Beschreibung

Vakuum-Trenntoilette für ein Fahrzeug

Die Erfindung betri f ft eine Vakuumtoilette für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben der Vakuumtoilette .

Vakuumtoiletten sind komplexe Systeme , die ein Absaugen von Schwarzwasser (Körperausscheidungen, Toilettenpapier, Spülwasser ) mittels Unterdrucks mit einem stark reduzierten Anteil an Spülwasser im Vergleich zu einer normalen Spültoilette ermöglichen . Vakuumtoiletten kommen hauptsächlich dort zum Einsatz , wo die Toilette nicht an ein öf fentliches Kanalisationsnetz angeschlossen werden kann, wie z . B . in Fahrzeugen wie Züge , Flugzeuge oder Schi f fe . Gattungsgemäße Vakuumtoiletten sind entsprechend aus Schienenfahrzeugen oder Flugzeugen des Personenverkehrs bekannt .

Auch sogenannte Separations- oder Trenntoiletten sind beispielsweise aus der WO 92 / 19824 Al bereits bekannt . Dort werden voneinander getrennte Becken zum Auf fangen von Urin und anderen Fäkalien bereitgestellt . Die JP 4 051404 B lehrt einen in einer Toilettenschüssel angeordneten Schlitz zum Auffangen des Urins .

Eine weitere Trenntoilette zeigt die WO 2014 / 022873 A2 . Auf https : / / www . urinetrap . com/ sind weitere Details dieser Trenntoilette ( englisch NoMix Toilet ) zum Zeitpunkt dieser Anmeldung abrufbar . Urin wird unter Ausnutzung der Oberflächenspannung in einen getrennten Ablauf - die Urinfalle - ableitet und so vom Rest , insbesondere von Fäkalien oder anderen Feststof fen, separiert . Der Abfluss von Urin erfolgt schwerkraftgetrieben über die Urinfalle , während Spülwasser größtenteils in die Kanalisation gelangt , da es aufgrund der speziellen Formgebung der Toilette und aufgrund des Drucks , mit welchem es in die Toilette abgegeben wird, über die Urinfalle überschießt . Da hochkonzentrierter frischer Urin eine instabile Lösung ist, wird der darin enthaltene Harnstoff (CH4N2O) , bereits in dem Leitungssystem abgebaut. Die Folge sind Ausfällungen aus Kalzium, Phosphat und Magnesium, welche die Urinleitungen verstopfen können. Die Ausfällungen sind auf die Hydrolyse, also einer Spaltung einer chemischen Verbindung durch Reaktion mit Wasser, des im Urin enthaltenen Harnstoffs zurückzuführen. Zudem können Mikroorganismen, die in der Toilette und den Urinleitungen vorkommen können, den Harnstoff zu Ammoniak (NH3) und Kohlensäure (C02) umwandeln, wodurch der pH-Wert des Urins bis auf Werte um 9 steigt, was wiederrum zu einer Übersättigung mehrerer Mineralien führt, die schließlich ausfällen. Hauptsächlich ist dies Struvit (MgNH4PO4 • 6H2O) und Hydroxylapatit (Cas (PO4) 3OH) . Diese Ausfällungen verstopfen Leitungen. In einem Sammeltank für Urin sind sie hingegen unproblematisch, weil sie dort nicht austrocknen und sich deshalb nicht verfestigen können.

Nun sind mehrere Methoden zur Struvitausf ällung bekannt geworden. Struvit bildet sich spontan, sobald man dem Urin Magnesium in Form von Magnesiumoxid (MgO) oder Magnesiumchlorid (MgC12) zufügt. Nachteilig ist, dass hier Zusatzstoffe erforderlich sind, und die Struvitausf ällung abhängig vom pH-Wert und der Urinkonzentration ist. Ein vom Fraunhofer Institut unter dem Markennamen ePhos entwickeltes Verfahren nutzt zur Rückgewinnung von Ammonium (NH4 ⁺ ) und Phosphat (PO4 ³ -) aus Abwasser eine Elektrolysezelle. Die umfasst eine Anode aus Magnesium und eine Kathode. Durch die kathodische Reduktion findet eine Wasserspaltung statt: Hydroxid-Ionen (OH-) werden gebildet, während Wasserstoff (H2) frei wird. An der Anode findet eine Oxidation statt: Magnesiumionen reagieren mit dem im Wasser enthaltenen Phosphat und Ammonium zu Struvit. Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass keine Chemikalien wie Magnesiumchlorid (MgC12) oder Natriumhydroxid (NaOH) zugesetzt werden und es wird nur wenig Energie verbraucht.

Mit Trockendampf arbeitende Reinigungsgeräte mit Trockendampfgeneratoren sind ebenfalls bekannt, beispielsweise von der Firma MediCleanTEC ( folgende URL zur Produktwebsite am Tag dieser Anmeldung abrufbar : https : / /medicleantec . com/ ) .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine verbesserte Vakuumtoilette für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen .

Gelöst wird die Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche . Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche wieder .

Eine erfindungsgemäße Vakuumtoilette für ein Fahrzeug ist als Trenntoilette mit separaten Ableitungen für Fäkalien und Urin ausgebildet . Die Vakuumtoilette kann dabei als sogenannte Sitztoilette ausgebildet sein und eine entsprechend ausgebildete Toilettenschüssel aufweisen oder sie kann als Hocktoilette ausgebildet sein mit einem entsprechenden Toilettenbecken . Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, insbesondere ein Luft- , Wasser- oder Landfahrzeug, beispielsweise ein Schienenfahrzeug, insbesondere des öf fentlichen Personenverkehrs , umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße Vakuumtoilette .

Gemäß einer ersten Weiterbildung ist die Vakuumtoilette als Sitztoilette ausgebildet und umfasst eine Toilettenschüssel , wobei die Ableitung für Fäkalien am tiefsten Punkt der Toilettenschüssel angeordnet sind und die Toilettenschüssel einen oberen und einen unteren Teil aufweist und zwischen dem oberen und unteren Teil umlaufend eine Öf fnung zur Ableitung des Urins angeordnet ist .

Die Toilettenschüssel ist sowohl für die stehende als auch die sitzende Nutzung geeignet ausgebildet und kann auch als Leibstuhl bezeichnet werden . Sie ist schüssel förmig mit einer inneren Wandung zum Auf fangen und Ableiten von Ausscheidungen ausgeformt . Die innere Wandung ist mit einer umlaufenden Öf fnung zur Ableitung des Urins versehen . Die umlaufende Öf fnung kann auch als umlaufende Urinfalle bezeichnet werden . Sie kann relativ schmal ausgebildet sein, der Abstand der inneren Wandung des oberen Teils zur inneren Wandung des unteren Teils ist also relativ klein .

Die umlaufende Öf fnung verläuft über 360 ° der inneren Wandung der Toilettenschüssel . Sie verläuft insbesondere in einer im Wesentlichen hori zontalen Ebenen über die gesamte innere Wandung . Diese Ebene , welche von der umlaufenden Öf fnung in der Toilettenschüssel aufgespannt wird, kann auch leicht geneigt sein . Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist die umlaufende Öf fnung zur Ableitung des Urins zwischen oberem und unterem Teil im unteren Drittel der Toilettenschüssel angeordnet .

Durch die umlaufende Urinfalle wir der Urinstrahl unabhängig vom Auf tref fpunkt auf die innere Wandung des oberen Teils der Toilettenschüssel durch Reibungskräfte , laminar entlang der inneren Wandung des oberen Teils der Toilettenschüssel geführt und in die umlaufende Öf fnung geleitet . Von dort kann der so aufgefangene Urin mittels einer von der Ableitung für Fäkalien separaten Ableitung für Urin abgeleitet werden .

Nur der Urinstrahl , der zentral in die , insbesondere mittige , Ableitung für Fäkalien am tiefsten Punkt der Toilettenschüssel oder unterhalb der umlaufenden Urinfalle auf den unteren Teil der Toilettenschüssel auftri f ft , kann nicht separiert werden und wir deshalb über die Ableitung für die Fäkalien mit abgeleitet .

Weitergebildet ist der untere Teil zumindest teilweise vom oberen Teil umschlossen . Die innere Wandung des oberen Teils der Toilettenschüssel ist in einem unteren Abschnitt durchgehend zumindest teilweise bis hinter den unteren Teil der Toilettenschüssel geführt und umschließt diesen somit , insbesondere einen oberen Abschnitt des unteren Teils der Toilettenschüssel , umlaufend zumindest teilweise . Der obere Abschnitt des unteren Teils der Toilettenschüssel ragt also etwas in den oberen Teil der Toilettenschüssel hinein und im Bereich des Uberlapps umschließt der Obere den unteren Teil . Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung weist der obere Teil der Toilettenschüssel eine umlaufende Aufweitung im Bereich der umlaufenden Öf fnung der Toilettenschüssel auf , wobei der obere Teil den unteren Teil der Toilettenschüssel im Bereich der umlaufenden Aufweitung umschließt . Die umlaufende Aufweitung ist also im unteren Abschnitt des oberen Teils der Toilettenschüssel angeordnet . Somit kann der obere Abschnitt des unteren Teils der Toilettenschüssel in den oberen Teil der Toilettenschüssel hineinragen, wodurch er vom oberen Teil umlaufend umschlossen wird, frei von einem Vorsprung des unteren Teils zum oberen Teil bzw . frei von einem Versatz nach Innen im Verlauf der inneren Wandung der Toilettenschüssel vom oberen zum unteren Teil hin im Bereich der umlaufenden Öf fnung . Die relativ schmale umlaufende Öf fnung könnte somit auch als Schlitz von einem Benutzer wahrgenommen werden .

Auf den oberen Teil der Toilettenschüssel auf tref fender Urin wird schwerkraftgetrieben unter Ausnutzung der Oberflächenspannung über den oberen Teil der Toilettenschüssel in die umlaufende Öf fnung abgeleitet . Hierzu kann die umlaufende Aufweitung des oberen Teils der Toilettenschüssel gemäß einer weiteren Weiterbildung mit einer stetig verlaufenden Rundung ausgebildet sein, die so bemessen ist , dass am oberen Teil der Toilettenschüssel auf tref fender und herablaufender Urin oder andere Flüssigkeiten vorgegebener Dichte und Oberflächenspannung schwerkraftgetrieben unter Ausnutzung der Oberflächenspannung über die Rundung der umlaufenden Aufweitung in die umlaufende Öf fnung abgeleitet wird . Die Rundung könnte als Ablauf rundung bezeichnet werden, die Aufweitung auch als Ausbuchtung . Durch die Rundung wird der abgeleitete Urin hinter den Überlapp zwischen dem oberen und dem unteren Teil der Toilettenschüssel geführt , dort gegebenenfalls aufgefangen und ist somit separat von den Fäkalien abführbar . Die umlaufende Öf fnung könnte auch als Einlauföf fnung bezeichnet werden . Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die Toilettenschüssel einen Rücksprung ihrer inneren Wandung vom oberen Teil zum unteren Teil hin im Bereich der umlaufenden Öf fnung auf . Durch diesen Rücksprung zwischen dem oberen und unteren Teil der Toilettenschüssel im Bereich der umlaufenden Öf fnung, ist diese vom oberen Teil optisch überdeckt und für einen Nutzer visuell kaum von oben sichtbar und zudem gut gegen eventuelle Kontamination durch Fäkalien geschützt .

Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die Toilettenschüssel eine umlaufende Auf fangrinne für Urin auf , die unterhalb der umlaufenden Öf fnung angeordnet ist . Die Auf fangrinne ist somit zwischen dem den unteren Teil umschließenden unteren Abschnitt des oberen Teils der Toilettenschüssel und dem oberen Abschnitt des unteren Teils der Toilettenschüssel und somit außerhalb der Inneren Wandung der Toilettenschüssel angeordnet . Durch die umlaufende Urinfalle wird der Urinstrahl unabhängig vom Auf tref fpunkt auf die innere Wandung des oberen Teils der Toilettenschüssel durch Reibungskräfte , laminar entlang der inneren Wandung des oberen Teils der Toilettenschüssel geführt und über die Ablauf rundung in die Auffangrinne der Urinfalle geleitet und dort aufgefangen .

Ein Urinablauf kann weitergebildet an einem tiefsten Punkt der Auf fangrinne angeordnet sein, um den auf gefangenen Urin abzuleiten .

Gemäß einer vorteilhaften Aus führungs form kann der obere Teil der Toilettenschüssel in die Ablaufrinne münden bzw . in diese übergehen .

Weitergebildet sind der obere und untere Teil der Toilettenschüssel als zwei separat gefertigte Schalen ausgebildet . Diese sind insbesondere zur Toilettenschüssel zusammengefügt . Weitergebildet sind der obere und untere Teil der Toilettenschüssel im Bereich der Auf fangrinne miteinander verbunden, insbesondere stof f schlüssig miteinander verbunden . Umfassen der obere und der untere Teil der Toilettenschüssel ein Me- tall oder eine Metalllegierung, wie in einer weiteren Weiterbildung der Erfindung oder sind sie insbesondere aus Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere aus nichtrostendem Edelstahl , hergestellt oder bestehen überwiegend aus einem Metall oder einer Metalllegierung, so können sie beispielsweise miteinander verschweißt sein, beispielsweise im Bereich der Auf fangrinne mit einer umlaufenden Schweißnaht verbunden sein .

In einfacher Weise sind der obere und untere Teil der Toilettenschüssel als Metalldrück- oder -tief ziehteil gefertigt .

Somit kann die Toilettenschüssel relativ einfach in ein Gesamtsystem einer Vakuumtoilette integriert werden, welche insbesondere aus weiteren um die Toilettenschüssel angeordneten Bauteilen besteht . Die Toilettenschüssel kann alternativ auch aus anderen Werkstof fen, wie z . B . Sanitärkeramik hergestellt sein .

Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist der untere Teil der Toilettenschüssel , insbesondere der obere Abschnitt des unteren Teils der Toilettenschüssel , im Bereich der umlaufenden Öf fnung einen umlaufenden Fal z auf .

Die Wandung des unteren Teils ist umgefal zt und weist somit eine nach innen, in die Toilettenschüssel weisende Wandung auf - die innere Wandung - als auch, auf der anderen Seite des Fal zes , eine nach außen weisende Wandung auf , welche beispielsweise in die Auf fangrinne mündet bzw . in diese übergeht . Die Wandung ist somit durchgehend und kann stetig verlaufen .

Das Prinzip der Urin-Trennung funktioniert gemäß der Erfindung mit umlaufender Urinfalle sowohl in der sitzenden als auch der stehenden Position des Nutzers der Vakuumtoilette . Eine Kontamination des Urins mit den Fäkalien wird somit effektiv und bestmöglich ausgeschlossen . Die Trennung erfolgt dabei passiv, also ohne zusätzliche , insbesondere bewegte , Teile und ohne zusätzliche Energie . Das Grundprinzip ist für verschiedene Aus führungen adaptierbar . So auch entsprechend als Vakuumtoilette , da die Toilettenschüssel gut in bisher bestehende Vakuumtoiletten-Systeme mit Wasserspülung integrierbar ist . Dadurch ist auch ein geringerer Wasserverbrauch gegenüber normalen NoMix-Spültoiletten erzielbar . Anstelle eines relativ großen Abwassertanks sind nun vielmehr zwei kleinere Urin- und Fäzes-Tanks vorzusehen oder ein kombinierter Urin- und Fäzes-Tank mit zwei getrennten Kammern, die vom Bauraum kleiner als ein herkömmlicher Abwassertank ausgebildet sein können . Die Bauraumnachteile der Toilettenschüssel gegenüber bekannten Vakuumtoiletten mit Wasserspülung sind hiergegen unwesentlich . Damit einhergehend sind auch Gewichtsersparnisse , insbesondere bei Verwendung in Fahrzeugen, verbunden . Der separat aufgefangene Urin ist als Wertstof f , z . B . für die Düngemittelproduktion verwendbar .

Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die Vakuumtoilette einen Urin-Tank und einen vom Urin-Tank getrennten Fäzes-Tank auf , wobei der Urin-Tank mit der Ableitung für Urin strömungstechnisch, insbesondere mittels einer Rohrleitung mittelbar oder unmittelbar, verbunden ist und wobei der Fäzes- Tank mit der Ableitung für Fäkalien strömungstechnisch, insbesondere mittels einer Rohrleitung mittelbar oder unmittelbar, verbunden ist . Der Fäzes-Tank kann im Vergleich zu einem Abwassertank einer herkömmlichen Vakuumtoilette klein ausgebildet sein .

Weitergebildet umfasst die Vakuumtoilette wenigstens ein Absperrorgan, insbesondere ein Ein-/Auslassventil , beispielsweise einen Schieber oder ein Quetschventil , welches zwischen der Ableitung für Urin und dem Urin-Tank angeordnet ist , um die Ableitung von Urin aus der Toilettenschüssel in den Urin- Tank über die Ableitung für Urin zu steuern oder zu regeln, wobei zumindest zwischen der Ableitung für Fäkalien und dem Fäzes-Tank eine Vakuumeinheit angeordnet ist . Die Vakuumeinheit umfasst insbesondere wenigstens einen Zwischenbehälter, ein Einlassventil zwischen der Ableitung für Fäkalien und dem Zwischenbehälter und ein Auslassventil zwischen dem Zwischenbehälter und dem Fäzes-Tank sowie eine Unterdruckvorrichtung, beispielsweise eine Unterdruckpumpe oder ein Ej ektor, die mit dem Zwischenbehälter verbunden ist , um einen Unterdrück im Zwischenbehälter zu erzeugen . Im Vergleich zu einer herkömmlichen Vakuumtoilette sind zusätzliche Ein-/Auslassventile im Urinstrang angeordnet .

Weitergebildet umfasst die Vakuumtoilette eine Steuerungseinheit , welche geeignet ausgebildet ist zumindest das Absperrorgan und die Vakuumeinheit zu steuern, insbesondere die Öf f- nungs- und Schließbewegung des Absperrorgans sowie des Einlassventils und des Auslassventils der Vakuumeinheit zu regeln . Darüber hinaus kann die Steuerungseinheit ausgebildet sein, die Unterdruckvorrichtung der Vakuumeinheit zu steuern oder zu regeln .

Urin wird nicht zwingend aus der Ableitung für Urin mittels der Vakuumeinheit abgesaugt , kann aber optional ebenfalls daran angeschlossen sein .

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vakuumtoilette wenigstens einen Trockendampfgenerator, der mit wenigstens einer Spüldüse in oder an der Toilettenschüssel verbunden ist , um mittels des Trockendampfgenerators erzeugten Trockendampf zur Spüldüse zu leiten und wobei die wenigstens eine Spüldüse ausgebildet ist , die Toilettenschüssel mit Trockendampf zu spülen . Die wenigstens eine Spüldüse ist insbesondere druck- und temperaturbeständig ausgebildet und weist vorteilhaft eine geeignete Düsenform zur Verteilung des Trockendampfs in der Toilettenschüssel auf .

Trockendampf wird in dem Trockendampfgenerator erzeugt , welcher nach dem Prinzip eines miniaturisierten Heißdampfboilers arbeiten kann . Der Trockendampfgenerator ist integraler Bestandteil der Vakuumtoilette und kann, sofern es der Bauraum zulässt , als eine Baueinheit mit der Toilettenschüssel ausgebildet sein . Er kann aber auch getrennt von dieser, als sepa- rate Einheit , in der Nähe angeordnet werden . Der Trockendampf hat insbesondere eine Temperatur zwischen 160 bis 190 ° C bei einem Druck von ca . 8- 10 bar .

Erhitzt wird zugeführtes Wasser im Trockendampfgenerator beispielsweise über elektrische Hei zwendeln . Der Boiler ( Druckbehälter ) ist ein Edelstahlbehälter, mit Zulauf-/ und Absperrventilen, welche über eine Steuerungseinheit angesprochen werden . Wird die Spül funktion ausgelöst , öf fnet sich das Absperrventil und entlässt den Trockendampf mit hohem Druck und Temperatur, welcher dann über die wenigstens eine Spüldüse in die Toilettenschüssel abgegeben wird .

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vakuumtoilette einen Toilettendeckel zum Verschluss der Toilettenschüssel auf , welcher die wenigstens eine Spüldüse umfasst . Der Toilettendeckel kann klappbar an oder im Bereich der Toilettenschüssel angeordnet sein, und gibt in einem of fenen Zustand die Toilettenschüssel zur Benutzung frei und verschließt die Toilettenschüssel in einem geschlossenen Zustand . Die wenigstens eine Spüldüse ist in oder an dem, insbesondere klappbaren, Toilettendeckel der Vakuumtoilette zum Verschluss der Toilettenschüssel , insbesondere zentral angeordnet , d . h . wenigstens eine Spüldüse ist im oder am Toilettendeckel angeordnet . Es können j edoch noch weitere Spüldüsen vorgesehen sein, die in oder an der Toilettenschüssel angeordnet sind . Auch mehrere Spüldüsen im oder am Toilettendeckel , insbesondere gleichmäßig, insbesondere um eine Mitte des Toilettendeckels , verteilt , sind denkbar .

Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass die wenigstens eine Spüldüse zentral in oder an dem Toilettendeckel angeordnet ist und mehrere Düsenöf fnungen aufweist . Die Düsenöf fnungen sind dabei insbesondere ausgebildet und ausgerichtet , alle wesentlichen Spülbereiche der Toilettenschüssel abzudecken, d . h . den durch die Düsenöf fnungen abgegebenen Trockendampf , bei vorgegebenem Druck, in der Toilettenschüssel vorgegeben zu verteilen . Neben einer Spüldüse mit mehreren Düsenöf fnun- gen gelten auch mehrere Spüldüsen mit j eweils einer oder mehrerer Düsenöf fnungen als mit umfasst .

Eine weitergebildete Vakuumtoilette umfasst eine Steuerungseinheit zur Steuerung der Trockendampfspülung . Diese ist geeignet ausgebildet zum Steuern oder Regeln des Trockendampfgenerators , zum Öf fnen und Schließen von Ventilen, insbesondere zur gesteuerten bzw . geregelten Zuleitung von erzeugtem Trockendampf vom Trockendampfgenerator zur wenigstens einen Spüldüse , sowie gegebenenfalls zum Steuern oder Regeln von weiteren Funktionen der Vakuumtoilette , insbesondere in Abhängigkeit eines Signals zur Auslösung der Spül funktion, beispielsweise durch ein manuell vom Benutzer zu betätigender bzw . betätigter Spültaster oder automatisiert über ein anderweitiges Signal zur Auslösung der Spül funktion ( Zeit , Schließen einer Tür einer Sanitärzelle , in welcher die Toilettenschüssel der Vakuumtoilette angeordnet ist , zentrale Fahrzeugsteuerung, Sprachsteuerung etc . ) . Vorteilhaft weist die Vakuumtoilette eine Steuerungseinheit zur Steuerung sämtlicher Funktionen auf .

Die Vakuumtoilette kann weitergebildet eine Vorrichtung zur Erfassung eines Schließ zustands des Toilettendeckels umfassen, welche mit der Steuerungseinheit verbunden ist , wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist zur Steuerung eines Spülvorgangs der Toilettenschüssel mit Trockendampf zumindest in Abhängigkeit vom erfassten Schließ zustand des Toilettendeckels , wobei insbesondere ein Spülvorgang nur erfolgt , wenn der Toilettendeckel geschlossen ist .

Als Vorrichtung zur Erfassung des Schließ zustands des Toilettendeckels können bekannte Sensoren, Messaufnehmer oder einfache Schalter als Signalgeber dienen, die mit der Steuerungseinheit signaltechnisch verbindbar sind zur Übertragung einer Information über den Schließ zustand des Toilettendeckels . Wie oben bereits ausgeführt , empfängt die Steuerungseinheit den erfassten Schließ zustand des Toilettendeckels , und steuert eine Trockendampfspülung, also einen Spülvorgang mit Trockendampf sowie gegebenenfalls weitere Funktionen der Vakuumtoilette , wie z . B . eine Spülung der Toilettenschüssel mit Wasser, in Abhängigkeit des erfassten Schließ zustand des Toilettendeckels . Vorteilhaft wird die Toilettenschüssel mit Trockendampf nur gespült , wenn der Toilettendeckel geschlossen ist und ein entsprechender Schließ zustand von der Vorrichtung zur Erfassung des Schließ zustands des Toilettendeckels erfasst und an die Steuerungseinheit signalisiert wurde .

Wie ebenfalls bereits ausgeführt , kann ein Spülvorgang insbesondere in zusätzlicher Abhängigkeit eines weiteren Signals zur Auslösung des Spülvorgangs erfolgen, beispielsweise durch Betätigung eines Spültasters .

Wird ein Spültaster gedrückt , der Toilettendeckel ist j edoch noch nicht geschlossen, kann der Spülvorgang mit Trockendampf nicht ausgelöst werden und es kann eine Meldung ausgegeben werden, dass der Toilettendeckel geschlossen werden muss .

Alternativ weist die Vakuumtoilette gemäß einer weiteren Weiterbildung einen, beispielsweise motorischen, Schließmechanismus für den Toilettendeckel auf . Dieser wird beispielsweise durch ein Signal zur Auslösung eines Spülvorgangs , beispielsweise eine Spültasterbetätigung, ausgelöst , z . B . mittels der Steuerungseinheit . Bei Betätigung eines Spültasters durch einen Benutzer oder durch ein anderes Signal zur Auslösung eines Spülvorgangs , beispielsweise von einer zentralen Fahrzeugsteuerung, wird der of fene Toilettendeckel automatisch mittels des Schließmechanismus ' geschlossen, insbesondere gesteuert bzw . geregelt durch die Steuerungseinheit , welche anschließend, also bei geschlossenem Toilettendeckel den Spülvorgang mit Trockendampf steuert bzw . regelt . Um ein Einklemmen von Personen oder Körperteilen zu verhindern, können entsprechende Sensoren vorgesehen und mit der Steuerungseinheit signaltechnisch verbunden sein . Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist der Toilettendeckel zum Verschluss der Toilettenschüssel eine Dichtung auf , die zwischen dem Toilettendeckel und der Toilettenschüssel angeordnet ist , um bei geschlossenem Toilettendeckel die Toilettenschüssel gegen einen Austritt von Trockendampf während eines Spülvorgangs abzudichten . I st zwischen dem Toilettendeckel und der Toilettenschüssel eine , insbesondere klappbare , Toilettenbrille angeordnet , können entsprechende Dichtungen j eweils zwischen Toilettendeckel und Toilettenbrille und zwischen Toilettenbrille und Toilettenschüssel angeordnet sein .

Die Dichtungen dienen dazu, einen Austritt an Trockendampf aus der Toilettenschüssel während eines Spülvorgangs mit Trockendampf zu verhindern . Sie sind vorteilhaft hochtemperaturbeständig, beispielsweise aus einem Silikonwerkstof f hergestellt . Bevorzugt sind sie j eweils umlaufend in oder an einer Unterseite des Toilettendeckels und/oder der Toilettenbrille anordnet und komplementär zum Profil eines gegenüberliegenden Dichtungspartners , also insbesondere zum Profil einer Oberseite der Toilettenbrille und/oder eines oberen Rands der Toilettenschüssel ausgebildet . Sie können als Hohlkammerprofildichtung, beispielsweise mit einem Schwalbenschwanzquerschnitt , mit Enden wirkend als Lippendichtungen ausgeformt sein . Sie können als endloser Ring ( stoß frei ) hergestellt oder mit stof f schlüssig verbundenen, beispielsweise miteinander verklebten, Enden zu einem Ring geformt sein . Gemäß einer vorteilhaften Aus führungs form sind sie lösbar mit dem Toilettendeckel und/oder der Toilettenbrille verbunden und somit austauschbar . Sie weisen beispielsweise einen zu einer Ausnehmung im Toilettendeckel und/oder in der Toilettenbrille komplementären Aufnahmewulst auf , beispielsweise nehmen sie die Form einer Schwalbenschwanzdichtung an . Mittels des Auf- nahmewulsts ist die Dichtung leicht in den Toilettendeckel und/oder in die Toilettenbrille dicht einsetzbar und auch wieder entfernbar, da er mit der j eweiligen Ausnehmung einen Formschluss eingeht . Die Vakuumtoilette weist gemäß einer weiteren Weiterbildung zusätzliche Wasserdüsen zur Spülung der Toilettenschüssel mit Wasser auf , welche insbesondere in oder an der Toilettenschüssel angeordnet sind . Die Wasserdüsen dienen primär nicht einer Spülung im eigentlichen Sinn, sondern vielmehr dem Auffüllen eines Siphons mit Wasser und somit zum Verschließen des Abflusses der Toilettenschüssel gegenüber Gerüchen aus dem Abfluss . Es kann also lediglich eine vergleichsweise geringe Menge an Wasser in die Toilettenschüssel durch die Wasserdüsen abgegeben werden .

Die Wasserdüsen zur Spülung der Toilettenschüssel mit Wasser können ausgebildet und ausgerichtet sein, die separaten Ableitungen für Fäkalien und Urin unabhängig voneinander mit Wasser zu spülen .

Die Spülung einer herkömmlichen Vakuumtoilette ähnelt üblicherweise der eines normalen WCs mit Wasserspülung, allerdings mit stark verringertem Wasserverbrauch, da die Fäkalien nicht mittels des Frischwasserstroms durch das Siphon gespült werden, sondern mittels eines angelegten Vakuums , in einen Zwischenbehälter gesaugt und anschließend mit Druck in den Fäkalienbehälter befördert werden . Gesteuert wird dies über die Steuerungseinheit , welche Einzelelemente , wie Ventile , Tanks , Wasserdüsen etc . in der richtigen Reihenfolge ansteuert . Alle Elemente sind Bestandteil der gesamten, insbesondere einbaufertigen Vakuumtoilette . Die Wasserdüsen sind herkömmlicherweise umlaufend im oberen Drittel des Beckenrandes angeordnet . Die Wasserdüsen dienen dabei der weitgehenden Reinigung der Toilettenschüssel und dem Transport von Fäkalien, Papier und Urinfilmanhaftungen in den unteren Bereich der Toilettenschüssel . Eine Hygienisierung, durch Abtöten von Keimen, Bakterien und Viren wird dadurch nur unzureichend erreicht , da das Spülwasser normale Raumtemperatur aufweist . Eine intensivere Hygienisierung wird normalerweise durch zusätzliche , dem Spülwasserstrom beigemengte Chemikalien erreicht . Die erfindungsgemäße Vakuumtoilette weist dagegen bevorzugt eine geringe Anzahl an Wasserdüsen auf , da die Ableitung von Urin und Fäkalien separat erfolgt und zusätzlich die eigentliche Reinigung der Toilettenschüssel mittels Trockendampf erfolgen kann . Auch kann die Vakuumtoilette frei von einem Tank für chemische Desinf ektions- und/oder Reinigungsmitteln und frei von einer Dosiereinrichtung zur Beimengung von chemischen Desinf ektions- und/oder Reinigungsmitteln sein .

Neben der signi fikanten Reduzierung an chemischen Desinfekti- ons- und/oder Reinigungsmitteln geht mit der Nutzung der erfindungsgemäßen Vakuumtoilette eine wesentliche Verringerung des Spülwassers gegenüber einer herkömmlichen Vakuumtoilette mit Wasserspülung einher, bei gleichzeitiger Verbesserung der Reinigungswirkung durch Reduzierung von Keimen, Bakterien und Viren durch die große Hitze des Trockendampfs .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungs form kann der Toilettendeckel eine integrierte Leitungs-/Anschlusseinheit , beispielsweise aus nichtrostendem Edelstahl , mit einem Anschlussgewinde für die wenigstens eine Spüldüse aufweisen . Er kann in einem hinteren Bereich eines Drehgelenks einen Schnellkupplungsanschluss für Hochdruckschlauch, beispielsweise aus Silikon, aufweisen, welcher mit dem Trockendampfgenerator verbunden ist , zur Zuführung von mittels des Trockendampfgenerators erzeugtem Trockendampf zur wenigstens einen Spüldüse . Die beschriebenen Elemente können als eine Einheit mit dem Toilettendeckel vergossen oder, j e nach Herstellungsverfahren, als Einlegeteil umspritzt sein .

Die Führung des Hochdruckschlauchs kann dabei so ausgeführt sein, dass die Öf fnungs- und Schließbewegungen des Toilettendeckels über einen Schwenkwinkelbereich von ca . 90 ° ohne Beschädigung oder Knickgefahr des Schlauches möglich ist . Der Schnellkupplungsanschluss kann wegen einer möglichen Vandalismus Gefahr hinter einer Verkleidung liegen und ist somit nicht zugänglich . Die wenigstens eine Spüldüse kann weitergebildet ausgebildet und ausgerichtet sein, die umlaufende Öf fnung zur Ableitung des Urins mit Trockendampf zu spülen . Natürlich können die wenigstens eine Spüldüse bzw . die Spüldüsen ausgebildet und ausgerichtet sein, die sogenannte Urinfalle zu spülen, aber insbesondere sind die wenigstens eine Spüldüse bzw . die Spüldüsen ausgebildet und ausgerichtet die Toilettenschüssel insgesamt und somit auch ein unteres Drittel der Toilettenschüssel unterhalb der umlaufenden Öf fnung mit Trockendampf und im Bereich der Ableitung für Fäkalien am tiefsten Punkt zu spülen .

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vakuumtoilette eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Urin umfasst , welche zwischen der Ableitung für Urin und dem Urin- Tank, insbesondere zwischen dem wenigstens einen Absperrorgan und dem Urin-Tank, angeordnet ist .

Weitergebildet weist die Vorrichtung zur Aufbereitung von Urin wenigstens eine Elektrolysezelle zur elektrochemischen Aus fällung von Struvit auf , insbesondere umfassend wenigstens eine Anode umfassend Magnesium .

Fürderhin kann die Vakuumtoilette gemäß einer weiteren Weiterbildung einen ersten Sensor zur Erfassung eines Füll zustands der Ableitung für Fäkalien umfassen, insbesondere zur Erfassung von Feststof fen wie Fäkalien, Papier etc . in der Ableitung für Fäkalien, welcher insbesondere im Bereich der Ableitung für Fäkalien der Toilettenschüssel angeordnet ist . Zusätzlich oder alternativ kann die Vakuumtoilette einen zweiten Sensor zur Erfassung eines Füll zustands der Ableitung für Urin umfassen, insbesondere zur Erfassung von Urin in der Ableitung für Urin, welcher insbesondere im Bereich der Ableitung für Urin der Toilettenschüssel angeordnet ist . Sensorsignale betref fend den oder die erfassten Füll zustände können an die Steuerungseinheit übermittelt werden, welche geeignet ausgebildet ist , die Sensorsignale zu empfangen, aus zuwerten und in Abhängigkeit des erfassten Füll zustands einen Entleerungsvorgang der Ableitungen zu steuern .

Betrieben wird eine erfindungsgemäße Vakuumtoilette erfindungsgemäß dadurch, dass die Ableitung für Fäkalien mittels eines von einer Vakuumeinheit erzeugen Unterdrucks , beispielsweise in Abhängigkeit eines Füll zustands der Ableitung für Fäkalien, entleert wird und die Ableitung für Urin, beispielsweise in Abhängigkeit eines Füll zustands der Ableitung für Urin, unabhängig von der Ableitung für Fäkalien entleert wird . Die Ableitung des Urins erfolgt separat von der Ableitung für Fäkalien .

Weitergebildet kann eine Toilettenschüssel mit Trockendampf gespült werden, welcher von einem Trockendampfgenerator erzeugt wird und insbesondere der wenigstens einen Spüldüse zugeleitet und mittels dieser in der Toilettenschüssel verteilt wird . Insbesondere wird die Toilettenschüssel nur mit Trockendampf gespült , wenn ein Toilettendeckel geschlossen ist . Dies wird insbesondere durch die Steuerungseinheit überwacht und gesteuert . Hierzu kann zunächst ein of fener Toilettendeckel vor einer Spülung der Toilettenschüssel mit Trockendampf automatisiert geschlossen werden, beispielsweise mittels des , insbesondere motorisch angetriebenen, Schließmechanismus ' für den Toilettendeckel . Auch dieser Verfahrensschritt wird insbesondere mittels der Steuerungseinheit ausgeführt .

Gemäß einer weiteren Weiterbildung wird zusätzlich zu, beispielsweise nach Abschluss , einer Spülung der Toilettenschüssel mit Trockendampf die Toilettenschüssel mit Wasser nachgespült . Wie oben bereits beschrieben, wird dabei insbesondere nur so viel Wasser der Toilettenschüssel zugeführt , um ein Siphon ausreichend mit Wasser zu füllen . Auch dieser Verfahrensschritt wird insbesondere mittels der Steuerungseinheit ausgeführt .

Eine weitere Aus führungs form sieht vor, dass die separaten Ableitungen für Fäkalien und Urin unabhängig voneinander mit Wasser gespült werden, mittels Wasserdüsen zur Spülung der Toilettenschüssel mit Wasser, die ausgebildet und ausgerichtet sind, die separaten Ableitungen für Fäkalien und Urin unabhängig voneinander mit Wasser zu spülen .

Gemäß einer weiteren Weiterbildung des Verfahrens kann der Entleerung der Ableitung für Urin eine Aufbereitung, insbesondere umfassend eine Aus fällung von Struvit , des abgeleiteten Urins mittels einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Urin nachfolgen .

Die Vakuumtoilette ist eingerichtet zur Aus führung des erfindungsgemäßen Verfahrens . Sie umfasst hierfür die bereits genannten, zur Aus führung des j eweiligen Verfahrensschritts geeigneten Mittel .

Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere : Es ist kein Schwarzwassertank mehr erforderlich . Ein Fäzes- Tank sowie ein zusätzlicher Urin-Tank können im Vergleich dazu auch in ihrer Summe kleiner ausgebildet sein . Auch ein kombinierter Fäzes-/Urin-Tank mit getrennten Kammern ist möglich und kleiner als ein üblicher Schwarzwassertank . Damit gehen auch Bauraum- und Gewichtsvorteile einher . Ein zusätzliches Einlass-/Auslassventil für die Urinableitung ermöglicht dessen separate Ableitung .

Durch die Toilettenspülung mit Trockendampf , statt mit Frischwasser, wird eine wesentliche Verringerung des Spülwasseranteils erreicht , da Wasserdampf das ca . 1700- fache Volumen von Wasser hat . Durch den sehr geringen Wasseranteil von nur ca . 5% im Trockendampf ( abhängig von Druck und Temperatur ) , wird ca . 80- 95% Wasser gegenüber der Spülmenge einer normalen Vakuumtoilette ( 0 , 5 - 1 Liter Liter ) eingespart . Der Dampf tritt mit einer hohen kinetischen Energie auf die Oberfläche auf ; die Dampfmoleküle dringen in kleinste Unebenheiten der Oberfläche ein und lösen durch die hohe Temperatur die Verschmutzungen porentief , weitere Reinigungsmittel sind nicht zwingend notwendig und dennoch erfolgt eine weitgehende Desinfektion der bedampften Oberflächen inklusive des Abtötens von anhaftenden Keimen, Viren, Bakterien, und dies ohne Rückstände von Reinigungsmittel ( Strei fen, Schlieren) und ohne Kalkablagerungen . Verbrühungen durch den heißen Trockendampf können ausgeschlossen werden, da die Trockendampfspülung nur bei geschlossenem Toilettendeckel ausgelöst wird und die Steuerung des Spülablaufes über die Steuerungseinheit der Vakuumtoilette erfolgt . Durch den geringeren Frischwasserverbrauch kann der Frischwassertank kleiner ausgeführt werden, was wesentliche Vorteile hinsichtlich Bauraum und Gewicht mit sich bringt .

Durch die Aufbereitung des Urins , welche insbesondere eine Struvit-Aus f ällung auf elektrochemischen Weg ermöglicht , wird Urinstein in dem Leitungssystem der Anlage vorgebeugt . Es sind keine zusätzlichen Chemikalien für die Struvit Aus fällung erforderlich, da die Aufbereitung mittels Elektrolyse unabhängig vom pH-Wert des Urins funktioniert . Gleichzeitig werden Keime im Urin abgetötet und eine Wiederverkeimung wird verlangsamt . Die Vorrichtung zur Aufbereitung von Urin zwischen der Ableitung für Urin und dem Urin-Tank, insbesondere zwischen dem wenigstens einen Absperrorgan und dem Urin-Tank, wirkt als integrierter Urin-Zwischentank, was einen zusätzlichen Zwischentank hinfällig werden lässt und weitere Bauraumvorteile bewirkt . Abgesetztes Struvit kann separat abgezogen und weiterverarbeitet werden . Separierter Urin im Urin-Tank kann als Wertstof f , insbesondere für die Düngemittelproduktion, eingesetzt werden . Das gewonnene Struvit ist geruchlos , frei von Arzneimittelrückständen und Schwermetallen und kann deshalb ebenfalls als Dünger verwendet werden . Es handelt sich insgesamt um eine Rohstof f rückgewinnung über die Struvi- taus fällung im Sinne der Kreislaufwirtschaft .

Fäkalien aus dem Fäzes-Tank können ebenfalls in einem Bioreaktor behandelt werden, was die Entsorgungsintervalle zusätzlich vergrößert (Beispiel Bioreaktor der Fa . Protec

(http : / / www . akwauv-protec . com) . Alternativ können sie zu Kompost weiterverarbeitet , oder thermisch verwertet werden . Die Erfindung lässt zahlreiche Aus führungs formen zu. Sie wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, in denen jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel dargestellt ist. Gleiche Elemente in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen .

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Vakuumtoilette des Stands der Technik,

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vakuumtoilette, die als Trenntoilette ausgebildet ist,

Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau einer Vakuumtoilette aus Fig. 2 mit einer zusätzlichen Aufbereitungsvorrichtung für Urin,

Fig. 4 zeigt schematisch eine Aus führungs form einer Toilettenschüssel einer erfindungsgemäßen Vakuumtoilette in Bezug auf ihre Eigenschaften als Trenntoilette,

Fig. 5 zeigt einen Detailschnitt der Toilettenschüssel aus Fig. 4,

Fig. 6 zeigt die Aufbereitungsvorrichtung für Urin schematisch im Detail,

Fig. 7 zeigt schematisch eine Aus führungs form einer Toilettenschüssel einer erfindungsgemäßen Vakuumtoilette in Bezug auf das Spülsystem mit Trockendampf,

Fig. 8 zeigt einen Detailschnitt aus Fig. 7,

Fig. 9 zeigt einen Detailschnitt aus Fig. 7,

Fig. 10 zeigt eine Variante zur Anbindung einer Leitung zur Führung von Trockendampf von einem Trockendampfgenerator zu einer Spüldüse,

Fig. 11 zeigt einen Detailschnitt aus Fig. 7,

Fig. 12 zeigt einen Detailschnitt aus Fig. 7,

Fig. 13 zeigt einen Detailschnitt aus Fig. 7,

Fig. 14 zeigt schematisch eine Aus führungs form einer Dichtungsanordnung einer erfindungsgemäßen Vakuumtoilette, Fig . 15 zeigt einen Detailschnitt der Dichtungsanordnung aus Fig . 14 .

In Fig . 1 ist der Aufbau einer Vakuumtoilette des Stands der Technik schematisch zur Erklärung ihrer Funktionsweise dargestellt .

Sie umfasst eine Toilettenschüssel 1 , in welche Wasserdüsen 7 zur Spülung mit Wasser aus einem Spülwassertank 34 integriert sind . Die Wasserdüsen 7 sind entsprechend mit dem Spülwassertank 34 , üblicherweise mit Frisch- oder Grauwasser befüllt , strömungstechnisch verbunden, hier über eine Rohrleitung 12 . Zwischen Wasserdüsen 7 und Spülwassertank 34 ist eine Pumpe 37 angeordnet , um das Wasser aus dem Spülwassertank 34 zu den Düsen zu befördern und unter Druck zu setzen, um das Wasser aus den Wasserdüsen 7 unter Druck aus zustoßen und so die Toilettenschüssel 1 zu spülen . Um Kalkablagerungen zu vermeiden und/oder um Urinstein zu entfernen ist hier ein Reinigungs- /Desinf ektionsmitteltank 36 vorgesehen, der über eine Dosiereinrichtung 39 zwischen der Pumpe 37 und den Wasserdüsen 7 in den Spülstrang eingebunden ist .

Dem Spülvorgang mit Wasser voran geht j edoch ein Entleerungsvorgang der Toilettenschüssel 1 . An eine Ableitung für Abwasser am tiefsten Punkt der Toilettenschüssel 1 , welcher auch als Abfluss bezeichnet werden kann, ist eine weitere Rohrleitung 12 angeschlossen, welche zu einem Abwassertank 35 führt . Dazwischen ist eine Vakuumeinheit , umfassend einen Zwischenbehälter 42 , ein Einlassventil 40 zwischen der Ableitung der Toilettenschüssel 1 und dem Zwischenbehälter 42 und ein Auslassventil 41 zwischen dem Zwischenbehälter 42 und dem Abwasserbehälter 35 sowie eine Unterdruckvorrichtung 38 , beispielsweise eine Unterdruckpumpe oder ein Ej ektor, die mit dem Zwischenbehälter 42 verbunden ist , um einen Unterdrück im Zwischenbehälter 42 zu erzeugen .

Beim Entleerungsvorgang wird zunächst ein Unterdrück im Zwischenbehälter 42 bei geschlossenen Ventilen 40 und 41 aufge- baut . Wird anschließend nur das Einlassventil 40 geöf fnet , wird die Toilette 1 „abgesaugt" und das Abwasser in den Zwischenbehälter 42 befördert . Nach Schließen des Einlassventils 40 kann ein Überdruck im Zwischenbehälter 42 mittels der Unterdruckvorrichtung 38 erzeugt werden und anschließend nur das Auslassventil 41 geöf fnet . Dadurch wird der Inhalt des Zwischenbehälters 42 in den Abwassertank 35 befördert . Die Ventile werden mittels einer nicht ski z zierten Steuerungseinheit angesteuert . Die Steuerungseinheit steuert auch die Zuführung des Spülwassers zur Toilettenschüssel 1 sowie die Unterdruckvorrichtung 38 .

In Fig . 2 ist nun der Abwasserstrang einer erfindungsgemäßen Vakuumtoilette veranschaulicht . Die Vakuumtoilette umfasst wiederum eine Toilettenschüssel 1 und eine daran angeschlossene Vakuumeinheit . Sie ist j edoch als Trenntoilette mit separaten Ableitungen für Urin 11 und für Fäkalien 10 ausgebildet .

Die Ableitung für Fäkalien 10 ist an die Vakuumeinheit angeschlossen, welche wiederum einen Zwischenbehälter 42 , ein Einlassventil 40 zwischen der Ableitung für Fäkalien 10 und dem Zwischenbehälter 42 und ein Auslassventil 41 zwischen dem Zwischenbehälter 42 und einem Fäzes-Tank 44 sowie eine Unterdruckvorrichtung 38 umfasst . Statt in einen Abwasserbehälter mündet die Rohrleitung ausgehend von dem Zwischenbehälter 42 in einen Fäzes-Tank 44 , welcher im Vergleich zu dem Abwasserbehälter einer herkömmlichen Vakuumtoilette gemäß Fig . 1 deutlich kleiner aus fallen kann, da er durch die getrennten Ableitungen für Urin 11 und für Fäkalien 10 weniger Aufnahmevermögen aufweisen muss . Dieser Vorteil kann nochmals durch die Spülung der Toilettenschüssel 1 mit Trockendampf vergrößert werden, da er dann lediglich Fäkalien mit einer signi fikant geringeren Menge Spülwasser aufnehmen muss .

Die Vakuumtoilette ist hier als Sitztoilette ausgebildet , kann aber grundsätzlich auch als Hocktoilette ausgebildet sein mit einem entsprechenden Toilettenbecken statt der Toi- lettenschüssel 1 . Dies ist selbst als Trenntoilette mit separaten Abläufen für Urin und Fäkalien möglich . Die Trockendampfspülung ist bevorzugt einer Toilettenschüssel Vorbehalten, da diese mit einem Toilettendeckel verschließbar ist .

Urin wird über die Ableitung 11 zu einem Urin-Tank 43 aus der Toilettenschüssel 1 abgeführt , und zwar separat von einem Entleerungsvorgang über die Ableitung für Fäkalien 10 mittels der Vakuumeinheit . Hierzu ist zwischen der Ableitung für Urin 11 der Toilettenschüssel 1 und dem Urin-Tank 43 ein Absperrorgan 45 , beispielsweise ein Quetschventil , angeordnet . Beide Entleerungsvorgänge können von einer gemeinsamen Steuerungseinheit gesteuert werden .

Im Vergleich zur Aus führungs form der Fig . 2 weist die Ausgestaltung der Fig . 3 eine Aufbereitungsvorrichtung 46 für Urin auf , welche zwischen dem Ablauf 11 für Urin und den Urin-Tank 43 angeordnet und ein- sowie ausgangsseitig mittels Rohrleitungen und Ventilen 45 strömungstechnisch verbunden ist . Die Aufbereitungsvorrichtung 46 für Urin ist in Fig . 6 nochmals näher im Detail beschrieben .

Darüber hinaus ist die oben erwähnte Trockendampfspülung angedeutet . Ein Trockendampfgenerator 6 , beispielsweise ein Boiler mit einer Hei zwendel , ist an einen Frischwassertank 47 angeschlossen, der im Vergleich zu einem Spülwassertank einer herkömmlichen Vakuumtoilette deutlich kleiner aus fallen kann . Erzeugter Trockendampf wird zu einer Spüldüse 2 geleitet und von ihr in die Toilettenschüssel 1 abgegeben . Zusätzlich kann eine Wasserdüse vorgesehen und mit dem Frischwassertank verbunden sein, um nach einer Entleerung der Ableitung für Fäkalien 10 und/oder der Ableitung für Urin 10 , eine geringe Menge Wasser zum Verschluss der Ableitungen gegen Gerüche abzugeben .

In den Fig . 4 und Fig . 5 ist ein Ausgestaltungsbeispiel der Toilettenschüssel 1 der Vakuumtoilette mit separaten Ableitungen für Fäkalien 10 und Urin 33 veranschaulicht , wobei die Ableitung für Fäkalien 10 am tiefsten Punkt der Toilettenschüssel 1 angeordnet ist . Fig . 4 und Fig . 5 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben .

Die Toilettenschüssel 1 umfasst einen oberen Teil 23 und einen unteren Teil 24 . Sowohl der obere als auch der untere Teil 23 und 24 sind hier als zwei Schalen aus einem Metall oder einer Metalllegierung hergestellt , beispielsweise separat als Metalldrück- oder -tief ziehteil gefertigt und miteinander verschweißt . Der obere Teil 23 weist die Form einer beidseitig of fenen, positiv gekrümmten Schale auf .

In einem unteren Abschnitt 30 des oberen Teils 23 weist dieser eine nach unten of fene , umlaufende Aufweitung 25 auf . Dadurch ist ein Durchmesser des oberen Teils 23 im unteren Abschnitt 30 größer als der Durchmesser eines oberen Abschnitts 31 des unteren Teils 24 . Der untere Teil 24 wird im Bereich seines oberen Abschnitts 31 vollständig vom oberen Teil 23 im Bereich seines unteren Abschnitts 30 umschlossen .

Der obere Teil 23 und untere Teil 24 der Toilettenschüssel 1 bilden gemeinsam die innere Wandung 20 der Toilettenschüssel 1 und umgrenzen somit einen Raum zum Auf fangen von Ausscheidungen .

Zur Ableitung von auf den oberen Teil 23 auf tref f enden Urin ist zwischen dem oberen Teil 23 und unteren Teil 24 umlaufend eine Öf fnung 11 zur Ableitung des Urins angeordnet . Die umlaufende Öf fnung 11 erstreckt sich somit über 360 ° des gesamten Durchmessers der Toilettenschüssel 1 , insbesondere in einem unteren Drittel der Toilettenschüssel 1 .

Unabhängig vom Auf tref fpunkt auf die innere Wandung 20 des oberen Teils 23 der Toilettenschüssel 1 wird Urin durch Reibungskräfte , laminar entlang der inneren Wandung 20 des oberen Teils 23 der Toilettenschüssel 1 geführt und in die umlaufende Öf fnung 11 geleitet . Dazu weist die umlaufende Aufweitung 25 des oberen Teils 23 eine stetig verlaufende Run- dung 26 auf , die ausgeformt ist , dass am oberen Teil 23 der Toilettenschüssel 1 auf tref fender und herablaufender Urin schwerkraftgetrieben unter Ausnutzung der Oberflächenspannung über die Rundung 26 der umlaufenden Aufweitung 25 in die umlaufende Öf fnung 11 abgeleitet wird .

Der Urin wird also entlang der inneren Wandung 20 des oberen Teils 23 der Toilettenschüssel in den Raum zwischen dem oberen Teil 23 und dem unteren Teil 24 geführt , in welchem der obere Teil 23 den unteren Teil 24 umschließt . Dort wird er mittels einer ebenfalls umlaufenden Auf fangrinne 28 aufgefangen und gesammelt am tiefsten Punkt der Auf fangrinne 28 durch einen dort angeordneten Ablauf 33 für auf gefangenen Urin abgeführt .

Die Ablaufrinne 28 wird hier gebildet durch eine an den unteren Teil 24 an- oder aus diesem ausgeformten Kragen oder Krempe . Zunächst weist hier der untere Teil 24 im oberen Abschnitt einen Fal z 29 auf . Daran anschließend befindet sich die Auskragung, welche die Auf f angrinne- 28 bildet , so dass der untere Teil 23 eine durchgehende Wandung vom Inneren der Toilettenschüssel 1 über den Fal z 29 bis zur Auf fangrinne 28 aufweist . Umgekehrt weist auch der obere Teil 23 eine durchgehende Wandung vom Inneren der Toilettenschüssel 1 über die Rundung 26 der umlaufenden Aufweitung 25 bis hinter den umschlossenen oberen Abschnitt 31 des unteren Teils 24 auf , welche in die umlaufende Auf fangrinne 28 mündet . Eine Schweißnaht 32 , entlang welcher der obere Teil 23 mit dem unteren Teil 24 stof f schlüssig verbunden sind, befindet sich in diesem Ausgestaltungsbeispiel im Bereich der Auf fangrinne 28 . Im Bereich der umlaufende Öf fnung 11 besteht somit ein Überlapp zwischen dem oberen und dem unteren Teil 23 und 24 der Toilettenschüssel 1 .

Im Bereich der umlaufenden Öf fnung 11 weist die innere Wandung 20 der Toilettenschüssel 1 einen relativ kleinen Rücksprung 27 auf . Durch diesen Versatz zwischen der oberen und unteren Schale , im Bereich der umlaufenden Öf fnung 11 , ist diese visuell kaum von oben erkennbar und zudem gut gegen ev . Kontamination durch Fäkalien geschützt .

Um die die Fäkalien- und Urinableitung 10 und 33 , mit einer minimalen Wassermenge wieder geruchsdicht auf zufüllen und zu verschließen, ist eine Wasserdüse 7 innerhalb der Toilettenschüssel 1 angeordnet und entsprechend geeignet ausgebildet und ausgerichtet .

Fig . 6 zeigt nun ein Ausgestaltungsbeispiel einer Aufbereitungsvorrichtung 46 für Urin im Quer- und Längsschnitt .

Die Aufbereitungsvorrichtung 46 weist ein Gehäuse 48 mit einem Urin-Zulauf 49 und einem elektrischen Anschluss 50 auf . Der Urin-Zulauf 49 der Aufbereitungsvorrichtung 46 ist , wie in Fig . 3 ski z ziert , mit der Ableitung für Urin 11 der Toilettenschüssel 1 , gegebenenfalls über das Absperrorgan 45 Strömungstechnisch verbunden, und nimmt den in der Toilettenschüssel 1 auf gefangenen und aus dieser abgeleiteten Urin auf . Die Aufbereitungsvorrichtung 46 wirkt als Zwischentank . Darüber hinaus weist das Gehäuse 48 einen Auslass 51 auf , welcher gegebenenfalls über ein weiteres Absperrorgan mit einem Urin-Tank verbunden ist . Der Auslass 51 ist an einem tiefsten Punkt des Gehäuses 48 angeordnet . Uber diesem sammeln sich die Struvit-Aus f ällungen, welche durch den Auslass 51 abgeführt werden können .

Dem Auslass 51 gegenüber ist ein Schraubdeckel 52 mit einem weiteren elektrischen Anschluss 53 und mit einer Druckleitung 54 für die Zuführung von Druckluft in das Gehäuse 48 , beispielsweise um das Gehäuse zu entleeren, oder um das Gehäuse 48 unter Unterdrück zu setzen, beispielsweise um Urin anzusaugen . Mit dem Schraubdeckel 52 ist eine Opfer-Anode 55 verbunden, welche in den Reaktorraum des Gehäuses 48 ragt . Die Opfer-Anode 55 , insbesondere ein Magnesiumstab, ist mit dem elektrischen Anschluss 53 des Schraubdeckels 52 elektrisch verbunden . Dieser wiederum ist mit dem Plus-Pol einer Gleichstromquelle verbunden . Der Magnesiumstab ist ein Verschleiß- teil und muss in periodischen Abständen erneuert werden . Das Gehäuse 48 der Aufbereitungsvorrichtung 46 selbst wird mit dem Minus-Pol der Gleichstromquelle verbunden und dient als Kathode .

Urin wird per Teilvakuum in die Aufbereitungsvorrichtung 46 gesaugt und eine Struvit-Aus f ällung aus dem Urin wird auf elektrochemischen Wegen herbeigeführt . Dabei werden gleichzeitig eventuell vorhandene Keime durch die Elektrolyse weitgehend abgetötet . Struvit sammelt sich auf dem Grund des Aufbereitungsvorrichtung 46 und wird in dem nächsten Prozessschritt mittels Überdruckes in den Urin-Tank weiterbefördert . Im Urin-Tank sind die Struvit-Aus f ällungen unproblematisch, weil sie dort nicht austrocknen und sich auf dem Behältergrund sammeln .

Fig . 7 bis Fig . 15 beschreiben nun ein Ausgestaltungsbeispiel eines Spülsystems einer erfindungsgemäßen Vakuumtoilette . Die Figuren betref fen teilweise Ausschnitte oder Details , weshalb sie nachfolgend teilweise zusammen beschrieben werden .

Die Toilettenschüssel 1 kann mittels eines Toilettendeckels 3 verschlossen werden . Der Toilettendeckel 3 weist wenigstens eine , hier in den Toilettendeckel 3 integrierte , Spüldüse 2 auf , welche in diesem Aus führungsbeispiel mehrere Düsenöf fnungen 22 aufweist . Ein Trockendampfgenerator 6 , ist mittels eines Hochdruckschlauchs 9 mit der wenigstens einen Spüldüse 2 strömungstechnisch verbunden, um vom Trockendampfgenerator 6 erzeugten Trockendampf zur wenigstens einen Spüldüse 2 zu führen . Überdies kann eine Steuerungseinheit zur Steuerung oder Regelung des Spülvorgangs der Toilette vorgesehen sein, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist . Die Steuerungseinheit kann ausgebildet sein, auch die Vakuumeinheit zu steuern oder zu regeln .

Die wenigstens eine Spüldüse 2 ist zentral im Toilettendeckel 3 angeordnet . Alternativ können auch mehrere Spüldüsen mit j eweils einer Düsenöf fnung im oder am Toilettendeckel oder in oder an der Toilettenschüssel verteilt angeordnet sein, insbesondere so , dass alle relevanten Spülbereiche der Toilettenschüssel 1 abgedeckt sind .

Im Trockendampfgenerator erzeugter Trockendampf , insbesondere mit einer Temperatur zwischen 160 ° C bis 190 ° C und einem Druck zwischen 8 bar und 10 bar, wird bei ausgelöster Spül funktion zur wenigstens einen Spüldüse 2 geleitet und mittels der wenigstens einen Spüldüse 2 zur Spülung der Toilettenschüssel 1 in diese abgegeben .

Im vorliegenden Aus führungsbeispiel erfolgt dies erst bei geschlossenem Toilettendeckel 3 . Dieser ist hier mittels eines Drehgelenks 18 im hinteren Bereich klappbar an der Toilettenschüssel 1 befestigt . Er kann einen motorisch angetriebenen Schließmechanismus aufweisen, der im of fenen Zustand den Toilettendeckel 3 bei ausgelöster Spül funktion automatisch schließt . Der motorisch angetrieben Schließmechanismus kann ebenfalls mittels Steuerungseinheit gesteuert oder geregelt sein .

Zusätzlich oder alternativ kann die Vakuumtoilette Sensoren zur Erfassung des Schließ zustands des Toilettendeckels 3 aufweisen, welche hier nicht näher ausgeführt sind, und welche signaltechnisch mit der Steuerungseinheit verbunden sind, um erfasste Informationen über den Schließ zustands des Toilettendeckels 3 bereitzustellen und der Steuerungseinheit zu übermitteln . Die Spülung mit Trockendampf kann somit in Abhängigkeit des erfassten Schließ zustands des Toilettendeckels 3 erfolgen .

Zusätzlich weist die Vakuumtoilette hier eine Wasserdüse 7 auf , welche in die Toilettenschüssel 1 integriert ist . Sie ist über eine wasserführende Rohr- oder Schlauchleitung 12 mit einem Spülwassertank, einem Frisch- oder Grauwasserbehälter, verbunden . Dies dient dazu, nach erfolgter Ableitung der Fäkalien und des Urins und nach erfolgter Spülung mit Trockendampf , die Auslässe 10 und 11 für die Fäkalien- und Uri- nableitung, mit einer minimalen Wassermenge wieder geruchsdicht auf zufüllen und zu Verschließen ( Funktion eines Siphons ) . Dazu weist die Wasserdüse 7 j eweils eine oder mehrere Düsenöf fnungen mit unterschiedlichen Auslasswinkeln auf , um Wasser gezielt zu den beiden Auslassöf fnungen 10 und 11 zu leiten . Alternativ kann diese Wasserdüse 7 ebenfalls als separate Leitungs-/Anschlusseinheit mit in den Toilettendeckel 3 , analog zu einer Leitungs-/Anschlusseinheit 13 für die Trockendampfspülung ( Details hierzu in Fig . 8 und Fig . 11 ) integriert werden . Die separate zusätzliche Wasserdüse 7 im Bereich des oberen Beckenrands der Toilettenschüssel 1 kann dann entfallen . Die Wasserdüse 7 ist in Fig . 13 nochmals näher gezeichnet . Sie ist im hinteren oberen Bereich der Toilettenschüssel 1 angeordnet und ragt über die innere Wandung 20 der Toilettenschüssel 1 in die Toilettenschüssel 1 hinein . Ihre Düsenöf fnungen sind derart ausgebildet und ausgerichtet , dass abgegebenes Wasser gezielt zu den Auslässen der Ableitungen für Urin 11 und Fäkalien 10 abgegeben wird, was durch die Pfeile angedeutet ist .

Fig . 8 und Fig . 11 zeigen eine mögliche Aus führungs form einer Leitungs-/Anschlusseinheit 13 für die Trockendampfspülung . Die Spüldüse 2 , welche in Fig . 12 im Detail ski z ziert ist , wird mittels eines Außengewindes 16 unter Zwischenlage einer flachen Ringdichtung 17 in den Toilettendeckel 3 geschraubt , in welchen gemäß Fig . 8 die in Fig . 11 gezeigte Leitungs- /Anschlusseinheit 13 eingebettet ist . Diese weist ein entsprechend dazu komplementäres Innengewinde 15 auf . Die Lei- tungs-/Anschlusseinheit 13 kann aus nichtrostendem Edelstahl ausgeführt sein und weist zum Anschluss des Hochdruckschlauchs 9 im Bereich des hinteren Drehgelenks 18 des Toilettendeckels 3 einen Kupplungsanschluss 14 auf .

Die Leitungs-/Anschlusseinheit 13 ist mit dem Toilettendeckel 3 vergossen oder, j e nach Herstellungsverfahren, als Einlegeteil umspritzt . Dabei kann eine thermische I solierung 21 zwischen der Leitungs-/Anschlusseinheit 13 und dem Toilettendeckel 3 vorgesehen sein, welche die Leitungs-/Anschlusseinheit 13 umgibt und diese gegenüber dem Toilettendeckel 3 isoliert . Die Schlauchführung ist dabei so ausgeführt , dass die Öf f- nungs- und Schließbewegungen des Toilettendeckels 3 über einen Schwenkwinkelbereich von ca . 90 ° ohne Beschädigung oder Knickgefahr des Hochdruckschlauchs 9 möglich ist , wie in Fig . 9 angedeutet . Der Kupplungsanschluss 14 kann wegen der möglichen Vandalismus Gefahr hinter einer Verkleidung 19 oder unter einem Beckenrand der Toilettenschüssel 1 liegen und ist somit nicht zugänglich . In Fig . 10 ist eine alternative Anordnung des Kupplungsanschlusses 14 und eine damit einhergehende Führung des Hochdruckschlauchs 9 dargestellt . Gestrichelt gezeichnet sind in Fig . 10 ein vollständig geschlossener und ein im 90 ° Winkel zum Beckenrand der Toilettenschüssel 1 geöf fneter Toilettendeckel 3 .

Der Toilettendeckel 3 kann gegenüber der Toilettenschüssel 1 und/oder gegenüber einer Toilettenbrille 4 gegen austretenden Trockendampf abgedichtet sein . Näheres zur Abdichtung ist in den nachfolgenden Fig . 14 und 15 dargestellt .

In Fig . 14 und Fig . 15 ist eine Dichtungsanordnung gezeigt . Während der Spülung mit Trockendampf darf aus Sicherheitsgründen kein Trockendampf austreten . Dies wird durch umlaufende hochtemperaturbeständige Dichtungen 5 gewährleistet , die beispielsweise aus einem Silikonwerkstof f hergestellt sind . Hier weist sowohl der Toilettendeckel 3 entsprechend eine umlaufende Dichtung 5 auf als auch eine zwischen dem Toilettendeckel 3 und der Toilettenschüssel 1 angeordnete Toilettenbrille 4 . Die Dichtungen 5 sind dabei zum einen zwischen der Toilettenbrille 4 und der Toilettenschüssel 1 und zum anderen zwischen der Toilettenbrille 4 und dem Toilettendeckel 3 angeordnet und an dem Toilettendeckel 3 bzw . an der Toilettenbrille 4 insbesondere lösbar befestigt . Ihre Form und Größe ist j eweils so gewählt , dass sie die Dichtungspartner sicher gegen austretenden Trockendampf abdichten, hier ist also die Dichtung 5 zwischen Toilettenbrille 4 und der Toilettenschüssel 1 , welche in der Toilettenbrille 4 angeordnet ist , komplementär zum oberen Beckenrand der Toilet- tenschüssel 1 ausgebildet und die Dichtung 5 zwischen Toilettendeckel 3 und Toilettenbrille 4 , welche im Toilettendeckel 3 angeordnet ist , ist komplementär zur Oberseite der Toilettenbrille 4 ausgeführt . Eine Spül funktion mit Trockendampf wird insbesondere nur ausgelöst werden, wenn der Toilettendeckel 3 auf der Toilettenbrille 4 aufliegt und die Toilettenbrille 4 auf der Toilettenschüssel 1 aufliegt und damit der Toilettendeckel 3 gegenüber der Toilettenschüssel 1 dampfdicht geschlossen ist .

Die Dichtungen 5 sind hier als Hohlkammerprofildichtungen ausgebildet , da sich diese leicht komprimieren lassen . Die Hohlkammerprofildichtungen sind j eweils zusätzlich als Lippendichtung ausgebildet und weisen vorteilhafterweise keinen Stoß (Endlosdichtung) oder einen verklebten Stoß auf . Die Dichtungen 5 haben hier einen angeformten Aufnahmewulst 8 , welcher zu dem Gegenprofil im Toilettendeckel 3 und der Toilettenbrille 4 passen ( Schwalbenschwanz-Querschnitt ) . Die Dichtungen 5 sind als Verschleißteil ausgelegt und somit leicht tauschbar .