NO793564L - Nedbrytningsbeholder, spesielt nedbrytningstoalett - Google Patents

Description

"Nedbrytningsbeholder, spesielt nedbrytningstoalett"

Den foreliggende oppfinnelse vedrører beholdere for nedbrytbart materiale. Hovedsakelig vedrører oppfinnelsen nedbrytningstoaletter av den art som omfatter et kammer med en tilhørende varmekilde, f.eks. et elektrisk varmeelement for oppvarming av avføring eller annet nedbrytbart organisk materiale i kammeret.

De fleste kjente og hittil brukte nedbrytningstoaletter har et nedbrytningskammer, og et elektrisk varmeelement anordnet langs bunnen av kammeret for oppvarming av massen i dette. Videre kan der i kammeret anordnes røreorganer som dreier seg om en horisontal akse for blanding av massebestanddelene til en mer eller mindre homogen og porøs masse som påvirkes av oksygenet i den luft som strømmer gjennom kammeret. Massen holdes oppvarmet til en temperatur på ca. 25°C for en noe akselerert nedbrytning.

Et slikt nedbrytningstoalett er vist og beskrevet i SE-PS 7402187-4.

Det kjente nedbrytningstoalett har en slik virkemåte at når massen er delvis nedbrutt og skal fjernes fra kammeret, må en luke åpnes i en av kammersidene, hvoretter det er mulig å bruke røreorganene til å føre det nedbrutte materiale fra kammeret og ut gjennom den utildekkede åpning, slik at det nedbrutte materiale faller ned i et sekundært kammer. Det delvis nedbrutte materiale inneholder ofte visse typer av sykdomsfremkallende bakterier, flueegg og andre uhygienske bestanddeler som er uønsket i det endelige produkt fordi dette skal behandles av mennesker og eventuelt brukes som gjødsel. For å gjøre disse bestanddeler ufarlige blir det helt eller delvis nedbrutte materiale i sekundærkammeret i det kjente nedbrytningstoalett underkastet varme til en temperatur som er betydelig høyere enn den nedbrytningstempe-ratur som ble benyttet i det første kammer, og som er ment å gi pasteurisering.

Pasteurisering oppnås ved en temperatur på ca. 55°C, skjønt temperaturen burde fortrinnsvis nå 67°C, i det minste for et kort tidsintervall, slik at pasteuriseringen blir raskt gjennomført.

I det kjente toalett er der en ytterligere varmekilde i form av et elektrisk varmeelement plassert ved bunnen av sekundærkammeret for der å skaffe en temperatur på ca. 70°C. Temperaturen avtar imidlertid raskt videre opp i det nedbrutte materiale som ligger stasjonært i sekundærkammeret. Pasteurisering av det endelige produkt i det kjente toalett vil derfor ikke bli tilfredsstillende utført i hoveddelen av massen.

Kjennetegnene for det kjente nedbrytningstoalett er således at nedbrytning og pasteurisering utføres i to adskilte opera-sjoner og i to separate kammer. Nedbrytning finner sted ved en temperatur i området 25-30°C, dvs. i det temperaturområde som betegnes mesofilt temperaturområde. Nedbrytningsprosessen i det termofile temperaturområde er mange ganger raskere enn den i det mesofile.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en nedbrytningsbehoIder eller et nedbrytningstoalett hvor nedbrytning og pasteurisering kan utføres enklere og på en måte som er raskere og mer effektiv enn hva tilfellet er ved det kjente nedbrytningstoalett. Dette oppnås ved en nedbrytningsbeholder som i henhold til oppfinnelsen erkarakterisert vedat varmekilden er innrettet til å heve temperaturen på massen i kammeret til en verdi på mellom 45 og 80°C for å muliggjøre en rask termofil nedbrytningsprosess samtidig med en rask pasteurisering, idet den pasteuriserte del av massen kan fjernes fra området for varmekilden ved hjelp av et røreorgan som dreies ved hjelp av en elektromotor.

Fordi røreorganene i beholderen i henhold til oppfinnelsen kontinuerlig eller intermittent rører massen i kammeret, vil temperaturen i den del av massen som befinner seg i nærheten av varmekilden, ha en temperatur som ligger i den øvre del av det termofile temperaturområde, f.eks. ca. 70°C. Dette gir raskt pasteurisering av materialet. På større avstand fra varmekilden er imidlertid temperaturen lavere, men fremdeles innenfor den

nedre del av det termofile temperaturområde, f.eks. ca. 50°C,

slik at der oppnås effektiv nedbrytning samtidig med pasteurisering .

Ved hjelp av en enkel vanlig termostat ved bunnen av kammeret er det lett å styre vanlige bryterorganer for inn- og utkobling av elektromotoren hos røreorganene og for inn- og utkobling av det elektriske varmeelement. Termostaten blir justert slik at den kommer til virkning ved en øvre grensetemperatur som oppnås når temperaturen i massen i nærheten av termostaten har økt til ca. 70°C, dvs. en temperatur som ligger i den øvre del av det termofile temperaturområde, og ved en nedre grensetemperatur som oppnås når temperaturen har sunket til ca. 50°C i massen i nærheten av termostaten, dvs. en temperatur som ligger i den nedre del av det termofile temperaturområde. Ved den øvre grensetemperatur påvirker termostaten bryterorganene på en slik måte at varmeelementet slås av og elektromotoren hos røreorganene blir slått på for å utføre en forhåndsbestemt dreining av røreorganene for omrøring av massen i kammeret. Den pasteuriserte del av massen vil således bli fjernet fra området rundt termostaten. Ny masse som har en lavere temperatur og fortsatt er upasteurisert, vil således bli tilført området rundt termostaten, slik at temperaturen synker ned til den nedre grenseverdi. Når denne temperatur nås, er termostaten klar til å påvirke bryterorganene på en slik måte at varmeelementet slås på for oppvarming inntil den øvre grensetemperatur nås på nytt. Samtidig kan røreorganene bli slått på for en forhåndsbestemt dreining. Den i henhold til oppfinnelsen oppnådde pasteurisering av materialet finner således sted i hele massen, men utføres raskest i området rundt termostaten. Fordi alt materialet på grunn av rørevirkningen passerer det varme område rundt termostaten, vil dessuten alt materialet bli underkastet denne raskere pasteurisering.

Termostaten og dennes styring ved hjelp av et vanlig bryter-organ utgjør enkle og billige detaljer ved kjente utførelses-former, men bruken av disse detaljer, slik det er beskrevet ovenfor, som et middel til styring av nedbrytning og pasteurisering i kammeret, utgjør en betydelig forenkling av konstruk-sjonen og vedlikeholdet av beholderen. F.eks. trenger brukeren av toalettet ikke å komme i berøring med noe uhygienisk sluttprodukt fordi pasteurisering her finner sted før tømming. Ved det kjente nedbrytningstoalett ble der benyttet to varmeelementer, men ved nedbrytningsbeholderen ifølge oppfinnelsen er det nødvendig med bare ett varmeelement. I beholderen ifølge oppfinnelsen finner nedbrytning sted i det termofile temperaturområde i motsetning til den kjente beholder hvor nedbrytning finner sted hovedsakelig i det mesofile temperaturområde, og som et resultat av det finner der sted en raskere nedbrytning i beholderen ifølge oppfinnelsen som derved får større kapasitet.

For å oppnå en effektiv nedbrytning og samtidig effektiv pasteurisering er det av største betydning at røreorganene ut-fører en effektiv omrøring og blanding av de forskjellige bestanddeler av massen. I denne hensikt er røreorganene i henhold til oppfinnelsen fortrinnsvis utformet på en ny måte i forhold til røreorganene i det kjente nedbrytningstoalett..I det kjente toalett består røreorganene av en dreibar aksel forsynt med en flerhet av radiale tapper der tjener som røreorganer for omrøring av massen i kammeret. I nedbrytningsbeholderen ifølge oppfinnelsen er der i stedet brukt et røreorgan som skiller seg fra det kjente ved bruk av flate stangformede deler som røreorganer, idet delene strekker seg mellom endeveggene av kammeret og langs en dreieflate tett ved den buede bunn av kammeret og hovedsakelig konsentrisk med denne. De flate stangformede deler har en bredde som er mange ganger større enn deres radiale tykkelse. Et røre-organ utformet i henhold til oppfinnelsen kan fremstilles med stenger som har rektangulært tverrsnitt. Antallet av stenger kan passende ligge i området fra 6-12, idet stengene er jevnt fordelt rundt dreieflaten. Et slikt røreorgan resulterer i et lavere dreiemomentkrav enn det kjente røreorgan og skaffer en effektiv mekanisk transport av materialet som er mettet med urin eller andre væsker og befinner seg i den nedre del av massen. Dette materiale blir da transportert til oversiden av massen hvor væsken kan fordampes forholdsvis lett. De stangformede røre-organer beveger seg hovedsakelig langs hele flaten av. kammeret i berøring med massen på en slik måte at så å si ikke noe materiale vil ligge uforstyrret, men mesteparten av det blir beveget ved hjelp av røreorganet.

Tømming av den ovennevnte kjente beholder utføres på en måte som til sammenligning er komplisert såvel som uhygienisk. Først må der manuelt åpnes en luke, hvoretter det delvis nedbrutte og urene materiale må overføres ved hjelp av en vektstang til en lav rustfri boks. Fordi det urene materiale henger seg opp i luke-åpningen må denne rengjøres før luken kan settes på plass igjen. Dessuten må det materiale som har falt ned i boksen, spres ut ved hjelp av en stav, slik at det blir jevnt fordelt i boksen. Deretter må der ifølge fabrikantens instruksjoner tilsettes en liten mengde vann til boksen, slik at den varme som tilføres bunnen av boksen, vil spre seg oppover i materialstabelen. For å kunne holde på varmen slik at temperaturen ved overflaten ikke vil bli altfor lav, må dessuten brukeren dekke boksen med en aluminium-^ folie for å hindre varmetransport fra det urene materiale i boksen. Deretter må en tidtaker betjenes for innkobling av varmeelementet i 6 timer. Først deretter og etter at det er blitt kaldt, kan materialet tas ut.

På den annen side kan tømming av toalettet i henhold til den foreliggende oppfinnelse utføres på en vesentlig enklere og mer hygienisk måte. Dette oppnås ved at elektromotoren hos røre-organene er koblet for alternativ drift i begge retninger, dvs. dreieretningen er reversibel, noe som oppnås på vanlig måte ved hjelp av en reverseringsbryter. Som ved det kjente toalett er toalettet ifølge oppfinnelsen konstruert på en slik måte at der i den sidevegg som danner del av den buede kammerbunn, er anordnet en tømmeåpning. Det kjente toalett har imidlertid et røreorgan som bare kan dreies i en retning, nemlig i retning fra kammer-bunnen og opp mot tømmeåpningen som derfor må være lukket ved en luke under normal drift av toalettet.

Ved beholderen ifølge oppfinnelsen trengs der ingen luke, og tømmeåpningen kan forbli åpen selv under normal drift. Dette er gjort mulig ved at den normale dreieretning for røreorganene er slik at røreorganene beveger seg vekk fra tømmeåpningen og ned mot bunnen av kammeret, slik at det organiske materiale i kammeret transporteres vekk fra åpningen hele tiden. Når det organiske materiale er blitt nedbrutt og pasteurisert i kammeret, og det er ønsket å fjerne det fra kammeret, så er alt man trenger å gjøre, å betjene reverseringsbryteren for å starte røreorganene for dreining i den motsatte retning, noe som resulterer i at det pasteuriserte materiale transporteres opp mot tømmeåpningen og ut gjennom denne til et samlekammer som kan omfatte en boks som inneholder en samlepose. Således består den nevnte boks av en adskilt del som kan tas ut fra beholderen på en enkel måte, og deretter er det enkelt å løfte ut posen med det pasteuriserte materiale. Etter fjerning av posen kan den lukkes slik at det pasteuriserte materiale kan transporteres uten fare for til-smussing. Samlekammeret kan på denne måte lett holdes rent og hygienisk.

Disse og andre detaljer og fordeler som kjennetegner den foreliggende oppfinnelse, vil nå bli omtalt i detalj under henvisning til tegningen som viser to utførelsesformer for nedbrytningsbeholdere i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 er et skjematisk perspektivriss av en nedbrytningsbeholder i henhold til oppfinnelsen brukt som et toalett. Fig. 2 viser et vertikalsnitt gjennom toalettet etter linjen B-B på fig. 1. Fig. 3 viser et vertikalsnitt gjennom toalettet etter linjen. A-A på fig. 1. Fig. 4 er et skjematisk snitt gjennom en del av en annen utførelsesform. Fig. 5 er en forenklet elektrisk krets som omfatter en vanlig styring av elektromotoren og varmeelementet ved hjelp av en termostat.

Det viste toalett omfatter en beholder 10 med en fremre vegg 11, en bakre vegg 12, to sidevegger 13, 14, en bunn 15 og en toppflate 16. I toppflaten er der uttatt en åpning hvis kanter ugjør et toalettsete, og som kan lukkes ved hjelp av et lokk 17 som kan løftes opp.

En innvendig beholder eller kammer 20 er anordnet inne i beholderen for å motta organisk materiale som skal nedbrytes og pasteuriseres.

På siden av kammeret 20 er der et samlekammer 21 i form av en uttrekkbar boks som kan motta nedbrutt og pasteurisert materiale som fjernes fra kammeret 20 gjennom en åpning 18 som er beskyttet ved et lite tak 18a.

Innenfor den bakre vegg 12 av beholderen er der anordnet et motorrom 22 hvori der er montert en elektromotor 24 med en gir-boks for drift av et røreorgan 26 som dreier seg om en horisontal akse. I rommet 22 er der også anordnet en utluftningsvifte 25 til utsugning av luft gjennom kammeret og utblåsing av luften gjennom

et rør 25a.

Den organiske masse 27 (fig. 3) i kammeret 20 kan oppvarmes ved en varmekilde i form av et elektrisk varmeelement 28 som kan være av kjent utførelsesform, og som er plassert langs undersiden av den buede bunn 29 av kammeret.

Mellom beholderen og veggene i kammeret 20 er der anordnet et isolasjonsmateriale 30.

Delene av kammeret 20 er tildannet fra materiale som motstår korrosjon og varme, og som er bestandige overfor kjemikalier, f.eks. plast eller platemateriale som er godt beskyttet mot rust.

Den sylindrisk buede bunn 29 av kammeret 20 er anordnet konsentrisk med den horisontale dreieakse 31 for røreorganet og går over i de to sidevegger 32, 33. Kammeret har også to endevegger 34,35.

Det elektriske varmeelement 28 er slik plassert og dimen-sjonert at når det slås på, er det i stand til å oppvarme massen ved bunnen av kammeret til en temperatur som bevirker pasteurisering. Denne temperatur ligger i det termofile temperaturområde, dvs. omtrent mellom grensetemperaturene 45°C og 80°C. For å begrense oppvarmingen til den ønskede temperatur er der ved bunnen av kammeret anordnet en vanlig termostat 36 for passende avføling av temperaturen i massen ved bunnen av kammeret. Når denne temperatur har steget til den øvre grensetemperatur i den øvre del av det termofile temperaturområde, f.eks. ca. 70°C, vil termostaten påvirke en bryter for å koble ut varmeelementet 28. Termostaten er i denne sammenheng av en slik art at temperaturen tillates å synke til en lavere grensetemperatur i den nedre del av det termofile temperaturområde, f.eks. ca. 50°C hvor varmeelementet 28 på nytt blir slått på for fornyet oppvarming.

Termostaten 36 er videre innrettet til samtidig styring av bryterorganer som tjener til å slå på eller av elektromotoren 24 hos røreorganet. Når den øvre temperaturgrense nås, blir således elektromotoren slått på for en forhåndsbestemt dreining av røreorganet i den normale dreieretning vist ved pilen 37. Når temperaturen har sunket til den lavere grensetemperatur, slås varmeelementet 28 på, og elektromotoren slås på for en dreie-bevegelse som er mindre enn en omdreining.

Når det elektriske system i beholderen er forbundet med forsyningsnettet, blir således varmeelementet 28 først slått på mens røreorganet 28 forblir i ro inntil temperaturen i det aktuelle bunnområde i kammeret har nådd den øvre grensetemperatur. Denne automatiske styring forhindrer således røreorganet fra å starte inntil massen i kammeret har nådd en tilstrekkelig høy temperatur og derved en forholdsvis myk konsistens som mulig-gjør dreining av røreorganet. Dette er av spesiell viktighet i hus som bare blir benyttet i visse perioder av året, og hvor der er en risiko for at massen i kammeret blir dypfryst under vinter-sesongen.

Som et resultat av den vekslende oppvarming og omrøring av massen oppnås der et pasteurisert nedbrutt produkt. Dette kan etterpå lett fjernes fra kammeret, fordi elektromotoren hos røre-organet er reversibel. Omkasting av dreieretningen for røre-organet, dvs. til den retning som er vist ved pilen 39 (fig. 3), fremskaffes på en kjent måte ved påvirkning av en reverseringsbryter 38 (fig. 1), hvilket resulterer i at nedbrutt og pasteurisert materiale føres i retning bort fra bunnen av kammeret og oppover mot åpningen 18 hvor det nedbrutte og pasteuriserte materiale faller ned i samlekammeret, dvs. en boks som passende er forsynt med en pose. Etter tømming påvirkes bryteren 38 på nytt, slik at røreorganet 26 nok en gang utfører sin normale dreining i henhold til pilen 37. Boksen 21 kan deretter lett trekkes ut, slik at posen kan fjernes og lukkes. Håndteringen" kan således utføres meget lett og hygienisk.

Tømmingen av toalettet på denne enkle og hygieniske måte trengs neppe å utføres mer enn annen hver måned når toalettet brukes daglig av en familie av normal størrelse, dvs. tre, fire eller fem personer.

For at røreorganet 26 kan føres gjennom massen 27 med minst mulig motstand, samtidig som det skal utføre en blanding, opp-rivning og luftning av hele massen i kammeret 20 under dreining, er det av største betydning at røreorganet har en konstruksjon som passer for formålet. Det viste røreorgan 26 omfatter en flerhet av røredeler 40, 41, 42, 43, 44, 45 som er flate og stangformede og består av flattstål, og er slik sammensatt at deres smaleste sider er hovedsakelig radiale og således kommer i berøring med massen under dreining i en eller annen retning. De stangformede røredeler er således slik plassert at de under dreining skraper mot eller beveger seg tett inntil hele eller et vesentlig parti av den buede bunn 29 i kammeret 20.

På fig. 3 omfatter røreorganet 26 seks stangformede deler. Dersom antallet av delene er mindre enn fire, vil dreiemoment-kravet for dreining av røreorganet 26 øke betydelig.

De stangformede deler 40-45 i røreorganet bæres av hovedsakelig radiale armer 46, 4 6a. Under dreining av røreorganet i normal dreieretning 37 eller i tømmeretningen 39, dvs. i motsatt retning^, følger stengene 40-45 en vei som ligger meget tett inntil hovedpartiet av bunnen 29 i kammeret. I denne forbindelse blir der for den normale dreieretning 37 fremskaffet en effektiv omrøring av hele massen i kammeret 20, samtidig som stengene 40-45 beveger seg med forholdsvis liten motstand gjennom massen. Materialet som er blitt raskt pasteurisert ved en forholdsvis høy temperatur i nærheten av varmeelementet 28, føres til den ene side under den normale dreieretning for å gi plass til materialet som eventuelt ikke tidligere er blitt raskt pasteurisert, og etter en tid vil hele massen være omformet til nedbrutt og pasteurisert materiale, dvs. til det ønskede endelige produkt.

På fig. 4 er der vist en annen utførelsesform for røre-organet 26a. Forskjellen i forhold til fig. 3 er hovedsakelig at antallet av flate stangformede deler 50 er større, dvs. ti istedenfor seks. Også ved denne utførelsesform er den radiale tykkelse av delene 50 forholdsvis liten, og bredden er forholdsvis stor. I det viste eksempel som omfatter en foretrukken ut-førelsesf orm, er tykkelsen 3 mm og bredden 20 mm for hver stang, hvilket innebærer at bredden er ca. syv ganger større enn tykkelsen. Diameteren for den burlignende rotor eller røreorganet 50 er 240 mm. En vesentlig del av vekten av massen vil hvile på tre eller fire flate stenger 50 når disse befinner seg i sin nedre stilling under dreiebevegelsen. Fordi de tyngre deler av massen som ennå ikke er blitt nedbrutt og pasteurisert, til en viss grad vil overlappe mellomrommene mellom stengene 50, vil pasteurisert materiale i mellomrommene mellom stengene 50 forflyttes ved hjelp av stengene langs bunnen 29.

På fig. 5 er der vist en elektrisk krets som kan benyttes for begge utførelsesformer, og som innebefatter elektromotoren 24, en bryter 51 betjent ved hjelp av en vektstang 52 som sam-virker med en kam 53 som dreies ved hjelp av motoren 24, slik at når motoren slås på, vil kammen 53 bare tillate en dreining mindre enn en omdreining<p>g fortrinnsvis ikke mer enn en kvart omdreining av henholdsvis motoren og røreorganet 26 eller 26a og deretter slå av motoren.

Videre er der 'i kretsen vist varmeelementet 28 som slås på eller av ved hjelp av en bryter 54 som betjenes av termostaten 36 på den måte som er beskrevet ovenfor.

Claims (6)

1. Nedbrytningsbeholder, spesielt et nedbrytningstoalett, som tjener til nedbrytning av masse som består av avføring og/eller annet nedbrytbart materiale, omfattende et massemottagningskammer og en til denne tilknyttet varmekilde, karakterisert ved at varmekilden (28) er innrettet til å heve temperaturen på massen (27) i kammeret (20) til en verdi i området mellom 45 og 80°C for å skaffe en rask termofil nedbrytningsprosess såvel som samtidig pasteurisering, og at den pasteuriserte del av massen kan beveges fra området for varmekilden ved hjelp av et røreorgan (26) som dreies ved hjelp av en elektromotor (24) .

2. Beholder som angitt i krav 1, karakterisert ved at en termostat (28) er plassert ved bunnen (29) av kammeret (20) for å avfø le temperaturen i den del av massen som befinner seg i nærheten av termostaten, og at termostaten er innrettet til å styre bryterorganer som på sin side utfører inn-eller utkobling av elektromotoren (24) og inn- eller utkobling av varmekilden (28), slik at oppvarming av massen i nærheten av varmekilden til en øvre grenseverdi i det øvre parti av det termofile temperaturområde resulterer i utkobling av varmekilden og dreining av røreorganet med en resulterende senkning av temperaturen av massen ved varmekilden til en lavere grensetemperatur i den lavere del av det termofile temperaturområde hvor termostaten på nytt bevirker innkobling av varmekilden.

3. Beholder som angitt i krav 2, karakterisert ved at når termostaten (36) påvirkes av den øvre grensetemperatur og elektromotoren således kobles inn, vil et styre-organ tillate at elektromotoren dreier røreorganet ikke mer enn en omdreining, fortrinnsvis ikke mer enn ca. en kvart omdreining, og deretter slå av elektromotoren.

4. Beholder som angitt i krav 3, karakterisert ved at når termostaten (36) blir påvirket av den nedre grensetemperatur, vil termostaten forårsake innkobling av elektromotoren, idet styreorganet tillater elektromotoren å dreie røre-organet ikke mer enn en omdreining, fortrinnsvis ikke mer enn ca. en kvart omdreining, og deretter kobler ut elektromotoren.

5. Beholder som angitt i krav 1, hvor kammeret har to motsatte endevegger og en buet bunn som hovedsakelig faller sammen med en dreieflate, og hvor rø reorganet har en flerhet av røredeler som under dreining av røreorganet fører en del av materialet langs bunnen av kammeret oppover og langs en av kammerets sider, karakterisert ved at røreorganet består av flate stangformede deler (40, 41, 42, 43, 44, 45) som strekker seg mellom endeveggene (34, 35) langs en dreieflate nær bunnen (29) av kammeret og hovedsakelig konsentrisk med dette, idet bredden av de stangformede deler er flere ganger større enn deres radiale tykkelse.

6. Beholder som angitt i krav 5, hvor en åpning (18) er uttatt i en side av kammeret for fjerning av materiale ved hjelp av røreorganet, karakterisert ved at dreieretningen for elektromotoren hos røreorganet er reversibel, idet den normale dreieretning for de flate stangformede deler er bort fra den nevnte åpning (18) og nedover mot bunnen av kammeret, mens den reverserte dreieretning kobles inn når det er ønsket å tømme nedbrutt og pasteurisert materiale ut gjennom åpningen (18) ved hjelp av røreorganet.