DE102017120830A1

DE102017120830A1 - System und verfahren zur regenwasseraufbereitung

Info

Publication number: DE102017120830A1
Application number: DE102017120830.5A
Authority: DE
Inventors: Carlos Humberto Felix Frias
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2018-03-15
Also published as: US20180072253A1; CN107804245B; MX2017011568A; CN107804245A; US10155492B2

Abstract

Ein Regenwasseraufbereitungssystem für ein Kraftfahrzeug beinhaltet einen Regenwassersammler, einen Regenwasserbehälter, der mit dem Regenwassersammler verbunden ist, und einen Wärmetauscher, um das Regenwasser im Regenwassertank zu erhitzen. Ein verwandtes Verfahren zur Regenwasseraufbereitung ist ebenfalls offenbart.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Dieses Dokument betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Kraftfahrzeugausstattung und insbesondere ein Regenwasseraufbereitungssystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein verwandtes Regenwasseraufbereitungsverfahren.
HINTERGRUND
Beim Camping oder bei anderen Freiluftaktivitäten kann ein einfacher Zugang zu Wasser von großer Wichtigkeit sein. Diese Schrift bezieht sich auf ein Regenwasseraufbereitungssystem und ein verwandtes Regenwasseraufbereitungsverfahren. Das System und das Verfahren ermöglichen das Sammeln von Regenwasser durch einen Regenwassersammler bereit, der auf dem Kraftfahrzeug bereitgestellt ist. Das Regenwasser wird in einem Behälter gelagert, wo es zum Duschen oder zu anderen Zwecken erhitzt, sowie vor Gebrauch filtriert werden kann.
KURZDARSTELLUNG
In Übereinstimmung mit den hierin beschriebenen Zwecken und Vorteilen wird ein Regenwasseraufbereitungssystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Regenwasseraufbereitungssystem beinhaltet einen Regenwassersammler, einen Regenwasserbehälter, der mit dem Regenwassersammler verbunden ist, und einen Wärmetauscher, um das Regenwasser im Regenwassertank zu erhitzen. Der Wärmetauscher kann eine Abgasleitung beinhalten, die es ermöglicht, das Regenwasser im Wasserbehälter durch Abgase zu erhitzen, die vom internen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges ausgestoßen werden.
Das Regenwasseraufbereitungssystem kann ferner eine Umgehungsleitung und ein Umgehungsventil beinhalten. Das Umgehungsventil kann einen Abgaseinlass aufweisen, um Abgase vom Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs zu empfangen, einen ersten Auslass, der mit der Abgasleitung des Wärmetauschers verbunden ist, und einen zweiten Auslass, der mit der Umgehungsleitung verbunden ist.
Das Umgehungsventil kann temperaturempfindlich sein, um Abgase aus dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges (a) in die Abgasleitung des Wärmetauschers zu leiten, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter unter einer vorbestimmten Temperatur liegt, und (2) in die Umgehungsleitung stromaufwärts des Wärmetauschers zu leiten, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter über einer vorbestimmten Temperatur liegt, oder wenn keine Erhitzung des Regenwassers im Regenwasserbehälter erwünscht ist.
Das Regenwasseraufbereitungssystem kann ferner einen Regenwasserverteiler beinhalten. Zusätzlich kann das Regenwasseraufbereitungssystem zur Filterung des Regenwassers vor der Verteilung aus dem Regenwasserbehälter einen Wasserfilter stromaufwärts des Regenwasserverteilers beinhalten.
In einigen Ausführungsformen kann das Regenwasseraufbereitungssystem ferner einen Regenwassertemperatursensor zur Überwachung der Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter beinhalten. Ferner kann das Regenwasseraufbereitungssystem eine Steuerung beinhalten, die konfiguriert ist, um den Betrieb des Umgehungsventils als Reaktion auf den Temperatursensor zu steuern. Daher können Abgase von einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges (1) in die Abgasleitung des Wärmetauschers geleitet werden, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter unter einer vorbestimmten oder gewünschten Temperatur liegt und (2) in die Umgehungsleitung stromaufwärts des Wärmetauschers geleitet werden, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter über einer vorbestimmten Temperatur liegt, oder wenn keine Erhitzung des Regenwassers im Regenwasserbehälter erwünscht ist.
In Übereinstimmung mit einem zusätzlichen Aspekt wird ein Verfahren zur Aufbereitung von Regenwasser bereitgestellt. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: (a) Sammeln von Regenwasser durch einen Regenwassersammler, der auf einem Kraftfahrzeug bereitgestellt wird; (b) Speichern des gesammelten Regenwassers in einem Regenwassertank, der auf dem Kraftfahrzeug angebracht ist, und (c) Erhitzen des Regenwassers, das in dem Regenwasserbehälter gespeichert wird.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Zirkulierens von heißen Abgasen eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges durch einen Wärmetauscher beinhalten, um das Regenwasser, das im Regenwasserbehälter gelagert wird, zu erhitzen. Ferner kann das Verfahren das Überwachen der Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter beinhalten.
Zusätzlich kann das Verfahren über ein Umgehungsventil den Schritt des Leitens von heißen Abgasen durch eine Umgehungsleitung um den Wärmetauscher herum beinhalten, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter über einer vorbestimmten Temperatur liegt. Ferner kann das Verfahren den Schritt des Verteilens von Regenwasser aus dem Regenwasserbehälter beinhalten. Ferner kann das Verfahren vor dem Verteilen den Schritt des Filtrierens des Regenwassers durch einen Filter beinhalten.
In der folgenden Beschreibung sind mehrere bevorzugte Ausführungsformen des Regenwasseraufbereitungssystems und des verwandten Regenwasseraufbereitungsverfahrens veranschaulicht und beschrieben. Es sollte angemerkt werden, dass das System und das Verfahren zu anderen, unterschiedlichen Ausführungsformen in der Lage sind und deren mehrere Details zur Modifikation in verschiedenen, offensichtlichen Aspekten in der Lage sind, ohne jeweils vom System und Verfahren, wie in den folgenden Ansprüchen dargelegt und beschrieben, abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und Beschreibungen ihrem Wesen nach als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
Die beigefügten Zeichnungsfiguren, die hier aufgenommenen sind und einen Teil der Patentschrift bilden, veranschaulichen mehrere Aspekte des Regenwasseraufbereitungssystems und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, bestimmte Grundsätze davon zu erläutern. In den Zeichnungsfiguren gilt:
1 ist eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeuges, das mit dem Regenwasseraufbereitungssystem ausgestattet ist.
2 ist eine detaillierte schematische Ansicht des in 1 veranschaulichten Regenwasseraufbereitungssystems.
Nun wird detailliert auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen des Regenwasseraufbereitungssystems Bezug genommen, von dem ein Beispiel in den begleitenden Zeichnungsfiguren veranschaulicht ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 veranschaulicht ein Kraftfahrzeug 10, das mit einem Regenwasseraufbereitungssystem 12 ausgestattet ist. Das Regenwasseraufbereitungssystem 12 ist detailliert in 2 dargestellt.
Das Regenwasseraufbereitungssystem 12 enthält einen Regenwassersammler, der im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet wird. In der Ausführungsform, die in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst der Regenwassersammler 14 ein Dachwassermanagementsystem 16, das Wasser vom Dach des Kraftfahrzeuges in Abflussrohre 18 leitet, die zum Befördern des Regenwassers in einen Regenwasserbehälter 20 dienen, wo das Regenwasser zum Gebrauch gespeichert wird. Ein Wärmetauscher 22 ist bereitgestellt um das Regenwasser im Regenwasserbehälter 20 auf eine gewünschte Temperatur zu erhitzen. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet der Wärmetauscher 22 eine Abgasleitung 24, die sich durch den Regenwasserbehälter 20 erstreckt und einen Weg für den Durchlass von Abgasen vom Verbrennungsmotor 26 des Kraftfahrzeuges 10 bereitstellt.
Um Temperatursteuerung zu ermöglichen, kann das Regenwasseraufbereitungssystem 12 ferner eine Umgehungsleitung 28 und ein Umgehungsventil 30 beinhalten. Das Umgehungsventil 30 weist Folgendes auf: einen Abgaseinlass 32 auf, um Abgase vom Verbrennungsmotor 26 zu empfangen, einen ersten Auslass 34, der mit der Abgasleitung 24 des Wärmetauschers 22 verbunden ist, und einen zweiten Auslass 36, der mit der Umgehungsleitung 28 verbunden ist.
In einer möglichen Ausführungsform des Regenwasseraufbereitungssystems 12 ist das Umgehungsventil 30 temperaturempfindlich, um Abgase aus dem Verbrennungsmotor 26 des Kraftfahrzeuges 10 (1) in die Abgasleitung 24 des Wärmetauschers 22 zu leiten, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter 20 unter einer vorbestimmten Temperatur liegt, und (2) in die Umgehungsleitung 28 zu leiten, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter über einer vorbestimmten Temperatur liegt. Es versteht sich daher, dass das Umgehungsventil 30 wirksam ist, um das Regenwasser im Regenwasserbehälter 20 auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Wenn das Regenwasser im Regenwasserbehälter 20 unter der gewünschten Temperatur liegt, wird es durch das Durchlassen von heißen Abgasen durch die Abgasleitung 24 erhitzt. Im Gegensatz dazu werden die heißen Abgase des Verbrennungsmotors 26 über das Umgehungsventil 30 stromaufwärts des Regenwasserbehälters durch die Umgehungsleitung 28, die sich entfernt vom Regenwasserbehälter 20 befindet, geleitet, wenn sich das Regenwasser im Regenwasserbehälter 20 auf oder über der gewünschten Temperatur befindet.
Manche Ausführungsformen des Regenwasseraufbereitungssystems 12 beinhalten einen Regenwassertemperatursensor 38 zur Überwachung der Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter 20. Eine Steuerung 40 kann ebenfalls bereitgestellt sein. Die Steuerung 40 reagiert auf den Temperatursensor 38.
Die Steuerung 40 kann eine Rechenvorrichtung, wie etwa einen dedizierten Mikroprozessor oder eine elektronische Steuereinheit (ECU), umfassen, der/die in Übereinstimmung mit von geeigneter Steuersoftware bereitgestellten Anweisungen betrieben wird. Daher kann die Steuerung 40 einen oder mehrere Prozessoren, einen oder mehrere Speicher und eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen umfassen, die alle über einen Kommunikationsbus miteinander kommunizieren. Die Steuerung 40 kann ausgelegt sein, um den Betrieb des Umgehungsventils 30 als Reaktion auf den Regenwassertemperatursensor 38 in der vorstehend beschriebenen Weise zu steuern.
Wie ferner in den 1 und 2 dargestellt, kann das Regenwasseraufbereitungssystem 12 ebenfalls einen Regenwasserverteiler 42 beinhalten, der zum Beispiel einen Zapfen 44 beinhaltet. Der Zapfen 44 kann sich am Kraftfahrzeug 10 an einer leicht zugänglichen Stelle befinden. In einer möglichen Ausführungsform kann der Zapfen 44 hinter einer Zugangstür auf der hinteren Karosseriewandung oder Heckschürze des Kraftfahrzeuges 10 bereitgestellt werden. Zusätzlich kann das Regenwasseraufbereitungssystem 12 einen Wasserfilter 46 stromaufwärts des Zapfens 44 beinhalten, so dass das aus dem Regenwasserbehälter 20 verteilte Regenwasser vor Gebrauch filtriert werden kann.
Wie es sich versteht, ist das Regenwasseraufbereitungssystem 12 mit einem Verfahren zur Regenwasseraufbereitung verbunden, das folgende Schritte umfasst: (a) Sammeln von Regenwasser durch einen Regenwassersammler 14, der auf einem Kraftfahrzeug 10 bereitgestellt wird, (b) Speichern des gesammelten Regenwassers in einem Regenwassertank 20, der auf dem Kraftfahrzeug angebracht ist und (c) Erhitzen des Regenwassers, das in dem Regenwasserbehälter gespeichert wird, auf eine gewünschte oder vorbestimmte Temperatur. Die Temperatur kann vom Betreiber gewählt werden und durch den Betrieb der Steuerung 40, die das Öffnen und Schließen des Umgehungsventil 30 steuert, gehalten werden.
Wie obenstehend beschrieben kann das Verfahren ferner das Zirkulieren von heißen Abgasen eines Verbrennungsmotors 26 des Kraftfahrzeuges 10 durch den Wärmetauscher 22 beinhalten, um das Regenwasser, das im Regenwasserbehälter 20 gelagert wird, zu erhitzen. Ferner kann das Verfahren das Überwachen der Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter 20 durch einen Temperatursensor 38 beinhalten. Ferner kann das Verfahren über ein Umgehungsventil 30 das Leiten von heißen Abgasen durch die Abgasleitung 24 des Wärmetauschers 22 beinhalten, wenn das Erhitzen des Regenwassers im Regenwasserbehälter 20 erwünscht ist. Ferner kann das Verfahren über ein Umgehungsventil 30 das Leiten von heißen Abgasen durch die Umgehungsleitung 28 um den Wärmetauscher 22 und den Regenwasserbehälter 20 herum beinhalten, wenn das Regenwasser im Regenwasserbehälter über der vorbestimmten oder gewünschten Temperatur liegt. Einseitige Strömungssteuerungsventile 48, 50 können an den gezeigten Stellen bereitgestellt sein, um sicherzustellen, dass Abgase immer in die gewünschte Richtung fließen (siehe Aktionspfeile A und B in 2).
Noch ferner kann das Verfahren den Schritt des Verteilens des Regenwassers vom Regenwasserbehälter 20 durch den Regenwasserverteiler 42 beinhalten. Zusätzlich kann das Verfahren vor dem Verteilen den Schritt des Filtrierens des Regenwassers durch einen Filter 46 beinhalten.
Das Vorstehende wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt. Es erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit und soll die Ausführungsformen nicht auf die genaue offenbarte Form beschränken. Naheliegende Modifikationen und Variationen sind angesichts der vorstehenden Lehren möglich. Zum Beispiel beinhaltet die Ausführungsform des Regenwasseraufbereitungssystems 12, das in den Zeichnungsfiguren veranschaulicht und vorstehend beschrieben wurde, einen Wärmetauscher, um das Regenwasser mit den heißen Abgasen zu erhitzen, die vom Verbrennungsmotor des Fahrzeuges erzeugt wurden. Das Regenwasser könnte mit einem Wärmetauscher erhitzt werden, der eine Heizwendel, ein resistives Heizelement oder andere Mittel nutzt. Alle derartigen Modifikationen und Variationen liegen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche, wenn diese entsprechend der Breite ausgelegt werden, zu der sie nach Recht, Gesetz und Billigkeit berechtigt sind.

Claims

Regenwasseraufbereitungssystem für ein Kraftfahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Regenwassersammler; einen Regenwasserbehälter, der mit dem Regenwassersammler verbunden ist; und einen Wärmetauscher um Regenwasser im Regenwasserbehälter zu erhitzen.
Regenwasseraufbereitungssystem nach Anspruch 1, wobei der Wärmetauscher eine Abgasleitung beinhaltet.
Regenwasseraufbereitungssystem nach Anspruch 2, das ferner eine Umgehungsleitung beinhaltet.
Regenwasseraufbereitungssystem nach Anspruch 3, das ein Umgehungsventil beinhaltet, das einen Abgaseinlass, einen ersten Auslass, der mit der Abgasleitung des Wärmetauschers verbunden ist, und einen zweiten Auslass aufweist, der mit der Umgehungsleitung verbunden ist.
Regenwasseraufbereitungssystem nach Anspruch 4, wobei das Umgehungsventil temperaturempfindlich ist, um Abgase aus einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges (1) in die Abgasleitung des Wärmetauschers zu leiten, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter unter einer vorbestimmten Temperatur liegt, und (2) in die Umgehungsleitung stromaufwärts des Wärmetauschers zu leiten, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter über der vorbestimmten Temperatur liegt.
Regenwasseraufbereitungssystem nach Anspruch 5, das ferner einen Regenwasserverteiler beinhaltet.
Regenwasseraufbereitungssystem nach Anspruch 6, das ferner einen Wasserfilter stromaufwärts des Regenwasserverteilers beinhaltet.
Regenwasseraufbereitungssystem nach Anspruch 4, das ferner einen Regenwassertemperatursensor zur Überwachung der Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter beinhaltet.
Regenwasseraufbereitungssystem nach Anspruch 8, das ferner eine Steuerung beinhaltet, die konfiguriert ist, den Betrieb des Umgehungsventils als Reaktion auf den Regenwassertemperatursensor zu steuern, wobei Abgase aus einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges (1) in die Abgasleitung des Wärmetauschers geleitet werden, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter unter einer vorbestimmten Temperatur liegt, und (2) in die Umgehungsleitung stromaufwärts des Wärmetauschers, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter über der vorbestimmten Temperatur liegt.
Verfahren zur Regenwasseraufbereitung, das Folgendes umfasst: Sammeln von Regenwasser durch einen Regenwassersammler, der auf einem Kraftfahrzeug bereitgestellt ist; Speichern von Regenwasser in einem Regenwasserbehälter, der auf dem Kraftfahrzeug angebracht ist; und Erhitzen des Regenwassers, das im Regenwasserbehälter gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Zirkulieren von heißen Abgasen eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges durch einen Wärmetauscher beinhaltet, um das Regenwasser, das im Regenwasserbehälter gelagert wird, zu erhitzen.
Verfahren nach Anspruch 11, das das Überwachen der Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, das über ein Umgehungsventil das Leiten von heißen Abgasen durch eine Umgehungsleitung um den Wärmetauscher herum beinhaltet, wenn die Temperatur des Regenwassers im Regenwasserbehälter über einer vorbestimmten Temperatur liegt.
Verfahren nach Anspruch 13, das das Verteilen von Regenwasser aus dem Regenwasserbehälter beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 14, das vor dem Verteilen das Filtrieren des Regenwassers durch einen Filter beinhaltet.