CN114794944B - 一种新型无水式节能厕所系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型无水式节能厕所系统，包括厕所基座、坐便器、传输装置、焚烧装置、控制装置、废气传输装置、植物净化装置和侧门。该系统通过设计传输装置，将收集的排泄物自动传输到焚烧装置，利用“太阳能—电能—热能”系统，利用马弗炉原理进行焚烧处理，还可实现焚烧后的余热利用，节能节水，自动清洁；焚烧产生的固体作为生物化肥，产生的废气通过废气传输装置冷却传输进入植物净化装置，对气体进行净化吸收利用，部分水蒸气冷却形成冷凝水通过水箱回收利用，节能减排，绿色环保。本发明在清洁能源有效利用的基础上，可实现如厕无废水、废气、废物排放，达到了无水如厕的主要目的，可解决缺水地区旱厕的顽固问题，改善人民生活条件。

Description

一种新型无水式节能厕所系统

技术领域

本发明涉及无水式厕所领域，特别是涉及一种新型无水式节能厕所系统。

背景技术

我国西北地区水资源十分匮乏，特别是地处市政管网体系之外的广大偏远农村地区，冲水厕所寸步难行。在21世纪的今天，也只能使用传统落后的旱厕，如厕条件极其恶劣，特别是露天旱厕，更是臭气连天，臭水不断，污水横流，不仅严重地影响了周围大气及水土环境，还存在疾病传播危害人体健康的安全隐患。另外，在全球水资源问题日益突出的大背景下，水资源短缺也成为了制约我国社会经济发展的重要因素之一。节约用水是解决水资源短缺的有效途径，而本发明与普通冲水厕所相比，能有效地减少用水水量。可见无水厕所的研发和使用是时代发展的必然要求和重要使命，通过厕所改革实现无水如厕对国家社会经济的发展、和谐社会的建设、生态环境的友好和人民生活质量的提高都有着重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种新型无水式节能厕所系统。该系统通过独特的自动传输系统，利用北方充足的太阳能资源作为协同电力能源，对排泄物及时焚烧，真正做到无水节能如厕，有效改善北方农村厕所条件，同时改系统可以将焚烧产物进行净化利用，实现无“污染”如厕，节能减排，绿色环保。

本发明采用如下技术方案：

一种新型无水式节能厕所系统，该系统包括厕所基座、设在厕所基座上的坐便器、设在厕所基座内的传输装置、焚烧装置和控制装置、设在厕所基座上的废气传输装置和植物净化装置以及设在厕所基座一侧的侧门；所述厕所基座上设有开口，所述开口处设有坐便器；所述传输装置包括底座、转轴、转筒、转盘和保温隔热板，所述底座设在厕所基座内底部位置，所述底座上设有转盘，所述转盘中心垂直设有转轴，所述转盘上垂直设有四块保温隔热板，所述保温隔热板一侧均与转轴连接，所述保温隔热板将转盘四等分并与厕所基座内侧形成四个空腔，所述空腔内均设有用于容纳排泄物的转筒，四个空腔分别为第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔，第一空腔位于所述厕所基座开口的正下方；第二空腔和第四空腔与第一空腔相邻，第三空腔与第一空腔相对，所述焚烧装置包括太阳能板、硅碳棒、暗板、耐火材料和保温隔热材料，所述太阳能板设置在厕所基座外部能吸收阳光的地方，第三空腔处布置有硅碳棒，所述硅碳棒与太阳能板连接，所述硅碳棒内外侧分别设有耐火材料和保温隔热材料，所述厕所基座内靠近第三空腔的位置设有暗板；所述控制装置设置在所述底座与转盘之间，所述控制装置包括压力传感器、单片机、舵机、步进电机、齿轮和驱动芯片，所述压力传感器设置在第一空腔的下方，用于监测转筒中排泄物的重量，所述舵机与转轴连接以驱动转轴转动，所述齿轮与暗板底部连接，所述齿轮与步进电机连接，所述步进电机可以带动与暗板连接的齿轮使暗板伸出并与第三空腔形成密闭空间，所述驱动芯片与太阳能板连接，用于驱动太阳能板为硅碳棒供电，所述单片机分别与压力传感器、舵机、步进电机及驱动芯片连接；所述废气传输装置包括排气孔、排气阀、输气管、水箱、冷却隔层和曝气管，所述厕所基座开有与第三空腔连通的排气孔，所述排气孔连接有排气阀，所述排气阀连接有输气管，所述水箱设置在厕所基座上，所述水箱外侧底部设有水龙头，所述水箱上设有冷却隔层，所述冷却隔层内设有冷却水，所述冷却隔层底部为倾斜的，所述输气管在冷却隔层内沿倾斜底部竖向同程布置，所述输气管在冷却隔层外设有U型管，所述U型管底部连通有开口的短管，所述短管与水箱连通，所述冷却隔层上设有曝气管，所述曝气管与输气管末端连接；所述植物净化系统包括蛭石、土壤和植物，所述曝气管铺设有蛭石，所述蛭石上铺设有土壤，所述土壤种植有植物；所述侧门设置在厕所基座一侧靠近第四空腔的位置，方便将焚烧产生的无味无害固体取出用作肥料。

优选的，所述转筒包括筒体、自动翻盖、筛板、容纳器和出气孔，所述筒体内上部设有自动翻盖，当有排泄物掉入时，自动翻盖被会排泄物打开，当排泄物掉入后，自动翻盖会合上以防止臭味逸出；所述筒体内中部设有筛板，起到固液分离作用，防止尿液溅起，所述筛板下设有容纳器以收集排泄物和焚烧产物，所述筒体上部开有出气孔，可将焚烧过程中产生的废气排出。

本发明的优点：

1、本发明通过设置传输装置，焚烧装置，废气传输装置和植物净化装置，利用北方充足的太阳能条件和马弗炉原理，将太阳能转化为电能，对排泄物进行传递高温焚烧处理，实现无水如厕，为北方一些缺水地区提供了可行的清洁节水节能的处理排泄物的新型厕所，提高人们生活质量；

2、通过充分利用太阳能资源，绿色环保；排泄物会自动累积传输焚烧，焚烧次数少，巧妙的暗板使余热得到利用，热量利用率高，实现节能；

3、通过植物净化装置吸收利用焚烧后的废气和废水，减少了废气、废水排放；且焚烧产生的无味无害固体可作为生物肥料，给植物施肥，实现部分冷凝水回收，实现资源利用最大化，由于本系统无水化，无废水和排泄物的排放，可减少废水处理费用和市政管网建设费用。

附图说明

图1是本发明的新型无水式节能厕所系统的结构示意图；

图2是本发明的传输装置结构示意图；

图3是本发明的传输装置第一层平面布置示意图；

图4是本发明的传输装置第二层平面布置示意图；

图5是本发明的传输装置第三层平面布置示意图；

图6是本发明的传输装置第四层平面布置示意图；

图7是本发明的转筒的结构示意图；

图8是本发明的焚烧装置平面示意图；

图9是本发明的焚烧装置剖面示意图；

图10是本发明的焚烧过程的流程图；

图11是本发明的废气传输装置结构示意图；

图12是本发明的植物净化装置结构示意图；

图13是本发明的工作流程图；

附图标记说明：1、厕所基座；2、坐便器；3、侧门；4、底座；5、转轴；6、转筒；7、转盘；8、保温隔热；9、第一空腔；10、第二空腔；11、第三空腔； 12、第四空腔；13、硅碳棒；14、暗板；15、压力传感器；16、单片机；17、舵机；18、步进电机；19、齿轮；20、驱动芯片；21、排气孔；22、排气阀；23、输气管；24、水箱；25、冷却隔层；26、曝气管；27、蛭石；28、土壤； 29、植物；30、水龙头；61、筒体、62、自动翻盖；63、筛板；64、容纳器； 65、出气孔。

具体实施方式

以下配合附图对本发明的优选实例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。

如图1-13所示，本发明的一种新型无水式节能厕所系统，该系统包括厕所基座1、设在厕所基座1上的坐便器2、设在厕所基座1内的传输装置、焚烧装置和控制装置、设在厕所基座1上的废气传输装置和植物29净化装置以及设在厕所基座1一侧的侧门3；所述厕所基座1上设有开口，所述开口处设有坐便器 2；所述传输装置包括底座4、转轴5、转筒6、转盘7和保温隔热板8，所述底座4设在厕所基座1内底部位置，所述底座4上设有转盘7，所述转盘7中心垂直设有转轴5，所述转盘7上垂直设有四块保温隔热板8，所述保温隔热板8一侧均与转轴5连接，所述保温隔热板8将转盘7四等分并与厕所基座1内侧形成四个空腔，所述空腔内均设有用于容纳排泄物的转筒6，四个空腔分别为第一空腔9、第二空腔10、第三空腔11和第四空腔12，第一空腔9位于所述厕所基座1开口的正下方；第二空腔10和第四空腔12与第一空腔9相邻，第三空腔 11与第一空腔9相对，所述焚烧装置包括太阳能板、硅碳棒13、暗板14、耐火材料和保温隔热材料，所述太阳能板设置在厕所基座1外部能吸收阳光的地方，第三空腔11处布置有硅碳棒13，所述硅碳棒13与太阳能板连接，所述硅碳棒 13内外侧分别设有耐火材料和保温隔热材料，所述厕所基座1内靠近第三空腔 11的位置设有暗板14；所述控制装置设置在所述底座4与转盘7之间，所述控制装置包括压力传感器15、单片机16、舵机17、步进电机18、齿轮19和驱动芯片20，所述压力传感器15设置在第一空腔9的下方，用于监测转筒6中排泄物的重量，所述舵机17与转轴5连接以驱动转轴5转动，所述齿轮19与暗板14底部连接，所述齿轮19与步进电机18连接，所述步进电机18可以带动与暗板14连接的齿轮19使暗板14伸出并与第三空腔11形成密闭空间，所述驱动芯片20与太阳能板连接，用于驱动太阳能板为硅碳棒13供电，所述单片机16 分别与压力传感器15、舵机17、步进电机18及驱动芯片20连接；所述废气传输装置包括排气孔21、排气阀22、输气管23、水箱24、冷却隔层25和曝气管 26，所述厕所基座1开有与第三空腔11连通的排气孔21，所述排气孔21连接有排气阀22，所述排气阀22连接有输气管23，所述水箱24设置在厕所基座1 上，所述水箱24外侧底部设有水龙头，所述水箱24上设有冷却隔层25，所述冷却隔层25内设有冷却水，所述冷却隔层25底部为倾斜的，所述输气管23在冷却隔层25内沿倾斜底部竖向同程布置，所述输气管23在冷却隔层25外设有 U型管，所述U型管底部连通有开口的短管，所述短管与水箱24连通，所述冷却隔层25上设有曝气管26，所述曝气管26与输气管23末端连接；所述植物29净化系统包括蛭石27、土壤28和植物29，所述曝气管26铺设有蛭石27，所述蛭石27上铺设有土壤28，所述土壤28种植有植物29；所述侧门3设置在厕所基座1一侧靠近第四空腔12的位置，方便将焚烧产生的无味无害固体取出用作肥料。

压力传感器15可以将转筒6里排泄物的重量转为数字信号传给单片机16，单片机16将数字信号转为电信号发送给舵机17，当达到阈值，舵机17带动转轴5，转轴5带动转盘7转动90度，当装有排泄物的转筒6转到第三空腔11，单片机16将电信号发送给步进电机18，带动连接暗板14的齿轮19使暗板14 伸出，暗板14与第三空腔11形成密闭空间，单片机16将电信号发送给驱动芯片20启动太阳能电池板给硅碳棒13供电，硅碳棒13加热焚烧排泄物，焚烧完毕，暗板14退去，第三空腔11内焚烧剩余热量可以通过暗板14退去留下的空隙传递到第二空腔10内，传递过去的热量可对转筒6内的排泄物进行预烘干，实现余热利用。

焚烧排泄物时，当第三空腔11内气压大于管内气压，排气阀22在炉内气压作用下排出废气，废气进入输气管23并在冷却隔离层冷却，冷却过程中输气管23内产生的冷凝水会因为输气管23倾斜的设置流入U行管并通过U型管底部连接的短管进入水箱24收集储存；输气管23同程布置，首先可以防止废气短流，其次可以保证废气在冷却隔层25有一定的冷凝时间，保证冷凝效果；经过冷却的废气进入曝气管26，通过曝气管26使废气进入植物29净化装置并被土壤28和植物29吸收。

在本实施例中，所述转筒6包括筒体61、自动翻盖62、筛板63、容纳器 64和出气孔65，所述筒体61内上部设有自动翻盖62，当有排泄物掉入时，自动翻盖62被会排泄物打开，当排泄物掉入后，自动翻盖62会合上以防止臭味逸出；所述筒体61内中部设有筛板63，起到固液分离作用，防止尿液溅起，所述筛板63下设有容纳器64以收集排泄物和焚烧产物，所述筒体61上部开有出气孔65，可将焚烧过程中产生的废气排出。

不局限与此，任何不经过创造性劳动想到的变化和替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种新型无水式节能厕所系统，其特征在于，包括厕所基座、设在厕所基座上的坐便器、设在厕所基座内的传输装置、焚烧装置和控制装置、设在厕所基座上的废气传输装置和植物净化装置以及设在厕所基座一侧的侧门；所述厕所基座上设有开口，所述开口处设有坐便器；所述传输装置包括底座、转轴、转筒、转盘和保温隔热板，所述底座设在厕所基座内底部位置，所述底座上设有转盘，所述转盘中心垂直设有转轴，所述转盘上垂直设有四块保温隔热板，所述保温隔热板一侧均与转轴连接，所述保温隔热板将转盘四等分并与厕所基座内侧形成四个空腔，所述空腔内均设有用于容纳排泄物的转筒，四个空腔分别为第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔，第一空腔位于所述厕所基座开口的正下方；第二空腔和第四空腔与第一空腔相邻，第三空腔与第一空腔相对，所述焚烧装置包括太阳能板、硅碳棒、暗板、耐火材料和保温隔热材料，所述太阳能板设置在厕所基座外部能吸收阳光的地方，第三空腔处布置有硅碳棒，所述硅碳棒与太阳能板连接，用于加热焚烧第三空腔排泄物，所述硅碳棒内外侧分别设有耐火材料和保温隔热材料，所述厕所基座内靠近第三空腔的位置设有暗板，所述暗板可在第三空腔转筒有排泄物时伸出，与第三空腔形成密闭空间，硅碳棒开始加热焚烧排泄物，所述暗板在焚烧结束后退去传递热量，对第二空腔转筒内的排泄物进行预烘干；所述控制装置设置在所述底座与转盘之间，所述控制装置包括压力传感器、单片机、舵机、步进电机、齿轮和驱动芯片，所述压力传感器设置在第一空腔的下方，用于监测转筒中排泄物的重量，所述舵机与转轴连接以驱动转轴转动，所述齿轮与暗板底部连接，所述齿轮与步进电机连接，所述步进电机可以带动与暗板连接的齿轮使暗板伸出并与第三空腔形成密闭空间，所述驱动芯片与太阳能板连接，用于驱动太阳能板为硅碳棒供电，所述单片机分别与压力传感器、舵机、步进电机及驱动芯片连接；所述废气传输装置包括排气孔、排气阀、输气管、水箱、冷却隔层和曝气管，所述厕所基座开有与第三空腔连通的排气孔，所述排气孔连接有排气阀，所述排气阀连接有输气管，所述水箱设置在厕所基座上，所述水箱外侧底部设有水龙头，所述水箱上设有冷却隔层，所述冷却隔层内设有冷却水，所述冷却隔层底部为倾斜的，所述输气管在冷却隔层内沿倾斜底部竖向同程布置，所述输气管在冷却隔层外设有U型管，所述U型管底部连通有开口的短管，所述短管与水箱连通，所述冷却隔层上设有曝气管，所述曝气管与输气管末端连接；植物净化系统包括蛭石、土壤和植物，所述曝气管铺设有蛭石，所述蛭石上铺设有土壤，所述土壤种植有植物；所述侧门设置在厕所基座一侧靠近第四空腔的位置。

2.根据权利要求1所述一种新型无水式节能厕所系统，其特征在于，所述转筒包括筒体、自动翻盖、筛板、容纳器和出气孔，所述筒体内上部设有自动翻盖，当有排泄物掉入时，自动翻盖被会排泄物打开，当排泄物掉入后，自动翻盖会合上；所述筒体内中部设有筛板，所述筛板下设有容纳器，所述筒体上部开有出气孔。

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