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Die Erfindung betrifft eine Trockentoiletteneinrichtung, mit einer Toiletteneinheit, die eine in einem Toilettenboden befindliche Exkrementenöffnung aufweist, über die vom Benutzer ausgeschiedene Exkremente in einen unterhalb der Exkrementenöffnung angeordneten, in einer Auffangposition befindlichen Auffangbehälter fallen, wobei mehrere Auffangbehälter vorgesehen sind, die im Wechsel zwischen der Auffangposition und wenigstens einer Trocknungsposition bewegbar sind, in der die Exkremente ihr Volumen verringernd eintrocknen, wobei sich die Trocknungsposition in einer Trocknungseinheit der Trockentoiletteneinrichtung befindet.
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Insbesondere in Gegenden mit Wasserknappheit besteht der Bedarf an Toiletteneinrichtungen, die ein Mindestmaß an hygienischen Standards erfüllen. Es sind bereits Trockentoiletten bekannt, bei denen vom Benutzer ausgeschiedene Exkremente in einen unterhalb einer Exkrementenöffnung befindlichen Auffangbehälter fallen. Das Prinzip einer Trockentoilette beruht darauf, dass in den Auffangbehälter ausgeschiedene Exkremente eintrocknen und dabei circa 80 bis 90% ihres Volumens verlieren. Um eine Trocknung der Exkremente zu gewährleisten, ist es bereits bekannt, Trockentoiletteneinrichtungen mit einer Trocknungseinheit auszustatten, die durch Sonneneinstrahlung aufgeheizt wird und dabei insbesondere durch thermische Konvektion eine Trocknung der Exkremente bewirken.
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Allerdings hängt der Trocknungserfolg davon ab, mit welcher Beladung die Auffangbehälter der Trocknungseinheit zugeführt werden. In der Regel stehen Auffangbehälter relativ lang unter der Exkrementenöffnung und werden dann Schicht für Schicht mit Exkrementen beladen, die sich zudem nicht flächig im Auffangbehälter verteilen, sondern sich mittig anhäufen, was die Trocknung noch erschwert. Wenn solche Auffangbehälter mit mittigen Exkrementenkegeln der Trocknungseinheit zugeführt werden, bedarf es entweder einer hohen Trocknungstemperatur oder einer relativ langen Trocknungszeit, bis sich der Trocknungseffekt einstellt.
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Es ist auch bereits bekannt, die ausgeschiedenen Exkremente zu kompostieren. Jedoch besteht die, dass die Kompostierung unkontrolliert abläuft und sich dabei sehr viele Keime bilden, was eine Gesundheitsgefahr birgt. Im Vergleich dazu ist der Keimbefall bei luftgetrockneten Exkrementen deutlich geringer.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Trockentoiletteneinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der eine schnellere und effektivere Trocknung der Exkremente möglich ist und die damit höheren hygienischen Standards gerecht wird als aus dem Stand der Technik bekannte Tockentoiletteneinrichtungen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Trockentoiletteneinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
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Die erfindungsgemäße Trockentoiletteneinrichtung zeichnet sich durch eine Transportvorrichtung zum Transport der Auffangbehälter zwischen der Auffangposition und der Trocknungsposition aus, wobei eine durch den Benutzer aktivierbare Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Transportvorrichtung derart vorgesehen ist, dass der mit den Exkrementen des Benutzers beladene Auffangbehälter aus der Auffangposition vorwegbewegbar und durch einen anderen Auffangbehälter ersetzbar ist.
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Wenn man davon ausgeht, dass der Benutzer nach dem Stuhlgang die Betätigungseinrichtung aktiviert, ist dadurch gewährleistet, dass nach jedem Stuhlgang der soeben beladene Auffangbehälter wegtransportiert und durch einen anderen Auffangbehälter ersetzt wird. Der neu beladene Auffangbehälter wird über die Transportvorrichtung der Trocknungseinheit zugeführt. Da sich im Auffangbehälter dadurch lediglich eine relativ dünne frische Exkrementenschicht befindet, die dann der Trocknungseinheit zugeführt wird, ist die Trocknung sehr viel effektiver als aus dem Stand der Technik bekannt. Es ist nicht notwendig, nach dem Trocknungsvorgang eingetrocknete Exkremente sofort aus den Auffangbehältern zu entfernen, da diese einen Großteil ihres Volumens verlieren und sich als dünne trockene Exkrementenschicht im Auffangbehälter anlagern. Das Leeren der Auffangbehälter findet zweckmäßigerweise dann statt, falls ein bestimmter Füllstand erreicht ist.
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Die Beladung einer eingetrockneten Exkrementenschicht mit einer neuen, feuchten Exkrementenschicht hat vielmehr einen positiven Effekt für die Trocknung, da die eingetrocknete Exkrementenschicht Feuchtigkeit aus der neuen Exkrementenschicht beispielweise über den Kapillareffektaufnehmen kann, wodurch ein schnelles Antrocknen der neuen Exkrementenschicht eintritt. Dadurch kann die Geruchsentwicklung deutlich reduziert werden.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Transportvorrichtung ein Transportkarussell auf, mit einem mit der Betätigungseinrichtung gekoppelten drehbaren Gestell, dem die Auffangbehälter zugeordnet sind. Ein derartiges Transportkarussell ist besonders platzsparend und effektiv, da es mit einer Vielzahl von Auffangbehältern bestückbar ist, die dann taktweise weiterbewegbar sind. Dabei können die Auffangbehälter nacheinander mehrere Stationen durchlaufen, bis sie wieder unterhalb der Exkrementenöffnung ankommen. Je nach Häufigkeit der Toilettenbenutzung können sich die Auffangbehälter Stunden oder sogar Tage in der Trocknungseinheit befinden, sodass davon auszugehen ist, dass die Exkremente eingetrocknet sind, bevor der Auffangbehälter wieder zur Exkrementenöffnung gelangt. Als Alternative zum Transportkarussell wäre prinzipiell jedoch auch eine Lineartransporteinrichtung denkbar, beispielsweise in Form eines Förderbandes, wobei beispielsweise zwei gegenläufig angetriebene Förderbänder vorgesehen sein können, von denen das eine Förderband den Wegtransport der Auffangbehälter in die Trocknungseinheit und das andere Förderband den Rücktransport der Auffangbehälter übernimmt. Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass ein Handling zwischen den beiden Förderbändern notwendig ist.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist das Gestell als Topf ausgebildet, in dem die Auffangbehälter herausnehmbar aufgenommen sind. Die Transportvorrichtung innerhalb der Trockentoiletteneinrichtung ist selbstverständlich zugänglich angeordnet, sodass die Auffangbehälter bei Bedarf aus dem Topf herausgenommen, entleert und gesäubert werden können.
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In besonders bevorzugter Weise weist der Topf ein zentrales Drehlager und einen sich zwischen dem zentralen Drehlager und der Topfwandung erstreckenden ringförmigen Aufnahmeraum für die Auffangbehälter auf.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung bestehen der Topf und/oder die Auffangbehälter aus Kunststoff. Kunststoffmaterial ist beständig gegenüber Umwelteinflüssen und besitzt gegenüber anderen Materialien einen deutlichen Gewichtsvorteil. Prinzipiell wäre es jedoch auch möglich, insbesondere die Auffangbehälter aus einem anderen Material als Kunststoff zu fertigen.
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Zweckmäßigerweise sind die Auffangbehälter wannenartig ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Geometrieen der Auffangbehälter denkbar, beispielsweise könnten die Auffangbehälter auch tonnenförmig ausgebildet sein.
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In besonders bevorzugter Weise weisen die Auffangbehälter jeweils einen insbesondere zentralen Plateauabschnitt auf, auf den die vom Benutzer ausgeschiedenen Exkremente auftreffen. An den Plateauabschnitt schließt sich zweckmäßigerweise ein niveautieferer, insbesondere ringförmiger Sammelabschnitt an, wobei auf dem Plateauabschnitt angesammelte Exkremente durch die Transportbewegung der Transportvorrichtung in den Sammelabschnitt beförderbar sind. Dadurch wird verhindert, dass sich im Auffangbehälter mittig ein kegliger Kothaufen ansammelt, der schwerer zu trocknen ist als mehr oder weniger flächig im Sammelabschnitt ausgebreiteter Kot.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Betätigungseinrichtung ein vom Benutzer handhabbares und in Bewegung setzbares Betätigungselement auf, dessen Betätigungsbewegung über Kopplungsmittel in eine Transportbewegung der Transportvorrichtung umsetzbar ist. Alternativ ist es denkbar, dass ein Aktivierungmittel für die Betätigungseinrichtung vorgesehen sind, die vom Benutzer betätigbar sind und dann über einen Mechanismus die Transportbewegung der Transportvorrichtung veranlassen. Es wäre beispielsweise ein Aktivierungssensor denkbar, der vom Benutzer nicht aktiv betätigt werden muss, sondern durch die Bewegung von Peripheriebauteilen, beispielsweise einer Tür, der Trockentoiletteneinrichtung auslösbar ist. Jedoch bieten mechanische Betätigungselemente den Vorteil, dass sie wenig störanfällig und insbesondere kostengünstig in der Anschaffung sind. Dies bietet einen erheblichen Vorteil, da die Gebiete, in denen solche Trockentoiletteneinrichtungen aufzustellen sind, in der Regel relativ ärmlich sind.
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In besonders bevorzugter Weise ist das Betätigungselement als Handrad oder als Handhebel ausgebildet. Bei einem Handrad kann also die Drehbewegung des Handrads über Kopplungsmittel, beispielsweise ein mechanisches Übertragungsgetriebe, in die Drehbewegung des Transportkarussells umgesetzt werden.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Trocknungseinheit zur Lufttrocknung der Exkremente unter Einwirkung von Hitze beziehungsweise Wärme eingerichtet. Zweckmäßigerweise erfolgt die Trocknung durch thermische Konvektion, die durch direkte Sonneneinstrahlung unterstützt werden kann.
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In besonders bevorzugter Weise weist die Trocknungseinheit eine Trocknungskammer auf, durch die die Auffangbehälter mittels der Transportvorrichtung derart hindurchbewegbar sind, dass der darin befindliche Auffangbehälter wenigstens eine Trocknungsposition einnimmt, in der er so lange verweilt, bis er durch die Aktivierung der Betätigungseinrichtung und der damit verbundenen Auslösung der Transportbewegung der Transportvorrichtung weiterbewegt wird. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Auffangbehälter in der Trocknungskammer mehrere Trocknungspositionen nacheinander durchlaufen. Dadurch lässt sich die Verweildauer der Auffangbehälter in der Trocknungskammer erhöhen, wodurch die Chancen größer sind, dass die Exkremente vollständig durchgetrocknet und eingetrocknet sind, bevor sie aus der Trocknungskammer herausgelangen, insbesondere wieder in an der Auffangposition ankommen.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Trocknungskammer ein aus Kunststoff bestehendes Kammergehäuse auf.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Trocknungskammer einen durch Sonneneinstrahlung aufheizbaren Aufheizabschnitt auf, der eine über dem wenigstens einen in der Trocknungskammer befindlichen Auffangbehälter liegenden Aufheizzone begrenzt, wobei vorzugsweise der Aufheizabschnitt von einem Teil des Kammergehäuses gebildet ist.
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Der Aufheizabschnitt kann sich beispielsweise domförmig über den wenigstens einen Auffangbehälter wölben.
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Besonders zweckmäßig ist der Aufheizabschnitt an seiner Außenseite dunkel, insbesondere schwarz. Dadurch wird der Wärmeeintrag vom aufgeheizten Aufheizabschnitt in die Aufheizzone maximiert.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Trocknungskammer einen Abzug, insbesondere Kamin, auf. Der Abzug befindet sich zweckmäßigerweise an der höchsten Stelle der Trocknungskammer. Dadurch wird ein Sog über die Exkrementenöffnung durch die Trocknungskammer in den Abzug geschaffen, wodurch aufgeheizte Luft und verdunstete Bestandteile der Exkremente aufgenommen und über den Abzug nach außen gelangen, was die Geruchsbelästigung erheblich vermindert.
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Um das Aufheizen der Aufheizzone noch weiter zu verstärken, weist der Aufheizabschnitt wenigstens ein Brennglas auf, wodurch eine in der Aufheizzone befindliche Aufheizfläche mittels über das Brennglas eingestrahlten Sonnenlichts unter Ausnutzung des Brennglaseffekts aufheizbar ist.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung befindet sich die Aufheizfläche an einem wärmeleitenden Element, beispielsweise Metallstreifen, das sich in den Bereich der mit den Auffangbehältern bestückten Transportvorrichtung erstreckt. Dadurch ist es möglich, die oberhalb der Auffangbehälter in der Aufheizzone befindliche Luftmasse noch weiter aufzuheizen.
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In besonders bevorzugter Weise weist die Exkrementenöffnung einen ersten Öffnungsabschnitt für ausgeschiedenen Kot und einen vom ersten Öffnungsabschnitt separaten zweiten Öffnungsabschnitt für ausgeschiedenen Urin auf, wobei der Urin unter Umgehung der Auffangbehälter ableitbar ist. Die Separierung des Urins vom Kot hat einen überaus positiven Einfluss auf die Trocknung, da in diesem Fall die im Auffangbehälter aufgenommenen beziehungsweise aufgefangenen Exkremente nicht mehr durch den Urin durchnässt sind und daher viel schneller trocknen.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Urin über wenigstens eine an den zweiten Öffnungsabschnitt angesetzte Leitung in wenigstens einen insbesondere geschlossenen Sammelbehälter ableitbar und dort auffangbar, wo er unter Einwirkung von Hitze eintrockenbar ist. Zweckmäßigerweise wird der Urin durch die Verdunstung der verdunstungsfähigen Bestandteile, insbesondere Wasser, zu einem insbesondere viskosem Urinkonzentrat eingetrocknet, das anschließend als Dünger verwendbar ist, in dem das Urinkonzentrat in einem bestimmten Mischungsverhältnis beispielsweise mit Wasser vermischbar ist, wodurch Flüssigdünger entsteht.
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In besonders bevorzugter Weise ist der Sammelbehälter derart ausgebildet, dass aufgefangener Urin auf über 40°C aufheizbar ist. Bei einer Temperatur von über 40° wird die enzymatische Urease, die geruchlosen Harnstoff zu geruchsintensivem Ammoniak umwandelt, gehemmt. Dadurch wird die vom Urin ausgehende Geruchsbelästigung beseitigt.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung besteht der Sammelbehälter aus wärmeleitendem Material, beispielsweise Metallmaterial. Theoretisch denkbar wäre beispielsweise Kupfer.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist der Sammelbehälter wenigstens einen eine Trocknungsstrecke für den Urin bereitstellenden Trocknungskanal auf. Der Trocknungskanal ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass eingeleiteter Urin mittels Schwerkraft den Trocknungskanal entlangfließt und dabei unter der Einwirkung von Hitze zu viskosem Urinkonzentrat eintrocknet. Dabei ist die Trocknungsstrecke, die der Trocknungskanal bereitstellt, relativ lang, sodass die Verweildauer des Urins im Trocknungskanal sehr groß ist und bei optimaler Wärmeeinleitung der Urin am Ende des Trocknungskanals bereits zu viskosem Urinkonzentrat eingetrocknet ist.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Sammelbehälter Bestandteil der Trocknungseinheit. Der Sammelbehälter kann beispielsweise an die Außenwand der Trocknungskammer angesetzt sein.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Toiletteneinheit mit einem Toilettensitz ausgestattet, der über der Exkrementenöffnung angeordnet ist.
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Die Toiletteneinheit besitzt zweckmäßigerweise eine Verkleidung, die einen Sichtschutz bietet. Die Verkleidung kann beispielsweise ein gemauertes oder aus Kunststoff bestehendes Toilettengehäuse sein.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Trockentoiletteneinrichtung ohne Urin-Sammelbehälter,
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2 einen Längsschnitt durch die Trockentoiletteneinrichtung von 1,
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3 eine perspektivische Darstellung der Trocknungseinheit mit der Betätigungsvorrichtung für die Transportvorrichtung und den Urin-Sammelbehältern,
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4 eine Draufsicht auf die Trocknungseinheit von 3,
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5 eine Draufsicht auf die Trocknungseinheit von 3 ohne den Deckel der Trocknungseinheit und die Deckel der Urin-Sammelbehälter,
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6 einen Längsschnitt durch die Trocknungseinheit mit Transportvorrichtung aus entlang der Linie VI-VI aus 3,
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7 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus 6,
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8 eine Draufsicht auf den Urin-Sammelbehälter aus 7 ohne Deckel,
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9 eine perspektivische Darstellung der Trocknungseinheit von der Rückseite aus gesehen und
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10 einen Längsschnitt durch die Trocknungseinheit mit der Transportvorrichtung aus 5 entlang der Linie X-X, wobei die Urin-Sammelbehälter nicht dargestellt sind.
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Die 1 bis 10 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trockentoiletteneinrichtung 11. Solche Trockentoiletteneinrichtungen 11 sind für Gegenden bestimmt, in denen Wasserknappheit herrscht. Dies sind beispielsweise afrikanische Länder wie Namibia, Länder der Sahel-Zone oder auch südamerikanische Länder, wie Brasilien, wo insbesondere im Nordosten Wassermangel herrscht.
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Die Trockentoiletteneinrichtung 11 ist modular aufgebaut und besitzt eine Toiletteneinheit 12, die, wie insbesondere in 2 dargestellt, ein Toilettengehäuse 13 umfasst, das unterseitig von einem Toilettenboden 14 begrenzt ist. Es ist denkbar, dass das Toilettengehäuse 13 oberseitig von einem Dach 15 begrenzt ist, um den Benutzer vor direkter Sonneneinstrahlung und vor Regen zu schützen. Zweckmäßigerweise besteht der Toilettenboden 14 aus Kunststoffmaterial. Der Toilettenboden 14 befindet sich im gezeigten Beispielsfall oberhalb des Erdreichs, also oberirdisch, und besitzt daher an seiner Vorderseite Stufen 16, die zum Toilettengehäuse 13 führen. Das Toilettengehäuse 13 kann ferner noch eine Türöffnung 17 oder gegebenenfalls eine in die Türöffnung 17 eingesetzte Tür aufweisen. In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist der Toilettenboden 14 im Erdreich eingegraben.
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Wie insbesondere in 2 dargestellt, ist der Toilettenboden 14 als Hohlkörper ausgebildet und besitzt eine zwischen einer Oberseite 18 und einer Unterseite 19 ausgebildete Hohlkammer 20, in der sich unter anderem mehrere Versteifungsrippen 21 befinden. Bei der Ausführung des Toilettenbodens 14 als Kunststoffteil ist es zweckmäßig, die Stufen 16 gleich an den Rest des Toilettenbodens 14 anzuformen.
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An der Oberseite 18 des Toilettenbodens 14 befindet sich eine Exkrementenöffnung 22, über die vom Benutzer ausgeschiedene Exkremente in einen unterhalb der Exkrementenöffnung 22 angeordneten Auffangbehälter 23 fallen.
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Wie insbesondere in 2 dargestellt, befindet sich über der Exkrementenöffnung 22 ein Toilettensitz 24. Dabei ist der Toilettensitz 24 derart ausgebildet, dass die Exkrementenöffnung 23 in einen ersten Öffnungsabschnitt 25a und einen zweiten Öffnungsabschnitt 25b unterteilt ist. Über den ersten Öffnungsabschnitt 25a fällt vom Benutzer ausgeschiedener Kot in den Auffangbehälter 23. Der zweite Öffnungsabschnitt 25b ist derart angeordnet, dass er am normalen Abstrahlwinkel des von einer Person ausgeschiedenen Urins liegt. Dieser Abstrahlwinkel ist im Wesentlichen bei Männern und Frauen gleichgroß. Damit bietet der Toilettensitz 24 eine Möglichkeit zur Separierung des Urins beim Stuhlgang. Die Trockentoiletteneinrichtung 11 ist damit auch eine Trenntoilette. Der Urin wird dann unter Umgehung des Auffangbehälters 23 separat abgeleitet, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird.
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Die Trockentoiletteneinrichtung 11 besitzt eine Transportvorrichtung 26 zum Transport von Auffangbehältern 23 zwischen einer unterhalb der Exkrementenöffnung 22 angeordneten Auffangposition 27 und wenigstens einer Trockenposition 28. Die Transportvorrichtung 26 weist ein Transportkarussell 29 auf, mit einem drehbaren Gestell 30, über das die Auffangbehälter 23 über eine Drehbewegung zwischen der Auffangposition 27 und verschiedenen Trockenpositionen 28 bewegbar sind.
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Wie insbesondere in den 2, 6 und 10 dargestellt, befindet sich das Gestell 30 des Transportkarussells 29 in der Hohlkammer 20 des Toilettenbodens 14. Das Gestell 30 ist als Topf ausgebildet, besitzt also einen zweckmäßigerweise kreisrunden Querschnitt. Der Topf besitzt ein zentrales Drehlager 31 mit einer Drehachse 32, um die das Gestell 30 drehbar gelagert ist.
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Zwischen dem zentralen Drehlager 31, das im Beispielsfall in etwa die Höhe der Außenwand des Topfes besitzt, und der Topfwandung 33 erstreckt sich ein ringförmiger Aufnahmeraum 34 für die Auffangbehälter 23. Im Beispielsfall bestehen Topf und Auffangbehälter 23 aus Kunststoffmaterial. Die Auffangbehälter 23 sind herausnehmbar im Aufnahmeraum 34 des Topfes aufgenommen. Sie sind in regelmäßigen Abständen um die Drehachse 32 herum im Topf angeordnet.
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Wie insbesondere in den 5 und 6 dargestellt, sind die Auffangbehälter 23 als Auffangwannen ausgestaltet. Die Auffangbehälter besitzen beispielsweise jeweils einen Querschnitt eines abgeflachten Ovals, insbesondere mit gleichen Rundungsradien an beiden Enden. Die Auffangbehälter 23 besitzen eine Behälterwand 35 und einen Behälterboden 36, von dem aus sich im zentralen Bereich ein Plateauabschnitt 37 erhebt. Wie insbesondere in 10 gezeigt ist der Behälterboden nach innen gewölbt und passt damit passgenau auf eine korrespondierende Aufnahmewölbung im ringförmigen Aufnahmeraum des Topfes.
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Der Plateauabschnitt 37 besitzt schräge Seitenflächen und eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Auftrefffläche 38. In der Auffangposition 27 eines jeweiligen Auffangbehälters 23 befindet sich die Auftrefffläche 38 des Plateauabschnittes 37 im Wesentlichen zentriert unter dem ersten Öffnungsabschnitt der Exkrementenöffnung 22, sodass vom Benutzer ausgeschiedener Kot auf die Auftrefffläche 38 auftrifft. An den Plateauabschnitt 37 schließt sich ein niveautieferer, insbesondere ringförmig ausgebildeter Sammelabschnitt 39 an, in den ausgeschiedener Kot nach dem Auftreffen auf die Auftrefffläche 38 selbsttätig oder durch die Transportbewegung der Transportvorrichtung 26 unterstützt hinein fällt und dort liegen bleibt.
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Die Trockentoiletteneinrichtung 11 besitzt ferner eine Betätigungseinrichtung 39 zur Betätigung der Transportvorrichtung, derart, dass der mit den Exkrementen des Benutzers beladene Auffangbehälter 23 aus der Auffangposition 27 wegbewegbar und durch einen anderen Auffangbehälter 27 ersetzbar ist. Die Betätigungseinrichtung 39 ist mit dem drehbaren Gestell 30 des Transportkarussells 29 über Kopplungsmittel gekoppelt. Im gezeigten Beispielsfall umfasst die Betätigungseinrichtung 39 ein vom Benutzer handhabbares und in Bewegung setzbares Betätigungselement in Form eines Handrades 40, dessen Drehbewegung über die Kopplungsmittel in die Drehbewegung des Gestells 30 umsetzbar ist. Wie insbesondere in 2 dargestellt, befindet sich das Handrad 40 im Toilettengehäuse 13, beispielsweise oberhalb des Toilettensitzes 24.
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Die Trockentoiletteneinrichtung 11 besitzt ferner eine Trocknungseinheit 41, in der die in der jeweiligen Trocknungsposition befindlichen Auffangbehälter 23 ihr Volumen verringernd eintrocknen. Die Trocknungseinheit ist zur Lufttrocknung der Exkremente unter Einwirkung von Hitze eingerichtet. Die Trocknungseinheit 41 weist hierzu eine Trocknungskammer 42 auf, durch die die Auffangbehälter 23 mittels der Transportvorrichtung 26 derart hindurchbewegbar sind, dass der darin befindliche Auffangbehälter 23 nacheinander mehrere Trocknungspositionen 28 einnimmt, in der er jeweils so lange verweilt, bis er durch die Aktivierung der Betätigungseinrichtung 39 und der damit verbundenen Auslösung der Transportbewegung der Transportvorrichtung 26 weiterbewegt wird.
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Wie insbesondere in 2 dargestellt, ist die Trocknungskammer 42 an das Toilettengehäuse 13 angesetzt. Zur Trocknungskammer 42 gehört ein Unterteil 43, das wie beispielhaft in 2 dargestellt, durch den sich über das Toilettengehäuse 13 hinaus verlängernden Toilettenboden 14 und dem nicht unterhalb der Exkrementenöffnung 22 befindlichen Abschnitt des Topfes mit den Auffangbehältern 23 gebildet ist. Wie insbesondere eine Zusammenschau von 1 und 5 zeigt, befinden sich sämtliche Auffangbehälter 23 außer demjenigen, der unterhalb der Exkrementenöffnung 22 angeordnet ist, in der Trocknungskammer 42. Im gezeigten Beispielsfall befinden sich also von den sechs Auffangbehältern 23 fünf in der Trocknungskammer 42 und durchlaufen nacheinander fünf verschiedene Trocknungspositionen.
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Zur Trocknungskammer 42 gehört ferner ein als Aufheizabschnitt 44 ausgebildetes Oberteil, das auf dem Unterteil 43 befestigt ist. Der Aufheizabschnitt 44 ist domförmig bzw. kuppelförmig ausgebildet, wodurch eine sehr große aufheizbare Fläche geschaffen wird. Der Aufheizabschnitt besitzt eine Außenwand 45, die im Beispielsfall schwarz gehalten ist, wodurch sich diese in Folge der Sonneneinstrahlung sehr stark aufheizt. Die Innenwand 46 des Aufheizabschnitts begrenzt eine über den Auffangbehältern 23 liegende Aufheizzone 47. Der Wärmeübergang findet von der aufgeheizten Außenwand 45 über die Innenwand in die in der Aufheizzone 47 befindliche Luft statt, die sich aufheizt und die ausgeschiedenen Exkremente, also den Kot, da Urin vorher abgetrennt wurde, mittels thermischer Konvektion trocknet.
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Wie insbesondere in 9 dargestellt, ist die Trocknungskammer 42 mit einer Tür 48 ausgestattet, die zweckmäßigerweise mit einem Sichtfenster 49 ausgestattet ist, so dass insbesondere der Füllstand der Auffangbehälter 23 mit Exkrementen kontrolliert werden kann. Über die Tür 48 ist die Trocknungskammer 42 zugänglich, so dass gegebenenfalls ein oder mehrere Auffangbehälter 23 aus dem Topf entnommen, entleert und gesäubert werden können.
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Wie insbesondere in 9 dargestellt, besitzt der Aufheizabschnitt 44 insbesondere im oberen Bereich an seiner Kuppel Öffnungen 50, in die jeweils Brenngläser 51 eingesetzt sind. Die Brenngläser 51 fokussieren das eingestrahlte Sonnenlicht auf den Brennpunkt, wodurch eine sich in der Aufheizzone 47 befindliche Aufheizfläche 52 sehr stark aufgeheizt werden kann. Wie insbesondere in 10 gezeigt, ist jedem Brennglas 51 eine Aufheizfläche 52 zugeordnet, die sich an einem wärmeleitenden Element in Form eines Metallstreifens 53 befindet, der an der Innenwand des Aufheizabschnitts 44 entlanggeführt ist und in den Bereich des Toilettenbodens 14 reicht, wo er mit diesem verbunden ist. Durch die im Bereich der Aufheizzone 47 befindlichen Aufheizflächen 52 wird Wärme sehr stark in die Luftmassen oberhalb der Auffangbehälter 23 übertragen, wodurch die Lufttemperatur in der Aufheizzone weiter erhöht wird.
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Wie insbesondere in den 1 und 2 dargestellt, ist die Trocknungskammer 42 mit einem Abzug in Form eines Kamins 53 ausgestattet, über den eine Luftströmung über die Türöffnung des Toilettengehäuses 13 durch die Exkrementenöffnung 22 in die Trocknungskammer 42 und von dort in den Kamin 53 und anschließend in die Umgebung erzeugt wird. Die heiße Luft in der Trocknungskammer 52 steigt nach oben und nimmt Verdunstungsbestandteile des in den Auffangbehältern 23 gelagerten Kots mit und transportiert diese nach außen. Dadurch wird die Geruchsbelästigung sehr stark minimiert.
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Wie bereits vorstehend erwähnt, wird der Urin beim Stuhlgang des Benutzers vom Kot getrennt und unter Umgehung der Auffangbehälter 23 abgeleitet. Dadurch wird verhindert, dass der in den Auffangbehälter fallende Kot durch den Urin durchnässt wird, was die Trocknung erheblich erschweren würde.
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Wie insbesondere in 5 dargestellt, ist an den zweiten Öffnungsabschnitt 25b, der zur Ableitung des Urins vorgesehen ist, eine Leitung 54 angeschlossen, die den Urin in wenigstens einen Sammelbehälter 55 transportiert und dort einleitet. Zweckmäßigerweise ist die Leitung 55 als unter Schwerkraft wirkender Abfluss ausgebildet, wodurch der Urin selbsttätig in den wenigstens einen Sammelbehälter 55 gelangt.
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Die Leitung 54 ist als Rohrleitungssystem ausgebildet und besitzt einen Abflussstutzen 56, der mit dem zweiten Öffnungsabschnitt 25b verbunden ist. An den Abflussstutzen 56 sind nach Art eines T-Stücks zwei Abflussrohre 57a, 57b angesetzt, die – wie in 5 dargestellt – jeweils den Trocknungsraum von seiner Mitte nach radial außen durchqueren und an der Außenseite des Unterteils 43 der Trocknungskammer 52 ausmünden. Da die Abflussrohre 57a, 57b durch den Trocknungsraum oberhalb der Auffangbehälter 23 verlaufen, wird in Folge der aufgeheizten Luft in der Trocknungskammer 52 eine Vorerwärmung verbunden mit einer erhöhten Verdunstung des Urins erzielt.
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Wie beispielhaft in den 3 bis 8 gezeigt, sind zum Sammeln von Urin beispielsweise zwei Sammelbehälter 55a, 55b vorgesehen, die an die Außenseite bzw. Außenwand des Unterteils 43 der Trocknungskammer 42 angesetzt sind. Selbstverständlich können auch nur einer oder mehr als zwei Sammelbehälter verwendet werden. Die im Beispielsfall gezeigten beiden Sammelbehälter 55a, 55b können wie beispielsweise in 4 gezeigt, links und rechts der Trocknungskammer 42 angeordnet sein.
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Wie insbesondere 6 zeigt, münden die Abflussrohre 57a, 57b in einen zugeordneten Sammelbehälter 55a, 55b. Die Sammelbehälter 55a, 55b sind jeweils modular aufgebaut und besitzen ein geschlossenes Behältergehäuse 58 mit einem insbesondere aus Kunststoff hergestellten Basisteil 59 und einem sich über dem Basisteil 59 unter Einschließung eines Hohlraums 60 erstreckter Deckel 61. Der Sammelbehälter 55a, 55b besitzt ferner eine im Behältergehäuse 58 angeordnete Sammelschale 52 für das Urin. Die Sammelschale 62 ist auf dem Basisteil 59 positioniert. Über der Sammelschale 62 befindet sich eine Aufheizzone 63, die oberseitig von dem Deckel 61 begrenzt ist.
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Die Sammelschale 62 besteht zweckmäßigerweise aus Metallmaterial. Die Sammelschale besitzt einen Trocknungskanal 64, der im Beispielsfall mäanderförmig ausgebildet ist. Der Trocknungskanal 64 stellt durch seine mäandernde Form eine relativ lange Trocknungsstrecke für das eingeleitete Urin zur Verfügung, der im Sammelbehälter, insbesondere auf der Sammelschale, zu viskosem Urinkonzentrat eingetrocknet wird.
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Wie insbesondere in 6 dargestellt, besitzt der Deckel 61 eine Öffnung 65, in die ein Brennglas 66 eingesetzt ist. Durch das Brennglas 66 wird einfallendes Licht zu einem Brennpunkt fokussiert, der zweckmäßigerweise auf der Sammelschale 62 liegt, wodurch die Sammelschale, die vorteilhafter Weise aus wärmeleitendem Material, wie Metall, besteht, stark erwärmbar bzw. aufheizbar ist. Dadurch wird die Trocknung des Urins unterstützt.
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Zur Benutzung der Trockentoiletteneinrichtung 11 betritt der Benutzer das Toilettengehäuse 13, setzt sich auf den Toilettensitz 24 und verrichtet seinen Stuhlgang. Dabei fällt der ausgeschiedene Kot durch den ersten Öffnungsabschnitt 25a der Exkrementenöffnung 22 in einen unterhalb der Exkrementenöffnung angeordneten Auffangbehälter 23. Der Urin hingegen wird vom ausgeschiedenen Kot dadurch getrennt, dass er durch den zweiten Öffnungsabschnitt 25b und das daran angekoppelte Rohrleitungssystem in die Sammelbehälter 55a, 55b abgeleitet wird.
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Nach dem Stuhlgang betätigt der Benutzer das Handrad 40, wobei die Drehbewegung des Handrads in eine Drehbewegung des Gestells 30 des Transportkarussells 29 übertragen wird. Dadurch wird der soeben mit ausgeschiedenem Kot beladene Auffangbehälter 23 eine Position weitergetaktet und gelangt zur ersten Trocknungsposition 28 in der Trocknungskammer 42.
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Bei jeder Betätigung des Handrads 40 wandert der Auffangbehälter 23 eine Position weiter und durchläuft nacheinander verschiedene Trocknungspositionen 28 in der Trocknungskammer 42. Dadurch, dass nicht mehrere ungetrocknete Kotschichten im Auffangbehälter übereinandergeschichtet werden, sondern jede neu abgeschiedene Kotschicht durch die Drehbewegung des Transportkarussells 29 sofort in die Trocknungskammer 42 wandert, bedarf es nur der Trocknung einer relativ dünnen Schicht, die in der Trocknungskammer 23 beim Durchlauf der verschiedenen Trocknungspositionen 28 zuverlässig eintrocknet. Bevor der Auffangbehälter 23 nach Durchlauf der verschiedenen Trocknungspositionen 28 wieder zur Auffangposition 27 gelangt, ist diese dünne Schicht bereits eingetrocknet und kann dann durch eine neue Kotschicht überdeckt werden. Dabei sorgt die bereits getrocknete Kotschicht, die etwa 80–90% ihres Volumens verloren hat, für ein schnelles Antrocknen der obersten Kotschicht, da sie Flüssigkeit aufnimmt.
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Durch das Sichtfenster 49 in der Trocknungskammer 42 ist der Füllstand der Auffangbehälter 23 kontrollierbar, so dass diese gegebenenfalls entnommen, entleert und gereinigt werden können.
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Beim Stuhlgang eines Benutzers wird der Urin wie erwähnt vom ausgeschiedenen Kot separiert und über das Rohrleitungssystem zu den Sammelbehältern 55a, 55b transportiert. Dort fließt der Urin auf die Sammelschale 62 und gelangt in den oberen Bereich des mäanderförmig ausgebildeten Trocknungskanals 64. Die Sammelschale 62 ist geneigt ausgerichtet, so dass der Urin unter Schwerkraftwirkung mäandernd den Trocknungskanal 64 durchfließt. Dabei wird der Urin durch die aufgeheizte Luft in der Aufheizzone 63 und der aufgeheizten Sammelschale 62 auf eine Temperatur von über 40° erwärmt. Dabei wird der Großteil, insbesondere ca. 95% des Urins verdunstet. Das Erhitzen des Urins auf über 40° hemmt die enzymatische Reaktion, bei der das Enzym Urease den geruchlosen Harnstoff im Urin in einen stechenden Geruch aufweisendes Ammoniak umwandelt. Dadurch wird die Geruchsbelastung stark reduziert.
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Der Urin wird auf seinem Weg durch den Trocknungskanal zu viskosem Urinkonzentrat eingetrocknet. Das viskose Urinkonzentrat lässt sich von der Sammelschale 62 abschaben und als Grundstoff für Dünger einsetzen. Dabei wird das Urinkonzentrat mit Wasser verdünnt und als Flüssigdünger eingesetzt.
