DE2641360C3

DE2641360C3 - Speicher- und BrennveraschungstoUette

Info

Publication number: DE2641360C3
Application number: DE2641360A
Authority: DE
Inventors: John Frederick Williams Bay Wis. Cooper; Donald Page Lake Geneva Wis. Frankel; Willard Eugene Willow Lake Estate Elgin Ill. Kendall
Original assignee: Lake Geneva A & C Corp Williams Bay Wis (vsta)
Current assignee: Lake Geneva A & C Corp Williams Bay Wis (vsta)
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1976-09-14
Publication date: 1979-06-28
Also published as: AU501311B2; FR2329242B1; FR2329242A1; US4138331A; CH609234A5; GB1536929A; DE2641360B2; SE7609927L; JPS5531366B2; SE429475B; CA1052054A; JPS5258239A; AU1721976A; US4051561A; DE2641360A1; BE847435A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicher- und Brennveraschungstoilette der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen ArL

Bei einer bekannten Brennveraschungstoilette dieser Art (US-PS 33 58 251) werden die zu veraschenden Fäkalien auf einem Ablageschild gesammelt, welcher im Abstand über dem Boden des Sammelbehälters angeordnet ist und unmittelbar von der Flamme eines seitlich in die Sammelkammer mündenden Gasbrenners bestrichen wird. Da aber die Größe des Ablageschildes notwendig gegrenzt ist, können nur die Fäkalien von wenigen Toilettenbenutzungen gesammelt werden, so daß der Verbrennungszyklus verhältnismäßig häufig in Gang gebracht werden muß. Dadurch und durch die Verbrennung und Veraschung der Fäkalien unmittelbar in der Gasflamme ist der Brennstoffverbrauch hoch, wobei außerdem die Gefahr besteht, daß vom Ablageschild herunter auf den Boden des Sammelbehälters und damit aus dem unmittelbaren Flammenbereich herausfallende Fäkalien nicht hinreichend verbrannt werden. Ferner ist ein derart ausgelegter Brenner aufwendig und erfordert einen verhältnismäßig hohen Gasdruck zur Erzeugung einer hiri,'^pichend großen und starken Flamme. Ferner sind die Reinigung und das Sauberhalten der Toilette problematisch und durch die Häufigkeit der erforderlichen Verbrennungszyklen sind die Ausfallzeiten hoch, die für eine hinreichende Abkühlung der Toilette nach jeder Verbrennung erforderlich sind

Es liegt die Aufgabe vor. eine Brennveraschungstoilette zu schaffen, welche die Speicherung von Fäkalien aus verhältnismäßig vielen Toilettenbenutzungen vor jeder Verbrennung erlaubt, mit geringem Verbrennungsenergiebedarf auskommt und die hygienischen Anforderungen hinsichtlich Reinigung und Geruchsbe 'ästigung erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch I gelöst.

Da erfindungsgemäß die Verbrennungskammer unter dem Sammelbehälter ausgebildet ist, kann dessen gesamter unterer Bereich über dem Boden, wo sich die Fäkalien ablagern, zu deren Speicherung ausgenutzt werden, so daß deren Ansammlung über eine längere Zeitdauer hin ermöglicht ist und daher die Häufigkeit der erforderlichen Verbrennungszyklen verringert ist* Durch die Zuführung vorgewärmter Verbrennungsluft in den Sammelbehälter und die Führung der Dämpfe und Verbrennungsprodukte über den Durchgang durch die Verbrennungskammer hindurch wird eine rasche und gleichwohl weitgehend vollständige Verbrennung bei verhältnismäßig geringem Verbrennungsenergiebe-

darf erreicht Die die Verbrennungswärme erzeugende Vorrichtung, vorzugsweise ein atmosphärischer Gasbrenner, ist unter dem Boden des Sammelbehälters geschützt angeordnet, so daß keine Verschmutzungsgefahr besteht und die wärmeerzeugende Vorrichtung über eine verhältnismäßig große Fläche des Bodens des Sammelbehälters hin sich erstrecken kann. Gleichzeitig läßt sich der Sammelbehälter etwa topfförmig derart auslegen, daß er gegebenenfalls leicht gereinigt werden und sauber gehalten werden kann, so daß die hygienischen Anforderungen im hohen Maße erfüllt sind, wozu auch beiträgt, daß durch die nahezu vollständige Verbrennung eine Geruchsbelästigung durch die aus dem Schornstein austretenden Rauchgase vermieden ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Veraschuügstoilette,

Fig.2 eine Seitenansicht der in Fig. '· gezeigten Toilette mit aus Gründen der Übersichtlichkeit weggebrochenen und geschnittenen Teilen,

F i g. 3 eine geschnittene Draufsicht im wesentlichen längs der Schnittlinie III-III nach F i g. 2.

Fig.4 eine geschnittene Vorderansicht im wesentlichen längs der Schnittlinie IV-IV nach F i g. 2,

F i g. 5 eine horizontale, geschnittene Detailansicht im wesentlichen längs der Schnittlinie V-V nach F i g. 4.

F i g. 6 eine fragmentarische, teilweise weggebrochene und geschnittene Draufsicht auf einen Verschlußdekkel für die Öffnung in der Abdeckplatte,

Fig. 7 eine vergrößerte, fragmentarische, vertikal geschnittene Detailansicht im wesentlichen längs der Schnittlinie VII-VII nach F ig. 6,

F i g. 8 eine vergrößerte fragmentarische, geschnittene Detailansicht im wesentlichen längs der Linie VIIl-VIII nach Fig.6,

F i g. 9 e.ne schematische, fragmentarische Draufsicht auf eine modifizierte Verschlußdeckelanordnung,

Fig. 10 eine vergrößerte, fragmentarische, vertikal geschnittene Detailansicht im wesentlichen längs der Schnittlinie X-X nach F i g. 9, und

Fig. 11 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Beti.ebsdetails und der Steuerung für die Veraschungstoilette.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform f'ir eine Speicher- und Brennveraschungstoilette gemäß Fig. 1 und 2 ist ein umgebendes Gehäuse 15 vorgesehen, das aus einem korrosionsbeständigen, schlagfesten und ausreichend temperaturbeständigen, formbaren thermoplastischen Kunststoff gebildet sein kann. Das Gehäuse hat eine Vorderwand 17, einander gegenüberliegende Seitenwände 18 und eine Bodenwand 19. Gegen die Vorderwand 17 nach hinten versetzt, befindet sie; eine nach oben gerichtete Haube 20, die einen Abzugsschornstein umgibt.

In dem Gehäuse 15 ist innen nahe der Vorderwand 17 und zwischen den Seitenwänden 18 ein wärmedurchlässiger, nach oben offener Sammelbehälter 21 angeordnet, in den über eine Öffnung 22 in einer Abdeckplatte 23 die Fäkalien abgelagert werden. Die Abdeckplatte 23 stellt vorzugsweise ein geformtes Blech, z. B. aus Edelstahl, dar, das komplementär zu den oberen Rändern der Vorderwand 15 und der Seitwände 18 ausgelegt ist und von diesen Rändern iir dem unteren Ende der nach oben sich erstreckenden Haube 20 getragen wird. Die Abdeckplatte 23 ist mit einem nach unten gekehrten Umfang&flansch 24 längs ihrer vorderen und seitlichen Ränder versehen, der die oberen Ränder der Vorder-

ί und Seitenwände des Gehäuses an deren Außenseite übergreift. Ein nach oben abstehender Bordflansch 25 an der Abdeckplatte 23 schmiegt sich an das untere Ende der Vorderwand der Haube 20 an. In exakter Ausrichtung auf die öffnung 22 wird von der

in Abdeckplatte 23 ein Toilettensitz 27 und ein Sitzdeckel 28 gehalten, die beide am hinteren Bereich der Abdeckplatte 23 mittels einer gewöhnlichen Schwenkkonsolenanordnung 29 aufklappbar befestigt sind.
Der Sammelbehälter 21 kann als gegossenes Edel-Stahlelement ausgebildet und mit einer Vorderwand 30, einer Rückwand 31, einander gegenüberliegenden Seitenwänden 32 (F i g. 2,3 und 4) und einer Bodenwand 33 versehen sein, die eine nach oben sich öffnende Sammelkammer mit grundsätzlich von vorne nach hinten sich erstreckender, länglicher Gestalt bilden. Die Bodenwand 33 neigt sich nach upten und nach vorne unter einem geringen Winkel.

Zur Ausbildung einer Verbrennungsicammer 34 unter dem Sammelbehälter 21 ist dieser lösbar auf zwei Paaren von Tragsäulen 37, 40 im Abstand über der Bodenwand 19 des Gehäuses abgestützt. Die Tiagsäulen 3/, 40 sind an einem Metallrahmen 35 angebracht und weisen nach oben sich öffnende Fassungen 38, 41 auf. in welchen nach unten ragende, an der Bodenwand

κι 33 des Sammelbehälters 21, nahe den Verbindungsstellen von Vorderwand 30 und Seitenwänden 32 angeformte Zapfen 39, 42 aufgenommen werden können. In geeigneten, in Längsrichtung voneinander in Abstand befindlichen Intervallen stehen die oberen

ii Enden der Seitenwände 32 des Sammelbehälters in Eingriff mit niederhaltenden Klammern 43, die entfernbar an den oberen Enden von vertikalen Verankerungsstangen 44. die vom Rahmen 35 getragen werden, befestigt sind.

4(i Die Verbrennungskammer 34 ist mit einer feuerfesten Wärmeisolierung, vorzugsweise in Form einer Faserker.rmik, mit einem vom Rahmen 35 getragenen Basispaneel 45 ausgekleidet. Das Paneel 45 liegt in einem geeigneten Abstand unter der Bodenvvand 33 des

i'i Sammelbehälters und im Abstand über dei Bodenwand 19. Ein senkrechtes, vorderes Isolierp.;neel 47 erstreckt sich von dem Paneel 45 im Abstand zur Gehäusevorderwand 17 und liegt auf der Vorderwand 30 des Sammelbehälters auf. Senkrechte seitliche Isolierpanee-

ΊΟ Ie 48 erstrecken sich weiter von dem Basispanell 43 und liegen zum größten Teil an den Seitenwänden 32 des Sammelbehälters an. wobei jedoch an den Gehäuseseitenwanden 18 ein Luftraum verbleibt. An ihren hinuren Enden sind die seitlichen Isolierpaneele 48 mit einem

">i nach oben und nach hinten schräg verlaufenden Isolierpaneel 49 verbunden, das im Abstand hin;er der Hinterwand 31 des Sammelbehälters liegt und so einen hinteren, nach oben verlaufenden Verbrennungsraum 50 als Verlängerung der Verbrennungskammer 34 schafft.

·· der die Wärmeübertragung durch die Rückwand 31 gestattet.

Am oberen Ende des Verbrennungsraumes 50 befindet sich der Eingang zu einem Abzugsschacht 51, der durch einen Schornstein 52 gebildet wird; letzterer

• > besteht aus der gleichen feuerfesten Wärmeisolation, gebildet aus Kerarf.ikfasern mit einem hohen Schmelzpunkt (1360⁰C). Diese Keramikfasern haben die Eigenschaft, bei der für den vorliegenden Zweck

geeigneten Dicke von etwa 2,5 cm an den der Verbrennungshitze ausgesetzten Oberflächen weißglühend zu werden, jedoch die Hitze innerhalb der Verbrennungsräume zu halten und eine ausreichend kühle Äußenoberfläche beizubehalten, so daß sich ί umwälzende Kühlluft oder die Totlufträume zwischen der Isolierung und dem umgebenden Gehäuse perfekt sichere und angenehme Temperaturverhältnisse an den äußeren Oberflächen des Gehäuses gewährleisten. Der Wärmeübergang zu den äußeren Oberflächen des Gehäuses wird weiter dadurch verringert, daß das Gehäuse aus einem schlecht wärmeleitenden Material besteht. Ein wesentlicher Abstand zwischen dem Schornstein 52 und der Haube 20 und insbesondere zu deren entfernbarer Rückwand 20a ist außerdem ι? vorgesehen. Die Rückwand 20a erstreckt sich durchgehend von der B^denwand 19 nach oben bis zu einer Einlaßöffnung 53. welche dem Zugang von Verbrenhungs- und Kühlluft in die Einheit dient. Eine rohrförmige Zugummantelung 54 ist ferner im Abstand um den oberen Bereich des Schornsteins 52 befestigt. An ihrem unteren Enden ist die Ummantelung 54 zur Aufnahme von Kühlluft offen, während ihr oberes Ende verschlossen und mit einem seitlich abstehenden Austrittsstutzen 55 versehen ist, der nach außen durch die öffnung 53 ragt und gegebenenfalls mit einem geeigneten Ofenrohr außerhalb der Haube 20 verbunden werden kann. Die Ummantelung 54 selb«*; isi dn der Innenseite der Vorderwand der Haube 20 befestigt. Eine Austrittsöffnurig ->7 öffnet sich am oberen Bereich des vi Schornsteins 52 und ist auf den Austrittsstutzen 55 ausgerichtet Mittels dieser Anordnung wird relativ kühle Luft durch die Zugummantelung 54 eingesogen, wodurch die Temperatur der aus der Öffnung 57 austretenden Rauchgase herabgesetzt wird. Dabei ist J5 der Strömungsquerschnitt des Austrittsstutzens 55 wesentlich größer als der der Öffnung 57. wodurch dem erhöhten Austrittsvolumen, bedingt durch die den austretenden Rauchgasen zugemischte Kühlluft. Rechnung getragen wird. -»n

Eine dicke Lage 58 aus feuerfester Isolierung befindet sich über dem oberen Rand des Sammelbehälters 21 unter der Abdeckplatte 23. Diese Isolierlage 58 kann aus im wesentlichen dem gleichen Material wie das der anderen Isolierpaneele bestehen, die die Verbrennungs- +3 kammer 34, 50 und den Nachbrenner-Schornsteinschacht 52 bilden, jedoch hat die Isolierlage 58 eine poröse oder flockenartige Struktur und ist etwa 3.71 cm dick. Eine Durchgangsöffnung 59 in der Isolierlage 58 liegt ausgerichtet jedoch in geringem Abstand zu einem ίο nach unten weisenden Flansch 60, der etwa die gleiche Breite wie die Dicke der Isolierlage 58 hat Der Flansch 60 bildet die Aufnahmeöffnung in der Abdeckplatte 23 und auch eine Abschirmung für die Kante der Öffnung 59 in der Isolierlage 58. Da der herabhängende ~>> Schutzflansch 60 so schmal wie möglich, d. h. nur so breit wie die Dicke der Isolierlage 58 ausgelegt ist und da er sich im wesentlichen gerade vertikal erstreckt ist die Wahrscheinlichkeit daß er verschmutzt wird, minimal.

Während eines Benutzungsintervalls kann die Auf- ·>" nahmeöffnung 22 offen bleiben, so daß sie¹" die Toilette auf gewohnte Weise benutzen läßt Ein Nachspülen oder Verbrennen ist nicht bei jeder Benutzung notwendig, sondern erfolgt erst wenn für den Verbrenr.ur.gszyklus eine ausreichende Ansammlung an ¹^ Fäkalien im Sammelbehälter 21 vorliegt Z. B. kann eine Aufnahmekapazität von 65 bis 70 Benutzungen veranschlagt werden oder die Toilette wird so lange benutzt, bis das Volumen aus Flüssigkeiten und Feststoffen ein bestimmtes Niveau erreicht hat. Dieser Zustand kann durch eine Meßeinrichtung, z. B. in Form einer vertikalen Meßrippe 61 (Fig.2, 3 und 4) an einer Wand im inneren des Sammelbehälters 21, z. B. an der Rückwand 31, bestimmt werden. Dabei erstreckt sich die Meßrippe von der Bodenwand 33 bis zur maximalen Meßhöhe, die durch die öffnung 22 beobachtet werden kann.

Während der Sammelperiode kann aus ästhetischen und hygienischen Gründen ein Abdeckschauni auf die Fäkalienmasse 62 aufgebracht, ζ. Β mittels einer entsprechenden Einrichtung automatisch eingespritzt oder manuell aus z. B. einer Sprühdose von Zeit /u Zeit aufgesprüht werden.

Wenn ein Verbrennungszyklus in Gang gesetzt werden soll, ist hierfür zunächst Vorbedingung, die Aufnahmeöffnung 22 mit einem Sirherheits-VerschHiü deckei 64 (vgi. F i g. 6, 7, S und i i) dicht zu verschließen. Zu diesem Zweck weist der Deckel 64 eine obere Platte 65, vorzugsweise aus Metall, auf, an der ein geeigneter, nach auUen abstehender Handgriff 67 befestigt ist. An der Unterseite der Platte 65 ist eine insgesamt pfannenförmige Schale 68 angebracht, die frei in den Flansch 22 hineinpaßt. Die Verbindung der Schale 68 mit der Platte 65 erfolgt durch einen seitlichen Rnrdflansch 69, der über den Rand der Öffnung 22 hinausrajfi. Eine isolierende Dichtscheibe 70 ist an der Unterseite des Flansches 69 als Wärmeabdichtung befestigt.

Innerhalb der durch die Schale 6& gi-W.ielen Kammer befindet sich eine geeignete Wärmeisolierung 71. Um den Deckel gegen eine unbeabsichtigte Verlagerung zu sichern, sind ein oder mehrere Rückhaltefinger 72 an der Unterseite der Schale 68 längs ihres einen Seitenrandes derart angebracht, daß sie unter die untere Kante des Flansches 60 ragen. Des weiteren ist ein manuell betätigbarer Verriegelungsbolzen 73 gleitbar in der Schale 68 angeordnet, der an deren anderen Seite durch eine Bohrung 74 in eine rohrförmige Hülse 75 eingeschobenwerden kann, die vom Flansch 60 gehalten wird und sich in und durch den benachbarten Bereich der Isolierplatte 68 erstreckt Der Bolzen 73 wird von einem Führungsrohr 77 abgestützt, das mittels einer Tragkonstruktion 78 unterhalb der oberen Platte 65 befestigt ist Die Betätigung des Bolzens 73 erfolgt mittels eines nach oben vom Bolzen abstehenden Betätigungsvorsprunges 79, der sich durch einen Begrenzungsschlitz 80 erstreckt von welchem die Grenzlagen des Bolzens 73 festgelegt sind. Der Zugang zu dem Betätigungsvorsprung 79 erfolgt durch eine Zugangsöffnung 81 in der Platte 65 oberhalb des Schlitzes 80.

Zur Sicherung gegen ein Öffnen des Deckels 65 während des Verbrennungszyklus ist eine Einrichtung vorgesehen, die eine auf Wärme ansprechende Verriegelungsmechanik bildet Zweckmäßigerweise umfaßt diese Einrichtung eine Sicherheitsverschlußplatte 82, die z. B. mittels Tragkonsolen 83 gleitbar an der Unterseite der oberen Platte 65 und normalerweise nahe einer Seite, hier der Rückseite der Zugangsöffnung 81 gehalten ist Die Verschlußplatte kann wärmeabhängig in eine Schließstellung bewegt werden, in der sie die Zugangsöffnung 81 blockiert Dies erfolgt mittels eines Bimetallstreifens 84. der zentral an der hinteren Kante der Platte 82 befestigt ist und dessen gegenüberliegende Endbereiche frei gleitbar durch betreffende Öffnungen 85 in den Tragkonsolen 78 hindurchragea Bei

Raumtemperatur hält der Bimetallstreifen 84 die Platte in der zurückgezogenen Stellung, die in Fig. 6 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Erreicht die Temperatur im Sammelbehälter 21 einen bestimmten Wert, von z. B. etwa 81 °C, bewegt sich die Platte 82 infolge des Bimetallstreifens 84 in die voÜverriegeite Stellung gemäß ausgezogener Linien in F i g. 6, In dieser Venfegelungsstellung verbleibt sie so lange^ bis die Einheit auf eine sichere Temperatur abgekühlt ist, bei der der Bimetallstreifen die Platte 82 wieder zurück- lö zieht.

Zusätzlich zu seiner Verriegelungsfunktion dient der Bolzen 73 zur Betätigung einer Sicherheitssteuereinrichtung für einen Brennersteuerschaltkreis. Diese Sicherheitssteuereinrichtung ist Form eines normalerweise offenen Sicherheitsschalters 87 ausgebildet, der in geeigneter Weise an einer Tragkonsole 88 befestigt ist. Die Konsole 88 selbst wird durch die Gehäuseseiten-Wand 18 nahe der Boizenaufnahmehüise 75 gehauen. Der Schalter 87 kann ein Mikroschalter sein, der einen federnden Arm 89 aufweist, dessen dem Schalter abgewandtes Ende am äußeren Ende eines Betätigungsstößels 90 angelenkt ist, der sich in die rohrförmige Fühningshülse 75 streckt und in der Verriegelungsstellung des Bolzens 73 mit von diesem in Richtung auf den Arm 89 verschoben wird, während er von dem federnden Schalterbetätigungsarm 89 zurückgeschoben wird, sobald der Bolzen 73 zurückgezogen wird. Als Folge hiervon wird der den Brenner in Betrieb setzende Schaltkreis automatisch geöffnet, wenn sich der Vemegelungsbolzen 73 in der zurückgezogenen Lage befindet, und automatisch geschlossen, wenn der Vemegelungsbolzen die verriegelnde Stellung einnimmt.

Bei einer in Fig.9 und 10 gezeigten modifizierten Anordnung ist die Funktion des Verriegelungsbolzens 73 die gleiche wie schon beschrieben. Anstelle der Verschlußplatte 82 trägt jedoch der Verschlußdeckel 64 eine Vielzahl von automatisch auf Wärme ansprechende Vemegelungsbolzen 91, an denen jeweils ein Bimetall-Betätigungsorgan 92 angreift Letztere sind an von der oberen Oberfläche der Schale 68 angeordneten Konsolen 93 befestigt. Zweckmäßigerweise sind drei Vemegelungsbolzen 91 vorgesehen, wobei je einer an den einander gegenüberliegenden Seiten und an der Rückseite des Verschlußdeckels 64 angeordnet ist und mit einer Verriegelungsöffnung 94 im nach unten ragenden Flansch 60 der Abdeckplatte zusammenwirkt. Bei dieser Anordnung kann ein Öffnen des Deckels 64 nur dann vorgenommen werden, wenn die Bolzen 91 zurückgezogen sind, auch wenn der Bolzen 73 zurückgezogen und der Brennersteuerschaltkreis geöffnet werden können, bevor sich die Toiletteneinheit auf die Sicherheitstemperatur abgekühlt hat

Um das Veraschen der im Sammelbehälter 21 angesammelten Fäkalien vorzunehmen, wird dieser von der Verbrennungskammer 34 und dem Verbrennungsraum 50 her beheizt Hierzu ist in der Verbrennungskammer unter dem Sammelbehälter 21 ein Gasbrenner 95 angeordnet, der vorzugsweise ein sogenannter Atmosphärenbrenner ist, der bei gewöhnlichem Leitungsdruck geräuscharm arbeitet und lediglich aus einem hohlen Rohr besteht, das sich - auf dem isolierenden Basispaneel 45 abstützt, während sein äußerer Endbereich 97 nach außen durch einen grundsätzlich nach oben verlängerten Schlüssellochschlitz 98 in einem entfernbaren, dem Zugang dienenden Türabschnitt 99 im unteren Bereich des hinteren Isolierpaneels 49 und nahe seiner einen Seite (Fig.2 und 5) hinclurchragt. Zur Erzielung einer maximalen Veraschungsflamme bei einer einfachen und wirksamen geometrischen Konfiguration hat der Brenner 95 eine insgesamt sinusförmige Gestali fflif einem diagonalen Abschnitt 100, der sich schräg Von dem inneren Ende des geraden Abschnittes 97 zur gegenüberliegenden Seite unter der Bodenwand 33 des Sammelbehälters 61 erstreckt und in einen gekrümmten Abschnitt 101 übergeht, an den sich ein länglicher, innerer und quer verlaufender Endabschnitt 102 anschließt. Der Abschnitt 102 liegt unter dem vorderen Bereich der Bodenwand 33 an der tiefsten Stelle des Behälters 21, d. h. an einer Stelle wo die größte Ansammlung an schlammförmigen Fäkalien vorliegt. Längs der Oberseite des rohrförmigen Brenners 95 ist eine Reihe Flammöffnungen 103 ausgebildet, die in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind. An seinem inneren Ende isi der Brenner Verschlüssen. Dagegen ist sein äußeres Ende offen und mit dem Abgabeende eines Gaszuführrohres 104 verbunden. Die Verbindung mit dem Gaszuführrohr 104 kann mittels eines im wesentlichen U-förmigen, einen Luftspalt schaffenden Speicherverteilers 105 erfolgen, der das Abgabeende konzentrisch zum offenen Aufnahmeende des Brennerabschnittes 97 hält. In den Bereich des Brennerabschnittes 97, der durch die Öffnung 98 ragt, ist eine Reihe von Zündflammenöffnungen 107 bis zum Anfang der Reihe von größeren Flammenöffnungen 103 vorgesehen. Bei geeigneter Anordnung kann die Anzahl an Flammöffnungen 103 vom inneren Ende der Reihe von Zündöffnungen 107 bis zur Mitte des gekrümmten Abschnittes 101 ausreichen, um bei Vollbetrieb des Brenners etwa 8193 kcal zu erzeugen. Des weiteren kann die Anzahl der öffnungen 103 von der Mitte des Abschnittes 101 bis zum Ende des Abschnittes 102 ausreichen, um etwa 5670 kcal zu ergeben, so daß insgesamt etwa 13 865 kcal vorliegen, was für eine vollständige Veraschung von einem Fäkalienanfall nach 45maliger Benutzung in etwa IV2 Stunden oder einen¹ Fäkalienanfall nach 65- bis 70maliger Benutzung in etwa 3 Stunden ausreicht

Die Einrichtung zum Steuern des Betriebes des Brenners 95 besteht aus einer elektromechanischen Anordnung und einem Schaltkreis, wie sie am besten aus Fig. 1, 2, 4 und 11 hervorgehen. Ein Zeitgeber 108 ist elektrisch mit einem Ventilbetätigungsorgan 109 gekoppelt, das ein Solenoid zur Steuerung eines Gassteuerventils 110 in einer Gasversorgungsleitung 111 enthalten kann. Die Leitung 111 ist über eine Brennersteuereinheit 112 mit dem Abgaberohr 104 verbunden. Als erster Schritt muß natürlich der Verschlußdeckel 64 in eine Verschlußstellung gebracht werden und der Verriegelungsschalter 87 geschlossen werden. Dann kann der Brenner in Gang gesetzt werden, indem der Zeitgeber iO3 manuell in Betrieb genommen wird, was durch Drehen eines Knopfes 113 mit einem daran befindlichen Zeiger 114 auf das gewünschte, auf einer Skalenscheibe 115 angegebene Verbrennungsintervall erfolgt Hierdurch öffnet sich das Gasventil 110, das sich automatisch schließt, wenn der Zeitgeber aus dem eingestellten Zeitintervall herausgelaufen ist Dar Öffnen des Ventils 110 beaufschlagt die Brennersteuerung. Dann wird ein Schaltknopf 117 mit Kontrollampe niedergedrückt, um die Brennersteuerung dergestalt zu aktivieren, daß einer Kontrollampendüse 118 Gas zugeführt wird, während ein piezoelektrischer Hilfszünder 119 in Betrieb gesetzt wird durch Eindrücken eines

Steuersclfialtknopfes 120. Der Kontrollampen-Schaltknopf 117 wird so lange niedergedrückt gehalten, bis ein Thermoelement 121 eine Temperatur erreicht hat, um die Breinnersteuerung so zu aktivieren, daß eine Verbindung zwischen dem Gasabgaberohr 104 mit der Gaszufuhrleitung 111 und damit mit dem Brenner 95 vorliegt. Der Brenner 95 zündet auf Grund der Zündflamme aus den Zündöffnungen 107, die wiederum das aus den Flsrnmenöffnungen 103 austretende Gas entzünden. Ein in geeigneter Weise angeordneter, normalerweise geschlossener lind auf Wärme anspre^ chender Sicherheitsschalter 122 öffnet sich und beendet den Verbrennungszyklus, falls die Temperatur in der Einheit auf Grund irgendeiner möglichen Fehlfunktion zu hoch wird oder falls der Zeitgeber 108 auf einen Wert eingestellt wurde, der zu einem längeren Verbrennungszyklus als zur vollständigen Veraschung des vorhandenen Fäkalienanfalls notwendig führt.

Die primäre Verbrennungsluft wird natürlich direkt dem Brenner 95 am Speichenverteiler 105 zugegeben. Ein größeres Volumen sekundärer Verbrennungsluft wird vorgewärmt der Verbrennungskammer durch ein Luftzuführrohr 124 zugeführt, das sich durch den die Verbrennungskammer 34 nach oben verlängernden Verbrennungsraum 50 erstreckt und sich an der Rückseite der Einheit zur Atmosphäre öffnet und mit dem Innenraum des Sammelbehälters 21 am oberen Bereich der Rückwand 31 in Verbindung steht. Von dieser sekundären Verbrennungsluft werden die Verdampfungsprodukte aus dem Sammelbehälter 21 durch einen Durchgang 125,127 in die Verbrennungskammer 34 und längs des Brenners 95 zum Schornstein 21 geführt. Dieser Durchgang besteht aus Austrittsöffnungen 125 in den oberen vorderen Bereichen der Seitenwände 32 des Sammelbehälters und aus nach unten verlaufenden Abzugspassagen 127 (vgl. Fig. 3, 4 und 5), die durch entsprechende Ausnehmungen an den vorderen Bereichen der Isolierpaneele 48 zwischen diesen und den vorderen Endbereichen der Seitenwände 32 des Sammelbehälters unterhalb der Austrittsöffnungen 125 gebildet sind. An ihren unteren Enden stehen die Abzugspassagen 127 mit dem vorderen Endbereiich der Verbrennungskammer 34 nahe dem Brennerabschnitt 102 und vor den Brennerabschnitten 100 und 97 in Verbindung. Die durch den Betrieb des Brenners erzeugte Wärmeströmung saugt die sekundäre Verbrennungsluft durch den Zuführkanal 123 im Luftzuführrohr 124, so daß das durch die Hitze verdampfte Fäkalienmaterial aus dem Sammelbehälter 21 über die öffnungen 125 und Passagen 127 in den vorderen Endbereich der Verbrennungskammer 34 und dann längs des Brenners 95 über die im Weg der Konvektionsströmung angeordneten Flammenreihe weggeblasen -wird. Die sekundäre Verbrennungsluft fördert beträchtlich die Intensität der Verbrennung und gewährleistet eine maximale Umwandlung des Fäkalienmalerials in primäre, gasförmige Bestandteile. Bei Erreichen des Verbrennungsraumes 50 wird tertiäre Verbrennungsluft über einen oder mehrere Lufteinlässe 128 im unteren Bereich der Rückwand 49 und vorzugsweise unmittelbar über dem Paneelbereich 99 zugefühit Die so zugeführte Luft, zusammen mit Luft, die durch den freien Raum in der Brenneröffnung 98 eintreten kann, verstärkt die Verbrennung und verbessert den Konvektionsabzug in Richtung auf und in den SchornsSein 51. Είπε maximale Wirksamkeit wird erreicht, wenn die Lufteinlässe 128 an einer möglichst niedrigem Stelle am Eingang zum Verbrennungsraum 50 und unterhalb des Luftzufühfrohres 124 für die sekundäre Luft mittig angeordnet werden, wobei sich das Rohr 124 am oberen Bereich der Verbrennungskammer 50 befindet, wo eine maximale Erwärmung der sekundären Verbrennungsluft erzielbar ist. Da die Verbrennungswärme während des Verbrennungszyklus zunimmt und damit eine proportionale Zunahme der Konvektionsgeschwindigkeil verbunden ist, ist die im wesentlichen proportionale Vorwärmerate für die sekundäre Verbrennungsluft von besonderem Vorteil hinsichtlich der Beschleunigung der Wärmeumwandlung der Fäkalienmateriaiien Im Sammelbehälter 21.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil aus der Intensivierung der Verbrennung in dem Verbrennungsraum 50 liegt darin, daß ein Nachverbrennungseffekt im Schornstein 51 entsteht. In Folge der intensiven Verbrennung werden die inneren Oberflächen de., feuerfesten Schornsteinschachtes 52 weißglühend, se daß die aufwärts sich bewegende Strömung einer intensiven Strahlungswärme ausgesetzt ist, die cu einer Reduzierung von nicht verbrannten Bestandteilen führt die aus der Verbrennungskammer entweichen können. Bei Erreichen der Austrittsöffnung 57 am oberen Ende des Schachtes liegt das Austrittsprodukt in Form eines geruchlosen Gases vor. Während des Fortschreitens des Verbrennungszyklus entsteht zunächst ein Sieden und Austreiben der flüssigen Fäkalienanteile. Da das normale Verhältnis von Feststoffen zu flüssigen Bestandteilen in den Fäkalien im Bereich von 1 :4 oder 1 :6 oder bei etwa 0,45 kg Feststoffe zu 4,4 bis 6,6 1 Flüssigkeit liegt, ist der Siedezeitraum im Sammelbehälter 21 während eines Verbrennungszyklus, innerhalb dem ein Abbau der Feststoffe zu einem Schlamm aus winzigen, aufgeteilten Partikeln erfolgt, ziemlich lang.

Im trockenen Zustand erreichen die festen Fäkalienanteile den Entflammungspunkt und es findet direkt im Sammelbehälter 21 die Verbrennung statt, bis die festen Bestandteile gänzlich verbrannt sind. Diese Verbrennung wird durch die feine teilförmige Verteilung der aus dem Siedevorgang erhaltenen Feststoffe gefördert, so daß sich eine erhöhte Wirksamkeit ergibt Eine statistische Auswertung von Daten aus automatischen Aufzeichnungsgeräten während eines Verbrennungszyklusses zum Veraschen des Inhalts des Sammelbehälters ergab, daß eine rasche anfängliche Zunahme in den Arbeitstemperaturen vorliegt was wichtig ist um zu Beginn Gerüche am Auslaß des Schornsteins zu vermeiden. Etwa 648,5° C werden sehr rasch erreicht was zu einer ausgezeichneten Geruchssteuerung führt Die verschiedenen Parameter, einschließlich der Gaszufuhr, der Anzahl und Anordnung an Flammenöffnungen, der Zufuhr an primärer, sekundärer und tertiärer Luft der Anordnung des Sammelbehälters 21 relativ zum Brenner 95, die Anordnung und Größe der Verbrennungskammer, die Länge des Nachbrennerschornsteins und die weißglühenden Zonen der feuerbeständigen Auskleidung tragen sämtlich dazu bei, ein im wesentlichen gleichförmiges, stabiles Ergebnis zu erhalten. Wenn die Verdampfung der flüssigen Fäkalienanteile zunimmt zieht die erhöhte Konvektion Kühlluft in das System, so daß eine ziemlich stabile Temperatur aufrechterhalten wird, die, wenn überhaupt während des maximalen Aussiedens leicht abnimmt Die Verbrennungsrate wird jedoch durch Einstellung der Brennstoffzufuhr in einfacher Weise gesteuert, so daß die Temperatur ausreichend hoch bleibt —— Gerüche am Scbornsteinaustritt zu vermeiden. Daher liegt während des Aussiedens eine geringe Temperaturände-

rung VOr und arbeitet das System im wesentlichen stabil. Nach Beendigung des Verdanipfungsvorganges und nach Erwärmung der festen, verbrennbaren Fäkalienanteile auf itlre Enflammungs- oder Zündtemperatur entflammen diese, doch wird hierdurch die Temperatur im System mit Ausnahme eines anfänglichen ieichten Anstieges, der bei Zündung eintritt, nicht nennenswert erhöht- D<? die zusätzliche Wärme von dem entzündeten Fäkalienmaterial der Brennerwärme hinzugefügt wird, schafft die erhöhte Konvektionsgeschwindigkeit einen erhöhten Luftzustrom durch die sekundären und tertiären Einlasse, wobei der sekundäre Lufteinlaß eine großzügige Luftzufuhr und der tertiäre Einlaß eine vollauf genügende, jedoch mehr modulierte Luftzufuhr bringt. Hierdurch wird eine im wesentlichen gleichförmige Verbrennungstemperatur im System aufrechterhalten, ohne daß es notwendig ist, die Brennstoffabgabe an den Brenner 95 zu modulieren. Beispielsweise werden gute Ergebnisse erhalten, wenn der StrömungstjUcrSCnniit uES ΞΕΐ\ϋϊϊιιαΓ£Π ίϋίίΖΙϊί'ϋΠΓΓΟΐϊΓ55 124 SfiVa 65 cm² und der des tertiären Lufteinlasses 128 etwa 28 cm² beträft. Bei einer solchen Einheit beträgt die gewünschte Länge für den Schornstein 51 etwa 94,6 cm bei einer Strömungsquerschnittsfläche von etwa 97,5 cm². Wenn im Laufe der Zeit das gesamte ^5 Fäkalienmaterial aus dem Sammelbehälter 21 weggebrannt wurde und der Zeitgeber 108 noch nicht ausgelaufen und damit der Verbrennungszyklus abgestellt ist, wird eine leichte Temperaturerhöhning in der Einheit durch den Sicherheitsschalter 122 festgestellt, dir den Brennerschaltkreis öffnet und unterbricht und damit den Verbrennungszyklus abschaltet Danach bedingt die latente Wärme im System eine weitere Konvektionszirkulation, so daß durch die durch den sekundären Lufteinlaß 123 und den tertiären Lufteinlaß 128 eingesogene Luft das Abkühlen beschleunigt wird. Sobald die wärmeempfindliche bimetallbetätigte Sicherheitsverriegelung für den Deckel 64 in die inaktive Stellung zurückgekehrt ist, kann der Deckel Von der Aufnahmeöffnung 22 entfernt werden, so dai¹ die Toiletfeneinheit erneut zum Gebrauch bereit steht.

Die oberen Kanten der Wände des Sammelbehälters grenzen an die Unterseite der Isolieflage 58 für die Abdeckplatte an, während der vertikal sich erstreckende Flansch 60 der Abdeckplatte lediglich ein versteifendes und die Isolierung schützendes Organ ist, das die öffnung 22 bildet, so daß faktisch keine Gefahr der Verschmutzung besteht. Die Oberflächen im Inneren des Sammelbehälters 21 werden während des Verbrennungszyklus automatisch gereinigt. In diesem Zusammenhang übernimmt die Vorderwand 30 eine wichtige Funktion, indem sie einen Spritzschutz darstellt, daß beispielsweise das vordere Isolierpaneel 77 durch Urin verschmutzt wird. Das Paneel 47 wird daher gegen iiinen Abbau durch organische Salze geschützt, die die Isoliereigenschaften des Isoliermaterials zerstörsn könnten. Obschon die seitlichen Austrittsöffnungen 125 in den am weitesten vorne liegenden Bereichen der Seitenwand 32 vorgesehen sind, sind diese Austrittsöffnungen ausreichend quer zur öffnung 22 und auch hoch genug angebracht, um eine Entweichung von Spritzflüssigkeit durch diese öffnungen 125 auszuschalten.

Ein mit der Faserkeramikisolierung direkt an der Innenseite der Verbrennungskammer und des Nachbrennerschornsteins verbundener Vorteil liegt darin, daß hierdurch nicht nur eine besonders wirksame, feuerbeständige Isolierung geschaffen ist, sondern diese auch wegen ihrer relativ rauhen Oberfläche eine vergrößerte Fläche für die Glühabstrahlung schafft. Außerdem werden durch die relativ rauhen Oberflächen turbulente Strömungen an der Grenzschicht erzeugt, wodurch das Vermischen der Dämpfe und Verbrennungsgase in dem heißesten Verbrennungsbereich im Zentrum des Verbrennungsströmungsweges oder der Durchlaßwege durch die Einheit verbessert wird und damit ein weiterer Beitrag zu einem leistungsfähigeren Verbrennungszyklus erzielt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Speicher- und Brennveraschungstoilette, mit einer isolierten Abdeckplatte mit einer öffnung für den Durchgang der Fäkalien in einen nach oben offenen Sammelbehälter, der auf die Aufnahme von Fäkalien aus einer Mehrzahl von Toilettenbenutzungen ausgelegt ist, einem Verschlußdeckel zum wahlweisen Verschließen der öffnung und einem Nachbrenner, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (21) wärmedurchlässig ausgebildet ist und unter seinem Boden (33) eine Verbrennungskammer (34) angeordent ist, in welcher eine die Verbrennungswärme erzeugende Vorrichtung (95) angeordnet ist, so daß die erzeugte ι; Verbrennungswärme direkt auf und durch den Boden des Sammelbehälters im wesentlichen in Art der Wärmezufuhr in einen Kochtopf zuführbar ist und die Fäkalien in dem Sammelbehälter gekocht und verbrannt werden, und daß eine vorgewärmte Luft in den .Sammelbehälter einführende Einrichtung (J23) sowie ein Dämpfe und Verbrennungsprodukte aus dem Sammelbehälter durch die Verbrennungskammer unter dem Sammelbehälter hindurch und in den Nachbrennerschornstein (51) einführender Durchgang (125,127) vorgesehen sind.

2. Toilette nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die die Verbrennungswärme erzeugende Vorrichtung (95) aus einem rohrförmigen atmosphärischen Gasbrenner von sinusartiger Form besteht, der auf dem Boden der Verbrennungskammer (34) ingeordnet v. und eine Reihe von nach oben auf den Sammelbehälter (21) gerich'<*ten Flammöffnungen (103) aufweist und daß der Durchgang (125, 127) an der Vorderseite des Sammelbehälters (21) und der Nachbrennerschornstein (51) an der Rückseite des Sammebehälters (21) angeordnet sind.

3. Toilette nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (34) von einem nach oben zu dem Nachbrennerschorn- -to stein (51) führenden Verbrennungsraum (50) verlängert ist. welcher zur Wärmeübertragung in den Sammelbehälter (21) von einer Seitenwand (31) ö".s Sammelbehälters begrenzt ist.

4. Toilette nach Anspruch 3. dadurch gekennzeich- 4 j net, daß die vorgewärmte Luft in den Sammelbehälter (21) einführende Einrichtung aus einem Luftzuführrohr (J24) beseht, das sich durch den die Verbrennungskammer (34) verlängernden Verbrennungsraum (50) erstreckt. >o

'j. Toilette nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet daß in den die Verbrennungskammer (21) verlängernden Verbrennungsraum (50) ein zusätzliche Verbrennungsluft zuführender Lufteinlaß (128) mündet. y,

6. Toilette nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeerzeugende Vorrichtung (95) vor einer Steuereinrichtung mit einem Zeitgeber (108) und einer Sicherheitsvorrichtung (87, 90) gesteuert ist. von welcher bei nicht auf w dem Sammelbehalter sitzendem VersQhlußdecke! (64) der Betrieb der wärmeerzeugenden Vorrichtung Verhinderlist.

7.Toilette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Sicherheits- μ schalter (87), der die Gaszufuhr zu der als Gasbrenner ausgebildeten wärmeerzeugenden Vorrichtung bei nicht auf dem Sammelbehälter sitzen dem Verschlußdeckel (64) sperrt, und einen temperaturgesteuerten Schalter (122) zum Abschalten des Gasbrenners beim Auftreten einer übermäßigen Temperatur an der Abdeckplatte (23) aufweist.

8. Toilette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (34) mit einem Faser-Keramik-Isoliermaterial (45, 47, 49) mit relativ rauhen, auf Weißglut bringbaren Oberflächen ausgekleidet ist, durch deren Rauhigkeit der sie bestreichende Strom aus Dämpfen und Verbrennungsgasen an der Grenzschicht längs der Oberfläche in Turbulenz versetzt wird.