DE2641360C3 - Speicher- und BrennveraschungstoUette - Google Patents
Speicher- und BrennveraschungstoUetteInfo
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- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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- A47K11/02—Dry closets, e.g. incinerator closets
- A47K11/023—Incinerator closets
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- Incineration Of Waste (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicher- und Brennveraschungstoilette der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 angegebenen ArL
Bei einer bekannten Brennveraschungstoilette dieser Art (US-PS 33 58 251) werden die zu veraschenden
Fäkalien auf einem Ablageschild gesammelt, welcher im Abstand über dem Boden des Sammelbehälters
angeordnet ist und unmittelbar von der Flamme eines seitlich in die Sammelkammer mündenden Gasbrenners
bestrichen wird. Da aber die Größe des Ablageschildes notwendig gegrenzt ist, können nur die Fäkalien von
wenigen Toilettenbenutzungen gesammelt werden, so daß der Verbrennungszyklus verhältnismäßig häufig in
Gang gebracht werden muß. Dadurch und durch die Verbrennung und Veraschung der Fäkalien unmittelbar
in der Gasflamme ist der Brennstoffverbrauch hoch, wobei außerdem die Gefahr besteht, daß vom
Ablageschild herunter auf den Boden des Sammelbehälters und damit aus dem unmittelbaren Flammenbereich
herausfallende Fäkalien nicht hinreichend verbrannt werden. Ferner ist ein derart ausgelegter Brenner
aufwendig und erfordert einen verhältnismäßig hohen Gasdruck zur Erzeugung einer hiri,'pichend großen und
starken Flamme. Ferner sind die Reinigung und das Sauberhalten der Toilette problematisch und durch die
Häufigkeit der erforderlichen Verbrennungszyklen sind die Ausfallzeiten hoch, die für eine hinreichende
Abkühlung der Toilette nach jeder Verbrennung erforderlich sind
Es liegt die Aufgabe vor. eine Brennveraschungstoilette
zu schaffen, welche die Speicherung von Fäkalien aus verhältnismäßig vielen Toilettenbenutzungen vor
jeder Verbrennung erlaubt, mit geringem Verbrennungsenergiebedarf auskommt und die hygienischen
Anforderungen hinsichtlich Reinigung und Geruchsbe 'ästigung erfüllt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch I gelöst.
Da erfindungsgemäß die Verbrennungskammer unter dem Sammelbehälter ausgebildet ist, kann dessen
gesamter unterer Bereich über dem Boden, wo sich die Fäkalien ablagern, zu deren Speicherung ausgenutzt
werden, so daß deren Ansammlung über eine längere Zeitdauer hin ermöglicht ist und daher die Häufigkeit
der erforderlichen Verbrennungszyklen verringert ist* Durch die Zuführung vorgewärmter Verbrennungsluft
in den Sammelbehälter und die Führung der Dämpfe und Verbrennungsprodukte über den Durchgang durch
die Verbrennungskammer hindurch wird eine rasche und gleichwohl weitgehend vollständige Verbrennung
bei verhältnismäßig geringem Verbrennungsenergiebe-
darf erreicht Die die Verbrennungswärme erzeugende Vorrichtung, vorzugsweise ein atmosphärischer Gasbrenner,
ist unter dem Boden des Sammelbehälters geschützt angeordnet, so daß keine Verschmutzungsgefahr
besteht und die wärmeerzeugende Vorrichtung über eine verhältnismäßig große Fläche des Bodens des
Sammelbehälters hin sich erstrecken kann. Gleichzeitig läßt sich der Sammelbehälter etwa topfförmig derart
auslegen, daß er gegebenenfalls leicht gereinigt werden und sauber gehalten werden kann, so daß die
hygienischen Anforderungen im hohen Maße erfüllt sind, wozu auch beiträgt, daß durch die nahezu
vollständige Verbrennung eine Geruchsbelästigung durch die aus dem Schornstein austretenden Rauchgase
vermieden ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Veraschuügstoilette,
Fig.2 eine Seitenansicht der in Fig. '· gezeigten
Toilette mit aus Gründen der Übersichtlichkeit weggebrochenen und geschnittenen Teilen,
F i g. 3 eine geschnittene Draufsicht im wesentlichen längs der Schnittlinie III-III nach F i g. 2.
Fig.4 eine geschnittene Vorderansicht im wesentlichen
längs der Schnittlinie IV-IV nach F i g. 2,
F i g. 5 eine horizontale, geschnittene Detailansicht im wesentlichen längs der Schnittlinie V-V nach F i g. 4.
F i g. 6 eine fragmentarische, teilweise weggebrochene und geschnittene Draufsicht auf einen Verschlußdekkel
für die Öffnung in der Abdeckplatte,
Fig. 7 eine vergrößerte, fragmentarische, vertikal geschnittene Detailansicht im wesentlichen längs der
Schnittlinie VII-VII nach F ig. 6,
F i g. 8 eine vergrößerte fragmentarische, geschnittene
Detailansicht im wesentlichen längs der Linie VIIl-VIII nach Fig.6,
F i g. 9 e.ne schematische, fragmentarische Draufsicht auf eine modifizierte Verschlußdeckelanordnung,
Fig. 10 eine vergrößerte, fragmentarische, vertikal
geschnittene Detailansicht im wesentlichen längs der Schnittlinie X-X nach F i g. 9, und
Fig. 11 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Beti.ebsdetails und der Steuerung für die Veraschungstoilette.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform f'ir eine Speicher- und Brennveraschungstoilette gemäß Fig. 1
und 2 ist ein umgebendes Gehäuse 15 vorgesehen, das aus einem korrosionsbeständigen, schlagfesten und
ausreichend temperaturbeständigen, formbaren thermoplastischen
Kunststoff gebildet sein kann. Das Gehäuse hat eine Vorderwand 17, einander gegenüberliegende
Seitenwände 18 und eine Bodenwand 19. Gegen die Vorderwand 17 nach hinten versetzt,
befindet sie; eine nach oben gerichtete Haube 20, die
einen Abzugsschornstein umgibt.
In dem Gehäuse 15 ist innen nahe der Vorderwand 17 und zwischen den Seitenwänden 18 ein wärmedurchlässiger,
nach oben offener Sammelbehälter 21 angeordnet, in den über eine Öffnung 22 in einer Abdeckplatte 23 die
Fäkalien abgelagert werden. Die Abdeckplatte 23 stellt vorzugsweise ein geformtes Blech, z. B. aus Edelstahl,
dar, das komplementär zu den oberen Rändern der Vorderwand 15 und der Seitwände 18 ausgelegt ist und
von diesen Rändern iir dem unteren Ende der nach oben sich erstreckenden Haube 20 getragen wird. Die
Abdeckplatte 23 ist mit einem nach unten gekehrten Umfang&flansch 24 längs ihrer vorderen und seitlichen
Ränder versehen, der die oberen Ränder der Vorder-
ί und Seitenwände des Gehäuses an deren Außenseite
übergreift. Ein nach oben abstehender Bordflansch 25 an der Abdeckplatte 23 schmiegt sich an das untere
Ende der Vorderwand der Haube 20 an. In exakter Ausrichtung auf die öffnung 22 wird von der
in Abdeckplatte 23 ein Toilettensitz 27 und ein Sitzdeckel
28 gehalten, die beide am hinteren Bereich der Abdeckplatte 23 mittels einer gewöhnlichen Schwenkkonsolenanordnung
29 aufklappbar befestigt sind.
Der Sammelbehälter 21 kann als gegossenes Edel-Stahlelement ausgebildet und mit einer Vorderwand 30, einer Rückwand 31, einander gegenüberliegenden Seitenwänden 32 (F i g. 2,3 und 4) und einer Bodenwand 33 versehen sein, die eine nach oben sich öffnende Sammelkammer mit grundsätzlich von vorne nach hinten sich erstreckender, länglicher Gestalt bilden. Die Bodenwand 33 neigt sich nach upten und nach vorne unter einem geringen Winkel.
Der Sammelbehälter 21 kann als gegossenes Edel-Stahlelement ausgebildet und mit einer Vorderwand 30, einer Rückwand 31, einander gegenüberliegenden Seitenwänden 32 (F i g. 2,3 und 4) und einer Bodenwand 33 versehen sein, die eine nach oben sich öffnende Sammelkammer mit grundsätzlich von vorne nach hinten sich erstreckender, länglicher Gestalt bilden. Die Bodenwand 33 neigt sich nach upten und nach vorne unter einem geringen Winkel.
Zur Ausbildung einer Verbrennungsicammer 34 unter
dem Sammelbehälter 21 ist dieser lösbar auf zwei Paaren von Tragsäulen 37, 40 im Abstand über der
Bodenwand 19 des Gehäuses abgestützt. Die Tiagsäulen
3/, 40 sind an einem Metallrahmen 35 angebracht und weisen nach oben sich öffnende Fassungen 38, 41
auf. in welchen nach unten ragende, an der Bodenwand
κι 33 des Sammelbehälters 21, nahe den Verbindungsstellen von Vorderwand 30 und Seitenwänden 32
angeformte Zapfen 39, 42 aufgenommen werden können. In geeigneten, in Längsrichtung voneinander in
Abstand befindlichen Intervallen stehen die oberen
ii Enden der Seitenwände 32 des Sammelbehälters in
Eingriff mit niederhaltenden Klammern 43, die entfernbar an den oberen Enden von vertikalen Verankerungsstangen 44. die vom Rahmen 35 getragen werden,
befestigt sind.
4(i Die Verbrennungskammer 34 ist mit einer feuerfesten
Wärmeisolierung, vorzugsweise in Form einer Faserker.rmik,
mit einem vom Rahmen 35 getragenen Basispaneel 45 ausgekleidet. Das Paneel 45 liegt in
einem geeigneten Abstand unter der Bodenvvand 33 des
i'i Sammelbehälters und im Abstand über dei Bodenwand
19. Ein senkrechtes, vorderes Isolierp.;neel 47 erstreckt
sich von dem Paneel 45 im Abstand zur Gehäusevorderwand 17 und liegt auf der Vorderwand 30 des
Sammelbehälters auf. Senkrechte seitliche Isolierpanee-
ΊΟ Ie 48 erstrecken sich weiter von dem Basispanell 43 und
liegen zum größten Teil an den Seitenwänden 32 des Sammelbehälters an. wobei jedoch an den Gehäuseseitenwanden
18 ein Luftraum verbleibt. An ihren hinuren Enden sind die seitlichen Isolierpaneele 48 mit einem
">i nach oben und nach hinten schräg verlaufenden
Isolierpaneel 49 verbunden, das im Abstand hin;er der
Hinterwand 31 des Sammelbehälters liegt und so einen hinteren, nach oben verlaufenden Verbrennungsraum 50
als Verlängerung der Verbrennungskammer 34 schafft.
·· der die Wärmeübertragung durch die Rückwand 31
gestattet.
Am oberen Ende des Verbrennungsraumes 50 befindet sich der Eingang zu einem Abzugsschacht 51,
der durch einen Schornstein 52 gebildet wird; letzterer
• > besteht aus der gleichen feuerfesten Wärmeisolation, gebildet aus Kerarf.ikfasern mit einem hohen Schmelzpunkt
(13600C). Diese Keramikfasern haben die Eigenschaft, bei der für den vorliegenden Zweck
geeigneten Dicke von etwa 2,5 cm an den der Verbrennungshitze ausgesetzten Oberflächen weißglühend
zu werden, jedoch die Hitze innerhalb der Verbrennungsräume zu halten und eine ausreichend
kühle Äußenoberfläche beizubehalten, so daß sich ί umwälzende Kühlluft oder die Totlufträume zwischen
der Isolierung und dem umgebenden Gehäuse perfekt sichere und angenehme Temperaturverhältnisse an den
äußeren Oberflächen des Gehäuses gewährleisten. Der Wärmeübergang zu den äußeren Oberflächen des
Gehäuses wird weiter dadurch verringert, daß das Gehäuse aus einem schlecht wärmeleitenden Material
besteht. Ein wesentlicher Abstand zwischen dem Schornstein 52 und der Haube 20 und insbesondere zu
deren entfernbarer Rückwand 20a ist außerdem ι? vorgesehen. Die Rückwand 20a erstreckt sich durchgehend
von der B^denwand 19 nach oben bis zu einer Einlaßöffnung 53. welche dem Zugang von Verbrenhungs-
und Kühlluft in die Einheit dient. Eine rohrförmige Zugummantelung 54 ist ferner im Abstand
um den oberen Bereich des Schornsteins 52 befestigt. An ihrem unteren Enden ist die Ummantelung 54 zur
Aufnahme von Kühlluft offen, während ihr oberes Ende verschlossen und mit einem seitlich abstehenden
Austrittsstutzen 55 versehen ist, der nach außen durch die öffnung 53 ragt und gegebenenfalls mit einem
geeigneten Ofenrohr außerhalb der Haube 20 verbunden werden kann. Die Ummantelung 54 selb«*; isi dn der
Innenseite der Vorderwand der Haube 20 befestigt. Eine Austrittsöffnurig ->7 öffnet sich am oberen Bereich des vi
Schornsteins 52 und ist auf den Austrittsstutzen 55 ausgerichtet Mittels dieser Anordnung wird relativ
kühle Luft durch die Zugummantelung 54 eingesogen, wodurch die Temperatur der aus der Öffnung 57
austretenden Rauchgase herabgesetzt wird. Dabei ist J5 der Strömungsquerschnitt des Austrittsstutzens 55
wesentlich größer als der der Öffnung 57. wodurch dem erhöhten Austrittsvolumen, bedingt durch die den
austretenden Rauchgasen zugemischte Kühlluft. Rechnung getragen wird. -»n
Eine dicke Lage 58 aus feuerfester Isolierung befindet
sich über dem oberen Rand des Sammelbehälters 21 unter der Abdeckplatte 23. Diese Isolierlage 58 kann aus
im wesentlichen dem gleichen Material wie das der anderen Isolierpaneele bestehen, die die Verbrennungs- +3
kammer 34, 50 und den Nachbrenner-Schornsteinschacht 52 bilden, jedoch hat die Isolierlage 58 eine
poröse oder flockenartige Struktur und ist etwa 3.71 cm
dick. Eine Durchgangsöffnung 59 in der Isolierlage 58 liegt ausgerichtet jedoch in geringem Abstand zu einem ίο
nach unten weisenden Flansch 60, der etwa die gleiche Breite wie die Dicke der Isolierlage 58 hat Der Flansch
60 bildet die Aufnahmeöffnung in der Abdeckplatte 23 und auch eine Abschirmung für die Kante der Öffnung
59 in der Isolierlage 58. Da der herabhängende ~>>
Schutzflansch 60 so schmal wie möglich, d. h. nur so breit wie die Dicke der Isolierlage 58 ausgelegt ist und da er
sich im wesentlichen gerade vertikal erstreckt ist die Wahrscheinlichkeit daß er verschmutzt wird, minimal.
Während eines Benutzungsintervalls kann die Auf- ·>"
nahmeöffnung 22 offen bleiben, so daß sie1" die Toilette
auf gewohnte Weise benutzen läßt Ein Nachspülen oder Verbrennen ist nicht bei jeder Benutzung
notwendig, sondern erfolgt erst wenn für den Verbrenr.ur.gszyklus eine ausreichende Ansammlung an 1^
Fäkalien im Sammelbehälter 21 vorliegt Z. B. kann eine Aufnahmekapazität von 65 bis 70 Benutzungen
veranschlagt werden oder die Toilette wird so lange benutzt, bis das Volumen aus Flüssigkeiten und
Feststoffen ein bestimmtes Niveau erreicht hat. Dieser Zustand kann durch eine Meßeinrichtung, z. B. in Form
einer vertikalen Meßrippe 61 (Fig.2, 3 und 4) an einer
Wand im inneren des Sammelbehälters 21, z. B. an der
Rückwand 31, bestimmt werden. Dabei erstreckt sich die Meßrippe von der Bodenwand 33 bis zur maximalen
Meßhöhe, die durch die öffnung 22 beobachtet werden kann.
Während der Sammelperiode kann aus ästhetischen und hygienischen Gründen ein Abdeckschauni auf die
Fäkalienmasse 62 aufgebracht, ζ. Β mittels einer entsprechenden Einrichtung automatisch eingespritzt
oder manuell aus z. B. einer Sprühdose von Zeit /u Zeit aufgesprüht werden.
Wenn ein Verbrennungszyklus in Gang gesetzt werden soll, ist hierfür zunächst Vorbedingung, die
Aufnahmeöffnung 22 mit einem Sirherheits-VerschHiü
deckei 64 (vgi. F i g. 6, 7, S und i i) dicht zu verschließen.
Zu diesem Zweck weist der Deckel 64 eine obere Platte 65, vorzugsweise aus Metall, auf, an der ein geeigneter,
nach auUen abstehender Handgriff 67 befestigt ist. An der Unterseite der Platte 65 ist eine insgesamt
pfannenförmige Schale 68 angebracht, die frei in den Flansch 22 hineinpaßt. Die Verbindung der Schale 68
mit der Platte 65 erfolgt durch einen seitlichen Rnrdflansch 69, der über den Rand der Öffnung 22
hinausrajfi. Eine isolierende Dichtscheibe 70 ist an der
Unterseite des Flansches 69 als Wärmeabdichtung befestigt.
Innerhalb der durch die Schale 6& gi-W.ielen Kammer
befindet sich eine geeignete Wärmeisolierung 71. Um den Deckel gegen eine unbeabsichtigte Verlagerung zu
sichern, sind ein oder mehrere Rückhaltefinger 72 an der Unterseite der Schale 68 längs ihres einen Seitenrandes
derart angebracht, daß sie unter die untere Kante des Flansches 60 ragen. Des weiteren ist ein manuell
betätigbarer Verriegelungsbolzen 73 gleitbar in der Schale 68 angeordnet, der an deren anderen Seite durch
eine Bohrung 74 in eine rohrförmige Hülse 75 eingeschobenwerden kann, die vom Flansch 60 gehalten
wird und sich in und durch den benachbarten Bereich der Isolierplatte 68 erstreckt Der Bolzen 73 wird von
einem Führungsrohr 77 abgestützt, das mittels einer Tragkonstruktion 78 unterhalb der oberen Platte 65
befestigt ist Die Betätigung des Bolzens 73 erfolgt mittels eines nach oben vom Bolzen abstehenden
Betätigungsvorsprunges 79, der sich durch einen Begrenzungsschlitz 80 erstreckt von welchem die
Grenzlagen des Bolzens 73 festgelegt sind. Der Zugang zu dem Betätigungsvorsprung 79 erfolgt durch eine
Zugangsöffnung 81 in der Platte 65 oberhalb des Schlitzes 80.
Zur Sicherung gegen ein Öffnen des Deckels 65 während des Verbrennungszyklus ist eine Einrichtung
vorgesehen, die eine auf Wärme ansprechende Verriegelungsmechanik bildet Zweckmäßigerweise umfaßt
diese Einrichtung eine Sicherheitsverschlußplatte 82, die z. B. mittels Tragkonsolen 83 gleitbar an der Unterseite
der oberen Platte 65 und normalerweise nahe einer Seite, hier der Rückseite der Zugangsöffnung 81
gehalten ist Die Verschlußplatte kann wärmeabhängig in eine Schließstellung bewegt werden, in der sie die
Zugangsöffnung 81 blockiert Dies erfolgt mittels eines Bimetallstreifens 84. der zentral an der hinteren Kante
der Platte 82 befestigt ist und dessen gegenüberliegende Endbereiche frei gleitbar durch betreffende Öffnungen
85 in den Tragkonsolen 78 hindurchragea Bei
Raumtemperatur hält der Bimetallstreifen 84 die Platte in der zurückgezogenen Stellung, die in Fig. 6 durch
gestrichelte Linien angedeutet ist. Erreicht die Temperatur im Sammelbehälter 21 einen bestimmten Wert,
von z. B. etwa 81 °C, bewegt sich die Platte 82 infolge des
Bimetallstreifens 84 in die voÜverriegeite Stellung gemäß ausgezogener Linien in F i g. 6, In dieser
Venfegelungsstellung verbleibt sie so lange^ bis die
Einheit auf eine sichere Temperatur abgekühlt ist, bei der der Bimetallstreifen die Platte 82 wieder zurück- lö
zieht.
Zusätzlich zu seiner Verriegelungsfunktion dient der Bolzen 73 zur Betätigung einer Sicherheitssteuereinrichtung
für einen Brennersteuerschaltkreis. Diese Sicherheitssteuereinrichtung ist Form eines normalerweise
offenen Sicherheitsschalters 87 ausgebildet, der in geeigneter Weise an einer Tragkonsole 88 befestigt ist.
Die Konsole 88 selbst wird durch die Gehäuseseiten-Wand 18 nahe der Boizenaufnahmehüise 75 gehauen.
Der Schalter 87 kann ein Mikroschalter sein, der einen federnden Arm 89 aufweist, dessen dem Schalter
abgewandtes Ende am äußeren Ende eines Betätigungsstößels 90 angelenkt ist, der sich in die rohrförmige
Fühningshülse 75 streckt und in der Verriegelungsstellung
des Bolzens 73 mit von diesem in Richtung auf den Arm 89 verschoben wird, während er von dem
federnden Schalterbetätigungsarm 89 zurückgeschoben wird, sobald der Bolzen 73 zurückgezogen wird. Als
Folge hiervon wird der den Brenner in Betrieb setzende Schaltkreis automatisch geöffnet, wenn sich der
Vemegelungsbolzen 73 in der zurückgezogenen Lage befindet, und automatisch geschlossen, wenn der
Vemegelungsbolzen die verriegelnde Stellung einnimmt.
Bei einer in Fig.9 und 10 gezeigten modifizierten
Anordnung ist die Funktion des Verriegelungsbolzens 73 die gleiche wie schon beschrieben. Anstelle der
Verschlußplatte 82 trägt jedoch der Verschlußdeckel 64 eine Vielzahl von automatisch auf Wärme ansprechende
Vemegelungsbolzen 91, an denen jeweils ein Bimetall-Betätigungsorgan 92 angreift Letztere sind an von der
oberen Oberfläche der Schale 68 angeordneten Konsolen 93 befestigt. Zweckmäßigerweise sind drei
Vemegelungsbolzen 91 vorgesehen, wobei je einer an den einander gegenüberliegenden Seiten und an der
Rückseite des Verschlußdeckels 64 angeordnet ist und mit einer Verriegelungsöffnung 94 im nach unten
ragenden Flansch 60 der Abdeckplatte zusammenwirkt. Bei dieser Anordnung kann ein Öffnen des Deckels 64
nur dann vorgenommen werden, wenn die Bolzen 91 zurückgezogen sind, auch wenn der Bolzen 73
zurückgezogen und der Brennersteuerschaltkreis geöffnet werden können, bevor sich die Toiletteneinheit auf
die Sicherheitstemperatur abgekühlt hat
Um das Veraschen der im Sammelbehälter 21 angesammelten Fäkalien vorzunehmen, wird dieser von
der Verbrennungskammer 34 und dem Verbrennungsraum 50 her beheizt Hierzu ist in der Verbrennungskammer
unter dem Sammelbehälter 21 ein Gasbrenner 95 angeordnet, der vorzugsweise ein sogenannter
Atmosphärenbrenner ist, der bei gewöhnlichem Leitungsdruck geräuscharm arbeitet und lediglich aus
einem hohlen Rohr besteht, das sich - auf dem isolierenden Basispaneel 45 abstützt, während sein
äußerer Endbereich 97 nach außen durch einen grundsätzlich nach oben verlängerten Schlüssellochschlitz
98 in einem entfernbaren, dem Zugang dienenden Türabschnitt 99 im unteren Bereich des hinteren
Isolierpaneels 49 und nahe seiner einen Seite (Fig.2
und 5) hinclurchragt. Zur Erzielung einer maximalen Veraschungsflamme bei einer einfachen und wirksamen
geometrischen Konfiguration hat der Brenner 95 eine insgesamt sinusförmige Gestali fflif einem diagonalen
Abschnitt 100, der sich schräg Von dem inneren Ende des geraden Abschnittes 97 zur gegenüberliegenden
Seite unter der Bodenwand 33 des Sammelbehälters 61 erstreckt und in einen gekrümmten Abschnitt 101
übergeht, an den sich ein länglicher, innerer und quer verlaufender Endabschnitt 102 anschließt. Der Abschnitt
102 liegt unter dem vorderen Bereich der Bodenwand 33 an der tiefsten Stelle des Behälters 21,
d. h. an einer Stelle wo die größte Ansammlung an schlammförmigen Fäkalien vorliegt. Längs der Oberseite
des rohrförmigen Brenners 95 ist eine Reihe Flammöffnungen 103 ausgebildet, die in gleichmäßigen
Abständen voneinander angeordnet sind. An seinem inneren Ende isi der Brenner Verschlüssen. Dagegen ist
sein äußeres Ende offen und mit dem Abgabeende eines Gaszuführrohres 104 verbunden. Die Verbindung mit
dem Gaszuführrohr 104 kann mittels eines im wesentlichen U-förmigen, einen Luftspalt schaffenden
Speicherverteilers 105 erfolgen, der das Abgabeende konzentrisch zum offenen Aufnahmeende des Brennerabschnittes
97 hält. In den Bereich des Brennerabschnittes 97, der durch die Öffnung 98 ragt, ist eine Reihe von
Zündflammenöffnungen 107 bis zum Anfang der Reihe von größeren Flammenöffnungen 103 vorgesehen. Bei
geeigneter Anordnung kann die Anzahl an Flammöffnungen 103 vom inneren Ende der Reihe von
Zündöffnungen 107 bis zur Mitte des gekrümmten Abschnittes 101 ausreichen, um bei Vollbetrieb des
Brenners etwa 8193 kcal zu erzeugen. Des weiteren kann die Anzahl der öffnungen 103 von der Mitte des
Abschnittes 101 bis zum Ende des Abschnittes 102 ausreichen, um etwa 5670 kcal zu ergeben, so daß
insgesamt etwa 13 865 kcal vorliegen, was für eine vollständige Veraschung von einem Fäkalienanfall nach
45maliger Benutzung in etwa IV2 Stunden oder einen1
Fäkalienanfall nach 65- bis 70maliger Benutzung in etwa 3 Stunden ausreicht
Die Einrichtung zum Steuern des Betriebes des Brenners 95 besteht aus einer elektromechanischen
Anordnung und einem Schaltkreis, wie sie am besten aus Fig. 1, 2, 4 und 11 hervorgehen. Ein Zeitgeber 108 ist
elektrisch mit einem Ventilbetätigungsorgan 109 gekoppelt, das ein Solenoid zur Steuerung eines Gassteuerventils
110 in einer Gasversorgungsleitung 111 enthalten kann. Die Leitung 111 ist über eine Brennersteuereinheit
112 mit dem Abgaberohr 104 verbunden. Als erster Schritt muß natürlich der Verschlußdeckel 64 in
eine Verschlußstellung gebracht werden und der Verriegelungsschalter 87 geschlossen werden. Dann
kann der Brenner in Gang gesetzt werden, indem der Zeitgeber iO3 manuell in Betrieb genommen wird, was
durch Drehen eines Knopfes 113 mit einem daran befindlichen Zeiger 114 auf das gewünschte, auf einer
Skalenscheibe 115 angegebene Verbrennungsintervall erfolgt Hierdurch öffnet sich das Gasventil 110, das sich
automatisch schließt, wenn der Zeitgeber aus dem eingestellten Zeitintervall herausgelaufen ist Dar
Öffnen des Ventils 110 beaufschlagt die Brennersteuerung. Dann wird ein Schaltknopf 117 mit Kontrollampe
niedergedrückt, um die Brennersteuerung dergestalt zu
aktivieren, daß einer Kontrollampendüse 118 Gas zugeführt wird, während ein piezoelektrischer Hilfszünder
119 in Betrieb gesetzt wird durch Eindrücken eines
Steuersclfialtknopfes 120. Der Kontrollampen-Schaltknopf
117 wird so lange niedergedrückt gehalten, bis ein Thermoelement 121 eine Temperatur erreicht hat, um
die Breinnersteuerung so zu aktivieren, daß eine Verbindung zwischen dem Gasabgaberohr 104 mit der
Gaszufuhrleitung 111 und damit mit dem Brenner 95
vorliegt. Der Brenner 95 zündet auf Grund der Zündflamme aus den Zündöffnungen 107, die wiederum
das aus den Flsrnmenöffnungen 103 austretende Gas
entzünden. Ein in geeigneter Weise angeordneter, normalerweise geschlossener lind auf Wärme anspre^
chender Sicherheitsschalter 122 öffnet sich und beendet den Verbrennungszyklus, falls die Temperatur in der
Einheit auf Grund irgendeiner möglichen Fehlfunktion zu hoch wird oder falls der Zeitgeber 108 auf einen Wert
eingestellt wurde, der zu einem längeren Verbrennungszyklus als zur vollständigen Veraschung des vorhandenen
Fäkalienanfalls notwendig führt.
Die primäre Verbrennungsluft wird natürlich direkt dem Brenner 95 am Speichenverteiler 105 zugegeben.
Ein größeres Volumen sekundärer Verbrennungsluft wird vorgewärmt der Verbrennungskammer durch ein
Luftzuführrohr 124 zugeführt, das sich durch den die Verbrennungskammer 34 nach oben verlängernden
Verbrennungsraum 50 erstreckt und sich an der Rückseite der Einheit zur Atmosphäre öffnet und mit
dem Innenraum des Sammelbehälters 21 am oberen Bereich der Rückwand 31 in Verbindung steht. Von
dieser sekundären Verbrennungsluft werden die Verdampfungsprodukte aus dem Sammelbehälter 21 durch
einen Durchgang 125,127 in die Verbrennungskammer 34 und längs des Brenners 95 zum Schornstein 21
geführt. Dieser Durchgang besteht aus Austrittsöffnungen 125 in den oberen vorderen Bereichen der
Seitenwände 32 des Sammelbehälters und aus nach unten verlaufenden Abzugspassagen 127 (vgl. Fig. 3, 4
und 5), die durch entsprechende Ausnehmungen an den vorderen Bereichen der Isolierpaneele 48 zwischen
diesen und den vorderen Endbereichen der Seitenwände 32 des Sammelbehälters unterhalb der Austrittsöffnungen
125 gebildet sind. An ihren unteren Enden stehen die Abzugspassagen 127 mit dem vorderen
Endbereiich der Verbrennungskammer 34 nahe dem Brennerabschnitt 102 und vor den Brennerabschnitten
100 und 97 in Verbindung. Die durch den Betrieb des Brenners erzeugte Wärmeströmung saugt die sekundäre
Verbrennungsluft durch den Zuführkanal 123 im Luftzuführrohr 124, so daß das durch die Hitze
verdampfte Fäkalienmaterial aus dem Sammelbehälter 21 über die öffnungen 125 und Passagen 127 in den
vorderen Endbereich der Verbrennungskammer 34 und dann längs des Brenners 95 über die im Weg der
Konvektionsströmung angeordneten Flammenreihe weggeblasen -wird. Die sekundäre Verbrennungsluft
fördert beträchtlich die Intensität der Verbrennung und gewährleistet eine maximale Umwandlung des Fäkalienmalerials
in primäre, gasförmige Bestandteile. Bei Erreichen des Verbrennungsraumes 50 wird tertiäre
Verbrennungsluft über einen oder mehrere Lufteinlässe 128 im unteren Bereich der Rückwand 49 und
vorzugsweise unmittelbar über dem Paneelbereich 99 zugefühit Die so zugeführte Luft, zusammen mit Luft,
die durch den freien Raum in der Brenneröffnung 98 eintreten kann, verstärkt die Verbrennung und verbessert
den Konvektionsabzug in Richtung auf und in den SchornsSein 51. Είπε maximale Wirksamkeit wird
erreicht, wenn die Lufteinlässe 128 an einer möglichst
niedrigem Stelle am Eingang zum Verbrennungsraum 50 und unterhalb des Luftzufühfrohres 124 für die
sekundäre Luft mittig angeordnet werden, wobei sich das Rohr 124 am oberen Bereich der Verbrennungskammer
50 befindet, wo eine maximale Erwärmung der sekundären Verbrennungsluft erzielbar ist. Da die
Verbrennungswärme während des Verbrennungszyklus zunimmt und damit eine proportionale Zunahme der
Konvektionsgeschwindigkeil verbunden ist, ist die im wesentlichen proportionale Vorwärmerate für die
sekundäre Verbrennungsluft von besonderem Vorteil hinsichtlich der Beschleunigung der Wärmeumwandlung
der Fäkalienmateriaiien Im Sammelbehälter 21.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil aus der Intensivierung der Verbrennung in dem Verbrennungsraum 50
liegt darin, daß ein Nachverbrennungseffekt im Schornstein 51 entsteht. In Folge der intensiven
Verbrennung werden die inneren Oberflächen de., feuerfesten Schornsteinschachtes 52 weißglühend, se
daß die aufwärts sich bewegende Strömung einer intensiven Strahlungswärme ausgesetzt ist, die cu einer
Reduzierung von nicht verbrannten Bestandteilen führt die aus der Verbrennungskammer entweichen können.
Bei Erreichen der Austrittsöffnung 57 am oberen Ende des Schachtes liegt das Austrittsprodukt in Form eines
geruchlosen Gases vor. Während des Fortschreitens des Verbrennungszyklus entsteht zunächst ein Sieden und
Austreiben der flüssigen Fäkalienanteile. Da das normale Verhältnis von Feststoffen zu flüssigen
Bestandteilen in den Fäkalien im Bereich von 1 :4 oder 1 :6 oder bei etwa 0,45 kg Feststoffe zu 4,4 bis 6,6 1
Flüssigkeit liegt, ist der Siedezeitraum im Sammelbehälter 21 während eines Verbrennungszyklus, innerhalb
dem ein Abbau der Feststoffe zu einem Schlamm aus winzigen, aufgeteilten Partikeln erfolgt, ziemlich lang.
Im trockenen Zustand erreichen die festen Fäkalienanteile den Entflammungspunkt und es findet direkt im
Sammelbehälter 21 die Verbrennung statt, bis die festen Bestandteile gänzlich verbrannt sind. Diese Verbrennung
wird durch die feine teilförmige Verteilung der aus dem Siedevorgang erhaltenen Feststoffe gefördert, so
daß sich eine erhöhte Wirksamkeit ergibt Eine statistische Auswertung von Daten aus automatischen
Aufzeichnungsgeräten während eines Verbrennungszyklusses zum Veraschen des Inhalts des Sammelbehälters
ergab, daß eine rasche anfängliche Zunahme in den Arbeitstemperaturen vorliegt was wichtig ist um zu
Beginn Gerüche am Auslaß des Schornsteins zu vermeiden. Etwa 648,5° C werden sehr rasch erreicht
was zu einer ausgezeichneten Geruchssteuerung führt Die verschiedenen Parameter, einschließlich der Gaszufuhr,
der Anzahl und Anordnung an Flammenöffnungen, der Zufuhr an primärer, sekundärer und tertiärer Luft
der Anordnung des Sammelbehälters 21 relativ zum Brenner 95, die Anordnung und Größe der Verbrennungskammer,
die Länge des Nachbrennerschornsteins und die weißglühenden Zonen der feuerbeständigen
Auskleidung tragen sämtlich dazu bei, ein im wesentlichen gleichförmiges, stabiles Ergebnis zu erhalten.
Wenn die Verdampfung der flüssigen Fäkalienanteile zunimmt zieht die erhöhte Konvektion Kühlluft in das
System, so daß eine ziemlich stabile Temperatur aufrechterhalten wird, die, wenn überhaupt während
des maximalen Aussiedens leicht abnimmt Die Verbrennungsrate wird jedoch durch Einstellung der
Brennstoffzufuhr in einfacher Weise gesteuert, so daß die Temperatur ausreichend hoch bleibt —— Gerüche
am Scbornsteinaustritt zu vermeiden. Daher liegt während des Aussiedens eine geringe Temperaturände-
rung VOr und arbeitet das System im wesentlichen stabil.
Nach Beendigung des Verdanipfungsvorganges und nach Erwärmung der festen, verbrennbaren Fäkalienanteile
auf itlre Enflammungs- oder Zündtemperatur
entflammen diese, doch wird hierdurch die Temperatur im System mit Ausnahme eines anfänglichen ieichten
Anstieges, der bei Zündung eintritt, nicht nennenswert erhöht- D<? die zusätzliche Wärme von dem entzündeten
Fäkalienmaterial der Brennerwärme hinzugefügt wird, schafft die erhöhte Konvektionsgeschwindigkeit einen
erhöhten Luftzustrom durch die sekundären und tertiären Einlasse, wobei der sekundäre Lufteinlaß eine
großzügige Luftzufuhr und der tertiäre Einlaß eine vollauf genügende, jedoch mehr modulierte Luftzufuhr
bringt. Hierdurch wird eine im wesentlichen gleichförmige Verbrennungstemperatur im System aufrechterhalten,
ohne daß es notwendig ist, die Brennstoffabgabe an den Brenner 95 zu modulieren. Beispielsweise
werden gute Ergebnisse erhalten, wenn der StrömungstjUcrSCnniit uES ΞΕΐ\ϋϊϊιιαΓ£Π ίϋίίΖΙϊί'ϋΠΓΓΟΐϊΓ55 124 SfiVa
65 cm2 und der des tertiären Lufteinlasses 128 etwa 28 cm2 beträft. Bei einer solchen Einheit beträgt die
gewünschte Länge für den Schornstein 51 etwa 94,6 cm bei einer Strömungsquerschnittsfläche von etwa
97,5 cm2. Wenn im Laufe der Zeit das gesamte ^5
Fäkalienmaterial aus dem Sammelbehälter 21 weggebrannt wurde und der Zeitgeber 108 noch nicht
ausgelaufen und damit der Verbrennungszyklus abgestellt ist, wird eine leichte Temperaturerhöhning in der
Einheit durch den Sicherheitsschalter 122 festgestellt, dir den Brennerschaltkreis öffnet und unterbricht und
damit den Verbrennungszyklus abschaltet Danach bedingt die latente Wärme im System eine weitere
Konvektionszirkulation, so daß durch die durch den sekundären Lufteinlaß 123 und den tertiären Lufteinlaß
128 eingesogene Luft das Abkühlen beschleunigt wird. Sobald die wärmeempfindliche bimetallbetätigte
Sicherheitsverriegelung für den Deckel 64 in die inaktive Stellung zurückgekehrt ist, kann der Deckel
Von der Aufnahmeöffnung 22 entfernt werden, so dai1
die Toiletfeneinheit erneut zum Gebrauch bereit steht.
Die oberen Kanten der Wände des Sammelbehälters grenzen an die Unterseite der Isolieflage 58 für die
Abdeckplatte an, während der vertikal sich erstreckende Flansch 60 der Abdeckplatte lediglich ein versteifendes
und die Isolierung schützendes Organ ist, das die öffnung 22 bildet, so daß faktisch keine Gefahr der
Verschmutzung besteht. Die Oberflächen im Inneren des Sammelbehälters 21 werden während des Verbrennungszyklus
automatisch gereinigt. In diesem Zusammenhang übernimmt die Vorderwand 30 eine wichtige
Funktion, indem sie einen Spritzschutz darstellt, daß beispielsweise das vordere Isolierpaneel 77 durch Urin
verschmutzt wird. Das Paneel 47 wird daher gegen iiinen Abbau durch organische Salze geschützt, die die
Isoliereigenschaften des Isoliermaterials zerstörsn könnten. Obschon die seitlichen Austrittsöffnungen 125
in den am weitesten vorne liegenden Bereichen der Seitenwand 32 vorgesehen sind, sind diese Austrittsöffnungen
ausreichend quer zur öffnung 22 und auch hoch genug angebracht, um eine Entweichung von Spritzflüssigkeit
durch diese öffnungen 125 auszuschalten.
Ein mit der Faserkeramikisolierung direkt an der Innenseite der Verbrennungskammer und des Nachbrennerschornsteins
verbundener Vorteil liegt darin, daß hierdurch nicht nur eine besonders wirksame,
feuerbeständige Isolierung geschaffen ist, sondern diese auch wegen ihrer relativ rauhen Oberfläche eine
vergrößerte Fläche für die Glühabstrahlung schafft. Außerdem werden durch die relativ rauhen Oberflächen
turbulente Strömungen an der Grenzschicht erzeugt, wodurch das Vermischen der Dämpfe und Verbrennungsgase
in dem heißesten Verbrennungsbereich im Zentrum des Verbrennungsströmungsweges oder der
Durchlaßwege durch die Einheit verbessert wird und damit ein weiterer Beitrag zu einem leistungsfähigeren
Verbrennungszyklus erzielt ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Speicher- und Brennveraschungstoilette, mit
einer isolierten Abdeckplatte mit einer öffnung für den Durchgang der Fäkalien in einen nach oben
offenen Sammelbehälter, der auf die Aufnahme von Fäkalien aus einer Mehrzahl von Toilettenbenutzungen
ausgelegt ist, einem Verschlußdeckel zum wahlweisen Verschließen der öffnung und einem
Nachbrenner, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (21) wärmedurchlässig
ausgebildet ist und unter seinem Boden (33) eine Verbrennungskammer (34) angeordent ist, in welcher
eine die Verbrennungswärme erzeugende Vorrichtung (95) angeordnet ist, so daß die erzeugte ι;
Verbrennungswärme direkt auf und durch den Boden des Sammelbehälters im wesentlichen in Art
der Wärmezufuhr in einen Kochtopf zuführbar ist und die Fäkalien in dem Sammelbehälter gekocht
und verbrannt werden, und daß eine vorgewärmte Luft in den .Sammelbehälter einführende Einrichtung
(J23) sowie ein Dämpfe und Verbrennungsprodukte
aus dem Sammelbehälter durch die Verbrennungskammer unter dem Sammelbehälter hindurch und in
den Nachbrennerschornstein (51) einführender Durchgang (125,127) vorgesehen sind.
2. Toilette nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die die Verbrennungswärme erzeugende
Vorrichtung (95) aus einem rohrförmigen atmosphärischen Gasbrenner von sinusartiger Form besteht,
der auf dem Boden der Verbrennungskammer (34) ingeordnet v. und eine Reihe von nach oben auf den
Sammelbehälter (21) gerich'<*ten Flammöffnungen
(103) aufweist und daß der Durchgang (125, 127) an der Vorderseite des Sammelbehälters (21) und der
Nachbrennerschornstein (51) an der Rückseite des Sammebehälters (21) angeordnet sind.
3. Toilette nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (34)
von einem nach oben zu dem Nachbrennerschorn- -to stein (51) führenden Verbrennungsraum (50) verlängert
ist. welcher zur Wärmeübertragung in den Sammelbehälter (21) von einer Seitenwand (31) ö".s
Sammelbehälters begrenzt ist.
4. Toilette nach Anspruch 3. dadurch gekennzeich- 4 j
net, daß die vorgewärmte Luft in den Sammelbehälter (21) einführende Einrichtung aus einem Luftzuführrohr
(J24) beseht, das sich durch den die Verbrennungskammer (34) verlängernden Verbrennungsraum
(50) erstreckt. >o
'j. Toilette nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet
daß in den die Verbrennungskammer (21) verlängernden Verbrennungsraum (50) ein zusätzliche
Verbrennungsluft zuführender Lufteinlaß (128) mündet. y,
6. Toilette nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeerzeugende
Vorrichtung (95) vor einer Steuereinrichtung mit einem Zeitgeber (108) und einer Sicherheitsvorrichtung
(87, 90) gesteuert ist. von welcher bei nicht auf w dem Sammelbehalter sitzendem VersQhlußdecke!
(64) der Betrieb der wärmeerzeugenden Vorrichtung Verhinderlist.
7.Toilette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Sicherheits- μ
schalter (87), der die Gaszufuhr zu der als Gasbrenner ausgebildeten wärmeerzeugenden Vorrichtung bei nicht auf dem Sammelbehälter sitzen
dem Verschlußdeckel (64) sperrt, und einen temperaturgesteuerten Schalter (122) zum Abschalten des
Gasbrenners beim Auftreten einer übermäßigen Temperatur an der Abdeckplatte (23) aufweist.
8. Toilette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer
(34) mit einem Faser-Keramik-Isoliermaterial
(45, 47, 49) mit relativ rauhen, auf Weißglut bringbaren Oberflächen ausgekleidet ist, durch
deren Rauhigkeit der sie bestreichende Strom aus Dämpfen und Verbrennungsgasen an der Grenzschicht
längs der Oberfläche in Turbulenz versetzt wird.
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