虹吸式坐便器技術分析及發展趨勢*

聶保民

(咸陽陶瓷研究設計院陜西咸陽712000)

虹吸式坐便器技術分析及發展趨勢*

聶保民

(咸陽陶瓷研究設計院陜西咸陽712000)

介紹和分析了目前虹吸式坐便器的種類、結構特點和采用的節水新技術，并指出了虹吸式坐便器今后的發展趨勢。

虹吸式坐便器 結構 粗管徑 節水技術

前言

陶瓷坐便器是人們日常生活中常用的衛生設施。因其表面光潔易清洗、排污功能優良，深受大眾的青睞。在坐便器家族中，按其結構可分為2種：沖落式(也稱為直沖式)和虹吸式。虹吸式坐便器是較為常見和檔次水平較高的一種坐便器，在市場上占有很大的比例。近10多年來，根據市場和客戶需求，我國科技人員在虹吸式坐便器技術方面做了許多創新工作，使坐便器的造型款式、內部結構、質量檔次、功能水平等都得到很大的改進和提高。筆者就虹吸式坐便器的技術現狀以及今后的發展趨勢進行一些分析和探討。

1 虹吸式坐便器技術現狀

虹吸式坐便器排水原理：在水箱放水后，靠水自身的重力作用，水流瞬間到達坐便器的水圈和洗凈面，使水流旋轉起來形成旋渦，同時也使污物旋轉并將其打碎，隨著水位的升高，瞬間將排污管道內填充滿。再通過大氣壓和水的勢能差使坐便器瞬間產生自然虹吸作用，將污物排入(吸入)S型管道中，用后續水沖出坐便器而排到下水管中。由此可見，虹吸式坐便器實際上是一個排水凈化機構，它的這種作用是客觀存在的。只要滿足以上條件，這種自然虹吸作用就會產生。S管道是虹吸式坐便器產生自然虹吸作用的關鍵部件。由于其結構的特殊性，該坐便器的安裝尺距(坑距)一般為200mm、305mm、400mm。虹吸式坐便器按外觀可分為，分體式、連體式，管道有外露型和隱藏型。管道外露型的虹吸式坐便器(分體式坐便)目前在市場上占主流，原因是這種坐便器比較適合采用一次成形組合立式澆注工藝，但這種坐便器在使用中不易清潔;而管道隱藏型的虹吸式坐便器一般采用地攤多塊澆注粘接成形，這種坐便器在使用中容易進行清潔，外形美觀，目前這種坐便器在市場上以全包連體占主流。多年來，虹吸式坐便器不斷改進和發展，其結構形式從單一的普通虹吸式已經衍生出噴射虹吸式和旋渦虹吸式。

1.1 普通虹吸式坐便器

普通虹吸式坐便器產生得較早，生產歷史較長，結構也比較常見，目前在市場上的型號、種類也比較多。它是新型虹吸式坐便器的基礎。20世紀七、八十年代，坐便器的品種少，成形生產工藝方式落后，為地攤單面吸漿多塊粘接成形生產，包括排污管道也是粘接的。占地面積大，生產效率低，產品質量差，排水功能也不理想。近20年來，隨著衛生陶瓷行業的發展和模型制作工藝技術的不斷進步，無論是該產品的結構還是成形生產工藝方式都發生了巨大變化，即使是現在的地攤成形，該產品也可以是整體一次成形或兩塊粘接成形，且產量提高一倍;大多數企業現在廣泛采用組合立式澆注一次成形機械化生產，產量提高近2倍，坐便器的排污功能和節水功能也不斷提高。普通虹吸式排水水路走向為：水箱放水→便器進水口→進水橫道→水圈→布水眼→洗凈面→S型管道→排污口。

坐便器的作用是將便器洗凈面壁的污物沖刷干凈;將固體污物打碎，盡快將便器內的污物排出。要達到以上目的，排水水流必須旋轉起來，這是大多數坐便器水流設計為旋轉式的主要原因(布水眼旋轉比直沖沖刷效果好)。虹吸式坐便器的布水眼設計也遵循這一規律，這是虹吸式坐便器的顯著特點。布水眼設計成一定角度和斜度，一般角度為30°～45°。排水時從布水眼流出的水在對內壁沖刷的同時，也推動水封水，以使水流旋轉(逆時針或順時針)起來形成旋渦。普通虹吸式坐便器在布水眼設計上還要有大孔——長形孔(尺寸為15mm×60 mm)或數量若干的大孔(直徑為15～18mm)。大孔通常在正面中間部位，個別孔分布在兩側，目的是對準污物加大沖力，加強旋轉，使其盡早產生虹吸作用，同時將污物打碎，將其推向S型管道和排污口，排入下水管道。有旋渦旋轉的水流對排出質量較輕的檢測介質，如直徑為19㎜的聚丙烯測試球體、煙絲、鋸末或乒乓球等漂浮物較為有利。但這種排水結構和布水眼的設計對排出質量較重的污物效果欠佳。

1.2 噴射虹吸式坐便器

噴射虹吸式坐便器是在普通虹吸式坐便器的基礎上發展和演變而來的，它是一種結構先進、合理，排污功能優良的坐便器。其特點是：①該坐便器是在普通虹吸式坐便器的基礎上，在水封下設計有一噴射孔和噴射水道，在沖洗排水過程中，由于噴射孔的噴射作用，加大了對污物和水的沖力，可使坐便器較快地產生虹吸作用，從而提高了坐便器的排污功能，同時也節約了用水量;②由于噴射孔在水封面下，其結構有獨特的設計，消除或減弱了坐便器排水時所產生的噪音，所以人們又稱其為“靜音坐便器”;③具有較高的水封和較大的水封面，不但有利于衛生潔凈，而且虹吸作用和排污強勁有力，污物排出徹底。從目前市場情況看，噴射虹吸式坐便器有以下3種結構。

1.2.1 傳統噴射虹吸式坐便器

傳統噴射虹吸式坐便器產生得較早，結構也比較常見。產品一般為一體成形，既可地攤成形又可機械化成形，但目前企業一般采用組合立式澆注機械化成形生產。屬于正壓噴射的虹吸式坐便器(噴射孔在洗凈面底部，外觀可見)。其排水水路走向為：水箱放水口→便器進水口→進水橫道→水圈(分為兩部分：一部分到圈眼，進行沖刷;另一部分經副水道再到噴射孔;然后兩部分水流匯集)→管道→排污口。

此類坐便器的結構優點是：圈眼的設置有一定的斜度和角度，角度一般為30°～45°。這樣的設計可有效地對洗凈面進行刷洗。水流逆時針或順時針旋轉，對排出質量較輕的漂浮介質(如直徑為19㎜的聚丙烯測試球體、煙絲、鋸末或乒乓球等)較為有利。缺點是水流所經過的距離較長，造成對污物的沖擊力減弱，虹吸作用產生的較晚。但是，一旦虹吸作用產生，則抽力較大，對污物排出較為徹底。此類坐便器在噴射虹吸式坐便器種類中較為浪費水，目前在市場上的品種、數量已逐漸減少。

1.2.2 新型噴射虹吸式坐便器

新型噴射虹吸式坐便器為一次成形或地攤粘接成形，其排水水路結構為：水箱放水→便器進水口→進水橫道→水圈(通過圈眼沖刷)和兩側副水道(噴射孔)→S型管道→排污口。

此類坐便器的結構特點是：噴射水流所經過的距離較短，不經水圈直接由進水橫道直泄而下到達噴射口，使虹吸作用產生得較早，沖力大，比較節水。另外，圈眼在設置上使用直沖較多，水流比較集中，故排污強勁有力，有利于排出質量較重的污物;而對于排出質量較輕的漂浮介質(直徑為19㎜的聚丙烯測試球體、煙絲、鋸末或乒乓球等)欠佳。目前此類噴射虹吸式坐便器在市場上，已逐漸成為主流產品，具有良好的市場發展前景。

1.2.3 內噴射虹吸式坐便器

內噴射虹吸式坐便器的結構特點是：地攤粘接成形，成形時采用預埋管道，噴射孔隱含在管道內部的上側，屬于內噴射虹吸式坐便器，在韓國生產較多。它是借助于內噴射孔產生的負壓作用(抽力)，使坐便器較早地產生虹吸作用，把污物抽走。此類坐便器也比較節水，屬于超節水型坐便器。其圈眼一般設置為直沖，水流比較集中，有利于排出較重的污物。由于其噴射孔在管道的內部，管道不外露，故產品外形美觀，使用中也易得到清潔。

1.3 旋渦虹吸式坐便器

旋渦虹吸式坐便器是在虹吸式坐便器的洗凈面內設有一個能形成旋渦的水流通道，用于排水時加速水流的旋轉，及早地形成虹吸作用。目前旋渦水流通道的設置方式有2種，一種是由洗凈面一側沿切線方向沖出;另一種是由洗凈面的底部一側沖出。它們都是順水流的旋轉方向，推動洗凈面的水封水，使其加速旋轉形成旋渦，并隨水位的升高充滿排污管道，當水面和排污口形成水位差時產生虹吸作用，將污物排出。此類坐便器的特點是水封面積大，噪音極小，為“靜音型坐便器”。其沖刷潔凈，防濺、防臭效果好，不足之處是用水量較大，所以目前市場占有量越來越少。

2 虹吸式坐便器節水技術

2.1 采用標準化管道

虹吸式坐便器的S型彎管(包括管道形狀、長短、粗細等)是決定坐便器能否節水的最重要的部位。各企業根據多年來開發生產坐便器的經驗，并仔細研究市場上排污功能優良的虹吸式坐便器的管道結構，進行反復試驗，制作出節水型虹吸式坐便器的標準化管道。開發新型坐便器，都以此標準化管道為基礎，可有效地保證坐便器省水，大大提高新產品的開發速度和質量，節省開發投產的時間。

2.2 提高坐便器的高度

普通型坐便器的使用高度一般為370mm。將坐便器的使用高度提高到390～410mm，可提高水的落差勢能，從而在排水時沖力大，虹吸作用產生得較早，虹吸作用強勁，同時降低了用水量。

2.3 采用合理的水路結構

選用市場上水路距離較短的結構方式(見1.2.2)，可縮短水流行程路徑。噴射水流不經水圈由進水橫道直泄而下(單側或雙側)到達噴射口，使虹吸作用產生得早，沖力大，從而達到節水的目的。

2.4 合理設計上圈通道

水箱放水后的主通道以及圈上水通道為輸送水量的主要通道，其斷面面積的大小很關鍵。它直接影響到虹吸作用產生得早晚以及節水問題。橫向主通道的寬度為70mm左右、高度為50mm左右為宜，圈上通道寬度為40 mm左右、高度為30mm左右為宜。若斷面面積過大，則水流量大，流速小，到達噴射孔的沖擊力小;若斷面面積過小，則水流量小，流速大，到達噴射孔的沖擊力不夠。具體尺寸應根據實際情況通過反復試驗確定。

2.5 合理設計布水眼

圈上布水眼的主要作用是對坐便器的洗凈面進行沖刷。它的設置(大小、數量、方向)對坐便器的排污功能也有一定的影響。布水眼的尺寸一般為6mm，數量為22～28個(根據坐便器尺寸的大小而定)，角度方向為30°～45°。若布水眼的尺寸(3～4mm)過小，則下水量小，沖刷效果不好，大部分水到達噴射孔，使虹吸作用產生得早，后續水量不夠，不足于推動污物，污物易卡在入口處;若尺寸過大，且數量多，則下水量大，雖然沖刷效果好，但進入噴射孔的水量少且沒有力量，也不利于盡早產生虹吸作用。

2.6 采用較大噴射孔

噴射孔尺寸的大小對坐便器的排污功能也有很大的影響。根據生產經驗，噴射孔的直徑一般為22～35mm。當噴射孔尺寸過小時，噴射水流作用力小，噴射持續的時間過長，造成虹吸作用產生得晚;當噴射孔尺寸過大時，大部分水泄掉，圈上的水量少，沖洗不干凈。采用較大尺寸(直徑為32～35mm)噴射孔的，可較早地產生虹吸作用，有利于實現坐便器的節水。

2.7 S型彎管施釉處理

如果坐便器S型彎管不施釉，其內表面粗糙，排污阻力大，且容易掛污物。另外，有時內部有裂紋或出現吃空現象，影響排污功能。通過對S型管道內部施釉處理，可避免以上問題。S型管道施釉后，管道內表面光滑，提高了管道的封閉性和坐便器的排污功能，也為節水創造了條件。

2.8 改變水箱的結構

在坐便器配套的水箱上采取一定措施，有利于提高坐便器的排污功能，實現坐便器的節水功能。在保證水箱儲水量基本不變的情況下，將水箱的寬度變窄、水箱的高度增加，這樣可增加水的落差勢能;將水箱的落水口直徑增大到85mm，從而在排水時沖力大，使坐便器盡早產生虹吸作用。

3 虹吸式坐便器技術發展方向

目前，虹吸式坐便器，其結構形式無論是普通虹吸式，還是噴射虹吸式;無論外型是分體的，還是連體的，其排污管道直徑大都向粗(過直徑為41mm、48mm或50 mm的球體)的方向發展。尤其是美國、加拿大和韓國等國的客商對虹吸式坐便器的要求更為嚴格，而且在這種情況下還要求坐便器節水。粗管徑6L節水型虹吸式坐便器為定貨的基本條件，而粗管徑4.8L超節水型虹吸式坐便器成為市場新寵。可見，粗管徑超節水坐便器成為當今市場主流產品以及虹吸式坐便器的發展方向。

與過去的細管徑虹吸式節水坐便器相比，粗管徑節水坐便器有以下優點：

1)管道變粗了，在使用排污過程中，污物不易堵塞，虹吸作用大，排污順暢。

2)管道變粗且又強調節水，給坐便器的設計開發和生產帶來很大的難度，但這更體現出該產品的技術含量、高附加值以及質量檔次水平。

3)產品水封高，水封面積大，隔臭防臭效果好，坐便器衛生潔凈，沖刷洗滌效果好。

眾所周知，細管道的虹吸式坐便器比較節水，很容易達到6L水標準，但缺點是易堵塞污物，而粗管徑坐便器要達到6L水甚至更低的4.8L水用水量，技術難度相當大，因為管道變粗會降低坐便器的虹吸和排污作用，要達到同樣的排污效果需多耗水。根據實踐經驗，虹吸式坐便器的管道內徑每加粗5mm，則達到同樣的排水效果需多耗水0.5L，可見管道加粗與省水相互矛盾。但是，粗管徑虹吸式坐便器很受客戶歡迎，順應市場這種需求，是國內衛生瓷生產企業不斷研究的主要課題。目前國內許多衛生瓷專業生產廠家已成功地解決了坐便器管道既變粗又節水的難題。

當前，國內不少衛生瓷生產廠家開發生產出了一系列粗管徑節水虹吸式坐便器，并承接了大批量出口定貨。這些粗管徑節水虹吸式坐便器用水量少，用水量全部低于6L水，有的用水量甚至可降低到4.5L。

1 同繼鋒，等.我國建筑衛生陶瓷產業的發展與科技創新.全國性建材科技期刊——陶瓷，2010(11)：16～19

2 王同言.一種粗管徑虹吸式節水坐便器的研制.全國性建材科技期刊——陶瓷，2008(3)：40 ～42

3 王心超.論馬桶節水的關鍵問題.佛山陶瓷，2002(增刊)：122～124

4 李中祥.陶瓷衛浴產品設計創新若干問題的討論.全國性建材科技期刊——陶瓷，2010(2)：10 ～13

5 溫門生.高效節水便器.佛山陶瓷，2002(增刊)：120～121

6 閆加旺，等.國內外新型衛生潔具功能綜述.全國性建材科技期刊——陶瓷，2009(11)：34 ～35

7 李中祥，等.超節水型坐便器的設計原理和技術特點.全國性建材科技期刊——陶瓷，2007(8)：12 ～14

8 王同言，等.衛生陶瓷兩種坐便器技術特點淺析.全國性建材科技期刊——陶瓷，2009(9)：47 ～50

9 史哲民.我國建筑衛生陶瓷科技發展熱點.全國性建材科技期刊——陶瓷，2005(11)：5 ～6

10 王同言.衛生陶瓷出口產品的技術特點.全國性建材科技期刊——陶瓷，2007(4)：14 ～16

11 楊洪儒，等.我國建筑衛生陶瓷工業能耗現狀及節能潛力研究.全國性建材科技期刊——陶瓷，2005(11)：9～20

12 王同言，等.沖落式坐便器設計生產中應注意的問題.全國性建材科技期刊——陶瓷，2007(9)：42～43

TQ174.76+9

A

1002－2872(2011)－05－0012－03

聶保民，本科，高級工程師;主要從事陶瓷工藝及《陶瓷》編輯工作。E－mail：nbm319@sina.com