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Die
Erfindung betrifft eine Toilettenausstattung mit einem WC-Becken, mit einer
Spüleinrichtung
und mit einer Deodorisierungsvorrichtung zum Vermeiden von lästigen Gerüchen, wobei
am Rand des WC-Beckens ein ringförmiger
Kanal verläuft,
der mit einem Spülrohr
der Spüleinrichtung
verbunden ist und aus dem das Spülwasser
in das WC-Becken austritt, und wobei die Deodorisierungsvorrichtung über ein
Ansaugrohr Luft aus dem Inneren des WC-Beckens absaugt.
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Gegenstand
der Erfindung ist ferner ein für diese
Toilettenausstattung besonders geeignetes WC-Becken.
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Aus
US-A-2 001 592 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der aus dem Inneren
des WC-Beckens die Luft mittels eines Lüfters abgesaugt wird und durch eine
Ionisationseinrichtung geleitet wird, um Geruchsmoleküle zu oxidieren.
Der Lüftermotor
und die Ionisationseinrichtung werden durch einen Schalter eingeschaltet,
der durch das Herunterklappen des WC-Sitzbrettes betätigt wird.
Der Lüfter
und die Ionisationseinrichtung sind in einem Gehäuse untergebracht, das seitlich
neben der Schwenkachse des WC-Sitzbrettes angebracht ist.
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Aus
US-A-6 163 893 ist es bei einer weiteren solchen Vorrichtung bekannt,
die Luft über
mehrere Öffnungen
im WC-Sitzbrett
anzusaugen und dann durch die Ozon erzeugende Einrichtung und ein
Aktivkohlefilter zu schicken.
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Aus
EP-B1-0 331 192, 12, ist eine ähnliche
Anordnung bekannt, wobei die Luft durch das Überlaufrohr des Spülkastens
abgesaugt wird und aus dem Spülkasten
durch die Ionisiereinrichtung und einen Katalysator gesaugt wird.
Die Steuerung der Anlage erfolgt über einen Licht-Detektor am
Sitzbrett.
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Aus
EP-A-0 567 775 ist es bekannt, Raumluft für Wohn- und Arbeitsräume mittels
eines Klimazentralgerätes
aufzubereiten. Vor der Behandlung wird die Raumluft mit einem Schadstoff-Sensor auf oxidierbare
Schadstoffe analysiert. Die Schadstoffe werden mittels Ozon aus
einem Oxidator oxidiert, wobei die Menge des im Oxidator erzeugten
Ozons in Abhängigkeit
von dem Signal des Schadstoff-Sensors gesteuert wird. Die Raumluft
wird ferner in einer Filtereinrichtung behandelt, wobei noch vorhandenes Ozon
in stabilen, molekularen Sauerstoff umgewandelt wird. Das in dem
Ozonisator erzeugte Ozon wird zusätzlich von einem Ozon-Sensor
gesteuert und geregelt, der nach der Filtereinrichtung angeordnet
ist.
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Aus
EP-A-O 526 077 ist eine Vorrichtung bekannt, die mittels eines Lüfters Luft
aus einem WC-Becken absaugt und durch einen wabenförmigen Aktivkohlefilter
leitet, der Jod oder anorganisches Jodid trägt. Der Lüfter wird mittels eines Schalters
oder eines Sensors eingeschaltet. Der Sensor kann ein Fotosensor,
z.B. ein Infrarotsensor oder ein Drucksensor sein, der die Benutzung
der Toilette anzeigt. Die Stromversorgung kann durch eine Batterie oder
mittels eines Trafos über
das Stromnetz erfolgen. Bei der Ausführungsform von 16 dieser Druckschrift
ist zusätzlich
zu diesem Sensor ein Geruchssensor vorhanden, der hinter dem Aktivkohlefilter
angeordnet ist und es anzeigt, wenn die Wirkung des Filters nachlässt.
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Aus
US-A-6 052 837 ist eine ähnliche
Vorrichtung mit ebenfalls einem Aktivkohlefilter und einem Lüfter sowie
einem Schalter oder Sensor bekannt, der die Benutzung der Toilette
signalisiert. Zusätzlich
ist ein Strömungsmesser
vorhanden und wird die Drehzahl des Lüfters so gesteuert, dass ein bestimmter
Luftdurchsatz erreicht wird. Die Drehzahl des Lüfters wird außerdem so
gesteuert, dass sie während
der Benutzung der Toilette höher
ist und danach für
eine bestimmte Zeit niedriger.
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Aus
DE-A-100 33 930 ist eine Toilettenausstattung bekannt, wobei am
Rand des WC-Beckens ein ringförmiger
Kanal verläuft,
der mehrere nach innen zeigende Öffnungen
aufweist. Der ringförmige Kanal
ist mit dem Ansaugrohr der Deodorisierungsvorrichtung verbunden.
Die Spülung
des WC-Beckens erfolgt getrennt davon über ein in das Becken mündendes
Spülrohr.
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Aus
EP-A-1 445 387 mit Priorität
vom 3. Februar 2003, die jedoch nachveröffentlicht ist, ist eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art bekannt, die einen Sensor aufweist der
die abgesaugte Luft auf oxidierbare Geruchsmoleküle untersucht und ein Signal
erzeugt, das die Konzentration oxidierbarer Geruchsmoleküle in der
abgesaugten Luft wiedergibt, wobei die Ionisationseinrichtung in
Abhängigkeit
von dem Signal des Sensors gesteuert wird. Die Steuerung der Ionisationseinrichtung
beinhaltet dabei, dass die Ionisationseinrichtung aktiviert wird,
sobald der Sensor anzeigt, dass in der abgesaugten Luft oxidierbare
Geruchsmoleküle
enthalten sind. Der Lüfter kann
ferner so gesteuert werden, dass er mit einer ersten Leistung arbeitet,
wenn das Signal des Sensors keine oxidierbaren Geruchsmoleküle in der
abgesaugten Luft anzeigt, und dass er mit einer zweiten, höheren Leistung
arbeitet, wenn das Signal das Vorhandensein oxidierbarer Geruchsmoleküle in der abgesaugten
Luft anzeigt. Die Aktivierung kann auch durch einen am Sitzbrett
angebrachten Schalter erfolgen. Die Strom versorgung erfolgt über das
Stromnetz mittels eines Netzteils mit einem Netztrafo.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Toilettenausstattung
zu schaffen, mit der lästige Gerüche sehr
wirksam und zuverlässig
unterdrückt werden
können.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Toilettenausstattung der eingangs beschriebenen
Art dadurch gelöst,
dass von dem ringförmigen
Kanal mindestens ein Absaugkanal abzweigen, der mit dem Ansaugrohr
der Deodorisierungsvorrichtung verbunden ist.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Übliche WC-Becken
haben am oberen Rand einen verdeckten ringförmigen Kanal mit Austrittsöffnungen
für das
Spülwasser.
Der ringförmige
Kanal kann auch einen vollständigen
oder teilweise offenen Spülkanal
statt der gestochenen Austrittsöffnungen haben.
In diesen Kanal mündet
am rückwärtigen Ende
des WC-Beckens ein
Spülwasserstutzen,
in den das Spülrohr
mit einer Dichtungsmanschette eingeschoben wird. Die Absaugkanäle sind
bei dieser Ausgestaltung der Erfindung an den ringförmigen Kanal
angesetzt. Über
den ringförmigen
Kanal und die beiden davon abgehenden Absaugkanäle, die mit dem Ansaugrohr
des DOM verbunden sind, wird die Luft aus dem Inneren des WC-Beckens
abgesaugt und durch das DOM geleitet.
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Diese
Absaugkanäle
sind zweckmäßig in der Keramik
des WC-Beckens ausgebildet
und haben an ihrem hinteren Ende auf der Oberseite Öffnungen
zur Verbindung mit dem Ansaugrohr der Deodorisierungsvorrichtung.
Zweckmäßig erfolgt
diese Verbindung über
ein flexibles Schlauchstück.
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Vorzugsweise
ist der Spülwasserstutzen über Verengungen
mit dem ringförmigen
Kanal verbunden. Die Verengungen sind so bemessen, dass der Druckabfall
der Spülwasserströmung im
Wesentlichen in ihnen stattfindet und sich das Spülwasser nach den
Verengungen im Wesentlichen drucklos in dem ringförmigen Kanal
verteilt und durch die Öffnungen
in das WC-Becken austritt. Die Absaugkanäle zweigen dabei nach den Verengungen
von dem ringförmigen
Kanal ab, sodass das Spülwasser
nicht in die Absaugkanäle
gedrückt
wird.
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Die
Deodorisierungsvorrichtung weist im Allgemeinen eine Lüftereinrichtung
zum Absaugen der Luft aus dem Innenbereich des WC-Beckens und eine
Deodorisierungseinrichtung zum Beseitigen von Geruchsmolekülen auf.
Der Lüfter
saugt über
das Ansaugrohr Luft an und fördert
sie zu der Deodorisierungseinrichtung, die ein Aktivkohlefilter
oder eine Ionisierungseinrichtung sein kann.
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Vorzugsweise
enthält
die Deodorisierungsvorrichtung ferner eine Schalteinrichtung, durch
die die Lüftereinrichtung
bei Benutzung der Toilette eingeschaltet wird. Strom wird dadurch
nur während
der Benutzung der Toilette verbraucht. Die Schalteinrichtung kann
ein Schalter sein, der unter dem Sitzbrett angeordnet ist und beim
Niederdrücken
des Sitzbrettes einen Stromkreis schließt. Es können aber auch bekannte Einrichtungen
wie kapazitive Sensoren oder Infrarotsensoren verwendet werden,
um die Gegenwart einer Person und damit die Benutzung der Toilette
festzustellen.
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Die
Schalteinrichtung kann auch ein piezoelektrischer Druckwandler sein,
der in eine Unterlegscheibe integriert ist, die zwischen dem stationären Scharnierteil
des Sitzbrettes und der Oberseite des WC-Beckens angeordnet ist.
Wenn sich der Benutzer auf das Sitzbrett setzt, so wird auf den
piezoelektrischen Wandler Druck ausgeübt, sodass er seinen Widerstandswert ändert, und
zwar verringert. Der dadurch fließende Strom wird als Benutzungssignal
von der Steuerung aufgenommen.
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Eine
weitere Möglichkeit
besteht darin, eine der beiden Befestigungsschrauben des stationären Scharnierteils
des Sitzbrettes verschiebbar in der zu der Befestigung dieser Schraube
vorgesehenen Öffnung
in der Oberseite des WC-Beckens zu lagern und durch ein Federelement
abzustützen.
Die Befestigungsschraube wird gegen die federnde Abstützung etwas
nach unten gedrückt,
wenn sich eine Person auf das Sitzbrett setzt. Diese Verlagerung
der Befestigungsschraube wird dann dazu verwendet, um einen auf
der Unterseite des Randes des WC-Beckens angebrachten Schalter zu
betätigen,
der die Schalteinrichtung darstellt.
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Diese
Ausführungsform
kann dadurch realisiert werden, dass die Befestigungsschraube in
einer inneren Hülse
befestigt ist, die wiederum in einer äußeren Hülse vertikal verschiebbar gelagert
ist. Beide Hülsen
haben an ihrem oberen Ende einen scheibenförmigen Flansch und zwischen
beiden Flanschen ist ein elastischer Ring eingefügt. Die innere Hülse steht am
unteren Ende über
die äußere Hülse hervor
und an ihrem unteren Ende ist ein Betätigungsarm befestigt, der im
Normalzustand von unten gegen einen Mikroschalter drückt, der
am unteren Ende der äußeren Hülse festgelegt
ist. Wenn sich der Benutzer der Toilette auf das Sitzbrett setzt,
so wird die innere Hülse gegen
die elastische Kraft des Ringes nach unten gedrückt, sodass der Mikroschalter
freigegeben wird. Der Mikroschalter ist so ausgelegt, dass er dadurch einen
Stromkreis schließt,
wodurch die Steuerung der Deodorisierungsvorrichtung aktiviert wird.
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Die
Deodorisierungsvorrichtung weist vorzugsweise ferner einen Geruchssensor
auf, der ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von vorhandenen oxidierbaren
Geruchsmolekülen
oder bestimmten Gasmolekülen
liefert.
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Geeignet
ist insbesondere ein VOC (Volatile Organic Compound – flüchtige organische
Verbindung)-Sensor, vorzugsweise ein Halbleiter-Zinnoxid-Sensor,
der oxidierbare Gasbestandteile in der Luft feststellt. Derartige
Sensoren sind allgemein bekannt und zum Beispiel von der Firma FIS
Inc., 2-5-26, Hachizuka, Ikeda, Osaka, 563-0024 Japan, erhältlich.
Geeignet ist z.B. der FIS Gassensor SB-AQ1A.
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Geeignet
ist auch ein H2-Sensor. Wasserstoff ist
zwar ein geruchloses Gas, kann jedoch als Leitgas verwendet werden,
da es immer bei der menschlichen Verdauung gebildet wird, während die
anderen Gasbestandteile z.B. Methan oder H2S
in Abhängigkeit
von der aufgenommenen Nahrung im größeren oder kleineren Umfang
oder überhaupt
nicht gebildet werden. Gleichzeitig hat Wasserstoff den Vorteil, dass
es nicht in Parfums und ähnlichen
Kosmetika verwendet wird, sodass ein fälschliches Ansprechen des Sensors
auf derartige Kosmetika verhindert wird. Ein H2-Sensor
hat damit den Vorteil, dass er einerseits sicher anspricht, wenn
irgendwelche Geruchsmoleküle
oder Luftbestandteile vorhanden sind, die von der menschlichen Verdauung
herrühren,
und andererseits ein fälschliches
Ansprechen auf z.B. Kosmetika vermieden wird. Geeignete H2-Sensoren sind ebenfalls von der Firma FIS
Inc. erhältlich
(siehe Products Review, Sensors and Systems Technology, revised
June, 1998, Version 4.2 der Firma Vis Inc.), z.B. das Modell SB
19.
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Ferner
weist die Deodorisierungsvorrichtung vorzugsweise eine Steuerung
auf, die auf das Ausgangssignal des Sensors anspricht und die Lüftereinrichtung
steuert. Sobald die Steuerung aktiviert ist, wird die Lüftereinrichtung
eingeschaltet und der Geruchssensor in Betrieb gesetzt. Um den Stromverbrauch
möglichst
niedrig zu halten, wird die Lüftereinrichtung
zunächst
nur in einen Bereitschaftszustand geschaltet, in dem ein relativ
geringer Luftstrom erzeugt wird. Erst wenn der Sensor das Vorhandensein von
Geruchsmolekülen
anzeigt, wird die Lüftereinrichtung
auf volle Leistung geschaltet (Betriebszustand).
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Vorzugsweise
arbeitet die Lüftereinrichtung im
Bereitschaftszustand, d.h., wenn der Sensor keine Geruchsmoleküle feststellt,
etwa mit halber Leistung, während
sie dann, wenn der Sensor das Vorhandensein von Geruchsmolekülen feststellt,
auf volle Leistung umgeschaltet wird.
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Die
Lüftereinrichtung
kann einen oder mehrere Lüfter
aufweisen. Enthält
die Lüftereinrichtung zwei
Lüfter,
so können diese
unterschiedliche Leistungen haben, wobei die Steuerung dann im Bereitschaftszustand
nur den Lüfter
mit der niedrigen Leistung einschaltet und im Betriebszustand dann
beide Lüfter
oder den Lüfter
mit der höheren
Leistung.
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Hat
die Lüftereinrichtung
nur einen einzigen Lüfter,
so wird dieser im Bereitschaftszustand mit einer relativ kleinen
Drehzahl betrieben, während
er im Betriebszustand mit voller Drehzahl betrieben wird.
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Der
Einfachheit halber wird nachfolgend davon ausgegangen, dass die
Lüftereinrichtung
nur einen einzigen Lüfter
aufweist, wobei dies jedoch so zu verstehen ist, dass auch mehrere
Lüfter
vorhanden sein können,
die in der beschriebenen Weise gesteuert werden.
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Der
Lüfter
kann von jeder Bauart sein, z.B. Radiallüfter, Querstromlüfter, Tangentiallüfter. Vorzugsweise
ist er ein Axiallüfter.
Eine maximale Leistung von etwa 60 Liter pro Minute ist im Allgemeinen ausreichend.
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Der
Stromverbrauch der erfindungsgemäßen Vorrichtung
setzt sich zusammen aus dem des Lüfters mit etwa 1500 mW, dem
der Steuerung von einigen wenigen mW und dem des Sensors von etwa 120
mW. Der Stromverbrauch des Sensors ist relativ hoch, da er mit einem
kleinen Heizelement verbunden ist. Die Empfindlichkeit des Sensors
erfordert, dass dieser auf mindestens etwa 30 °C erwärmt wird. Hinzukommt noch der
Stromverbrauch der Schalteinrichtung, falls diese mittels eines
piezoelektrischen Druckwandlers arbeitet. Dieser Stromverbrauch
beträgt
etwa 2 μW.
Es wird für
die Abschätzung
des Stromverbrauchs davon ausgegangen, dass die Toilette 8 Mal pro
Tag für
Stuhlgang verwendet wird, wobei der Lüfter dann jeweils 1 Minuten
läuft sowie
10 Mal nur zum Urinieren, wobei der Lüfter dann für eine Minute nur mit halber
Leistung läuft.
Der jährliche Stromverbrauch
des Lüfters
ist dann (72 Wh + 45 Wh =) 117 Wh. Für den Sensor fällt bei
der angegebenen Benutzungsfrequenz ein jährlicher Stromverbrauch von
13 Wh an, und gegebenenfalls für
ei nen piezoelektrischen Druckwandler ein solcher von 0,0173 Wh. Dieser
Energiebedarf von insgesamt etwa 130 Wh lässt sich durch vier Nickeleisenbatterien
des Typs D (Mono-Zellen) decken.
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Die
Deodorisierungseinrichtung kann ein Aktivkohlefilter oder eine Ionisierungseinrichtung
sein.
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Wenn
die Deodorisierungseinrichtung ein Aktivkohlefilter ist, so ist
dieser vorzugsweise mit einem basischen oder sauren Vorfilter versehen.
Zur Unterdrückung
von Keimen ist der Aktivkohlefilter vorzugsweise mit einem antibakteriellem
Mittel, z.B. Silber, dotiert. Geeignete Aktivkohlefilter sind von
der Firma CAMFIL (Schweden) erhältlich.
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Wenn
die Deodorisierungseinrichtung eine Ionisierungseinrichtung ist,
so wird sie ähnlich
wie der Lüfter
in Abhängigkeit
von dem Geruchssignal des Sensors gesteuert. Sie wird eingeschaltet,
wenn der Sensor das Vorhandensein oxidierbarer Geruchsmoleküle anzeigt.
Außerdem
kann die Leistung der Ionisierungseinrichtung in Abhängigkeit
von der Amplitude des Geruchssignals des Sensors gesteuert werden.
Dadurch wird erreicht, dass die von der Ionisierungseinrichtung
produzierte Menge an Luftionen und Ozon gerade etwa so groß ist, wie
es zur Oxidation der Geruchsmoleküle notwendig ist. Die Erzeugung
einer wesentlichen Menge überschüssiger Luftionen
und überschüssigen Ozons
und der damit verbundene beißende
Geruch werden vermieden.
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Die
Ionisierungsröhre
kann ein Glas-Hohlzylinder mit einem Außendurchmesser von 20 mm, einer
Zylinderhöhe
von 50 mm und einer Wandstärke von
0,8 mm sein. Auf der Innen- und Außenseite des Glaszylinders
sind flächige,
gitterförmige
Elektroden angebracht. Die Enden der zylinderförmigen Röhre können offen oder verschlossen
sein.
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Die
Hochspannungseinheit der Ionisierungseinrichtung erzeugt eine Spannung
von 1 bis 1,8 kV mit einer Frequenz von 8 bis 13 kHz, bei der vorausgehend
beschriebenen Ionisierungsröhre
vorzugsweise eine Wechselspannung von 1,5 kV bei einer Frequenz
von 10 kHz. Die Wechselspannung wird in Form von Rechteckimpulsen
mit einer Frequenz z.B. im Bereich von 50 Hz an die Elektroden der
Ionisationsröhre
angelegt. Die Steuerung der Ionisationsleistung, d.h. der Menge
der erzeugten Luftionen und der Ozonmoleküle, wird dadurch gesteuert,
dass die Dauer der Rechteckimpulse und deren Abstand verändert wird
(Tastverhältnis).
An der Ionisationsröhre liegt
damit entweder keine Spannung an oder eine bestimmte fest eingestellte
Hochspannung, z.B. 1,5 kV. Wenn Ionisation stattfindet, dann erfolgt
sie dadurch mit der einmal gefundenen optimalen Spannung, bei der
die Menge der erzeugten Luftionen und der Ozonmoleküle pro Zeiteinheit
weitgehend konstant ist. Es kann sich bisweilen das Problem ergeben,
dass die Luft nach dem Durchgang durch die Ionisierungseinrichtung
noch einen geringen Anteil an Ozon enthält. In diesen Fällen kann
es vorteilhaft sein, der Ionisierungseinrichtung am Auslassende noch
ein Aktivkohlefilter nachzuschalten. Da der größte Anteil der oxidierbaren
Gase und des Ozons bereits vor dem Aktivkohlefilter miteinander
reagieren, wird das Aktivkohlefilter wenig belastet, sodass es eine
sehr hohe Standzeit hat. In bekannter Weise kann das Aktivkohlefilter
z.B. durch Erhitzen regeneriert werden.
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Der
Sensor kann in Richtung der von dem Lüfter erzeugten Luftströmung vor,
hinter oder neben der Ionisierungseinrichtung angeordnet sein. Wichtig ist
nur, dass der Sensor innerhalb des von dem Lüfter erzeugten Luftstroms angeordnet
ist, bevor dieser Luftstrom wieder in den Raum austritt. Wenn der Sensor
hinter der Ionisierungseinrichtung angeordnet ist, so ist bei der
Festlegung der Steuerungskurve zu berücksichtigen, dass ein Teil
der oxidierbaren Geruchsmoleküle
bereits aufoxidiert ist, bevor sie den Sensor erreichen konnten.
Die Abhängigkeit
der Leistung der Ionisierungseinrichtung von dem Sensorsignal hat
dann zumindest zum Teil den Charakter einer Regelung.
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Der
Sensor hat dann insgesamt eine dreifache Funktion Erstens wird die
Ionisierungseinrichtung eingeschaltet, sobald der Sensor oxidierbare Geruchsmoleküle feststellt,
zweitens steuert der Sensor in Abhängigkeit von der Konzentration
der festgestellten Geruchsmoleküle
die Leistung der Ionisierungseinrichtung und drittens wird die Leistung des
Lüfters
erhöht,
sobald der Sensor oxidierbare Geruchsmoleküle feststellt.
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Bei
der Verwendung eines VOC-Sensors arbeitet die Steuerung vorzugsweise
so, dass das Geruchssignal, das den Lüfter steuert, nicht aus der
absoluten Höhe
des Signals des VOC-Sensors
abgeleitet wird, sondern aus der ersten Ableitung dieses Signals,
d.h., dass das Geruchssignal von einem Ansteigen des Ausgangssignals
des VOC-Sensors erzeugt wird. Es hat sich gezeigt, dass dadurch
die Ansprechsicherheit verbessert wird, da der VOC-Sensor zwar z.B.
auch auf die Dämpfe
von Reinigungsmitteln oder Parfüms
anspricht, die Konzentrationsänderungen
bei derartigen "Geruchsmolekülen" jedoch wesentlich
langsamer sind. Der Schwellwert des Anstiegs, d.h. der ersten Ableitung,
der Kurve, die den zeitlichen Verlauf der Konzentration der oxidierbaren
Geruchsmoleküle
wiedergibt, bei dem das Geruchssignal zum Hochfahren des Lüfters erzeugt wird,
kann experimentell ermittelt werden. Beim Erreichen des Schwellwertes
wird ein Zeitgeber getriggert, der den Lüfter für eine bestimmte Zeit, z.B.
1 Minute, auf volle Leistung schaltet. Wenn der Schwellwert innerhalb
dieser Zeitspanne nochmals erreicht wird, so wird der Zeitgeber
nochmals getriggert. Der Lüfter
wird damit auf volle Leistung geschaltet, sobald der Schwellwert
erreicht wird und bleibt auf voller Leistung bis zum Ende der vorgegebenen
Zeitspanne, z.B. 1 Minute, nach dem Unterschreiten des Schwellwertes.
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Das
auf diese Weise abgeleitete Geruchs- oder Steuerungssignal für den Lüfter gibt
nicht die absolute Konzentration der Geruchsmoleküle an und das
Signal ist daher nicht zur Steuerung der Leistung einer Ionisierungseinrichtung
geeignet. Zweckmäßig wird
daher bei dieser Ableitung des Steuerungssignals ein Aktivkohlefilter
als Deodorisierungseinrichtung verwendet oder von der Steuerung
wird zusätzlich
das Signal ausgegeben, das die absolute Konzentration der Geruchsmoleküle wiedergibt.
Und dieses Signal wird zur Steuerung der Leistung der Ionisierungseinrichtung
verwendet.
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Bei
Verwendung eines H2-Sensors als Geruchssensor
besteht, wie erwähnt,
der Vorteil, dass er nicht auf "Geruchsmoleküle" anspricht, die von Reinigungsmitteln
oder Parfüms
stammen. Auch wird der Lüfter
nicht auf volle Leistung geschaltet und wird die Ionisierungseinrichtung
nicht eingeschaltet, wenn der Benutzer nur uriniert. Dabei wird
nämlich
kein H2-Gas gebildet.
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Durch
alle vorausgehend beschriebenen Maßnahmen wird es schließlich erreicht,
dass der Stromverbrauch der Deodorisierungsvorrichtung so niedrig
gehalten werden kann, dass eine Batterie als Stromquelle ausreicht,
und bei einer normalen Benutzungsfrequenz einmal pro Jahr die Batterien
gewechselt werden müssen.
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Die
Deodorisierungsvorrichtung ist zweckmäßig als ein kompaktes Modul
(Deodorisierungsmodul-DOM) ausgebildet, das die Lüftereinrichtung, den
Sensor, die Deodorisierungseinrichtung (Aktivkohlefilter oder Ionisierungseinrichtung
mit Ionisierungsröhre
und Hochspannungseinheit), die Steuerung und die Stromversorgung
für diese
Komponenten enthält.
Die Stromversorgung kann über
das Stromnetz mittels eines Netzteils mit einem Netztrafo erfolgen.
Wie erwähnt,
erfolgt die Stromversorgung jedoch vorzugsweise über eine Batterie. Das DOM
ist zweckmäßig wasserdicht
ausgebildet und aus einem Material hergestellt, das gegenüber den
haushaltsüblichen
Reinigungsmitteln mit Zitronensäure
widerstandsfähig
ist.
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Die
Steuerung der Deodorisierungsvorrichtung kann so ausgelegt werden,
dass sie sowohl mit Batterien als Stromquelle als auch mittels eines
Netzteil über
das Stromnetz betrieben werden kann und dass sie sich in Abhängigkeit
von der Stromquelle unterschiedlich verhält. Dient als Stromquelle ein
Netzanschluss, so ist ein sparsamer Stromverbrauch weniger wichtig und
kann die Steuerung kontinuierlich betrieben werden und auch der
Sensor kontinuierlich arbeiten. Über
die Schalteinrichtung wird dann nur der Lüfter geschaltet. Bei einer
Batterie als Stromquelle ist dagegen ein niedriger Stromverbrauch
besonders wichtig, sodass dann auch die Steuerung und damit der
Geruchssensor mittels der Schalteinrichtung geschaltet werden. Die
Steuerung kann z.B. über
ein fünfadriges
Kabel mit der Stromquelle verbunden werden, wobei unterschiedliche
Adern für
die Stromzuführung
von einer Batterie und von einem Netzteil dienen.
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Das
Deodorisierungsmodul (DOM) kann im hinteren Bereich des WC-Beckens
angeordnet, bspw. unterhalb des Abflussrohrs oder Geruchsverschlusses,
wo im Allgemeinen ausreichend Platz zur Verfügung steht. An einem eventuell
vorhandenen Spülkasten
und an den Anschlüssen
des Spülkastens
und des Abflusses sind dabei keine Veränderungen notwendig.
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Das
Deodorisierungsmodul kann auch im Spülkasten, z.B. in dessen unterem
Bereich, angeordnet werden, wobei das Ansaugrohr über einen
eigenen Anschluss oder über
eine Abzweigung aus dem Spülrohr
zum Deodorisierungsmodul geleitet wird.
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Vorzugsweise
wird das DOM als kompakte Einheit am unteren Ende der Befestigungsschraube des
stationären
Scharnierteils des Sitzbrettes abgehängt werden. Viele WC-Becken
sind an dieser Stelle tailliert, sodass auf der einen Seite des
WC-Beckens Raum für
die Anordnung des DOM vorhanden ist, während auf der gegenüberliegenden
Seite in dem entsprechenden Raum die Batterien für die Stromversorgung angebracht
werden können.
Diese werden ebenfalls an dem unten vorstehenden Ende der äußeren Hülse angehängt. Diese
Anordnung des DOM bietet sich insbesondere bei der oben erwähnten Integration
der Schalteinrichtung in die Befestigung des stationären Scharnierteils
an, bei der dieses Scharnierteil an einer inneren Hülse befestigt
ist, die in einer äußeren Hülse gleitet
und durch ein Federelement abgestützt ist und bei ihrer Verschiebung die
Schalteinrichtung betätigt.
Das DOM kann hierbei mittels eines Sprengrings am unteren Ende der äußeren Hülse abgehängt werden.
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Der
Lüfter
kann auch als separate Baueinheit auf der Rückseite des WC-Beckens z.B. über oder unter
dem Abflussstutzen angeordnet werden. Diese Anordnung empfiehlt
sich insbesondere dann, wenn ein besonders starker Lüfter eingesetzt
werden soll, der mehr Platz benötigt,
oder wenn zwei Lüfter
eingesetzt werden. Der starke Lüfter
kann dann auf der Rückseite
des WC-Beckens und der schwächere Lüfter in
dem DOM angeordnet werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
WC-Becken von oben;
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2 das
WC-Becken von 1 in Seitenansicht;
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3 das
WC-Becken von 1 in einer Ansicht von hinten;
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4 im
Schnitt die Befestigungseinrichtung des stationären Teils des Scharniers des
Sitzbrettes mit der Schalteinrichtung;
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5 in
einer Explosionsdarstellung die Mittel zur Befestigung des Deodorisierungsmoduls
am WC-Becken;
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6 in
einer Explosionsdarstellung das Deodorisierungsmoduls mit einem
Aktivkohlefilter;
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7 in
einer schematischen Darstellung das Deodorisierungsmodul mit einer
Ionisierungseinrichtung;
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8 die
Anordnung der einzelnen Bauelemente des Deodorisierungsmoduls von 7 auf
einer Platine; und
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9 und 10 weitere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung.
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Die 1 bis 6 zeigen
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Das WC-Becken 10 ist wie üblich am
oberen Beckenrand mit einem verdeckten ringförmigen Kanal 12 versehen. Über einen
Spülwasserstutzen 14 wird
dem Kanal 12 das Spülwasser zugeleitet,
das dann aus Öffnungen 16 in
dem ringförmigen
Kanal 12 ausströmt.
Zwischen dem Spülwasserstutzen 14 und
dem ringförmigen
Kanal 12 sind zwei Verengungen 18 vorgesehen,
durch die das Spülwasser
in beide Arme des ringförmigen
Kanals 12 strömt. Über eine
dritte Öffnung 20 des
Spülwasserstutzen 14,
strömt
ein Teil des Spülwassers auch
direkt in das WC-Becken 10. Der Querschnitt der beiden
Verengungen 18 und der Öffnung 20 ist
so bemessen, dass im Wesentlichen der gesamte Druckabfall des Spülwassers
an ihnen stattfindet, sodass das im ringförmigen Kanal 12 fließende Wasser praktisch
drucklos ist. Unmittelbar nach den Verengungen 18 führen jeweils
Absaugkanäle 22 von
dem ringförmigen
Kanal 12 nach hinten. Die Absaugkanäle 22 steigen leicht
an, sodass beim Spülen
eintretendes Wasser wieder zum Kanal 12 und in das WC-Becken 10 abfließt. Die
Absaugkanäle 22 verlaufen
in Hörnern 24.
Am hinteren Ende der Hörner 24 sind
auf der Oberseite Öffnungen 26 vorgesehen,
an die ein sich am einen Ende verzweigendes Ansaugrohr 28 angeschlossen
wird, dessen anderes Ende zu einem Deodorisierungsmodul (DOM) 30 führt. Da
das Spülwasser
in dem ringförmigen
Kanal 12 praktisch drucklos ist, die Absaugkanäle 22 nach
hinten ansteigen und das Ansaugrohr 28 von den Hörnern 24 nach
oben wegführt,
besteht nicht die Gefahr, dass Spülwasser in das DOM 30 eintritt.
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In 3 sind
ferner der Abflussstutzen 32 und die beiden Öffnungen 34 für die Wandmontage des
WC-Beckens 10 erkennbar.
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Die
Oberseite des WC-Beckens 10 hat im hinteren Bereich etwa
gleichbleibende Breite und in der Oberseite sind zwei Öffnungen 36 zur
Befestigung des stationären
Scharnierteils 38 des Sitzbrettes 40 vorgesehen.
Unter der Oberseite ist das WC-Becken 10 im
hinteren Bereich seitlich tailliert und die Öffnungen 36 für die Sitzbrettmontage
befinden sich über
diesem taillierten Bereich. Auf der einen Seite des taillierten
Be reiches befindet sich das DOM 30 und auf der anderen
Seite ein Batteriegehäuse 42 (1).
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4 und 5 zeigen
die Integration der Schalteinrichtung in die Mittel zur Befestigung
des stationären
Scharnierteils 38. In die Öffnung 36 ist eine äußere und
eine innere Hülse 44, 46 eingesetzt, die
an ihrem oberen Ende jeweils einen nach außen gerichteten, ringförmigen Flansch 48, 50 haben.
Der Flansch 48 der äußeren Hülse 44 liegt
auf der Oberseite des WC-Beckens 10 auf und zwischen den
beiden Flanschen 48, 50 ist ein Federelement 52 in Form
eines O-Rings aus elastomerem Material mit etwa quadratischem Querschnitt
eingefügt.
Die innere Hülse 46 kann
in der äußeren Hülse 44 vertikal gleiten,
wobei sich die innere Hülse 46 mit
ihrem Flansch 50 auf dem Federelement 52 abstützt. An dem
unten vorstehenden Ende der äußeren Hülse 44 ist
mittels eines Sprengrings eine Halterungsplatte 54 gehalten,
die mittels einer Einstellschraube 56 gegen die Unterseite
des WC-Beckens 10 gespannt ist, sodass sie vertikal fixiert
ist. Die innere Hülse 46 steht unten
etwas über
die äußere Hülse 44 vor
und mittels eines Sprengrings ist dort ein Hebel 58 befestigt,
der den Tastknopf 60 eines Mikroschalters betätigt, der die
Schalteinrichtung 62 darstellt. Der Mikroschalter ist in
der Halterungsplatte 54 befestigt. Die Befestigungsschraube 64 für den stationären Teil 38 des Sitzbrettscharniers
ist durch die innere Hülse 46 geführt und
gegen das untere Ende der inneren Hülse gespannt. Wenn sich der
Benutzer der Toilette auf das Sitzbrett setzt, so wird durch sein
Gewicht das Federelement 52 komprimiert und die innere
Hülse 46 etwas
nach unten gedrückt.
Der Hebel 58 löst
sich dadurch von dem Tastknopf des Mikroschalters, wodurch das DOM 30 aktiviert
wird.
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Die
Halterungsplatte 54 ist ein Teil des Gehäuses 66 des
DOM 30. In 6 sind die einzelnen Komponenten
des DOM 30 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. An der
Halterungsplatte 54 ist das Ansaugrohr 28 angesetzt,
das in einen Bereich mit etwa quadratischem Querschnitt übergeht,
in dem sich der VOC-Sensor 70 befindet
und der Lüfter 72 sitzt,
der mittels eines Lüfterauslassstutzens 68 gehalten
wird. An den Lüfterauslassstutzen 68 ist
ein Filtergehäuse 74 angeklemmt,
das einen Aktivkohlefilter 76 enthält. Seitlich an dem Gehäuse 66 ist
eine flache Abdeckung 78 befestigt, unter der sich die
Platine 80 mit der gedruckten Schaltung der Steuerung befindet.
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Über eine
nicht dargestellte Öffnung
in der Wand des WC-Beckens 10 ist
das Ansaugrohr 28 mittels eines flexiblen Schlauches 82 mit
den Absaugkanälen 22 verbunden.
Das Batteriegehäuse
ist auf ähnliche
Weise an der anderen Seite des WC-Beckens 10 befestigt und mittels
der in 3 erkennbaren elektrischen Leitung 84 wird
von dort der Strom zu dem DOM 30 geleitet.
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Das
DOM 30 kann eine Deodorisierungseinrichtung in Form einer
Ionisierungseinrichtung 86 oder eines Aktivkohlefilters 76 oder
einer Kombination beider Einrichtungen aufweisen. Der Sensor 70 kann
dabei jeweils ein VOC-Sensor oder ein H2-Sensor
sein.
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7 zeigt
ein Deodorisierungsmodul (DOM) 30 mit einer Ionisierungseinrichtung 86.
Das DOM 30 ist in einem kompakten Gehäuse 66 untergebracht,
durch das ein Strömungskanal 88 verläuft, in
dem in Strömungsrichtung
hintereinander ein Sensor 70, ein Lüfter 72 und eine Ionisationsröhre 87 angeordnet
sind. Der Lüfter 72 kann
auch an jeder anderen Stelle innerhalb des Strömungskanals 88 angeordnet
sein. Er saugt Luft über
ein Ansaugrohr 28 an, treibt sie durch den Strömungskanal 88 und
bläst sie
nach der Behandlung über
eine Auslassöffnung 90 wieder
in die Umgebung aus. Die Ionisationsröhre 87 ist Teil der
Ionisierungseinrichtung 86 (8), die noch
eine Hochspannungseinheit 92 aufweist. Eine Steuereinheit 94 verarbeitet
die Signale des Sensors 70 und steuert die Ionisierungseinrichtung 86 in
Abhängigkeit
von den Sensorsignalen. Die Stromversorgung aller Komponenten erfolgt über ein
Netzteil 96 in einem Netzstecker mit einer Ausgangsspannung
von 12 Volt. Die Reihenfolge von Sensor 70, Lüfter 72 und
Ionisationsröhre 82 ist
dabei beliebig. Der Sensor 70, die Steuereinheit 94,
der Lüfter 72, die
Ionisationsröhre 87 und
die Hochspannungseinheit 92 sind alle auf der gleichen
Seite einer gemeinsamen Platine 80 montiert. Die Platine 80 ist
oben in dem Gehäuse 66 befestigt,
wobei die Montageseite mit den einzelnen Komponenten nach unten
zeigt. Der Lüfter 72 füllt dabei
den gesamten Querschnitt des Gehäuses 66 aus
und auch die Ionisationsröhre 82 erstreckt
sich bis nahe zur Unterseite des Gehäuses 66 (7).
Das Ansaugrohr 28 mündet
auf der in 7 linken oberen Kante in das
Gehäuse 66 und die
Auslassöffnung 90 befindet
sich an der rechten unteren Kante. Das DOM 30 hat an der
Unterseite ein Notventil 98, über das eventuell eintretendes
Wasser abgelassen wird. Das Notventil 98 ist als Pilzventil ausgeführt und öffnet bereits
bei geringem Wasserdruck. Wie nachfolgend noch erläutert wird,
sind die Mittel zum Ansaugen der Luft aus dem Beckeninneren jedoch
so ausgelegt, dass kein Wasser in das DOM 30 eintreten
kann.
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Der
Sensor 70 ist typischerweise ein Halbleiter-Zinnoxid-Sensor,
der oxidierbare Gasbestandteile in der Luft feststellt. Der elektrische
widerstand des Sensors 70 ändert sich in Abhängigkeit
von der Konzentration der oxidierbaren Luftbestandteile, die sich in
der Luft befinden, die an den frei liegenden Oberflächen des
Sensors 70 vorbei strömt.
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Die
Ionisationsröhre 87 besteht
aus einem Glas- oder Keramikzylinder mit zwei Elektroden auf der
Innenseite und der Außenseite.
Die Hochspannungseinheit 92 erzeugt eine elektrische Wechselspannung
von 1,5 kV und 10 kHz und diese Wechselspannung wird an die beiden
Elektroden angelegt, wodurch Luftionen und aktiver Sauerstoff nach
dem Prinzip der stillen oder dielektrisch behinderten Entladung
erzeugt werden. Die Ionisierungseinrichtung arbeitet im Impulsbetrieb,
d.h. die Hochspannungseinheit 92 erzeugt eine die Hochspannung
in Form einer Folge von Rechteck-Hochspannungsimpulsen. Dadurch
wird erreicht, dass die Ionisierungseinrichtung 86 immer
mit der optimalen Spannung betrieben wird, bei der stabil und reproduzierbar überwiegend Luftionen
und nur ein geringer Anteil an aktiven Sauerstoffatomen erzeugt
werden.
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Die
Steuereinheit 94 steuert das DOM 30 in der Weise,
dass im Bereitschaftszustand, d.h., wenn der Sensor 70 kein
Signal abgibt, das auf das Vorhandensein von oxidierbaren Luftbestandteilen
hinweist, der Lüfter 72 etwa
mit seiner halben Nennleistung läuft
und die Ionisierungseinrichtung 86 stromlos ist. Sobald
der Sensor 70 meldet, dass oxidierbare Luftbestandteile
in der angesaugten Luft vorhanden sind, wird der Lüfter 72 auf
volle Leistung geschaltet und wird die Ionisierungseinrichtung 86 eingeschaltet,
wobei die Leistung der Ionisierungseinrichtung 86 in Abhängigkeit
von der Menge der oxidierbaren Luftbestandteile gesteuert wird.
Die Steuereinheit 94 steuert die Leistung der Ionisierungseinrichtung 86 durch
Verändern
der Impulsdauer und/oder der Impulsabstände, wobei die Maximal-Spannung
jedes Impulses im Wesentlichen konstant bei etwa 1,5 kV liegt. Die
Steuerung der Ionisationsleistung erfolgt in Abhängigkeit von dem Widerstandswert
des Sensors 70 mit dem Ziel, gerade die Menge an Luftionen
und Sauerstoffatome zu erzeugen, die notwendig ist, um die oxidierbaren
Luftbestandteile zu oxidieren und damit zu zerstören. Die Sauerstoffatome führen zur
Bildung von Ozon. Überschüssige Sauerstoffatome
würden
als beißender Ozongeruch
wahrgenommen.
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9 zeigt
ein anderes Ausführungsbeispiel einer
Toilettenausstattung. An dem WC-Becken 10 sind ein Sitzbrett 40 und
ein Deckel 100 in üblicher Weise
mittels eines Scharniers befestigt sind. Die Toilettenausstattung
weist ferner einen Spülkasten 102 mit
einem Spülrohr 104 auf,
das in mehreren Auslassöffnungen
am Rand des WC-Beckens 10 endet. Das Spühlrohr 104 kann zweiteilig
sein und ein senkrechtes Fallrohr und ein waagerechtes Verbindungsstück 106 aufweisen.
Die Entleerung des WC-Beckens 10 erfolgt über ein
Abflussrohr 108, das an einem Abflussstutzen 32 des
WC-Beckens 10 angesetzt ist. Ein Abflussverbindungsstück 46 kann
dazwischen gesetzt sein. Der Spülkasten 102 weist
die üblichen
Bedienungsarmaturen auf, die in den Figuren jedoch nicht dargestellt
sind. Das Gehäuse 66 des
DOM 30 kann insgesamt ein im Wesentlichen rechtwinkliger
Körper
mit einer maximalen Seitenlänge
von etwa 100 mm sein, wobei jeweils das Ansaugrohr 28 den
unterschiedlichen Verhältnissen
angepasst wird.
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Die
Luft wird über
den flexiblen Schlauch 82 angesaugt, der die Öffnungen 26 auf
der Oberseite der Hörner 24 mit
dem DOM 30 verbindet. Handelsübliche WC-Becken 10 haben
im hinteren Bereich über
oder unter dem Abflussstutzen 32 einen geeigneten Hohlraum
für die
Unterbringung des DOM 30. Der Anschluss des WC-Beckens 10 an
den Spülkasten 102 und
das Abflussrohr 108 erfolgt mittels üblicher Verbindungsteile und
Manschetten.
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Bei
dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist das DOM 30 im Spülkasten 102 angeordnet
und ist das Ansaugrohr 28 durch das Spülrohr 104 geführt. Das
Ansaugrohr tritt vor dem Ende des Spülrohrs 104 seitlich
aus diesem aus und ist dort mittels des flexiblen Schlauchs 82 mit
den Öffnungen 26 der
Hörner 24 verbunden.
-
- 10
- WC-Becken
- 12
- ringförmiger Kanal
- 14
- Spülwasserstutzen
- 16
- Öffnungen
(ringför
-
- miger
Kanal)
- 18
- Verengungen
- 20
- dritte Öffnung
- 22
- Absaugkanäle
- 24
- Hörner
- 26
- Öffnungen
(Hörner)
- 28
- Ansaugrohr
- 30
- DOM
- 32
- Abflussstutzen
- 34
- Öffnungen
für Wand
-
- montage
- 36
- Öffnungen
(Sitz
-
- brettmontage)
- 38
- stationärer Teil
- 40
- Sitzbrett
- 42
- Batteriegehäuse
- 44
- äußere Hülse
- 46
- innere
Hülse
- 48
- Flansch
für 44
- 50
- Flansch
für 46
- 52
- Federelement
- 54
- Halterungsplatte
- 56
- Einstellschraube
- 58
- Hebel
- 60
- Tastknopf
- 62
- Schalteinrichtung
- 64
- Befestigungsschr.
- 66
- Gehäuse
- 68
- Lüfterauslassstutzen
- 70
- Sensor
- 72
- Lüfter
- 74
- Filtergehäuse
- 76
- Aktivkohlefilter
- 78
- Abdeckung
- 80
- Platine
- 82
- flexibler
Schlauch
- 84
- elektrische
Leitung
- 86
- Ionisierungs
-
- einrichtung
- 87
- Ionisationsröhre
- 88
- Strömungskanal
- 90
- Auslassöffnung
- 92
- Hochspannungseinheit
- 94
- Steuereinheit
- 96
- Netzteil
- 98
- Notventil
- 100
- Deckel
- 102
- Spülkasten
- 104
- Spülrohr
- 106
- Verbindungsstück
- 108
- Abflussrohr