EP1511904B1 - Toilettenanlage und verfahren zum betrieb einer solchen toilettenanlage - Google Patents

Toilettenanlage und verfahren zum betrieb einer solchen toilettenanlage Download PDF

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EP1511904B1
EP1511904B1 EP02732303A EP02732303A EP1511904B1 EP 1511904 B1 EP1511904 B1 EP 1511904B1 EP 02732303 A EP02732303 A EP 02732303A EP 02732303 A EP02732303 A EP 02732303A EP 1511904 B1 EP1511904 B1 EP 1511904B1
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water
flush
toilet bowl
piston
valve
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Albert Gübeli
Mario Von Ballmoos
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Geberit Technik AG
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Geberit Technik AG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F1/00—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water
    • E03F1/006—Pneumatic sewage disposal systems; accessories specially adapted therefore
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D3/00—Flushing devices operated by pressure of the water supply system flushing valves not connected to the water-supply main, also if air is blown in the water seal for a quick flushing
    • E03D3/10—Flushing devices with pressure-operated reservoir, e.g. air chamber
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
    • E03D5/01—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system using flushing pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
    • E03D5/012—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system combined with movable closure elements in the bowl outlet

Definitions

  • the invention relates to a toilet installation with a toilet bowl according to the preamble of claim 1.
  • Toilet facilities of the type mentioned are well known.
  • the flushing of the toilet bowl is usually done with a cistern or with a so-called flush valve directly from the water supply line.
  • the suction is carried out with negative pressure, which is generated for example by a pump.
  • Toilet systems with a suction device and a device for rinsing the toilet bowl are relatively complex and take up comparatively much space.
  • the invention has for its object to provide a toilet installation of the type mentioned, which can be made easier in a small footprint.
  • the object is achieved in a generic toilet system according to claim 1.
  • the suction of waste water and the flushing of the toilet bowl take place substantially simultaneously and with the same means.
  • the proposed unit thus simultaneously fulfills two functions. On the one hand, the toilet bowl is flushed with this and on the other hand, the wastewater is sucked off.
  • the combination of both functions in one unit can save a lot of space. In addition, the number of items can be significantly reduced.
  • the device has a cylinder unit, which has a pressure chamber with rinse water and a space for the suction of wastewater.
  • the cylinder unit generates with a single movement on the one hand a vacuum for sucking the waste water and on the other hand, an overpressure for rinsing the toilet bowl.
  • the unit has a piston which delivers the flushing water under pressure to the toilet bowl as a pressure piston.
  • the pressure piston is at the same time a suction piston, which sucks the wastewater.
  • the wastewater is sucked into a cylinder space and then discharged into a disposal line.
  • the unit has a spring, which is held taut in the rest position by the water of a supply line.
  • the energy of the spring is used in a flushing process to produce pressurized water. After the rinsing process, the spring is stretched again by introducing pressurized water from the water supply line. An electrical connection or an electric drive is not required.
  • the invention also relates to a particularly suitable method for operating a toilet facility.
  • the toilet system 1 shown in Figure 1 has a funnel-shaped toilet bowl 2, which has an upper opening 2a, on which laterally two plate-shaped seats 22 are arranged.
  • the toilet bowl 2 is mounted on a box-shaped support 18 and preferably forms a unit with this.
  • the system 1 can be parked on a floor 24 or mounted on a frame, not shown here.
  • a comparatively narrow drain pipe 20 which is connected via a slide 15 with a horizontal conduit 21.
  • the slide 15 forms a valve and can be actuated by means not shown here in a conventional manner.
  • the slider 15 is shown in the closed position.
  • the interior 23 of the toilet bowl 2 is thus closed at the bottom.
  • water 25 which forms an odor trap.
  • a device 3 which has a piston 4 in a cylinder housing 6 and an input 8 has, which is connected via a valve 10, in particular a pressure reducing valve with a water supply line 9. Also, the unit 3 has an outlet 11, which is connected via a valve 12 with flushing nozzles 13.
  • the flushing nozzles 13 open as shown in the interior 23 of the toilet bowl 2 and are directed to rinse the toilet bowl 2 with rinse water obliquely downwards.
  • the flushing nozzles 13 are fixedly mounted, but they can also be designed to be movable, in particular extendable.
  • the input 8 and the output 11 are connected to a first chamber A, which is formed by the cylinder housing 6 and by the piston 4. In the rest position according to FIG.
  • valve 10 is opened and the valve 12 is closed.
  • the water supply line 9 is thus connected to the first chamber A and this is correspondingly filled with pressurized water 19.
  • the piston 4 is extended due to the pressure in the chamber A and biases a compression spring 14 which is supported at the lower end on the cylinder housing 6 and at the upper end to a tubular extension 27 of the piston 4.
  • the compression spring 14 could also be replaced by another suitable energy storage means.
  • the cylinder housing 6 is connected at its lower end via a pipe socket 28 with a disposal line 7.
  • the passage of the pipe socket 28 to the supply line 7 can be closed with a slide 16 which is actuated by a drive, not shown here.
  • the nozzle 28 forms with the lower portion of the cylinder housing 6 and the piston 4, a second chamber B. This also extends into a tubular Approach 27. The tubular extension 27 thus expands this second chamber B.
  • the device 3 additionally comprises a control device 29, which controls the two valves 10 and 11 and the slides 15 and 16.
  • a control device 29 which controls the two valves 10 and 11 and the slides 15 and 16.
  • an actuator 30 is provided, which has, for example, buttons or a sensor.
  • the rest position in which the toilet installation 1 is ready for use is shown in FIG.
  • the toilet bowl 2 is filled in its lower part with water 25.
  • the first valve 10 is open and the piston 4 is extended.
  • the valve 12 and the slider 15 are closed.
  • the slider 16 is open, however. If flushing is now triggered automatically or by actuation of the actuating device 30, the valve 10 is closed and the valve 12 is opened. At substantially the same time, the slider 16 is closed and the slider 15 is opened slightly delayed to generate a vacuum.
  • the piston 4 moves under relaxation of the spring 14 upwards and pushes out the water 19 of the first chamber A via the flushing nozzles 13. As a result, the inside of the toilet bowl 2 is rinsed out.
  • the piston 4 is thus here a pressure piston, which promotes the water 19 in the toilet bowl 2.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Toilettenanlage mit einer Toilettenschüssel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Toilettenanlagen der genannten Art sind allgemein bekannt. Das Spülen der Toilettenschüssel erfolgt üblicherweise mit einem Spülkasten oder mit einem sogenannten Druckspüler direkt aus der Wasserversorgungsleitung. Das Absaugen erfolgt mit Unterdruck, der beispielsweise von einer Pumpe erzeugt wird. Toilettenanlagen mit einer Absaugvorrichtung und einer Vorrichtung zum Spülen der Toilettenschüssel sind vergleichsweise aufwändig und beanspruchen vergleichsweise viel Platz.
  • Durch die gattungsbildende US 3,184,761 ist eine Toilettenanlage bekannt geworden, die einen Zylinder mit einem Kolben aufweist, mit dem gleichzeitig aus einer Toilettenschüssel Wasser absaugbar und Spülwasser einleitbar ist. Der Kolben wird über ein Schieberventil getrennt, was einen sehr hohen Aufwand bedeutet.
  • Aus der US 924,646 ist eine Schifftoilette bekannt geworden, die einen zu betätigenden Kolben aufweist, mit dem gleichzeitig eine Toilettenschüssel leer gesaugt und aus dem Meer oder See Spülwasser angesaugt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Toilettenanlage der genannten Art zu schaffen, die bei kleinem Raumbedarf einfacher hergestellt werden kann.
  • Die Aufgabe ist bei einer gattungsgemässen Toilettenanlage gemäss Anspruch 1 gelöst. Bei der erfindungsgemässen Toilettenanlage erfolgt das Absaugen von Abwasser und das Spülen der Toilettenschüssel im Wesentlichen gleichzeitig und mit den gleichen Mitteln. Die vorgesehene Einheit erfüllt somit gleichzeitig zwei Funktionen. Einerseits wird mit dieser die Toilettenschüssel gespült und andererseits wird das Abwasser abgesaugt. Durch die Zusammenlegung beider Funktionen in einer Einheit kann wesentlich Platz gespart werden. Zudem kann die Anzahl der Einzelteile wesentlich verkleinert werden.
  • Die Einrichtung weist eine Zylindereinheit auf, die einen Druckraum mit Spülwasser sowie einen Raum zum Absaugen von Abwasser besitzt. Die Zylindereinheit erzeugt mit einer einzigen Bewegung einerseits einen Unterdruck zum Absaugen des Abwassers und andererseits einen Überdruck zum Spülen der Toilettenschüssel. Die Einheit weist einen Kolben auf, der als Druckkolben das Spülwasser unter Druck an die Toilettenschüssel abgibt. Der Druckkolben ist gleichzeitig auch ein Saugkolben, der das Abwasser ansaugt.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Abwasser in einen Zylinderraum abgesaugt und anschliessend in eine Entsorgungsleitung ausgestossen wird.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einheit eine Feder aufweist, die in Ruhestellung vom Wasser einer Versorgungsleitung gespannt gehalten wird. Die Energie der Feder wird bei einem Spülvorgang zur Erzeugung von Druckwasser verwendet. Nach dem Spülvorgang wird die Feder wieder durch Einleiten von Druckwasser aus der Wasserversorgungsleitung gespannt. Ein elektrischer Anschluss oder ein elektrischer Antrieb ist damit nicht erforderlich.
  • Die Erfindung betrifft zudem ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb einer Toilettenanlage.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    schematisch ein vertikaler Schnitt durch eine erfindungsgemässe Toilettenanlage in der Ruhestellung,
    Figur 2
    ein Schnitt gemäss Figur 1, wobei die Toilettenschüssel gespült und Abwasser abgesaugt wird,
    Figur 3
    ein Schnitt gemäss Figur 1, wobei der Siphon nachgefüllt wird und
    Figur 4
    ein Schnitt gemäss Figur 1, wobei Abwasser in eine Entsorgungsleitung ausgestossen wird.
  • Die in Figur 1 gezeigte Toilettenanlage 1 weist eine trichterförmige Toilettenschüssel 2 auf, die eine obere Öffnung 2a besitzt, an welcher seitlich zwei plattenförmige Sitze 22 angeordnet sind. Die Toilettenschüssel 2 ist auf einem kastenförmigen Träger 18 befestigt und bildet vorzugsweise mit diesem eine Einheit. Die Anlage 1 kann auf einem Fussboden 24 abgestellt oder an einem hier nicht gezeigten Gestell montiert sein.
  • Am Boden mündet die Toilettenschüssel 2 in ein vergleichsweise enges Ablaufrohr 20, das über einen Schieber 15 mit einem horizontalen Leitungsrohr 21 verbunden ist. Der Schieber 15 bildet ein Ventil und kann über hier nicht gezeigte Mittel in an sich bekannter Weise betätigt werden. In der Figur 1 ist der Schieber 15 in der geschlossenen Stellung gezeigt. Der Innenraum 23 der Toilettenschüssel 2 ist somit unten verschlossen. Im unteren Bereich der Schüssel 2 befindet sich Wasser 25, das einen Geruchsverschluss bildet.
  • An das horizontal verlaufende Leitungsrohr 21 ist eine Einrichtung 3 angeschlossen, die in einem Zylindergehäuse 6 einen Kolben 4 aufweist und einen Eingang 8 besitzt, der über ein Ventil 10, insbesondere ein Druckminderventil mit einer Wasserversorgungsleitung 9 verbunden ist. Ebenfalls weist die Einheit 3 einen Ausgang 11 auf, der über ein Ventil 12 mit Spüldüsen 13 verbunden ist. Die Spüldüsen 13 münden wie ersichtlich in den Innenraum 23 der Toilettenschüssel 2 und sind zum Ausspülen der Toilettenschüssel 2 mit Spülwasser schräge nach unten gerichtet. Die Spüldüsen 13 sind fest montiert, sie können jedoch auch beweglich, insbesondere ausfahrbar ausgebildet sein. Der Eingang 8 als auch der Ausgang 11 sind mit einer ersten Kammer A verbunden, die durch das Zylindergehäuse 6 sowie durch den Kolben 4 gebildet ist. In der Ruhestellung gemäss Figur 1 ist das Ventil 10 geöffnet und das Ventil 12 geschlossen. Die Wasserversorgungsleitung 9 ist somit mit der ersten Kammer A verbunden und diese ist entsprechend mit Druckwasser 19 gefüllt. Der Kolben 4 ist aufgrund des Druckes in der Kammer A ausgefahren und spannt eine Druckfeder 14, die am unteren Ende am Zylindergehäuse 6 und am oberen Ende an einem rohrförmigen Ansatz 27 des Kolbens 4 abgestützt ist. Die Druckfeder 14 könnte auch durch ein anderes geeignetes Energiespeichermittel ersetzt sein.
  • Das Zylindergehäuse 6 ist an seinem unteren Ende über einen Rohrstutzen 28 mit einer Entsorgungsleitung 7 verbunden. Der Durchgang des Rohrstutzens 28 zur Versorgungsleitung 7 ist mit einem Schieber 16 verschliessbar, der über einen hier nicht gezeigten Antrieb betätigt ist. Der Stutzen 28 bildet mit dem unteren Bereich des Zylindergehäuses 6 und dem Kolben 4 eine zweite Kammer B. Diese erstreckt sich zudem in einen rohrförmigen Ansatz 27. Der rohrförmige Ansatz 27 erweitert somit diese zweite Kammer B.
  • Die Einrichtung 3 umfasst zudem eine Steuervorrichtung 29, welche die beiden Ventile 10 und 11 sowie die Schieber 15 und 16 steuert. Zur Auslösung einer Spülung ist eine Betätigungsvorrichtung 30 vorgesehen, die beispielsweise Tasten oder einen Sensor aufweist.
  • Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Toilettenanlage 1 näher erläutert:
  • Die Ruhestellung, in welcher die Toilettenanlage 1 für eine Benutzung bereit ist, ist in Figur 1 gezeigt. Die Toilettenschüssel 2 ist in ihrem unteren Bereich mit Wasser 25 gefüllt. Das erste Ventil 10 ist offen und der Kolben 4 ausgefahren. Das Ventil 12 als auch der Schieber 15 sind geschlossen. Der Schieber 16 ist hingegen geöffnet. Wird nun automatisch oder durch eine Betätigung der Betätigungsvorrichtung 30 eine Spülung ausgelöst, so wird das Ventil 10 geschlossen und das Ventil 12 geöffnet. Im Wesentlichen gleichzeitig wird der Schieber 16 geschlossen und der Schieber 15 leicht verzögert geöffnet, um ein Vakuum zu erzeugen. Der Kolben 4 fährt unter Entspannung der Feder 14 nach oben und stösst das Wasser 19 der ersten Kammer A über die Spüldüsen 13 aus. Dadurch wird die Innenseite der Toilettenschüssel 2 ausgespült. Der Kolben 4 ist hier somit ein Druckkolben, der das Wasser 19 in die Toilettenschüssel 2 fördert.
  • Gleichzeitig mit dem Ausspülen der Toilettenschüssel 2 wird durch den Kolben 4 Abwasser 5 aus der Toilettenschüssel 2 abgesaugt und über das Leitungsrohr 21 in die zweite Kammer B gesaugt. Der Kolben 4 ist in dieser Funktion somit ein Saugkolben. Die Bewegung des Kolbens 4 nach oben bewirkt somit gleichzeitig ein Ausspülen der Toilettenschüssel 2 und ein Absaugen des Abwassers 5. Der Kolben 4 ist somit gleichzeitig ein Saug- als auch ein Druckkolben.
  • Ist der Kolben 4 gemäss Figur 3 vollständig eingefahren, so ist die Feder 14 im Wesentlichen entspannt. Zum Nachfüllen der Toilettenschüssel 2 wird nun das Ventil 10 geöffnet und damit über die Spüldüsen 13 Wasser eingeleitet. Sobald wieder ein Geruchsverschluss gebildet ist, wird das Ventil 12 geschlossen. Gleichzeitig wird der Schieber 16 geöffnet, wobei der Schieber 15 bereits geschlossen ist. In der ersten Kammer A baut sich nun ein Druck auf und der Kolben 4 fährt gemäss Figur 4 nach unten und das Abwasser 5 wird über den offenen Schieber 16 in die Entsorgungsleitung 7 ausgestossen. Gleichzeitig wird die Feder 14 gespannt. Damit ist nun wieder die Ruhestellung gemäss Figur 1 erreicht. Die Toilettenanlage 1 ist nun für eine weitere Spülung bereit.

Claims (11)

  1. Toilettenanlage (1) mit einer Toilettenschüssel (2) und einer Einrichtung (3) zum Spülen der Toilettenschüssel (2) mit Spülwasser und zum Absaugen von Abwasser (5) aus der Toilettenschüssel (2), wobei die Einrichtung (3) als Einheit ausgebildet ist und bei einer Spülung im Wesentlichen gleichzeitig Spülwasser (19) unter Druck abgibt und Abwasser (5) aus der Toilettenschüssel (2) absaugt und wobei die Einrichtung (3) einen Kolben (4) aufweist, der in einem Zylinder (6) verschiebbar ist, der einen Druckraum (A) für Spülwasser sowie einen Saugraum (B) zum Ansaugen von Abwasser (5) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) mit einem gespannten Energiespeichermittel (14) zur Abgabe von Spülwasser (19) von der Ruhestellung in eine eingefahrene Stellung verschiebbar ist und das Energiespeichermittel (14) für eine weitere Spülung mit Wasser aus einer Wasserversorgungsleitung (9) spannbar ist.
  2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Spülung der Kolben (4) als Druckkolben das Spülwasser (19) unter Druck über Spüldüsen (13) an die Toilettenschüssel (2) abgibt.
  3. Toilettenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Eingang (8) aufweist, der mit der Wasserversorgungsleitung (9) zu verbinden ist.
  4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang (8) über ein Ventil (10), insbesondere Druckminderventil, mit der Wasserversorgungsleitung (9) zu verbinden ist.
  5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3) einen Ausgang (11) aufweist, der mit wenigstens einer in der Toilettenschüssel (2) angeordneten Spüldüse (13) verbunden ist.
  6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeichermittel (14) eine Feder ist.
  7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) in der Ruhestellung mit Wasser (19) aus der Wasserversorgungsleitung (9) gegen die Wirkung einer gespannten Feder (14) gehalten ist.
  8. Verfahren zum Betrieb einer Toilettenanlage gemäss Anspruch 1, wobei im Wesentlichen gleichzeitig die Toilettenschüssel (2) gespült und Abwasser (5) abgesaugt wird und für eine weitere Spülung der Kolben (4) mit Wasser (19) aus der Wasserversorgungsleitung (9) gegen die Wirkung des Energiespeichermittels (14) in die Ruhestellung verschoben wird.
  9. Verfahren gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Phase mit Spülwasser ein Geruchsverschluss gebildet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Phase angesaugtes Abwasser (5) in eine Entsorgungsleitung (7) ausgestossen wird.
  11. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei von einer Ruhestellung der Einrichtung (3) ausgegangen wird und diese einen Kolben (4) und eine erste sowie eine zweite Kammer (A, B), einen mit der Wasserversorgungsleitung (9) verbundenen Eingang (8), einen Ausgang (11) zu wenigstens einer Spüldüse (13), eine Absaugleitung (20) an einem unteren Ende der Toilettenschüssel (2) und die zweite Kammer (B) einen Ausgang (18) zu einer Entsorgungsleitung (7) aufweist, wobei der Eingang (8) ein erstes Ventil (10), der Ausgang (11) zur Spüldüse (13) ein zweites Ventil (12), die Absaugleitung (28) einen ersten Schieber (15) und der Ausgang (20) einen zweiten Schieber (16) aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) im Wesentlichen gleichzeitig:
    a1) Schliessen des ersten Ventils (10)
    a2) Öffnen des zweiten Ventils (12)
    a3) Öffnen des ersten Schiebers (15)
    b) Spülen der Toilettenschüssel (2) und gleichzeitig Absaugen von Abwasser (5),
    c) Schliessen des ersten Schiebers (15) und Nachfüllen der Toilettenschüssel (2),
    d) im Wesentlichen gleichzeitig:
    d1) Öffnen des ersten Ventils (10),
    d2) Schliessen des zweiten Ventils (12),
    d3) Öffnen des zweiten Schiebers (16) und Ausstossen des Abwassers (5) in die Entsorgungsleitung (7) sowie Verschieben des Kolbens (4) in die Ruhestellung.
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