水輪機動力抽吸式馬桶的制作方法
【專利摘要】本申請涉及一種基于水輪機的動力抽吸式馬桶，包括容納水輪機的蝸室，切向于蝸室側壁、水輪機葉盤接入的自來水入射口，蝸室上部設有出水口，通過管道例如軟管與馬桶空心邊框的進水口相連；水輪機封閉于蝸室內，帶動水輪機轉動軸同步轉動；固定于蝸室外、水輪機軸下方的螺旋槳和進一步優選的攪拌刀，在水輪機轉動軸的帶動下跟隨水輪機同步轉動；其中，螺旋槳和攪拌刀位于馬桶的S彎中；沖馬桶的全過程是：開啟自來水閘閥，自來水由切向接入蝸室側壁、水輪機葉盤的自來水入射口進入蝸室，將功能傳遞給葉輪后，從上部的蝸室出水口經軟管進入馬桶空心邊框進水口；葉輪帶動螺旋槳和攪拌刀高速轉動，將S彎處封堵液和糞便的混合物抽入下水道；進入馬桶空心邊框進水口的清水沿馬桶邊框上密布的小孔注入馬桶。由于清水注入馬桶滯后于糞便混合物的抽出，所以充分避免了清水與糞便在馬桶的參混，有效地節約了用水；S彎中安裝水輪機的位置還可成為開啟處，便于隨時打開，更換老化、損壞的部件，以及清洗S彎處的水垢。
【專利說明】水輪機動力抽吸式馬桶

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種水輪機動力抽吸式馬桶，特別是一種利用自來水做動力，驅 動水輪機實現抽吸功能的水輪機動力抽吸式馬桶。

【背景技術】
[0002] 目前，馬桶生產廠家眾多，款式多種多樣，但總體劃分為兩大類：直沖式和虹吸式。 兩者的共同缺陷有三，其一是能源浪費導致水資源浪費。對于沖馬桶，自來水不僅是清洗劑 同時又是能源，因為要將糞便（尤其是大便）沖過S彎進入下水道，是需要足夠能量的。伯 努利方程：廣+|/^2+/^ =常數這是流體機械能守恒的表達式，若將式中每項的單位由 〇 牛/米2改寫為牛?米/米3(即焦/米3)就會發現：公式每項都表示流體單位體積所具 有的某種機械能，即流體某種機械能的能量密度。顯然Sp2表示動能密度，Pgh表示重力 勢能密度，P是因自來水壓力而具有的一種能量。關閉自來水閘閥時，自來水的能量密度等 于P+P gh，此時壓力P非常大，說明自來水的能量密度很大，打開閘閥時，P和P gh可隨機 轉化為成為沖馬桶的理想能源。但是目前幾乎所有馬桶在將自來水注入水箱的過程 中，所有能量幾乎耗盡，其能量密度只剩下P gh，且式中h僅為水箱中水面與S彎之間的高 度差。由于其能量密度很小，所以想要得到足夠能量將大便沖過S彎，就必然要釋放大量的 水。其二，是清水與糞便參混導致水資源浪費。由于S彎處的糞便是在清水的猛烈沖擊下離 開S彎進入下水道的，所以沖馬桶的過程也就是清水與糞便發生參混的過程，最終存留于S 彎處的封堵液只能是稀釋液，要想使封堵液接近清水，沖馬桶的用水量就必須要大，而且越 大越好。其三是S彎不可開啟，造成馬桶使用年限很短，由于經濟原因，一般家庭總舍不得 大量用水，所以S彎處封堵液的稀釋程度不高，易結垢，經年累月S彎處的過水截面不斷減 小，沖馬桶越來越困難，經常堵塞，令人苦不堪言，不得不舍棄舊的更換新的。


【發明內容】

[0003] 本實用新型的目的在于克服現有馬桶對自來水資源的極大浪費，以及因 S彎容易 結垢且無法清除使馬桶使用年限縮短的技術不足，提供一種利用自來水驅動水輪機，水輪 機帶動螺旋槳，螺旋槳將S彎封堵處的糞便抽入下水道，驅動水輪機后的自來水經馬桶空 心邊框進入馬桶并到達S彎封堵處的新型馬桶。由于這種新型馬桶能夠充分利用自來水的 能量，充分避免清水與糞便的參混，所以用水最省，沖得最干凈。留存于S彎處的封堵液很 清潔，不易結垢，并且S彎在水輪機的安裝處可以開啟，即便結垢也可以清除，所以這種新 型馬桶的使用年限將大大加長。
[0004] 為克服上述缺陷，本實用新型提供了一種基于水輪機的動力抽吸式馬桶，包括容 納水輪機的蝸室，切向于蝸室側壁、水輪機葉盤接入的自來水入射口，蝸室11上部設有出 水口，通過軟管與馬桶空心邊框的進水口相連；水輪機封閉于蝸室內，帶動水輪機轉動軸同 步轉動；固定于蝸室外水輪機軸下方的螺旋槳和進一步優選的攪拌刀，在水輪機轉動軸的 帶動下跟隨水輪機同步轉動；其中，螺旋槳和攪拌刀位于馬桶的S彎中。沖馬桶的全過程 是：開啟自來水閘閥（未示出），自來水由切向接入蝸室側壁、水輪機葉盤的自來水入射口 進入蝸室，將功能傳遞給葉輪后，從上部的蝸室出水口經軟管進入馬桶空心邊框進水口；葉 輪帶動螺旋槳和攪拌刀高速轉動，將S彎處封堵液和糞便的混合物抽入下水道；進入馬桶 空心邊框進水口的清水沿馬桶邊框上密布的小孔注入馬桶。由于清水注入馬桶滯后于糞便 混合物的抽出，所以充分避免了清水與糞便在馬桶的參混，有效地節約了用水。S彎水輪機 的安裝位置還可成為開啟處，便于更換老化、損壞的部件，以及清洗S彎處的水垢。
[0005] 本實用新型的技術方案是：一種水輪機動力抽吸式馬桶，包括下部具有S彎（44)、 上部具有空心邊框進水口（46)的馬桶，其特征在于：還包括水輪機（41)、容納水輪機的蝸 室（11)，以及固定于水輪機轉動軸（18,38,48)下端的螺旋槳（32,42);其中，蝸室（IlH則 壁設有自來水入射口（21)，通過閘閥與自來水管相連；所述蝸室（11)的上部設有出水口 (12)，通過管道（45)與馬桶空心邊框的進水口（46)相連；所述水輪機（41)封閉于所述蝸 室（11)內，帶動水輪機轉動軸（18, 38,48)同步轉動；所述螺旋槳（32,42)固定于蝸室（11) 外所述水輪機軸（18, 38,48)的下方，在水輪機軸（18, 38,48)的帶動下跟隨水輪機同步轉 動；所述螺旋槳（32,42)位于馬桶的S彎（44)中。
[0006] 進一步地，固定于水輪機轉動軸（18, 38,48)下端的螺旋槳（32,42)下方設有攪拌 刀（33,43)，所述螺旋槳（32,42)和所述攪拌刀（33,43)固定于蝸室（11)外水輪機軸（18， 38,48)的下方，在水輪機軸（18, 38,48)的帶動下跟隨水輪機（41)同步轉動；所述螺旋槳 (32,42)和攪拌刀（33,43)位于馬桶的S彎（44)中。
[0007] 進一步地，在螺旋槳（32)和攪拌刀（33)之間的S彎管道內壁上還設有條狀棱 (35)。
[0008] 進一步地，所述螺旋槳（32)上方設有占位球（37)，固定于水輪機轉動軸（38)上。
[0009] 進一步地，所述螺旋槳（32,42)的葉片前緣設為刀刃狀。
[0010] 進一步地，安裝水輪機（41)蝸室（11)的位置設為可開啟。
[0011] 進一步地，所述水輪機（41)包括葉輪（15)、葉輪底盤（16)、葉輪上蓋（17)、轉動軸 (18);所述葉輪底盤（16)與葉輪（15)、葉輪上蓋（17)以及轉動軸（18)固定為一體。
[0012] 進一步地，所述水輪機（41)的葉片（23)是母線垂直于葉輪底盤（16)的彎曲面； 葉輪上蓋（17)將所有葉片的上端連為一體。
[0013] 進一步地，所述葉輪上蓋（17)為圓錐面，使得相鄰葉片所構成的通道的高度由外 到內逐漸變大。
[0014] 進一步地，所述水輪機（41)的外殼包括蝸室（11)、蝸室出水口（12)、軸瓦保持箱 (13)、軸瓦（14)、自來水入射口（21)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述。
[0016] 圖1是本實用新型主要部件水輪機蝸室的正視剖面圖。
[0017] 圖2是本實用新型水輪機蝸室沿剖面線A-A的垂至于轉動軸的剖視圖。
[0018] 圖3(a)是本實用新型螺旋槳，攪拌刀以及相關附屬物的具有局部剖面的實物圖。
[0019] 圖3(b)是本實用新型附圖3(a)中S彎管道沿剖面線B-B的剖視圖。
[0020] 圖4是本實用新型水輪機、螺旋槳、攪拌刀與馬桶結合安裝的示意圖。

【具體實施方式】
[0021] 本實用新型水輪機如圖1和圖2所示，水輪機外殼由蝸室11、蝸室出水口 12、軸瓦 保持箱13、軸瓦14、自來水入射口 21、連接螺紋22六部分組成。水輪機容納于水輪機外殼 內，由葉輪15、葉輪底盤16、葉輪上蓋17、轉動軸18四部分組成。葉輪底盤16與葉輪15、 葉輪上蓋17以及轉動軸18固定為一體。連接螺紋22經過閘閥（未示出）與自來水管相 接，開啟閘閥，高壓自來水由入射口 21進入蝸室，與葉片發生相互作用而改變運動方向。射 流經過任意兩相鄰葉片所構成的通道到達蝸室內部時，其流動方向相對于轉動的葉輪為 其相反方向，而相對于固定空間卻接近于靜止，這樣就把自來水的動能充分傳遞給了葉輪。 參見附圖2,葉片23是母線垂直于葉輪底盤的彎曲面，目的就是為了實現上述要求。葉輪 上蓋17把所有葉片的上端連為一體，可使葉輪更加牢固，性能更可靠。葉輪上蓋17為圓錐 面，可使相鄰葉片所構成的通道的高度由外到內逐漸變大，從而平衡通道內外方向上的水 量，彌補該通道由外到內的逐漸變窄。
[0022] 本實用新型螺旋槳以及其附屬部分如圖3(a)、圖3(b)所示，螺旋槳32沒入S彎 封堵液液面以下，攪拌刀33深入S彎封堵液的底部。在螺旋槳和攪拌刀之間的S彎管道內 壁36上設有條棱35,個數可選的，例如4個，以固定突出的狀態，協助螺旋槳、攪拌刀將大便 攪碎。在螺旋槳上方的位置設有占位球37,占位球37類似于一具有流線形的空心塑料瓶。 轉動軸38與水輪機轉動軸18為同一根軸，螺旋槳32、攪拌刀33以及占位球37都固定在轉 動軸38上。攪拌刀33的作用是將大便攪碎，螺旋槳32對流體產生向上推進作用。由于螺 旋槳32和攪拌刀33是同步旋轉的，粘性強的大便進入螺旋槳和攪拌刀之間時，易受上下帶 動而跟隨旋轉，使螺旋槳的抽吸作用減弱，此時在該處S彎管道內壁上設置條狀棱35,以固 定突出的狀態，相當于相對螺旋槳和攪拌刀反向轉動，可有效克服上述隨動，協助將糞便打 碎。螺旋槳葉片前緣磨成刀刃狀，可將大便中可能含有的纖維類物質切開而不至于被其卡 住。螺旋槳的直徑小于S彎處的管道內徑，因此螺旋槳對流體不僅產生向上的推進作用，還 會對流體產生向外的離心作用。這種離心作用會使螺旋槳上方的中心部位形成低壓區，于 是在螺旋槳上部的一定范圍內會產生下方由里向外，上方由外向里的循環流動。這種循環 流動會削弱螺旋槳對流體向上的有效推進，而在螺旋槳上方設置占位球37可有效避免這 種有害的循環流動。
[0023] 綜上，本申請提出一種基于水輪機的動力抽吸式馬桶，如圖4所示，包括容納水輪 機41的蝸室11，切向于蝸室側壁、水輪機葉盤接入的自來水入射口 21，蝸室11上部設有出 水口 12,通過管道例如軟管45與馬桶空心邊框的進水口 46相連；水輪機41封閉于蝸室11 內，帶動水輪機轉動軸48同步轉動；固定于蝸室11外、水輪機軸下方的螺旋槳42和進一步 優選的攪拌刀43,在水輪機轉動軸48的帶動下跟隨水輪機同步轉動；其中，螺旋槳42和攪 拌刀43位于馬桶的S彎44中。沖馬桶的全過程是：開啟自來水閘閥（未示出），自來水由 切向接入蝸室11側壁、水輪機葉盤的自來水入射口 21進入蝸室11，將功能傳遞給葉輪15 后，從上部的蝸室出水口 12經軟管45進入馬桶空心邊框進水口 46 ;葉輪15帶動螺旋槳42 和攪拌刀43高速轉動，將S彎44處封堵液和糞便的混合物抽入下水道；進入馬桶空心邊框 進水口 46的清水沿馬桶邊框上密布的小孔注入馬桶。由于清水注入馬桶滯后于糞便混合 物的抽出，所以充分避免了清水與糞便在馬桶的參混，有效地節約了用水。S彎44中安裝水 輪機的位置還可成為開啟處，便于隨時打開，更換老化、損壞的部件，以及清洗S彎處的水 垢。
[0024] 本實用新型不局限于此實施方式，任何在本實施例基本精神上的改進或替代，仍 屬于本實用新型權利要求所要求保護的范圍。
【權利要求】
1. 一種水輪機動力抽吸式馬桶，包括下部具有S彎（44)、上部具有空心邊框進水口 (46)的馬桶，其特征在于：還包括水輪機（41)、容納水輪機的蝸室（11)，以及固定于水輪機 轉動軸（18,38,48)下端的螺旋槳（32,42);其中，蝸室（11)偵幢設有自來水入射口（21)， 通過閘閥與自來水管相連；所述蝸室（11)的上部設有出水口（12)，通過管道（45)與馬桶 空心邊框的進水口（46)相連；所述水輪機（41)封閉于所述蝸室（11)內，帶動水輪機轉動 軸（18, 38,48)同步轉動；所述螺旋槳（32,42)固定于蝸室（11)外所述水輪機軸（18, 38， 48)的下方，在水輪機軸（18,38,48)的帶動下跟隨水輪機同步轉動；所述螺旋槳（32,42) 位于馬桶的S彎（44)中。
2. 根據權利要求1所述的水輪機動力抽吸式馬桶，其特征在于：固定于水輪機轉動軸 (18, 38,48)下端的螺旋槳（32,42)下方設有攪拌刀（33,43)，所述螺旋槳（32,42)和所述 攪拌刀（33,43)固定于蝸室（11)外水輪機軸（18, 38,48)的下方，在水輪機軸（18, 38,48) 的帶動下跟隨水輪機（41)同步轉動；所述螺旋槳（32,42)和攪拌刀（33,43)位于馬桶的S 彎（44)中。
3. 根據權利要求2所述的水輪機動力抽吸式馬桶，其特征在于：在螺旋槳（32)和攪拌 刀（33)之間的S彎管道內壁上還設有條狀棱（35)。
4. 根據權利要求1-3中任一項所述的水輪機動力抽吸式馬桶，其特征在于：所述螺旋 槳（32)上方設有占位球（37)，固定于水輪機轉動軸（38)上。
5. 根據權利要求1-3中任一項所述的水輪機動力抽吸式馬桶，其特征在于：所述螺旋 槳（32,42)的葉片前緣設為刀刃狀。
6. 根據權利要求1-4中任一項所述的水輪機動力抽吸式馬桶，其特征在于：安裝水輪 機（41)蝸室（11)的位置設為可開啟。
7. 根據權利要求1-4中任一項所述的水輪機動力抽吸式馬桶，其特征在于：所述水輪 機（41)包括葉輪（15)、葉輪底盤（16)、葉輪上蓋（17)、轉動軸（18);所述葉輪底盤（16)與 葉輪（15)、葉輪上蓋（17)以及轉動軸（18)固定為一體。
8. 根據權利要求7所述的水輪機動力抽吸式馬桶，其特征在于：所述水輪機（41)的葉 片（23)是母線垂直于葉輪底盤（16)的彎曲面；葉輪上蓋（17)將所有葉片的上端連為一 體。
9. 根據權利要求8所述的水輪機動力抽吸式馬桶，其特征在于：所述葉輪上蓋（17)為 圓錐面，使得相鄰葉片所構成的通道的高度由外到內逐漸變大。
10. 根據權利要求1-4中任一項所述的水輪機動力抽吸式馬桶，其特征在于：所述水輪 機（41)的外殼包括蝸室（11)、蝸室出水口（12)、軸瓦保持箱（13)、軸瓦（14)及自來水入射 口（21)。
【文檔編號】E03D5/02GK204139277SQ201420231441
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】金純信 申請人:金純信