ТУАЛЕТ С ФУНКЦИЕЙ СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ
INCINERATION TOILET

Область техники
Настоящее изобретение относится к туалету с функцией сжигания отходов, в частности к туалету, специально разработанному для использования в условиях ограниченного пространства, например в жилых автоприцепах, автофургонах для кемпинга, на малых судах.
Уровень техники
В настоящее время на рынке представлено множество разновидностей туалетов с функцией сжигания отходов с использованием электричества или газа.
Из-за высокой температуры в камере сгорания такие туалеты часто имеют увеличенный наружный корпус для изоляции от окружающей среды. Кроме того, такие туалеты часто содержат сложные механизмы, расположенные вокруг камеры сгорания и предназначенные как для обеспечения безопасности, так и для обеспечения доступа к внутренним частям туалета для его очистки и технического обслуживания. Такие механизмы занимают много места и часто ломаются. В частности, это относится к системам с направляющими рельсами, которые часто заедают.
Раскрытие изобретения
Цель настоящего изобретения - создание туалета с функцией сжигания отходов, занимающего меньше полезного пространства и в то же время обладающего теми же потребительскими качествами, что и существующие туалеты. Кроме того, туалет должен быть безопасным и предпочтительно в меньшей степени нуждаться в техническом обслуживании по сравнению с существующими туалетами.
Настоящее изобретение направлено на решение этих задач.
Настоящее изобретение относится к туалету с функцией сжигания отходов, содержащему стойку туалета и наружный корпус туалета, где рама и резервуар для пакета для отходов расположены в стойке туалета. Резервуар для пакета для отходов соединен с камерой сгорания через механизм люка. Туалет также содержит нагревательный элемент для подачи тепла в камеру сгорания и вытяжной вентилятор для удаления отработавших газов из камеры сгорания. Механизм люка содержит заслонку, образующую часть резервуара для пакета для отходов и подвешенную на пружинный шарнир, и люк, установленный таким образом, что он закрывает отверстие камеры сгорания, при этом люк соединен с электродвигателем и открывается при помощи электродвигателя, и, поскольку люк установлен с возможностью поворота вверх и смещения за заслонку, обеспечивается возможность открытия заслонки для спуска пакета с отходами вниз в камеру сгорания. Корпус предлагаемого туалета с функцией сжигания отходов имеет подвижное соединение с направляющими рельсами и установлен с возможностью поворота и смещения по направляющим рельсам вверх и в сторону от стойки туалета для обеспечения доступа к обрабатывающим отходы частям туалета.
Через некоторое время использования туалета с функцией сжигания отходов, зола, образовавшаяся в результате сжигания отходов, обычно должна удаляться из камеры сгорания в устройство типа зольника. В туалетах, известных в данной области техники, на корпусе предусмотрена дверь или крышка для доступа к камере сгорания или зольнику. Когда необходимо удалить золу из туалета, дверь открывают, вытаскивают зольник, опустошают его и устанавливают обратно в туалет. Однако такие двери, крышки и т.д. снижают прочность конструкции корпуса туалета. Поскольку корпус туалета должен выдерживать вес пользователя, корпус приходится делать достаточно большим и массивным для компенсации этого снижения прочности.
Туалет, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, предназначен для использования в условиях ограниченного пространства, например в жилых автоприцепах, автофургонах для кемпинга, на малых судах и т.д. Поэтому необходимо уменьшить размер корпуса туалета, в то же время обеспечив по меньшей мере такую же прочность, какой обладают существующие туалеты. Для этого весь наружный корпус туалета в соответствии с изобретением выполнен подвижным для обеспечения доступа к внутренним частям туалета, в частности к камере сгорания и зольнику. Наружный корпус туалета в соответствии с настоящим изобретением может подниматься вверх и наклоняться в сторону от центра туалета, тем самым обеспечивая доступ к камере сгорания или зольнику, расположенным под корпусом. Поскольку в наружном корпусе нет отверстий, снижающих прочность конструкции, он может иметь меньший размер и/или быть более узким, в то же время сохраняя достаточную прочность, чтобы выдерживать вес пользователя.
Согласно одному из аспектов изобретения, наружный корпус туалета с функцией сжигания отходов подвешен на два направляющих рельса, при этом направляющие рельсы расположены на противоположных сторонах стойки туалета и снабжены фиксирующими приспособлениями на верхнем и/или нижнем конце направляющих рельсов. Конструкция, при которой движение наружного корпуса осуществляется по направляющим рельсам, позволяет легко управлять движением корпуса и предотвращает повреждение деталей туалета, поскольку корпус туалета при его перемещении не соприкасается со внутренними деталями туалета. Направляющие рельсы также делают возможным достаточный подъем корпуса туалета без приложения больших усилий, благодаря чему регулировать положение корпуса туалета может даже человек, не обладающий большой физической силой.
Согласно одному из аспектов изобретения, верхние фиксирующие приспособления направляющих рельсов представляют собой углубления в направляющих рельсах. Нижнее фиксирующее приспособление может представлять собой преимущественно вертикально расположенный отрезок направляющего рельса. Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, в каждом из нижних задних углов корпуса туалета расположен болт, который имеет подвижное соединение с направляющим рельсом, такое, что болт может быть зафиксирован при помощи углублений в рельсе, за счет чего наружный корпус фиксируется в открытом и наклонном положении.
В нижнем положении корпус фиксируется при помощи болта, соединенного с наружным корпусом и частично заходящего в нижний вертикальный отрезок направляющего рельса. Таким образом, корпус фиксируется в неподвижном положении, поскольку вес корпуса препятствует его подъему, а вертикальный отрезок направляющего рельса препятствует его смещению вперед и назад. Поскольку корпус достаточно плотно прилегает к раме туалета, он также не смещается в боковом направлении.
Углубления в верхней части направляющих рельсов являются экономичными в изготовлении и обеспечивают возможность легкой фиксации и освобождения болтов пользователем.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, туалет с функцией сжигания отходов содержит поддерживающий ремень, который соединяется с одной стороны с верхней частью рамы туалета, а с другой стороны - с верхней внутренней частью корпуса туалета, смежной с задней стенкой туалета. Когда корпус поднимается и наклоняется в направлении от камеры сгорания, поддерживающий ремень удерживает верхнюю часть корпуса туалета, препятствуя выпадению корпуса или его неуправляемому вращению. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, поддерживающий ремень установлен с возможностью снятия по крайней мере в одном из мест соединения, что дает возможность полного снятия корпуса туалета в случае, когда необходим полный доступ к внутренней части туалета.
Согласно одному из аспектов изобретения, люк, закрывающий отверстие в камере сгорания, подвешен на вилке, которая установлена с возможностью вращения вокруг вала и соединена с электродвигателем посредством рычажной передачи. Движением люка можно управлять с помощью вспомогательного рычага. Люк, закрывающий отверстие в камере сгорания, играет важную роль в процессе утилизации отходов, поэтому важно, чтобы эти детали не заедало. Поскольку детали имеют вращающееся движение, не зависящее от направляющих рельсов, предлагаемое решение, при котором вероятность заедания деталей сведена к минимуму, является более надежным, чем системы, известные в данной области техники.
Согласно одному из аспектов изобретения, туалет с функцией сжигания отходов содержит катализатор, который расположен между камерой сгорания и вытяжным вентилятором, а нагревательный элемент туалета содержит газовую горелку, которая выполнена таким образом, что основная струя горящего газа направляется на отходы, находящиеся в камере сгорания, а дополнительная струя горящего газа направляется к катализатору.
Для работы катализатора, как правило, необходима определенная температура, составляющая примерно 350°C, а для его оптимальной работы - температура выше 450°C. Дополнительная струя горящего газа обеспечивает быстрый нагрев катализатора до достаточной температуры, необходимой для переработки всех отработавших газов, поступающих из камеры сгорания.
Согласно одному из аспектов изобретения, туалет с функцией сжигания отходов также содержит воздуховод, ведущий из окружающего пространства, внешнего по отношению к туалетной комнате, в которой установлен туалет, вовнутрь корпуса туалета. Кроме того, предусмотрен вытяжной вентилятор для вытяжки воздуха из камеры сгорания и из внутренней части корпуса. Воздуховод производит забор воздуха из окружающего пространства, внешнего по отношению к помещению, в котором расположен туалет, например жилому автоприцепу, автофургону для кемпинга или катеру. Впускное отверстие воздуховода может быть расположено в полу жилого автоприцепа или автофургона для кемпинга под туалетом. Однако впускное отверстие также может быть расположено в стене, поскольку впускное отверстие предназначено для забора воздуха, поступающего в камеру сгорания, из внешней среды, где имеется неограниченный доступ к свежему воздуху, во избежание использования воздуха из ограниченного пространства жилого автоприцепа, катера и т.п.
Согласно одному из аспектов изобретения, камера сгорания содержит зольник, образующий основание камеры сгорания, при этом зольник либо камера сгорания и зольник установлены под наклоном. Зольник или зольник и камера сгорания предпочтительно наклонены таким образом, что основание зольника повернуто в направлении задней части туалета. Если туалет с функцией сжигания отходов используется часто, существует вероятность поступления отходов в камеру сгорания до полного сгорания ранее поступивших отходов. При поступлении отходов в камеру сгорания, установленную под наклоном, отходы опускаются вниз и смещаются в сторону от резервуара для отходов, оставляя больше места для отходов следующего пользователя, если туалет будет использован снова до полного сгорания ранее поступивших отходов.
Таким образом, изобретение также относится к туалету с функцией сжигания отходов, содержащему стойку туалета, дополнительно содержащему наружный корпус, раму и резервуар для пакета для отходов, расположенные в стойке туалета, при этом резервуар для пакета для отходов соединен с камерой сгорания через механизм люка, туалету, дополнительно содержащему нагревательный элемент для подачи тепла в камеру сгорания, вытяжной вентилятор для удаления отработавших газов из камеры сгорания, механизм люка, содержащий заслонку, образующую часть резервуара для пакета для отходов и подвешенную на пружинный шарнир, и люк, установленный таким образом, что он закрывает отверстие камеры сгорания, при этом люк соединен с электродвигателем и открывается при помощи электродвигателя, и, поскольку люк установлен с возможностью поворота вверх и смещения за заслонку, обеспечивается возможность открытия заслонки для спуска пакета с отходами вниз в камеру сгорания, содержащую зольник, образующий дно или основание камеры сгорания, при этом зольник или камера сгорания и зольник установлены под наклоном.
Поскольку отходы могут перемещаться из зоны камеры сгорания, в которую сбрасываются отходы, вероятность скапливания отходов под разгрузочным отверстием меньше, за счет чего возможна переработка большего объема отходов или уменьшения размера камеры сгорания без снижения функциональности туалета. Кроме того, если камера сгорания устанавливается под наклоном, площадь опорной поверхности камеры сгорания может быть уменьшена, благодаря чему возможно уменьшение размеров наружного корпуса туалета, что является предпочтительным при использовании в ограниченном пространстве.
Корпус вышеупомянутого туалета с функцией сжигания отходов предпочтительно имеет подвижное соединение с направляющими рельсами и установлен с возможностью поворота и смещения по направляющим рельсам вверх и в сторону от стойки туалета. Наружный корпус туалета может быть навешен на два направляющих рельса, при этом направляющие рельсы расположены на противоположных сторонах стойки туалета и снабжены фиксирующими приспособлениями на верхнем и/или нижнем конце направляющих рельсов. Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, в каждом из нижних задних углов корпуса туалета расположен болт, который имеет подвижное соединение с направляющим рельсом, при этом болт может быть зафиксирован при помощи углублений в рельсе, за счет чего наружный корпус фиксируется в открытом и наклонном положении. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, туалет содержит поддерживающий ремень, который соединяется с одной стороны с верхней частью рамы туалета, а с другой стороны - с верхней внутренней частью корпуса туалета, смежной с задней стенкой туалета. Поддерживающий ремень должен быть установлен с возможностью снятия по крайней мере в одном из мест соединения.
Система, состоящая из болтов и направляющих рельсов, обеспечивает доступ к внутренней части туалета, в то же время корпус остается цельным и не имеет отверстий. Это позволяет уменьшить размер корпуса, при сохранении, по крайней мере, такой же функциональности, какой обладают туалеты, известные в данной области техники.
В вышеупомянутом туалете люк может быть подвешен на вилке, которая установлена с возможностью вращения вокруг вала, при этом вилка может быть соединена с электродвигателем посредством рычажной передачи. Туалет может также содержать вспомогательный рычаг для управления движением люка. Такая конструкция люка обладает повышенной надежностью.
Вышеупомянутый туалет может также содержать катализатор, который расположен между камерой сгорания и вытяжным вентилятором, а нагревательный элемент может содержать газовую горелку, которая выполнена таким образом, что основная струя горящего газа направляется на отходы, находящиеся в камере сгорания, а дополнительная струя горящего газа направляется к катализатору. Дополнительная струя горящего газа обеспечивает эффективный нагрев катализатора, необходимый для переработки отработавших газов, поступающих из камеры сгорания.
Туалет также может содержать воздуховод, ведущий внутрь корпуса, а также вытяжной вентилятор для вытяжки воздуха из камеры сгорания и из внутренней части корпуса, за счет чего обеспечивается полное сгорание и снижается вероятность появления нежелательного запаха в помещении, где установлен туалет. Воздуховод предпочтительно производит забор воздуха из окружающего пространства, внешнего по отношению к туалетной комнате, в которой расположен туалет, что позволяет избежать нежелательного забора воздуха из ограниченного внутреннего пространства.
Краткое описание чертежей
Различные характеристики и преимущества изобретения будут раскрыты в приведенном ниже подробном описании с использованием прилагаемых чертежей, где
Фиг. 1 - вид сбоку предлагаемого туалета с функцией сжигания отходов, установленного в туалетной комнате, где внутренние детали туалета показаны пунктирными линиями;
Фиг. 2 - вид туалета в поперечном разрезе с закрытым люком;
Фиг. 3 - вид туалета в поперечном разрезе с открытым люком;
Фиг. 4 - вид туалета в перспективе;
Фиг. 5 - вид туалета в перспективе с открытым люком, где показаны детали туалета;
Рис. 6 - вид туалета в перспективе сзади;
Фиг. 7 - вид сбоку туалета с поднятым наружным корпусом.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан туалет, установленный в туалетной комнате, например, в жилом автоприцепе. Туалет содержит унитаз с сиденьем и крышку 2. Ниже расположен резервуар 3 для пакета для отходов, под которым расположена камера 4 сгорания. Между резервуаром 3 для пакета для отходов и камерой сгорания предусмотрен механизм люка. При использовании туалета пакет для отходов необходимо поместить в резервуар для пакета для отходов (вручную). После наполнения пакета активируется механизм люка, при этом люк открывается, и пакет с отходами падает в камеру сгорания, после чего люк снова закрывается. Туалет также содержит газовую горелку 5 (которая может быть заменена другим подходящим нагревательным элементом, например электрическим нагревательным элементом или дизельной горелкой) для сжигания пакета с отходами. Газовая горелка 5 оснащена вентилятором для воздуха, поступающего в зону горения. После запуска вытяжного вентилятора он начинает вытягивать отработавшие газы из камеры 4 сгорания через катализатор 7.
При работе туалета не используется воздух из помещения, в котором он установлен. В закрытом состоянии для сжигания и охлаждения туалет производит забор воздуха снаружи жилого автоприцепа/помещения и т.п. через предназначенный для этого воздуховод. Т.е. туалет не использует для сжигания отходов внутренний воздух помещения и, таким образом, не конфликтует с другими потребителями воздуха, такими как вентилятор в туалетной комнате, камин, вентиляторы системы вентиляции и т.д.
В данной модели забор воздуха производится через отверстие 8 в полу. После этого воздух направляется в основание/стойку корпуса 25 туалета, где он постепенно нагревается, поднимаясь внутри корпуса. Затем воздух рассеивается, когда вентилятор газовой горелки 5 производит забор необходимого объема воздуха и направляет его в газовую горелку. Оставшийся воздух забирается вытяжным вентилятором 6, где он смешивается с газами, поступающими из катализатора 7 (через камеру 4 сгорания), и выводится через трубу 9, проходящую через крышу.
Ниже каждая деталь туалета будет раскрыта более подробно.
Резервуар 3 для пакета для отходов имеет равномерно наклонные стенки, а также содержит заслонку 21, закрывающую резервуар 3 сзади. При такой конструкции резервуар вместе с заслонкой образуют форму, адаптированную для помещаемого в резервуар пакета для отходов. Под заслонкой расположен изолированный люк 11. Иными словами, предусмотрена двойная защита между камерой сгорания и резервуаром для пакета для отходов. Заслонка 21 подвешена на пружинном шарнире 22, а люк управляется электродвигателем 13.
Механизм люка или точнее механизм для спуска пакета с отходами из резервуара 3 для пакета с отходами вниз в камеру 4 сгорания содержит лоток 10 для сбора жидкости с высокими бортиками, установленный над отверстием камеры сгорания. Лоток 10 выполняет функцию герметизирующей крышки изолированного люка 11, а высокие бортики предотвращают возможное вытекание содержимого. Сзади от механизма люка установлен проходящий насквозь вал 12. Электродвигатель 13, расположенный в верхней правой части рамы, приводит в действие вал 12 посредством рычажной или шатунной передачи 14, 15. Электродвигатель имеет электронное управление, осуществляемое материнской платой туалета. Датчики 16, 17 регистрируют положение люка 11.
Вилка 19 соединена с валом 12. Вал соединен с выступами на люке 11. При вращении вала 12 вилка 19 поднимает люк вверх и назад. Вспомогательный рычаг 20 управляет вращением люка таким образом, что он занимает вертикальное положение над валом.
Одновременно с поворотом люка 11 вверх открывается заслонка 21 резервуара 3 для пакета для отходов. Заслонка вращается вокруг пружинного шарнира 22. За счет искривленной формы заслонка удерживается в закрытом положении до полного открытия люка. Только после полного открытия люка происходит резкое открытие заслонки. Это обеспечивает эффективный сброс пакета с отходами.
В отличие от других туалетов с функцией сжигания отходов, данный туалет в части, предназначенной для обработки отходов, содержит только наклонные, поворотные и вращающиеся детали и не содержит рельсовых направляющих. Для обеспечения компактности конструкции и эффективного перемещения отходов крышка камеры сгорания поднимается вверх перед ее поворотом назад. Когда крышка камеры сгорания открывается, срабатывает заслонка резервуара для пакета для отходов, при этом резкое открывание заслонки способствует более эффективному сбросу отходов. Отверстие и крышка камеры сгорания имеют прямоугольную форму, что позволяет сэкономить место.
Камера 4 сгорания содержит установленный под наклоном зольник 23, образующий основание камеры сгорания. Установка зольника под наклоном обеспечивает следующие преимущества.
- При сбросе пакета с отходами он откатывается назад и в сторону от «зоны сброса». Таким образом, остается больше места для пакета с отходами следующего посетителя туалета.
- Уменьшается высота сиденья, поскольку зольник находится в нижней части стойки и, таким образом, расположен максимально близко к основанию.
Система катализатора: При разработке туалета для использования в жилых автоприцепах особенно важно обратить внимание на наличие запаха, что связано с ограниченностью жилого пространства. Для работы катализатора необходима температура, составляющая примерно 350°C, а для его оптимальной работы - температура выше 450°C. Для быстрого нагрева катализатора до необходимой температуры предназначена дополнительная струя горящего газа, генерируемая газовой горелкой. Дополнительная струя горящего газа направляется непосредственно к катализатору, в дополнение к струе горящего газа, направляемой вниз, в камеру сгорания. За счет этого, а также работы всасывающего вентилятора обеспечивается отрицательное давление в камере сгорания, что создает оптимальные условия для сгорания без запаха.
Туалет имеет внешний корпус, задняя и нижняя части которого выполнены из стали, а также пластиковый корпус 25 с крышкой 2 и сиденьем. Пластиковый корпус 25 является монолитным, см. фиг. 7. Для доступа к зольнику в нижней части туалета весь корпус поднимается по направляющим рельсам, таким как направляющие рельсы 26, и фиксируется в открытом положении. Система направляющих рельсов содержит два установленных под наклоном направляющих рельса 26, монтируемых на стальной раме туалета. На каждой стороне корпуса 25, в нижних углах, смежных с задней стенкой туалета, установлены болты, вставляемые в направляющие рельсы. Рельсы имеют углубления, расположенные ближе к верхним концам рельсов, выполненные таким образом, что при попадании болтов в эти углубления корпус фиксируется в открытом положении. На нижних концах рельсов предусмотрен фиксирующий вертикальный отрезок рельса, предназначенный для фиксации корпуса в закрытом положении. Для открывания корпуса необходимо сначала поднять его приблизительно на 10 мм вверх, после чего возможно его смещение вверх и вперед. Поддерживающий ремень 27, соединенный с рамой туалета и с корпусом, препятствует смещению корпуса кнаружи или его выпадению при фиксации болтов в верхних углублениях направляющих рельсов, т.е. во время опустошения зольника или иного технического обслуживания.
Если для технического обслуживания необходим доступ к верхней части туалета, поддерживающий ремень может быть ослаблен или снят. Когда корпус зафиксирован в верхней части направляющих рельсов, он может быть опущен и смещен вперед для облегчения доступа к внутренним частям туалета. Для наиболее полного доступа стопорные штифты на концах направляющих рельсов могут быть сняты, и корпус может быть поднят вверх и полностью снят.
Выше описан туалет с функцией сжигания отходов, оптимально подходящий для использования в жилых автоприцепах и автофургонах для кемпинга. Туалет содержит унитаз с резервуаром (3) для пакета для отходов. В резервуаре (3) для пакета для отходов может быть размещен пакет для отходов. Под резервуаром для пакета для отходов, над камерой (4) сгорания, расположен механизм люка. Механизм люка содержит подпружиненную заслонку (21), расположенную в задней части резервуара для пакета для отходов, а также люк (11), примыкающий к отверстию в верхней части камеры (4) сгорания. Люк (11) соединен с электродвигателем (13) посредством рычажной передачи (14, 15). Электродвигатель поднимает люк (11) и поворачивает его до смещения за заслонку (21), за счет чего заслонка открывается и пакет с отходами падает в камеру (4) сгорания.