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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abfallbehandlung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung von Abfällen, die insbesondere für die Verwendung in den Bereichen Schifffahrt, Krankenhaus und Industrie geeignet ist.
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Zum Beispiel fallen auf Kreuzfahrtschiffen und Langstrecken-Handelsschiffen tonnenweise Abfälle an, die zwingend in Einhaltung der hygienischen Sicherheitsvorschriften verstaut und anschließend nach der Ankunft im Hafen auf öffentliche Deponien verbracht werden müssen.
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Umso größer das Abfallvolumen ist, desto größer ist selbstverständlich der Platzbedarf zum Stauen der Abfälle.
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Deshalb ist es grundsätzlich wichtig, das Abfallvolumen auf das mögliche Minimum zu reduzieren.
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Bekannt sind Vorrichtungen zur Abfallbehandlung, die Vorrichtungen zum Zerkleinern umfassen, die so konfiguriert sind, dass die behandelten Abfälle zerkleinert werden.
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Die beim Stand der Technik bekannten Vorrichtungen sind jedoch nicht geeignet, um die Abfälle in ausreichendem Maße zu zerkleinern und sie in ausreichendem Maße homogen und folglich einfach aufbereitbar zu machen.
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Gemäß diesen Zielsetzungen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zur Abfallbehandlung, die Folgendes umfasst:
- – ein Gehäuse, das eine Behandlungskammer definiert und eine bestimmte zu behandelnde Abfallmenge aufnehmen kann;
- – eine Klinge im Inneren der Abfallbehandlungskammer, die sich um eine Drehachse drehen kann;
- – wobei die Klinge mit mehreren scharfen und/oder spitzen Vorsprüngen versehen ist.
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Dank der scharfen und/oder spitzen Vorsprünge der Klinge kann die erfindungsgemäße Vorrichtung die in der Behandlungskammer befindlichen Abfälle fein zerkleinern.
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Außerdem führt das Vorhandensein der Vorsprünge während des Zerkleinerns zu einer Erwärmung der Abfälle. Während des Zerkleinerns werden die Abfälle somit durch die Reibungskräfte auch erwärmt.
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Schließlich ermöglichen die scharfen und/oder spitzen Vorsprünge auch ein Zerkleinern von Gewebeabfällen, ohne dass sich die Fasern um die Klinge schlingen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abfallbehandlung;
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2 eine schematisches Draufsicht eines ersten Details der Abfallbehandlungsvorrichtung von 1, wobei der Klarheit halber Teile weggelassen wurden;
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3 eine schematische Seitenansicht eines zweiten Details der Abfallbehandlungsvorrichtung von 1, wobei der Klarheit halber Teile weggelassen wurden.
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In 1 ist mit Bezugsziffer 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abfallbehandlung bezeichnet.
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Die Vorrichtung 1 umfasst ein hohles Gehäuse 2, das eine Abfallbehandlungskammer 4 definiert, der die zu behandelnden Abfälle zugeführt werden, eine Zerkleinerungsvorrichtung 5, einen Abfallabfuhrkreislauf 6, einen Kreislauf zur Dampfzuführung 7, einen Luftabzugskreislauf 8, eine Vorrichtung 9 zum Beheizen der Kammer und eine Steuervorrichtung 10.
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Das Gehäuse 2 ist so ausgebildet, dass eine im Wesentlichen zylindrische Aufbereitungskammer 4 mit kreisförmigem Grundriss definiert wird, sodass keine Kanten vorhanden sind, an denen sich Abfall ansammeln kann.
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Das Gehäuse 2 besitzt einen Einlass 12 sowie einen Auslass 13.
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Der Einlass 12 ist vorzugsweise im oberen Teil des Gehäuses 2 angeordnet und vorzugsweise mit einer Einlassregulierung 15 versehen, mit welcher die der Abfallbehandlungskammer 4 zugeführte Abfallmenge reguliert werden kann.
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Eine nicht dargestellte Variante sieht vor, dass der Einlass 12 mit einer automatisierten Vorrichtung für die Zuführung der Abfälle gekoppelt ist. Vorzugsweise umfasst die Abfallzuführvorrichtung eine angetriebene Förderschnecke, die zum Beispiel mit einem Abfallsammelbehälter gekoppelt werden kann.
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Der Auslass 13 ist mit dem Abfallabfuhrkreislauf 6 verbunden, der – wie im Einzelnen im Weiteren zu sehen sein wird – eine Auslassregulierung 16 umfasst, mit der die Menge der abgeführten Abfälle reguliert werden kann. Vorzugsweise ist der Auslass 13 an einem Boden 18 des Gehäuses 2 angeordnet.
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Eine nicht dargestellte Variante sieht vor, dass der Auslass 13 an einer Seitenwand 17 des Gehäuses 2 in der Nähe des Bodens 18 des Gehäuses 2 angeordnet ist.
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Die Einlassregulierung 15 und die Auslassregulierung 16 werden – wie im Folgenden zu sehen sein wird – von der Steuervorrichtung 10 gesteuert.
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Die Zerkleinerungsvorrichtung 5 umfasst eine rotierende Klinge 20, die in der Nähe des Bodens 18 des Gehäuses 2 angeordnet ist und von einem Motor 21 mit einer Welle 22, die sich entlang einer Längsachse A erstreckt, angetrieben wird.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Motor 21 um einen Motor für beide Drehrichtungen, damit sich die rotierende Klinge 20 um die Achse A wahlweise in die eine oder in die entgegengesetzte Richtung drehen kann.
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Vorzugsweise wird die rotierende Klinge 20 mit einer Drehzahl zwischen 0 und 2.500 Umdrehungen/min gedreht.
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Vorzugsweise wird die Drehgeschwindigkeit der rotierenden Klinge 20 entsprechend einem vorher eingegebenen Programm geregelt.
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Vorzugsweise ist die rotierende Klinge 20 mindestens ca. 25 mm vom Boden 18 entfernt angeordnet.
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Bezug nehmend auf 2 umfasst die rotierende Klinge 20 eine Platte 23 mit einem Mittelloch 24, die auf eine (in 1 sichtbare) Welle 22 des Motors 21 gepresst und/oder in Eingriff gebracht ist.
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Die Platte 23 besitzt eine (in 1 sichtbare) Unterseite 26, die im Betrieb dem Boden 18 des Gehäuses 2 gegenüberliegt, eine der Unterseite 26 gegenüberliegende Oberseite 27 und einen zwischen der Unterseite 26 und der Oberseite 27 angeordneten Außenrand 28.
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Vorzugsweise hat die Platte 23 eine Dicke zwischen ca. 20 mm und 30 mm, vorzugsweise von ca. 25 mm.
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Vorzugsweise hat die Platte 23 ein Mittelteil 30 mit dem Mittelloch 24 und zwei Flügel 31, die sich vom Mittelteil 30 ausgehend entlang einer Längsachse B erstrecken und symmetrisch zum Mittelteil und der Mittelbohrung 24 sind.
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Die Achse B steht vorzugsweise senkrecht zur Achse A.
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Jeder Flügel 31 umfasst einen Hauptabschnitt 32, der sich vom Mittelteil 30 aus erstreckt und im Wesentlichen rechteckig ist, sowie ein Endstück 33, das im Wesentlichen schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist.
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Vorzugsweise weist der Außenrand 28 mindestens einen schneidenden Abschnitt 35 auf.
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Im hier beschriebenen und dargestellten, nicht einschränkenden Beispiel weist der Außenrand 28 zwei schneidende Abschnitte 35 auf, die jeweils an einem jeweiligen Hauptabschnitt 32 des Flügels 31 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die schneidenden Abschnitte 35 auf ein und derselben Seite der Platte 23 angeordnet.
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Die schneidenden Abschnitte 35 sind vorzugsweise keilförmig, um eine Schneidekante zu definieren.
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Vorzugsweise ist die Platte 23 aus Stahl.
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Die rotierende Klinge 20 umfasst außerdem eine Vielzahl von spitzen und/oder scharfen Zähnen 40, die auf der Oberseite 27 der Flügel 31 angeordnet sind.
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Die Zähne 40 sind in entsprechenden, in den beigefügten Figuren nicht sichtbaren, ausgenommenen Sitzen in der Platte 23 auf der Oberseite 27 befestigt.
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Bei den Sitzen handelt es sich um Gewindesitze, sodass die Zähne 40 durch einfaches Einschrauben an der Platte 23 befestigt werden können.
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Auf diese Weise können beschädigte oder verschlissene Zähne 40 einfach und schnell ausgewechselt werden.
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Im hier beschriebenen und dargestellten, nicht einschränkenden Beispiel sind es sechzehn Zähne 40, die in zwei Gruppen zu je acht aufgeteilt sind. Jede Gruppe der Zähne 40 ist entlang des Hauptabschnittes 32 eines jeweiligen Flügels 31 angeordnet.
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Vorzugsweise sind die Zähne 40 jeder Gruppe in zwei parallelen Reihen angeordnet.
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Vorzugsweise sind die Reihen der Zähne 40 parallel zur Längsachse B angeordnet. Bezug nehmend auf 3 besitzt jeder Zahn 40 einen Mittelsockel 42, von dem an gegenüberliegenden Seiten ein Verbindungsteil 43 ausgeht, das über ein Gewinde verfügt und im entsprechenden Sitz eingeschraubt werden kann, sowie ein spitz ausgebildetes Funktionsteil 44.
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Vorzugsweise hat das Funktionsteil 44 die Form einer Pyramide. Vorzugsweise hat das Funktionsteil 44 die Form einer Pyramide mit sechskantiger Grundfläche.
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Die Zähne 40 sind vorzugsweise aus gesintertem Stahl oder einem hochfesten Werkstoff.
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Eine nicht dargestellte Variante sieht vor, dass die Zähne 40 auch an der Unterseite 26 der Flügel 31 angeordnet sind.
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Auf diese Weise werden auch die im Wesentlichen zwischen der rotierenden Klinge 20 und dem Boden 18 des Gehäuses 2 befindlichen Abfälle besser zerkleinert und stärker erhitzt.
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Eine weitere nicht dargestellte Variante sieht vor, dass die Zähne auch am Boden 18 des Gehäuses 2 angeordnet sind.
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Bezug nehmend auf 1 steht der Abfallabfuhrkreislauf 6 über den Auslass 13 mit der Abfallbehandlungskammer 4 in Verbindung.
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Vorzugsweise ist der Abfallabfuhrkreislauf 6 mit einer (in den beigefügten Figuren nicht dargestellten) Verpackungs- oder Verdichtungsvorrichtung verbunden.
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Im Einzelnen umfasst der Abfallabfuhrkreislauf 6 die Auslassregulierung 16 sowie eine mit dem Gehäuse 2 gekoppelte und mit dem Auslass 13 verbundene Abfuhrvorrichtung 45.
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Vorzugsweise ist die Auslassregulierung 16 eine (in den beigefügten Figuren nicht dargestellte) Scheibe, die zwischen einer geöffneten Stellung, in der der Auslass 13 frei ist und die behandelten Abfälle abgeführt werden können, und einer geschlossenen Stellung, in der die Scheibe den Auslass 13 verschließt und die Abfälle im Innern der Abfallbehandlungskammer 4 gehalten werden, bewegt werden kann.
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Eine nicht dargestellte Variante sieht vor, dass die Auslassregulierung so konfiguriert ist, dass der Auslass 13 teilweise und kontrolliert geöffnet wird.
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Eine weitere nicht dargestellte Variante sieht vor, dass die Auslassregulierung 16 durch zwei sich teilweise überlappende Scheiben definiert ist, die beim Drehen zwei Öffnungen definieren, durch welche die Abfälle ausgebracht werden.
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Vorzugsweise ist die Abfuhrvorrichtung 45 so konfiguriert, um die Abfälle automatisch abzuführen und zu fördern.
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Im hier beschriebenen und dargestellten, nicht einschränkenden Beispiel umfasst die Abfuhrvorrichtung 45 einen von einem Motor 47a angetriebenen Schneckenförderer 46.
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Der Schneckenförderer 46 ist durch ein Rohr 47b definiert, in dem sich eine (in den beigefügten Figuren nicht dargestellte) Schnecke dreht, die vom Motor 47a angetrieben wird.
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Vorzugsweise kann der Schneckenförderer 46 den Abtransport der Abfälle aus dem Auslass 13 erleichtern. Auf diese Weise können Verstopfungen am Boden 18 des Gehäuses 2 oder am Auslass 13 vermieden werden, die normalerweise einen manuellen Eingriff erfordern würden.
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Außerdem ermöglicht es der Schneckenförderer 46, die austretenden Abfälle direkt und vollautomatisch an einen definierten Ort (zum Beispiel in die oben genannte Verpackungs- oder Verdichtungsvorrichtung) zu transportieren.
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Dank der Abfuhrvorrichtung 45 kann außerdem die Menge der abtransportierten behandelten Abfälle besser kontrolliert werden.
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Eine nicht dargestellte Variante sieht vor, dass der Abfallabfuhrkreislauf 6 die Auslassregulierung 16 und eine mit dem Gehäuse 2 gekoppelte und mit einem Auslass 13 in der Seitenwand 17 des Gehäuses 2 verbundene Auslassleitung umfasst. Bei dieser Lösung werden die Abfälle durch die Zentrifugalkraft, die durch die Drehung der rotierenden Klinge 20 verursacht wird, zum Auslass 13 geschoben. Der Dampfzuführungskreislauf 7 steht mit der Behandlungskammer 4, mit einem Wassertank 48 und einer Wasserbehandlungsvorrichtung 50 in Verbindung.
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Im Einzelnen umfasst der Dampfzuführungskreislauf 7 einen Kessel 51 zur Dampferzeugung, eine Hauptleitung 52, die den Kessel 51 mit der Behandlungskammer 4 verbindet, einen ersten Zweig 55, der den Wassertank 48 mit dem Kessel 51 verbindet, und einen zweiten Zweig 56, der die Wasserbehandlungsvorrichtung 50 mit dem Kessel 51 verbindet.
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Die Hauptleitung 52 mündet vorzugsweise in einen oberen Abschnitt der Behandlungskammer 4.
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Vorzugsweise ist das Ende der Hauptleitung 52, das in die Behandlungskammer 4 mündet, mit (in den beigefügten Figuren nicht sichtbaren) Vernebelungsdüsen versehen.
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Der Dampfzuführungskreislauf 7 umfasst außerdem ein erstes Regelventil 58 im ersten Zweig 55, ein zweites Regelventil 59 im zweiten Zweig 56 und ein drittes Regelventil 60 in der Hauptleitung 52.
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Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung 10 so konfiguriert, damit das erste Regelventil 58 und das zweite Regelventil 59 so geregelt werden, dass die Dampfmenge in die Abfallbehandlungskammer 4 geleitet wird, die notwenig ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.
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Das dritte Regelventil 60 reguliert das Öffnen oder Schließen des Dampfzuführungskreislaufs 7 und wird ebenfalls vorzugsweise von der Steuervorrichtung 10 gesteuert, die das Ventil in den Behandlungsphasen aktiviert, in denen in der Abfallbehandlungskammer 4 Dampf erforderlich ist.
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Der Luftabzugskreislauf 8 umfasst eine Abzugsleitung 63, deren eines Ende 64 mit der Abfallbehandlungskammer 4 und deren anderes Ende 65 mit der Wasserbehandlungsvorrichtung 50 verbunden ist. In der Luftabzugsleitung 63 ist eine Vakuumpumpe 66 angeordnet, die die Luft aus der Abfallbehandlungskammer 4 ansaugen kann und die Luft in die Wasserbehandlungsvorrichtung 50 leitet.
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Vorzugsweise wird als Vakuumpumpe 66 eine Flüssigkeitsringpumpe verwendet, die einen kontinuierlichen Wasserzulauf erfordert. Aus diesem Grund ist die Vakuumpumpe 66 an die Wasserbehandlungsvorrichtung 50 angeschlossen.
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Die Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe 66 kann vorteilhafterweise ohne den Einsatz eines zwischengeschalteten Kondensators große Mengen mit Dampf gemischter Luft fördern. Bei dieser Pumpenart führt das Wasser, das stetig vom Verbindungskanal (entweder für die Erneuerung des Flüssigkeitsrings oder für die Kühlung) geliefert wird, zur Kondensation der geförderten Dämpfe.
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Die angesaugte Luft und der kondensierte Dampf werden zur Wasserbehandlungsvorrichtung 50 geleitet, die so konfiguriert ist, dass Luft/nicht umweltschädliches Gas in die Atmosphäre abgelassen wird und der flüssige Anteil des Gemisches am Eingang der Wasserbehandlungsvorrichtung 50 wieder aufgefangen und in den Dampfzuführungskreislauf 7 und/oder zur Vakuumpumpe 66 geleitet wird.
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Eine nicht dargestellte Variante der Wasserbehandlungsvorrichtung sieht vor, dass die Wasserbehandlungsvorrichtung 50 mit einem System zur Entsorgung der eventuell im Eingangsgemisch vorhandenen Partikel ausgestattet ist.
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Die Heizvorrichtung 9 ist zur Erhitzung des Inneren der Abfallbehandlungskammer 4 konfiguriert.
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Im hier beschriebenen und dargestellten, nicht einschränkenden Beispiel umfasst die Heizvorrichtung 9 eine Mikrowellenquelle 68, um im Innern der Behandlungskammer 4 eine einheitliche Temperatur zu schaffen, sowie ein Bündel 69 von Widerständen, die elektrisch gespeist werden und um das Gehäuse 2 herum und außen am Gehäuse 2 angeordnet sind
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Im Betrieb werden die Abfälle der Behandlungskammer 4 zugeführt, wo sie von der Zerkleinerungsvorrichtung 5 zerkleinert werden.
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Während des Zerkleinerns wird die Kammer 4 von der Heizvorrichtung 9 beheizt und über den Dampfzuführungskreislauf 7 wird Dampf zugeführt.
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Durch die Reibung und die Wirkung der Heizvorrichtung 9 wird die Temperatur der Abfälle auf diese Weise auf einen gewünschten Wert erhöht.
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Wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist, wird der Luftabzugskreislauf 8 eingeschaltet, um den zerkleinerten und erhitzten Abfällen Feuchtigkeit zu entziehen.
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Vorzugsweise ist in der Behandlungskammer 4 ein (in den beigefügten Figuren nicht dargestellter) Temperaturfühler angeordnet, der konfiguriert ist, um die Temperatur in der Behandlungskammer 4 zu messen und den Messwert an die Steuervorrichtung 10 weiterzuleiten, die den Luftabzugskreislauf 8 einschaltet, wenn der Messwert mit dem gewünschten Temperaturwert übereinstimmt.
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Der gewünschte Temperaturwert hängt von der Art der Behandlung ab, die durchgeführt werden soll. Wenn eine Desinfektion für notwendig erachtet wird, bei der nur die pathogenen Mikroorganismen zerstört werden sollen, muss der Temperaturgrenzwert über 100°C liegen und dieser Grenzwert muss für einen vorgegebenen Zeitraum beibehalten werden.
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Wenn jedoch eine Sterilisierung, bei der die sporenbildenden und nicht sporenbildenden Mikroorganismen unschädlich gemacht werden, für angemessen betrachtet wird, muss der Temperaturgrenzwert über 120°C liegen.
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Nach Abschluss der Absaugphase werden die behandelten Abfälle über den Abfallabfuhrkreislauf 6 abgeführt.
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Schließlich ist offensichtlich, dass bezüglich der hier beschriebenen Vorrichtung Änderungen und Varianten möglich sind, ohne dadurch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche zu verlassen.
