CN104334452A - 两阶段冲洗和灰水冲洗系统以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种用于真空马桶的灰水冲洗系统。该系统的一个实施例提供一种两阶段冲洗，该冲洗使用位于座便器(14)和主飞行器废物罐(18)之间的临时罐(20)，因为冲洗的第一阶段要求较弱的真空，所以这减小了与冲洗处理有关的噪音水平。该系统的实施例还从蓄水器(34)中的池盆(12)获取灰水并且在马桶冲洗处理中使用所述水。进一步提供了一种在冲洗的第二阶段期间起动的可选的盥洗室除臭味系统(28)。

Description

两阶段冲洗和灰水冲洗系统以及装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年5月17日提交的序列号为61/648,194、标题为“Grey Water Flush System”的美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及用于真空马桶的冲洗系统。当客运运输工具通过设置对至少部分冲洗循环要求较低真空度的冲洗循环来企图减少噪音水平时，某些实施例发现在客运运输工具上有特殊用途。某些实施例通过在冲洗循环中重复使用灰水还有助于减少飞行器的重量和水。

背景技术

为了冲洗腐化的废物(所述废物随后被运送到运输工具上的腐化物容纳罐)，多种客运运输工具(诸如飞行器、船、公共汽车、火车以及任意其他客运交通工具)使用真空马桶。为了将腐化的废物冲洗和引导到所述腐化物容纳罐，所述容纳罐典型地经由一系列的管道、阀门和真空泵流体连接到真空马桶系统。为冲洗动作产生的真空可以凭借一个或多个真空泵，或者，在飞行的飞行器的情况下，凭借压差。例如，飞行器典型地具有施加真空以从马桶和/或水槽将废物介质和冲洗用水/废水抽入飞行器上的废水储存罐中的真空处理系统。通过加压的机舱和高飞行高度处的飞行器外部的减小的压力之间的压差或者通过地平面处或低飞行高度处的真空发生器来产生抽吸。

尽管有效，真空马桶在冲洗循环期间仍由于为了使腐化的废物从马桶盆行进到所述容纳罐所需要施加的真空量而产生响亮的噪音水平。当冲洗阀打开时产生了响亮的冲洗声；压差是强制地将废物拉下下水道的事物，并且压差必须足够大以使废物流过从马桶盆到能位于距离洗手间非常远位置的腐化物容纳罐的全部距离。

除了真空马桶以外，乘客卫生间也包含洗手用的水槽。例如，大多数商用飞行器装备有厨房和卫生间水槽。这些水槽典型地用于处理流体废物，来自洗手的脏水等。来自水槽的废水被称为“灰水”，与具有尿液和粪便成分的“黑水”相对。(除了从卫生间流出的洗手水之外，灰水还能够包括来自厨房水槽的水。来自厨房的流体能够包含诸如饮料的剩余部分和来自融化的冰的水等对象，或者从水系统排出的任意其他形式的“用过的”水或废水。灰水还能够在洗手期间从盥洗盆排出，或水在其中被弄脏或载有废物的任意其他例子，所述废物诸如是肥皂、洗涤剂、来自洗手的泥土等。)这些水槽典型地连接到小径排水管路(如果被堵塞，其能够容易地回流)并且可以终止在用于排空到大气的飞行器排水竖管或者可以运送到灰水容纳罐。尽管大多数大的客运运输工具装备有用于收集、储存和最终处理灰水的灰水系统，但是由于所述系统对飞行器增加的额外重量，设置单独的灰水容纳罐并不总是经济的。(在缺少诸如由美国专利No.7,533,426，标题为“Grey Water Interface Valve Systems and Methods”描述的那些专用阀门的情况下，航线用健康标准指南要求利用真空方式从灰水中单独地除去毒水(“黑水”)，这是因为，如果发生回流，则污水将从厨房和卫生间水槽以及马桶排出，这将产生大量的健康问题)。因此，保持灰水和黑水分开所增加的费用总体上说现在已经是必须的。

本发明的发明人企图提供一种重复使用与马桶盆冲洗系统相关的灰水的途径。尽管真空马桶使用的水比经典的重力流马桶少得多，但是由于考虑到在运输工具上维持清水的成本和重量，仍期望找到一种对于各个冲洗循环重复使用废水/灰水而不是使用清水的途径。本发明还企图减小与真空冲洗有关的噪音。为了有助于从真空冲洗系统去除气味，本发明的发明人进一步企图提供新途径以对水管管道通风。

发明内容

本文中描述的本发明的实施例因此提供用于真空马桶的灰水冲洗系统。所述系统的一个实施例提供使用座便器和主要的飞行器废物罐之间的临时罐的两阶段冲洗，因为第一阶段冲洗要求较小的真空度，所以这减小了与冲洗过程有关的噪音水平。所述系统的实施例还从蓄水器的池盆(sink basin)获取灰水并且在典型的冲洗过程中或在描述的两阶段马桶冲洗过程中使用所述水。两阶段冲洗和使用灰水作为冲洗水可以独立地使用或彼此组合使用。这进一步提供了在第二阶段冲洗期间起动的卫生间除臭味系统选项。

附图说明

图1示出灰水冲洗系统的一个实施例的侧视示意图。

图2示出图1的灰水冲洗系统的侧视示意图，其进一步示出在各个冲洗阶段期间起作用的阀门。

图3示出可能与灰水冲洗系统相关地使用的除臭味系统的立体图。

图4示出其中定位有倾斜的过滤器的灰水蓄水器的侧剖视图。

图5示出其中定位有筒式过滤器并且具有用于处理的化学药品储存器的灰水蓄水器的侧剖视图。

图6示出图5的蓄水器的替代实施例。

图7示出与两阶段冲洗循环相关地使用的马桶盆和临时罐的一个实施例的侧视立体图。

具体实施方式

本发明的实施例提供了用于冲洗基于真空的马桶的灰水(例如，典型地卫生间里的来自水龙头或池盆的废水)的途径。尽管本文中关于飞行器真空马桶系统描述了实施例，但是应当理解的是描述的和示出的特征可以与任意类型的真空马桶系统相关地使用，诸如那些在远洋轮船上、火车上、公交车上以及甚至使用真空马桶系统的固定建筑上定位的真空马桶系统。图1示出了与客运交通工具上的卫生间相关地使用的灰水冲洗系统10。典型的卫生间具有盥洗盆12和真空座便器/盆14。座便器14通常连接到通到废物储存/容纳罐18的主废物管路16。如上所述，在典型的冲洗循环期间，凭借单一应用真空使得导致废物从坑14行进到容纳罐18的强劲吸力将来自座便器14的废物抽吸过主废物管路16。

本系统添加了两阶段冲洗。所述两阶段冲洗通过设置竖直地串联在座便器14和主飞行器废物容纳罐18之间的临时废物罐20来实现。在具体实施例中，临时罐20附接到座便器14或否则由座便器14紧密连接。如图2所示，第一阀门22位于真空座便器14和临时废物罐20之间。当触发冲洗序列时，坑14中的废物从坑14经过阀门22被转移到临时罐20。与将废物转移到主废物容纳罐18的全部路线相比，这是相对短的距离。临时罐20由此仅需要被给予小量真空，正好足以将废物拉过从座便器14到临时罐20的短距离。(示出坑14和罐之间的具体构造的一个示例性设计示于图7。)通过要求较少的真空用于将废物转移到临时废物罐20中，两阶段冲洗过程的第一阶段减小了与(从真空座便器14进入主废物容纳罐18的)整个冲洗循环有关的噪音水平。

一旦废物已经被转移到临时罐20，冲洗的第二阶段就可以开始。该第二阶段是临时罐中的废物被移动到主废物罐的阶段。在该阶段，阀门22关闭并且一个或多个的附加阀门被允许打开。在具体实施例中，两阶段冲洗的第二阶段具有两个特征—一个特征是废物转移步骤并且第二特征是除臭味步骤。为了最好地起作用，期望的是这些个特征两者一起同时起作用，并且控制各个特征的阀门同时打开。这提供了充分的气流以帮助将废物移出临时罐20并且将废物移过管路16到主罐18。然而，应当理解的是这些特征和阀门可以作为两个单独步骤起作用，使得一个步骤(废物转移)发生之后跟随单独步骤(除臭味)。为了方便，首先描述废物转移步骤的第一特征。

在废物移除步骤期间，阀门22关闭并且阀门24打开。阀门24位于临时废物罐2和主废物罐18之间。阀门22可以连接到泵和/或利用预编程的微处理器逻辑控制马达的致动器，使得在阀门22关闭紧后或短时间之后，第二阀门24打开。(如所讨论的，尽管其步骤被单独地描述，除臭味阀门32也可以在该时间同时打开。)

第二阀门24位于临时废物罐20和主废物管路16(通到主废物罐18)之间。在两阶段冲洗的该第二阶段期间，中到大真空被应用以将废物从临时废物罐20转移到主飞行器废物罐18。该分开的废物转移操作通过多阀顺序系统实现，并且导致静音真空马桶。第一阀门22在将废物转移较长距离的真空步骤期间关闭为冲洗的第二阶段提供了声音缓冲。

还可以想到两阶段冲洗机制可以通过设置除臭味系统26促进卫生间臭味减少和/或卫生间臭味的消除。在该实施例中，除臭味系统包括除臭味管路28、空气消声器30以及除臭味用阀门32。(可选地，除臭味用阀门32可以设置为组合了第二阶段冲洗阀24和除臭味用阀32的功能的多通阀，如下面所讨论的。)如果设置了该除臭味特征，则阀门32被构造成在冲洗的第二阶段期间打开。在具体实施例中，第二和第三阀门(24，32)两者在第二阶段同时打开。臭味凭借空气消声器30通过除臭味管路28被抽出。空气消声器将空气从盥洗室放出。消声器30可以作用为将空气传递出盥洗室并且将空气拉入最终通到主废物管路16的除臭味管路28中。在所示的实施例中，消声器30/空气除臭味管路28在冲洗循环期间从盥洗室将空气拉过消声器30然后将空气拉入临时罐20，继续到达主废物管路16和主废物罐18。在可选的实施例中(未示出)，消声器30/空气除臭味管路18从盥洗室将空气拉过消声器30直接到主废物管路16(并且在冲洗循环期间继续到达主废物罐18)。

在没有空气消声器30的情况下，空气将呼啸穿过盥洗室，并且消声器有助于使通过除臭味系统26抽出空气安静。该系统的立体图由图3示出。

重要的是要注意尽管图1和图2示出作为两个单独的阀门的第二阀门24和除臭味阀门32，但是应当理解的是它们可以组合成单个的多通阀。(可以能与本发明相关地使用的多通阀的一个示例在2012年10月17日提交的序列号为61/714,912、标题为“Multi-Port OrbitalValve”的共同未决和共同受让美国申请中示出和描述。)该阀允许两个阀门同时或否则正如需要地打开和/或关闭。

一旦冲洗循环完毕，阀门24和/或32关闭，并且整个系统再次处于真空之下。冲洗的第二阶段恢复临时罐20的真空，使得临时罐也准备好另一次冲洗。

尽管该两阶段冲洗系统可以利用清水或其他在飞行器上流转的水，但是可以理解的是如果能够使用废水或灰水，则使用清水用于马桶冲洗目的是浪费的。因此，可以设置能够将冲洗水运送到座便器13的灰水蓄水器34。如图1所示，灰水蓄水器34通常位于盥洗盆12和真空座便器14之间。蓄水器34与盥洗盆12流体连通，使得来自洗手的废水被收集在蓄水器34中。该蓄水器34可以是任意适当的尺寸，尽管在一个实施例中，蓄水器的尺寸足够小以适合放置于盥洗盆12下方而不占据很多盥洗室空间。因此，如果超过蓄水器34容量的过量的水被收集在蓄水器34中而不用于如下描述的马桶冲洗水，则设置溢流设备。在特别的实施例中，尽管可以提供更小和更大的选择，蓄水器34具有大约一升容量。蓄水器在图中被示出为通常为长方形容器，但是应当理解的是在本发明的范围内的情况下，蓄水器可以是任意形状或构造。

蓄水器34凭借管道36与盥洗盆12流体连通。如图4所示，管道36可以固定到蓄水器34的入口38。这允许来自池盆的废水被运送到蓄水器34并且被捕获在蓄水器34中。水位传感器40被设置在蓄水器34上或与蓄水器34相关，水位传感器40指示蓄水器34当前容纳的水量。如果传感器40检测到蓄水器34中的水位低至没有盛装有支持下一次冲洗循环的充足的灰水，则凭借到飞行器主水箱的连接和/或通过打开和关闭水龙头可以将水运送到蓄水器34。(尽管这些连接没有被图示出，但是可以理解的是附加管路可以从将水运送到水龙头44的饮用水管路42通到蓄水器34。)

如果传感器40检测到蓄水器34中的水位高以至于水可能回流到盥洗盆12中，则可以起动溢流系统来防止泛滥。在一个实施例中，溢流系统包括可以起动以将过量的灰水运送出蓄水器的出口48到主废物管路16的排放阀46(或夹管阀)。典型地，通过出口48离开的水是未过滤或未处理的灰水。当排放阀或夹管阀打开时，马桶系统中的真空使过量的水冲出蓄水器34进入主管路16和/或主废物罐18中。(当水传感器40感知水位低时，夹管阀关闭，使水如期望的那样蓄积在蓄水器34中。)在另一实施例中，溢流系统可以在下一次冲洗循环直接将过量的灰水排出到马桶中或排出到临时罐20中。

水传感器40可以是基于压力传感器、基于电容传感器或足以检测蓄水器34中的水有无的任意其他适当的传感器。在一个实施例中，使用具有不与水直接接触的探头的传感器可能是有用的，因为水中的任何碎屑(诸如清洗剂、微粒或细菌)都能够产生误读并且更难维护和/或清理。

如果水位传感器40感测到的既不是高也不是低的情况，则接着进行蓄水器34中的灰水用作冲洗水的正常操作。在一个实施例中，系统包括废(或灰)水处理系统。废水处理系统一般情况下被设置以确保被容纳在蓄水器34中的水在被用于冲洗水时不被污染。(在马桶冲洗期间，水粒能够喷溅到空气中。尽管冲洗水不需要是可饮用的，但是期望冲洗水没有微粒、病菌和其他潜在的细菌或污染物。还期望的是冲洗水被处理成使得其不损坏马桶部件或导致座便器14变色。)

因此，废水处理系统可以包括过滤器50，过滤器50移除小的悬浮物质，诸如水中的微粒。过滤器50也可以具有防微生物特性。过滤器50可以以任意适当方式定位于蓄水器34中。图4示出在蓄水器中倾斜的可替代的过滤器。图5和图6示出筒式过滤器，其可以是筒式可更换滤筒。该第一过滤步骤企图从灰水去除微粒(以及可能一些病菌)，并且可以使用为此目的设计的任何适当的过滤器。

此外和/或可选地，为了根除微生物污染，可以实施紫外(UV)光处理步骤。该UV处理可以发生在蓄水器内部，但是如图1和图2所示，当水被运送到座便器14时，该处理也可以作为单独的处理发生在室52中。如图所示，UV室可以与蓄水器34串联。可以用于该处理的多种UV处理的非限制性示例在2012年12月7日提交的序列号为13/707,808、标题为“Inline UV LED Water Disinfection andHeating”以及2010年8月31日提交的公开号为2010/0051977、标题为“Systems and Methods for Disinfecting Water”的共同未决和共同受让美国申请中描述。

此外和/或可选地，在灰水用作冲洗水之前，可以对灰水实施化学处理。在一个实施例中，如图5所示设置化学药品储存器54，该储存器能够将适当的和/或定期的化学处理或消毒剂运送给容纳在蓄水器34中的灰水。一旦灰水已经被充分地处理以满足要求的或期望的规定，则其已经做好了作为当冲洗序列被触发时使用的冲洗水而运送给座便器14的准备。(下述情形是可以的：某些或全部的水处理不发生，直到冲洗序列需要水并且使水在离开蓄水器34时被引导通过过滤器50和/或UV室52和/或接受化学处理54)。

当起动冲洗序列时，泵56可以被起动以通过蓄水器34的出口58抽水，并且将水运送到座便器14以用于冲洗序列。作为初始状况，多阀冲洗系统的阀全部关闭并且系统处于真空压力之下。如图7所示，座便器具有冲洗入口60，清洁后的灰水被运送到冲洗入口60。冲洗序列于是遵循上述的两阶段冲洗序列。具体而言，座便器14和临时废物罐20之间的第一阀22在冲洗的第一阶段期间打开并且作用为将废物运送到临时罐20。其他阀在第一阶段期间保持关闭。在冲洗的第二阶段期间，第一阀22关闭，这防止真空到座便器14的任何转移。第二阀24(典型地与除臭味阀32同时地或几乎同时地打开)于是打开并且作用为通过罐出口62将废物运送到废物容纳罐18。除臭味阀32也使空气被吸入除臭味管路28中。

第一阶段和第二阶段之间的时间通常非常短并且能够是从几毫秒到几秒之间的任意值，但是通常应当比几分钟短。首要意图是第一阀22不与位于更下游的阀同时打开。图7还示出了如下系统的实施例：所述系统在临时罐20上具有连接件/管道64，所述连接件/管道64流体连接到蓄水器34的出口58用于从蓄水器34将灰水排入临时罐20。图7还示出可选的真空计66，其能够用于监视罐20中的真空度并且帮助控制冲洗循环。

在不脱离本发明和所附权利要求书的范围或精神的情况下，可以对上述和图示的结构和方法进行改变、变型、添加和删除。

Claims (15)

1.一种两阶段冲洗系统，其与真空马桶相关地使用，其中所述真空马桶被构造成与通到主废物容纳罐的主废物管路竖直地串联，所述两阶段冲洗系统包括：

(a)真空座便器，

(b)竖直地串联在所述真空座便器和所述主废物容纳罐之间的临时废物罐，

(c)位于所述真空座便器和所述临时废物罐之间的第一阀；以及

(d)位于所述临时废物罐和所述主废物管路之间的第二阀。

2.根据权利要求1所述的两阶段水冲洗系统，进一步包括除臭味管路。

3.根据权利要求2所述的两阶段冲洗系统，其中第三阀位于所述临时废物罐和所述除臭味管路之间。

4.根据权利要求1所述的两阶段冲洗系统，其中所述第二阀包括多通阀，其中所述多通阀的一个口通到所述主废物管路并且所述多通阀的第二口通到所述除臭味管路。

5.根据权利要求1所述的两阶段冲洗系统，进一步包括水盆，其中灰水蓄水器与所述水盆流体连通。

6.根据权利要求5所述的两阶段冲洗系统，其中来自所述水盆的灰水被收集在所述灰水蓄水器中并且当冲洗序列被触发时被运送到所述真空马桶。

7.根据权利要求5所述的两阶段冲洗系统，其中从所述水盆收集的灰水在被运送到所述真空马桶之前被处理。

8.根据权利要求7所述的两阶段冲洗系统，其中凭借过滤、紫外光、化学处理或它们的任意组合处理所述灰水。

9.根据权利要求1所述的两阶段冲洗系统，其中当所述第一阀打开以从所述座便器将废物转移到所述临时罐时，所述第二阀保持关闭。

10.根据权利要求9所述的两阶段冲洗系统，其中在所述废物从所述座便器转移到所述临时罐之后，所述第一阀关闭，并且所述第二阀打开以将所述废物从所述临时罐转移到所述主废物容纳罐。

11.根据权利要求9所述的两阶段冲洗系统，进一步包括除臭味阀和除臭味管路，其中在所述废物从所述座便器转移到所述临时罐之后，(a)所述第一阀关闭，(b)所述第二阀打开以将所述废物从所述临时罐转移到所述主废物容纳罐，以及(c)所述除臭味阀打开以将空气吸过所述除臭味管路并且吸入所述主废物管路。

12.根据权利要求1所述的两阶段冲洗系统，其中所述冲洗系统安装在飞行器的盥洗室中。

13.一种灰水冲洗系统，其与具有真空马桶的飞行器盥洗室相关地使用，其中所述真空马桶被构造成与通到主废物容纳罐的主废物管路竖直地串联，所述灰水冲洗系统包括：

(a)用于洗手的水盆；

(b)与所述水盆流体连通以收集用过的灰水的灰水蓄水器；

(c)真空座便器；

(c)竖直地串联在所述真空座便器和所述主废物容纳罐之间的临时废物罐，

(c)位于所述真空座便器和所述临时废物罐之间的第一阀；以及

(d)位于所述临时废物罐和所述主废物管路之间的第二阀。

14.根据权利要求13所述的灰水冲洗系统，其中所述灰水蓄水器包括水传感器以检测所述蓄水器中的灰水的水位。

15.根据权利要求13所述的灰水冲洗系统，其中所述灰水蓄水器被构造成如果所述蓄水器中的灰水的水位不足以用于冲洗循环则接收水并且如果所述蓄水器中的灰水的水位有溢出的风险则排出水。