一种余弦形结构出水孔坐便器的制作方法

本实用新型涉及一种坐便器，具体涉及一种余弦形结构出水孔坐便器。

背景技术：

坐便器的出现是人类文明的一个标志，它给人们的日常生活带来了诸多便利。但与此同时，坐便器耗费大量淡水资源的问题也随之而来，人们也日益重视坐便器的节水性能。国内外大量专家和学者都开始陆续对节水型坐便器进行了一些研究开发工作，并取得了不错的成果。

目前，人们日常生活中所使用的坐便器的出水孔结构还是常规的圆柱形。在现有技术下的坐便器中，为了达到节水的效果通常是采用添加附加装置和改变下水管结构等方式，而忽略了出水孔结构这一问题。常规圆柱形出水孔结构在水流从小孔喷出时能量损失较大；而非常规余弦形出水孔因具有较好的流线型，坐便器冲水时水流的能量损失较小。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种余弦形结构出水孔坐便器，为现有技术中的不足和节水坐便器的研究提供一种新的解决方法。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种余弦形结构出水孔坐便器，包括坐便器主体和出水孔结构。其结构特征在于，出水孔的结构不是常规的圆柱形，而是非常规的余弦形；余弦形出水孔的表面曲线基于方程确定，长径比的取值范围为；余弦形出水孔具有以下几个几何参数：出水孔直径，幅值，自变量系数，出水孔余弦结构段长度。通过调节出水孔直径和幅值可以确定合适的出水管道直径；改变自变量系数可以得到不同周期和长度的余弦曲线；出水孔余弦结构段的长度由长径比确定。

与现有的圆柱形结构出水孔坐便器相比，本实用新型的优点是：余弦形结构有较好的流线型，水流从坐便器出水孔喷出时的能量损失更小，水流喷射速度更快，清洗坐便器的能力更强，能够达到省水、节水的效果，可广泛用于日常生活领域。

附图说明

图1是本实用新型一种余弦形出水孔坐便器的结构示意图。其中，1：坐便器水箱，2：坐便器出水孔管道，3：坐便器水圈，4：坐便器水包，5：出水管道。

图2为坐便器余弦形出水孔管道结构示意图。

图3为坐便器余弦形出水孔管道截面示意图。

图4为坐便器监测点位置示意图。其中，a、b、c、d：坐便器水圈右、前、左、后四个位置点，e：水包出水口中心，f：出水孔下方某一水包壁面质点。

图5是坐便器出水孔为圆柱形时，监测点a、b、c、d、e的水流速度随时间变化的曲线。

图6是坐便器出水孔为余弦形时，监测点a、b、c、d、e的水流速度随时间变化的曲线。

图7是坐便器出水孔为圆柱形时，监测点f的水流速度随时间变化的曲线。

图8是坐便器出水孔为余弦形时，监测点f的水流速度随时间变化的曲线。

图9是坐便器出水孔为圆柱形时等效污物残留体积随时间变化的曲线。

图10是坐便器出水孔为余弦形时等效污物残留体积随时间变化的曲线。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图和具体实施方法对本实用新型专利做进一步详细说明，但需要说明的是，所述实施方式并非对本实用新型的限制，本领域的工程技术人员基于这些实施方法所做的一些结构或者方式上的等效变换，均属于本实用新型的保护范畴。

参照图1，一种余弦形结构出水孔坐便器，包括坐便器本体和出水孔形状。本实用新型为单出水孔坐便器，且出水孔为非常规孔。坐便器水包平面几何结构由两段圆弧和样条曲线连接组成。

本实用新型中，坐便器出水孔形状不是常规的圆柱形，而是非常规的余弦形。余弦形出水孔的流线型结构对于水流喷出后的速度保持性较好，使得水包表面水流分布范围广、冲刷面积大。

参照附图2，出水孔直径为，出水孔余弦形结构长度为，其长径比为，长径比是影响出水孔流动阻力和流量系数的直接参数，取值范围一般为。本实用新型实施例中余弦形出水孔基本尺寸为：=10mm，长径比取2，出水孔外直径d=18mm。

参照附图3，出水孔的内部轮廓曲面基于方程来确定，可以通过选取合适的函数幅值以及自变量系数来得到期望的余弦曲线以确定出水孔的余弦结构。

本实施例使用fluent分别对圆柱形出水孔坐便器和余弦形出水孔坐便器进行二相流数值模拟，分析其水包壁面冲洗效果；同时基于坐便器冲刷等效污物残留过程进行三相流仿真，分析两种不同结构出水孔坐便器的排污能力。参照附图4，点a、b、c、d、e、f为监测点。本实施例在对坐便器冲洗过程的二相流模拟分析中，fluent中松弛因子的大小决定了各流场变量的迭代，本实施例在对圆柱形和余弦形出水孔所做的分析中，松弛因子的缺省值设置均保持一致，参照图5-8，可以看出余弦形结构出水孔对水流喷出后的保持性较好，水流从水包出口流出的最大速度远小于圆柱形结构出水孔的水流最大速度，对水包壁面的冲洗效果明显优于常规的圆柱形出水孔。本实施例在对圆柱形和余弦形出水孔坐便器冲刷等效污物残留分析中，保持冲水量为1l，等效污物粘度为，污物体积为，参照图9-10，可以看出在污物输送能力方面，余弦形出水孔坐便器的排污效果比常规的圆柱形出水孔坐便器的排污能力更具优势。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是为了证明本实用新型的可行性，它们并不是用以限制本实用新型的保护范围。凡是以本实用新型技艺精神为基础所做的一些等效替代或其他变更，均属于本实用新型的保护范畴。