[发明专利]能够在减少的冲洗体积下工作的高性能马桶

说明书

本申请是申请日为2009年2月25日、申请号为200980100544.2（国际申请号为PCT/US2009/035186）、发明名称为“能够在减少的冲洗体积下工作的高性能马桶”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年2月25日提交的US临时专利申请No.61/067,032在35U.S.C.§119(e)下的优先权的利益，该专利申请的全部公开内容被结合在此，作为参考。

技术领域

本发明涉及用于除去人体或其它废物的重力驱动马桶的领域。本发明进一步涉及能够在减少的冲洗体积下工作的马桶的领域。

背景技术

用于除去诸如人体废物的废物产品的马桶是公知的。重力驱动的马桶通常具有两个主要部件：水箱和桶缸。水箱和桶缸能是分离件，它们联接在一起形成马桶系统（通常称为分体马桶）或者水箱和桶缸能够组合成一个整体单元（通常称为连体马桶）

容纳水的水箱通常位于桶缸的后部上方，该水箱用于启动废物从桶缸向污水管道的冲洗，以及利用新水重新填充桶缸。当用户期望冲洗马桶时，他按下位于水箱外部的冲洗杆，该冲洗杆在水箱的内部连接到活动链或杆。当冲洗杆被按下时，其移动水箱内部的链或杆，该链或杆用于提升并打开冲洗阀，致使水从水箱流出并流入桶缸中，因而启动马桶冲洗。

在冲洗周期中，必须满足大致三个目的。第一是将固体和其它废物移除到排泄管道。第二是清洁桶缸，以除去任何沉积或粘附到桶缸表面的固体或液体废物，而第三是交换桶缸中的预冲水体积，从而在使用之间在桶缸中保持相对清洁的水。第二个清洁桶缸的要求通常通过环绕马桶桶缸的上周边延伸的中空边缘来实现。将一些或全部的冲水引导通过此边缘通道并流过位于其中的开口，以将水分散到桶缸的整个表面上并完成所需的清洁。

重力驱动的马桶可分成两个常规类别：冲落式和虹吸式。在冲落式马桶中，马桶的桶缸内的水位总是保持相对恒定。当启动冲洗周期时，水从水箱流出并涌入桶缸中。这导致水位的迅速上升，并且多余的水溢过排污管的堰，将液体和固体废物随它一起带走。在该冲洗周期完结时，桶缸中的水位自然恢复到由堰的高度确定的平衡水位。

在虹吸式马桶中，将排污管和其它水压通道设计为使得在向桶缸添加水时，在排污管中启动虹吸。虹吸管本身是倒置的U形管，其从马桶桶缸中将水抽吸到废水管道。当启动冲洗周期时，水流入到桶缸中，并比它能离开出口进入污水管道更快地溢过排污管中的堰。最后将充足的空气从排污管的下支腿移除，以启动虹吸，而这又将剩余的水从桶缸吸出。由此当虹吸中止时，桶缸中的水位恰好位于堰的水平高度之下，并且需要提供分离机构来在虹吸冲洗周期的结尾重新填充马桶的桶缸，以重新建立最初水位以及防止下水道气体回流的保护“密封”。

虹吸式和冲落式马桶存在固有的优点和缺点。由于需要将大部分空气从排污管的下支腿中移除以便启动虹吸，所以虹吸式马桶倾向于具有较小的排污管，较小的排污管能够导致堵塞。冲落式马桶能够利用大的排污管工作，但通常在桶缸中需要较小量的预冲水，以实现由大多数国家中的管道法规所要求的100∶1的稀释水平（即：在冲洗周期中，必须将桶缸中的预冲水体积的99%从桶缸中移除并用新水替换）。此小的预冲洗体积自身表现为小“水斑”（water spot）。桶缸中的预冲水的水斑或表面面积在保持马桶的清洁中起重要作用。大的水斑增大了废物在接触马桶的陶瓷表面之前将接触水的可能性。这减少了废物与陶瓷表面的粘附，从而马桶经由冲洗周期来清洁自身更加容易。因此具有其小水斑的冲落式马桶在使用之后经常需要手动清洗桶缸。

虹吸式马桶具有能够利用桶缸中的较大预冲水体积和较大水斑来工作的优点。这是可能的，因为在冲洗周期结束时，虹吸作用将预冲水体积的大部分从桶缸吸出。当水箱再填充时，将再填充水的一部分引入桶缸中，以使预冲水体积恢复到其最初水位。以这种方式，即使桶缸中的水的起始体积相对于离开水箱的冲水明显高，仍实现了很多管道法规所要求的100∶1的稀释水平。在北美市场，虹吸式马桶已获得广泛的认可并且现在被视为马桶的标准、公认形式。在欧洲市场，冲落式马桶仍旧较受认可和流行。然而两种形式在亚洲市场都很普遍。

取决于用于实现冲洗作用的水压通道的设计，重力驱动的虹吸式马桶能进一步分为三个常规类别。这些类别是：非喷射式、边缘喷射式、直喷式。