地漏专利技术综述

吴娱

摘 要： 随着人们对生活质量要求的提高，高效防臭的地漏在家庭排水系统中扮演着越来越重要的角色，它直接关系到人们健康和环境卫生。地漏从最初的简单水封结构到机械封堵式，逐步发展到自动控制，其防臭排水效果逐渐变好。本文通过检索、统计分析、梳理归纳分析了地漏的技术发展脉络，重点分析了地漏单一防臭排水技术（包括水封结构和机械结构）、复合防臭排水技术等，并总结了在各主要国家地漏的专利申请情况。经过系统性分析，获取地漏领域专利申请的大致趋势以及技术发展的方向，了解地漏领域的研发热点。

关键词： 地漏；防臭；水封；复合

1、地漏技术概述

地漏是房屋建筑中不可缺少的一部分，是地面与排水管道系统连接的排水器具。地漏的基本功能主要有两个，一是排出地面积水或兼做其他器具废水排放的通道；二是经常使用时，能隔绝排水管道系统中有害有毒脏气逸入室内，污染居室环境。根据这两个功能，多种多样的地漏被开发出来。

不少研究者从地漏结构层面出发对地漏盖体、过滤部件等配件进行改进，同时不少专利申请还涉及到地漏与墙体间的防渗处理、与管道间的连接方式。本文主要通过对地漏领域的专利文献的收集和统计分析、标引梳理，欲对地漏的技术发展脉络以及研究热点进行总结概述。

2、地漏技术脉络及发展概述

2.1 地漏单一防臭排水技术发展

2.1.1 水封式技术发展路线

地漏除了散水通畅以外，最重要的一点就是防臭。而最早地漏防臭都是采取水封的形式，主要包括带存水弯的排水管道，1915年，专利申请GB191505129在地漏排水管下部设置S型存水弯，同时在排水口处设置阀门以制造水封，还有很多美国和欧洲的申请人也分别提出不同形式的存水弯来实现地漏的水封防臭；除了在管道中设置不同形状存水弯的方式，还有申请者在地漏本体内进行设计，设置单一的隔板（如专利申请DE821627，1951）或设置多个隔板（如GB190922867，1909）的方式营造出不同的腔室，使水流在地漏体内先下后上，再平出流经两个急转弯形成水封。现在使用较多的水封结构是钟罩式地漏，钟罩式地漏又称扣碗式地漏，在1936年专利申请CH184571A就记载了这种结构，在下水口上方地漏盖下方设置倒扣形状的筒体，并在两侧开有进水孔以形成水封。在我国它最早是出现在我国国家标准设计图集上，有两种基本类型圆形和方形。然后这种普通钟罩型地漏一般都存在以下几个问题：①钟罩容易被拿掉或容易遗失；②水封高度小，浅水封高度的地漏无法起到良好的防臭效果；③水力条件差，由于钟罩水封水流流经两个180°急转弯的流程，导致排水过慢，杂质容易沉积；针对第一点，专利申请DE2329463通过螺接方式将钟罩与地漏篦子固定，防止人们为了一味追求排水量而拿掉钟罩或钟罩的不慎丢失造成的水封失效；针对第二点，CN2058191U，1990里記载了一种地漏，其特点是把旧式地漏中的水封高度加长，同时把旧式带丝扣的地漏和套扣熟铁管连接这种安装方式进行了改进，即把地漏和连接管铸为一个整体；针对第三点，有人了解到钟罩式地漏和洗脸盆或浴盆管道中的存水弯形式相同，但地漏却容易堵塞的原因在于其环形缝隙过于狭窄而且地漏所排出的地面水杂质多水质差，因此有申请人利用洗脸盆等的水头提高水流速度以达到自清流速，如IT1018138B，中所记载的内容即采用多通道与地漏相连，CN2336016Y要求保护一种在高层供多个卫生器具同时排水的ABS塑料多通道地漏，不会冒水、水封不受破坏且承接排水支管连接方便。

2.1.2 直通式技术发展路线

上述内容已经阐明地漏的水封技术存在一定缺陷，即便针对特定问题进行了相应的改进，但各种改进方式又会引入新的问题，比如水封高度的增加导致排水量的减少等等。此外，由于地面积水并不是常有，故地漏的排水也不是经常的，因此地漏的水封就可能蒸发而失效。由于水封技术的缺陷，机械封堵技术应运而生，并衍生出多种形式的防臭技术。CN88210295U也提供了一种可防异臭气味的活门式地漏，它主要是利用活门和重锤构成可开闭的阀门，而专利申请CN2122179U则是通过在地漏壳体内设置以销轴铰连在壳壁上的翻转盖板，其可以是重力偏心式或者弹簧拉回式结构。上述结构的共同点是都靠在地漏排水管出口处设置挡板进行封堵，走水时挡板张开，水停时挡板关闭，以此防臭。挡板的形式主要有挡板、合板、翻板等，但这种挡板阀门式封堵容易产生如下问题，即封板接触密封不严，而且如有杂物夹在封口则关不上密封板，造成失效，且难以维修。针对上述问题，专利申请JPH0711679A提出浮球式地漏，主要是利用浮球重力与在水作用下的浮力平衡实现排水口的启闭。在后续的研究改进中，相继有人提出弹簧式和磁铁式地漏，在流水时利用水的重力将盖子打开，实现排水目的，水流完时利用弹力或磁力将盖子关上，来防止臭气进入区内。

这些结构虽然具有一定的创意，但在实际应用中防臭效果不稳定，使用寿命短。此外，还有专利申请涉及弹跳式地漏以及袋封地漏。

2.2 复合防臭排水技术发展

上述内容介绍了在单一技术支撑下防臭地漏的结构，而在长期运用中发现这些结构的地漏依然存在或多或少的问题，防臭效果有待提高。因此，申请者尝试将多种防臭方式结合起来使用，达到双重或多重防臭的作用。DE2341457A1就记载了利用多重水封提高效果的地漏产品，FR2530278 A1和KR20110137225等在以前的研究基础上将水封与浮球封堵相结合，CN2147271Y采用水封+气封的方式利用储气囊密封下水道，此外，还有将水封与其他各种封堵方式相结合以提高防臭效果的专利申请。

3、专利申请概况

本文对1985年-2014年的地漏专利申请情况进行统计，发现30年来中国的地漏专利技术发展迅速。关于地漏的专利申请在中国一直保持稳定增长的趋势。尤其在进入21世纪后，我国地漏专利申请每年成倍增长，这十几年是地漏技术发展的黄金时期，究其原因是因为地漏与家庭排水系统及相关排水设施如马桶、洗衣机等密切相关，也是人们对舒适生活环境追求的表现，该领域的专利申请量与经济发展水平有着直接的联系。此外，由全球和中国专利申请量分布趋势来看，专利申请量在中国与在全球的整体变化趋势也保持一致，占据的全球专利申请量的份额也逐步提升，仅在2014年中国申请量已占据全球85%左右，说明在地漏领域中国已成为专利申请的主力军。中国和日本是地漏领域中的申请大国，紧随其后的是德国、韩国、欧洲及美国。分析其原因，日本的居住空间狭小，人体舒适度大为降低，为改变这种不利，日本专利申请多从产品精细化角度进行改进满足人们基本需求并探索最为合理和科学的设计模式，这一点在卫浴排水行业也得到了充分体现。

4、总结

目前有关于地漏的专利申请热点依然集中于如何优化其防臭功能，鉴于之前的研究都不能经济有效地在解决这个问题同时不引入其他新的技术问题，如何在已有技术上进行改进创新是申请人需要考虑的。此外，如何开创新的防臭思路而不局限于现有技术对该行业的研发者而言更是巨大的挑战。

同时如何将产品落实到实际，应用于日常生活也有许多需要准备的，需要市场的检验和认可。■