[发明专利]水轮机动力抽吸式马桶

说明书

技术领域

本发明涉及一种水轮机动力抽吸式马桶，特别是一种利用自来水做动力，驱动水轮机实现搅碎抽吸功能的水轮机动力抽吸式马桶。

背景技术

目前，马桶生产厂家众多，款式多样，共同技术缺陷有四种：其一，能源浪费导致水资源浪费。自来水既是清洗剂又是能源，将粪便冲过S弯进入下水道，所需能量完全来自自来水。伯努利方程：是流体机械能守恒的表达式。若将式中各项的单位由n/m²改写为n*m/m³(即j/m³)就会发现：式中三项表示三种流体机械能的能量密度，其中表示动能密度，ρgh表示重力势能密度，P表示因水压而具有的另一种势能密度。关闭自来水闸阀时，自来水的能量密度等于p+ρgh，此时压力P非常大(达到数个大气压)说明自来水的能量密度非常大。打开闸阀时P和ρgh可随机转化为成为冲马桶的理想能源。但是目前几乎所有马桶在将自来水注入水箱的过程中，其能量几乎耗尽，仅剩下ρgh，且h仅为水箱中水面与S弯封堵水面之间的高度差。由于水箱中的水能量密度很小，所以要得到足够能量将粪便冲过S弯，就必然要释放大量的水。

其二，清水与粪便参混导致水资源浪费，由于在冲马桶过程中清水与粪便连续参混，所以最终存留于S弯处的封堵液只能是稀释液，要想使封堵液接近于清水，冲马桶的用水量必须要大，而且越大越好。

其三，S弯不可开启，一旦有异物冲入卡在管道中，很可能会无法取出，最终不得不舍弃更新。

其四，容易堵塞。出于节水考虑，一般家庭不会无休止大量用水，封堵液稀释程度不高，经年累月S弯处不断结垢，使有效过水截面不断减小，经常堵塞，令人苦不堪言，最终不得不弃旧更新。

发明内容

本发明的目的在于克服传统马桶对自来水资源的极大浪费，以及因S弯不可开启，异物卡入无法取出，结垢无法清除，使马桶有效使用年限大大缩短的技术缺陷。提供一种由自来水驱动水轮机，水轮机带动螺旋桨和搅拌刀，将S弯封堵处的大小便(大便经搅碎稀释)抽入下水道的水轮机动力抽吸式马桶。这种新型马桶由于充分利用自来水的能量，所以可以将大便轻松搅碎并且送出S弯。自来水先流经水轮机将水轮机启动，然后方可流入马桶空心边框经小孔注入便盆。于是在S弯处就形成了：粪便不断被抽出清水不断循序跟进的效果。这就充分避免了清水与粪便的参混，所以用水最省，冲得最净。冲马桶后存留于S弯处的封堵液完全为清水，不易结垢。水轮机的安装位置成为S弯的可开启处，即便结垢或异物卡入，也可以清除。这种新型马桶不仅可以更大程度的节约用水，而且可以大大提高马桶的使用年限。

本发明的技术方案：一种基于水轮机的抽吸式马桶。水轮机的外壳包括容纳叶轮的蜗室(11，21)和支持叶轮转轴(18，31，413)的轴承保持体(12)，二者固为一体。

进一步地，切向于蜗室(11，21)侧壁设有自来水入射口(13，23，49)，在蜗室(11，21)的上部中心位置设有蜗室出水口(14，410)。

进一步地，由于在蜗室(11，21)中自来水把大部分动能传递给了叶轮，所以蜗室出水口(14，410)处的流速v₂远小于自来水入射口(13，23，49)处的流速v₁。根据流动的连续性原理v₁s₁＝v₂s₂，蜗室出水口(14，410)的横截面积s₂远大于自来水入射口(13，23，49)的横截面积s₁。

水轮机的叶轮封闭于蜗室(11，21)内，固定于叶轮底盘(15)并与叶轮同步转动的叶轮转轴(18，31，413)贯穿轴承保持体(12)，在其下部由上至下顺次固定安装有螺旋桨(32，411)和搅拌刀(33，412)。

进一步地，所述叶轮包括叶轮底盘(15)、叶片(17，22)、叶片上盖(16)，三者固为一个整体。叶片(17，22)是母线垂直于叶轮底盘(15)的弯曲面。

进一步地，所述叶轮上盖(16)为圆锥面，使得相邻叶片所构成通道的高度由外到内逐渐增大。这样可弥补该通道由外到内的逐渐变窄，使得每个叶轮通道的横截面积保持不变。

本发明所涉及马桶上部设有空心边框(41)，空心边框(41)朝向便盆内侧，沿周边设有均匀分布的细密注水孔。空心边框(41)朝向后方设有空心边框入水口(42)。