专利名称：一种焚烧马桶的制作方法
一种焚烧马桶相关申请的交叉引用根据U. S. C 35第119(e)条，本申请要求于2009年1月15日提交的美国临时申请第61/144，974号的优先权，其全部内容及其主旨以引用的方式被整体结合到如下所述的本文中。
背景技术：
本发明涉及一种用于处理人体排泄物的装置，更具体地，涉及一种能够焚烧排泄物的马桶。在人体排泄物处理领域中，采用大量方法来处理固态和液态排泄物。通常情况，建立污水处理厂，通过污水管与家用和商用设备连接。由于人口的增加，污水处理厂的容量极度紧张。在不能使用污水处理设备的偏远地区，通常使用化粪池装置来处理人体排泄物。化粪池利用池内的细菌作用来处理固态排泄物，利用地下排水场处理液态排泄物。然而，在土壤条件不是很好的某些地区，使用化粪池可能会导致环境不利于健康。很多地方政府采用严格的制度来控制化粪池的使用。在不适用污水处理设备和不能使用化粪池的偏远地区，可以使用氧化池。氧化池利用真菌处理固态排泄物，液态排泄物通过蒸发或是表面排水装置处理。使用氧化池需要很大的场地，会产生恶臭且不美观。人们尝试设计化学焚烧马桶用于处理人体排泄物。然而，现有的化学焚烧人体排泄物的装置在结构和操作上很复杂，制造成本高，并且性能也不可靠。现有的焚烧马桶的主要不足在于焚烧操作所需要的时间，以及冷却马桶以便再使用所需要的时间，并且要求频
繁清洁。发明人本人在对改进焚烧马桶方面工作了 20多年。发明人获得了很多专利，包括美国专禾Ij 3，816，857,3, 885，254,3, 855，645,3, 911，506,6, 763，528 以及 7，127，748，每个都包含对焚烧马桶技术的改进。然而，尽管现有的马桶实现了它们预期的目的，但是循环的周期、燃烧的热量以及马桶的清洁都可以被改进。经过发明人的不懈努力，研制出一种经济且切实可行的焚烧马桶。因此，本发明的目的之一是提供一种改进了排泄物的焚烧循环时间的焚烧马桶。本发明的另一目的是提供一种使用清洁流体和/或易燃流体以提高人体排泄物的焚烧效率的焚烧马桶。本发明的另一目的是提供一种焚烧马桶，其能够将人体排泄物的尿液成分与粪便成分分离，从而更有效地燃烧粪便成分。本发明的另一目的是提供一种焚烧马桶，其利用已分离出的尿液成分与清洁流体混合，用于冷却并蒸汽清洗焚烧粪便成分的内腔。另外，本发明的一个目的是控制粪便物的燃烧，确保快速平稳燃烧，从而减少燃烧循环时间，减少微粒燃烧的副产物。本发明的另一目的是提供水冷却燃烧室，以控制燃烧过程中产生的热量，通过减少燃烧循环之间的冷却时间来提高循环率。
本发明的另一目的是预热燃烧室，以在燃烧循环期间缩减时间以及预热燃烧室所需要的燃料。本发明的另一目的是设置一种挡板，以提高燃烧室内的湍流，从而提高燃烧热量， 由此减少燃烧周期以及微粒燃烧的副产物。
发明内容
本发明涉及一种新式且有创造性的马桶，用于焚烧人体排泄物。本发明利用下列方法中的至少一种或是它们的组合对现有的焚烧马桶进行改进将易燃流体注入燃烧排泄物的燃烧室；将人体排泄物的尿液成分与粪便成分分离；在燃烧室内产生湍流以改善燃烧并减少燃烧副产物；和/或使用液体冷却燃烧室和/或预热燃烧室。本发明的实施例包括一种用于处理人体排泄物的焚烧马桶。这种焚烧马桶包括马桶本体，马桶本体具有马桶内腔和燃烧室，燃烧室与马桶内腔相通以便收集人体排泄物中的粪便成分。这种马桶具有设置于马桶内腔中的尿液收集器，用于收集人体排泄物中的尿液成分，并将其与粪便成分分离。尿液收集器可以和用于储存尿液成分的尿液容器流体相通。在一些实施例中，尿液收集器还可以包括溢流口。如果尿液容器已充满，多出的尿液可以被导入排水沟、化粪池系统或是其他排水区。在一些实施例中，清洁剂容器被设置在靠近马桶本体的位置，用于存储清洁剂。这种马桶还包括加热源，用于焚烧粪便成分。在一些实施例中，可以使用挡板，其被设置在燃烧室的后面部分。这个挡板具有第一位置(关闭位置)和第二位置(打开位置)。在第一位置，挡板基本密封该燃烧室的后面部分。在第一位置，挡板引导粪便成分进入燃烧室。在第二位置，挡板在燃烧室内产生湍流的再循环流，以提高燃烧室的燃烧效率。这种焚烧马桶还包括马桶盖，其枢接于马桶本体。该马桶盖也具有第一位置(打开位置)和第二位置(关闭位置)。马桶盖也枢接在挡板上。当马桶盖处于打开位置时，挡板处于关闭位置，以充分密封燃烧室的后面部分。在这个位置，挡板将粪便成分引导至燃烧室内。当马桶盖处于关闭位置时，挡板处于打开位置，以在焚烧期间提高燃烧室内的湍流。 挡板可以被用于产生再循环的火焰前缘以增加燃烧室内的热量。这种附加的湍流提高了燃烧的热量，增加了燃烧循环的完全度，减少了焚烧处理期间所产生的灰烬的量。这种马桶还包括鼓风机，其与清洁剂容器及尿液容器流体相通。在一些实施例中， 清洁剂内包含氯。该鼓风机可以用于将清洁流体注入到燃烧室，用于在粪便成分焚烧之后冷却和清洁燃烧室。由鼓风机所注入的清洁流体包括来自尿液容器中的尿液与来自清洁剂容器中的清洁剂的混合物。在一些实施例中，附加管道被连接至位于燃烧室前面部分的喷射嘴。在燃烧循环完成时，喷射嘴将清洁流体喷入燃烧室，以在燃烧循环之后清洁并冷却燃烧室。在一些实施例中，可以设置小的泵，将清洁剂从清洁剂容器和尿液容器中抽到喷射嘴。在一些实施例中，该马桶还包括挡水板，其被设置在马桶本体与燃烧室之间，挡水板具有向内倾斜的侧壁，以便将排泄物导入燃烧室，使排泄物远离其他部件。在一些实施例中，加热源包括一种或多种的天然气、丙烷、柴油或燃料油加热炬。本发明的实施例也包括一种用于处理人体排泄物的焚烧马桶，该焚烧马桶包括流体冷却的燃烧室，所述燃烧室与马桶内腔相通，以便收集人体排泄物的粪便成分。燃烧室也和热水源流体相通。采用这种方式，来自热水源的水可以预热燃烧室，从而提高燃烧室的效率。在一些实施例中，焚烧期间产生的热量由来自热水源的水吸收，从而冷却燃烧室并缩减了马桶的循环时间。该焚烧马桶还包括水循环泵，用于将水在焚烧马桶和热水源之间循环。在一些实施例中，由来自热水源的水所吸收的热量，被用于提高热水源内水的温度。通过回收燃烧过程的热量，有利于提高热水源的效率，否则该热量将被浪费掉。在一些实施例中，热水源可以是热水加热器或是锅炉。为了回收燃烧过程的额外的余热，这种马桶也可以配置热交换器。热交换器可以从焚烧马桶排放中回收多余的热量。在一些实施例中，该马桶还包括一个或多个网孔组件。每个网孔组件还包括网孔件，该网孔件用于破碎粪便成分，并将其与清洁流体相混合。网孔组件还包括以垂直的方式连接到所述网孔件的网孔件臂和滑动臂。在滑动臂穿过燃烧室处，该滑动臂将网孔组件支撑在网孔件轴承上。网孔件轴承将网孔组件支撑在滑动臂上，当网孔组件振荡时，网孔件轴承减少了网孔组件在滑动臂上的滑动摩擦。可以使用控制板将网孔件臂、滑动臂以及网孔件螺线管以平行而相互偏置的方式相连接。网孔组件还包括用于使网孔件在燃烧室内前后振荡运动的网孔件螺线管。在一些实施例中，网孔件螺线管包括空气螺线管、电螺线管或是液压螺线管。在一些实施例中，网孔组件由网孔件螺线管支撑，而不需要网孔件轴承。本发明的实施例也包括一种用于在焚烧马桶内处理人体排泄物的方法。这种方法包括将人体排泄物中的粪便成分收集到燃烧室内。这种方法还包括将人体排泄物中的尿液成分单独收集到尿液容器内。第一部分的清洁流体被注入到燃烧室，其包括清洁剂与尿液成分的混合物。这种清洁流体和粪便成分相混合，并且该粪便成分由一个或多个网孔组件振荡破碎。焚烧之前，设置在燃烧室后面部分的挡板被打开，以在焚烧期间，在燃烧室内产生湍流。混合有清洁流体的粪便成分可以用诸如加热炬的加热源焚烧。焚烧之后，网孔件的振荡运动停止。使用真空源排出燃烧室内的残余灰烬。第二部分的清洁流体被注入燃烧室。 该清洁流体清洁并冷却燃烧室。在另一些实施例中，网孔组件持续振荡，以便在焚烧之后将网孔组件和燃烧室一起进行清洁和冷却。在一些实施例中，鼓风机持续运行，以协助对燃烧室的冷却，进一步减少循环时间。在一些实施例中，第一部分的清洁流体也可以包括易燃流体，其与粪便成分相混合，协助它的燃烧。在一些实施例中，第一部分的清洁流体大约为2盎司。在一些实施例中， 可以通过启动与热水源和燃烧室周围的水冷却夹套流体相通的水循环泵来预热燃烧室。在一些实施例中，焚烧步骤中产生的热量可以被用于加热热水源中的水。热水源中相对较低的温度可以将燃烧室水冷却夹套的外部维持在预计的温度，进而将马桶的外部维持在预计的温度。为了完善前述相关的目的，下列描述和附图对本发明的一些方面和实施进行了示例性的详尽地解释。这里显示的仅仅是实现本发明原理的一些不同方式。结合附图，根据下列对本发明详细的描述，本发明的其他方面、优点及实施例的新颖的特征将是显而易见的。
本发明的构造及其它特征将在下文中进行描述。参照下文说明书的描述，结合作为说明书一部分的附图，更容易理解本发明，其中，本发明的一个实例如下图Ia为根据本发明实施例的一种焚烧马桶的部分剖视图。图Ib为根据本发明实施例的在图1的焚烧马桶中使用的挡水板的透视图。图2为根据本发明实施例的焚烧马桶的透视图。图3a为根据本发明实施例的燃烧室的透视图。图北为根据本发明实施例的包括网孔组件的燃烧室的透视图。图如为根据本发明实施例的安装在燃烧室上的电预热元件的透视图。图4b为根据本发明实施例的安装在燃烧室上的水预热系统的俯视图。图如为根据本发明实施例的安装在燃烧室上的水预热系统的侧视图。图5为根据本发明实施例的焚烧马桶的通风系统。
具体实施例方式为了便于理解本发明的原理及特征，参考下文的说明性的实施例对其进行解释。 具体地，上下文中所描述的本发明是一种用于处理人体排泄物的焚烧马桶。详细参考附图，如图Ia和2中所示，根据本发明的一个实施例，图中示出了能够处理人体排泄物的焚烧马桶10。在第一实施例中，焚烧马桶10包括马桶本体20，所述马桶本体20限定了马桶内腔25。燃烧室30被设置与马桶内腔25相通，用于收集人体排泄物的粪便成分。易燃流体系统32可选择性地向燃烧室30提供易燃流体，用于与粪便成分相混合。如图Ia所示，马桶本体20具有与燃烧室30相通的底部开口。普通的马桶座23 可以由马桶本体20支撑。马桶座23可被枢转地安装在马桶本体20上。压敏按钮M可以被设置在马桶座23下方，例如用于激活预热元件、真空系统和/或马桶清洁系统，如下文所述。在如图Ib所示的实施例中，挡水板200可以被设置在马桶本体20与燃烧室30之间。挡水板200具有向内倾斜的侧壁，以便将排泄物向燃烧室30内引导，使排泄物远离其他元件。挡水板200可以在燃烧室30和马桶本体20之间产生密封。这也许是例如通过简化马桶本体20与燃烧室30相接处的模制工序来降低生产成本所需要的。在一些实施例中， 挡水板200可以由热绝缘材料制成，或者还包括热绝缘垫片，以阻止从燃烧室30到马桶本体20的热传递。如图Ia和图3a所示，燃烧室30由侧壁及底部33以及盖34所限定。燃烧室盖34 可以被连接到马桶盖35，这样，当马桶盖35水平放置时，燃烧室盖34关闭。燃烧室盖34在关闭时提供了一种空气密封，以提供一种安全的燃烧室30。在示例性的实施例中，燃烧室盖；34包括并置的齿(offset tines) 37，用于将厕纸压入燃烧室30。另外，如图5中所示， 在一些实施例中，可以设置真空装置101，以便在使用中以及使用后向燃烧室30提供吸力， 控制臭味并将厕纸以及排泄物引入燃烧室30。在如图3a所示的实施例中，可以在燃烧室内设置并列的网孔件31。网孔件31可以设置有电动螺线管(未图示)，用于向内移动网孔件31使其真正邻接互相接触，然后向外移动到与侧壁33相接近的位置。在网孔件31向内移动时，将收集的物质破碎成小块，便于有效燃烧。向燃烧室30注入少量清洁流体有助于促进这个过程。清洁流体可润湿燃烧室30的壁，以防止排泄物粘在其上，从而提高了燃烧循环的效率。在如图北所示的另一个实施例中，网孔件31可以构成网孔组件115的一部分。每个网孔组件115包括网孔件31、网孔件臂136、控制板138和网孔件螺线管135。网孔件螺线管135可以被驱动，采用例如(但非限制性的)液压驱动、气动或是电动，例如可以是线性或是弧形运动。可以使用一个或更多的网孔组件115，优选的配置是选用2个网孔组件 115。在一些实施例中，网孔组件115由网孔件螺线管135支撑。在一个示例性的实施例中，网孔组件115包括轴承滑动组140，用于向网孔组件 115提供额外的支撑(即，提供除了网孔螺线管135之外的支撑)。轴承滑动组140包括滑动臂142和网孔件轴承144，并可被拆分或永久性地固定到控制板138上。轴承滑动组140 可以向网孔组件115提供支撑，且可以使网孔件臂136进而使网孔件31沿线性路径自由移动。因为网孔组件的重量可以由网孔件轴承144支撑，所以轴承滑动组140可以防止网孔件臂136、网孔件螺线管135以及燃烧室30的磨损。网孔件轴承144包括多种类型的轴承，其适于减少滑动臂142上的摩擦并支撑网孔组件115的重量。在一些实施例中，网孔件轴承可以是例如(但不限于)球轴承、滚柱轴承、滚针轴承或滑动轴承。轴承滑动组140也非常有利于限制或是阻止网孔组件115的扭曲和/或旋转，从而改善啮合作用，提高网孔件螺线管135的寿命，进一步减少网孔元件的磨损。返回参考图la，燃烧室盖34被枢接于燃烧室30，且可以从打开位置移动到关闭位置。在打开位置，排泄物及纸可以被输送到燃烧室30内。在一些实施例中，在使用时可以用真空装置101将排泄物及纸吸入燃烧室。例如，参考图5。在封闭位置，燃烧室盖34密封燃烧室30以便进行燃烧处理。如图Ia及2所示，易燃流体系统包括存储易燃流体的易燃流体外壳40。易燃流体外壳40与易燃流体注入器50通过燃料管道55流体相通，在一些实施例中，可以是柔性燃料管。易燃流体外壳40具有置于其内部的泵，用于从易燃流体外壳40向易燃流体注入器输送易燃流体，或者设置易燃流体外壳以利于重力进给系统。这种泵包括常规的电动机，用于针对每个循环操作分配预定量的流体。易燃流体外壳40优选被设置成远离焚烧过程，例如设置在马桶本体20的后面。 仅在燃烧室盖34关闭时，允许将易燃流体注入燃烧室30。易燃流体注入器50可以向燃烧室30内注入设定的量的易燃流体。在一个示例性的实施例中，这个量可以是2盎司，但是这个量可以根据需要焚烧的粪便成分的量、周围环境温度以及其他变数，通过调整易燃流体外壳40内的泵进行调整。易燃流体可以减少燃烧时间，但对于完成焚烧过程不是绝对必要的。在一些实施例中，例如，鉴于易燃流体的成本或是实用性，可以省略易燃流体。在一个可选的实施例中，如图北所示，除了易燃流体，清洁流体可以通过喷嘴222 被注入到燃烧室30。在一个示例性的实施例中，向燃烧室30注入设定量的清洁流体，以便于将粪便物从固体转变成液体或是半液体状态，防止固体排泄物粘在马桶10上。在一些实施例中，这个量可以是2盎司，但是可以根据需要调整。通过利于网孔件31作用以及将固体排泄物转变成更易燃烧的状态，有利于缩减燃烧时间。如图3a所示，燃烧室30可以设置有用于焚烧人体排泄物中的粪便成分的加热源 60。在一些实施例中，这种加热源60可以是一对燃气加热炬。在另一些实施例中，加热源60可以是很多适合的加热源，例如(此为示例性而非限制性的)，单个燃油加热炬。加热源 60可以根据例如实用性、成本和/或所关注的环境使用各种燃料。加热源60可以使用气体燃料源，例如(此为示例性而非限制性的)，丙烷、天然气或丁烷。在一个可选的实施例中， 加热源60可以燃烧液体燃料，例如(此为示例性而非限制性的)，柴油、燃油或汽油，所述液体燃料可以通过燃料泵供给燃烧器。加热源60可以人工控制或是定时控制。燃烧时间除了别的因素之外还根据所使用的燃料类型而变化。最佳燃烧时间是1.5分钟到5分钟。到达预定的燃烧时间后，定时器将关闭加热源60。返回参考图2，可以通过燃料管道61向加热源60提供气体与压缩空气混合物。燃料管道61传送来自于燃料源的燃料，其可以通过鼓风机63与空气混合。在一些实施例中， 鼓风机63从外部收集空气以便限制或是防止消耗已调节的室内空气。加热源60也可以包括普通的火花点火器67，或其它适当的点火装置。在燃烧室盖34关闭之后，可以人工启动或是电子启动加热源60。在一个示例性的实施例中，如图Ia所示，两个燃气加热炬60相互并置，它们各自的喷嘴被放在网孔件31之间，从而限定一个气体燃烧区38，该气体燃烧区包括网孔件31之间的区域，以及燃烧室30内的区域。已经发现，两个燃气加热炬60有效地控制粪便物在气体燃烧区38内燃烧。在一个可选的实施例中，单个的燃油加热炬可以有效的操作，在某些情况下由于增加了燃油的热含量，这种方式更经济。燃烧室30可以被封闭在具有气隙的外壳内，以将热量限制在燃烧室30内，而远离用户。另外，只有在燃烧室盖34关闭，燃烧室30 密封时，才启动燃烧循环。如图2所示，为了降低燃烧室30周围的温度，可以使燃烧室30周围的空气流通。 燃烧室30可以安装在双层壁的外壳65内，在燃烧室30和外壳65之间有空隙，用于气流围绕燃烧室30循环。冷却的空气可以由鼓风机66提供，该鼓风机66利用空气管道100和 102绕燃烧室30吹动空气，并穿过外壳65。在一些实施例中，鼓风机66可以收集外界的空气，从而限制或是防止消耗已调节的室内空气。如图如所示，附加的加热源70被设置在燃烧室30的下方，用于在进行焚烧处理之前预热燃烧室30。附加的加热源70并不是十分必要的，但是，预热燃烧室30能够使加热源60更有效地燃烧粪便成分，因为，加热燃烧室30和粪便物本身基本没有浪费能量。在一些实施例中，该加热源70可以是电加热板，其被直接设置在燃烧室30的底板下面并与该底板接触。如图4b和如所示，在一个可选的实施例中，外壳65可以被流体冷却。在一些实施例中，外壳65具有双层壁结构，可以使冷却流体利用流体泵76循环经过外部壳体65。外壳65可以用作吸热设备，以吸收焚烧处理时燃烧室30及周围区域的热量。与空气相比，由于水的比热较高，因此能够使燃烧室30及其周围区域的温度在使用时保持得更加一致，而在使用后能够使燃烧室30更快冷却，提高了循环率。在一些实施例中，冷却流体可以是水，外壳65可以被连接至热水源75，例如家用或商用的热水加热器或锅炉。相对而言，这样可以使燃烧室30保持与热水源75相同的温度，减少了在燃烧循环期间预热燃烧室30所需的燃料及时间。另外，在燃烧循环期间，由冷却水带走的热量可以用于加热热水源中的水，从而降低能量的消耗。在一些实施例中，设置一个或多个供水管77向外壳65供水。类似地，设置一个或多个回水管78将水返回到热水源75。在一个优选的实施例中，如图4b和如所示，供水管 77被连接到燃烧室30附近的外壳的上部，回水管78被连接到外壳65的后下部。虽然可以考虑其他配置，所图示的这种设置产生了一种改善的流经外壳65的流动。如图3a和图5所示，燃烧室30的后部与烟道72相通，烟道72可以与通风口 112 相通至外界或是相通至防火袋105。当燃烧室30关闭时，加热源60产生的热将粪便物烧成灰烬。当焚烧马桶完成焚烧阶段后，灰烬控制阀126运行以将烟道72与防火袋105连接， 将灰烬引导至防火袋105，如下所述。目前的改进已将灰烬减少到可以忽略的程度。粪便物的焚烧可以通过挡板74控制。如图3a及图5所示，挡板74被设置在燃烧室30和烟道72之间。挡板74包括多个并置的齿，其限定了多个空气通道以限制穿过烟道 72的空气和灰烬的流动。在一些实施例中，这些齿间隔八分之一英寸。在一些实施例中，挡板74被设置在燃烧室30的后壁或是侧壁上。挡板74的底部被枢接于燃烧室30，这样，在第一位置，挡板74密封燃烧室30的后部，在第二位置，挡板74的上部抵靠在网孔件31最后一排，部分地打开烟道72。如图Ia所示，在一些实施例中，挡板74可以连接到马桶盖35上，这样，当马桶盖 35打开时，挡板74处于第一位置，密封燃烧室30的后部，以便将粪便物及其他排泄物保留在其内部，防止它们在使用时进入烟道72。当马桶盖35关闭，启动新的燃烧循环时，挡板 74处于第二位置，挡板74的上端靠在或是紧密地靠在最后部的网孔件31的上部；这会产生意外的结果。挡板74的位置将加热源60的火焰反射到粪便成分上，提高了燃烧室内的热量。挡板74也可以在燃烧室内产生非常湍急的循环气流，提高了燃烧室30的热量。本领域的技术人员可能会想，这种气流会导致未燃烧的粪便物从燃烧室30内排出，进入烟道72。然而， 事实上，这种湍流产生了再循环流，其将粪便物保持在燃烧室30内，直到燃烧完成。因此， 尽管挡板74处于部分开放的位置，粪便成分和/或它的燃烧产物也不会离开燃烧室。这种涡流和将火焰反射进入燃烧室，以及将粪便物与易燃流体或清洁流体混合，使得燃烧室30 内的粪便成分彻底燃烧，在焚烧完成之后，排出可忽略的微粒，并且燃烧室留有可忽略的灰烬。在粪便物被焚烧时，网孔件31可以在燃烧室30内持续振荡，将固体的粪便物破碎成更小的成分。为了便于燃烧，在点燃加热源60之前，将易燃流体注入到燃烧室30。易燃流体可以与固体的粪便物通过网孔件31相混合。优选地，2盎司易燃流体或清洁流体与粪便物混合。在预定时间的粪便物准备之后，加热源60被点燃，开始燃烧处理。在一个可选的实施例中，除了易燃流体，也可以使用清洁流体。在一些实施例中， 清洁流体可以在点燃加热源60之前使用喷射嘴94注入到马桶内腔25。清洁流体可以防止排泄物粘在马桶内腔25以及马桶的其他部位上，并且减少臭味。清洁流体可以依靠重力注入燃烧室30内，并借助网孔件31能够促进粪便物转变成液态或是半液态。这样可以减少或是消除易燃流体在粪便准备阶段的消耗，并且通过提高有效的燃烧循环，也可以减少总体燃料的消耗。真空装置101可以将排泄物和厕纸吸入燃烧室30，将臭味排出燃烧室30。真空装置也可以吸引灰烬穿过烟道72。参考图5。灰烬被收集在防火袋105内。第二风门，或烟道风门110，根据焚烧马桶所处的操作阶段(即，收集粪便物、燃烧粪便物或蒸汽清洁燃烧室30)来控制真空装置101和排气孔112之间的配合，以便将臭气及灰烬排出烟道72。图5解释了真空系统121的运行。使用时，真空装置101将厕纸或其他排泄物吸入燃烧室30。另外，真空装置101通过臭味控制系统104将臭味排出燃烧室30。臭味控制系统104包括真空装置101，该真空装置101通过真空臭味角状容器106及真空臭气管道109 与烟道72互连。臭味控制阀108可以是蝶阀，其根据焚烧系统的运行，能够以100% -10% 的程度打开真空装置101和真空臭气角状容器106之间的真空臭味管道109。在燃烧室30 不焚烧粪便物时，臭味控制阀108可以完全打开。可以通过打开的燃烧室30的后部吸出臭味并使臭味穿过烟道72，真空臭味角状容器106，真空臭味管道109，最终抵达真空装置101 及防火袋105。焚烧期间，烟道72被打开并通过烟道风门110通向大气。这样可以使燃烧室30 内的热量和火焰通过通风口 112排向大气。同样，在焚烧期间，臭味控制阀108部分关闭， 这样真空装置101不会妨碍燃烧过程。这样能够使燃烧室30的热量和火焰借助通风口 112 排向外部，而不会进入真空装置101。当燃烧过程完成时，真空装置101通过灰烬移除系统120将焚烧过的粪便物灰烬从燃烧室30排放到真空装置101。灰烬移除系统120包括真空灰烬角状容器122和真空灰烬管道124。灰烬控制阀1 可以是蝶阀或是其他适用的装置，其根据焚烧系统的运行以100% -0%的程度打开位于真空装置101与真空灰烬角状容器122之间的真空灰烬管道 124。灰烬控制阀1 可以与烟道风门110通过连接装置1 互联，连接装置128由螺线管 129或是汽缸(未图示)控制。工作时，当燃烧室30焚烧粪便物时，烟道风门110被打开，这样焚烧处理的热量及火焰被通向大气。焚烧期间，灰烬控制阀126可以关闭。在焚烧处理完成时，烟道风门110 关闭烟道72出口，将烟道72与真空灰烬角状容器122连接的通道打开。连接装置128同时可以打开灰烬控制阀126，使得真空装置101可以将灰烬通过灰烬移除系统120从燃烧室 30内吸出，并吸入真空装置101和防火袋105。在进行灰烬排出时，臭味控制阀108可以打开10%，使大部分真空装置用于灰烬的排出，同时臭味依然持续从燃烧室30排出。现返回参考图la，尿液收集器80被设置在马桶内腔25的前壁，并向马桶内腔25 凸出，从而产生一个隔离容器用于收集人体排泄物中的尿液成分。尿液收集器80具有向下会聚的侧壁。在尿液收集器80的壁的底边与尿液管道85流体连接，用于将尿液输送到尿液容器90。尿液成分与粪便成分分离，有利于粪便成分更有效的焚烧。在一个可选的实施例中，马桶本体20包括两个分离的隔层，其中一个隔层具有与上述尿液收集器80相同的基本特征。如图Ia所示，清洁剂可以为氯或其他适用的试剂，其被存储在清洁剂槽92内。清洁剂可以在个人使用期间或使用之后被用于喷射马桶本体的内腔。喷射嘴94例如被设置在马桶内腔25边缘的下方，向下喷射整个马桶本体20的内腔和燃烧室30。清洁流体可以在使用期间或使用之后喷射到马桶内腔25，如上所述，清洁流体有利于分解排泄物中的粪便成分。如图Ia和图北所示，在一些实施例中，单独收集的尿液可以被用于冷却系统，冷却并清洁燃烧室30的内腔。清洁剂可以依靠重力通过尿液收集器80送到尿液容器90，与尿液混合。然后，清洁剂/尿液混合物通过清洁流体管路225被抽出，清洁流体管路和喷嘴222互连，用于将清洁混合物雾化直接喷入燃烧室30。在焚烧阶段发生之后，终止燃料管道61对易燃气体的输送。参看图2。清洁剂/ 尿液混合物利用喷嘴222被喷入燃烧室30，并使清洁剂/尿液混合物被分散到整个燃烧室 30的内部。燃烧室30热的表面温度有利协助清洁剂/尿液混合物产生蒸汽清洁效果。将清洁剂加入到尿液中可以消除用作蒸汽清洁剂的尿液所产生的气味。另外，真空装置101 可以将额外的气味排到外部，进一步防止了气味。定时器可以控制清洁循环的运行。在一个示例性实施例中，燃烧循环时间可以是 1. 5分钟到5分钟。燃烧循环时间过后，定时器可以控制清洁流体/尿液混合物在热的燃烧室30内的分散。清洁流体和尿液在燃烧室30内停留片刻，使得燃烧室30同时进行了蒸汽清洁及冷却。运行时，马桶与相应的厕所外部相通风到大气。这种通风可以防止马桶从周围吸收已调节的空气，从而像使用了没有通风口的壁炉一样导致外部温度下降。在一些实施例中，焚烧马桶的很多部件可以被安装在外部。也就是说，尽管一些部件，例如马桶本体必须安装在使用马桶的建筑物或是场所内部，其他的结构大部分可以被设置在外部。例如，真空装置和鼓风机马达可以被设置在外部，除了别的因素之外，这样有利于噪声衰减。另外，出于安全和/或方便的考虑，将易燃流体外壳40和/或加热源60的燃料容器(例如燃油箱)设置在外部，可能是必要的或所希望的。 依然在一些实施例中，如图5所示，要求焚烧马桶包括热交换系统。这可以在燃烧处理期间使所使用的热量部分回收，这些热量通常借助通风口 112被排出。热交换系统包括放置在烟道72和/或通过口 112内的热交换机，一个或多个鼓风机，以及与热交换机和该设备相连通的管道工程。在焚烧期间，排出的热量首先经过热交换机。安装有马桶的室内或是结构所吸收的空气可以利用例如鼓风机马达被吹入热交换机，并且被加热。然后，热空气被输送回安装有马桶的室内或是结构内，从而回收部分热能，否则这些能量将通过通风口 112排入大气中。在一些实施例中，焚烧马桶的烟道72和/或通风口 112可以装配冷凝器，以便回收排出的气体中的液体成分。例如燃烧的副产物水，在焚烧期间也从排泄物中蒸发。这种水可以被回收且被用于各种非饮用的使用中，或是可以被蒸馏成纯净的饮用水。另外，尿液中的主要成分尿素可以被浓缩提炼用作肥料、污染控制系统以及蛋白质合成。焚烧马桶总的运行时间大约为3分钟。其运行包括通过注入易燃或是清洁流体来准备用于燃烧的粪便物，必要时，预热燃烧室，燃烧粪便物，以及最后蒸汽清洁燃烧室。将尿液与粪便物分离，注入易燃或是清洁流体，粪便物与易燃或是清洁流体混合，利用挡板，以及使用一个或多个加热炬，与之前的焚烧马桶相比，燃烧时间及燃烧粪便物的花费大大降低。尽管参考示例性实施例，本发明详细地描述了多种实施例，但是本领域的普通技术人员应该理解，在所附权利要求所限定的本发明保护的范围内，可以进行各种变形及修改。例如，尽管已经公开了使用多个鼓风机马达和单独的真空设备，本发明也可以使用更少的马达或是单个马达。例如，本发明可以使用单个的空气压缩机。该空气压缩机可以设置一些管道，以便向元件提供压缩空气及真空，必要时，使用文丘里管真空生成器。这可以使马桶制造更经济，提高了可靠性。
因此，本发明的各种实施例的范围不应当被限制在上述的实施例中，其仅由下列权利要求和所有适用的等同方案所限定。
权利要求
1.一种用于处理人体排泄物的焚烧马桶，包括 具有马桶内腔的马桶本体；燃烧室，所述燃烧室与所述马桶内腔相通，用于接收人体排泄物中的粪便成分； 燃烧室盖，所述燃烧室盖用于密封所述燃烧室的上部；尿液收集器，所述尿液收集器被设置在所述马桶内腔中，用于收集人体排泄物中的尿液成分；尿液容器，所述尿液容器与所述尿液收集器流体相通，用于存储尿液成分； 清洁剂容器，所述清洁剂容器被设置在所述马桶本体的附近，用于存储清洁剂； 加热源，所述加热源用于焚烧粪便成分；挡板，所述挡板被设置在所述燃烧室的后面部分，并具有第一位置，即关闭位置以及第二位置，即打开位置；鼓风机，所述鼓风机用于将清洁流体注入所述燃烧室以在焚烧粪便成分之后冷却并清洁所述燃烧室；其中，所述鼓风机、所述清洁剂容器以及所述尿液容器流体相通； 其中，所述清洁流体包括取自所述尿液容器的尿液与取自所述清洁剂容器的清洁剂的混合物；其中，在所述第一位置，所述挡板密封所述燃烧室的后部；其中，在所述第二位置，所述挡板被设置以将所述加热源的火焰反射进入所述燃烧室， 从而提高所述燃烧室内的燃烧效率。
2.根据权利要求1所述的焚烧马桶，其特征在于，还包括设置在所述马桶本体和所述燃烧室之间的挡水板，所述挡水板具有向内倾斜的侧面，以便将人体排泄物引导至所述燃烧室，使所述人体排泄物远离所述马桶的其他部件。
3.根据权利要求1所述的焚烧马桶，其特征在于，所述加热源包括一个或多个加热炬； 其中所述加热炬包括一个或多个天然气、丙烷、柴油、燃油加热炬。
4.根据权利要求1所述的焚烧马桶，其特征在于，在所述第二位置，所述挡板在所述燃烧室内产生湍急的再循环流，以提高所述燃烧室内的燃烧效率。
5.根据权利要求1所述的焚烧马桶，其特征在于，所述清洁剂包括氯。
6.根据权利要求1所述的焚烧马桶，其特征在于，还包括枢接于所述马桶本体的马桶盖，并且所述马桶盖具有第一位置，即打开位置，和第二位置，即关闭位置；其中，所述马桶盖还枢接在所述挡板和所述燃烧室盖上；并且其中当所述马桶盖处于所述第一位置，即打开位置时，其使得所述挡板保持在第一位置，即关闭位置。
7.一种用于处理人体排泄物的焚烧马桶，所述焚烧马桶具有马桶循环时间，所述焚烧马桶包括具有马桶内腔的马桶本体；流体冷却的燃烧室，所述流体冷却的燃烧室与所述马桶内腔流体相通，用于收集人体排泄物中的粪便成分；并且所述流体冷却的燃烧室与热水源流体相通； 燃烧室盖，所述燃烧室盖用于密封所述燃烧室的上面部分；尿液收集器，所述尿液收集器被设置在所述马桶内腔中，用于收集人体排泄物中的尿液成分；尿液容器，所述尿液容器与所述尿液收集器流体相通，用于存储所述尿液成分； 加热源，所述加热源用于焚烧所述粪便成分；挡板，所述挡板被设置在所述燃烧室的后面部分，并具有第一位置，即关闭位置，以及第二位置，即打开位置；其中，来自所述热水源的水预热所述燃烧室，以提高所述燃烧室的效率； 其中，焚烧期间所产生的热量由来自所述热水源的水吸收，以便冷却所述燃烧室以减少马桶循环时间；其中，在所述第一位置，所述挡板密封所述燃烧室的后部；其中，在所述第二位置，所述挡板被设置以将所述加热源产生的火焰反射到所述燃烧室内，并被设置以在所述燃烧室内产生湍急的再循环流，从而提高所述燃烧室内的燃烧效率。
8.根据权利要求7所述的焚烧马桶，其特征在于，还包括水循环泵，使得水在所述焚烧马桶与所述热水源之间循环。
9.根据权利要求7所述的焚烧马桶，其特征在于，由来自所述热水源的水所吸收的热量提高了所述水的温度，并且提高了所述热水源的效率。
10.根据权利要求7所述的焚烧马桶，其特征在于，所述热水源是一种热水加热器。
11.根据权利要求7所述的焚烧马桶，其特征在于，所述热水源是一种锅炉。
12.根据权利要求7所述的焚烧马桶，其特征在于，还包括热交换器，所述热交换器与所述焚烧马桶上的烟道相通，以便从所述焚烧马桶的排放中吸取多余的热量。
13.根据权利要求7所述的焚烧马桶，其特征在于，还包括一个或多个网孔组件，其中， 每个网孔组件还包括网孔件，所述网孔件用于破碎所述粪便成分，并将其与所述清洁流体相混合； 网孔件臂，所述网孔件臂被连接至所述网孔件，使得所述网孔件臂与所述网孔件基本垂直；滑动臂，所述滑动臂被连接至所述网孔件，使得所述滑动臂与所述网孔件基本垂直，以便在所述滑动臂穿过所述燃烧室之处支撑所述网孔组件；网孔件螺线管，所述网孔件螺线管用于使所述网孔件在所述燃烧室内以振荡方式前后移动；控制板，所述控制板用于将所述网孔件臂、所述滑动臂、所述网孔件螺线管以平行而相互偏置的方式连接；以及网孔件轴承，所述网孔件轴承用于将所述网孔组件支撑在所述滑动臂上，以在其振荡时减少所述网孔组件在所述滑动臂上的滑动摩擦。
14.根据权利要求13所述的焚烧马桶，其特征在于，所述网孔件螺旋管包括空气螺线管、电螺线管或液压螺线管中的一个。
15.一种在焚烧马桶中处理人体排泄物的方法，包括 将人体排泄物中的粪便成分收集到燃烧室内； 将人体排泄物中的尿液成分收集到尿液收集器内；向所述燃烧室内注入第一部分清洁流体，所述第一部分清洁流体包括所述尿液成分和清洁剂的混合物；用燃烧室盖密封所述燃烧室的上面部分；操作一个或多个网孔组件以振荡的方式运动，以破碎所述粪便成分并将其与所述清洁流体混合；打开设置在所述燃烧室后面部分的挡板，以便将热量反射到所述燃烧室内，并在焚烧期间在所述燃烧室中产生湍流； 用加热源焚烧所述粪便成分； 停止所述网孔件的振荡运动； 采用真空源从所述燃烧室排出灰烬；以及向所述燃烧室内注入第二部分清洁流体，以蒸汽清洁并冷却所述燃烧室。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一部分清洁流体还包括易燃流体。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于， 所述燃烧室盖被枢接到马桶座上；所述马桶座被枢接到所述燃烧马桶上，并且， 通过关闭所述马桶座来实现关闭所述燃烧室盖。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括 启动水循环泵，以预热所述燃烧室；其中，所述水循环泵与热水源和所述燃烧室流体相通。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在焚烧期间产生的热量被用于加热所述热水源中的水。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于， 所述挡板被枢接于马桶座；所述马桶座被枢接于所述焚烧马桶；并且通过关闭所述马桶座来实现打开所述挡板。
全文摘要
本发明涉及一种改进的焚烧马桶，用于处理人体排泄物，采用向焚烧排泄物的内腔注入易燃或清洁流体，将人体排泄物中的尿液成分与粪便成分分离，使用一个或多个燃烧器，使用挡板以提高热量并产生湍流，使用混有清洁流体的尿液成分蒸汽清洁并冷却焚烧排泄物的内腔。通过在燃烧室周围引入水冷却夹套，减少了燃烧室的冷却及预热的时间，从而提高了循环率。排泄物通过使用挡水板导入燃烧室。
文档编号A47K11/02GK102341022SQ201080010373
公开日2012年2月1日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者小詹姆斯·艾勒·韦斯特 申请人:小詹姆斯·艾勒·韦斯特