CN103241253B - 一种风能环保座便器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风能环保座便器，包括座便器本体和端盖，还包括用于收集风能的集风叶轮、储气罐，所述集风叶轮设置在集风叶轮轴上并通过第一传动机构与位于储气罐进气管道内的进气叶轮相连，储气罐进气管道内还设置有进气单向阀，所述座便器本体上端开口处具有一圈向内凸起的突起部，该突起部内部具有一圈连通的气流通道，该突起部上向下设置有一圈气孔，气孔出气方向为往同一方向倾斜设置使得气孔出气后气流能够沿座便器本体内壁形成向下的气旋，所述储气罐通过出气管道与突起部内的气流通道连通。本发明的风能环保座便器，能够采集利用风力资源进行清洁，无需用水，具有节能环保的优点。

Description

一种风能环保座便器

技术领域

本发明涉及一种座便器，尤其是一种特别适合在火车或轮船等交通工具上使用的风能环保座便器。

背景技术

在火车或轮船等交通工具上，其洗手间排出的粪便等污物，通常是直接外排，会造成沿途的污染。同时在火车等交通工具中，需要随车携带清洁用水用于卫生间冲洗，这样就加重了车辆负荷，降低了车辆负载能力。另外，交通工具行驶时，均会省耗掉大量的能源作为动力，而交通工具行驶途中，常常会遇到大量的风力资源，这些风力资源不仅没得到利用而浪费，而且往往会阻碍交通工具的行驶。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，怎样提供一种能够采集利用风力资源，无需用水，节能环保的风能环保座便器，其特别适合在火车或轮船等交通工具上使用。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种风能环保座便器，包括带内腔的座便器本体，座便器本体上端座便口处铰接设置有端盖，其特征在于，还包括用于收集风能的集风叶轮、储气罐，所述集风叶轮设置在集风叶轮轴上，集风叶轮轴通过第一传动机构与位于储气罐进气管道内的进气叶轮相连并能够带动进气叶轮旋转进气，储气罐进气管道内位于进气叶轮与储气罐之间还设置有进气单向阀，所述座便器本体上端开口处具有一圈向内凸起的突起部，该突起部内部具有一圈连通的气流通道，该突起部上均匀环布向下设置有一圈紧贴着座便器本体内壁设置的气孔，气孔与气流通道连通且气孔出气方向为往同一方向倾斜设置使得气孔出气后气流能够沿座便器本体内壁形成向下的气旋，所述储气罐通过出气管道与突起部内的气流通道连通，所述出气管道上设置有气流流量电磁控制阀。

本发明使用时，特别适合在火车或者轮船等交通工具上安装使用，安装后使用时，集风叶轮用于收集风能，风流吹动集风叶轮旋转后，带动集风叶轮轴旋转，进而通过第一传动机构带动进气叶轮旋转，为储气罐充气备用。在使用者如厕后，通过电控开关，控制出气罐出气管道上的气流流量电磁控制阀打开，储气罐的气流从出气管道冲出并进入座便器本体上的气流通道内并通过气孔冲出到座便器本体内腔，气孔出气后气流能够沿座便器本体内壁形成向下的气旋，产生强大的虹吸作用，将粘附在座便器本体内腔的污物吸走，进而无需用水冲洗，节省了能源。具体实施时，所述座便器本体内壁优选采用高分子纳米材料，使其具有粘附性非常小的特点，能够方便对粪便污物的清除。当然，本发明也适合用于小区住宅等情况下使用，特别是风能资源丰富的地区环境中采用。

作为优化，所述座便器本体下端出口通过排粪管道接往粪便处理池，所述粪便处理池具有向上设置的排气管道，所述排粪管道内设置有排粪单向阀门。这样，单向阀门能够防止粪便处理池的臭气上涌，其中排粪管道内壁和单向阀门的材料也优选采用具有低粘附性的高分子纳米材料。另外，更加具体地说，粪便处理池内，可以是采用粪便转移封装***对粪便进行自动打包处理，也可以是采用设置电加热模块加热发酵，或者紫外线灯具照射杀菌等无害化处理后，再封装转移。使其更好地实现无公害处理。

作为优化，所述端盖下表面还设置有二次清洁机构，所述二次清洁机构包括固定于端盖且向下正对座便器本体中心设置的固定管，固定管上端通过固定管进气通道与储气罐的出气管道连通，且连通处设置有三通分流阀，固定管下端可转动地密封配合连接有一个转动管，转动管上端同轴固定设置有一个从动齿轮，从动齿轮与一个主动齿轮啮合，主动齿轮固定在一个控制电机的转轴上，所述控制电机固定在端盖上，转动管下端具有向外的延伸段，延伸段端部具有向下的开口。这样优化后，在清洁时，靠座便器本体自身设置的气孔进行第一次清洁之后，可以采用本二次清洁机构进行二次清洁，其清洁时，储气罐的出气通过三通分流阀控制气流进入到二次清洁机构，然后经过固定管到达转动管后从转动管下端延伸段的开口处喷出，同时启动控制电机带动转动管旋转，使得延伸段下端开口处喷出的气流沿周向旋转对座便器本体实现二次清洁，由于二次清洁时气流是集中从一个出口喷出，故气流强度更大，能够更好地将第一次清洁未清洁完的一些附着残留在座便器本体内壁的污物冲掉，使座便器清洗更加干净和卫生。

作为优化，所述集风叶轮轴上还通过电控自动离合器连接有一个第二传动轴，第二传动轴通过第二传动机构连接一个发电机，发电机输出端连接一个蓄电池并能够为其充电；所述进气叶轮固定设置在进气叶轮轴上，所述进气叶轮轴前后两端通过单向联轴器分别连接有前轴和后轴，所述第一传动机构与前轴相连并通过前轴实现与进气叶轮的连接；所述蓄电池输出端电连接有一个电动机，电动机输出轴通过第三传动机构与后轴相连。这样优化后，当储气罐储气满了之后，可以通过电控自动离合器将集风叶轮轴和第二传动轴对接，进而使得集风叶轮可以通过第二传动机构带动发电机发电，电能储蓄在蓄电池内可以进行使用。同时，进气叶轮轴前后分别通过单向联轴器连接有前轴和后轴，这样，当集风叶轮能够收集到风能时，可以靠前轴带动进气叶轮轴旋转为储气筒储气，当储气筒放气后需要储气时，而此时没有风吹时，就可以控制蓄电池带动电动机启动，进而通过后轴带动进气叶轮轴旋转为储气筒储气。其中，采用单向联轴器连接前轴和后轴，使得两条传动路径工作时互不干涉，保证切换的顺利进行。另外，蓄电池所积蓄的电能，还可以作为其他需要用电单位的供电输出。

作为优化，所述端盖下表面还设置有用于杀菌的紫外灯。这样，可以起到良好的杀菌作用，具体实施时，紫外灯也可以采用蓄电池进行供电。

综上所述，本发明的风能环保座便器，能够采集利用风力资源进行清洁，无需用水，具有节能环保的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如下图1所示，一种风能环保座便器，包括带内腔的座便器本体1，座便器本体1上端座便口处铰接设置有端盖2，还包括用于收集风能的集风叶轮3、储气罐4，所述集风叶轮3设置在集风叶轮轴5上，集风叶轮轴5通过第一传动机构6与位于储气罐进气管道7内的进气叶轮8相连并能够带动进气叶轮8旋转进气，储气罐进气管道7内位于进气叶轮8与储气罐4之间还设置有进气单向阀9，所述座便器本体1上端开口处具有一圈向内凸起的突起部，该突起部内部具有一圈连通的气流通道10，该突起部上均匀环布向下设置有一圈紧贴着座便器本体内壁设置的气孔11，气孔11与气流通道10连通且气孔出气方向为往同一方向倾斜设置使得气孔11出气后气流能够沿座便器本体1内壁形成向下的气旋，所述储气罐4通过出气管道12与突起部内的气流通道10连通，所述出气管道12上设置有气流流量电磁控制阀13。本具体实施方式中，所述座便器本体1下端出口通过排粪管道16接往粪便处理池14，所述粪便处理池14具有向上设置的排气管道15，所述排粪管道16内设置有排粪单向阀门17。本具体实施方式中，所述端盖下表面还设置有二次清洁机构，所述二次清洁机构包括固定于端盖2且向下正对座便器本体中心设置的固定管18，固定管18上端通过固定管进气通道19与储气罐的出气管道12连通，且连通处设置有三通分流阀20，固定管18下端可转动地密封配合连接有一个转动管21，转动管21上端同轴固定设置有一个从动齿轮22，从动齿轮22与一个主动齿轮23啮合，主动齿轮23固定在一个控制电机24的转轴上，所述控制电机24固定在端盖2上，转动管21下端具有向外的延伸段，延伸段端部具有向下的开口。本具体实施方式中，所述集风叶轮轴5上还通过电控自动离合器25连接有一个第二传动轴26，第二传动轴26通过第二传动机构27连接一个发电机28，发电机28输出端连接一个蓄电池29并能够为其充电；所述进气叶轮8固定设置在进气叶轮轴30上，所述进气叶轮轴30前后两端各通过一个单向联轴器31分别连接有前轴32和后轴33，所述第一传动机构6与前轴32相连并通过前轴32实现与进气叶轮8的连接和传动；所述蓄电池29输出端电连接有一个电动机34，电动机34输出轴通过第三传动机构35与后轴33相连。本具体实施方式中，所述端盖下表面还设置有用于杀菌的紫外灯36。

上述具体实施方式中风能环保座便器，其使用时，集风叶轮用于收集风能，进而通过第一传动机构带动进气叶轮旋转，为储气罐充气备用。当储气罐气压充足后，集风叶轮可以通过第二传动机构带动发电机发电并为蓄电池充电备用。蓄电池的电力，可以供通过带动电动机通过第三传动机构带动进气叶轮旋转，进而给储气罐充气，以备风力不足之时使用，使储气罐随时保持充足的气压。另外，蓄电池的电离还可以供照明或者紫外杀菌等用途。当使用者如厕后，启动开关，开关控制气流流量电磁控制阀和三通分流阀，使储气罐的气流从出气管道接入到座便器本体上的气流通道内，进而从气孔冲出到座便器本体内腔，气孔出气后气流能够沿座便器本体内壁形成向下的气旋，产生强大的虹吸作用，将粘附在座便器本体内腔的污物吸走。然后可以继续控制三通分流阀使气流改道从固定管进气通道经固定管和转动管从转动管下端出口冲出，同时控制电机启动并带动转动管旋转，进而使得转动管延伸段下端开口处喷出的气流沿周向旋转对座便器本体实现二次清洁，由于二次清洁时气流是集中从一个出口喷出，故气流强度更大，能够更好地将第一次清洁未清洁完的一些附着残留在座便器本体内壁的污物冲掉，使座便器清洗更加干净和卫生。

上述工作过程，可以通过设置自动控制***进行自动控制，该自动控制***，包括一个控制中心，控制中心分别与电控自动离合器25、电动机34、气流流量电磁控制阀13、三通分流阀20以及控制电机24相连接，可以实现自动控制。同时，具体实施时，控制***还可以做如下进一步优化，在端盖2上增设一个检测端盖是否关闭的检测开关，检测开关与控制中心相连，然后在集风叶轮3位置设计一个用于检测集风叶轮3转动情况的转速传感器，该转速传感器与控制中心相连，然后再在储气罐上设置一个用于检测储气罐气压的气压检测表，气压检测表与控制中心。这样，可以完全自动化的控制效果。具体控制时，使用者如厕后，只需盖下端盖2，检测开关检测到端盖2关闭后，将信号传递给控制中心。控制中心即控制气流流量电磁控制阀和三通分流阀，先使储气罐的气流从出气管道接入到座便器本体上的气流通道内，进而从气孔冲出到座便器本体内腔实现第一次清洁。第一次清洁持续数秒后，控制中心继续控制气流流量电磁控制阀和三通分流阀，使储气罐的气流从固定管进气通道19进入到转动管喷出实现第二次清洁，在第二次清洁时，控制中心同时操纵控制电机24工作，带动转动管转动，转动管转动数周后，二次清洁完毕，此时可以控制转动管停止转动，同时控制气流流量电磁控制阀将气流断开。另外，控制中心通过气压检测表检测储气罐气压，当储气罐气压小于规定值时，需要为其充气，此时控制中心再通过转速传感器检测集风叶轮3转动情况，当集风叶轮3受风状况良好转速较快时，控制中心控制电控自动离合器25断开，集风叶轮3通过第一传动机构带动进气叶轮8旋转为储气罐充气，充气完毕后控制电控自动离合器25啮合，使集风叶轮3通过第二传动机构带动发电机发电，并靠蓄电池收集电能进行利用。如果检测储气罐需要充气时，同时检测到集风叶轮3受风力较小或者没受风力状况下，控制中心直接控制电动机34工作，电动机34靠蓄电池供电并通过第三传动机构带动进气叶轮8旋转为储气罐充气。这样就可以实现储气罐根据实际情况靠风力进气和靠电力进气的自由切换。实现完全的自动化控制。

作为上述技术方案相并列的另一种技术方案，可以将其中的控制电机24、主动齿轮23以及从动齿轮24的结构取消，改为直接在转动管21上端内壁设置螺旋条纹的结构，这样，当气流从固定管22向下进入转动管21后，可以靠螺旋条纹的作用，带动转动管21自动产生旋转。这样虽然控制可靠性相对稍微降低，但可以使结构更加简化。

另外，具体实施时，所述座便器本体内壁、排粪管道内壁以及排粪单向阀门均优选采用高分子纳米材料，使其具有粘附性非常小的特点，能够方便对粪便污物的清除。具体实施时，在粪便处理池内，可以进一步采用粪便转移封装***对粪便进行自动打包处理，或者是采用设置电加热模块加热发酵，或者紫外线灯具照射杀菌等处理装置对粪便做无害化处理后，再封装转移；用于栽种施肥，属于天然无污染的有机肥，实现良好的生态循环。另外，在需要时，所述粪便处理池可以设置为两个或多个，以提高处理能力。在排气管道15顶端也可以设置抽气装置对尾气进行抽气，该抽气装置也可以进一步通过管道连接到座便器本体内腔对座便器内污物冲洗后的尾气进一步抽气，其中在连接座便器内体的管道中设置单向阀以避免尾气倒灌，再在端盖上设置单向进气阀使得座便器本体内尾气能够更好地被抽取，最后再设计一个燃烧室对尾气燃烧后排放，即可实现尾气排放的完全无害化。具体实施时，一个储气罐可以设置多个出气管道，带多个座便器进行使用。

本发明特别适合在火车或者轮船等交通工具上安装使用，能够避免交通工具上粪便外排造成的污染，也能够收集利用交通工具沿途遇到的风能，避免了水资源的损耗，也减轻了交通工具负荷，提高了负载能力。同时，本发明也可以适合用于小区住宅或景区厕所等情况下使用，特别是风能资源丰富的地区环境中采用，具有绿色能源，变废为宝等优点。同时，在具体实施时，还可以做进一步优化，增设一个太阳能板与蓄电池相连，太阳能板用于采集太阳能给蓄电池充电，这是由于一般情况下，太阳天风力较小，而阴天风力较大，这样太阳能和风能相结合，能够确保多种天气条件下，都能够为蓄电池提供充足的电源以进行利用。

Claims (5)

1.一种风能环保座便器，包括带内腔的座便器本体，座便器本体上端座便口处铰接设置有端盖，其特征在于，还包括用于收集风能的集风叶轮、储气罐，所述集风叶轮设置在集风叶轮轴上，集风叶轮轴通过第一传动机构与位于储气罐进气管道内的进气叶轮相连并能够带动进气叶轮旋转进气，储气罐进气管道内位于进气叶轮与储气罐之间还设置有进气单向阀，所述座便器本体上端开口处具有一圈向内凸起的突起部，该突起部内部具有一圈连通的气流通道，该突起部上均匀环布向下设置有一圈紧贴着座便器本体内壁设置的气孔，气孔与气流通道连通且气孔出气方向为往同一方向倾斜设置使得气孔出气后气流能够沿座便器本体内壁形成向下的气旋，所述储气罐通过出气管道与突起部内的气流通道连通，所述出气管道上设置有气流流量电磁控制阀；所述座便器本体内壁采用高分子纳米材料制得。

2.如权利要求1所述的风能环保座便器，其特征在于，所述座便器本体下端出口通过排粪管道接往粪便处理池，所述粪便处理池具有向上设置的排气管道，所述排粪管道内设置有排粪单向阀门。

3.如权利要求1所述的风能环保座便器，其特征在于，所述端盖下表面还设置有二次清洁机构，所述二次清洁机构包括固定于端盖且向下正对座便器本体中心设置的固定管，固定管上端通过固定管进气通道与储气罐的出气管道连通，且连通处设置有三通分流阀，固定管下端可转动地密封配合连接有一个转动管，转动管上端同轴固定设置有一个从动齿轮，从动齿轮与一个主动齿轮啮合，主动齿轮固定在一个控制电机的转轴上，所述控制电机固定在端盖上，转动管下端具有向外的延伸段，延伸段端部具有向下的开口。

4.如权利要求1所述的风能环保座便器，其特征在于，所述集风叶轮轴上还通过电控自动离合器连接有一个第二传动轴，第二传动轴通过第二传动机构连接一个发电机，发电机输出端连接一个蓄电池并能够为其充电；所述进气叶轮固定设置在进气叶轮轴上，所述进气叶轮轴前后两端通过单向联轴器分别连接有前轴和后轴，所述第一传动机构与前轴相连并通过前轴实现与进气叶轮的连接；所述蓄电池输出端电连接有一个电动机，电动机输出轴通过第三传动机构与后轴相连。

5.如权利要求1所述的风能环保座便器，其特征在于，所述端盖下表面还设置有用于杀菌的紫外灯。