DE102004042147A1

DE102004042147A1 - Kompaktvakuum-Toilettenanordnung und deren Verwendung

Info

Publication number: DE102004042147A1
Application number: DE200410042147
Authority: DE
Inventors: Thomas Lux; Frank Rüdiger Ebeling; Silbert Kloock; Volker Antonczyk; Jens Harten
Original assignee: AOA LUFTFAHRTGERAETE GAUTING G; AOA Luftfahrtgerate Gauting GmbH
Current assignee: AOA LUFTFAHRTGERAETE GAUTING G; AOA Luftfahrtgerate Gauting GmbH
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Toilettenanordnung (10) mit einer Toilettenschüssel (12), einem die Toilettenschüssel (12) abstützenden Abwassertank (20) und einer zwischen der Toilettenschüssel (12) und dem Abwassertank (20) angeordneten Zwischenkammer (16), wobei die Toilettenschüssel (12) und die Zwischenkammer (16) von dem Abwassertank (20) integral aufgenommen sind, wobei die Toilettenschüssel (12) und die Zwischenkammer (16) bzw. die Zwischenkammer (16) und der Abwassertank (20) zueinander direkt benachbart und über ein erstes Spülventil (18) bzw. über ein zweites Spülventil (22) miteinander unmittelbar verbunden sind und wobei der Zwischenkammer (16) eine integrale Einrichtung (28) zur Evakuierung der Zwischenkammer (16) und Überdruckerzeugung in der Zwischenkammer (16) zugeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Toilettenanordnung und deren Verwendung.
Derartige Toilettenanordnungen sind allgemein bekannt. Gemäß bisherigem Stand der Technik wird im Wesentlichen zwischen dezentralen Rezirkulationstoiletten, zentralen Vakuumtoilettensystemen und dezentralen Vakuumtoilettensystemen unterschieden.
Bei dezentralen Rezirkulationstoiletten wird ein Tank der Toilette mit einer in aller Regel farbigen, zum Beispiel blau gefärbten, Spülflüssigkeit gefüllt. Im Betrieb wird die Spülflüssigkeit sodann aus dem Tank mittels einer Pumpe entnommen und durch einen Filter in einen Sprühring einer Toilettenschüssel gedrückt, aus welchem dann die Spülflüssigkeit austritt, um die Spülflüssigkeit zusammen mit den Fäkalien in dem Tank abzusetzen. Von großem Nachteil bei solchen dezentralen Rezirkulationstoiletten ist, wie sich in der Praxis herausgestellt hat, dass Spülflüssigkeit und Fäkalien in ein und demselben Tank aufgefangen werden. Das Verhältnis von Spülflüssigkeit zu Fäkalien entwickelt sich im Betrieb mithin zu ungunsten der Spülflüssigkeit ganz beträchtlich. Die Qualität der Spülflüssigkeit verschlechtert sich folglich zunehmend bei fortwährender Benutzung. Darüber hinaus gestalten sich Wartung und Reinigung wegen des im Zustrom des Sprühringes angeordneten Filters als sehr aufwendig. Die Wartungs- und Reinigungskosten fallen insoweit auch relativ hoch aus. Nicht zuletzt hieraus resultierend, haben sich solche dezentralen Rezirkulationstoiletten als nicht sonderlich zuverlässig erwiesen. Da es sich bei solchen dezentralen Rezirkulationstoiletten zudem um offene Systeme handelt, besteht schließlich ein weiterer Nachteil in einer außerordentlich starken Geruchsbelästigung durch die Spülflüssigkeit einerseits und die Fäkalien andererseits.
Bei zentralen Vakuumtoilettensystemen erfolgt demgegenüber eine Spülung nahezu ausschließlich durch Zufuhr von Frischwasser. Die Fäkalien werden zugleich per Vakuum abgesaugt und in einen oder mehrere Abwassertanks hineingesaugt. Die zuvor im Zusammenhang mit dezentralen Rezirkulationstoiletten dargestellten Nachteile lassen sich insoweit mit zentralen Vakuumtoilettensystemen weitgehend vermeiden. So entfallen beispielsweise eine starke Geruchsbelästigung und ein hoher Wartungs- bzw. Reinigungsaufwand. Als besonders nachteilig bei solchen zentralen Vakuumtoilettensystemen hat sich jedoch der erhöhte Platzbedarf herausgestellt. Zudem erfordern solche zentralen Vakuumtoilettensystemen aufwendige Rohrsysteme und damit verbundene Verlegungs- sowie Wartungsarbeiten. So ist zum Beispiel in einem Flugzeug im Allgemeinen mindestens eine Toilette in dessen vorderen und eine Toilette in dessen hinteren Bereich angeordnet, wohingegen sich ein Abwassertank aus Platzgründen in aller Regel nur im hinteren Bereich des Flugzeuges befindet. Es müssen also Rohre durch das gesamte Flugzeug "gelegt" sein. Darüber hinaus ist der Steuerungsaufwand solcher zentraler Vakuumtoilettensysteme ganz erheblich. So muss bei jedem Spülvorgang zentral ein Unterdruck erzeugt werden. Schließlich muss der gesamte Unterdruckzyklus permanent überwacht werden.

Ein solches zentrales Vakuumtoilettensystem in einem Schienenfahrzeug ist beispielsweise in der EP 0 584 083 B1 beschrieben. Obgleich bei diesem Klosett ein evakuierbarer Zwischenbehälter zwischen dem Klosettbecken und einem Sammelbehälter, die über Rohrleitungen mit Ventilen miteinander verbunden sind, angeordnet ist, sind dieselben Nachteile, wie zuvor aufgezeigt, vorhanden.

Bei dezentralen Vakuumtoilettensystemen lassen sich wiederum die Nachteile, die zuvor im Zusammenhang mit zentralen Vakuumtoilettensystemen aufgezeigt wurden, beseitigen. So wird ein Vakuum zum Eintrag der Fäkalien in einen Abwassertank zwar "vor Ort" erzeugt, allerdings ist der Abwassertank, in welchem die Fäkalien gesammelt werden, zur Zeit noch immer an zentraler Stelle vorgesehen. Nachteilig ist hieraus resultierend wiederum der Verlust einer Kompaktheit und Dezentralität.

Schließlich geht aus der EP 0 386 449 B1 noch ein Abort für Flugzeuge hervor, bei welchem ein Toilettenbecken und ein Sammelbehälter als Einheit integriert sind. Oberhalb der maximalen Füllhöhe des Sammelbehälters ist dabei ein Vakuumanschluss angeordnet, der über eine Verbindungsleitung zum Flugzeugaußenbereich geführt ist. Gegebenenfalls ist eine zusätzliche Pumpe zur Vakuumerzeugung in die Verbindungsleitung eingeschaltet. Insoweit kann diesem Abort eine gewisse Kompaktheit und Dezentralität nicht abgesprochen werden. In der Praxis hat sich dieser Abort allerdings aufgrund einer nur verhältnismäßig geringen Betriebssicherheit als besonders nachteilig erwiesen. Demnach ist nicht hinreichend sichergestellt, dass Fäkalien und Fäkaliengase über die mittels Ventil steuerbare Abführöffnung aus dem Sammelbehälter zurück in das Toilettenbecken gelangen können, nachdem Toilettenbecken und Sammelbehälter miteinander lediglich über das Ventil kommunizieren. Auch ist eine Geruchsbelästigung nicht ausgeschlossen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Toilettenanordnung zur Verfügung zu stellen, mit welcher sich die obigen Nachteile verhindern lassen, welche mithin konstruktiv einfach, zugleich besonders kompakt und stabil ausgebildet ist, damit einhergehend eine kleinbauende, weitgehend autarke und vielseitig verwendbare Einheit bildet, eine hohe Betriebssicherheit aufweist und eine leichte, schnelle sowie damit einhergehend besonders kostengünstige Montage oder zu Wartungs- bzw. Reparaturzwecken vorzunehmende Demontage in einem stationären wie gleichermaßen bewegbaren System ermöglicht, sowie deren Verwendung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer Hinsicht auf überraschend einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung mit einer Toilettenschüssel, einem die Toilettenschüssel abstützenden Abwassertank und einer zwischen der Toilettenschüssel und dem Abwassertank angeordneten Zwischenkammer, wobei die Toilettenschüssel und die Zwischenkammer von dem Abwassertank integral aufgenommen sind, wobei die Toilettenschüssel und die Zwischenkammer bzw. die Zwischenkammer und der Abwassertank zueinander direkt benachbart und über ein erstes Spülventil bzw. über ein zweites Spülventil miteinander unmittelbar verbunden sind und wobei der Zwischenkammer eine integrale Einrichtung zur Evakuierung der Zwischenkammer und Überdruckerzeugung in der Zwischenkammer zugeordnet ist, ist eine besonders einfache, zudem kompakte Bauweise der Toilettenanordnung selbst erreicht. Gleichermaßen weist die erfindungsgemäße Toilettenanordnung eine hohe Stabilität auf. Weiterhin besitzt die Toilettenanordnung nach der Erfindung eine kleine Baugröße und ist weitgehend autark, d.h. umfasst in deren Kompaktheit sämtliche zum Betrieb einer solchen Toilettenanordnung erforderlichen Bauelemente. So bedarf es lediglich einer Versorgung mit Strom und Wasser, wobei Strom- und Wasserbedarf äußerst gering sind. Beispielsweise ist eine Stromversorgung mit 28 VDC vollends ausreichend. Nicht zuletzt hieraus resultierend weist die erfindungsgemäße Toilettenanordnung eine hohe Vielseitigkeit auf, ist mithin in beliebigen stationären wie gleichermaßen bewegbaren Systemen einsetzbar. Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Toilettenanordnung durch eine hohe Betriebssicherheit aus. So lässt sich das Abwasserniveau im Abwassertank mittels der Zwischenkammer auch über der Auslassöffnung der Toilettenschüssel halten, wobei gewährleistet ist, dass Fäkalien oder Fäkaliengase zuverlässig aus der Toilettenschüssel in die Zwischenkammer abgesaugt und von dort aus in den Abwassertank hineingedrückt werden können. Zugleich wird durch die Zwischenkammer im Zusammenhang mit der Saug-Druck-Methode verhindert, dass Fäkalien und Fäkaliengase in die Toilettenschüssel zurückgelangen. Jeg liche Geruchsbelästigung ist damit verhindert. Die Verwendung einer kompakt integrierten Zwischenkammer, in welcher das Druckniveau von Unterdruck (zum Absaugen der Fäkalien und Fäkaliengase aus der Toilettenschüssel) bis Überdruck (zum Transport der Fäkalien und Fäkaliengase in den Abwassertank), basierend auf den Daten der zugeordneten Sensoren, kontinuierlich geregelt werden kann, ermöglicht zudem eine auf den jeweiligen Anwendungsfall individuell abgestimmte Einstellung. Schließlich aber ermöglicht die erfindungsgemäße Toilettenanordnung eine leichte, schnelle und damit einhergehend besonders kostengünstige Montage oder zu Wartungs- bzw. Reparaturzwecken vorzunehmende Demontage. Die erfindungsgemäße Toilettenanordnung bietet dabei sämtliche Toilettenfunktionen für Personen in stationären Systemen oder Passagieren in bewegbaren Systemen, und zwar unabhängig davon, ob sich die bewegbaren Systeme gerade in Bewegung oder in Ruhestellung befinden. Eine Beeinträchtigung der Toilettenfunktionen ist insgesamt ausgeschlossen.

Weitere vorteilhafte konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung sind in den Ansprüchen 2 bis 40 beschrieben.

Von ganz besonders großer Bedeutung für eine einfache, kompakte und autarke Bauweise einerseits und zugleich hohe Betriebssicherheit andererseits, ist Anspruch 2. Danach ist die erfindungsgemäße Toilettenanordnung mit einer Einrichtung zur Evakuierung und Überdruckerzeugung ausgestattet, welche einen Kompressor umfasst. Zur Unter- als auch Überdruckerzeugung wird demnach ein einziges Bauelement verwendet, dass der Toilettenanordnung nach der Erfindung insgesamt zugeordnet ist. Eine gesteuerte bzw. geregelte Erzeugung von Unter- bzw. Überdruck in der Zwischenkammer wird lediglich durch Umschalten von Ventilen bewirkt. Auf diese Weise lässt sich die Toilettenanordnung nach der Erfindung in ihrer Bauweise und Ausgestaltung wesentlich vereinfachen. Zum einen kann auf eine ganze Reihe von zusätzlichen Bauelementen, wie zum Beispiel eine Vakuumpumpe oder dergleichen, entsprechend dem Stand der Technik, verzichtet werden, wodurch sich die Anzahl von erforderlichen Bauelementen insgesamt vermindert. Zum anderen sind umfangreiche Rohrsysteme zur Versorgung der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung durch zum Beispiel Druckluft, nicht erforderlich.

Dabei umfasst die Einrichtung zur Evakuierung und Überdruckerzeugung nach den Merkmalen des Anspruchs 3 ein Ventilsystem, welches zwischen dem Kompressor und der Zwischenkammer angeordnet ist und mittels welchem die Zwischenkammer evakuier- bzw. belüft- und bedrückbar ist.

In diesem Zusammenhang hat es sich in der Praxis als ausgesprochen vorteilhaft erwiesen, dass das Ventilsystem entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 ein Absperrventil und ein 4/2-Wegeventil umfasst, die zwischen dem Kompressor und der Zwischenkammer angeordnet sind.

Vorzugsweise ist das Absperrventil nach Anspruch 5 wiederum zwischen dem 4/2-Wegeventil und der Zwischenkammer angeordnet.

Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, das Ventilsystem nach den Merkmalen des Anspruchs 6 mit einem ersten Ventil zur Steuerung des Betriebes des ersten Spülventils und einem zweiten Ventil zur Steuerung des Betriebes des zweiten Spülventils auszustatten.

Um die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung noch weiter zu erhöhen, umfasst die Einrichtung zur Evakuierung und Überdruckerzeugung nach den Ansprüchen 7 und 8 zum einen ein Überdruckventil und zum anderen ein Sicherheitsventil. Ersteres dient der Begrenzung des Überdrucks in der Zwischenkammer. Letzteres soll den Überdruck, welcher von dem Kompressor erzeugt ist, beschränken.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das erste Spül ventil und das zweite Spülventil nach Anspruch 9, gegebenenfalls, hermetisch verschließbar und durch die Einrichtung zur Evakuierung und Überdruckerzeugung betätigbar sind. Das erste Spülventil und das zweite Spülventil können dabei in vorteilhafter Weise durch den Differenzdruck, welcher zwischen Druck- und Saugseite des Kompressors erzeugt ist, betätigt werden.

Die konstruktiven Merkmale der Ansprüche 10 und 11, wonach der Zwischenkammer ein Differenzdrucksensor und/oder ein Füllstandssensor zugeordnet ist, dienen ebenfalls der Erhöhung der Betriebssicherheit wie im Übrigen auch einer verbesserten Steuerung bzw. Regelung der verschiedenen Betriebszustände der Toilettenanordnung nach der Erfindung.

Des Weiteren liegt es im Rahmen der Erfindung, die Toilettenschüssel entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 12 mit einem Toilettensitz und einem Sprühring oder dergleichen Düse zur gezielten Einführung von Spülflüssigkeit zu versehen.

Um die Füllstandshöhe in der Toilettenschüssel zu beschränken, ist die Toilettenschüssel nach Anspruch 13 zweckmäßigerweise mit einem Überlaufsensor zur Erkennung der maximalen Füllstandshöhe ausgestattet.

Entsprechend Anspruch 14 ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Toilettenschüssel mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Spülflüssigkeit verbunden ist. Als Spülflüssigkeit kann dabei Spülflüssigkeit oder alternativ bzw. kumulativ Reinigungs- bzw. Desinfektionsflüssigkeit verwendet werden.

Um die Zufuhr von Spülflüssigkeit sicher und in ausreichendem Maße zu gewährleisten, ist die Einrichtung zur Zufuhr von Spülflüssigkeit in vorteilhafter Weise entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 15 bis 18 ausgestaltet.

Gleiches gilt für die Merkmale des Anspruchs 19, wodurch sichergestellt ist, dass grundsätzlich genügend Spülflüssigkeit, welche aus dem Spülflüssigkeitstank in die Toilettenschüssel der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung zu verbringen ist, zur Verfügung steht.

Zu diesem Zweck sind gleichermaßen die Merkmale des Anspruchs 20 vorgesehen, wonach die Einrichtung zur Zufuhr der Spülflüssigkeit einen in dem Spülflüssigkeitstank angeordneten Füllstandssensor zur Bestimmung der Füllstandshöhe der Flüssigkeitstanks umfasst. Darüber hinaus kommt einem solchen Füllstandssensor jedoch auch eine Überwachungsfunktion zu, wodurch die Betriebssicherheit der Toilettenanordnung nach der Erfindung noch weiter erhöht wird.

Von besonderem Interesse für eine einfache, schnelle und umfassende Entleerung des Abwassertanks sind die Maßnahmen der Ansprüche 21 bis 25 vorgesehen. Dementsprechend ist dem Abwassertank eine Einrichtung zur Entleerung des Abwassertanks während der Außerbetriebnahme zugeordnet. Die Einrichtung zur Entleerung des Abwassertanks ist über ein im Bereich des Bodens des Abwassertanks angeordnetes Abwasserablaufventil verschließbar und zu öffnen. Das Abwasserablaufventil ist dabei insbesondere mechanisch, vorzugsweise mittels eines Kabelzugs, betätigbar. Zusätzlich ist eine Ablaufleitung vorgesehen, die über ein Ablaufventil mit einem externen Abwasserentsorgungstank verbindbar ist. Über ein Belüftungsventil, das im Bereich der Oberseite des Abwassertanks angeordnet ist, und über einen Geruchsfilter ist der Abwassertank be- bzw. entlüftbar.

In zweckmäßiger Weise kann der Abwassertank nach Anspruch 26 mit einem Abwasserfüllstandssensor versehen sein, um die maximale Füllstandshöhe des Abwassertanks zu erkennen bzw. zu bestimmen.

Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, dem Abwassertank nach Anspruch 27 eine Einrichtung zur Reinigung des Abwassertanks während der Außerbetriebnahme zuzuordnen. Auf diese Weise lässt sich eine einfach wie ebenso schnelle und umfassende, d.h. rückstandslose, Entfernung der in dem Abwassertank aufgenommenen und gesammelten Fäkalien erreichen.

In diesem Zusammenhang ist es konstruktiv von besonderem Vorteil, dass die Einrichtung zur Reinigung des Abwassertanks nach den Ansprüchen 28 und 29 ein im Bereich der Oberseite des Abwassertanks einmündendes Spülrohr umfasst, das über ein Füllventil mit einer externen Wasserversorgungsleitung verbindbar ist, und ein Rückschlagventil aufweist, das insbesondere im Bereich der Oberseite des Abwassertanks angeordnet ist.

Die Merkmale der Ansprüche 30 und 31 verbessern darüber hinaus die Bedienerfreundlichkeit der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung. Demnach sind die Einrichtung zur Zufuhr von Spülflüssigkeit, die Einrichtung zur Entleerung des Abwassertanks und die Einrichtung zur Reinigung des Abwassertanks an ein Service-Panel anschließbar, welches die externe Flüssigkeitsversorgungsleitung, den externen Abwasserentsorgungstank und die externe Wasserversorgungsleitung umfasst. Betätigungs- oder Tastenelemente, die an dem Service-Panel vorgesehen sind, verbessern die Bedienerfreundlichkeit der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung noch zusätzlich.

Sofern das Spülflüssigkeitsventil und/oder das Abwasserablaufventil und/oder das Füllventil extremen Witterungsbedingungen oder größeren Temperaturunterschieden ausgesetzt ist/sind, sind zweckmäßigerweise Ventilheizungen nach Anspruch 32 vorgesehen. Damit ist vornehmlich einem Einfrieren und einer darauf möglicherweise basierenden Beschädigung eines oder mehrerer dieser Ventile sicher entgegengewirkt.

Durch die Merkmale der Ansprüche 33 und 34 ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Fäkalien aus der Toilettenschüssel und der Zwischenkammer während des Betriebs rückstandslos in den Abwassertank verbracht werden können, und es ist ebenfalls gewährleistet, dass die im Abwassertank gesam melten Fäkalien während der Außerbetriebnahme einfach, schnell und rückstandslos aus dem Abwassertank entleert werden können und dieser zusätzlich gereinigt werden kann. Zu diesem Zweck ist/sind die Toilettenschüssel und/oder die Zwischenkammer und/oder der Abwassertank innenseitig mit einer glatten Oberfläche und/oder mit Abrundungen in Kanten- und Eckbereichen versehen bzw. aus Metall, insbesondere Aluminium oder rostfreiem Stahl, einer Legierung aus Metall, einem Verbundwerkstoff oder dergleichen Material, mit oder ohne Beschichtung aus Teflon, ausgebildet. Einer Verkrustung der Wandungen von Toilettenschüssel, Zwischenkammer und Abwassertank ist damit entgegengewirkt, wodurch sich zugleich der Wartungsaufwand erheblich vermindern lässt.

Die Merkmale der Ansprüche 35 bis 37 tragen gleichermaßen zu einer in sich abgeschlossenen Einheit bei, die konstruktiv einfach, kompakt und stabil ist und vor allem sicher sowie autark betreibbar ist. Demnach ist eine, insbesondere elektronische, Steuereinrichtung vorgesehen, um Ist- bzw. Soll-Betriebszustände der einzelnen Bauelemente zu be- und verarbeiten sowie zu überwachen, die einzelnen Bauelemente zueinander zu koordinieren, zu steuern und zu regeln.

Des Weiteren liegt es im Rahmen der Erfindung, die einzelnen Bauelemente nach Anspruch 38 zu einer integralen Baueinheit zusammenzusetzen, womit sich die Vielseitigkeit der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung noch weiter verbessern lässt.

In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, die integrale Baueinheit an einem Befestigungsschacht oder dergleichen Abstützelement nach Anspruch 39 abzustützen.

In zweckmäßiger Weise kann die integrale Baueinheit entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 40 mit Schnellverschlüssen zum Ein- und Ausbau in bzw. aus stationären oder bewegbaren Systemen versehen sein. Eine solche konstruktive Ausgestaltung wirkt sich positiv einerseits auf die vielseitige Verwendungs möglichkeit der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung und andererseits auf deren einfache, schnelle und besonders kostengünstige Montage bzw. Demontage aus.

Schließlich liegt es noch im Rahmen der Erfindung, die erfindungsgemäße Toilettenanordnung nach Anspruch 41 in einem stationären System eines Gebäudes, Bauwerkes oder dergleichen oder in einem bewegbaren System eines Land- und/oder Luft- und/oder Wasser- und/oder Raumfahrzeuges zu verwenden.

Ganz besonders eignet sich die erfindungsgemäße Toilettenanordnung dabei nach Anspruch 42 zur Verwendung in einer Wetterstation oder Sternwarte, in einem Wohnwagen, Wohnmobil oder Schienenfahrzeug, in einem Flugzeug oder Hubschrauber oder in einem Schiff, Boot, Hausboot oder U-Boot.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Toilettenanordnung, einschließlich der notwendigen Schnittstellen, insbesondere zu einem Flugzeugsystem, mit weiteren Geräten oder dergleichen, und
2 ein Diagramm zur schematischen Darstellung eines Spülzyklus der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung nach der 1.
Bei der nachfolgenden Beschreibung einer erfindungsgemäßen Toilettenanordnung 10 sind einander entsprechende, gleiche Bauteile jeweils mit identischen Bezugsziffern versehen.
Die erfindungsgemäße Toilettenanordnung 10 lässt sich in vorteilhafter Weise in einem stationären System eines Gebäudes, Bauwerkes oder dergleichen oder in einem bewegbaren System eines Land- und/oder Luft- und/oder Wasser- und/oder Raumfahrzeuges verwenden. In ganz besonderem Maße findet die erfindungsgemäße Toilettenanordnung 10 in einer entlegenen Wetterstation oder Sternwarte, in einem Wohnwagen, Wohnmobil oder Schienenfahrzeug, in einem Flugzeug oder Hubschrauber oder in einem Schiff, Boot, Hausboot oder U-Boot Verwendung.
Die in der 1 dargestellte Toilettenanordnung 10 nach der Erfindung umfasst eine Toilettenschüssel 12. Die Toilettenschüssel 12 ist mit einem Toilettensitz 14 versehen.
Die erfindungsgemäße Toilettenanordnung 10 umfasst des Weiteren eine Zwischenkammer 16. Die Zwischenkammer 16 schließt sich unmittelbar an die Toilettenschüssel 12 an. Die Toilettenschüssel 12 und die Zwischenkammer 16 sind somit zueinander direkt benachbart.
Die Toilettenschüssel 12 und die Zwischenkammer 16 sind über ein erstes Spülventil 18 miteinander unmittelbar verbunden. Insoweit fallen die Auslassöffnung der Toilettenschüssel 12 und die Einlassöffnung der Zwischenkammer 16 zusammen und können gemeinsam über das erste Spülventil 18 geöffnet bzw. verschlossen werden. Das erste Spülventil 18 sorgt in dessen Schließstellung für einen hermetischen Verschluss zwischen der Toilettenschüssel 12 und der Zwischenkammer 16, damit in der Zwischenkammer Unter- bzw. Überdruck zuverlässig aufgebaut und/oder gehalten werden können.
Darüber hinaus weist die Toilettenanordnung 10 nach der Erfindung einen Abwassertank 20 auf. Entsprechend dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Toilettenanordnung 10 nach der Erfindung stützt der Abwassertank 20 die Toilettenschüssel 12 ab. Beispielsweise kann die Toilettenschüssel 12 als abnehmbare Einheit am Abwassertank 20 angeschraubt sein.
Bei dem Abwassertank 20 handelt es sich um einen verschließba ren Behälter für Fäkalien mit einem Fassungsvermögen von zum Beispiel ca. 65 Litern. Der Abwassertank 20 schließt sich wiederum unmittelbar an die Zwischenkammer 16 an. Die Zwischenkammer 16 und der Abwassertank 20 sind somit ebenfalls zueinander direkt benachbart.
Auch die Zwischenkammer 16 und der Abwassertank 20 sind über ein zweites Spülventil 22 miteinander unmittelbar verbunden. Insoweit fallen die Auslassöffnung der Zwischenkammer 16 im Bereich von deren Boden 24 und die Einlassöffnung des Abwassertanks 20 im Bereich von dessen Oberseite 26 zusammen und lassen sich somit gemeinsam über das zweite Spülventil 22 öffnen bzw. verschließen. Das zweite Spülventil 22 ermöglicht in dessen Schließstellung gleichermaßen einen hermetischen Verschluss zwischen der Zwischenkammer 16 und dem Abwassertank 20.
Erstes Spülventil 18 und zweites Spülventil 22 können in diesem Zusammenhang beispielhaft als Kugelventil oder Schieberventil ausgebildet sein.
Entsprechend der 1 ist die Zwischenkammer 16 daher zwischen der Toilettenschüssel 12 und dem Abwassertank 20 angeordnet. Gleichzeitig sind die Toilettenschüssel 12 und die Zwischenkammer 16, wie sich der 1 ebenfalls deutlich entnehmen lässt, in ganz vorteilhafter Weise von dem Abwassertank 20 integral aufgenommen.
Der Zwischenkammer 16 ist außerdem eine integrale Einrichtung 28 zur Evakuierung der Zwischenkammer 16 und Überdruckerzeugung in der Zwischenkammer 16 zugeordnet, die nachfolgend noch näher erläutert ist.
Die kompakt integrierte Zwischenkammer 16 befindet sich eingefügt zwischen der Toilettenschüssel 12 und dem Abwassertank 20. Die Zwischenkammer 16 ist an ein Evakuierungs-/Drucksystem der Einrichtung 28 zur Evakuierung und Überdruckerzeugung an geschlossen, mit dessen Hilfe der Abtransport von Fäkalien erfolgt. Durch die Kombination von Zwischenkammer 16 und in die Toilettenanordnung 10 integrierter Unter-/Überdruckerzeugung ist es möglich, zum Beispiel auf einen flugzeugseitig installierten Vakuumanschluss zu verzichten bzw. ohne Anschluss an die Flugzeugaußenhaut auszukommen, um im Flugbetrieb den dort vorhandenen Unterdruck zu nutzen. Gleichzeitig wird durch die Verwendung von Überdruck sichergestellt, dass die Fäkalien in den Abwassertank 20 transportiert werden können, selbst wenn sich der Füllstand der Fäkalien oberhalb des Auslassöffnung der Zwischenkammer 16 befindet. Zudem wird durch den bewusst niedrig gehaltenen Zulauf der Fäkalien in den Abwassertank 20 eine Zerstäubung von Fäkalien innerhalb des Abwassertanks 20 vermieden, was zu einer höheren Lebensdauer des Abwassertanks 20 und zu einer verringerten Verkrustung ("build up") an den Wänden des Abwassertanks 20 durch Fäkalien führt. Letzteres hat einen weitaus größeren Zyklus für Wartungsarbeiten zur Folge.
Es lässt sich somit eine erfindungsgemäße Toilettenanordnung 10 erhalten, die eine konstruktiv einfache, zugleich besonders kompakte und stabile sowie weitgehend autarke Einheit bildet und darüber hinaus eine ausgesprochen hohe Betriebssicherheit aufweist. Zudem lässt sich die Toilettenanordnung 10 nach der Erfindung in einem stationären wie gleichermaßen bewegbaren System ohne großen Aufwand, schnell und damit einhergehend besonders kostengünstig montieren oder zu Wartungs- bzw. Reparaturzwecken wieder demontieren.
Die integrale Einrichtung 28 zur Evakuierung und Überdruckerzeugung umfasst bei der in der 1 dargestellten Ausführungsform der Toilettenanordnung 10 nach der Erfindung einen Kompressor 30. Der Kompressor 30 erzeugt zwischen Druck- und Saugseite einen Differenzdruck, der dazu benutzt wird, um einerseits die Zwischenkammer 16 zu evakuieren bzw. unter Druck zu setzen und um andererseits die beiden Spülventile 18, 22 zu betätigen. Dabei ist der Kompressor 30 in einer nicht näher dargestellten Kompressorbaueinheit, d.h. in einem Gehäuse, welches zusätzlich noch eine Anpasselektronik einschließlich einer Filterung und Stromüberwachung aufweist, eingebaut.
Des Weiteren umfasst die Einrichtung 28 zur Evakuierung und Überdruckerzeugung ein Ventilsystem 32, welches zwischen dem Kompressor 30 und der Zwischenkammer 16 angeordnet ist und mittels welchem die Zwischenkammer 16 evakuierbar bzw. belüft- und bedrückbar ist. Das Ventilsystem 32 wird insoweit zur Steuerung der Unterdrucksetzung und Entleerung der Zwischenkammer 16 sowie zum Betrieb von erstem und zweitem Spülventil 18, 22 verwendet. Das Ventilsystem 32 wird von dem Kompressor 30 versorgt.
Das Ventilsystem 32 umfasst ein Absperrventil 34 und ein 4/2-Wegeventil 36, die zwischen dem Kompressor 30 und der Zwischenkammer 16 angeordnet sind.
Das Absperrventil 34 wiederum ist zwischen dem 4/2-Wegeventil 36 und der Zwischenkammer 16 eingebaut und sperrt bzw. dichtet die Zwischenkammer 16 zum Kompressor 30 und zu dem dazugehörigen Pneumatiksystem hin ab, um ein Eindringen von Fäkalien zu verhindern.
Das 4/2-Wegeventil 36 ist pneumatisch an den Kompressor 30, die Zwischenkammer 16 und das Absperrventil 34 angeschlossen. Das 4/2-Wegeventil 36 ermöglicht einen Wechsel zwischen den Zuständen Vakuum und Normal- bzw. Überdruck in der Zwischenkammer 16.
Weiterhin ist das Ventilsystem 32 mit einem ersten Ventil 38 zur Steuerung des Betriebes des ersten Spülventils 18 und einem zweitem Ventil 40 zur Steuerung des Betriebes des zweiten Spülventils 22 ausgestattet. Das erste Betriebsventil 38 befindet sich zwischen der Toilettenschüssel 12 und der Zwischenkammer 16 und ermöglicht einen Transport von Fäkalien aus der Toilettenschüssel 12 in die Zwischenkammer 16. Das zweite Betriebsventil 40 befindet sich zwischen der Zwischenkammer 16 und dem Abwassertank 22 und ermöglicht einen Transport von Fäkalien aus der Zwischenkammer 16 in den Abwassertank 22.
Schließlich weist die Einrichtung 28 zur Evakuierung und Überdruckerzeugung noch ein Überdruckventil 42 und ein Sicherheitsventil 44 auf. Das Überdruckventil 42 befindet sich am Auslassanschluss des Absperrventils 34 und schützt die Zwischenkammer 16, die normalerweise unter Vakuum bzw. (leichtem) Überdruck steht, vor Überdruck infolge Fehlansteuerung. Das Sicherheitsventil 44 befindet sich demgegenüber am Druckstutzen des Kompressors 30 und schützt den Kompressor 30 und das dazugehörige Pneumatiksystem insgesamt.
Wie der 1 weiterhin entnehmbar ist, ist der Zwischenkammer 16 ein Differenzdrucksensor 46 zugeordnet. Der Differenzdrucksensor 46 ist pneumatisch an die Zwischenkammer 16 angeschlossen, um den Differenzdruck zu bestimmen, welcher sich aus dem innerhalb der Zwischenkammer 16 herrschenden Druck und dem außerhalb der Zwischenkammer 16 herrschenden Druck, beispielsweise dem Kabinendruck im Fall eines Flugzeuges, ergibt.
Die Zwischenkammer 16 ist mit einem Füllstandssensor 48 zur Bestimmung der Füllstandshöhe der Zwischenkammer 16 versehen. Beispielsweise dient der Füllstandssensor 48 einer Erkennung des zulässigen Füllhöchststandes innerhalb der Zwischenkammer 16. Bei einer zum Beispiel konduktiven Ermittlung der Füllstandshöhe besteht der Füllstandssensor 48 aus einer metallischen Elektrode mit elektrischem Anschluss zu einer Steuereinrichtung, die nachfolgend noch näher erläutert ist. Durch die Logik der Steuereinrichtung wird der zulässige Füllstand in der Zwischenkammer 16 begrenzt, indem Maßnahmen eingeleitet werden, um eine Absenkung bei Erreichen des Füllhöchststandes vorzunehmen.
Die Toilettenschüssel 12 ist, wie aus der 1 hervorgeht, mit dem Toilettensitz 14 und einem Sprühring 52 oder einer da zu vergleichbaren Düse bzw. Düsenanordnung zur gezielten Einführung von Spülflüssigkeit versehen.
Des Weiteren ist die Toilettenschüssel 12 mit einem Überlaufsensor 52 ausgestattet, um die maximale Füllstandshöhe in der Toilettenschüssel 12 zu erkennen. Bei einer zum Beispiel konduktiven Ermittlung der Füllstandshöhe besteht der Überlaufsensor 52 aus einer metallischen Elektrode mit elektrischem Anschluss zu der bereits erwähnten Steuereinrichtung 102, die nachfolgend noch näher erläutert ist. Durch die in der Steuereinrichtung enthaltenen Logik wird der zulässige Füllstand in der Toilettenschüssel 12 begrenzt, indem Maßnahmen eingeleitet werden, um bei Erreichen des Füllhöchststandes diesen abzusenken.
Die Toilettenschüssel 12 ist entsprechend der 1 darüber hinaus mit einer Einrichtung 54 zur Zufuhr von Spülflüssigkeit über eine Spülflüssigkeitsleitung 56 verbunden. Als Spülflüssigkeit ist bevorzugt Spülwasser vorgesehen. Alternativ oder kumulativ kann aber gegebenenfalls auch Reinigungs- und/oder Desinfektionsflüssigkeit Verwendung finden.
Die Einrichtung 54 zur Zufuhr der Spülflüssigkeit umfasst einen Spülflüssigkeitstank 58, aus welchen die Spülflüssigkeit der Toilettenschüssel 12 und hierbei insbesondere dem Sprühring 52 über die Spülflüssigkeitsleitung 56 zuführbar ist. Der Spülflüssigkeitstank 58 ist dabei vorzugsweise drucklos ausgebildet. Zwischen der Toilettenschüssel 12 und dem Spülflüssigkeitstank 58 ist ein Spülflüssigkeitsventil 60 in der Spülflüssigkeitsleitung 56 angeordnet, das zur Dosierung der Menge der Spülflüssigkeit in die Toilettenschüssel 12 vorgesehen ist.
Des Weiteren ist eine Spülflüssigkeitspumpe 62 vorgesehen, welche während des Spülens Spülflüssigkeit vom Spülflüssigkeitstank 58 zum Sprühring 52 befördert. Die Spülflüssigkeitspumpe 62 ist in einer Spülflüssigkeitspumpenbaueinheit unter gebracht, welche neben der Spülflüssigkeitspumpe 62 eine Anpasselektronik inklusive elektrischem Filter und Stromüberwachung beinhaltet. Die Spülflüssigkeitspumpe 62 ist dabei dem Spülflüssigkeitstank 58 nachgeordnet und dem Spülflüssigkeitsventil 60 vorgeordnet. Mithin befindet sich das Spülflüssigkeitsventil 60 zwischen der Spülflüssigkeitspumpe 62 und dem Sprühring 52 selbst.
Das Spülflüssigkeitsventil 60 und die Spülflüssigkeitspumpe 62 sind bei Betätigung einer Spültaste 64 jeweils aufeinander abgestimmt aktivierbar. So öffnet sich das Spülflüssigkeitsventil 60 und schließt nach Durchlass einer eingestellten Spülflüssigkeits- bzw. Wassermenge wieder.
Zusätzlich ist die Einrichtung 54 zur Zufuhr der Spülflüssigkeit mit einem Spülflüssigkeitsfüllventil 66 in einer Spülflüssigkeitszufuhrleitung 68 versehen, welche dem Spülflüssigkeitstank 58 vorgeordnet und über welches die Spülflüssigkeit aus einer externen Spülflüssigkeitsversorgungsleitung (nicht dargestellt) dem Spülflüssigkeitstank 58 zuführbar ist.
Ein Füllstandssensor 70 der Einrichtung 54 zur Zufuhr der Spülflüssigkeit, der im Spülflüssigkeitstank 58 angebracht ist, dient bei der Befüllung des Spülflüssigkeitstanks 58 zur Bestimmung der minimalen und/oder maximalen Füllstandshöhe.
Wie die 1 zeigt, ist dem Abwassertank 20 der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung 10 eine Einrichtung 72 zur Entleerung des Abwassertanks 20 während der Außerbetriebnahme zugeordnet.
Die Einrichtung 72 zur Entleerung des Abwassertanks 20 lässt sich über ein Abwasserablaufventil 74, das im Bereich des Bodens 76 des Abwassertanks 20 angeordnet ist, verschließen und öffnen. Das Abwasserablaufventil 74 ist bei der dargestellten Ausführungsform der Toilettenanordnung 10 mechanisch betätigbar, zum Beispiel mittels eines Kabelzugs 78 oder dergleichen Bautenzug. Der freie Durchmesser des Abwasserablaufventils 74, das als Kugelventil ausgebildet sein kann, beträgt nominal zum Beispiel 70 mm.
An das Abwasserablaufventil 74 schließt sich eine Ablaufleitung 80 des Abwassertanks 20 an, die wiederum mit einem externen Abwasserentsorgungstank (nicht dargestellt) verbindbar ist. Daneben umfasst die Einrichtung 72 zur Entleerung des Abwassertanks 20 bei der Toilettenanordnung 10, die in der 1 gezeigt ist, ein Ablaufventil 82 für die Ablaufleitung 80.
Der Abwassertank 20 ist über ein im Bereich der Oberseite 26 des Abwassertanks 20 angeordnetes Belüftungsventil 84 be- und entlüftbar. Während des Betriebs ist das Belüftungsventil 84 selbst durch eine Feder (nicht gezeigt) verschlossen, um ein unkontrolliertes Austreten von Fäkalien oder Fäkalgasen zu verhindern. Während des Entleerens des Abwassertanks 20, welches nur während der Außerbetriebnahme und zum Teil unter Zuhilfenahme von Unterdruck (Vakuum) erfolgt, öffnet sich das Belüftungsventil 84. Durch das Belüftungsventil 84 kann somit Luft in den Abwassertank 20 strömen. Damit ist sichergestellt, dass der Abwassertank 20 nicht implodiert.
In diesem Zusammenhang ist der Abwassertank 20 noch zusätzlich über einen gesonderten Geruchsfilter 86 entlüftbar.
Der Abwassertank 20 ist weiterhin mit einem Abwasserfüllstandssensor 88 versehen. Der Abwasserfüllstandssensor 88 dient der Erkennung des maximalen zulässigen Füllstands im Abwassertank 20. Es handelt sich dabei um eine metallische Elektrode, die an die bereits erwähnte Steuereinrichtung angeschlossen ist, mittels welcher, zum Beispiel nach einem konduktiven Messverfahren, der Füllstand ermittelt wird.
Zum Zwecke der Reinigung ist der Abwassertank 20 darüber hinaus an ein Spülsystem anschließbar. Dem Abwassertank 20 ist dafür eine Einrichtung 90 zur Reinigung des Abwassertanks 20 während der Außerbetriebnahme zugeordnet. Diese Einrichtung 90 weist ein Spülrohr 92, das über ein Füllventil 94 mit einer externen Wasserversorgungsleitung (nicht dargestellt) verbindbar ist, und ein Rückschlagventil 96 auf. Das Spülrohr 92 mündet vorzugsweise im Bereich der Oberseite 26 in den Abwassertank 20 ein. Das Rückschlagventil 96 ist ebenfalls insbesondere im Bereich der Oberseite 26 des Abwassertanks 20 angeordnet.
Die 1 zeigt darüber hinaus, dass die Einrichtung 54 zur Zufuhr von Spülflüssigkeit, die Einrichtung 72 zur Entleerung des Abwassertanks 20 und die Einrichtung 90 zur Reinigung des Abwassertanks 20 an ein Service-Panel 98 anschließbar sind. Das Service-Panel 98 bildet das Kopplungssystem zu der externen Spülflüssigkeitsversorgungsleitung, zu dem externen Abwasserentsorgungstank und der externen Wasserversorgungsleitung. Dabei sind die Einrichtung 54 zur Zufuhr von Spülflüssigkeit und/oder die Einrichtung 72 zur Entleerung und/oder die Einrichtung 90 zur Reinigung des Abwassertanks 20 über an dem Service-Panel 98 vorgesehene Betätigungs- oder Tastenelemente aktivierbar. Beispielhaft ist das Abwasserablaufventil 74 in der Ablaufleitung 80 der Einrichtung 72 zur Entleerung des Abwassertanks 20 über ein Betätigungs- oder Tastenelement 100 für den Kabelzug 78 vom Service-Panel 98 auslösbar.
Die Toilettenschüssel 12 und/oder die Zwischenkammer 16 und/oder der Abwassertank 20 ist/sind innenseitig mit einer glatten Oberfläche und/oder mit Abrundungen in Kanten- und Eckbereichen versehen. Weiterhin ist/sind die Toilettenschüssel 12 und/oder die Zwischenkammer 16 und/oder der Abwassertank 20 aus Metall, insbesondere Aluminium oder rostfreiem Stahl, einer Legierung aus Metall, einem Verbundwerkstoff oder einem anderen geeigneten Material, mit oder ohne Beschichtung aus Teflon, ausgebildet. Gleiches gilt für sämtliche Leitungen und insbesondere Bauteile, die mit den Fäkalien in Verbindung kommen (können). Diese sind ebenfalls aus rostfreiem Stahl oder einem anderen geeigneten Material hergestellt.
Wie bereits zuvor mehrfach erwähnt, ist die erfindungsgemäße Toilettenanordnung 10 mit einer, insbesondere elektronischen, Steuereinrichtung 102 bzw. einer Regeleinrichtung bzw. einem Toilettencontroller zur Be- und Verarbeitung von Ist- bzw. Soll-Betriebszuständen sowie zu deren Überwachung, Steuerung und/oder Regelung versehen. Die Steuereinrichtung 102 ist dabei als mikroprozessorgesteuerte Einheit ausgebildet und mit einem Stromversorgungsanschluss elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung erfolgt bei vorliegendem Ausführungsbeispiel über einen elektrischen Steckverbinder 104 für einen Flugzeuganschluss.
Die Steuereinrichtung 102 ist einerseits unmittelbar an sämtliche, elektrisch betätigbaren Ventile und Sensoren angeschlossen, d.h. an das Absperrventil 34, das 4/2-Wegeventil 36, die zwei Ventile 38, 40 zur Steuerung von erstem und zweiten Spülventil 18, 22, das Spülflüssigkeitsventil 60 und den Differenzdrucksensor 46, den Füllstandssensor 48 der Zwischenkammer 16, den Überlaufsensor 52 und den Abwasserfüllstandssensor 88. Beispielsweise nimmt der Differenzdrucksensor 46, der pneumatisch an die Zwischenkammer 16 angeschlossen ist, laufend ihren Differenzdruck gegenüber dem Flugzeug-Kabinendruck auf und meldet diesen der Steuereinrichtung 102 zur Überwachung. Andererseits steht die Steuereinrichtung 102 mit dem Kompressor 30, der Spülflüssigkeitspumpe 62, der Spültaste 64 und einem Testschalter 106 in elektrischer Verbindung. Insoweit kommuniziert die Steuereinrichtung 102 mit anderen Ventilen und/oder Sensoren, wie zum Beispiel dem ersten und zweiten Spülventil 18, 20, jedenfalls mittelbar. Mittels Testschalter 106 kann die Toilettenanordnung 10 insgesamt neu initialisiert werden. Ebenso ist es möglich, einzelne Prozessschritte mittels Testschalter 106 zu überprüfen, anzusteuern und zu initialisieren oder sonstwie zu verändern.
Weiterhin ist die Steuereinrichtung 102 mit einem Flight-Attendant-Panel 108 verbunden, mittels welchem der aktuelle Betriebszustand der Toilettenanordnung 10 angezeigt werden kann.
Die Steuereinrichtung 102 ist derart ausgebildet, um mit den zuvor genannten Bauelementen zusammenzuwirken. Einerseits erhält die Steuereinrichtung 102 die notwendigen Informationen von den einzelnen Bauelementen. Andererseits steuert die Steuereinrichtung 102 die einzelnen Bauelemente in entsprechender zeitlicher Abfolge an bzw. regelt deren Aktivierung, um einen Spülzyklus zu erhalten, wie beispielhaft in der 2 dargestellt ist.
Von der Toilettenanordnung 10 werden die folgenden Betriebszustände und dazugehörigen Prozessschritte im Nomalbetrieb durch die Steuereinrichtung 102 realisiert: Erzeugen eines Vakuums in der Zwischenkammer 16, Halten des Vakuums in der Zwischenkammer 16, Reaktion auf das Betätigen der Spültaste 64, Öffnen des ersten Spülventils 18 durch pneumatische Betätigung über das Betriebsventil 38 nach Ansteuerung der entsprechenden Magnetventile durch die Steuereinrichtung 102, Zuführen von Spülflüssigkeit in die Toilettenschüssel 12, An- bzw. Absaugen von Abwasser bzw. Fäkalien in die Zwischenkammer 16, Schließen des ersten Spülventils 18, Aufbauen eines (Über-)Drucks in der Zwischenkammer 16, Öffnen des zweiten Spülventils 22 durch pneumatische Betätigung über das Betriebsventil 40 und Einbringen des Abwassers bzw. der Fäkalien in den Abwassertank 22.
Die Steuereinrichtung 102 kontrolliert dabei permanent, ob der aktuelle Verbrauch der Toilettenanordnung 10 plausibel ist. Dies betrifft die Stromaufnahme des Kompressors 30 und der Spülflüssigkeitspumpe 62. Die Stromaufnahmen der in aller Regel als Magnetventile ausgeführten Ventile und gegebenenfalls angeschlossener Lampen sowie Sensoren werden wegen geringer Stärke nicht berücksichtigt.
Normaler Betrieb ist bei einer Gleich-Spannungsversorgung im Bereich von 21 VDC bis 31,5 VDC möglich. Außerhalb dieses Bereiches hält die Steuereinrichtung 104 alle elektrischen Komponenten an und verhindert weitere Spülungen. Eine Stromunterbrechung von weniger als 10 ms hat keine weiteren Folgen. Bei einer Stromunterbrechung zwischen 10 ms und 1 s wird der Normalbetrieb im Allgemeinen unterbrochen und später fortgesetzt, wenn die Stromversorgung wieder hergestellt ist. Bei einer Unterbrechung von mehr als 1 s wird der Prozess beendet. Die Steuereinrichtung 102 startet die Toilettenanordnung 10 erneut.
Neben einem Normalbetrieb sind weiterhin ein Einschaltbetrieb und eine Fehlerbehandlung vorgesehen, mit folgenden Prozessschritten: Reset bzw. Neustart, Toilettenschüssel-Reinigungszyklus, Zwischenkammer-Reinigungszyklus, Stauzyklus und Abwassertank-Voll-Prozedur. Für diverse Fehlerfälle sind weitere, hier nicht näher detaillierte Prozessschritte vorgesehen und implementiert.
Als Statusinformationen werden daneben während sämtlicher Betriebszustände die folgenden diskreten Signale für die Steuereinrichtung 102 bereitgehalten: Toilettenanordnung-Inoperational (INOP)-Status (Außer-Betrieb-Status), Abwassertank-Voll-Status und Warnung für niedrigen Füllstand.
In dem realisierten RS485 Protokoll sind im Normalbetrieb zudem die folgenden Daten verfügbar: Gesamtzahl der Spülzyklen, Fehlerzähler, die letzten 250 Fehler aus dem Fehlerspeicher, Statusinformationen jedes Sensors, Statusinformationen des Spül- und des Testschalters.
Im Wartungsmodul sind zudem über die integriere RS485 Schnittstelle erweitere Funktionen bzw. Analysemöglichkeiten gegeben.
Zusammenfassend bildet die erfindungsgemäße Toilettenanordnung 10, umfassend die Toilettenschüssel 12, die Zwischenkammer 16 und der Abwassertank 20 zusammen mit dem ersten und zweiten Spülventil 18, 22, dem Absperrventil 34, dem 4/2-Wegeventil 36, den zwei Ventilen 38, 40 zur Steuerung des Betriebes von erstem und zweiten Spülventil 18, 22, dem Überdruckventil 42, dem Sicherheitsventil 44, dem Spülflüssigkeitsventil 60, dem Abwasserablaufventil 74, dem Belüftungsventil 84, dem Differenzdrucksensor 46, dem Füllstandssensor 48 der Zwischenkammer 16, dem Überlaufsensor 52, dem Abwasserfüllstandssensor 88, dem Kompressor 30, der Spülflüssigkeitspumpe 62 und dem Testschalter 106 sowie der Steuereinrichtung 102, insgesamt eine integrale Baueinheit.
Um einen einfachen, schnellen und kostengünstigen Ein- und Ausbau der Toilettenanordnung 10 nach der Erfindung in bzw. aus stationären oder bewegbaren Systemen zu ermöglichen, ist die integrale Baueinheit zudem mit Schnellverschlüssen (nicht dargestellt) versehen.
Die als integrale Baueinheit ausgebildete Toilettenanordnung 10 ist, wie 1 zeigt, von einem Befestigungsschacht 110 oder dergleichen Abstützelement abgestützt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung 10 beschränkt. So ist es ohne weiteres möglich, das Spülflüssigkeitsventil 60 und/oder das Ablaufventil 82 und/oder das Füllventil 94 mit einer Ventilheizung (nicht im Einzelnen dargestellt) zu versehen, sofern diese/s Ventil/e extremen Witterungsbedingungen und größeren Temperaturunterschieden ausgesetzt ist/sind.
So ist es auch denkbar, dass einzelne Bauteile oder Komponenten, welche der Toilettenanordnung 10 nach der Erfindung bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsform als integraler Bestandteil zugeordnet sind, wie zum Beispiel die Einrichtung 54 zur Zufuhr von Spülflüssigkeit, der Spülflüssigkeitstank 58, gegebenenfalls die Spülflüssigkeitspumpe 62, das Spülflüssigkeitsventil 66, der im Spülflüssigkeitstank 58 angeordnete Füllstandssensor 70, die Einrichtung 72 zur Entleerung des Ab wassertanks 20, die Ablaufleitung 80, das Ablaufventil 82, das Rückschlagventil 96 etc., zu der erfindungsgemäßen Toilettenanordnung 10 diskret ausgestaltet sind. Mit anderen Worten können solche Bauteile oder Komponenten ebenso in dem stationären System eines Gebäudes, Bauwerkes oder dergleichen oder in dem bewegbaren System eines Land- und/oder Luft- und/oder Wasser- und/oder Raumfahrzeuges jeweils individuell angepasst an die konstruktiven Vorgaben und/oder vorzufindenden Platzverhältnisse integriert sein.
Schließlich ist es durchaus auch möglich, ohne im Einzelnen dargestellt zu sein, dass die Toilettenschüssel 12, die Zwischenkammer 16 und der Abwassertank 20 zusammen mit dem ersten und zweiten Spülventil 18, 22, dem Absperrventil 34, dem 4/2-Wegeventil 36, den zwei Ventilen 38, 40 zur Steuerung des Betriebes von erstem und zweiten Spülventil 18, 22, dem Überdruckventil 42, dem Sicherheitsventil 44, dem Spülflüssigkeitsventil 60, dem Spülflüssigkeitsfüllventil 66, dem Abwasserablaufventil 74, dem Ablaufventil 82, dem Belüftungsventil 84, dem Füllventil 94, dem Differenzdrucksensor 46, dem Füllstandssensor 70 der Zwischenkammer 16, dem Überlaufsensor 52, dem Füllstandssensor 70 des Spülflüssigkeitstanks 58, dem Abwasserfüllstandssensor 88, dem Kompressor 30, der Spülflüssigkeitspumpe 62, der Spültaste 64 und dem Testschalter 106 sowie der Steuereinrichtung 102 eine integrale Baueinheit bilden.

10: Toilettenanordnung
12: Toilettenschüssel
14: Toilettensitz der Toilettenschüssel
16: Zwischenkammer
18: erstes Spülventil
20: Abwassertank
22: zweites Spülventil
24: Boden der Zwischenkammer
26: Oberseite des Abwassertanks
28: integrale Einrichtung zur Evakuierung und
: Überdruckerzeugung
30: Kompressor
32: Ventilsystem
34: Absperrventil
36: 4/2-Wegeventil
38: erstes Ventil zur Stellung des Betriebes des
: ersten Spülventils 18
40: zweites Ventil zur Steuerung des Betriebes des
: zweiten Spülventils 22
42: Überdruckventil
44: Sicherheitsventil
46: Differenzdrucksensor
48: Füllstandssensor der Zwischenkammer
50: Sprühring der Toilettenschüssel
52: Überlaufsensor
54: Einrichtung zur Zufuhr von Spülflüssigkeit
56: Spülflüssigkeitsleitung
58: Spülflüssigkeitstank
60: Spülflüssigkeitsventil
62: Spülflüssigkeitspumpe
64: Spültaste
66: Spülflüssigkeitsfüllventil
68: Spülflüssigkeitsversorgungsleitung
70: Füllstandssensor des Spülflüssigkeitstanks
72: Einrichtung zur Entleerung des Abwassertanks
74: Abwasserablaufventil
76: Boden des Abwassertanks
78: Kabelzug
80: Ablaufleitung des Abwassertanks
82: Ablaufventil
84: Belüftungsventil
86: Geruchsfilter
88: Abwasserfüllstandssensor
90: Einrichtung zur Reinigung des Abwassertanks
92: Spülrohr
94: Füllventil
96: Rückschlagventil
98: Service-Panel
100: Betätigungs- und Tastenelement/e an dem
: Service-Panel
102: Steuereinrichtung
104: elektrischer Steckverbinder
106: Testschalter
108: Flight-Attendant-Panel
110: Befestigungsschacht

Claims

Toilettenanordnung mit einer Toilettenschüssel (12), einem die Toilettenschüssel (12) abstützenden Abwassertank (20) und einer zwischen der Toilettenschüssel (12) und dem Abwassertank (20) angeordneten Zwischenkammer (16), wobei die Toilettenschüssel (12) und die Zwischenkammer (16) von dem Abwassertank (20) integral aufgenommen sind, wobei die Toilettenschüssel (12) und die Zwischenkammer (16) bzw. die Zwischenkammer (16) und der Abwassertank (20) zueinander direkt benachbart und über ein erstes Spülventil (18) bzw. über ein zweites Spülventil (22) miteinander unmittelbar verbunden sind und wobei der Zwischenkammer (16) eine integrale Einrichtung (28) zur Evakuierung der Zwischenkammer (16) und Überdruckerzeugung in der Zwischenkammer (16) zugeordnet ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (28) zur Evakuierung und Überdruckerzeugung einen Kompressor (30) umfasst.
Toilettenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (28) zur Evakuierung und Überdruckerzeugung ein Ventilsystem (32) umfasst, welches zwischen dem Kompressor (30) und der Zwischenkammer (16) angeordnet ist und mittels welchem die Zwischenkammer (16) evakuierbar bzw. belüft- und bedrückbar ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilsystem (32) ein Absperrventil (34) und ein 4/2-Wegeventil (36) umfasst, die zwischen dem Kompressor (30) und der Zwischenkammer (16) angeordnet sind.
Toilettenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (34) zwischen dem 4/2-Wegeventil (36) und der Zwischenkammer (16) angeordnet ist.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilsystem (32) ein erstes Ventil (38) zur Steuerung des Betriebes des ersten Spülventils (18) und ein zweites Ventil (40) zur Steuerung des Betriebes des zweiten Spülventils (22) umfasst.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (28) zur Evakuierung und Überdruckerzeugung ein Überdruckventil (42) zur Begrenzung des Überdrucks in der Zwischenkammer (16) umfasst.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (28) zur Evakuierung und Überdruckerzeugung ein Sicherheitsventil (44) zur Begrenzung des von dem Kompressor (30) erzeugten Überdrucks umfasst.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Spülventil (18) und das zweite Spülventil (22) verschließbar und durch die Einrichtung (28) zur Evakuierung und Überdruckerzeugung, insbesondere durch den zwischen Druck- und Saugseite des Kompressors (30) erzeugten Differenzdruck, betätigbar sind.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkammer (16) ein Differenzdrucksensor (46) zur Bestimmung des Differenzdrucks aus dem innerhalb der Zwischenkammer (16) herrschenden Druck und dem außerhalb der Zwischenkammer (16) herrschenden Druck zugeordnet ist.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkammer (16) einen Füllstandssensor (48) zur Bestimmung der Füllstandshöhe der Zwischenkammer (16) aufweist.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Toilettenschüssel (12) mit einem Toilettensitz (14) und einem Sprühring (50) oder dergleichen Düse zur gezielten Einführung von Spülflüssigkeit versehen ist.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Toilettenschüssel (12) mit einem Überlaufsensor (52) zur Erkennung der maximalen Füllstandshöhe der Toilettenschüssel (12) ausgestattet ist.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Toilettenschüssel (12) mit einer Einrichtung (54) zur Zufuhr von Spülflüssigkeit, insbesondere von Spülwasser und/oder Reinigungs- und/oder Desinfektionsflüssigkeit, verbunden ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (54) zur Zufuhr von Spülflüssigkeit einen, insbesondere drucklosen, Spülflüssigkeitstank (58) umfasst, über welchen die Spülflüssigkeit der Toilettenschüssel (12), insbesondere dem Sprühring (50), zuführbar ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (54) zur Zufuhr von Spülflüssigkeit ein zwischen der Toilettenschüssel (12) und dem Spülflüssigkeitstank (58) angeordnetes Spülflüssigkeitsventil (60) zur Dosierung der Menge der Spülflüssigkeit umfasst.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (54) zur Zufuhr von Spülflüssigkeit eine Spülflüssigkeitspumpe (62) umfasst, welche dem Spülflüssigkeitstank (58) nachgeordnet ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülflüssigkeitsventil (60) und die Spülflüssigkeitspumpe (62) bei Betätigung einer Spültaste (64) aktivierbar sind.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (54) zur Zufuhr von Spülflüssigkeit ein Spülflüssigkeitsfüllventil (66) umfasst, welches dem Spülflüssigkeitstank (58) vorgeordnet und über welches die Spülflüssigkeit dem Spülflüssigkeitstank (58) zuführbar ist.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (54) zur Zufuhr von Spülflüssigkeit einen in dem Spülflüssigkeitstank (58) angeordneten Füllstandssensor (70) zur Bestimmung der Füllstandshöhe des Spülflüssigkeitstanks (58) umfasst.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abwassertank (20) eine Einrichtung (72) zur Entleerung des Abwassertanks (20) während der Außerbetriebnahme zugeordnet ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (72) zur Entleerung des Abwassertanks (20) über ein im Bereich des Bodens des Abwassertanks (20) angeordnetes Abwasserablaufventil (74) verschließbar und öffenbar ist, welches insbesondere mechanisch, vorzugsweise mittels eines Kabelzugs (78), betätigbar ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (72) zur Entleerung des Abwassertanks (20) eine Ablaufleitung (80) umfasst, die über ein Ablaufventil (82) mit einem externen Abwasserentsorgungstank verbindbar ist.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwassertank (20) über ein im Bereich der Oberseite (26) des Abwassertanks (20) angeordnetes Belüftungsventil (84) be- und entlüftbar ist.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwassertank (20) über einen Geruchsfilter (86) entlüftbar ist.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwassertank (20) mit einem Abwasserfüllstandssensor (88) zur Erkennung der maximalen Füllstandshöhe des Abwassertanks (20) versehen ist.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abwassertank (20) eine Einrichtung (90) zur Reinigung des Abwassertanks (20) während der Außerbetriebnahme zugeordnet ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (90) zur Reinigung des Abwassertanks (20) ein im Bereich der Oberseite (26) des Abwassertanks (20) einmündendes Spülrohr (92) umfasst, das über ein Füllventil (94) mit einer externen Wasserversorgungsleitung verbindbar ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (90) zur Reinigung des Abwassertanks (20) ein, insbesondere im Bereich der Oberseite (26) des Abwassertanks (20) angeordnetes, Rückschlagventil (96) umfasst.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (54) zur Zufuhr von Spülflüssigkeit, die Einrichtung (72) zur Entleerung des Abwassertanks (20) und die Einrichtung (90) zur Reinigung des Abwassertanks (20) an ein Service-Panel (98), wel ches die externe Spülflüssigkeitsversorgungsleitung, den externen Abwasserentsorgungstank und die externe Wasserversorgungsleitung umfasst, anschließbar sind.
Toilettenanordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (54) zur Zufuhr von Spülflüssigkeit und/oder die Einrichtung (72) zur Entleerung des Abwassertanks (20) und/oder die Einrichtung (90) zur Reinigung des Abwassertanks (20) über an dem Service-Panel (98) vorgesehene Betätigungs- oder Tastenelemente (100) aktivierbar ist/sind.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülflüssigkeitsventil (60) und/oder das Abwasserablaufventil (74) und/oder das Füllventil (94) mit einer Ventilheizung versehen ist/sind.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Toilettenschüssel (12) und/oder die Zwischenkammer (16) und/oder der Abwassertank (20) innenseitig mit einer glatten Oberfläche und/oder mit Abrundungen in Kanten- und Eckbereichen versehen ist/sind.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Toilettenschüssel (12) und/oder die Zwischenkammer (16) und/oder der Abwassertank (20) aus Metall, insbesondere Aluminium oder rostfreiem Stahl, einer Legierung aus Metall, einem Verbundwerkstoff oder dergleichen Material, mit oder ohne Beschichtung aus Teflon, ausgebildet ist/sind.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass eine, insbesondere elektronische, Steuereinrichtung (102) zur Be- und Verarbeitung von Ist- bzw. Soll-Betriebszuständen des Absperrventils (34), des 4/2-Wegeventils (36), der zwei Ventile (38, 40) zur Steuerung des Betriebes von erstem und zweiten Spülventil (18, 22), des Spülflüssigkeitsventils (60), des Differenzdrucksensors (46), des Füllstandssensors (48) der Zwischenkammer (16), des Überlaufsensors (52), des Abwasserfüllstandssensors (88), des Kompressors (30), der Spülflüssigkeitspumpe (62), der Spültaste (64) und eines Testschalters (106) vorgesehen ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (102) mit einem Flight-Attendant-Panel (108) zur Anzeige des aktuellen Betriebszustandes verbunden ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (102) derart ausgebildet ist, um mit dem ersten und zweiten Spülventil (18, 22), dem Absperrventil (34), dem 4/2-Wegeventil (36), den zwei Ventilen (38, 40) zur Steuerung des Betriebes von erstem und zweiten Spülventil (18, 22), dem Überdruckventil (42), dem Sicherheitsventil (44), dem Spülflüssigkeitsventil (60), dem Spülflüssigkeitsfüllventil (66), dem Abwasserablaufventil (74), dem Ablaufventil (82), dem Belüftungsventil (84), dem Füllventil (94), dem Differenzdrucksensor (46), dem Füllstandssensor (48) der Zwischenkammer (16), dem Überlaufsensor (52), dem Füllstandssensor (70) des Spülflüssigkeitstanks (58), dem Abwasserfüllstandssensor (88), dem Kompressor (30), der Spülflüssigkeitspumpe (62), der Spültaste (64) und dem Testschalter (106) sowie dem Flight-Attendant-Panel (108) zur Anzeige des aktuellen Betriebszustandes zusammenzuwirken.
Toilettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Toilettenschüssel (12), die Zwischenkammer (16) und der Abwassertank (20) zusammen mit dem ersten und zweiten Spülventil (18, 22), dem Absperrventil (34), dem 4/2-Wegeventil (36), den zwei Ventilen (38, 40) zur Steuerung des Betriebes von erstem und zweiten Spülventil (18, 22), dem Überdruckventil (42), dem Sicher heitsventil (44), dem Spülflüssigkeitsventil (60), dem Abwasserablaufventil (74), dem Belüftungsventil (84), dem Differenzdrucksensor (46), dem Füllstandssensor (48) der Zwischenkammer (16), dem Überlaufsensor (52), dem Füllstandssensor (70) des Spülflüssigkeitstanks (58), dem Abwasserfüllstandssensor (88), dem Kompressor (30), der Spülflüssigkeitspumpe (62) und dem Testschalter (106) sowie der Steuereinrichtung (102) eine integrale Baueinheit bilden.
Toilettenanordnung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die integrale Baueinheit von einem Befestigungsschacht (110) oder dergleichen Abstützelement abgestützt ist.
Toilettenanordnung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass die integrale Baueinheit mit Schnellverschlüssen zum Ein- und Ausbau in bzw. aus stationären oder bewegbaren Systemen versehen ist.
Verwendung einer Toilettenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem stationären System eines Gebäudes, Bauwerkes oder dergleichen oder in einem bewegbaren System eines Land- und/oder Luft- und/oder Wasser- und/oder Raumfahrzeuges.
Verwendung einer Toilettenanordnung nach Anspruch 41 in einer Wetterstation oder Sternwarte, in einem Wohnwagen, Wohnmobil oder Schienenfahrzeug, in einem Flugzeug oder Hubschrauber oder in einem Schiff, Boot, Hausboot oder U-Boot.