DE10212287A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Spülen eines Toilettenbeckens mit Hilfe eines Druckwasserpfropfens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spülen von Toilettenbecken, bei welchem einem vorhandenen Frischwasserversorgungsnetz (z. B. 4 bar) Spülwasser entnommen und über Düsen in das Toilettenbecken geleitet wird, wobei das Spülwasser, Ablaufmasse und -flüssigkeit mit Hilfe von Schwerkraft oder Vakuum abgeführt werden. In der Verbindungsleitung zwischen dem Frischwasserversorgungs- und dem Toilettenbecken wird zunächst ein Druckwasserpfropfen gebildet. Zwischen der oberen Begrenzung des Druckwasserpfropfens und dem Austritt des Frischwassers aus dem Frischwasserversorgungsnetz strömt das Frischwasser frei und trifft unter Druck auf den Druckwasserpfropfen (Fig.).

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spülen von Toilettenbecken, bei welchem einem vorhandenen Frischwasserversorgungsnetz (z. B. 4 bar) Spülwasser entnommen und über Düsen in das Toilettenbecken geleitet wird, wobei das Spülwasser, Ablaufmasse und -flüssigkeit mit Hilfe von Schwerkraft oder Vakuum abgeführt werden.
• Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Spülen von Toilettenbecken, wobei aus einem vorhandenen Frischwasserversorgungsnetz (z. B. 4 bar) Spülwasser entnommen und über Düsen in das Toilettenbecken geleitet wird.
• Verfahren zum Spülen von Toilettenbecken lassen sich in zwei Gruppen einteilen: Zum einen wird die Spülung mit Hilfe von Wasser bewerkstelligt, das in einem Wasserkasten möglichst weit oberhalb des Toilettenbeckens angeordnet ist. Bei diesem Verfahren ist der Druck, mit dem das Wasser im Spülbecken ankommt, von der geodätischen Höhe des Wasserkastens in Bezug auf das Toilettenbecken abhängig. Andererseits ist bei diesem Verfahren sichergestellt, dass das Frischwassernetz nicht mit gebrauchtem Wasser, welcher Art auch immer, in Berührung kommt.
• Bei dem anderen System zur Spülung von Toilettenbecken wird der Druck des Frischwasserversorgungsnetzes (z. B. 4 bar) eingesetzt, um Wasser unter möglichst hohem Druck in die Schüssel der Toilette zuleiten. Wenngleich dies erreicht werden kann, so sind derartige Druckspülersysteme heutzutage nicht mehr zugelassen, weil die Gefahr besteht, dass Brauchwasser mit dem Frischwasserversorgungsnetz in Berührung kommt. Daher werden diese Systeme heutzutage nur noch eingesetzt, wenn ein separates Versorgungsnetz zur Verfügung steht, das von dem Frischwasserversorgungsnetz einwandfrei getrennt ist, wie dies beispielsweise an Bord von Schiffen der Fall ist.
• Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchen die hygienischen Vorschriften erfüllt werden können, wenngleich der Spülvorgang mit hohem Druck durchgeführt werden kann.
• Erreicht wird dies durch die in den entsprechenden Ansprüchen wiedergegebenen Merkmale, nämlich bei einem Verfahren dadurch, dass in der Verbindungsleitung zwischen dem Frischwasserversorgungsnetz und dem Toilettenbecken zunächst ein Druckwasserpfropfen gebildet wird und zwischen der oberen Begrenzung des Druckwasserpfropfens und dem Austritt des Frischwassers aus dem Frischwasserversorgungsnetz das Frischwasser frei strömt und nach Überwindung der Freiströmungsstrecke unter Druck auf den Druckwasserpfropfen auftritt. Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, wird dies dadurch erreicht, dass in Strömungsrichtung hinter einem Rohrtrenner eine Freiströmungsstrecke für das Frischwasser vorgesehen ist, sodann eine Aufnahmeleitung Frischwasser in Form eines sich bildenden Pfropfen aufnimmt und unter Druck an die Spüldüsen abgibt.
• Unter einem Druckwasserpfropfen wird eine sich in einem Rohr oder einem Schlauch bildende geschlossene Wassermenge verstanden, die unter hohen Druck gesetzt werden kann und dementsprechend unter diesem hohen Druck aus dem Rohr austritt. In einem vertikal ausgerichteten Rohr bildet sich zunächst eine Wassersäule beim anfänglichen Befüllen, und wenn weiterhin Wasser unter dem Druck des Versorgungsnetzes auf die Wassersäule von oben her aufgespritzt wird, tritt das Wasser der Wassersäule am unteren Ende des Rohres unter dem Betriebsdruck (erhöht um den geodätischen Anteil, verringert um den Druckabfall im Rohr) aus und kann zum Spülen von Toilettenbecken weit wirkungsvoller eingesetzt werden als aus einem Wasserkasten herabströmendes Wasser.
• Ein weiteres wesentliches Merkmal für die Erfindung ist die Strecke der freien Strömung des aus dem Versorgungsnetz austretenden Wassers. Ist also hinter einem Ventil oder einem Rohrtrenner eine Strecke von beispielsweise zwei cm vorgesehen, in der das austretende Wasser frei strömen kann, ohne irgendwelche Wandungen zu berühren, so können Schmutzpartikel, Krankheitserreger und dergl. nicht zum Druckwasserversorgungsnetz zurückgelangen, weil das Wasser auf diesem Weg frei strömt. Selbst wenn an irgendeiner Stelle des Systems Verstopfungen auftreten, so kann durch einen Überlauf oder dergl. sichergestellt werden, dass aufgestautes Wasser nur bis zu einer bestimmten Höhe ansteigen kann, nicht jedoch bis zum Rohrtrenner aufsteigt.
• Die vorliegende Erfindung ist geprägt durch die Kombination dieses Druckwasserpfropfens und dem Merkmal der freien Strömung. Der im Toilettenbecken wirkende Druck entspricht im Wesentlichen dem des Betriebs- oder Versorgungsdruckes des Netzes, andererseits ist eine einwandfreie Trennung zwischen Brauchwasser und Frischwasser sichergestellt.
• Grundsätzlich ist es nicht erforderlich, die Strecke der freien Strömung des Wassers durch ein Rohr oder Mantel zu umschließen. Wenn man einen solchen Mantel vorsieht und diesen zum Spülbecken führt, so kann sichergestellt werden, dass auch ggfs. auftretendes Spritzwasser in das Toilettenbecken abgeführt werden kann.
• Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Aufnahmeleitung von einem Rohr umgeben. Auch hierdurch kann Spritzwasser oder solches Wasser, das die Aufnahmeleitung verfehlt, abgeführt werden, vorzugsweise in die Schüssel der Toilette. Es ist auch denkbar, für diese Verbindung ein zweites Rohr vorzusehen. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, bei der der Mantel, der die Freiströmungsstrecke umgibt und das Rohr, dass die Aufnahmeleitung umgibt, miteinander verbunden sind und im Toilettenbecken enden.
• Die Aufnahmeleitung muss nicht zentrisch zu dem Rohr verlaufen, im Gegenteil könnte diese Leitung einer Kurve folgen, die eine allmähliche Richtungsänderung aus der senkrechten in die waagerechte Richtung im Toilettenbecken ermöglicht, um auf diese Weise eine gleichmäßigere Strömung zu erhalten, um insbesondere geringere Rohrreibungsverluste in Kauf nehmen zu müssen.
• Aus dem gleichen Grund kann ein Aufnahmetrichter an der Aufnahmeleitung vorhanden sein bzw. die Aufnahmeleitung könnte zum Becken hin sich verjüngend ausgebildet werden.
• Bei einer Ausführungsform, bei welcher die Aufnahmeleitung und die Freiströmungsstrecke ummantelt sind, könnte der obere Rand der Aufnahmeleitung innen mit diesem Mantel verbunden werden. Um sicherzustellen, dass bei einer Verstopfung oder Verschmutzung kein Wasser bis zum Rohrtrenner hoch gelangen kann, müsste dann im Bereich des Trichters ein Durchbruch vorhanden sein, so dass das in der Aufnahmeleitung aufsteigende Wasser über diesen Überlauf in das Toilettenbecken abgeleitet werden kann. Derartige Überläufe sind dann nicht erforderlich, wenn der äußere obere Rand des Aufnahmetrichters im Mantel einen Abstand einhält, so dass der Trichterrand als Überlauf dient und damit die höchste geodätische Höhe der Wassersäule des Brauchwassers festlegt.
• Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung eine Ausgestaltung, bei der ein Luftansaugstutzen in dem Rohr vorgesehen ist, welches die Aufnahmeleitung umgibt. Dieser Luftansaugstutzen muss sich unterhalb der Freiströmungsstrecke befinden und kann dann in dieser Ausführungsform auch als Überlauf dienen. Sind nämlich die Düsen im Toilettenbecken und/oder der Zulauf der Aufnahmeleitung verschmutzt oder verstopft, würde das Brauchwasser über den Luftansaugstutzen nach außen gelangen, es kann jedenfalls nicht bis zur Höhe des Rohrtrenners aufsteigen.
• Die Anordnung der Zulaufleitung muss nicht vertikal sein, andere Ausrichtungen, beispielsweise im Wesentlichen waagerechte, sind ebenfalls denkbar, allerdings muss dann sichergestellt werden, dass der austretende Wasserstrahl zu dem Aufnahmerohr fluchtet.
• Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist sowohl die Sitzbrille als auch der Toilettendeckel im unteren Bereich mit Dichtmitteln versehen. Dies ergibt einerseits eine Geräuschdämpfung, andererseits kann dadurch sichergestellt werden, dass beim Spülvorgang keine Luft über den Rand des Beckens angesaugt wird. In diesem Falle wird die Luft über den Mantel angesaugt, der die Ansaugleitung umgibt, und auf diese Art und Weise kann der Wirkungsrad des Spülvorganges noch verbessert werden.
• Geht es lediglich darum, den Schall beim Absaugen und Spülen zu verringern, insbesondere wenn es sich um Vakuumtoiletten handelt, so kann anstelle der Dichtungen irgendeine Barriere eingesetzt werden, die den direkten Austritt von Schall verhindert.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Dichtmittel oder die Schall abweisenden Teile mit der Sitzbrille bzw. dem Toilettendeckel einstückig ausgebildet.
• Für die vorliegende Erfindung ist wesentlich, dass zu Beginn des Spülvorganges sich in der Aufnahmeleitung eine Wassersäule oder ein Wasserpfropfen bildet. Das zunächst aus dem Netz austretende Wasser läuft durch die Aufnahmeleitung bis in das Toilettenbecken, da aber mehr Wasser eingeleitet wird als in das Becken austreten kann, steigt der Pegel an. Erreicht dieser Pegel den höchsten Wert, so kann das weiterhin austretende Wasser unter vollem Druck auf diese Oberfläche einwirken, und der auf diese Art und Weise gebildete Druckpfropfen gelangt unter hohem Druck in das Spülbecken. Die optimalen Bedingungen hierfür können in Abhängigkeit von Rohrlänge und Rohrdurchmesser sowie geodätische Höhe und Wasserdruck durch Versuche und/oder Berechnung eingestellt werden, so dass bei einer Vakuumtoilette gemäß der Erfindung Spülvorgänge mit einem Liter oder 1,5 l durchaus zufriedenstellend durchgeführt werden können.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
• Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schaubildliche Darstellung einer Toilette mit den zugehörigen Teilen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
• In der Figur ist mit 10 ein Toilettenbecken bezeichnet. Dieses Toilettenbecken wird über Düsen 11 gespült, die nur schematisch dargestellt sind. Es kommt im Zusammenhang mit der Erfindung nicht so sehr auf die Anordnung der Spüldüsen an. Es können durchaus Spüldüsen eingesetzt werden, die sich im hinteren Teil des Spülbeckens 10 befinden.
• Das Toilettenbecken 10 ist nach oben hin durch eine Sitzbrille 50 und einen Deckel 51 abgeschlossen. Mit 52 ist schematisch eine rundumlaufende Dichtung bezeichnet, die an der unteren Fläche der Sitzbrille 50 angeordnet ist und in der gezeigten Lage auf dem Rand des Toilettenbeckens 10 aufliegt und dort dichtet.
• Der Deckel 51 ist mit einer entsprechenden rundumlaufenden Dichtung 53 an der unteren Begrenzungsfläche ausgestattet, und in der gezeigten Ausführungsform dichtet diese Dichtung 53 auf der oberen Fläche der Sitzbrille 50. Insgesamt gesehen ist durch die beiden Dichtungen 52 und 53 der Innenraum der Schüssel der Toilette 10 nach außen hin abgedichtet.
• In der üblichen Art und Weise ist das Toilettenbecken im hinteren Bereich mit einem Rohr 40 verbunden. Nicht gezeigt ist die äußere Dichtung in der Zugangsbohrung des Toilettenbeckens. Das Rohr 40 hat die üblichen Abmessungen, z. B. 40 mm Durchmesser, und führt ein kurzes Stück in waagerechter Richtung und sodann ein etwas längeres Stück in vertikaler Richtung nach oben.
• Das Rohr 40 geht einstückig in einen Mantel 20 über und verjüngt sich wieder im oberen Bereich, wo es über einen üblichen Rohrtrenner 12 abgeschlossen wird bzw. eine Verbindung in das Frischwasserversorgungsnetz hat.
• Mit Hilfe der bislang beschriebenen Teile könnte aus dem Frischwasserversorgungsnetz Wasser abgezogen werden, indem der Rohrtrenner 12 geöffnet wird und in das Toilettenbecken 10 geleitet wird, was aber aus hygienischen Gründen bedenklich ist und daher mittlerweile auch nicht mehr zulässig ist.
• In dem Rohr 40 befindet sich im Inneren eine Zulaufrohrleitung 15, in der gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen im Mittelbereich, wenngleich dies nicht zwingend erforderlich ist. Entsprechend führt die Zulaufleitung 15 im unteren Bereich im Wesentlichen waagerecht in das Innere des Toilettenbeckens 10. Nach einem gebogenen Bereich steigt dann die Zulaufleitung 15 nach oben hin an. Im oberen Teil ist eine Erweiterung vorgesehen in Form eines Trichters 14. Es ist zu erkennen, dass der Trichter nicht ganz die inneren Abmessungen des Mantels 20 erreicht, sondern dass dort ein ringförmiger Zwischenraum 4 vorhanden ist. Desgleichen sind zwei kreisförmige Durchbrüche zu erkennen, von denen einer mit 16 bezeichnet worden ist. Die Funktion dieser Teile wird nachfolgend erläutert werden:
  Das Rohr 40 ist im Inneren mit einem Ansaugtrichter 30 versehen, der unterhalb der oberen Begrenzung der Aufnahmeleitung 15 angebracht ist. Dieser Ansaugstutzen 30 ist so ausgebildet, dass er Luft aus dem Außenraum aufnimmt und in den Zwischenraum zwischen den Teilen 40 und 15 eintreten lässt.
• Mit 13 ist der Zwischenraum zwischen der oberen Erstreckung der Leitung 13 und dem Austritt des Rohrtrenners 12 bezeichnet. Es ist dieser Raum, indem das aus dem Versorgungsnetz kommende Wasser frei strömen kann, und zwar wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, auch nur in dieser Richtung.
• Die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird nachfolgend beschrieben:
  Soll ein Spülvorgang durchgeführt werden, so wird der Rohrtrenner 12 betätigt und Wasser tritt aus dem Versorgungsnetz aus. Dieses Wasser gelangt in die Zulaufleitung 15, und da am unteren Ende nur eine relativ geringe Menge austritt, steigt der Pegel im Rohr 15 so weit an, bis schließlich der oberste Stand in der Höhe der Überlauföffnungen 16 oder, wenn diese nicht vorhanden sind, der obere Rand des Trichters 14 erreicht wird. Das weiterhin austretende Wasser aus dem Rohrtrenner 12 kann nun mit dem vollen Versorgungsdruck auf diesem Pfropfen in der Leitung 15 einwirken und Wasser tritt demzufolge unter relativ hohem Druck (etwa Versorgungsdruck) aus den Düsen 11 aus.
• An dieser Stelle sei bemerkt, dass, wenn man den Durchmesser der Zulaufleitung 15 zu groß wählt, sich kein derartiger Druckwasserpfropfen bilden kann. Wählt man hingegen den Rohrdurchmesser zu gering, so erhält man einen zu hohen Strömungswiderstand und damit einen zu hohen Druckabfall, so dass das in das Becken einschießende Wasser dann einen geringen Druck hätte.
• Sollte Wasser am Ende der Freiströmungsstrecke 13 den Trichter 14 verfehlen, so wird es über den ringförmigen Zwischenraum 4 abgeführt und landet ebenfalls im Toilettenbecken. Die über den Ansaugstutzen 30 angesaugte Luft findet ihren Weg in das Becken auf die gleiche Weise.
• Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung kann das Becken während des Spülens nach oben hin abgeschlossen sein, so dass über die Öffnung des Beckens keine Luft angesaugt wird. Die Luft wird über den Ansaugstutzen 30 angesaugt und Geräusche, die in dem Toilettenbecken durch das Einschießen des Wassers entstehen oder durch das Zusammenbrechen des Vakuums beim Abfördern der Ablaufmasse, werden daher stark gedämpft nach außen hin austreten können.
• Ist die Rohrleitung 15 am unteren Ende beispielsweise verstopft, so läuft das einschießende Wasser am Ende der Freiströmungsstrecke 13 über den ringförmigen Raum 4 ebenfalls in das Becken. Ist auch dieser Zulauf, aus welchem Grund auch immer, verstopft, so kann über die Zulaufleitung 15 eintretendes Wasser entweder über den oberen Beckenrand ablaufen oder, wenn dies nicht möglich sein sollte, könnte dieses verunreinigte Wasser höchstens bis zum Ansaugstutzen 30 ansteigen, es könne niemals bis zum Rohrtrenner 12 zurückgelangen.
• Es ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die angesaugte Luft und das Spülwasser im Wesentlichen in der gleichen Richtung in die Toilettenschüssel gelangen. Dies ist eine Folge der Tatsache, dass die Schüssel beim Spülen nach oben hin abgedichtet ist, so dass über diesen ansonsten üblichen Zugang keine Luft beim Spülvorgang angesaugt wird. Dies führt dazu, dass das Spülwasser mit relativ hoher Geschwindigkeit und ungebremst durch entgegenströmende Luft zum Spüleinsatz gelangt und somit die Spülwirkung erhöht.

Claims (14)

1. Verfahren zum Spülen von Toilettenbecken, bei welchem einem vorhandenen Frischwasserversorgungsnetz (z. B. 4 bar) Spülwasser entnommen und über Düsen in das Toilettenbecken geleitet wird, wobei das Spülwasser, Ablaufmasse und -flüssigkeit mit Hilfe von Schwerkraft oder Vakuum abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung zwischen dem Frischwasserversorgungsnetz- und dem Toilettenbecken zunächst ein Druckwasserpfropfen gebildet wird, und dass zwischen der oberen Begrenzung des Druckwasserpfropfens und dem Austritt des Frischwassers aus dem Frischwasserversorgungsnetz das Frischwasser frei strömt und nach Überwindung der Freiströmungsstrecke unter Druck auf den Druckwasserpfropfen auftritt.

2. Vorrichtung zum Spülen von Toilettenbecken, wobei aus einem vorhandenen Frischwasserversorgungsnetz (z. B. 4 bar) Spülwasser entnommen und über Düsen in das Toilettenbecken geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung hinter einem Rohrtrenner (12) eine Freiströmungsstrecke (13) für das Frischwasser vorgesehen ist, und dass eine Aufnahmeleitung (15) Frischwasser in Form eines sich bildenden Pfropfen aufnimmt und unter Druck an die Spüldüsen (11) abgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiströmungsstrecke (13) von einem rohrförmigen Mantel (20) umgeben ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeleitung (15) von einem Rohr (40) umgeben ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (20) strömungsmäßig mit dem Toilettenbecken (10) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (40), das die Aufnahmeleitung (15) umgibt, strömungsmäßig mit dem Toilettenbecken verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (20) oder das Rohr (40) miteinander verbunden sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeleitung (15) einer räumlich gewundenen Kurve im Inneren des im Wesentlichen winkelförmigen Rohres (40) entsprechend geführt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeleitung (15) im oberen Bereich trichterförmig (14) erweitert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeleitung (15) sich zum Toilettenbecken (10) hin verjüngt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeleitung (15) im oberen Bereich mit dem Mantel (20) verbunden und mit in den Zwischenraum zwischen Rohr (40) und Aufnahmeleitung (15) führenden Überlaufdurchgängen (16) versehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (40) unterhalb der Freiströmungsstrecke (13) mit einem Luftansaugstutzen (30) ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (20), das Rohr (40) und die Aufnahmeleitung (15) im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzbrille (50) und der Toilettendeckel (51) jeweils an ihren unteren Flächen mit einer ringförmig geschlossenen Dichtung (52, 53) oder mit den Schalldurchtritt verhindernden Sperrteilen oder -streifen versehen ist.