本申请要求2016年1月25日提交的美国临时申请no.62/286,561的权益和优先权，其整个公开内容在此通过引用并入本文。
本申请通常涉及马桶和小便器，且更特别地涉及利用虹吸效应进行冲水的无箱式马桶或小便器。
技术实现要素：
本申请的一个实施例涉及一种无箱式马桶。无箱式马桶包括：便池、排污道和喷射器。便池包括：在所述便池的上部分处的边沿，和在所述便池的下部分处的收集坑。排污道从所述收集坑延伸到下水道。喷射器包括：主通道，其被构造为从供应管道接收供应水；和多个分配通道，其被构造为将从所述主通道接收的水引入到所述收集坑和所述排污道中的至少一个。所述喷射器被构造为以第一流速从所述供应管道接收所述供应水，并以大于所述第一流速的第二流速将来自所述供应水的流引入到所述排污道中以在所述排污道内起动虹吸。在起动所述虹吸之前，所述第二流速大于所述第一流速。
另一实施例涉及一种用于对无箱式马桶进行冲水的方法。所述方法包括：将第一水流从供应管道提供到便池的边沿喷射器以持续第一时间间隔。所述方法进一步包括：经由收集坑喷射器将第二水流从所述供应管道提供到所述马桶的收集坑和排污道中的至少一个以持续第二时间间隔，以在所述排污道内引发虹吸。述收集坑喷射器包括：主通道，其被构造为从所述供应管道接收水；和多个分配通道，其被构造为将来自所述主通道的水引入到所述收集坑和所述排污道中的至少一个。
另一实施例涉及一种卫生器具。所述卫生器具包括：便池、排污道和喷射器。便池包括：在所述便池的上部分处的边沿，和在所述便池的下部分处的收集坑。所述便池被构造为在其中保持一定体积的水。排污道从所述收集坑延伸到下水道。喷射器包括：主通道，其被构造为从供应管道接收供应水和将所述供应水引导到所述收集坑和所述排污道中的至少一个。所述喷射器被构造为以第一流速从所述供应管道接收所述供应水，并以大于所述第一流速的第二流速将所述供应水引入到所述收集坑和所述排污道中的至少一个，以夹带便池中的一定体积的水并在所述排污道内引发虹吸。在引发所述虹吸之前，所述第二流速大于所述第一流速。
附图说明
图1是根据示例性实施例的无箱式马桶的示意性俯视图。
图2是图1中所示无箱式马桶的示意性横截面图。
图3是根据示例性实施例的用于图1中所示无箱式马桶的喷射器的详细透视图。
图4a-4c是图3中所示喷射器的前视图、俯视图和侧视图。
图5a-5c是根据另外的实施例的用于图1中所示无箱式马桶的喷射器的详细图。
图6是根据示例性实施例的用于图1中所示无箱式马桶的喷射器的连接结构的详细侧视图。
图7a-7c是根据另外的实施例的喷射器连接到图1中所示的无箱式马桶的详细视图。
图8-13例示出根据各种示例性实施例的用于图1中所示无箱式马桶的各种喷射器构造。
具体实施方式
在传统应用中，马桶或小便器可依靠虹吸效应来引发冲水动作。这些马桶典型地需要使用箱或储器，箱或储器保持预定的供应水并位于马桶便池上方。当启动冲水时，水由于重力而从箱中流动并被引导通过便池中设置的内通路，以清洗便池的内表面和使便池启动虹吸。位于便池收集坑中的喷射器通过以下方式启动虹吸：将来自箱中的水传输到收集坑和排污道中，一旦虹吸效应被引发，则排污道提供必要的抽吸以清空便池。在完成冲水之后，箱然后被重新填充且收集坑被填充以另外的水以密封排污道。
在这些基于重力的设计中，从箱进入排污道中的高流速水有必要提供充分的虹吸启动。例如，典型的收集坑喷射器需要传输约20至25加仑/分钟的水到排污道中以起动虹吸。另外，近来已存在低马桶用水量趋向。为了节约总的耗水量，基于重力的马桶设计已开始减小在各次冲水之间的便池收集坑中提供的水量并增多箱中提供的水。这是因为，箱中的水提供起动虹吸所需能量并因而被认为是“高效”水，而便池水是低效的且必须在冲水过程中去除，由此消耗冲水能量。虽然这可使基于重力的设计能够使用较少水，不过由于在冲水之间在便池中提供较小水体积，因而增加弄脏便池和在便池内表面上留下痕迹的可能。
在其它应用中，马桶可不设置箱。这些马桶设计典型地摒弃重力驱动马桶所用的虹吸效应，而是包含泵、阀、和/或更高管线压力以产生冲水必需的流速。例如，利用冲水阀控制水流进入便池中的冲水阀马桶，典型地需要大直径(例如1.5英寸或更大)的供应管线以传输必要流速的水。在这些设计中，将高流速水(例如约15－20加仑/分钟)提供到收集坑以产生“吹灭”动作以清空便池，其中以高流速流出收集坑喷射器的水的动力将水推出并清空便池，而非依靠虹吸引发的抽吸力将水从便池抽离。然而，由于需要更高的供应管线压力和极大直径的供应管线，其与大多数住宅家庭中所用的较小直径的管道(例如，3/4英寸管道)不相容，因此这些设计通常用于商业应用中，而非住宅应用中。
在一些住宅应用的无箱式设计中，马桶通过较大直径的管道(例如约0.5英寸)连接到供应管线，但是这些马桶通常需要高的供应管线压力(例如约45至50psi)以从便池有效去除废物。另外，这些马桶压靠吹灭动作(而非虹吸效应)来清空便池。此外，许多住宅供应管线被构造产生较低压力，有时低至30psi，这不足以用于许多这些无箱式设计。
将会有利的是，提供一种无箱式马桶，即使当在低管线压力(例如由家用供应管线所供应的压力)下，其也能够产生虹吸效应。这些和其它的有利特征通过阅读本公开内容和附图将变得显见。
基本上参见附图，在此公开的是无箱式马桶或其它卫生器具(例如小便器等)，其利用虹吸效应产生冲水动作，而不需要使用泵或压力容器。在特定实施例中，无箱式马桶可连接到家用水供应管线，其中家用水供应管线在低至30psi的压力下提供一定流速的水。无箱式马桶也可通过标称直径0.5英寸的软管连接到水供应管线。这样的构造将通常地传输约4.6gpm(加仑/分钟)流速的水到马桶，这不足以引发虹吸效应。然而，在特定的实施例中，在此所述的无箱式马桶可将收集坑和排污道中的水的流速增大至与传统的基于重力的设计相当的流速(例如约20－25gpm)以发起虹吸效应。这样，无箱式马桶可通过最小的附加设备和所需安装结构用于现有的住宅卫生设施。另外，通过无箱式设计，马桶提供更低的构形，由此增强总体设计美学性。虽然以下附图和描述主要着重于马桶的应用，但是应认识到，以下所述的无箱式马桶设计的各种特征可适用于其它类型的卫生器具，例如小便器等。
图1－图2显示出根据示例性实施例的无箱式马桶100。马桶100包括由边沿120沿周边围绕便池110。收集坑111位于便池110的底部，并容纳预定体积的水以密封排污道115，排污道被构造为当启动冲水时引发提供压力以从便池110抽吸废水的虹吸效应。喷射器180(在下文中更详细描述)联接到收集坑111且与收集坑111流体连通。
如图1－图2中进一步所示，水通过供应管道130供应到无箱式马桶100，供应管道连接到供水管线，例如以约30psi压力供应水的常用家用供应管线。供应管道130从供应管线引导到连接器140。连接器140(诸如，例如t型连接器)允许通过收集坑供应管道150将水供应到收集坑111和通过边沿供应管道160将水供应到边沿120。根据一些实施例，不需要t型连接器，其根据所用具体阀的设计而定。收集坑供应管道150连接到位于收集坑111处的喷射器180，以将水供应到收集坑111中。边沿供应管道160被构造为将水供应到边沿120，这允许水沿便池110的内表面通过位于边沿120下侧处的边沿喷射器125或多个边沿喷射器流动。边沿喷射器可具有适合的横截面，例如圆形或椭圆形横截面。在特定实施例中，边沿喷射器具有椭圆形横截面，该横截面具有约0.75英寸的长度和约0.12英寸的宽度。
如图1－图2中所示，收集坑供应管道150和边沿供应管道160的每个分别连接到阀152、162，所述阀控制水从供应管道130分别到收集坑供应管道150和边沿供应管道160的流动。阀152、162可通过控制器190电子控制，控制器可被构造为在预定时间间隔之后开启和关闭阀152、162。控制器190可开启和关闭阀152、162以发起在冲水过程中既清洁便池和也清空便池的多级冲水过程。例如，在根据特定实施例的多级冲水过程中，一旦用户使用启动机构(例如把手或按钮)启动冲水，则控制器190开启阀162将水供应到边沿供应管道160和边沿120。通过所述边沿喷射器(或多个边沿喷射器)，水从边沿120的下侧沿便池110的内表面流动以清洗和清洁便池110的残渣。在特定实施例中，阀162被构造为允许从供应管线通过边沿喷射器的最大压力和流量。通过允许水以最大管线压力流动，离开边沿喷射器的水可清洁便池110的整个内表面，而不使用便池110内表面上的突出或架结构来协助引导水。另外，从边沿喷射器以最大管线压力和流量流出的水减少了提供更紧凑便池110以确保整个内表面将被水清洁的需要。
在第一预定时间间隔之后，控制器190然后关闭阀162并开启阀152，以允许水从收集坑供应管道150流动到喷射器180。如在下文中将更详细所述，喷射器180被构造为集中水流(其可从供应管道130以低至4.6gpm的速率流动)和经由流夹带而强化收集坑111中的水流速。水从喷射器180的快速扩散使收集坑111中容纳的水加速，使得必要流速(例如约20－25gpm的流速)被提供到排污道115以起动虹吸和清空便池110的废水。
在第二预定时间间隔之后，控制器190关闭阀162，并且然后重新开启阀152。水然后被供应到边沿120以再次清洗和清洁便池110的内表面上的任何剩余的废物，并在冲水完成之后再次填充收集坑111以密封便池110。在第三预定时间间隔之后，阀162由控制器190关闭。预定时间间隔可以根据马桶100的特征(例如静态管线压力、喷射器180的构造和排污道115的形状)而精确设定。例如，根据喷射器的构造(例如，下文中所述的孔的尺寸和数量)，在约25psi或更高的范围内的供应管线压力下，第二预定时间间隔可在约0.1秒至约4秒的范围内。根据特定实施例，第二预定时间间隔可被设定为发生3.5秒以上，从而允许水通过喷射器180流动0.27加仑的总流量，这等同于在约30psi的供应管线压力下的约4.6gpm。另外，各预定时间间隔可被设定为以预定延迟相继发生、或者可被设定为在预定时间内略微重叠。例如，在特定实施例中，第一预定时间间隔被设定为发生1.3秒以上，然后延迟约1毫秒以使阀152、162的开启之间的重叠最小，第二预定时间间隔被设定为发生3.5秒以上，然后延迟约1毫秒，第三预定时间间隔被设定为发生7.3秒以上，以进一步清洗和再填充便池110。在特定实施例中，用于水供应到边沿120或喷射器180时的预定时间间隔在更高的供应管线压力下可被设定得更短。
图3显示出喷射器180的第一实施例的详细透视图。图4a-4c分别例示出喷射器180的前视图、俯视图和侧视图。如图所示，喷射器180具有：包围主入流通道182的外套181，主入流通道被构造为连接到收集坑供应管道150。喷射器180进一步包括：连接突缘184，其具有多个附接孔185用于将喷射器连接到马桶100。如图3中所示，主入流通道182分支为多个分配通道183，分配通道将水分配通过多个小的出口孔186a-186d。分配通道183窄于主入流通道182。如图3所示，主通道182的入口侧182a具有圆形的横截面以允许安装到收集坑供应管道150。在一些实施例中，入口侧182a包括具有直径约0.56英寸的圆形横截面，从而可附接0.5英寸的npt(国标管螺纹)螺纹。另外，如图3进一步所示，主入流通道182的出口侧182b可包括正方形横截面，其然后分为四个分配通道183，每个分配通道具有大致相等的横截面积。在特定实施例中，出口侧182b的正方形横截面具有长度约0.425英寸的侧边。
在图3中所示实施例中，四个通道183导向四个出口孔186a-186d，出口孔用于集中来自收集坑供应管道150的水流并将集中的流快速扩散到收集坑111中以起动或引发虹吸效应。如图4a中所示，四个孔186a-186d从喷射器180的中心a沿径向方向近似等距离。在特定实施例中，两个水平对准的孔(例如186a和186b)分开约17.5毫米距离(从各自孔的中心c测量)。此外，在特定实施例中，两个竖直对准的孔(例如186a和186c)分开约19.7毫米距离(从各自孔的中心c测量)。另外，在示出的特定实施例中，所述孔在形状上大致为矩形。如图4a-4c中所示，出口孔的宽度x可被设定为大于出口孔的高度y。在特定实施例中，出口孔可均具有约4.1毫米的宽度x和约1.9毫米的高度y。
喷射器180中包含的出口孔的数量和形状不具体限定。例如，图5a-5c显示出喷射器的另外的实施例，其具有各种孔形状和数量。图5a显示出具有沿延伸穿过喷射器280的中心a的共用线布置的两个圆形孔286a和286b的喷射器280。此外，图5b显示出具有按等边三角形(其具有的中心重合于喷射器380的中心a)布置的三个圆形孔386a-386b的喷射器380。可替代地，如图5c中所示，采用环形喷射器形式的具有单个出口孔486a的喷射器480沿排污道115的整个周边外围设置。在特定实施例中，喷射器可包括1至4个孔，每个孔可具有约1/16英寸至约7/16英寸的宽度和/或直径。
根据示例性实施例，喷射器180被构造为相对于收集坑111旋转，从而进一步增强流夹带。例如，喷射器180能够经由一个或多个轴承或其它适合的机构/装置被可旋转地联接到收集坑111，以利于喷射器180与收集坑111之间的相对旋转。根据示例性实施例，喷射器180在从收集坑供应管道150接收供应水时能够相对于收集坑111自由旋转。根据其它示例性实施例，喷射器180包括马达(例如电动伺服马达等)和控制器(例如控制器190)，控制器被构造为选择性地控制马达的操作以由此控制喷射器180相对于收集坑111的旋转运动。以此方式，可旋转的喷射器180能够通过从收集坑供应管道150接收的水流而有效形成“膛线”效应以增大夹带和流强化，由此在无箱式马桶100的排污道115中起动或引发虹吸。
根据示例性实施例，喷射器180的一个或多个出口孔186a-d取向为将水流朝向收集坑内的特定表面或对象引导，由此影响到离开喷射器180的喷射流并增大夹带。根据另一示例性实施例，两个或更多个出口孔186a-d可朝向彼此取向以聚焦或引导离开喷射器180的流和增大夹带。以此方式，出口孔186a-d能够有利地增大夹带并在无箱式马桶100的排污道115中起动或引发虹吸。例如，一个或多个出口孔186a-d可以面朝收集坑111的内表面，例如收集坑111内的内壁或其它表面(例如冲击表面、突出部，等等)，使得离开出口孔的水流能够撞击到所述表面上，由此增大流夹带。类似地，两个或更多个出口孔186a-d能够朝向彼此取向，使得离开所述两个或更多个孔的水流沿相同方向组合或聚焦以增大流夹带。
根据示例性实施例，分配通道183中的一个或多个可在通道远端包括圆滑边缘以进一步增强夹带。例如，分配通道183中的一个或多个可在与无箱式马桶100的收集坑111最接近的出口孔186a-d相邻的远端处终止。对于围绕每个分配通道183的出口孔186a-d的远端的边缘的至少一部分(或全部)可具有圆角或圆滑边缘，以使离开每个孔的水的散布或分配增大，这进而能够增大夹带。
喷射器180还可定位以进一步增强进入收集坑111中以在排污道115中起动或引发虹吸的水的强化。例如，如图6中所示，喷射器180可在收集坑111的与排污道115相对的前端处连接到马桶100。喷射器180可从收集坑111的底表面向上成角度。在特定实施例中，喷射器180可从收集坑111的底表面向上成角度。喷射器180可从收集坑111的底表面以零度至约10度的范围内的角度向上成角度。在特定实施例中，喷射器180以约4度至约6度向上成角度。在特定实施例中，喷射器180从收集坑111的底表面以约4度向上成角度。这样的向上角度允许在排污道115中发生虹吸的快速起动，这在一些情况下允许虹吸发生快于典型的基于重力的马桶设计。此外，收集坑111的底表面可以从喷射器180向下成角度以增强便池清空并防止废水从排污道115返流。在特定实施例中，收集坑111从喷射器180以约6度向下成角度。
图7a-7c显示出喷射器180与马桶100的连接的各种其它实施例。例如，如图7a中所示，喷射器180可连接到缩短的收集坑111a。缩短的收集坑111a可包括与喷射器180连接处的更窄的下部分，从而减小喷射器180与排污道115的嘴之间的距离。此外，如图7b中所示，喷射器180可连接到排污道115的上升部分115a的下部分，或者如图7c中所示，喷射器180可连接到排污道115的上升部分115a的上部分。
收集坑111也可被构造为优化进入排污道115中的水流以起动虹吸动作。例如，收集坑111可具有各种长度和便池容积，它们基于喷射器180的构造和位置而确定，使得流出喷射器180的水的强化被进一步增强。在特定实施例中，收集坑111可构造有长度而使得喷射器180与排污道115的嘴之间的距离在约3英寸至约9英寸的范围内。此外，在特定实施例中，收集坑111可构造有范围从约0.6加仑至约0.8加仑的便池容积。
图8－13例示出根据各种示例性实施例被构造为结合无箱式马桶100使用的各种喷射器构造。
根据图8中所示的示例性实施例，喷射器880联接到无箱式马桶(例如无箱式马桶100)的收集坑811。收集坑811能够与无箱式马桶100的收集坑111相同，或者根据其它示例性实施例而以不同方式构造。根据各种示例性实施例，喷射器880能够位于收集坑111上与前述喷射器180类似的位置。喷射器880具有内结构，其能够有利地使水流转动或旋转通过喷射器880的内部分，以在离开喷射器880和进入收集坑111之前夹带水流。以此方式，喷射器880能够提供与喷射器180所形成效应(即，由于喷射器180的椭圆形喷射器和矩形喷射器之间的“轴线偏移”所形成的效应)类似的效应。这样，喷射器880能够改善夹带和流强化效应，由此在无箱式马桶100的排污道(例如排污道115)中起动或引发虹吸。
仍参见图8，喷射器880具有由壁881限定的大致中空的柱形形状。壁881限定主通道，其包括延伸穿过主通道的至少一部分或者沿主通道的整个长度延伸的一个或多个涡旋特征部882(例如涡旋肋、涡旋突出部、涡旋通道、螺旋肋/通道，等等)。喷射器880包括：在一端处的入口882a和在第二个相对端处的出口882b。喷射器880在出口882b处联接到收集坑811且与收集坑811流体连通。喷射器880还在入口882a处与收集坑供应管道(例如，收集坑供应管道150)流体连通。根据图8中所示的示例性实施例，来自收集坑供应管道的供应水890a在入口882a处提供到喷射器880的主通道。供应水经过喷射器880的主通道并通过沿喷射器880的壁881延伸的一个或多个涡旋特征部883被夹带。被夹带的供应水890a能够通过出口882b进入收集坑811。虽然根据图8的示例性实施例喷射器880显示为包括仅单个孔/主通道，但是根据其它示例性实施例，喷射器880可包括具有类似结构的多个孔/通道以提供额外的夹带/流强化。
根据示例性实施例，喷射器880被构造为相对于收集坑811围绕轴线(在图8中显示为轴线b)旋转(如箭头a所示)。例如，喷射器880可以包括：在接收水流时能够旋转或转动的动态元件或机构(例如轴承等)(即，水流的力能够引起动态元件旋转)。根据另一示例性实施例，喷射器880可以包括：能够引起喷射器880和水流旋转的马达或其它旋转致动器。以此方式，喷射器880能够通过使水转动而提供额外的夹带。
参见图9，根据另一个示例性实施例示出喷射器组件980。喷射器组件980被构造用作活塞，其使用空气(或类似类型的流体)在进入无箱式马桶的收集坑之前对通过壳体的一定体积的水加压和加速。以此方式，喷射器组件980能够有利地改善夹带和流强化效应，由此在无箱式马桶的排污道中起动或引发虹吸。
如图9中所示，喷射器组件980包括：壳体981(例如活塞壳体等)，其联接到无箱式马桶(例如无箱式马桶100)的收集坑911(或者与收集坑911一体形成)。壳体981包括嘴部分981a(例如上部分、较宽部分等等)；颈部分981b(例如下部分、较窄部分等等)；和大致垂直于颈部分981b延伸的出口部分981c(例如腿部分、延伸部等等)。壳体981经由出口部分981c联接到收集坑911且与收集坑911流体连通。壳体981限定内空间以在其中保持一定体积的水984b。根据图9的示例性实施例，嘴部分981a具有比均设置在嘴部分981a下方的颈部分981b和出口部分981c的直径宽的直径。这种结构构造能够有利于地用于增大从嘴部分981a到出口部分981c流动通过壳体981的水流的速度。
仍参见图9，喷射器组件980进一步包括：入口导管983(例如主通道等等)，其设置在壳体的嘴部分981a中。壳体981能够大致包围入口导管983的至少一部分。入口导管983与收集坑供应管道(例如收集坑供应管道150)流体连通以将供应水984a提供到壳体981(即，将一定体积的水984a供应到壳体981内)。在图9中所示实施例中，入口导管983能够提供一定体积的水984b，其将壳体981填充至低于或邻近于入口导管983远端的水平。壳体981还与空气供应源流体连通以将加压空气985在一定体积的水984b上方提供到嘴部分981a内。根据示例性实施例，加压空气985通过远离无箱式马桶100定位的源供应。根据其它示例性实施例，空气供应源位于无箱式马桶100上/中。加压空气985能够有利地对通过壳体的嘴部分981a、颈部分981b和出口部分981c的一定体积的水984b压缩和加速，以将具有增大速度的水流984c提供到收集坑911中。增加的水流984c能够改善夹带和流强化效应，由此在无箱式马桶的排污道中起动或引发虹吸。
参见图10，根据另一示例性实施例示出喷射器组件1080。在此实施例中，喷射器组件1080能够有利地在将压缩空气注射到水流中以在进入无箱式马桶的收集坑之前聚集/引导所述流，导致改善的水夹带。如图10中所示，喷射器组件1080包括：壳体1081a，其联接到无箱式马桶(例如无箱式马桶100)的收集坑1011且与该收集坑1011流体连通。壳体1081能够从较宽部分到较窄部分渐缩，且较窄部分终止于流体连通于收集坑1011中的出口1081c。壳体1081a进一步包括：在出口1081c近处从壳体1081a分支而成的一个或多个空气导管1091。空气导管1091能够将从空气供应源接收的多余空气引导到周围或者引导到空气返回线路供喷射器组件1080重新使用。
仍参见图10，喷射器组件1080进一步包括设置在壳体1081a内的入口导管1082(例如主通道等等)。入口导管1082包括入口部分1082a，其联接到收集坑供应管道(例如收集坑供应管道150)且与收集坑供应管道流体连通，以由此提供水流1090。入口导管1082进一步包括出口部分1082b，其位于壳体出口1081c的邻近处以用于流体连通于收集坑1011。壳体1081还与空气供应源流体连通，以提供将压缩空气流1091通过在入口导管1082与壳体1081a之间的壳体的内部分。空气供应源能够远离壳体1081a定位或者位于无箱式马桶上/中。压缩空气流1091的至少一部分能够在入口导管1082的出口部分1082b处注射到水流1090中，以将聚集的压缩空气和水流1092通过出口1081c提供到收集坑1011中。任何多余的压缩空气流1091能够通过邻近于出口部分1082b定位的一个或多个空气导管1081b被引导出壳体1081a。以此方式，聚集的压缩空气和水流1092能够有利地改善水夹带以由此在无箱式马桶的排污道中起动或引发虹吸。
参见图11，根据另一示例性实施例示出喷射器组件1180。在此实施例中，喷射器组件1180使用文氏管夹带额外的水并在水流离开喷射器组件和进入收集坑之前强化水流。如图11中所示，喷射器组件1180包括：壳体1181，其联接到无箱式马桶(例如无箱式马桶100)的收集坑1111且与收集坑流体连通。壳体1181包括：入口部分1181a(例如较宽部分、嘴部分等等)、截锥部分1181b(例如文氏管部分、较窄部分等等)和出口部分1181c(例如喷射面等等)。壳体1181在出口部分1181c处联接到收集坑111。壳体1181限定用于接收主水流1190a和副水流1191的内空间。
仍参见图11，喷射器组件1180进一步包括：设置在壳体1181内的入口导管1182(例如主通道等等)。入口导管1182包括的入口部分1182a，其联接到收集坑供应管道(例如收集坑供应管道150)且与收集坑供应管道流体连通，以由此提供主水流1190a。入口导管1182进一步包括出口部分1182b，其位于壳体的入口部分1181a和截锥部分1181b之间的过渡部的近处。壳体1181还与副水供应源流体连通以提供副水流1191通过在入口导管1182与壳体之间的壳体1181的内部。根据示例性实施例，副水供应源是位于无箱式马桶100的便池壁之后的储器。根据其它示例性实施例，副水供应源远离无箱式马桶100定位。
如图11的示例性实施例中所示，入口导管1182能够将主水流1190a提供到邻近于壳体的截锥部分1181b的近端的壳体1181的内部分中。副水流1191能够被引入主水流1190a中以在壳体1181内形成组合水流1190b。壳体的截锥部分1181b具有截锥形状，其能够有利地用作文氏管而夹带副水流1191到主水流1190a中以强化组合水流1190b在离开出口部分1181c进入收集坑1111中之前为夹带流1190c。以此方式，喷射器组件1180能够改善水夹带以由此在无箱式马桶的排污道中起动或引发虹吸。
参见图12，根据另一示例性实施例示出喷射器1280。在此实施例中，喷射器1280将空气引入水流中以夹带水或者为所述流提供更强动力，以例如混合马桶的收集坑中的介质或浸软物。如图12中所示，喷射器1280包括：壳体1281，其联接到无箱式马桶(例如无箱式马桶100)的收集坑1211且与收集坑流体连通。壳体1281包括：主导管1281a(例如主通道、第一通道等等)；和副导管1281b(例如副通道、第二通道等等)。副导管1281b联接到主导管1281a且与该主导管流体连通。副导管1281b还与空气供应源流体连通以将空气流1291提供到主导管1281a。根据所示的示例性实施例，副导管1281b横向于主导管1281b取向，然而应认识到，副导管1281b可相对于主导管1281a以不同方式取向。主导管包括入口部分1282a和出口部分1282b(例如喷射面等等)。入口部分1282a联接到收集坑供应管道(例如收集坑供应管道150)且与收集坑供应管道流体连通，以由此提供水流1290a。喷射器1280在出口部分1282b处流通联接到收集坑1211。
仍参见图12，副导管1281b能够在出口部分1282b之前将来自空气供应源的空气流1291引导到主导管1281a。空气供应源能够远离无箱式马桶100定位，或者能够在无箱式马桶100附近。空气流1291能够被引入水流1290a中，以有利地夹带水流1290a和提供夹带的空气和水流1290b到收集坑1211中。以此方式，喷射器1280能够改善水夹带以由此在无箱式马桶的排污道中起动或引发虹吸。
参见图13，根据另一示例性实施例示出无箱式马桶1300。根据示例性实施例，无箱式马桶1300包括多个喷射器，其位于马桶收集坑区域内的不同位置以夹带和强化流。根据另一示例性实施例，无箱式马桶1300包括额外的储水器(除了存储于便池中的水以外)以用于改善的喷射孔夹带。
在图13中所示实施例中，无箱式马桶1300包括：由马桶的下部分1311限定的副储器1312。副储器1312设置在喷射器180之下，并能够有利地提供副水流1391(例如副体积的水等等)以改善喷射器180的至少下喷射孔的夹带。无箱式马桶1300进一步包括：便池部分1310，其能够提供主水流1392(例如主体积的水等等)以用于喷射器180的上和/或下出口孔的夹带。例如，喷射器180能够从收集坑供应管道(例如收集坑供应管道150)接收水流1390a。喷射器180能够引导和强化水流1390a以产生多个上水流1390b(例如来自出口孔186a和186b)和多个下水流1390c(例如来自出口孔186c和186d)。来自副储器1312的副水流1391能够有利地改善离开喷射器180到无箱式马桶收集坑内的至少下水流1390c的夹带。类似地，主水流1392能够通过离开喷射器180的至少上水流1390b被夹带。以此方式，来自副储器1312的副水流1391能够改善水夹带以由此在无箱式马桶的排污道中起动或引发虹吸。根据另一示例性实施例，无箱式马桶1300可包括位于无箱式马桶的收集坑区域内的不同位置的多个喷射器180。
根据各种示例性实施例，无箱式马桶(例如无箱式马桶100等等)可包括控制器(例如控制器190)，控制器操作性地联接到喷射器(例如喷射器180)或前述的任意其它各种喷射构造。控制器(例如控制器190)能够被编程以使用一个或多个传感器探测无箱式马桶中发生的虹吸事件，并能够响应性地控制喷射器。例如，传感器(例如光学传感器、流速传感器、压力传感器、声学传感器、水接触/湿度传感器，等等)能够联接在便池内，例如在水路的后半程处、在便池内的水管线的上方或下方、或在便池水管线下方的分离的水腔中。传感器能够基于便池/腔内的水特征而传感虹吸事件或者关联于何时将会发生虹吸事件。响应性地，传感器能够将反馈信号经由控制器提供到喷射器，以改变喷射器的例如流速和/或其它特征(例如相对位置/角度等等)。根据示例性实施例，传感器能够通过以下方式确定何时将会发生虹吸事件：探测水位随时间的变化，或者确定水位是否处于或低于阈值水平(这能够指示出虹吸事件将近)。根据示例性实施例，反馈信号能够发送到阀或开关，所述阀或开关能够限制或制止水流从收集坑供应管道(例如收集坑供应管道150)到喷射器，并能够再次引导所述流通过边沿(例如边沿喷射器等等)，这能够通过将指派给收集坑喷射器的水引导到边沿和便池区域而有利地降低用水量或者改善冲水的清洁特征。以此方式，能够选择性地控制喷射器，这能够有利地有助于使用水量最小化。
根据示例性实施例，无箱式马桶(例如无箱式马桶100)的用水量可通过以下方式控制：在虹吸事件中通过将空气引入到喷射流中以减小移动通过喷射器的水的体积而限制喷射器(例如喷射器180等)处的流。例如，空气能够由与喷射器流体连通的导管引入。导管能够与空气供应源流体连通，空气供应源可将空气流提供到导管/喷射器。引入到喷射流中的空气的量可受控于控制器(例如控制器190)，控制器与空气供应源操作性连通。根据另一示例性实施例，通过喷射器的流能够在喷射器的喷嘴处通过使用例如可调节的孔或通过堵塞一个或多个喷射器喷嘴/孔以减少喷射器用水量而受限制。例如，所述孔的尺寸可经由可动部件以旋转或移位关断的方式进行限制，所述可动部件(例如，类似于汽化器浮子中的销)将根据需要而限制或阻塞流通道。可动部件可经由控制器(例如控制器190)控制。以此方式，喷射器的用水量能够受控以由此减少无箱式马桶的用水量。
根据各种示例性实施例，无箱式马桶(例如无箱式马桶100等)能够被构造为通过收集坑喷射器(例如喷射器180等)进行双冲水操作。例如，无箱式马桶能够被调整以在第一冲水操作中清空液体废料，其中通过便池传感器的主动传感或者来自马桶座、触发杆、或远程钮的致动实现需要较少水清空马桶便池(例如没有固体废料清空)，这可指令喷射器组件在第一冲水操作过程中限制或消除水流并将水重新引导到例如边沿喷射器以减少喷射器的用水量和/或改善边沿清洗性能。
根据各种示例性实施例，无箱式马桶(例如无箱式马桶100等)和/或收集坑喷射器(例如喷射器180等)能够被构造将脉冲水流(而非恒流)提供到收集坑(例如收集坑111等)。例如，并非使恒定水流通过喷射器，而是引入空气或中断水流能够减少总耗水量(例如，这种功能可类似于在工作循环中发光的led地操作，其中电流循环通断以降低总能耗，而同时实现相同的亮度性能)。以此方式，无箱式马桶能够减少冲水操作过程中的用水量。
根据示例性实施例，引入脉冲流或引入空气到喷射器(例如喷射器180等)的水流中可以当介质/废料从便池去除时、或当虹吸开始且喷射器未执行太多“工作”时(这从效率角度而言可受益最大)发生。根据另一示例性实施例，对水流脉冲化或引入空气能够在虹吸的初始进行阶段中发生，这可有助于破裂或粉碎固体物质/介质以减小实现对块废物的可接受的冲水性能所需的典型水流速。根据示例性实施例，空气能够通过喷射器水路/导管或通过与喷射器流体连通的独立的空气导管/喷嘴被引入到喷射器组件。空气能够有利地清洁水喷射器几何体的内部分。根据示例性实施例，空气能够用于随机化或重新引导夹带喷射构形，以由此拓宽下出口或推到废料上的水的面积。根据各种示例性实施例，脉冲可基于所选择冲水类型(例如以双冲水构造方式)而为恒定的或可变的。根据其它示例性实施例，空气流可仅在喷射器将正常“浪费”水流/能量时(例如当便池无废物时)的阶段中被触发/启动。空气或水的脉冲可以是随机的，取决于何时被认为最得益于冲水循环或者最需要喷射器喷嘴/孔清洁。根据各种示例性实施例，提供到喷射器的空气流可通过各种方法形成，例如，可在喷射器内引起涡流的结构几何形状、空气压缩机、二氧化碳料筒或空气囊/活塞腔，其在冲水过程中被选择性地致动以将供应空气提供到喷射器。根据示例性实施例，脉冲水流可通过在喷射器组件内的可动几何形状/特征部(其可相对于喷射器旋转并(例如类似于手持喷洒器中的脉冲喷洒模式)沿轨道选择性地阻塞或限制流)、或者通过可动特征部的限制性尺寸以阻塞/限制通过喷射器入口或出口几何形状的流而形成。
根据各种示例性实施例，前述各种喷射器构造可包括空气入口，以利于清洁喷射器/出口孔和/或无箱式马桶收集坑区域。例如，各种喷射器可包括口或其它特征部以用于将空气从空气供应源引入喷射器的内部分(例如主通道等)中。空气能够有利地用作乳化剂以清洁喷射器的内部分和/或无箱式马桶收集坑区域的至少一部分。
如前所述，即使在供应管线低压下且使用标称0.5英寸直径软管(这在一起可提供小至4.6gpm的水流速)，无箱式马桶也产生虹吸效应。这种情况发生是因为，当从各种喷射器构造流出的水进入收集坑并快速向外扩散时，收集坑内容纳的水经历流夹带。随着来自喷射器的流进入收集坑的静水，形成反向旋转涡流对，引入静止流体中并将其沿向前方向加速。这种流强化提供必要的高流速(例如约20至25gpm)至排污道中以启动或引发虹吸并通过抽吸压力清空便池。这样，收集坑中容纳的静水用作储水器，从而消除对如基于重力的马桶设计中的分离的箱的需要。
另外，由于引发虹吸的流夹带效应，因而收集坑中的更大便池容积(例如0.8加仑的便池容积)可进一步增强流速强化。通过提供更大的便池容积，可防止各次冲水之间时便池内表面弄脏，由此增大便池的总清洁度。此外，由于收集坑的便池容积现在是有助于在排污道中起动虹吸的“工作”水，因而浪费的水更少，并且总耗水量可减少。例如，在特定实施例中，喷射器180(其具有图3中所示四个出口孔186a-186d)和收集坑111(其具有约0.8加仑的便池容积)的无箱式马桶100在冲水过程中可消耗总共约1.1加仑水。这种水消耗率与当前的高效马桶(以每次冲水约1.28加仑的水消耗率)相比甚至更节水。
在此所述的无箱式马桶100提供低构形设计，其能够容易地适用于典型住宅家居中包含的现有管道而且消除对更高的供应管线压力的需要。这样，使马桶的处理和安装更简单，并使总体美学设计得以改善。另外，由于无箱式马桶100依靠虹吸动作，因而声压水平低于吹灭式设计，同时仍保持与吹灭式设计相当的块料去除性能。无箱式马桶100还提供具有更低水消耗率而同时仍保持更高总体清洁度水平的马桶。
在一个实施例中，无箱式马桶包括：便池、排污道和喷射器。便池包括：在所述便池的上部分处的边沿，和在所述便池的下部分处的收集坑。排污道从所述收集坑延伸到下水道。喷射器包括：主通道，其被构造为从供应管道接收供应水；和多个分配通道，其被构造为将从所述主通道接收的水引入到所述收集坑和所述排污道中的至少一个。所述喷射器被构造为以第一流速从所述供应管道接收所述供应水，并以大于所述第一流速的第二流速将所述供应水引入所述收集坑和所述排污道中的至少一个以在所述排污道内起动或引发虹吸。在引发所述虹吸之前，所述第二流速大于所述第一流速。
在一个方面中，与前述实施例可结合地，水供应管道连接到提供约30psi水压力的水供应管线。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，喷射器按照相对于收集坑底表面的向上角度将水供应到收集坑。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，多个出口孔包括四个出口孔。根据其它实施例，可存在更多或更少的出口孔。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，所述多个出口孔的形状为矩形。根据其它示例性实施例，形状可为非矩形。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，喷射器附接到收集坑。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，喷射器附接到从收集坑伸出的排污道的下部分。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，喷射器附接到从收集坑伸出的排污道的上部分。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，收集坑的底表面相对于喷射器向下成角度。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，水供应管道是软管。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，多个分配通道窄于主通道。
在另一实施例中，用于将水引入无箱式马桶的收集坑中的喷射器包括：主通道，其被构造为从水供应器接收水；和至少一个出口孔，其被构造为将水供应到收集坑。主通道被构造为通过导向所述至少一个出口孔的至少一个分配通道来分配水。
在一个方面中，与前述实施例或方面可结合地，所述至少一个出口孔的形状为矩形。根据其它示例性实施例，形状可为非矩形。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，所述至少一个出口孔包括四个出口孔。根据其它实施例，可存在更多或更少的出口孔。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，所述至少一个出口孔具有宽度和高度，其中宽度大于高度。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，所述至少一个分配通道窄于主通道。
在又一实施例中，一种用于使用虹吸动作对具有便池的无箱式马桶进行冲水的方法，包括：将第一水流提供到边沿(其设置在便池的上部分处)以持续第一预定时间间隔；将第二水流提供到喷射器(其连接到设置在便池的下部分处的收集坑)以持续第二预定时间间隔；以及将第三水流提供到边沿以持续第三预定时间间隔。所述喷射器包括：主通道，其被构造为接收第二水流；和多个出口孔，其被构造为将第二水流供应到收集坑。主通道被构造为通过导向多个出口孔的多个通道来分配第二水流。
在再一实施例中，一种卫生器具包括便池、排污道和喷射器。便池包括：在所述便池的上部分处的边沿，和在所述便池的下部分处的收集坑。所述便池被构造为在其中保持一定体积的水。排污道从所述收集坑延伸到下水道。喷射器包括：主通道，其被构造为从供应管道接收供应水和将所述供应水引导到所述收集坑和所述排污道中的至少一个。所述喷射器被构造为以第一流速从所述供应管道接收所述供应水，并以大于所述第一流速的第二流速将所述供应水引入到所述收集坑和所述排污道中的至少一个，以夹带所述便池中的所述一定体积的水并在所述排污道内起动或引发虹吸。在引发所述虹吸之前，所述第二流速大于所述第一流速。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，主通道包括涡旋特征部，其被构造为使至少一部分供应水在进入收集坑和排污道中的至少一个之前旋转。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，卫生器具进一步包括：空气导管，其联接到所述主通道且与所述主通道流体连通，其中所述空气导管被构造为将供应空气引入所述主通道中。
在一个方面中，与任意前述实施例或方面可结合地，所述主通道定位为将水引入所述排污道的下部分中。
如在此所用，用词“近似”、“约”、“大致”和类似用词意在具有宽泛含义，与本公开内容的主题所属领域的普通技术人员通常所接受的使用相一致。阅读本公开内容的本领域技术人员应理解，这些用词意在允许描述特定的所述和所要求保护的特征，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确数字范围。因此，这些用词应被解读为表示：所述和所要求保护的主题的非实质或非关键的修改或改变被认为处于如所附权利要求书中限定的本申请的范围内。
应注意，在此用于描述各种实施例的用词“示例性的”意在表示：这样的实施例是可行的示例、表现方案、和/或可行实施例的例示(并且这样的用词并不是暗示这样的实施例是非凡的或最佳的示例)。
如在此使用的用词“联接”、“连接”等是指：两个构件相互直接或间接地接合。这样的接合可以是固定的(例如持久的)或可动的(例如可移除的或可释放的)。这样的接合可通过两个构件实现，或者通过两个构件和相互地或与这两个构件一体形成为单个统一体的任意的额外中间构件实现，或者通过两个构件和相互附接的任意的额外中间构件实现。
在此提及元件的位置(例如，顶、底、上、下，等等)仅用于描述在图中各种元件的取向。应注意，各种元件的取向根据其它示例性实施例可不同，且这样的变化意在被本公开内容涵盖。
注意的是应注意，各种示例性实施例的结构和布置仅为例示性的。虽然此公开内容中仅详细描述了几个实施例，但是阅读本公开内容的本领域技术人员将易于认识到，在不实质上偏离在此所述主题的新颖性教示和优点的情况下，可以进行许多修改(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料使用、颜色、取向等等上的变化)。例如，显示为一体形成的元件可由多个部件或元件构建，元件的位置可相反或以其它方式变化，分离元件的性质或数量或位置可以改变或变化。任意过程或方法步骤的顺序或次序可以根据可替代实施例而变化或重新排序。在不偏离本申请的范围的情况下，在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置中也可进行其它替代、修改、改变和省略。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种无箱式马桶，包括：
便池，其包括：在所述便池的上部分处的边沿，和在所述便池的下部分处的收集坑；
排污道，其从所述收集坑延伸到下水道；和
喷射器，其包括：主通道，所述主通道被构造为从供应管道接收供应水；和多个分配通道，所述多个分配通道被构造为将从所述主通道接收的水引入到所述收集坑和所述排污道中的至少一个；
其中，所述主通道向外分支成所述多个分配通道；
其中，所述喷射器被构造为以第一流速从所述供应管道接收所述供应水，并以大于所述第一流速的第二流速将来自所述供应水的流引入到所述排污道中以在所述排污道内起动虹吸；并且
其中，在起动所述虹吸之前，所述第二流速大于所述第一流速。
2.如权利要求1所述的马桶，其中，当所述马桶处于已安装位置时，所述多个分配通道定位为以向上角度将水引入所述收集坑中。
3.如权利要求2所述的马桶，其中，所述收集坑的底表面在其中所述多个分配通道将水引入所述收集坑中的位置处向下延伸。
4.如权利要求1所述的马桶，其中，所述多个分配通道定位为将水引入所述排污道的下部分中。
5.如权利要求4所述的马桶，其中，当所述马桶处于已安装位置时，所述多个分配通道定位为以向上角度将水引入所述排污道的所述下部分中。
6.如权利要求1所述的马桶，其中，所述喷射器是收集坑喷射器；并且所述马桶进一步包括边沿喷射器，所述边沿喷射器流通地联接到所述供应管道并被构造为在所述便池的所述边沿处引入水。
7.如权利要求6所述的马桶，其中，所述边沿喷射器包括流喷嘴。
8.如权利要求6所述的马桶，进一步包括：第一阀，其流通地联接到所述边沿喷射器；和第二阀，其流通地联接到所述收集坑喷射器；其中，所述第一阀和第二阀选择性地将水从所述供应管道提供到所述边沿喷射器和所述收集坑喷射器以提供多级冲水循环。
9.一种用于对无箱式马桶进行冲水的方法，包括：
将第一水流从供应管道提供到便池的边沿喷射器持续第一时间间隔；以及
经由收集坑喷射器将第二水流从所述供应管道提供到所述马桶的收集坑和排污道中的至少一个持续第二时间间隔，以在所述排污道内起动虹吸；
其中所述收集坑喷射器包括：主通道，其被构造为从所述供应管道接收水；和多个分配通道，其从所述主通道向外分支并且被构造为将来自所述主通道的水引入到所述收集坑和所述排污道中的至少一个。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括：将第三水流从所述供应管道提供到所述边沿喷射器持续第三时间间隔。
11.如权利要求9所述的方法，进一步包括：在所述第二时间间隔中，当所述马桶处于已安装位置时，以向上角度将水引入所述收集坑中。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述收集坑的底表面在其中所述多个分配通道将水引入所述收集坑中的位置处向下延伸。
13.如权利要求9所述的方法，进一步包括：在所述第二时间间隔中，将水引入所述排污道的下部分中。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：在所述第二时间间隔中，当所述马桶处于已安装位置时，以向上角度将水引入所述排污道的下部分中。
15.如权利要求9所述的方法，其中，所述边沿喷射器包括流喷嘴。
16.如权利要求9所述的方法，其中，第一阀将所述边沿喷射器流通地联接到所述供应管道；并且第二阀将所述收集坑喷射器流通地联接到所述供应管道。
17.一种卫生器具，包括：
便池，其包括：在所述便池的上部分处的边沿，和在所述便池的下部分处的收集坑，其中所述便池被构造为在其中保持一定体积的水；
排污道，其从所述收集坑延伸到下水道；和
喷射器，其包括：主通道，所述主通道被构造为以家用供应管线压力从住宅供应管道接收供应水和将所述供应水引导到所述收集坑和所述排污道中的至少一个；
其中，所述喷射器被构造为以第一流速从所述住宅供应管道接收所述供应水，并以大于所述第一流速的第二流速将来自所述供应水的流引入到所述排污道中，以夹带来自所述便池的所述一定体积的水并在所述排污道内起动虹吸；
其中，在起动所述虹吸之前，所述第二流速大于所述第一流速。
18.如权利要求17所述的卫生器具，其中，所述主通道包括：涡旋特征部，其被构造为使所述供应水的至少一部分在进入所述排污道之前旋转。
19.如权利要求17所述的卫生器具，进一步包括：空气导管，其联接到所述主通道且与所述主通道流体连通，其中所述空气导管被构造为将供应空气引入所述主通道中。
20.如权利要求17所述的卫生器具，其中，所述主通道定位为将水引入所述排污道的下部分中。