖洗分?jǐn)?shù)減小到I。實(shí)例4 (比較的)一種市場(chǎng)上可買到的具有對(duì)稱的雙重直接進(jìn)給噴嘴的每次沖洗I. 6加侖的馬桶經(jīng)受幾何形狀和性能的分析。該馬桶是代表許多在市場(chǎng)上可買到的直接進(jìn)給噴嘴的馬桶，其中，關(guān)于大體積除去的性能非常好，在MaP測(cè)試(Veritec 咨詢股份有限公司，MaP 08年11月第13版,Mississauga, ON, Canada)時(shí)沖洗超過I，000克,但被引向邊緣用于便池清洗的最少的水未被增壓。圖14顯示在沖洗循環(huán)中在邊緣上的被記錄到的壓力圖。由于動(dòng)力波動(dòng)沒有觀察到任何持續(xù)的壓力，僅僅是基準(zhǔn)線之上的非常微弱的信號(hào)。壓力一時(shí)間曲線的積分值是O. 15英寸水柱·秒，表明幾乎完全沒有增壓。在表3中，對(duì)于沒有邊緣增壓的原因是顯而易見的。邊緣入口端口面積是小于兩倍邊緣出口端口面積。此外，邊緣入口端口幾乎平行于流動(dòng)方向設(shè)置，這大大減小其有效的橫截面面積。在以每次沖洗I. 6加侖的便池沖洗試驗(yàn)時(shí)該馬桶獲得5分。為評(píng)價(jià)在小的水體積時(shí)沖洗的能力，使在水箱中的水位逐漸下降直到馬桶不能始終以I. 31加侖虹吸抽取。在
I.31加侖時(shí)便池沖洗分?jǐn)?shù)減小到4。實(shí)例5 (比較的)一種市場(chǎng)上可買到的具有對(duì)稱的雙重直接進(jìn)給噴嘴的每次沖洗I. 6加侖的馬桶經(jīng)受幾何形狀和性能的分析。該馬桶是代表許多在市場(chǎng)上可買到的直接進(jìn)給噴嘴的馬桶，在該馬桶中關(guān)于大體積除去的性能非常好，在MaP測(cè)試(Veritee 咨詢股份有限公司，MaP08年11月第13版，Mississauga, ON, Canada)時(shí)沖洗超過800克,但被引向邊緣用于便池清洗的最少的水未以持續(xù)的方式被增壓。圖15顯示在沖洗循環(huán)過程中在邊緣上記錄到的壓力圖。一個(gè)短的不穩(wěn)定的信號(hào)被檢測(cè)到，但是在基準(zhǔn)線上的任何壓力都未持續(xù)至少I秒。壓力一時(shí)間曲線的積分值是I. 11英寸水柱·秒，表明最小的和無(wú)效的增壓。在表3中，對(duì)于沒有邊緣增壓的原因是顯而易見的。邊緣入口端口面積是小于2. 5倍邊緣出口端口面積，這就阻止馬桶實(shí)現(xiàn)持續(xù)的邊緣增壓和性能上所獲得的提升，雖然所有其它的參數(shù)已被滿足。在以每次沖洗I. 6加侖的便池沖洗試驗(yàn)時(shí)該馬桶獲得5分。為評(píng)價(jià)在小的水體積時(shí)沖洗的能力，使在水箱中的水位逐漸下降直到馬桶不能始終以I. 39加侖虹吸抽取。在
1.39加侖時(shí)便池沖洗分?jǐn)?shù)減小到2。實(shí)例6 (比較的)一種市場(chǎng)上可買到的具有單一的直接進(jìn)給噴嘴的每次沖洗I. 6加侖的馬桶經(jīng)受幾何形狀和性能的分析。該馬桶是代表許多在市場(chǎng)上可買到的直接進(jìn)給噴嘴的馬桶，在該馬桶中關(guān)于大體積除去的性能非常好，在MaP測(cè)試(Veritec 咨詢股份有限公司，MaP 08年11月第13版,Mississauga, ON, Canada)時(shí)沖洗超過700克,但被引向邊緣用于便池清洗的最少的水未被增壓。圖16顯示在沖洗循環(huán)中在邊緣上的被記錄到的壓力圖。微弱的信號(hào)被檢測(cè)到，但持續(xù)至少I秒的最大壓力僅僅是O. 5英寸水柱。壓力一時(shí)間曲線的積分值是
2.13英寸水柱·秒，最小的和無(wú)效的增壓。在表3中，對(duì)于最小的邊緣增壓的原因是顯而易見的。邊緣入口端口面積是小于
2.5倍邊緣出口端口面積，這就阻止馬桶實(shí)現(xiàn)持續(xù)的邊緣增壓和性能上所獲得的提升，雖然所有其它的參數(shù)已被滿足。觀察到實(shí)例6的馬桶的端口尺寸與實(shí)例4的馬桶的端口尺寸相當(dāng)相似是有益的，然而前者具有幾乎大于后者15倍的壓力時(shí)間積分。對(duì)此的原因如上所討論是端口的方向。實(shí)例4的馬桶中的主歧管朝噴射入口端口向下傾斜，它引導(dǎo)水流離開邊緣入口端口，從而減小其有效的橫截面面積。實(shí)例6的馬桶具有水平的主歧管，類似于圖 I中所示的。在以每次沖洗I. 6加侖的便池沖洗試驗(yàn)時(shí)該馬桶獲得5分。為評(píng)價(jià)在小的水體積時(shí)沖洗的能力，使在水箱中的水位逐漸下降直到馬桶不能始終以I. 28加侖虹吸抽取。在
I.28加侖時(shí)便池沖洗分?jǐn)?shù)減小到3。實(shí)例7 (發(fā)明的)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例制造了一種具有雙重直接進(jìn)給噴嘴的每次沖洗I. 6加侖的馬桶。馬桶的幾何形狀尺寸和設(shè)計(jì)與圖I和3呈現(xiàn)的相同。馬桶的在大體積除去方面的性能與可在市場(chǎng)上買到的上面實(shí)例的馬桶類似，能夠在MaP測(cè)試時(shí)獲得1000克。如在表3中被看到的，在液壓通路中的所有的端口和通道的內(nèi)部幾何形狀尺寸都在本發(fā)明規(guī)定的限制內(nèi)。主歧管的橫截面面積是6. 33平方英寸，噴射入口端口面積是4. 91平方英寸，邊緣入口端口面積是2. 96平方英寸，噴射出口端口面積是I. 24平方英寸，以及邊緣出口端口面積是O. 49平方英寸。在端口尺寸之間的臨界比也被維持主歧管的橫截面面積對(duì)邊緣及噴射出口端口的橫截面面積之和之比是3. 66。而邊緣入口端口面積對(duì)邊緣出口端口面積之比是6. 04，大大超過比較實(shí)例。如圖17中所看到的，在沖洗循環(huán)過程中在邊緣上測(cè)得強(qiáng)勁的持續(xù)的壓力。5英寸水柱的壓力被維持至少I秒并且壓力-時(shí)間曲線的積分值是15. 3，大大超過在現(xiàn)有技術(shù)中看到的值。在以每次沖洗I. 6加侖的便池沖洗試驗(yàn)時(shí)該馬桶獲得5分。為評(píng)價(jià)在小的水體積時(shí)沖洗的能力，使在水箱中的水位逐漸下降直到馬桶不能始終以O(shè). 81加侖虹吸抽取。在
O.81加侖時(shí)便池沖洗分?jǐn)?shù)減小到4。然而，當(dāng)沖洗體積增加到I. 17加侖，在實(shí)例1-6所獲得的最小沖洗體積時(shí)，便池沖洗分?jǐn)?shù)維持在最大值5。還應(yīng)注意到在雙重沖洗應(yīng)用中，便池清洗能力是較令人滿意的的，因?yàn)樗羌俣ㄐ〉捏w積循環(huán)只是被用于液體廢物。達(dá)到O. 81加侖這樣小的始終如一的虹吸抽取使這種馬桶理想地適合雙重沖洗應(yīng)用。實(shí)例8-12 (發(fā)明的)
CFD模擬進(jìn)行以進(jìn)一步證明本發(fā)明的范圍和效用。在CFD中被研究的馬桶的總體設(shè)計(jì)是在圖I和3中所示出的。然而，具體的尺寸是變化的以顯示對(duì)沖洗性能和在馬桶的邊緣中產(chǎn)生和維持的壓力所獲得的影響。第一組模擬使用具有2英寸直徑出口的沖洗閥，相應(yīng)于3. 14平方英寸的沖洗閥出口。雖然使沖洗閥出口面積保持不變，但整個(gè)液壓通路的橫截面面積(即主歧管、邊緣入口端口、噴射入口端口、邊緣通道及噴射通道的橫截面面積)是在高的設(shè)定值和低的設(shè)定值之間變化的。同樣，噴射端口和邊緣端口是在高的設(shè)定值和低的設(shè)定值之間變化以產(chǎn)生22個(gè)被設(shè)計(jì)的試驗(yàn)。接近空間中央增加一個(gè)點(diǎn)就產(chǎn)生如在表3中和圖5中的實(shí)例8-12所顯示的5個(gè)CFD模擬。如在表3和圖5中能看到的，I英寸水柱以上的邊緣增壓在所有情形中持續(xù)將近2秒。被觀察到的趨勢(shì)是有益的并支持對(duì)本發(fā)明的認(rèn)定。當(dāng)噴射出口端口面積和邊緣出口端口面積減小時(shí)邊緣壓力增大。圖7顯示根據(jù)總的邊緣和噴射出口端口面積和總的液壓通路的橫截面的最大邊緣壓力的輪廓圖。減小噴射出口端口面積和邊緣出口端口面積對(duì)最大邊緣壓力具有強(qiáng)烈的積極效果。同樣，減小整個(gè)液壓通路的橫截面面積具有明顯的效果。這是因?yàn)檩^大的液壓通路要求更多的水來(lái)充滿它并且該用來(lái)充滿室的水是可用能量的無(wú)效使用。液壓通路需要最佳地設(shè)置尺寸以易于操縱沖洗閥的流動(dòng)輸出。遵循本發(fā)明中概述的·指導(dǎo)方針使得這種最佳效果能夠?qū)崿F(xiàn)。圖6顯示對(duì)于實(shí)例12，在進(jìn)入沖洗循環(huán)I. 2秒時(shí)的試驗(yàn)的中心點(diǎn)計(jì)算的流體動(dòng)力學(xué)模擬的側(cè)視圖。可以看到邊緣的較低的部分被水覆蓋。流動(dòng)受到邊緣出口端口的尺寸的限制，并且壓力是建立在在邊緣中水之上的空氣中。結(jié)果是可以在模擬的便池部分中看到均勻的、強(qiáng)有力的邊緣沖洗。應(yīng)注意到在實(shí)例7中描述的馬桶是落在這個(gè)計(jì)算的流體動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)的空間內(nèi)。根據(jù)在圖7中由CFD導(dǎo)出的輪廓圖，實(shí)例7的馬桶應(yīng)具有6-7英寸水柱的最大邊緣壓力，這個(gè)最大邊緣壓力要比9英寸水柱的試驗(yàn)測(cè)量值低些。然而，在壓力-時(shí)間曲線的一般形狀上的一致性是顯著的并且強(qiáng)有力地支持用于優(yōu)秀的馬桶設(shè)計(jì)的發(fā)明指導(dǎo)方針。實(shí)例13-17(發(fā)明的)進(jìn)行其他CFD模擬以進(jìn)一步證明發(fā)明的范圍和效用。在CFD中被研究的馬桶的總體設(shè)計(jì)是在圖I和3中所示出的。然而，具體的尺寸是變化的以顯示對(duì)沖洗性能和在馬桶的邊緣中產(chǎn)生和維持的壓力所獲得的影響。第二組模擬使用具有3英寸直徑出口的沖洗閥，相應(yīng)于7. 06平方英寸的沖洗閥出口面積。排污通道尺寸也增大以獲得用3英寸閥可達(dá)到的較高流動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。雖然使沖洗閥出口面積保持不變，但整個(gè)液壓通路的橫截面面積(即主歧管、邊緣入口端口、噴射入口端口、邊緣通道及噴射通道的橫截面面積)是在高的設(shè)定值和低的設(shè)定值之間變化的。同樣，噴射端口和邊緣端口是在高的設(shè)定值和低的設(shè)定值之間變化以產(chǎn)生22個(gè)被設(shè)計(jì)的試驗(yàn)。接近空間中央增加一個(gè)點(diǎn)就產(chǎn)生如在表3中和圖8中的實(shí)例13-17所顯示的5個(gè)CFD模擬。為了減少計(jì)算時(shí)間，模擬不進(jìn)行到完成。但如在表3和圖8中可以看到的那樣，在所有情形中對(duì)達(dá)到持續(xù)的邊緣增壓。被觀察到的趨勢(shì)是有益的并支持對(duì)本發(fā)明的認(rèn)定。由于噴射出口端口面積和邊緣出口端口面積減小邊緣壓力增大。圖10顯示根據(jù)總的邊緣和噴射出口端口面積和總的液壓通路的橫截面的最大邊緣壓力的輪廓圖。減小噴射出口端口面積和邊緣出口端口面積對(duì)最大邊緣壓力具有強(qiáng)烈的積極效果。然而，和對(duì)2英寸閥的模擬不同，減小整個(gè)液壓通路的橫截面面積對(duì)邊緣壓力具有負(fù)面影響。這是因?yàn)檩^大的液壓通路要求最佳地操縱3英寸沖洗閥的更大的流動(dòng)輸出。在3英寸沖洗閥模擬中被選擇為高的和低的設(shè)定值是小于對(duì)整個(gè)液壓通路的橫截面面積的理論最佳值，然而對(duì)2英寸模擬所選擇的設(shè)定值略大于該最佳值。然而，在整個(gè)范圍內(nèi)，在減小的沖洗體積時(shí)大體積除去和清洗方面所獲得的馬桶設(shè)計(jì)的性能要?jiǎng)龠^目前可買到的那些馬桶的性能。圖9顯示對(duì)于實(shí)例17，在進(jìn)入沖洗循環(huán)I. 08秒時(shí)的試驗(yàn)的中心點(diǎn)計(jì)算的流體動(dòng)力學(xué)模擬的側(cè)視圖?？梢钥吹竭吘壍妮^低的部分被水覆蓋。流動(dòng)受到邊緣出口端口的尺寸的限制，并且壓力是建立在在邊緣中水之上的空氣中。結(jié)果是可以在模擬的便池部分中看到均勻的、強(qiáng)有力的邊緣沖洗?？偟恼f來(lái)，來(lái)自實(shí)例13-17的數(shù)據(jù)顯示對(duì)于以每次沖洗I. 6加侖或更小體積運(yùn)行的直接噴射的馬桶通過所有可能的幾何形狀和尺寸本發(fā)明是可擴(kuò)展的。實(shí)例18 (發(fā)明的)為了解釋本發(fā)明的有益效果，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明制造的馬桶(實(shí)例7)和現(xiàn)有技術(shù)的 馬桶(實(shí)例7)的在邊緣中的壓力是用I. 28加侖的減小的沖洗體積來(lái)予以測(cè)量?，F(xiàn)有技術(shù)的馬桶，其在I. 6加侖時(shí)被增壓到2. 13英寸水柱，在減小的體積時(shí)失去其幾乎所有的增壓能力，衰減到O. 28英寸水柱 秒(見圖18)。相反，根據(jù)本發(fā)明的馬桶失去少于其增壓的20%，在每次沖洗I. 28加侖時(shí)維持12. 64英寸水柱·秒(見圖19)。
權(quán)利要求
1.一種具有馬桶便池組件的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，該馬桶便池組件包括 與流體源流通的馬桶便池組件進(jìn)口， 馬桶便池，所述馬桶便池具有圍繞其上周邊并限定邊緣通道的邊緣，所述邊緣具有一個(gè)入口端口和至少一個(gè)邊緣出口端口，其中邊緣通道入口端口與馬桶便池組件進(jìn)口流通， 與污水出口流通的便池出口，以及 與馬桶便池組件進(jìn)口流通以接收來(lái)自流體源的流體并與便池出口流通以排出流體的直接進(jìn)給噴嘴， 其中馬桶能夠以不大于約6. O公升的沖洗體積運(yùn)行，且離開所述至少一個(gè)邊緣出口端口的水被增壓，以使得對(duì)于約6. O公升的沖洗體積，沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于馬桶能夠提供來(lái)自所述至少一個(gè)邊緣出口端口的以持續(xù)一段時(shí)間的方式被增壓的流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于所述的一段時(shí)間為至少I秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于所述的馬桶能夠基本上在流過直接進(jìn)給噴嘴的同時(shí)提供來(lái)自至少一個(gè)邊緣出口端口的已持續(xù)增壓的流動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于對(duì)于6.O公升沖洗體積，沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過5英寸水柱·秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于所述的馬桶能夠以不大于約4. 8公升的沖洗體積運(yùn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于離開所述至少一個(gè)邊緣出口端口的水被增壓，以使得對(duì)于4. 8公升沖洗體積，在沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于馬桶便池組件進(jìn)一步包括 與馬桶便池組件進(jìn)口流通的能夠接收來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體的主歧管，所述主歧管還與邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴流通以將來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體引向邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴，其中，主歧管具有橫截面面積(Apm)； 其中直接進(jìn)給噴嘴具有入口端口和出口端口并進(jìn)一步包括在該直接進(jìn)給噴嘴入口端口和直接進(jìn)給噴嘴出口端口之間延伸的噴射通道，該入口端口具有橫截面面積(Ajip)，而出口端口具有橫截面面積(A_)，以及 其中邊緣通道具有入口端口和至少一個(gè)出口端口，該入口端口具有橫截面面積(A_)，而所述至少一個(gè)出口端口具有總橫截面面積(AMP)，其中 Apm〉A(chǔ)jip〉A(chǔ)j0P(I) Apm〉A(chǔ)rip〉A(chǔ)rop(II)Αρω>1. 5 · (AJop+Arop)以及 (III) Arip>2. 5 · Arop。(IV)
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于主歧管的橫截面面積是大于或者等于直接進(jìn)給噴嘴出口端口的橫截面面積和所述至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積之和的約150%。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于主歧管的橫截面面積是大于或者等于所述至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積的約250%。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于所述的馬桶進(jìn)一步包括能夠使馬桶用至少兩種不同的沖洗體積進(jìn)行運(yùn)行的機(jī)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于馬桶便池組件具有沿橫向于由馬桶便池邊緣限定的平面的方向延伸的縱向軸線，而主歧管在通常沿沿橫向于馬桶便池的所述縱向軸線的方向延伸。
13.一種具有馬桶便池組件的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，該馬桶便池組件包括 與流體源連通的馬桶便池組件進(jìn)口， 馬桶便池，在所述馬桶便池中限定用于接收流體的內(nèi)部空間， 沿著馬桶便池的上周邊延伸并限定邊緣通道的邊緣，其中，所述邊緣具有邊緣通道入口端口和至少一個(gè)邊緣通道出口，其中所述邊緣通道入口端口與馬桶便池組件進(jìn)口流通，而所述至少一個(gè)邊緣通道出口被配置成使得流經(jīng)邊緣通道的流體可進(jìn)入馬桶便池的內(nèi)部空間中， 與污水出口流通的便池出口，以及 具有入口端口和出口端口的直接進(jìn)給噴嘴，其中直接進(jìn)給噴嘴入口端口與馬桶便池組件進(jìn)口流通用于將流體弓I入便池內(nèi)部的下部， 其中馬桶便池組件配置成使得邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴能夠以持續(xù)增壓的方式將流體引入便池。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于馬桶便池組件進(jìn)一步包括 與馬桶便池組件進(jìn)口流通的能夠接收來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體的主歧管，所述主歧管還與邊緣通道的入口端口和直接進(jìn)給噴嘴的入口端口流通以將來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體引向邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴，其中，主歧管具有橫截面面積(Apm)； 其中直接進(jìn)給噴嘴的入口端口具有橫截面面積(A_)，以及直接進(jìn)給噴嘴的出口端口具有橫截面面積(Ajtjp)，以及 其中邊緣通道的入口端口具有橫截面面積(A_)，而所述至少一個(gè)出口端口具有總橫截面面積(AMP)，其中 Apm〉A(chǔ)jip〉A(chǔ)j0P(I) Apm〉A(chǔ)rip〉A(chǔ)rop(II)Αρω>1. 5 · (Ajop +Arop)以及 (III) Arip>2. 5 · Arop。(IV)
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于主歧管的橫截面面積是大于或者等于直接進(jìn)給噴嘴出口端口的橫截面面積和所述至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積之和的約150%。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于邊緣入口端口的橫截面面積是大于或者等于所述至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積的約250%。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于Apm是約3平方英寸至約20平方英寸，Ajip是約2. 5平方英寸至約15平方英寸，Ajop是約O. 6平方英寸至5平方英寸，是約I. 5平方英寸至約15平方英寸，以及Amp是約O. 3平方英寸至約5平方英寸。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于Apm/(Arop+AJop)是約 150% 至約 2300%，而 Arip/Arop 是約 250% 至約 5000%。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于Apm是約3.5平方英寸至約15平方英寸，是約4平方英寸至約12平方英寸，是約O. 85平方英寸至3. 5平方英寸，是約2平方英寸至約12平方英寸，以及Amp是約O. 4平方英寸至約4平方英寸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于Apm/(Arop+AJop)是約 150% 至約 1200%，而 Arip/Arop 是約 250% 至約 3000%。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于所述的馬桶進(jìn)一步包括能夠使馬桶用至少兩種不同的沖洗體積進(jìn)行運(yùn)行的機(jī)構(gòu)。
22.—種具有馬桶便池組件的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶中，該馬桶便池組件包括 與流體源流通的馬桶便池組件進(jìn)口， 馬桶便池，所述馬桶便池具有圍繞其上周邊的并限定邊緣通道的邊緣，所述邊緣具有入口端口和至少一個(gè)邊緣出口端口，其中所述邊緣通道入口端口與馬桶便池組件進(jìn)口流通， 與污水出口流通的便池出口，以及 與馬桶便池組件進(jìn)口流通以接收來(lái)自流體源的流體并與便池出口流通以排出流體的直接進(jìn)給噴嘴， 其中馬桶能夠以不大于6. O公升的沖洗體積運(yùn)行，且離開所述至少一個(gè)邊緣出口端口的水被增壓，以及其中馬桶便池組件進(jìn)一步包括 與馬桶便池組件進(jìn)口流通的能夠接收來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體的主歧管，所述主歧管還與邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴流通以將來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體引向邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴，其中主歧管具有橫截面面積(Apm)； 其中直接進(jìn)給噴嘴具有入口端口和出口端口并進(jìn)一步包括在直接進(jìn)給噴嘴入口端口和直接進(jìn)給噴嘴出口端口之間延伸的噴射通道，所述入口端口具有橫截面面積(A_)，所述出口端口具有橫截面面積(Ajtjp);以及 其中邊緣通道具有入口端口和至少一個(gè)出口端口，所述入口端口具有橫截面面積(Α_)，所述至少一個(gè)出口端口具有總橫截面面積(Amp)，其中 Apm〉A(chǔ)jip〉A(chǔ)j0P(I) Apm〉A(chǔ)rip〉A(chǔ)rop(II)Αρω>1. 5 · (AJop+Arop)以及 (III) Arip>2. 5 · Arop。(IV)
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于馬桶能夠提供來(lái)自所述至少一個(gè)邊緣出口端口的以持續(xù)一段時(shí)間的方式被增壓的流動(dòng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于所述的一段時(shí)間為至少I秒。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于所述的馬桶能夠基本上在流過直接進(jìn)給噴嘴的同時(shí)提供來(lái)自所述至少一個(gè)邊緣出口端口的已持續(xù)增壓的流動(dòng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于對(duì)于6.O公升沖洗體積，在沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于馬桶能夠以不大于約4. 8公升的沖洗體積運(yùn)行。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于，對(duì)于4.8公升沖洗體積，在沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于Apm是約9平方英寸至約15平方英寸，是約5平方英寸至約12平方英寸，是約I平方英寸至3. 5平方英寸，Arip是約3平方英寸至約12平方英寸，以及Amp是約O. 45平方英寸至約4平方英寸。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于Apm/(Arop+AJop)是約 500% 至約 1200%，而 Arip/Arop 是約 700% 至約 3000%。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于Apm是約10.78平方英寸，Ajip是5. 26平方英寸，Ajop是約I. 10平方英寸，Arip是約3. 87平方英寸，以及Amp是約O. 49平方英寸。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶，其特征在于Apm/(Arop+AJop)是約 678%，而 Arip/Arop 是約 790%。
33.在具有馬桶便池組件的虹吸式的、以重力為動(dòng)力的馬桶中，所述的組件包括便池、直接進(jìn)給噴嘴和限定邊緣通道并具有至少一個(gè)邊緣開口的邊緣，其中流體通過所述直接進(jìn)給噴嘴和所述至少一個(gè)邊緣開口被引入便池，一種用于提供能夠以不大于約6. O公升的沖洗體積運(yùn)行的馬桶的方法，所述的方法包括 通過馬桶便池組件進(jìn)口引導(dǎo)來(lái)自流體源的流體并引入直接進(jìn)給噴嘴和邊緣通道，以使流體在壓力下從直接進(jìn)給噴嘴和以持續(xù)的增壓方式從所述至少一個(gè)邊緣開口流入馬桶便池的內(nèi)部，使得對(duì)于6公升的沖洗體積，在沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，對(duì)于約6.O公升的沖洗體積，沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過5英寸水柱·秒。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于所述的馬桶能夠以不大于4.8公升的沖洗體積運(yùn)行。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其特征在于，對(duì)于4.8公升的沖洗體積，在沖洗循環(huán)過程中對(duì)時(shí)間繪制的表示邊緣壓力的曲線的積分值超過3英寸水柱·秒。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于馬桶便池組件進(jìn)一步包括 與馬桶便池組件進(jìn)口流通的主歧管，所述主歧管能夠接收來(lái)自馬桶便池組件進(jìn)口的流體，所述主歧管與邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴流通以將流體從便池進(jìn)口引向邊緣通道和直接進(jìn)給噴嘴，其中主歧管具有橫截面面積(Apm)； 其中直接進(jìn)給噴嘴具有入口端口和出口端口，入口端口具有橫截面面積(A_)，而出口端口具有橫截面面積(A_);以及 其中邊緣通道具有入口端口和至少一個(gè)出口端口，該入口端口具有橫截面面積(A_)，該至少一個(gè)出口端口具有總橫截面面積(Amp)，其中該方法進(jìn)一步包括配置便池以使得Apm〉A(chǔ)jip〉A(chǔ)j0P(I) Apm〉A(chǔ)rip〉A(chǔ)rop(II)Αρω>1. 5 · (AJop+Arop)以及 (III) Arip>2. 5 · Arop。(IV)
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于主歧管的橫截面面積大于或者等于直接進(jìn)給噴嘴出口端口的橫截面面積和所述至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積之和的約150%。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其特征在于邊緣入口端口的橫截面面積大于或者等于所述至少一個(gè)邊緣出口端口的總橫截面面積的約250%。
全文摘要
本發(fā)明提供包括具有馬桶便池的馬桶便池組件的虹吸式的以重力作為動(dòng)力的馬桶。馬桶便池具有沿其上周邊設(shè)置的邊緣通道和直接進(jìn)給的噴射通道，噴射通道允許流體，例如水從馬桶便池組件的進(jìn)口流向直接進(jìn)給噴嘴出口端口進(jìn)入馬桶便池的內(nèi)部，流進(jìn)馬桶的集水坑。邊緣通道包括至少一個(gè)邊緣通道出口端口。在本發(fā)明的馬桶中，馬桶便池組件進(jìn)口、邊緣通道的入口端口以及直接進(jìn)給噴嘴通道的出口端口的橫截面面積被配置成最佳化以提供以小體積沖洗(每次沖洗不大于6.0公升)的極大提升的液壓功能。液壓功能在大體積除去廢物和清洗便池方面獲得了提升。
文檔編號(hào)E03D11/13GK102906350SQ201180009653
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者D·格羅弗 申請(qǐng)人:As知識(shí)產(chǎn)權(quán)控股有限公司