NO328869B1 - Forbrenningstoalett - Google Patents

Abstract

Det er beskrevet et gassdrevet forbrenningstoalett med en brenner av type forblandet fulluftsbrenner. Brenneren (9) omfatter et ytre kammer (20) som er avtettet i en første ende og har et utløp for forbrenningsgass i en andre ende samt er tilknyttet en kanal (17) for tilførsel av luft, et indre kammer (21) med mindre diameter enn det ytre kammeret (20), som har minst en åpning (22) nær en første ende for tilførsel av luft og et utløp for forbrenningsgass i en andre ende, samt en dyse (16) for tilførsel av gass, idet det er anordnet minst en tilbakeslagssperre (23, 24, 25) i form av en perforert plate eller duk ved utløpsåpningen.

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende søknad vedrører et såkalt forbrenningstoalett, dvs. et toalett hvor avføring forbrennes ved hjelp av tilført varme.

Teknisk bakgrunn

Forbrenningstoaletter blir særlig brukt der hvor det ikke er tilgang til offentlig kloakk, eller i boliger av temporær karakter, så som på hytter og arbeidsbrakker. Varmen til forbrenningen blir enten fremskaffet elektrisk eller fra en gassbrenner.

Fra norsk patent NO 321.144 er det kjent et elektrisk toalett av denne typen. Papirpose må brukes ved hvert toalettbesøk. Etter bruk faller posen ned i et brennkammer. En elektrisk varmekolbe i overkant av dette forbrenner avfallet ved en kombinasjon av stråling og konveksjon. En platinakatalysator fjerner lukt fra avgassen, før denne ledes ut gjennom et venturisystem, og videre ut over tak i et avløpsrør av plast. En vifte sørger for undertrykk inne i toalettet, slik at toalettrommet blir luktfritt. Et velprøvd system, men er avhengig av tilgang til 230v/10 A lysnett.

Fra SE 528 821 er det kjent et tilsvarende system med gassbrenner, for å kunne brukes på steder uten tilgang på lysnett. Toalettet krever nå kun tilførsel av strøm til vifter og styringssystemet, dette kan besørges av 12v likestrøm fra solpaneler eller lignende, og propangass fra vanlig bærbar gassflaske. Det er tatt utgangspunkt i et vanlig, elektrisk toalett der varmekolben og øvrig 230v utstyr er fjernet, og erstattet av en gassbrenner.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet et forbedret forbrenningssystem for et gassdrevet forbrenningstoalett, med stabil forbrenning og større sikkerhet mot slukking og lekkasje av gass, uavhengig av normale variasjoner i trykk- og trekkforhold og i trykket på den leverte gassen.

Dette oppnås med et forbrenningssystem som det er definert i de vedføyde patentkrav.

Nærmere bestemt er det ifølge krav 1 fremskaffet et forbrenningssystem med en brenner omfatter et ytre kammer som er avtettet i en første ende og har et utløp for forbrenningsgass i en andre ende samt er tilknyttet en kanal for tilførsel av luft,

et indre kammer med mindre diameter enn det ytre kammeret, som har minst en åpning

nær en første ende for tilførsel av luft og et utløp for forbrenningsgass i en andre ende, samt en dyse for tilførsel av gass, idet det er anordnet minst en tilbakeslagssperre i form av en perforert plate eller duk ved utløpsåpningen.

Forbrenningssystemet omfatter også en flammespreder form av et halvmåneformet rør med nedoverrettede åpninger. Flammesprederen er montert i et brennkammer og tilknyttet utløpet av brenneren.

Kortfattet beskrivelse av tegningene

Fordelene og egenskapene ved foreliggende oppfinnelse vil fremstå tydeligere ved studium av de vedføyde tegninger, hvor Fig.l er en skjematisk tegning som viser et snitt gjennom et forbrenningstoalett ifølge foreliggende oppfinnelse,

Fig. 2 viser komponentene i forbrenningssystemet i toalettet,

Fig. 3 er et snitt gjennom gassbrenneren.

Detaljert beskrivelse

Fig. 1 viser et snitt gjennom et toalett ifølge foreliggende oppfinnelse, omfattende en toalettstol 1 med et brennkammer 2 for forbrenning av avføring. Brennkammeret 2 har isolerte vegger og inneholder en flammespreder 3 som varmes opp av brennende gass fra en gassbrenner. Branngassene/eksosen trekkes ut av en avtrekksvifte 5 gjennom en kanal 4.1 kanalen sitter det en katalysator 6.

Hovedkomponentene i forbrenningssystemet, omfattende brenner, brennkammer og avtrekkssystem er illustrert i Fig. 2, mens fig 3 viser detaljer ved selve brenneren.

I forbrenningssystemet illustrert i Fig. 2 tilføres luft utenfra (illustrert ved pilen 7) via en tilførselsvifte 8 til en brenner 9 hvor luften blandes med gass. Gassen, illustrert med pilen 10, kan leveres fra en flaske. Gasstilførselen kontrolleres av en solenoidventil 11. Utenfor brenneren 9, i kanalen 12, antennes gass/luftblandingen av en tennplugg 13. Den brennende gassen føres til flammesprederen 3 (flammesprederen er her vist nedenfra). Gassen går videre inn i brennkammeret 2, vist ved pilene 14. Eksosgassen 15 føres ut fira brennkammeret 2 gjennom katalysatoren 6, kanalen 4 og avtrekksviften 5. Brenneren 9 er av type forblandet fulluftsbrenner, der gass og luft blandes like før selve forbrenningssonen. Dette skjer i brennerhodets bakre del, der gass tilføres gjennom en kalibrert dyse 16. Forbrenningsluft tilføres fra viften 8 via en kanal 17. Viften 8 er nødvendig for å gi en stabil lufttilførsel, da trykkforholdene i toalettet varierer mye, og ellers ville forstyrre brenneren 7.

Brenneren består av to konsentriske kanaler 18, 19, for eksempel to rør, som danner to kammer, et første 20 i ringrommet mellom kanalene 18, 19 og det andre 21 inne i den indre kanalen 19. Lufttilførselskanalen 17 munner ut i det ytre kammeret 20.1 den indre kammeret 21 er det satt inn et antall åpninger 22 i den bakre delen mot dysen 16. Åpningene 22 slipper inn en andel av forbrenningsluften fra det ytre kammeret 20. Gass og luft blandes i det indre kammeret 21 før blandingen føres videre for å antennes.

Gassen antennes av en elektrisk gnist fra tennpluggen 13 plassert i røret 12 foran brennerhodet. Denne pluggen 13 fungerer også som en føler for en ioniserende flammevakt. Alternativt kan det benyttes en glødeplugg eller en annet egnet anordning for tenning av gassen.

Før den forblandete gassen ledes ut til tennpluggen 13, må den først passere gjennom to tilbakeslagssperrer 23, 24 i form av perforert plate, og til slutt ut gjennom en spesiell duk 25 av strikket metallfiber. Forbrenningen skjer ut gjennom denne duken 25. Det største trykkfallet skjer gjennom duken 25, slik at flammen stabiliseres, og brenner uten støy og tilbakeslag.

Blanding av luft og gass skjer i to trinn. I trinn 1 som er beskrevet ovenfor, tilføres ca.

70 % av luftbehovet.

I trinn 2 tilføres det sekundærluft til selve flammen. Denne luften ledes via det ytere kammeret 20 mellom den indre 19 og den ytre kanalen 18, og ut gjennom huller i periferien rundt selve brennerduken 25. Summen av primær- og sekundærluft skal gi et luftoverskudd på ca. 10-15 %.

Ved å dele lufttilførselen på denne måten oppnås følgende:

Man får en fetere blanding i kjernen av flammen, med lavere forbrenningstemperatur • Dette skal teoretisk gi renere avgass, da det dannes mindre med nitrogenoksider ved lavere temperaturer. • Sekundærluften avkjøler det ytre røret, og gir mindre varmebelastning på tennpluggen.

• Lavere trykkfall i sum over brenneren krever mindre av forbrenningsluftvifta.

• Brenneren takler større svingninger i luft- og gasstrykk

Fra brennerhodet 9 ledes den varme gassen inn i toalettets brennkammer 2 via en flammespreder 3 i form av et halvmåneformet rør. Gassen strømmer ut gjennom huller 26 i dette røret (Fig. 2). Hullene 26 er rettet nedover, slik at gassen blåses ned mot avfallet. Dette røret blir glødende, og gir varmeoverføring også i form av stråling. Brenneren arbeider med et luftoverskudd, dette gjør at den varme gassen inneholder nok oksygen til forbrenning av avfallet. Denne kombinasjonen av stråling og blåsing har vist seg å gi en meget effektiv kremering, med et minimum av gassforbruk.

Avgasser og avsug: I og med at eksosen fira brenneren 9 blander seg med avgassene fra avfallet, er mengden med avgass ut gjennom katalysatoren 6 økt til omtrent det dobbelte av mengden fira et vanlig, elektrisk toalett. For å hindre at det oppstår overtrykk i brennkammeret 2, med påfølgende uttrengning av illeluktende gass, er det nødvendig å dimensjonere avsuget tilstrekkelig. Toalettet i Fig. 1 er basert på et vifte/venturisystem. Et system basert på høytrykksvifte og ejektorprinsippet er også utprøvd, og fungerer tilfredsstillende.

Brennerstyring: Brenneren 9 styres fra en styringsenhet (ikke vist), sammen med en kombinert tennenhet/flammevakt. Denne tennenheten tenner og slukker flammen på signal fra styringsenheten, og åpner og lukker for gasstilførselen via solenoidventilen 9. I tillegg til å tenne flammen, fungerer tennenheten som en flammevakt, ved at den føler på ioniseringen i flammen. Skulle flammen slukke, vil tennenheten registrere dette, og kutte gasstilførselen etter 7 sek. Dette hindrer at gass skal kunne strømme inn i toalettet i farlige mengder.(Ingen flamme - ingen gass.)

Temperaturen i brennkammeret 2 overvåkes av et termoelement. Brenneren 9 er tent helt til maksimaltemperaturen på 540 grader er oppnådd, deretter holdes temperaturen på dette nivået en viss periode, bestemt av programmet i styringsenheten. I denne perioden slukkes og tennes brenneren 9 intermittent, slik at temperaturen svinger rundt en middelverdi på ca. 520 grader. Når programtiden er utløpt, slukkes brenneren 7. Kun avtrekksvifta 5 fortsetter å gå til toalettet er avkjølt.

Claims (7)

1. Forbrenningssystem for toalett, omfattende en gassbrenner (9), et brennkammer (2) og en avtrekksvifte (5), karakterisert vedat brenneren (9) omfatter et ytre kammer (20) som er avtettet i en første ende og har et utløp for forbrenningsgass i en andre ende samt er tilknyttet en kanal (17) for tilførsel av luft, et indre kammer (21) med mindre diameter enn det ytre kammeret (20), som har minst en åpning (22) nær en første ende for tilførsel av luft og et utløp for forbrenningsgass i en andre ende, samt en dyse (16) for tilførsel av gass, idet det er anordnet minst en tilbakeslagssperre (23,24,25) i form av en perforert plate eller duk ved utløpsåpningen.

2. Forbrenningssystem ifølge krav 1, som videre omfatter en flammespreder (3) i form av et halvmåneformet rør med nedoverrettede åpninger (26), idet flammesprederen er montert i brennkammeret (2) og er tilknyttet utløpet av brenneren (9).

3. Forbrenningssystem ifølge krav 1, omfattende første og andre tilbakeslagssperrer (23, 24) i form av perforerte plater samt en tredje tilbakeslagssperre (25) laget av strikket metallfiberduk.

4. Forbrenningssystem ifølge krav 1, omfattende en tennplugg (13) plassert utenfor den andre enden av det indre kammeret (21).

5. Forbrenningssystem ifølge krav 4, idet tennpluggen (13) er innrettet til å tenne blandingen av luft og gass, samt fungere som føler for en ioniserende flammevakt.

6. Forbrenningssystem ifølge krav 1, som videre omfatter en tilluftsvifte (8) som leverer luft til det ytre kammeret (20).

7. Brenner for toalett, karakterisert vedet ytre kammer (20) som er avtettet i en første ende og har et utløp for forbrenningsgass i en andre ende samt er tilknyttet en kanal (17) for tilførsel av luft, et indre kammer (21) med mindre diameter enn det ytre kammeret (20), som har minst en åpning (22) nær en første ende for tilførsel av luft og et utløp for forbrenningsgass i en andre ende, samt en dyse (16) for tilførsel av gass, idet det er anordnet minst en tilbakeslagssperre (23,24,25) i form av en perforert plate eller duk ved utløpsåpningen.