Spülvorrichtung für eine Vakuumtoilette mit einer Düsenanordnung
Verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US Provisional Patentanmeldung Nr. 60/958,953, eingereicht am 9. Juli 2007 und der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2007 031 903.9, eingereicht am 9. Juli 2007, deren Inhalte hierin durch Referenz inkorporiert werden.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vakuumsanitärvorrichtung mit einer Spülvorrichtung, die eine Düsenanordnung umfasst und einen hoch-effizienten Spülvorgang ermöglicht. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vakuumtoilette mit einer Spülvorrichtung, die eine Düsenanordnung umfasst und einen hoch-effizienten Spülvorgang ermöglicht, wobei die Vakuumtoilette in einem Flugzeug einsetzbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Flugzeug mit einer derartigen Vakuumtoilette.
Hintergrund der Erfindung
Bei bekannten Vakuumsanitärvorrichtungen insbesondere bei Vakuumtoiletten sind beispielsweise Spülvorrichtungen vorgesehen, bei den ein Spülvorgang durch Betätigung einer Auslösevorrichtung ausgelöst wird. Dabei erfolgt zuerst ein Zuführen vom Spülwasser, wobei wird das Spülwasser in der Regel mit Überdrück über einen Sprühring in die Toilettenschüssel eingesprüht. Anschließend erfolgt ein Absaugvorgang, der durch ein Öffnen eines Absaugventils ausgelöst wird. Bei dem Absaugvorgang werden die eingebrachten Flüssigkeiten und Feststoffe in einen Abwassertank geleitet. Ein Nachteil der bekannten Spülvorrichtungen ist, dass das Einsprühen von Spülwasser in die Toilette die Toilettenschüsseloberfläche nur partiell benetzt. Dementsprechend muss viel Spülwasser zugeführt werden, um eine
ausreichende Reinigungswirkung zu erhalten. Ein weiterer Nachteil der bekannten Spülvorrichtungen ist, dass die hartnäckigen Verschmutzungen bei einem Spül Vorgang nicht komplett entfernt werden. Es kann auch ein Nachteil der bekannten Spülvorrichtungen angesehen werden, dass das Druckgefälle beim Absaugvorgang überwiegend zum Medientransport von Toilette zum Tank und nicht zur Oberflächenreinigung der Toilette benutzt wird. Dazu ist jedoch eine verhältnismäßig große Wassermenge notwendig. Ein großer Wasserverbrauch der bekannten Spülvorrichtungen bedeutet bei einem Einsatz in einem Flugzeug einen schweren Ballast den das Flugzeug mit sich führen muss.
Zusammenfassung der Erfindung
Es kann als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden eine Vakuumsanitärvorrichtung mit einer Spülvorrichtung bereitzustellen, die eine Effizienz des Spülvorganges erheblich verbessert.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche, während vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung in den abhängigen Ansprüchen verkörpert werden.
Es sollte bemerkt werden, dass sich die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung gleichermaßen auf die Vakuumsanitärvorrichtung, die Vakuumtoilette und das Luftfahrzeug beziehen
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird eine Vakuumsanitärvorrichtung für ein Luftfahrzeug bereitgestellt, wobei die Vakuumsanitärvorrichtung ein Becken und eine Spülvorrichtung aufweist, die Spülvorrichtung umfasst eine Düsenanordnung mit einem Düseneingang mit einem ersten Querschnitt, einem auf
eine Innenwandung des Beckens gerichteten Düsenausgang mit einem zweiten Querschnitt, und einem den Düseneingang und den Düsenausgang verbindenden Düsenkanal mit einem dritten Querschnitt, wobei der dritte Querschnitt kleiner ist als sowohl der erste Querschnitt als auch der zweite Querschnitt; eine mit dem Düseneingang verbundene erste Zuführungsvorrichtung, wobei die erste
Zuführungsvorrichtung zum Zuführen eines ersten Spülmediums ausgebildet ist; und eine in den Düsenkanal mündende zweite Zuführungsvorrichtung, wobei die zweite Zuführungsvorrichtung zum Zuführen eines zweiten Spülmediums ausgebildet ist.
Mit einer derartigen Vakuumsanitärvorrichtung kann die Beckenoberfläche vollständig durch das Einsprühen einer Mischung des ersten und zweiten Spülmediums benetzt werden. Dadurch können alle abzuführenden Medien angelöst und beschwert werden. Ferner können die Eigenschaften der Mischung des ersten und zweiten Spülmediums (Spülströmung) , wie zum Beispiel die Dichte, durch die Wahl beispielsweise einer passenden Fließgeschwindigkeit des ersten Spülmediums in dem Düsenkanal, optimal gewählt werden. Eine höhere Dichte kann beispielsweise die Reinigungswirkung erhöhen und das Abführen des Transportgutes aus dem Becken verbessern. Weiterhin ermöglicht eine derartige Vakuumsanitärvorrichtung eine Reinigungsprozedur, bei der der Absaugvorgang gleichzeitig auch zur Reinigung des Beckens ausgenutzt werden kann, insbesondere, wenn der Absaugvorgang zum Erzeugen einer definierten Strömung im Becken verwendet wird. Das erste Spülmedium kann dabei zum Beispiel Luft sein und das zweite Spülmedium Wasser oder eine Reinigungsflüssigkeit.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Spülvorrichtung ferner eine in den Düsenkanal mündende dritte Zuführungsvorrichtung, wobei die dritte Zuführungsvorrichtung zum Zuführen eines dritten Spülmediums ausgebildet ist.
Auf diese Weise kann zum Beispiel eine weitere Flüssigkeit, z.B. eine Reinigungsflüssigkeit und/oder Duft-Flüssigkeit aus einem Reservoir zugeführt werden. Diese Zuführung kann beispielsweise in einem zweiten Absaugvorgang einer Reinigungsprozedur erfolgen. Dabei kann die Reinigungsflüssigkeit ohne eine Pumpvorrichtung - nur durch einen verstärkten Unterdruck in der Düsenanordnung angesaugt werden. Weiterhin kann auf diese Weise ein gesteuertes Zusetzen von Reinigungsmitteln erfolgen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist wenigsten eine der Zuführungsvorrichtungen 60, 70 mit einem Reservoir 5 derart verbunden, dass ein in dem Reservoir 5 vorhandenes Spülmedium in den Düsenkanal 30 zuführbar ist.
Auf diese Weise kann zum Beispiel die zweite und/oder dritte Zuführungsvorrichtung als ein Abnahmerohr ausgestaltet sein, dass zur Abnahme des Spülmediums aus einem Reservoir dienen kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird wenigstens eine der zweiten und dritten Zuführungsvorrichtung durch den Düseneingang geführt.
Die Führung einer der zweiten und/oder dritten Zuführungsvorrichtung durch den Düseneingang kann zum Beispiel notwendige Reparaturen erleichtern. Eine derartig geführte Zuführungsvorrichtung kann somit leichter austauscht werden, da ein Eingriff in die gesamte Düsenanordnung nicht unbedingt benötigt ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird wenigstens eine der zweiten und dritten Zuführungsvorrichtungen durch eine Seitenwand des Düsenkanals geführt.
Eine derartige Seitliche Zuführung kann zu einer besseren Befestigung einer der zweiten und/oder dritten Zuführungsvorrichtung dienen, da die Zuführungsvorrichtung an der Seitenwand des Düsenkanals befestigt werden kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist eine Mündung von wenigstens einer der zweiten und dritten Zuführungsvorrichtung in Richtung einer Strömungsrichtung in dem Düsenkanal gerichtet.
Auf diese Weise kann ein Strahlreinigungseffekt zur Reinigung des Beckens ausgenutzt werden, wobei der Strahl eines des zweiten und/oder dritten Spülmediums direkt auf die Beckenoberfläche zur Reinigung verwendet werden kann, ohne einen Absaugvorgang in Betrieb nehmen zu müssen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Mündung eine Einsprühdüse auf.
Durch eine Einsprühdüse kann ein verstärkter Strahlreinigungseffekt und/oder eine verbesserte Vermischung der Spülmedien erreicht werden, ebenso wie eine gerichtete Ausgabe des Spülmediums.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die erste Zuführungsvorrichtung zum Zuführen von Luft und wenigstens eine der zweiten und dritten Zuführungsvorrichtung zum Zuführen von einer Flüssigkeit ausgebildet.
Auf diese Weise kann eine Flüssigkeit mit einem Spülluftstrom optimal gemischt werden. Je nach Auslegung der Düsenanordnung ist eine optimale Zerstäubung der Spülflüssigkeit möglich. Mit dieser Annordnung kann der Spülvorgang sehr effizient gestaltet werden, wobei der Spülvorgang im Vergleich mit einem konventionellen
Spülvorgang einen wesentlich geringeren Verbrauch der Spülflüssigkeit aufweisen kann. Damit kann zum Beispiel Spülwasser eingespart werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist ferner die Vakuumsanitärvorrichtung eine auf die Innenwandung des Beckens gerichtete Luftdüse auf, wobei die Luftdüse einen Düseneingang aufweist, der mit der ersten Zuführungsvorrichtung verbunden ist.
Mittels der auf die Innenwandung des Beckens gerichteten Luftdüse kann eine erste Teilmenge des Luftstromes mit einer Spülflüssigkeit vermischt werden, wobei eine zweite Teilmenge des Luftstromes direkt auf die Innenwandung des Beckens geführt wird ohne zuvor über die Düsenanordnung geführt zu werden. Mit anderen Worten wird die Spülluft geteilt. Eine erste Teilmenge wird der Düsenanordnung zugeführt, während die zweite Teilmenge der Luftdüse zugeführt wird. Die erste Teilmenge der Spülluft kann dann mit dem zweiten Spülmedium vermischt werden, während die zweite Teilmenge keine Beimengung eines flüssigen Spülmediums erfährt. Die zweite Teilmenge kann dann zur Beblasung der ersten Teilmenge verwendet werden, da die zweite Teilmenge durch den Bypass der Luftdüse geführt wird. Die Luftdüse kann so ausgerichtet werden das die Spülströmung die Düsenanordnung näher an der Innenwand des Beckens verlast als die zweite Teilmenge des Luftstromes. Somit kann durch die Beblasung unter einem bestimmten Winkel mit der zweiten Teilmenge die Spülströmung am Ablösen von der Wand gehindert werden, wobei die Spülströmung stabil laminar gehalten werden kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Vakuumsanitärvorrichtung eine Mehrzahl von Düsenanordnungen auf, wobei die Düsenanordnungen wenigsten teilweise entlang eines Randes des Beckens auf die Inneninnenwandung ausgerichtet sind.
Mit einer Mehrzahl von Düsenanordnungen und einer geeigneten Ausrichtung der Düsenanordnungen kann eine bessere Benetzung der Schüsseloberfläche mit der Spülströmung erreicht werden. Ferner kann auf diese Weise auch eine bessere Benetzung der Innenwandung des Beckens mit der Spülflüssigkeit bei der Strahlreinigung erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist wenigsten einer der ersten, zweiten und dritten Querschnitte einer Düsenanordnung oval.
Ein ovaler Querschnitt kann zum Beispiel für mehr Flexibilität und Effizienz bei dem Einbau der Düsenanordnung in die Vakuumsanitärvorrichtung und/oder für eine bessere Luft- bzw. Spülströmung dienen. Oval kann eine kreisförmige, elliptische oder eine andere Form beinhalten, die nicht sehr von einer kreisförmigen oder elliptischen Form abweicht. Dabei können die weiteren Querschnitte zum Beispiel eine rechteckige Form oder eine Form des gebogenen Rechtecks oder einer gebogenen Ellipse aufweisen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Vakuumsanitärvorrichtung eine Vakuumtoilette.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Luftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vakuumsanitärvorrichtung bereitgestellt.
Durch die vorausgegangenen Maßnahmen wird die Effizienz der
Toilettenschüsselreinigung gesteigert. Damit kann bei gleich bleibender Reinigungswirkung Gewicht eingespart werden, bzw. bei gleich bleibender Menge einer Spülflüssigkeit die Reinigungswirkung erhöht werden.
Es sei angemerkt, dass unter einer Vakuumsanitärvorrichtung sowohl eine Vakuumtoilette als auch ein Vakuumurinal oder -bidet verstanden werden kann. Selbstverständlich ist eine erfindungsgemäße Anordnung auch als Waschbecken oder ganz allgemein als eine Entsorgungsvorrichtung verwendbar, wie etwa eine Vorrichtung zum Entsorgen von allgemeinen Abfällen wie beispielsweise Küchenabfällen in Flugzeugen.
Es sollte bemerkt werden, dass sich die im Folgenden beschriebenen Ausfuhrungsformen der Erfindung gleichermaßen auf die Vorrichtung und das Luftfahrzeug beziehen.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen, selbst wenn diese nicht ausdrücklich beschrieben sind.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die Bezugnahme auf die hiernach beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen erläutert und verdeutlicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Beispielhafte Ausführungsformen werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Düsenanordnungmit einem Reservoir zum Zuführen von z.B. Reinigungsflüssigkeiten.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Düsenanordnung für eine Vakuumsanitärvorrichtung.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer integrierten Düsenanordnung im Spülluftstrom gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumsanitärvorrichtung.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer integrierten Düsenanordnung mit einem zweiten Spülluftkanal bzw. Luftdüse mit Luftleitfunktion gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumsanitärvorrichtung.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer integrierten Düsenanordnung mit einem zweiten Spülluftkanal bzw. Luftdüse mit Luftleitfunktion und einer dritten Zuführungsvorrichtung für z.B. Reinigungsflüssigkeiten gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumsanitärvorrichtung.
Fig. 6 zeigt einige beispielhaften Ausführungsformen verschiedener Querschnitte von Düseneingängen, Düsenkanälen und Düsenausgängen.
Fig. 7 zeigt Schnittansichten beispielhaften Ausführungsformen mit mehreren Düsenanordnungen an einer Vakuumsanitärvorrichtung.
Fig. 8 zeigt ein Luftfahrzeug mit einer darin befindlichen Vakuumsanitärvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Im Folgenden werden unter Bezugsnahme auf die beigefügte Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Düsenanordnung 9 mit einem Reservoir 5 zum Zuführen von. z. B. Reinigungsflüssigkeiten für eine Vakuumsanitärvorrichtung 100, die zum Beispiel eine Vakuumtoilette sein kann. Die Düsenanordnung 9 wird mit einem Reservoir 5 durch eine Zuführungsvorrichtung 60 verbunden. Ein maximaler Flüssigkeitsfüllstand 6 wird durch eine Höhe 8 der Anordnung eines maximalen Flüssigkeitspegels im Reservoir 5 bezüglich der Düsenanordnung, festgelegt. Die Höhe 8 ist ausreichend groß gewählt, so dass keine Flüssigkeit ohne Spülvorgang in die Vakuumsanitäreinrichtung bzw. in die Vakuumtoilette einfließen kann. Die Auslegung eines Rohrdurchmessers und eines Durchmessers entsprechender Düsenabschnitte bestimmt mit einem anliegenden Unterdruck während eines Spül- Absaugvorgangs einer Menge der zu zuführenden Reinigungsflüssigkeit über eine Spül-Absaugdauer. Das Reservoir 5 ist mit einem Deckel 4 versehen, so dass eine Nachfüllmöglichkeit 2 des Reservoirs 5 besteht. Eine Belüftungsleitung 7, in der ein Luftdruck herrscht der im Wesentlichen einem
Kabinendruck 1 in einem Toiletten-Monument (nicht gezeigt) entspricht und die mit einem Rückschlagventil 3 versehen ist, wird oberhalb des maximalen Flüssigkeitsfüllstandes 6 mit dem Reservoir 5 verbunden. Die Belüftungsleitung 7 dient zu einem Druckausgleich im Reservoir 5. Bei einem mit einer Duftflüssigkeit gefüllten Reservoir 5 kann die Belüftungsleitung 7 auch ohne Rückschlagventil 3 ausgestattet werden. Damit kann der Toilettenraum mit einem angenehmen Duft versehen werden, auch wenn kein Spülvorgang erfolgt.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Düsenanordnung 9 für eine Vakuumsanitärvorrichtung 100. Die Düsenanordnung 9 umfasst ein beispielsweise glattwandiges Rohrstück mit einem Düseneingang 10, einem Düsenausgang 20 und einem Düsenkanal 30. Dabei ist der Querschnitt des Düsenkanals 30 kleiner als sowohl der Querschnitt des Düseneinganges 10 als auch
der Querschnitt des Düsenausganges 20. Die Düsenanordnung 9 in Form einer Venturi-Düse kann zum Beispiel als eine Anordnung von zwei gegeneinander gerichteten Konen, die an der Stelle ihres geringsten Durchmessers vereint sind, ausgestaltet werden. An der Stelle des geringsten Durchmessers des Düsenkanals 30 kann eine zweite Zuführungsvorrichtung 60, zum Beispiel in Form eines
Abnahmerohres, verbunden sein, wobei die zweite Zuführungsvorrichtung 60 in dem Düsenkanal 30 mit einer Mündung 62 mündet. Sowohl die Düsenanordnung 9 als auch die zweite Zuführungsvorrichtung 60 können aus einem Material oder einer Materialmischung bestehen, das zum Beispiel Kunststoff, Keramik, Metal, Glas oder ein anderes für Sanitärvorrichtungen geeignetes Material beinhaltet. Die zweite
Zuführungsvorrichtung kann in den Düsekanal 30 durch eine Seitenwand 32 geführt sein, wobei die zweite Zuführungsvorrichtung 60 sowohl abgewinkelt als auch grade (nicht gezeigt) sein kann. Eine derartige Zuführung kann zu einer besseren Befestigung der zweiten Zuführungsvorrichtung 60 dienen, da die zweite Zuführungsvorrichtung 60 an der Seitenwand 32 des Düsenkanals 30 befestigt werden kann. Ferner kann eine derartige Zuführung zu einer besseren Anordnung des maximalen Flüssigkeitspegels 6 im Reservoir 5 bezüglich der Düsenanordnung 9 dienen.
Die zweite Zuführungsvorrichtung 60 kann aber auch zum Beispiel durch den Düseneingang 10 in den Düsenkanal 30 geführt werden. Eine derartig geführte Zuführungsvorrichtung kann somit bei notwendigen Reparaturen leichter austauscht werden, da ein Eingriff in die gesamte Düsenanordnung nicht unbedingt notwendig ist. Die Mündung 62 der zweiten Zuführungsvorrichtung 60 kann zum Beispiel mit einer Einsprühdüse 63 ausgestattet sein.
Die Düsenanordnung wirkt ähnlich einem Venturirohr. Durch den im Düsenkanal erzeugten Unterdruck kann aus den zweiten und dritten Zuführungsvorrichtungen
dann beispielsweise eine Spül-, Reinigungs- oder Duftflüssigkeit angesaugt werden. Das Verhalten einer Gas-/Flüssigkeitsströmung in der Düsenanordnung 9 wird durch das Gesetz von Bernoulli bestimmt. Fließt durch die Venturidüse 9 in der Strömungsrichtung 200 ein gasförmiges oder flüssiges Medium, dass durch den Düseneingang 10 in die Düsenanordnung 9 eingeführt wird, so ist an der engsten Stelle des Rohres (Düsenkanal 30) der dynamische Druck (Staudruck) maximal und der statische Druck (Ruhedruck) minimal. Gemäß dem Kontinuitätsgesetz steigt die Geschwindigkeit des fließenden Gases bzw. der Flüssigkeit im Verhältnis der Querschnitte beim Durchströmen des eingeschnürten Teils im Düsenkanal 30 an. Damit entsteht eine erhöhte Fließgeschwindigkeit im Düsenkanal 30. Gleichzeitig sinkt der Druck in der zweiten Zuführungsvorrichtung 60 insbesondere in deren Mündung, das genau im Düsenkanal 30, beispielsweise der engsten Stelle des Düsenkanals 30 angeordnet ist. Damit entsteht auf eine sehr effektive Art ohne weitere Energieeinwirkung ein Vakuum, das dann in verschiedenen Messgeräten oder zum Ansaugen von Gasen und/oder Flüssigkeiten von einem Abnahmerohr verwendet werden kann. Mittels der Venturi-Düse können damit Gase mit Gasen, Gase mit Flüssigkeiten und/oder Flüssigkeiten mit Flüssigkeiten vermischt werden. Die jeweils entsprechenden Mischungen werden dann aus der Düsenanordnung 9 durch den Düsenausgang 20 abgeführt.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer im Spülluftstrom integrierten Düsenanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumsanitärvorrichtung 100. Die in Fig. 3 dargestellte Vakuumsanitärvorrichtung ist eine Vakuumtoilette, die ein Becken oder eine Schüssel 40 mit einer Düsenanordnung 9 oder einer Mehrzahl von Düsenanordnungen 9 umfasst. Die Venturi-Düsen 9 können dabei in einem konisch zulaufenden Spalt zwischen einer Innenwandung 42 des Beckens 40 oder einer Schüsseloberfläche 42 und einer Verkleidung 43 in oberen Bereich der Beckens 40 angebracht werden. Weiterhin
kann eine Mehrzahl der als Venturi-Düsen ausgelegten Düsenanordnungen 9 als eine Ringdüse (Sprühring) angeordnet werden. Der Düseneingang 10 ist in der gezeigten Ausfuhrungsform mit einer ersten Zuführungsvorrichtung 50 verbunden, wobei der Düsenausgang 20 in einem bestimmten Winkel α (alpha) auf die Innenwandung 42 des Beckens 40 oder die Schüsseloberfläche 42 ausgerichtet ist. Die erste Zuführungsvorrichtung 50 kann dabei in einem Hohlraum inzwischen der Innenwandung 42 und einer äußeren Verkleidung 44 des Beckens 40 angebracht werden. Das Becken 40 kann aus einem für Sanitärvorrichtungen üblicherweise verwendeten Material wie zum Beispiel Keramik, Porzellan und/oder Metall ausgeführt sein. Die Schüsseloberfläche 42 kann teilweise oder ganz aus einem idealerweise antiadhäsiven Material bestehen und kann konkav gewölbt sein.
Ein Spülvorgang oder eine Reinigungsprozedur kann beispielsweise zwei Schritte umfassen.
In einem ersten Schritt kann die Reinigungsprozedur mit einer Strahlreinigung begonnen werden. In diesem ersten Schritt wird mit einem Überdruck eine geringe Menge eines zweiten Spülmediums 61, das zum Beispiel Wasser oder mit einem Reinigungsmittel angereichertes Wasser sein kann, für eine kurze Zeit über die zweite Zuführungsvorrichtung 60 unter einem bestimmten Winkel auf die
Schüsseloberfläche 42 eingesprüht. Wenn die Ausrichtung der Mündung der zweiten Zuführungsvorrichtung 60 mit der Ausrichtung der Düsenannordung 9, bzw. des Düsenausgangs 20, überstimmt, entspricht der Winkel dem in Fig. 3 gezeigten Winkel α (alpha). Es sind jedoch auch andere Winkel möglich. Damit werden die hartnäckigen Verschmutzungen angelöst und/oder abgelöst und die abzuführenden Medien beschwert. Der Strahlreinigungseffekt kann mittels einer mit einer Einsprühdüse 63 versehnen Mündung 62 der zweiten Zuführungsvorrichtung 60 erhöht werden.
In einem zweiten Schritt erfolgt ein Absaugvorgang. Dabei wird durch einen in der Toilettenschüssel 40 bei dem Absaugvorgang entstehenden Unterdruck eine Strömung des ersten Spülmediums 51 in der ersten Zuführungsvorrichtung 50 ausgelöst, wobei das erste Spülmedium zum Beispiel Luft sein kann. Die
Luftströmung 51 tritt in die als Venturi-Düse ausgestaltete Düsenvorrichtung 9 durch den Düseneingang 10 ein und erzeugt im Bereich des Düsenkanals 30 einen Unterdruck. Damit wird Wasser 61 über die zweite Zuführungsvorrichtung 60 in den Düsenkanal abgesaugt und in der strömenden Luft 51 im Düsenkanal 30 fein zerstäubt. Ein Spülstrom 41 einer bei einer Luft- Wasser- Vermischung entstehenden befeuchteten Luft wird über den Düsenausgang 20 unter einem bestimmten Winkel α (alpha) auf die Innenwandung 42 des Beckens 40 gerichtet und weiter durch einen Toilettenauslass (nicht gezeigt) in einen Abwassertank oder Abwasserbehälter (nicht gezeigt) abgeführt. Dadurch wird ein durch die im ersten Schritt angelösten und/oder abgelösten Verschmutzungen und beschwerten abzuführenden Medien entstehendes Transportgut in den Abwassertank abtransportiert. Dabei kann für den Absaugvorgang ein Druckventil (nicht gezeigt) an der zweiten Zuführungsvorrichtung 60 und/oder eine kurze Spülwasserzufuhr vorgesehen sein, so dass am Anfang des Absaugvorganges das zweite Spülmedium 61 in die zweite Zuführungsvorrichtung 60 einfließen kann.
Es kann als vorteilhaft angesehen werden, dass eine effiziente und Wasser sparende Reinigungsprozedur erfolgen kann, bei der durch eine erzwungene Strömung durch eine Absaugung nur der Absaugvorgang vorgenommen werden muss.
Eine derartige Reinigungsprozedur kann zum Beispiel bei leichteren Verschmutzungen und/oder geringeren Mengen der abzuführenden Medien verwendet werden. Ein Spülvorgang kann weiterhin auch mit dem oben angeführten
Zweischrittspülvorgang in einer beliebigen Reinfolge kombiniert werden um eine höhere Reinigungswirkung zu erreichen.
Bei einer graden, d.h. nicht abgewinkelten Ausführung der durch die Seitenwand 32 des Düsenkanals 30 eingeführten zweiten Zuführungsvorrichtung 60 wird das zweite Spülmedium 61 horizontal (senkrecht) bezüglich der Strömungsrichtung 200 in den Düsenkanal 30 eingeführt. Mittels einer gewinkelten Ausführung der durch die Seitenwand 32 des Düsenkanals 30 eingeführten zweiten Zuführungsvorrichtung 60 kann das zweite Spülmedium 61 vertikal (parallel) bezüglich der Strömungsrichtung 200 in den Düsenkanal 30 eingeführt werden.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer integrierten Düsenanordnung mit einer Luftdüse mit Luftleitfunktion gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumsanitärvorrichtung. Die in Fig. 4 zu sehende Vakuumsanitärvorrichtung ist eine Vakuumtoilette die im Vergleich zur Figur 2 eine auf die Innenwandung 42 des Beckens gerichtete Luftdüse 80 aufweist. Ein Düseneingang 81 ist mit der ersten Zuführungsvorrichtung 50 verbunden. Die Luftdüse 80 kann als eine Abspaltung der ersten Zuführungsvorrichtung 50 im oberen Bereich des Beckens 40 ausgebildet werden. Bei einer derartigen Ausführung der Luftdüse 80, wird ein Abschnitt der Verkleidung 43 im oberen Bereich des Beckens 40 verdoppelt. Dabei kann die Lüftdüse 80 in einem weiteren konisch zulaufenden Spalt zwischen zwei Teilen des verdoppelten Abschnittes der Verkleidung 43 angebracht werden.
Eine derartige Vakuumtoilette ermöglicht die selben Reinigungsprozeduren wie die in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsform. Bei einem Absaugvorgang wird mittels der auf die Innen wandung 42 des Beckens 40 gerichteten Luftdüse eine zweite Teilmenge des Luftstromes 51 direkt, ohne zuvor über die Düsenanordnung geführt
zu werden, auf die Innenwandung 42 des Beckens 40 geführt. Eine erste Teilmenge des Luftstromes 51 wird wie vorher in die Düsenanordnung 30 abgeführt und mit der Spülflüssigkeit 61 vermischt. Die Luftdüse 80 kann so ausgerichtet werden das die Spülströmung 41 die Düsenanordnung näher an der Innenwand des Beckens 40 verlässt als die zweite Teilmenge des Luftstromes 51. Somit kann durch die Beblasung unter einem bestimmten Winkel mit der zweiten Teilmenge die Spülströmung am Ablösen von der Wand 42 gehindert werden, wobei die Spülströmung 41 stabil laminar gehalten werden kann.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer integrierten Düsenanordnung mit einer Luftdüse mit Luftleitfunktion und einer dritten Zuführungsvorrichtung für z. B. Reinigungsflüssigkeiten gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumsanitärvorrichtung 100. Die in Fig. 5 zu sehende Vakuumsanitärvorrichtung ist eine Vakuumtoilette, die im Vergleich zur Figur 4 zusätzlich eine in den Düsenkanal 30 mündende dritte Zuführungsvorrichtung oder ein weiteres Abnahmerohr 70 umfasst. Diese dritte Zuführungsvorrichtung 70 ist zum Zuführen eines dritten Spülmediums 71 ausgebildet, wobei das dritte Spülmedium 71 zum Beispiel ein Reinigungsmittel (ein Detergens) sein kann, das in Form einer Reinigungsflüssigkeit zugeführt werden kann. Es können jedoch auch fest pulverförmige Medien etc. zugeführt werden. Die dritte Zuführungsvorrichtung 70 kann mit der Stelle des geringsten Durchmessers (Düsenkanal 30) verbunden sein, wobei die dritte Zuführungsvorrichtung 70 in den Düsenkanal 30 mündet. Die dritte Zuführungsvorrichtung 70 kann aus einem Material oder einer Materialmischung bestehen, das zum Beispiel Kunststoff, Keramik, Metal, Glas oder ein anderes für Sanitärvorrichtungen geeignetes Material beinhaltet. Die dritte
Zuführungsvorrichtung 70 kann in den Düsekanal 30 durch eine Seitenwand 32 geführt werden, wobei die dritte Zuführungsvorrichtung 70 sowohl abgewinkelt als auch grade (nicht gezeigt) sein kann. Die dritte Zuführungsvorrichtung 70 kann aber
zum Beispiel auch durch den Düseneingang 10 in den Düsenkanal 30 geführt werden. Die Mündung der dritten Zuführungsvorrichtung 70 kann zum Beispiel mit einer Einsprühdüse versehen sein (nicht gezeigt).
Bei einer graden Ausführung der durch die Seitenwand 32 des Düsenkanals 30 eingeführten dritten Zuführungsvorrichtung 70 wird das dritte Spülmedium 71 horizontal (senkrecht) bezüglich der Strömungsrichtung 200 in den Düsenkanal 30 eingeführt. Mittels einer graden Ausführung der durch die Seitenwand 32 des Düsenkanals 30 eingeführten dritten Zuführungsvorrichtung 70 kann das dritte Spülmedium 71 vertikal (parallel) bezüglich der Strömungsrichtung 200 in den Düsenkanal 30 eingeführt werden.
Diese Ausführungsform erlaubt zum Beispiel ein Spülvorgang der drei Schritte beinhaltet.
In einem ersten Schritt kann die Reinigungsprozedur mit einem ersten Absaugvorgang begonnen werden. Dabei wird durch einen in der Toilettenschüssel 40 bei dem Absaugvorgang entstehenden Unterdruck eine Strömung 51 des ersten Spülmediums in der ersten Zuführungsvorrichtung 50 hervorgerufen, wobei das erste Spülmedium zum Beispiel Luft sein kann. Ein Teil der Luftströmung 51 tritt durch den Düseneingang 10 in die als Venturi-Düse ausgestaltete Düsenanordnung 9 ein und erzeugt einen Unterdruck im Bereich des Düsenkanals 30. Damit wird die Reinigungsflüssigkeit 71 über die dritte Zuführungsvorrichtung 70 in den Düsenkanal abgesaugt und in der strömenden Luft 51 fein zerstäubt. Ein Spülstrom 41 der fein zerstäubten Reinigungsflüssigkeit wird über den Düsenausgang 20 unter einem bestimmten Winkel α (alpha) auf die Innenwandung 42 des Beckens 40 herangeführt, wobei der Spülstrom 41 mittels der durch die Luftdüse 80 geführten Luftströmung 51 stabil laminar entlang der Innenwandung 42 gehalten wird. Die
Schüsseloberfläche 42 kann damit vollständig mit Reinigungsflüssigkeit 71 benetzt werden. Auf diese Weise werden die abzuführenden Medien beschwert und abgesaugt, sowie die hartnäckigen Verschmutzungen angelöst.
In einem zweiten Schritt, der nach dem Absaugvorgang und einer kurzen
Einwirkdauer erfolgen kann, wird eine Strahlreinigung vorgenommen. Dabei wird mit einem Überdruck eine geringe Menge des zweiten Spülmediums 61, das zum Beispiel Wasser oder mit einem Reinigungsmittel angereichertes Wasser sein kann, für eine kurze Zeit über die zweite Zuführungsvorrichtung unter einem bestimmten Winkel auf die Schüsseloberfläche 42 eingesprüht wird. Wenn die Ausrichtung der Mündung der zweiten Zuführungsvorrichtung 60 mit der Ausrichtung der Düsenannordung 9, bzw. des Düsenausgangs 20, überstimmt, entspricht der Winkel dem in Fig. 3 gezeigten Winkel α (alpha). Es sind jedoch auch davon abweichende Winkel möglich. Damit werden die hartnäckigen und teilweise angelösten Verschmutzungen weiter durch den Strahlreinigungseffekt gelöst.
In dem dritten Schritt wird ein zweiter Absaugvorgang vorgenommen. Dabei wird durch einen in der Toilettenschüssel 40 bei dem Absaugvorgang entstehenden Unterdruck eine Strömung 51 des ersten Spülmediums in der ersten Zuführungsvorrichtung 50 hervorgerufen, wobei das erste Spülmedium zum Beispiel Luft sein kann. Ein Teil der Luftströmung 51 tritt durch den Düseneingang 10 in die als Venturi-Düse ausgestaltete Düsenvorrichtung 9 ein und erzeugt im Bereich des Düsenkanals 30 einen Unterdruck. Damit wird das zweite Spülmedium 61, das zum Beispiel Wasser oder mit einem Reinigungsmittel angereichertes Wasser sein kann, über die zweite Zuführungsvorrichtung 60 in den Düsenkanal abgesaugt und in der strömenden Luft 51 fein zerstäubt. Ein Spülstrom 41 des fein zerstäubten Wassers wird über den Düsenkanal unter einem bestimmten Winkel α (alpha) auf die Innenwandung 42 des Beckens 40 herangeführt, wobei der Spülstrom 41 mittels der
durch die Luftdüse 80 geführten Luftströmung 51 stabil laminar entlang der Innenwandung 42 gehalten wird. Auf diese Weise werden die in den vorherigen Schritten abgelösten Bestandteile vollständig über den Toilettenauslass (nicht gezeigt) in den Abwasserbehälter (nicht gezeigt) abtransportiert. Für diesen Absaugvorgang kann ein Druckventil (nicht gezeigt) an der zweiten
Zuführungsvorrichtung 60 und/oder eine kurze Spülwasserzufuhr, so dass am Anfang des Absaugvorganges das zweite Spülmedium 61 in die zweite Zuführungsvorrichtung 60 einfließen kann.
Die Vakuumtoilette 100 kann auch als eine wasserlose Toilette betrieben werden. Dabei werden zum Beispiel die zweite Zuführungsvorrichtung 60, die dritte Zuführungsvorrichtung 70 und/oder die Venturi-Düse oder die Ringdüse 9 entfernt. Eine weitere Möglichkeit die Vakuumtoilette 100 auch als eine wasserlose Toilette in Betrieb zu nehmen, besteht durch Verwenden eines gasförmigen zweiten und/oder dritten Spülmediums.
Die Vakuumtoilette 100 kann auch als eine konventionelle Vakuumtoilette verwendet werden. Bei einer konventionellen Reinigungsmethode wird erst das Spülwasser 61 direkt ohne ein Absaugvorgang an die Schüsseloberfläche 42 eingesprüht und anschließend wird ein Absaugvorgang durchgeführt. Bei diesem Absaugvorgang kann die Spülluft 51 in der Venturi-Düse befeuchtet werden.
Ein entsprechender zeitlicher Ablauf einzelnen Phasen der jeweiligen Schritte der allen oben aufgeführten Reinigungsprozeduren wird vom Fachmann entsprechend vorgesehen. Diese als auch die Zeiten und die Reihenfolge der einzelnen Stritte innerhalb einer Reinigungsprozedur sind entsprechend eines „idealen" Reinigungsprozesses vom Fachmann festzusetzen.
Fig. 6 zeigt einige beispielhaften Ausführungsformen verschiedenen Querschnitte 11, 31, 21, von Düseneingängen 10, Düsenkanälen 30 und Düsenausgängen 21, wobei der erste Querschnitt 11 ein Querschnitt des Düseneingangs 10 ist, der zweite Querschnitt 21 ein Querschnitt des Düseneingangs 20 ist und der dritte Querschnitt 31 ein Querschnitt des Düsenkanals 30 ist. Die in Fig. 6A gezeigten Querschnitte sind kreisförmig. Die in Fig. 6B gezeigten Querschnitten sind oval. Die in der Fig. 6C gezeigten Querschnitte von Düseneingang, Düsenkanal und Düsenausgang sind rechteckig. Fig. 6D zeigt einen kreisförmigen Querschnitt 11 des Düseneingangs, einen kreisförmigen Querschnitt 31 des Düsenkanals und einen rechteckigen Querschnitt 21 des Düsenausgangs. Fig. 6E zeigt einen kreisförmigen Querschnitt 11 des Düseneingangs, einen kreisförmigen Querschnitt 31 des Düsenkanals und einen Querschnitt 21 des Düsenausgangs in einer Form eines gebogenen Rechtecks. Die in Fig. 6 dargestellten Querschnitte können beliebig kombiniert werden. Dabei ist es zu beachten, dass der Querschnitt 31 des Düsenkanals kleiner ist als sowohl der Querschnitt 11 des Düseneingangs als auch der Querschnitt 21 des Düsenausgangs. Eine ovale Form kann eine elliptische oder eine andere Form beinhalten, die beispielsweise nicht sehr von einer kreisförmigen oder elliptischen Form abweicht. Weiterhin kann eine ovale Form auch eine Form eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken beinhalten. Es ist denkbar mindestens einen der Querschnitte 11, 21, 31 in der Form eines gebogenen Ovals auszuführen (nicht gezeigt). Ein ovaler oder ein gebogener Querschnitt kann zum Beispiel für mehr Flexibilität bei dem Einbau der Düsenanordnung in die Vakuumsanitärvorrichtung und/oder für eine bessere Luft- und Spülströmung in dem Becken dienen.
Fig. 7 zeigt Querschnittansichten beispielhaften Ausführungsformen mit mehreren Düsenanordnungen an einer Vakuumsanitärvorrichtung, wobei die Düsenanordnungen 9 wenigstens teilweise entlang einer Kante oder eines Randes 45 des Beckens 40 auf die Innenwandung 42 gerichtet sind. Die in der Fig. 7 gezeigten
Düsenanordnungen sind als ein Sprühring oder eine Ringdüse angeordnet. Fig. 7A zeigt obere Ansicht einer Sprühringförmigen Anordnung der Düsenanordnungen 9, wobei die hier gezeigten Düseneingänge 10 kreisförmig sind. Fig. 7B zeigt eine untere Ansicht einer sprühringförmigen Anordnung der Düsenanordnungen 9, wobei die Düsenausgänge 20 gebogene Rechtecke sind. Die Anzahl der Düsenanordnungen 9 und die Abstände der einzelnen Düsenanordnungen 9, die den Sprühring darstellen, können so gewählt werden, dass die Schüsseloberfläche 42 optimal benetzt werden kann. Mit einer Mehrzahl von Düsenanordnungen 9 und einer geeigneten Ausrichtung der Düsenanordnungen kann eine bessere Benetzung der Schüsseloberfläche 42 mit der Spülströmung 41 erreicht werden. Ferner kann auf diese Weise auch eine bessere Benetzung der Innenwandung 42 des Beckens 40 mit der Spülflüssigkeit bei der Strahlreinigung erreicht werden. Es sei angemerkt, dass die Düsenanordnung 9 auch eine im Wesentlichen kontinuierliche oder ununterbrochenen Ringdüsenanordnung sein kann, etwa in Form einer das Becken zumindest teilweise umschließenden Schlitzdüse, die beispielsweise nur zu Stabilitätszwecken unterbrochen, bzw. abgestützt ist.
Mit einer Vakuumsanitärvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen kann die Beckenoberfläche vollständig durch das Einsprühen einer optimalen Mischung der Spülmedien benetzt werden. Dadurch können alle abzuführenden Medien angelöst und beschwert werden. Ferner können die Eigenschaften, wie zum Beispiel die Dichte der Mischung der verwendeten Spülmedien (Spülströmung), durch die Wahl einer passenden Fliesgeschwindigkeit des ersten Spülmediums in dem Düsenkanal optimal gewählt werden. Eine höhere Dichte kann die Reinigungswirkung erhöhen und das Abführen des Transportgutes aus dem Becken verbessern. Weiterhin ermöglicht eine derartige Vakuumsanitärvorrichtung eine Reinigungsprozedur, bei der ein Absaugvorgang gleichzeitig auch zur Reinigung des Beckens ausgenutzt werden kann. Je nach
Auslegung der Düsenanordnung ist eine optimale Zerstäubung der Spülflüssigkeit und/oder Reinigungsflüssigkeit möglich. Ein Spülvorgang bei einer derartigen Vakuumsanitärvorrichtung kann sehr effizient gestaltet werden, wobei der Spülvorgang im Vergleich mit einem konventionellen Spülvorgang einen wesentlich geringeren Verbrauch von der Spülflüssigkeit aufweisen kann. Damit kann zum Beispiel Spülwasser eingespart werden. Bei gleich bleibender Reinigungswirkung wird auf diese Weise Gewicht eingespart, bzw. bei gleich bleibender Menge einer Spülflüssigkeit die Reinigungswirkung erhöht. Ein Einsparen von Gewicht ist besonders bedeutsam bei einem Einsatz der Vakuumsanitärvorrichtung in einem Flugzeug.
Fig. 8 zeigt ein Luftfahrzeug 300 mit einer darin befindlichen Vakuumsanitärvorrichtung 100 in Form einer Vakuumtoilette gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist auch in anderen Bereichen als der Luftfahrt einsetzbar, beispielsweise in Zügen oder Schiffen, wo ebenfalls ein Bedarf nach Vakuumsanitärvorrichtungen bestehen kann und eine effiziente und Wasser sparende Reinigungsprozedur erwünscht ist.
Ergänzend ist daraufhinzuweisen, dass „umfassend" anderen Elemente oder Schritte nicht ausschließt und „eine" oder „ein" Vielzahl nicht ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele
verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Bezugszeichenliste
1 Kabinendruck im Toiletten-Monument
2 Nachfühlmöglichkeit
3 Rückschlagventil
4 Deckel
5 Reservoir 6 Maximaler Flüssigkeitsfüllstand
7 Belüftungsleitung
8 Anordnung maximalen Flüssigkeitspegels im Reservoir zu Düsenanordnung
9 Düsenanordnung 10 Düseneingang
11 erster Querschnitt
20 Düsenausgang
21 zweiter Querschnitt 30 Düsenkanal 31 Dritter Querschnitt
32 Seitenwand des Düsenkanals
40 Becken
41 Spülströmung (Spülstrom)
42 Innenwandung des Beckens 43 Verkleidung
44 äußere Verkleidung
45 Rand des Beckens
50 erste Zuführungsvorrichtung
51 Strömung des ersten Spülmediums
60 zweite Zuführungsvorrichtung
61 zweites Spülmedium
62 Mündung der zweiten Zuführungsvorrichtung 63 Einsprühdüse
70 dritte Zuführungsvorrichtung
71 drittes Spülmedium
80 Luftdüse
81 Düseneingang der Luftdüse 100 Vakuumsanitärvorrichtung
200 Strömungsrichtung
300 Luftfahrzeug