EP1674624A2 - Spülsystem zum Zwecke der automatischen Spülung von Urinalen und ähnlichen sanitärtechnischen Einrichtungen - Google Patents

Spülsystem zum Zwecke der automatischen Spülung von Urinalen und ähnlichen sanitärtechnischen Einrichtungen Download PDF

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EP1674624A2
EP1674624A2 EP20050027711 EP05027711A EP1674624A2 EP 1674624 A2 EP1674624 A2 EP 1674624A2 EP 20050027711 EP20050027711 EP 20050027711 EP 05027711 A EP05027711 A EP 05027711A EP 1674624 A2 EP1674624 A2 EP 1674624A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
flushing
flushing system
valve
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20050027711
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hanns Rump
Jessica Gerhart
Rainer Kotte
Ralf Kotte
Karsten Supply
Rainer Preuss
Reinhardt Patzer
Uwe Koziol
Kim Heckemüller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kotte & Co KG GmbH
Original Assignee
T E M TECH ENTWICKLUNGEN und M
Tem! Technische Entwicklung und Management GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by T E M TECH ENTWICKLUNGEN und M, Tem! Technische Entwicklung und Management GmbH filed Critical T E M TECH ENTWICKLUNGEN und M
Publication of EP1674624A2 publication Critical patent/EP1674624A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • E03D5/10—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system operated electrically, e.g. by a photo-cell; also combined with devices for opening or closing shutters in the bowl outlet and/or with devices for raising/or lowering seat and cover and/or for swiveling the bowl

Definitions

  • the invention relates to a flushing system for the purpose of automatic flushing of urinals and similar sanitary equipment consisting of a central electrical control device, an electrically operated water valve, a turbine mounted in the water flow with a mechanically connected electrical generator, located in the electrical control electrical energy storage for Recording the electrical energy generated by the generator as well as from a sensor for determining the use of the sanitary device, according to the preamble of claim 1.
  • the supply of electrical energy market known systems is either either by batteries, which are to be replaced after exhaustion or from the mains or by means of a turbine driven therefrom electric generator, which is driven by the water flowing out at flushing, wherein the electrical energy in a suitable manner is stored.
  • a forced charging of the energy storage is then initiated when the charging voltage falls below a predetermined value.
  • DE 44 10 993 describes a system which detects the use of the urinal by a thermal sensor in the siphon and which has a turbine / generator located in the outflow of water.
  • the device can be operated without batteries and without connection to the mains and is thus low in service.
  • the electrical energy generated by the generator is stored in electrical capacitors of sufficient capacity according to the teachings of this invention. Charging is forced by a forced flush is triggered when falling below a minimum charge with the aim of replenishing the stored amount of energy. Alternatively, it is described that a forced flushing effected for the purpose of energy production takes place at fixed time intervals.
  • a disadvantage of this system is that a relatively complicated commissioning procedure must be followed, which is known only to trained personnel.
  • the procedure ensures the initial charge of the energy store. Failure to comply with the procedure will prevent the system from working.
  • the system is always delivered with the valve open, with the valve usually being a bistable, pulse-switched valve. After installation and after opening the water shut-off, water flows through the open valve, which drives the turbine / generator and generates electrical energy. The electronic control activates and the power storage units are charged. This process step takes a few minutes. Cases have been observed where the valve has been inadvertently dropped, which makes the above-described start-up impossible.
  • thermal sensor in the siphon is exposed to the medium located there and that dirt or calcifications encase the thermal sensor and thus thermally isolate, which impairs its function or even repeals.
  • measurement of the temperature activated at very short intervals requires a certain amount of electrical energy. The amount of energy held by the internal power storage is limited, which limits the operating time. Therefore, this system must trigger a flushing pulse from time to time to not only flush the siphon, but also to recover and store electrical energy.
  • EP 0433 631 A1 also a turbine with a generator has become known, wherein the generated electrical energy is stored in an accumulator. Also, this invention proposes a forced charging when the charging voltage of the accumulator falls below a predetermined value.
  • the disadvantage is that accumulators are in principle less suitable for the task, because the typically very short flushing and thus loading times of a few seconds ensure sufficient for the charge ion transport.
  • DE 100 49 680 further discloses a urinal flushing system in which the electrical valve is preceded by an assembly which contains a pressure reducer.
  • the water pressure offered to the valve is limited to an adjustable value, which is always constant and is 2-4 bar. This protects the valve from excessive water pressure and the amount of water delivered is a strict function of time at constant pressure. Therefore, the amount of water does not have to be adapted to the locally prevailing water pressure.
  • the disadvantage is that the technical complexity is relatively large and that short, steep pressure pulses, such as those that occur in pipeline networks, are not absorbed by the pressure reducer for reasons of reaction inertia.
  • the invention has for its object to solve the above technical problem, a flushing system of the type mentioned in such a way to further develop that the same neither expensive leads needed, but is self-sufficient to work and no costly change of electric batteries needed, but practical for years is able to work maintenance-free.
  • the solution of the problem is in a flushing system of the type mentioned is that a located in the central electrical control electronic comparator monitors the state of charge of the electrical energy storage and falls below a specified minimum charge of the electrical energy storage, the power automatically to an additional existing electric battery or a Battery switches.
  • the control of the sanitary device is operated by energy, which by the combination of turbine, electric generator, Energy storage - wherein preferably an electrical capacitor of sufficient capacity is used - is obtained or stored.
  • the controller includes an electric battery or an accumulator which is only switched on when the charge of the energy store is insufficient.
  • the accumulator can be constantly charged, for example, via a photovoltaic element.
  • the decisive advantage of the invention is therefore that the flushing system has a redundant power supply, which makes the flushing system for a number of years, even many years, independent and self-sufficient and thus maintenance-free and inexpensive.
  • the rinsing time or the amount of water per rinse is longer with low use of the urinal than with frequent use, the rinsing times being automatic as a function of the frequency of use, which can be stored, for example, as use / h or use / day for further processing be changed within specified limits.
  • a second rinsing with a reduced amount of water is automatically triggered in a fixed, short time after rinsing, for example after 5 to 30 seconds or even longer.
  • a flush can be triggered.
  • the valve when the sanitary appliance is not in use, the valve is repeatedly switched ON / OFF in a short sequence in order to fully maintain the valve's ability to function against soiling or caking and to ensure the mechanical mobility of the valve components.
  • the intervals can also be, for example, one day or several days or even weeks.
  • a volume flow constant is installed in the water flow.
  • a water-jet pump with intake manifold is arranged in the water outlet.
  • a cleaning liquid can be sucked through the intake or pump nozzle from a reservoir, which admixed the rinse water becomes.
  • air can be sucked through the intake manifold and bubbled with the outflowing water and mixed with the rinse water.
  • the air to be bubbled through the intake manifold is mixed with ozone, which is located in a reservoir through which the intake air flows due to electrical discharge processes.
  • a water inlet 1 opens into a filter 3 with a flow constant 2.
  • a servo valve 4 preferably an electric pulse-controlled bistable servo valve, hereinafter called valve 4, followed by a turbine 6, which in turn drives an electrical generator 7 .
  • the water jet pump 8 has a water outlet 10 for the outlet of the water, which has flowed through the turbine.
  • a central electrical control device 11 has at least one electrical charge store, for example a capacitor 11 '.
  • An electrical connection 12 connects the controller 11 to the valve 4; a further electrical connection 13 connects the electrical control device 11 to the electric generator 7.
  • a further electrical connection 14 connects the electrical control device 11 with a sensor system 15 or the electronics of the sensor 15.
  • the numeral 16 is a battery as a buffer, backup battery, characterized, which is connected via an electrical connection 16 'to the electrical control device 11.
  • a mounted on the back of the ceramic sanitary facility or the Urinalbeckens field sensor in the sense of DE 102 61 238.8 is used because the reliability is not reached at the same time highest fault tolerance of other sensor systems.
  • the choice of the sensor system is not critical.
  • the system After installation of the sanitary equipment or Urinal Economicssystems - usually behind the Urinalkeramik - the system is initialized. This can be done by a switch or by plugging an incoming from the backup battery electrical line with a flanged connector or in a similarly appropriate manner.
  • the water flowing through drives the turbine 6 and thus the generator 7, which generates electrical energy and stores it in a capacitor 11 'of sufficient capacity.
  • the valve 4 is moved to the "CLOSED" position with a switching pulse.
  • Figure 2 shows the timing, timing diagram, the controller.
  • the valve After an adjustable waiting time, z. B. of 2 seconds, the valve is opened by a further switching pulses for a short time and closed again. This ensures that a small amount of water of, for example, 200 ml fills the siphon even if it should have been emptied by a negative pressure in the water drain piping.
  • the area 2.1 designates the actual rinsing time, which begins with an UP pulse and is terminated by an ZU pulse, which in turn are shown below the area 2.1 on a further time axis with mutually reverse direction and are designated by the reference numeral 2.4.
  • a rinsing of the time length of the rinsing time 2.3 by on or to pulses, 2.4 triggered.
  • An electronic comparator 11 "within the controller 11 checks the state of charge of the electric storage capacitor 11 'charged via the generator 7. When the state of charge exceeds a predetermined value, the power supply from the battery 16 to the storage capacitor 11' is automatically switched by a suitable electronic switch This condition is reached when, as a result, the urinal has been used several times.
  • the storage capacitor 11 In the case of insufficient water pressure or in case of temporary shut-off of the water or in case of prolonged disuse of the urinal, the storage capacitor 11 'is not charged. In this case, the electronic switch automatically switches to battery or accumulator operation. This ensures that the urinal system remains functional in any case.
  • the urinal control therefore automatically changes the flushing time as a function of the frequency of use, the frequency of use within the Control device can be stored for further processing, use / h or use / day.
  • the rinsing time is automatically extended if the urinal system is not used, as the rinsing time is automatically extended after periods of non-use, which can happen, for example, depending on usage / h or usage / day.
  • the longest flushing time can be limited by an internal setting to a freely definable value.
  • the water consumption is thus more than halved in urinals often used without deposits that could form through urine stone damage the drainage system or without precarious conditions in terms of hygiene could occur.
  • In rarely used urinals is achieved by this invention that by vigorous flushing of the urinal system, the risk of deposits is minimized.
  • a water jet pump 8 is arranged according to the figure 1.
  • a negative pressure is created at an intake stub 8 ", and a reservoir 17 with a liquid can be connected to the intake stub 8, which is added to the rinsing water and which supports the cleaning of the urinal and / or has a disinfecting effect.
  • air can be sucked in and very finely beaded and mixed with the rinsing water, the turbine waste water.
  • the air-enriched rinse water has a better wetting effect on the surfaces of the urinal ceramic and therefore allows relatively small amounts of water per flush, without this having a negative impact on urinal hygiene.
  • the air sucked in via the intake stub 8 can be enriched with ozone .Ozone is generated by electric discharges in a discharge vessel, for example the reservoir 17, through which the intake air flows in.
  • Ozone is water-soluble and extremely bactericidal and biocidal that any chemicals must be refilled, is achieved with this proposal according to the invention that the surfaces of the urinal and the siphon are always hygienic.
  • the invention is in particular for sanitary facilities, such as urinals, or other sanitary facilities, such as toilets, commercially applicable. It can be carried out in various variations, which have in common that the operating energy is generated both by batteries and from the located in an electrical energy storage and effluent from purging water from a turbine with a connected electric generator, with sufficient charge of the energy storage through an electrical circuit, the battery is switched off electrically and therefore in the case of sufficient charge of the energy storage no consumption of stored energy in the battery takes place.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spülsystem zum Zwecke der automatischen Spülung von Urinalen und ähnlichen sanitärtechnischen Einrichtungen, bestehend aus einer zentralen elektrischen Steuereinrichtung (11), einem elektrisch betätigten Wasserventil (4), einer im Wasserstrom angebrachten Turbine (6) mit einem mechanisch verbundenen elektrischen Generator (7), einem in der elektrischen Steuereinrichtung (11) befindlichen elektrischen Energiespeicher (11') zur Aufnahme der vom Generator (7) erzeugten elektrischen Energie sowie aus einem Sensorsystem (15) zur Feststellung der Nutzung des Urinals. Ein in der zentralen elektrischen Steuereinrichtung (11) befindlicher elektronischer Vergleicher (11 ") überwacht den Ladungszustand des elektrischen Energiespeichers (11'). Bei Unterschreitung einer festgelegten Mindestladung des elektrischen Energiespeichers (11') schaltet die Energieversorgung des Spülsystems automatisch auf eine zusätzlich vorhandene elektrische Batterie (16) oder einen Akkumulator um. Diese redundante Energieversorgung macht das Spülsystem für Jahre hinweg autark.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Spülsystem zum Zwecke der automatischen Spülung von Urinalen und ähnlichen sanitärtechnischen Einrichtungen, bestehend aus einer zentralen elektrischen Steuereinrichtung, einem elektrisch betätigten Wasserventil, einer im Wasserstrom angebrachten Turbine mit einem mechanisch verbundenen elektrischen Generator, einem in der elektrischen Steuerung befindlichen elektrischen Energiespeicher zur Aufnahme der vom Generator erzeugten elektrischen Energie sowie aus einem Sensor zur Feststellung der Nutzung der sanitärtechnischen Einrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es sind automatische Spülsysteme für Urinale bekannt, bei welchen die bestimmungsgemäße Nutzung durch geeignete Sensoren erkannt wird und im Bedarfsfall von einer geeigneten elektronischen Steuerung Schaltimpulse auf ein elektrisches Ventil gegeben werden, welche den Wasserfluss für eine bestimmte Zeit freigibt. Dabei wird gefordert, dass für eine Spülung jeweils eine Wassermenge von 1 bis 2 Litern ausgelöst wird.
  • Sensorsysteme sind in verschiedenen Technologien bekannt, zum Beispiel in:
    • Infrarot-Lichtschranken
    • Infrarot-Reflex-Sensoren
    • Radarsensoren
    • Trittmatten / Bodenkontakte
    • Thermische Sensoren, welche im Siphon des Urinals den bei der Einleitung von (warmem) Urin resultierenden Temperaturanstieg detektieren
    • Feldsensoren, bei denen auf der Rückseite des keramischen Urinalbeckens eine Elektrodenstruktur aufgebracht ist, welche durch geeignete elektronische Ansteuerung ein elektrisches Feld im Raum ausbildet, welches durch bei Benutzung des auf der Oberfläche der dem Nutzer zugewandten Seite und die dabei mit Flüssigkeit (Urin ist mehrheitlich Wasser) benetzte Oberfläche eine Veränderung erfährt, welche zur Gewinnung eines Schaltimpulses in geeigneter Weise ausgenutzt wird.
  • Die Versorgung mit elektrischer Energie marktbekannter Systeme erfolgt wahlweise entweder durch Batterien, welche nach Erschöpfung zu wechseln sind oder aus dem Stromnetz oder mittels einer Turbine mit davon angetriebenem elektrischen Generator, welcher durch das bei Spülung ausströmende Wasser angetrieben wird, wobei die elektrische Energie in geeigneter Weise gespeichert wird. Elektronisch wird eine zwangsweise Aufladung des Energiespeichers dann veranlasst, wenn die Ladespannung einen festgelegten Wert unterschreitet.
  • In der DE 44 10 993 wird ein System beschrieben, welches die Nutzung des Urinals durch einen thermischen Sensor im Siphon detektiert, und welches eine im Wasserausfluss befindliche Turbine/Generator aufweist. Das Gerät kann ohne Batterien und ohne Anschluss am Stromnetz betrieben werden und ist damit servicearm. Die vom Generator erzeugte elektrische Energie wird nach der Lehre dieser Erfindung in elektrischen Kondensatoren ausreichender Kapazität gespeichert. Die Aufladung erfolgt zwangsweise, indem bei Unterschreiten einer Mindestladung eine Zwangsspülung ausgelöst wird mit dem Ziel, die gespeicherte Energiemenge wieder aufzufüllen. Alternativ ist beschrieben, dass eine zum Zwecke der Energiegewinnung getätigte Zwangsspülung in festgelegten Zeitintervallen erfolgt.
  • Nachteilig bei diesem System ist, dass eine relativ komplizierte InbetriebnahmeProzedur eingehalten werden muss, welche nur geschultem Personal bekannt ist. Die Prozedur stellt die erstmalige Aufladung des Energiespeichers sicher. Bei Nichteinhalten der Prozedur kann das System nicht arbeiten. Dazu wird das System stets mit geöffnetem Ventil geliefert, wobei das Ventil meistens ein bistabiles, von Impulsen geschaltetes Ventil ist. Nach der Installation und nach dem Öffnen der Wasserabsperrung fließt durch das geöffnete Ventil Wasser, welches die Turbine / den Generator antreibt und elektrische Energie erzeugt. Die elektronische Steuerung aktiviert sich und die Stromspeicher werden geladen. Dieser Prozessschritt dauert einige Minuten. Es sind Fälle beobachtet worden, wo das Ventil unbeabsichtigt zugefallen ist, was die vorstehend beschriebene Inbetriebnahme unmöglich macht.
  • Nachteilig ist weiter, dass der Thermosensor im Siphon dem dort befindlichem Medium ausgesetzt ist und dass Verschmutzungen oder Verkalkungen den Thermosensor ummanteln und damit thermisch isolieren, was dessen Funktion beeinträchtigt oder gar aufhebt. Nachteilig ist weiter, dass die in sehr kurzen Abständen aktivierte Messung der Temperatur eine gewisse elektrische Energie benötigt. Die von den internen Stromspeichern vorgehaltene Energiemenge ist begrenzt, was die Betriebsdauer begrenzt. Daher muss dieses System von Zeit zu Zeit einen Spülimpuls auslösen, um damit nicht nur den Siphon zu spülen, sondern auch um elektrische Energie gewinnen und speichern zu können.
  • Durch die EP 0433 631 A1 ist ebenfalls eine Turbine mit einem Generator bekannt geworden, wobei die erzeugte elektrische Energie in einem Akkumulator gespeichert wird. Auch diese Erfindung schlägt eine zwangsweise Aufladung dann vor, wenn die Ladespannung des Akkumulators einen festgelegten Wert unterschreitet. Nachteilig ist, dass Akkumulatoren prinzipiell wenig für die Aufgabe geeignet sind, weil die typisch sehr kurzen Spül- und damit Ladezeiten von wenigen Sekunden keinen für die Aufladung ausreichenden lonentransport gewährleisten.
  • Durch die DE 100 49 680 ist des Weiteren ein Urinalspülsystem bekannt geworden, bei welchem dem elektrischen Ventil eine Baugruppe vorgeschaltet ist, welche einen Druckminderer enthält. Vorteilhaft wird der dem Ventil angebotene Wasserdruck auf einen einstellbaren Wert begrenzt, welcher stets konstant ist und bei 2-4 bar liegt. Damit wird das Ventil vor übermäßigem Wasserdruck geschützt und die abgegebene Wassermenge ist bei konstantem Druck eine strenge Funktion der Zeit. Deshalb muss die Wassermenge nicht an den lokal herrschenden Wasserdruck angepasst werden. Nachteilig ist, dass der technische Aufwand relativ groß ist und dass kurze, steile Druckimpulse, wie sie in Rohrleitungsnetzen auftreten, aus Gründen der Reaktionsträgheit nicht vom Druckminderer aufgefangen werden.
  • Um die Sicherheit des Spülsystems vor Zerstörung desselben zu gewährleisten, wird bei den vorstehend beschriebenen Systemen angestrebt, alle technischen Komponenten des elektronischen Spülsystems hinter dem zumeist aus Keramik bestehenden Urinals zu installieren.
    • Zu lösendes technisches Problem:
  • Wird das System aus dem Stromnetz versorgt, ist eine aufwändige Zuleitung und elektrische Absicherung notwendig. Wird das System hingegen aus elektrischen Batterien versorgt, muss im Falle des Batteriewechsels das Urinal von der Wand abgenommen werden, was mit erheblichem Aufwand und mit hohen Kosten verbunden ist. Wird das System des Weiteren durch eine Kombination aus den Komponenten "Turbine-Generator-Energiespeicher" versorgt, ist eine komplizierte und störungsanfällige Inbetriebnahmeprozedur notwendig und bei Unterschreiten eines Wassermindestdruckes treten Instabilitäten auf, welche zu Störungen führen können.
    • Technische Aufgabe:
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Lösung des vorgenannten technischen Problems eine Spülsystem der eingangs genannten Gattung dergestalt weiter zu entwickeln, dass dieselbe weder aufwendige Zuleitungen benötigt, sondern autark zu arbeiten imstande ist sowie keine aufwändigen Wechsel von elektrischen Batterien benötigt, sondern über Jahre praktische wartungsfrei zu arbeiten imstande ist.
    • Technische Lösung der Erfindung und deren Vorteile:
  • Die Lösung der Aufgabe besteht bei einem Spülsystem der eingangs genannten Gattung darin, dass ein in der zentralen elektrischen Steuerung befindlicher elektronischer Vergleicher den Ladungszustand des elektrischen Energiespeichers überwacht und bei Unterschreitung einer festgelegten Mindestladung des elektrischen Energiespeichers die Energieversorgung automatisch auf eine zusätzlich vorhandene elektrische Batterie oder einen Akkumulator umschaltet.
  • Der grundsätzliche erfindungsgemäße Gedanke ist somit der, dass im Normalbetrieb die Steuerung der sanitärtechnischen Einrichtung durch Energie betrieben wird, welche durch die Kombination von Turbine, elektrischer Generator, Energiespeicher - wobei bevorzugt ein elektrischer Kondensator ausreichender Kapazität eingesetzt wird - gewonnen bzw. gespeichert wird. Zusätzlich enthält die Steuerung eine elektrische Batterie oder auch einen Akkumulator, welche/r nur dann zugeschaltet wird, wenn die Ladung des Energiespeichers unzureichend ist. Der Akkumulator kann zum Beispiel über ein photovoltaisches Element ständig geladen werden.
  • Eine elektronische Schaltung schaltet somit die Energieversorgung entsprechend des momentan vorliegenden Betriebszustandes automatisch um, so dass sich folgende Betriebszustände unterscheiden lassen:
    • Im Falle der ersten Inbetriebnahme erfolgt diese mit Energie aus der Batterie oder dem Akkumulator, weil der interne Energiespeicher noch ungeladen ist.
    • Im Falle normaler Nutzung lädt sich der interne Energiespeicher auf. Der Betrieb des Spülsystems der sanitärtechnischen Einrichtung wird von Batteriebetrieb auf Energiespeicher-Betrieb umgeschaltet. Die Batterie wird in Folge nicht mehr entladen. Die Lebensdauer der Batterie wird nur noch durch die Selbstentladung bzw. Lagerdauer begrenzt. Bei modernen Batterien oder auch Akkumulatoren kann deren Lebens- und Funktionsdauer auf eine Größenordnung von mehr als 10 Jahren verlängert werden. In dieser Zeit braucht kein Service zum Zwecke eines Batterie- oder Akkumulatorwechsels durchgeführt werden.
    • Im Falle unzureichender Wasserdrücke oder abgestellter Wasserversorgung oder bei längerer Nichtnutzung des Systems schaltet sich das System nach Erschöpfung des internen Energiespeichers automatisch auf Batterie- bzw. Akkumulatorbetrieb um. Das System bleibt im Batterie- bzw. Akkumulatorbetrieb im sicheren "stand by", kommt also niemals in indifferente Betriebszustände. Die Energieaufnahme ist in diesem Zustand sehr gering, weil prinzipiell die Schaltimpulse zum Öffnen/ Schließen des Ventils die größten Energieverbraucher sind, welche im "stand-by-Modus" allerdings nicht stattfinden.
  • Der entscheidende Vorteil der Erfindung besteht somit darin, dass das Spülsystem eine redundante Energieversorgung aufweist, die das Spülsystem für eine Reihe von Jahren, ja viele Jahre, unabhängig und autark und somit wartungsfrei und kostengünstig macht.
  • In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist die Spülzeit bzw. die Wassermenge je Spülung bei geringer Nutzung des Urinals länger als bei häufiger Nutzung, wobei die Spülzeiten als Funktion der Nutzungshäufigkeit, welche zum Beispiel als Nutzung/h oder Nutzung/Tag zur Weiterverarbeitung gespeichert werden kann, automatisch innerhalb festgelegter Grenzwerte verändert werden.
  • In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird in festgelegter, kurzer Zeit nach der Spülung, beispielsweise nach 5 bis 30 Sekunden oder auch länger, automatisch eine zweite Spülung mit verringerter Wassermenge ausgelöst. Bei Nichtnutzung der sanitärtechnischen Einrichtung nach einer festgelegten Zeit, beispielsweise nach einem halben Tag, einem Tag oder mehreren Tagen, kann eine Spülung ausgelöst werden.
  • In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird bei Nichtnutzung der sanitärtechnischen Einrichtung das Ventil mehrfach in kurzer Folge AUF/ZU geschaltet, um die Funktionsfähigkeit des Ventils gegen Verschmutzen oder Verbacken voll zu erhalten und um die mechanische Beweglichkeit der Ventilkomponenten sicherzustellen. Die Intervalle können hier ebenfalls beispielsweise einen Tag oder mehrere Tage oder auch Wochen betragen.
  • In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung des Spülsystems ist im Wasserstrom ein Volumenstrom-Konstanter eingebaut.
  • In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung des Spülsystems ist im Wasserauslauf eine Wasserstrahlpumpe mit Ansaugstutzen angeordnet. Dabei kann durch den Ansaugstutzen bzw. Pumpenstutzen aus einem Reservoir eine Reinigungsflüssigkeit angesaugt werden, welches dem Spülwasser zugemischt wird. Ebenso kann durch den Ansaugstutzen Luft angesaugt und mit dem ausfließenden Wasser verperlt und dem Spülwasser zugemischt werden.
  • In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung des Spülsystems ist die durch den Ansaugstutzen angesaugte, zu verperlende Luft mit Ozon vermischt, der sich durch elektrische Entladungsprozesse in einem von der angesaugten Luft durchströmten Reservoir befindet.
  • Kurbeschreibung der Zeichnung, in der zeigen.
    • Figur
    1ein Blockschaltbild sämtlicher Aggregate des Spülsystems im Zusammenwirken derselben und
    Figur 2
    den zeitlichen Ablauf der Steuerung des Spülsystems.
  • Technische, beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Gedankens:
    • Das erfindungsgemäße System besteht aus folgenden Hauptbaugruppen, welche in der Figur 1 dargestellt sind.
  • Ein Wasserzulauf 1 mündet in einen Filter 3 mit einem Durchflusskonstanter 2. Über ein Wasserverbindungsstück 5 daran angeschlossen ist ein Servoventil 4, vorzugsweise ein elektrisches impulsgesteuertes bistabiles Servoventil, nachfolgend Ventil 4 genannt, auf welches eine Turbine 6 folgt, welche ihrerseits einen elektrischen Generator 7 antreibt. An die Turbine 6 schließ sich ein Wasserauslauf 8' mit Wasserstrahlpumpe 8 und Ansaugstutzen 8" an, wobei im Ansaugstutzen 8" ein Rückflussverhinderer 9 angeordnet ist. Die Wasserstrahlpumpe 8 besitzt einen Wasserauslauf 10 für den Auslauf des Wassers, welches die Turbine durchströmt hat.
  • Eine zentrale elektrische Steuereinrichtung 11 weist wenigstens einen elektrischen Ladungsspeicher auf, zum Beispiel einen Kondensator 11'. Eine elektrische Verbindung 12 verbindet die Steuereinrichtung 11 mit dem Ventil 4; eine weitere elektrische Verbindung 13 verbindet die elektrische Steuereinrichtung 11 mit dem elektrischen Generator 7. Eine weitere elektrische Verbindung 14 verbindet die elektrische Steuereinrichtung 11 mit einem Sensor-System 15 bzw. der Elektronik des Sensors 15. Mit der Ziffer 16 ist eine Batterie als Puffer, Pufferbatterie, gekennzeichnet, welche über eine elektrische Verbindung 16' mit der elektrischen Steuereinrichtung 11 verbunden ist.
  • Das Sensorsystem 15 kann in verschiedenen Technologien ausgeführt sein, wie zum Beispiel:
    • Thermo-Sensor im Siphon
    • pH-Sensor im Siphon
    • Infrarot-Reflex-Sensor
    • Radar-Sensor
    • Feldsensor, auf der Rückseite des Urinalbeckens angebracht (nach DE10235937)
    • Strömungssensor im Siphon
  • Bevorzugt wird ein an der Rückseite der Keramik der sanitärtechnischen Einrichtung oder des Urinalbeckens angebrachter Feldsensor im Sinne der DE 102 61 238.8 eingesetzt, weil die Funktionssicherheit bei gleichzeitig höchster Fehlersicherheit von anderen Sensorsystemen nicht erreicht wird. Im Sinne dieser Erfindung ist die Wahl des Sensor-Systems jedoch nicht entscheidend.
  • Nach Installation der sanitärtechnischen Einrichtung oder des Urinalspülsystems - zumeist hinter der Urinalkeramik - wird das System initialisiert. Dies kann durch einen Schalter erfolgen oder durch Einstecken einer von der Pufferbatterie kommenden elektrischen Leitung mit einem angeflanschten Stecker oder in ähnlich geeigneter Weise.
  • Nach Initialisierung der elektronischen Steuerung erzeugt diese einige Schaltimpulse, um die mechanische Beweglichkeit der Ventilkomponenten sicherzustellen und bewegt abschließend und zwangsweise das Ventil in die Position "ZU". Der Installateur kann nun die Installation der Urinalkeramik abschließen und die Absperrung der Wasserversorgung aufheben.
  • Bei Nutzung bzw. bei Betätigung des Sensors wird nach einer angemessenen Wartezeit ein Schaltimpuls an das elektrische Wasserventil geliefert: "Ventil AUF".
  • Das durchströmende Wasser treibt die Turbine 6 und damit den Generator 7 an, welcher elektrische Energie erzeugt und in einem Kondensator 11' ausreichender Kapazität speichert. Nach eingestellter Spülzeit wird mit einem Schaltimpuls das Ventil 4 in die Position "ZU" gebracht.
  • Figur 2 zeigt den zeitlichen Ablauf, Zeitdiagramm, der Steuerung. Nach einer einstellbaren Wartezeit, z. B. von 2 Sekunden, wird durch weitere Schaltimpulse das Ventil für eine kurze Zeit geöffnet und wieder geschlossen. Damit wird erreicht, dass eine geringe Menge Wasser von beispielsweise 200ml den Siphon auch dann auffüllt, wenn dieser durch einen Unterdruck in der Wasserablaufverrohrung entleert worden sein sollte. Dabei bezeichnet die Fläche 2.1 die eigentliche Spülzeit, welche durch einen AUF-Impuls beginnt und durch einen ZU-Impuls beendet wird, welche ihrerseits unterhalb der Fläche 2.1 auf einer weiteren Zeitachse dargestellt sind mit zueinander umgekehrter Richtung und mit der Bezugsziffer 2.4 benannt sind. Nach einer Pause 2.2, die sich an die Spülzeit 2.1. anschließt, wird eine Nachspülung der zeitlichen Länge der Spülzeit 2.3 durch Auf- bzw. Zu-Impulse, 2.4, ausgelöst.
  • Ein elektronischer Vergleicher 11" innerhalb der Steuereinrichtung 11 überprüft den Ladungszustand des über den Generator 7 aufgeladenen elektrischen Speicherkondensators 11'. Wenn der Ladungszustand einen festgelegten Wert überschreitet, wird durch einen geeigneten elektronischen Schalter die Energieversorgung von der Batterie 16 auf den Speicherkondensator 11' automatisch umgeschaltet. Dieser Zustand wird erreicht, wenn in Folge das Urinal mehrfach genutzt wurde.
  • Im Normalbetrieb, also wenn die sanitärtechnischen Einrichtung oder das Urinal etwa 1 bis 3 mal am Tag genutzt wird, reicht die durch den Generator gelieferte Energie für einen sicheren Betrieb über den Speicherkondensator 11' aus. Die Batterie wird daher im Normalbetrieb nicht genutzt, was sich auf die Lebensdauer der Batterie erheblich verlängernd auswirkt.
  • Im Falle eines unzureichenden Wasserdruckes oder im Falle einer vorübergehenden Absperrung des Wassers oder im Falle längerer Nichtnutzung des Urinals wird der Speicherkondensator 11' nicht geladen. In diesem Falle wird automatisch durch den elektronischen Schalter auf Batterie- bzw. Akkumulatorbetrieb umgeschaltet. Damit wird erreicht, dass das Urinalsystem in jedem Fall prinzipiell funktionsfähig bleibt.
  • Bei längerer Absperrung des Wassers oder bei längerer Nichtnutzung des Urinals könnten elektrische Wasserventile sich durch im Wasser befindlichen Kalk oder durch andere Substanzen festsetzen. Dem wird erfindungsgemäß dadurch entgegen gewirkt, dass bei Nichtnutzung des Urinals in angemessenen Abständen von z. B. mindestens einem Tag bis hin zu einer Woche von der elektrischen Steuerung das Ventil 4 durch Auslösen von Schaltimpulsen mindestens einmal bewegt wird. Damit wird ein "Verkleben" der beweglichen, mechanischen Komponenten des Ventils 4 vermieden und die mechanische Beweglichkeit der Ventilkomponenten sichergestellt. Als positiver Nebeneffekt wird - sofern Wasserdruck vorhanden ist - der Siphon mit Wasser aufgefüllt und das Austrocknen des Siphons damit vermieden.
  • Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist es sinnvoll, die Wassermenge je Spülung der Nutzungshäufigkeit anzupassen. Wenn das Urinal relativ selten benutzt wird, ist im Interesse einer ausreichenden Durchspülung eine relativ lange Spülzeit mit relativ großer Wassermenge wichtig. Wenn das Urinal sehr häufig genutzt wird, kann die Spülzeit auf eine Zeit verringert werden, welche die sichere Erneuerung der im Siphon stehenden Flüssigkeit und eine sichere Benetzung der Oberfläche der Urinalkeramik gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß verändert die Urinalsteuerung daher automatisch die Spülzeit als Funktion der Nutzungshäufigkeit, wobei die Nutzungshäufigkeit innerhalb der Steuereinrichtung zur Weiterverarbeitung gespeichert werden kann, Nutzung/h oder Nutzung/Tag.
  • Nach Initialisierung wird bei Nutzung zuerst eine relativ lange Spülzeit ausgelöst, um das System erstmalig sicher zu spülen. Im Anschluss stellt sich automatisch die Mindest-Spülzeit ein.
  • Die Spülzeit verlängert sich automatisch, wenn das Urinal-System nicht genutzt wird, indem nach Zeiten der Nichtnutzung jeweils die Spülzeit automatisch verlängert wird, was zum Beispiel in Abhängigkeit der Nutzung/h oder Nutzung/Tag geschehen kann.
  • Die längste Spülzeit kann durch eine interne Einstellung auf einen frei fest zulegenden Wert begrenzt werden. Vorteilhaft wird dadurch bei häufig benutzten Urinalen der Wasserverbrauch mehr als halbiert, ohne dass durch Urinstein sich bildende Ablagerungen das Wasserablaufsystem beschädigen könnten oder ohne dass im Sinne der Hygiene bedenkliche Zustände auftreten könnten. Bei selten benutzten Urinalen wird durch diese Erfindung erreicht, dass durch kräftige Durchspülung des Urinalsystems die Gefahr von Ablagerungen minimiert wird.
  • Im Auslauf des Urinal-Spülsystems ist gemäß der Figur 1, eine Wasserstrahlpumpe 8 angeordnet. Im Falle durchströmenden Wassers entsteht an einem Ansaugstutzen 8" ein Unterdruck. An den Ansaugstutzen 8" kann wahlweise ein Reservoir 17 mit einer Flüssigkeit angeschlossen werden, welche dem Spülwasser zugegeben wird und welche die Reinigung des Urinals unterstützt und/oder desinfizierend wirkt.
  • Vorteilhaft ist, dass die Zudosierung dieser Reinigungsflüssigkeit in das Spülwasser ohne weitere Installation oder Pump-Mechanismen stets im Falle von Spülvorgängen erfolgt.
  • Alternativ kann Luft angesaugt und feinst verperlt werden und dem Spülwasser, das Turbinenabwasser, beigemischt werden. Das mit Luft angereicherte Spülwasser hat eine bessere Benetzungswirkung auf den Oberflächen der Urinalkeramik und erlaubt deshalb relativ geringe Wassermengen je Spülung, ohne dass dies negative Auswirkungen auf die Urinalhygiene hat.
  • Ergänzend kann die über den Ansaugstutzen 8" angesaugte Luft mit Ozon angereichert sein. Ozon wird durch elektrische Entladungen in einem Entladungsbehälter - zum Beispiel das Reservoir 17 - erzeugt, der von der angesaugten Luft durchströmt wird. Ozon ist wasserlöslich und extrem bakterizid und biozid. Ohne dass irgendwelche Chemikalien nachgefüllt werden müssen, wird mit diesem erfindungsgemäßen Vorschlag erreicht, dass die Oberflächen des Urinals und der Siphon stets hygienisch einwandfrei sind.
  • Die aus DE 100449680 bekannte und erwähnte Baugruppe "Druckminderer" kann durch einen Volumenstromregler ersetzt werden, wenn die Auslegung der wassertechnischen Anlage den Regeln der DIN 1988 folgt und Drücke von durchschnittlich 6bar eingehalten werden. Frei am Markt erhältliche, kleine Volumenstromregler regulieren den Wasserstrom ebenfalls, so dass bei gleichen Öffnungszeiten des Ventils gleiche Wassermengen resultieren.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit.
    Die Erfindung ist insbesondere für sanitärtechnische Einrichtungen, wie Urinale, oder sonstige sanitäre Einrichtungen, wie WC's, gewerblich anwendbar. Sie kann in verschiedenen Variationen ausgeführt werden, denen gemeinsam ist, dass die Betriebsenergie sowohl von Batterien als auch von der in einem elektrischen Energiespeicher befindlichen und vom bei Spülvorgängen ausströmenden Wasser von einer Turbine mit angeschlossenem elektrischen Generator erzeugt wird, wobei bei ausreichender Ladung des Energiespeichers durch eine elektrische Schaltung die Batterie elektrisch abgeschaltet wird und daher im Falle ausreichender Ladung des Energiespeichers kein Verbrauch der in der Batterie gespeicherten Energie stattfindet.
  • Liste der Bezugszeichen:
    • 1
    Wasserzulauf
    2
    Durchflusskonstanter
    3
    Filter
    4
    elektrisches impulsgesteuertes bistabiles Servoventil
    5
    Wasserverbindungsstück
    6
    Turbine
    7
    Elektrischer Generator
    8
    Wasserstrahlpumpe
    8'
    Wasserauslauf
    8"
    Ansaugstutzen
    9
    Rückflussverhinderer
    10
    Wasserauslauf
    11
    Zentrale elektrische Steuereinrichtung mit
    11'
    elektrischer Ladungsspeicher wie Kondensator
    11"
    elektronischer Vergleicher
    12
    elektrische Verbindung zwischen Ventil und Steuereinrichtung
    13
    elektrische Verbindung zwischen Generator und Steuereinrichtung
    14
    elektrische Verbindung zwischen Steuereinrichtung und Sensorelektronik
    15
    Sensor-System bzw. Sensor mit Sensorelektronik
    16
    Pufferbatterie, mit elektrische Verbindung zur Steuereinrichtung
    17
    Reservoir für entweder eine Reinigungsflüssigkeit oder Ozon

Claims (10)

  1. Spülsystem zum Zwecke der automatischen Spülung von Urinalen und ähnlichen sanitärtechnischen Einrichtungen, bestehend aus einer zentralen elektrischen Steuereinrichtung (11), einem elektrisch betätigten Wasserventil (4), einer im Wasserstrom angebrachten Turbine (6) mit einem mechanisch verbundenen elektrischen Generator (7), einem in der elektrischen Steuereinrichtung (11) befindlichen elektrischen Energiespeicher (11') zur Aufnahme der vom Generator (7) erzeugten elektrischen Energie sowie aus einem Sensorsystem (15) zur Feststellung der Nutzung der sanitärtechnischen Einrichtung,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein in der zentralen elektrischen Steuereinrichtung (11) befindlicher elektronischer Vergleicher (11") den Ladungszustand des elektrischen Energiespeichers (11') überwacht und bei Unterschreitung einer festgelegten Mindestladung des elektrischen Energiespeichers (11') die Energieversorgung des Spülsystems automatisch auf eine zusätzlich vorhandene elektrische Batterie (16) oder einen Akkumulator umschaltet.
  2. Spülsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Spülzeit bzw. die Wassermenge je Spülung bei geringer Nutzung der sanitärtechnischen Einrichtung länger ist als bei häufiger Nutzung und dass die Spülzeiten als Funktion der Nutzungshäufigkeit automatisch innerhalb festgelegter Grenzwerte verändert werden.
  3. Spülsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass in festgelegter, kurzer Zeit nach der Spülung automatisch eine zweite Spülung mit verringerter Wassermenge ausgelöst wird.
  4. Spülsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichtnutzung der sanitärtechnischen Einrichtung nach einer festgelegten Zeit eine Spülung ausgelöst wird.
  5. Spülsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass bei Nichtnutzung der sanitärtechnischen Einrichtung das Ventil (4) mehrfach in kurzer Folge AUF/ZU geschaltet wird.
  6. Spülsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Wasserstrom ein Volumenstrom-Konstanter eingebaut ist.
  7. Spülsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass im Wasserauslauf (8') eine Wasserstrahlpumpe (8) mit einem Ansaugstutzen (8") angeordnet ist.
  8. Spülsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Wasserstrahlpumpe (8) durch den Ansaugstutzen (8") aus einem Reservoir (17) eine Reinigungsflüssigkeit angesaugt und dem Spülwasser beigegeben wird.
  9. Spülsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Wasserstrahlpumpe (8) durch den Ansaugstutzen (8") Luft angesaugt und mit dem ausfließenden Wasser verperlt wird.
  10. Spülsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
    dass die durch den Ansaugstutzen (8") angesaugte Luft mit Ozon vermischt ist, welches Ozon durch elektrische Entladungsprozesse in einem von der angesaugten Luft durchströmten Reservoir (17) befindlich ist.
EP20050027711 2004-12-21 2005-12-19 Spülsystem zum Zwecke der automatischen Spülung von Urinalen und ähnlichen sanitärtechnischen Einrichtungen Withdrawn EP1674624A2 (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2446148A (en) * 2007-02-02 2008-08-06 Ahmet Ersal Mehmet Fluid flow driven turbine
CN101858105A (zh) * 2009-04-12 2010-10-13 黄占斌 红外线陶瓷阀芯臭氧杀菌除臭尿斗
EP2472701A1 (de) 2010-12-29 2012-07-04 Geberit International AG Autarke Energieversorgung einer Spülvorrichtung
CN104278730A (zh) * 2014-09-30 2015-01-14 王立臣 收集尿激酶原料无水自循环小便冲洗装置

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