DE4102760A1 - Verbrennungstoilette fuer schienenfahrzeuge - Google Patents
Verbrennungstoilette fuer schienenfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungstoilette, insbesondere
für Schienenfahrzeuge, bei der die Wärmeerzeugung
mittels elektrischer Energie erfolgt.
Bei den Eisenbahnreisezugwagen sind in der Hauptsache noch
immer die herkömmlichen Fallrohrtoiletten mit Wasserspülung
vorhanden. Diese sehr einfachen Toiletten weisen
gesundheitliche, hygienische und ästhetische Nachteile auf.
Insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten kommt es zur
Versprühung und Verwirbelung der Fäkalien, die in fein
verteilter Form in offene Fenster und Luftansaugungen der
Klimaanlagen bei Sitz-, Speise- und Schlafwagen eindringen
und sich auf Handgriffen, Türklinken usw. absetzen.
Für schnell fahrende Reisezüge sind Toilettensysteme
entwickelt worden, die überwiegend geschlossen sind und die
Fäkalien in Behältern sammeln, um sie an den Endpunkten der
Züge an ein Kanalisationssystem abzugeben. Diese
Toilettenanlagen, z. B. nach OS 25 19 620, OS 29 02 476 oder
OS-DE 37 28 157 A1, ermöglichen eine hygienische und
ästhetisch einwandfreie sowie umweltfreundliche Benutzung,
weisen aber folgende Nachteile auf:
- - Der Sammelbehälter beansprucht Platz im bzw. unter dem Wagen und muß durch zusätzliche Heizung vor Frost geschützt werden.
- - Zur Entsorgung der Sammelbehälter sind umfangreiche stationäre oder mobile Anlagen erforderlich.
Weiterhin ist eine Anzahl von Toiletten bekannt, die mittels
Gas- oder Ölflamme bzw. durch elektrische Heizstäbe die
Fäkalien verbrennen. Ihre Anwendung erfolgt in Haushalten
und solchen Einrichtungen, die eine relativ geringe Benutzungshäufigkeit
aufweisen.
Ziel der Erfindung ist eine Toilettenanlage insbesondere für
Schienenfahrzeuge, bei der die Fäkalien durch Verbrennen
beseitigt werden und die entstehenden Abprodukte, Abgas und
Asche, bei Abgabe ins Freie bzw. bei der Entsorgung
hygienisch und physiologisch unbedenklich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Verbrennungstoilette zu schaffen, bei der die festen
Bestandteile des Wasser-Fäkalien-Gemisches von den flüssigen
getrennt, getrocknet und verbrannt, die Verbrennungsgase, um
sie geruchsfrei zu machen, nachverbrannt und die flüssigen
Bestandteile nach einer Sterilisierung ins Freie abgelassen
werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein
starr angeordneter oder rotierender Brennkammerbehälter aus
einem porösen, temperaturbeständigen und für
Infrarotstrahlen und Mikrowellen durchlässigen Material
besteht, außerhalb und/oder innerhalb dessen eine oder mehrere
Infrarotstrahlungsquellen oder eine oder mehrere
Infrarotstrahlungsquellen in Verbindung mit einer
Mikrowellenquelle angeordnet sind, und daß in der Verbrennungsgasabführleitung
eine Nachverbrennungskammer
und in der Abwasserleitung ein UV-Strahlen-Entkeimungsgerät
angeordnet sind, wobei ein Luftstrom über einen
Abwassersammelraum durch die poröse Wandung in den
Verbrennungsraum, in das Abführrohr für Verbrennungsgase,
bei geschlossenem Ventil im Fäkalienzuführungsrohr
und bei geöffnetem Ablaßventil in der
Abwasserleitung abführbar ist, wobei der steuerbare
Luftstrom, entnommen aus der Atmosphäre, letztendlich
einschließlich der Verbrennungsgase wieder in die
freie Atmosphäre austritt.
Die erfindungsgemäße Verbrennungstoilette wird in den
folgenden Ausführungsbeispielen anhand der in 3 Figuren
dargestellten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Anlage
mit fest angeordnetem Brennkammerbehälter,
Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt der in der Fig. 1
gezeigten Anlage längs der mit römischen
Bezugszeichen gekennzeichneten Schnittlinie,
Fig. 3 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Anlage mit
drehbar gelagertem und motorisch angetriebenem
Brennkammerbehälter.
In Fig. 1 erfolgt die Spülung des Toilettenbeckens 1 in der
von den geschlossenen Toilettensystemen her bekannten Weise
mittels Luftunterdrucks und mit einer Spülwassermenge von
etwa 0,2 Liter. Der Luftunterdruck wird in bekannter Weise
z. B. mittels eines mit Druckluft betriebenen Ejektors 2
erzeugt.
Durch Betätigung eines hier nicht dargestellten Druckknopfes
durch die die Toilette benutzende Person wird der
Spülvorgang eingeleitet. Der Ejektor 2 wird durch
Druckluftzufuhr in Betrieb genommen und dadurch in dem durch
einen aus porösem, temperaturbeständigem und für
Infrarotstrahlen und Mikrowellen durchlässigem Material
bestehenden Brennkammerbehälter 3 gebildeten Verbrennungsraum
4 und in dem diesen Brennkammerbehälter 3 umgebenden, durch
ein aus Edelstahl bestehendes Gehäuse 5 gebildeten
Abwassersammelraum 6 ein Luftunterdruck erzeugt. Durch
Öffnen des Ventils 7 am Toilettenbecken 1 wird das
Spülwasser-Fäkalien-Gemisch mittels dieses Unterdrucks durch
das Fäkalienzuführungsrohr 18 in den Verbrennungsraum 4
gesaugt. Nach dem Schließen des Ventils 7 wird das
Ablaßventil 8 geöffnet. Damit wird der Unterdruck
aufgehoben, und die durch die poröse Wand des
Brennkammerbehälters 3 in den Abwassersammelraum 6
eintretende Flüssigkeit läuft durch das in der Abwasserleitung
10 angeordnete UV-Strahlen-Entkeimungsgerät 9 ins Freie.
Gleichzeitig werden der oder die Infrarotstrahler 11 und die
in der Nachverbrennungseinrichtung 13 angeordneten
Heizwendeln 14 eingeschaltet. Die Infrarotstrahlen
durchdringen die kalt bleibende, für Infrarotstrahlen
durchlässige Wand des Brennkammerbehälters 3 und trocknen
und verbrennen die in dem Verbrennungsraum 4 nach dem Ablauf
der Flüssigkeit zurückbleibenden festen Fäkalien 15.
In einer anderen Variante des Ausführungsbeispiels werden
die Infrarotstrahler 11 durch die zusätzliche Anordnung
eines Magnetrons 12 als Mikrowellenquelle bei der Trocknung
und Verbrennung der Fäkalien unterstützt. Ein günstiger
Effekt entsteht hierbei durch die von innen heraus
erfolgende Erhitzung und Trocknung der festen Fäkalien
infolge der Energieumsetzung der Mikrowellenstrahlen in
deren Flüssigkeitsbestandteilen.
Durch den während des Verbrennungsprozesses weiter im Betrieb
befindlichen Ejektor 2 wird bei verringertem Unterdruck die
zur Verbrennung erforderliche Luft über die Abwasserleitung 10
durch das UV-Strahlen-Entkeimungsgerät 9, das Ablaßventil 8,
den Abwasssersammelraum 6 und die poröse Wand des
Brennkammerbehälters 3 in den Verbrennungsraum 4 und
anschließend mit den Verbrennungsgasen aus dem
Verbrennungsraum 4 über die Verbrennungsgasabführleitung
17 durch die Nachverbrennungseinrichtung 13 gesaugt und
ins Freie ausgeblasen.
Wird während des Verbrennungsprozesses die Toilette erneut
benutzt und der Spülvorgang durch Drücken des Druckknopfes
eingeleitet, so werden das Ablaßventil 8 geschlossen und der
für das Fördern des Spülwasser-Fäkalien-Gemisches erforderliche
Luftunterdruck hergestellt. Danach wird - wie
vorher beschrieben - das Ventil 7 geöffnet und der Inhalt des
Toilettenbeckens 1 in den Verbrennungsraum 4 gesaugt.
Anschließend werden das Ventil 7 geschlossen und das
Ablaßventil 8 geöffnet. Damit sind die Bedingungen für den
Verbrennungsprozeß und für das Ablaufen der neu in den
Verbrennungsraum 4 gelangten Flüssigkeit wiederhergestellt.
Nachdem alle Fäkalien verbrannt sind, werden der oder die
Infrarotstrahler 11, das gegebenenfalls vorhandene und als
Mikrowellenquelle dienende Magnetron 12, die Heizwendeln 14
und der Ejektor 2 abgeschaltet sowie das Ablaßventil 8
geschlossen.
Zur Entfernung der Asche und zwecks Reinigung und Inspektion
des Verbrennungsraumes 4 sowie des Abwassersammelraumes 6 ist
das Gehäuse 5 mit einem durch Schnellverschlüsse 16
befestigten und luftdicht abschließenden Deckel 22, an dem
die Verschlußplatte 3′ des Brennkammerbehälters 3, der zur
Abstützung des Brennkammerbehälters 3 dienende Winkelring 23
und das Verbrennungsgasabführrohr 17 angeordnet sind,
versehen. Das gegenüberliegende Ende des Brennkammerbehälters
3 wird mittels eines weiteren am Gehäuse 5 befestigten
Winkelringes 23′ abgestützt.
Der Anschluß eines weiteren Toilettenbeckens 19 ist unter
Verwendung eines weiteren Ventils 20 und eines weiteren
Fäkalienzuführungsrohres 21 möglich.
In Fig. 2 ist die Anordnung der Infrarotstrahler 11 und des
Magnetrons 12 innerhalb des Gehäuses 5 und außerhalb des
Brennkammerbehälters 3 entsprechend der Zeichnung in Fig. 1
als Beispiel dargestellt.
In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei
dem der Brennkammerbehälter 3 drehbar gelagert ist und
motorisch angetrieben wird.
Der Vorgang der Toilettenspülung mittels Luftunterdrucks, der
Ablauf der im Abwassersammelraum 6 befindlichen Flüssigkeit
durch das UV-Strahlen-Entkeimungsgerät 9 ins Freie, die
Trocknung und Verbrennung der festen Fäkalien 15 durch einen
oder mehrere Infrarotstrahler 11, 11′ oder durch ein in einer
anderen Variante zusätzlich angeordnetes Magnetron 12, 12′ und
die Absaugung der Verbrennungsgase durch die
Nachverbrennungseinrichtung 13 hindurch erfolgen in gleicher
Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
Unmittelbar nach dem Absaugen des Spülwasser-Fäkalien-Gemisches
in den Verbrennungsraum 4 und nach dem Schließen des
Ventils 7 wird gleichzeitig mit dem Öffnen des Ablaßventils 8
und dem Einschalten der verschiedenen Verbrennungseinrichtungen
wie Infrarotstrahler 11, 11′, Magnetron
12, 12′, Heizwendel 14 der den Verbrennungsraum
4 bildende, aus porösem, temperaturbeständigem und für
Infrarotstrahlen und Mikrowellen durchlässigem Material
bestehende Brennkammerbehälter 3 durch den elektrischen
Antriebsmotor 24 auf eine solche Drehzahl gebracht, daß
infolge der wirkenden Zentrifugalkraft die in dem Spülwasser-Fäkalien-Gemisch
enthaltene Flüssigkeit in kürzester Zeit
durch die poröse Wand des Brennkammerbehälters 3 in den
Abwassersammelraum 6 gedrückt wird und in dem Verbrennungsraum
4 die festen Fäkalien 15 zurückbleiben. Nach einer gewissen
fest eingestellten Zeit wird der Antriebsmotor 24 abgeschaltet
und der sich weiter drehende Brennkammerbehälter 3 mittels der
in dem Antriebsmotor 24 eingebauten Bremse bis zum Stillstand
abgebremst.
Wird während des Verbrennungsprozesses der Spülvorgang erneut
eingeleitet, so laufen die weiteren Vorgänge analog zu der
beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargelegten Beschreibung
einschließlich des hier beschriebenen Schleudervorganges des
Brennkammerbehälters 3 ab.
Zur Entfernung der Asche und zwecks Reinigung und Inspektion
des Verbrennungsraumes 4 sowie des Abwassersammelraumes 6 ist
das Gehäuse 5 mit einem durch Schnellverschlüsse 16
befestigten und luftdicht abschließenden Deckel 22, an dem der
Antriebsmotor 24 angeflanscht ist und der das Lager 25 für die
Führung der Abtriebswelle 26 des Antriebsmotors 24 aufnimmt,
versehen. Somit kann der auf der Abtriebswelle 26 mittels des
Winkelringes 23 aufgeflanschte Brennkammerbehälter 3 nach
Lösen des Deckels 22 und der Steckverbindung 27 des
elektrischen Anschlusses am Antriebsmotor 24 nach unten aus
dem Gehäuse 5 herausgezogen und die Asche entfernt werden.
Der Brennkammerbehälter 3 besitzt an seinem oberen Rand einen
Stahlring 28 mit einem Konus, der zusammen mit dem Gegenkonus
des oberen Lagerringes 29 die Trennfuge 30 bildet und sowohl
zur Zentrierung des Brennkammerbehälters 3 als auch zu seiner
oberen Abstützung über das Stützlager 31 auf das an dem
Gehäuse 5 befestigte Stützrohr 32 dient. Die Mitnahme des
oberen Lagerringes 29 erfolgt durch drei um 120 Grad versetzte
Mitnehmerabsätze 33.
Das Fäkalienzuführungsrohr 18 wird mittig und in Längsrichtung
durch das Stützrohr 32 hindurch in den Verbrennungsraum 4
hineingeführt. Das Stützrohr 32 übernimmt ferner in seinem
Bereich die Funktion der Verbrennungsgasabführleitung
17, da letztere seitlich im oberen Bereich an das
Stützrohr angeschlossen ist und über das Stützrohr 32 die
Verbrennungsgase aus dem Verbrennungsraum 4 abführt und
gleichzeitig die Verbrennungsluft durch die poröse Wand des
Brennkammerbehälters 3 über den Abwassersammelraum 6 durch die
Abwasserleitung 10, das Ablaßventil 8 und das UV-Strahlen-Entkeimungsgerät
9 von außen ansaugt. Der Infrarotstrahler 11
ist ringförmig außerhalb des Brennkammerbehälters 3 angeordnet
und kann durch einen weiteren Infrarotstrahler 11′ innerhalb
des Brennkammerbehälters 3 ergänzt oder ersetzt werden.
In einer anderen Variante des Ausführungsbeispiels werden der
oder die Infrarotstrahler 11, 11′ durch ein zusätzlich außerhalb
oder innerhalb des Brennkammerbehälters 3 angeordnetes Magnetron
12, 12′ als Mikrowellenquelle bei der Trocknung und Verbrennung
der Fäkalien, in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 beschrieben, unterstützt.
Der Anschluß eines weiteren Toilettenbeckens 19 ist unter
Verwendung eines weiteren Ventils 20 und eines weiteren
Fäkalienzuführungsrohres 21 möglich.
Es ist möglich, für den Antriebsmotor 24 anstelle des
Elektromotors eine durch Druckluft angetriebene Turbine
einzusetzen.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Toilettenbecken
2 Ejektor
3 Brennkammerbehälter
3′ Verschlußplatte
4 Verbrennungsraum
5 Gehäuse
6 Abwassersammelraum
7 Ventil
8 Ablaßventil
9 UV-Strahlen-Entkeimungsgerät
10 Abwasserleitung
11 Infrarotstrahler
11′ Infrarotstrahler
12 Magnetron
12′ Magnetron
13 Nachverbrennungseinrichtung
14 Heizwendel
15 feste Fäkalien
16 Schnellverschluß
17 Verbrennungsgasabführleitung
18 Fäkalienzuführungsrohr
19 Toilettenbecken
20 Ventil
21 Fäkalienzuführungsrohr
22 Deckel
23 Winkelring
23′ Winkelring
24 Antriebsmotor
25 Lager
26 Abtriebswelle
27 Steckverbindung
28 Stahlring
29 oberer Lagerring
30 Trennfuge
31 Stützlager
32 Stützrohr
33 Mitnehmerabsatz
2 Ejektor
3 Brennkammerbehälter
3′ Verschlußplatte
4 Verbrennungsraum
5 Gehäuse
6 Abwassersammelraum
7 Ventil
8 Ablaßventil
9 UV-Strahlen-Entkeimungsgerät
10 Abwasserleitung
11 Infrarotstrahler
11′ Infrarotstrahler
12 Magnetron
12′ Magnetron
13 Nachverbrennungseinrichtung
14 Heizwendel
15 feste Fäkalien
16 Schnellverschluß
17 Verbrennungsgasabführleitung
18 Fäkalienzuführungsrohr
19 Toilettenbecken
20 Ventil
21 Fäkalienzuführungsrohr
22 Deckel
23 Winkelring
23′ Winkelring
24 Antriebsmotor
25 Lager
26 Abtriebswelle
27 Steckverbindung
28 Stahlring
29 oberer Lagerring
30 Trennfuge
31 Stützlager
32 Stützrohr
33 Mitnehmerabsatz
Claims (5)
1. Verbrennungstoilette, insbesondere für Schienenfahrzeuge
mit einem Verbrennungsraum, einer Nachverbrennungseinrichtung,
weiteren Einrichtungen wie Ejektor, Entkeimungsgerät,
Ventile, Zu- und Abführungsrohre,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den Verbrennungsraum (4) einschließende
Wandung des starr oder rotierend angeordneten
Brennkammerbehälters (3) aus porösem, temperaturbeständigem
und für Flüssigkeiten, Infrarotstrahlen und Mikrowellen
durchlässigem Material besteht und eine wärmeerzeugende
Vorrichtung, bestehend aus Infrarotstrahler (11; 11′)
außerhalb und/oder innerhalb des Verbrennungsraumes (4)
angeordnet ist, wobei der Brennkammerbehälter (3)
innerhalb eines Abwasser sammelnden Gehäuses (5)
angeordnet ist und ein Fäkalienzuführungsrohr (18) und
eine Verbrennungsgasabführleitung (17) in den
Verbrennungsraum (4) hineinreichen sowie eine
Abwasserleitung (10), am tiefsten Punkt des Gehäuses ansetzend,
letztendlich ins Freie führend, angeordnet ist,
wobei im Fäkalienzuführungsrohr (18) als auch in der Abwasserleitung
ein steuerbares Ventil (7) bzw. Ablaßventil
(8) integriert ist.
2. Verbrennungstoilette nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als wärmeerzeugende Einrichtung ein Infrarotstrahler
(11; 11′) in Verbindung mit einem Magnetron (12; 12′)
angeordnet ist.
3. Verbrennungstoilette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Abwasserleitung (10) zur Sterilisierung der flüssigen
Bestandteile ein UV-Strahlen-Entkeimungsgerät (9) angeordnet
ist.
4. Verbrennungstoilette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbrennungsgasabführleitung (17) eine Nachverbrennungseinrichtung
(13) zwischengelagert ist.
5. Verbrennungstoilette nach Anspruch 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Teilstrecke der
Verbrennungsgasabführleitung (17) koaxial zum
Fäkalienzuführungsrohr (18) gelagert ist, wobei die
Längsachse des in den Verbrennungsraum (4) einmündenden
Fäkalienzuführungsrohres (18) identisch ist mit
der Längsachse des rotierenden Brennkammerbehälters (3).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4102760A DE4102760C2 (de) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Verbrennungstoilette für Schienenfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4102760A DE4102760C2 (de) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Verbrennungstoilette für Schienenfahrzeuge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4102760A1 true DE4102760A1 (de) | 1992-08-06 |
DE4102760C2 DE4102760C2 (de) | 1994-11-03 |
Family
ID=6424011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4102760A Expired - Fee Related DE4102760C2 (de) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Verbrennungstoilette für Schienenfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4102760C2 (de) |
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1991
- 1991-01-28 DE DE4102760A patent/DE4102760C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE4102760C2 (de) | 1994-11-03 |
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