DE2300773A1

DE2300773A1 - Verfahren zur beseitigung von fluessigen und organischen abfallstoffen und vorrichtung zu dessen durchfuehrung

Info

Publication number: DE2300773A1
Application number: DE2300773A
Authority: DE
Inventors: John Adolph Hoffman; Charles Lee Sargent
Original assignee: THERMASAN CORP
Current assignee: THERMASAN CORP
Priority date: 1972-01-13
Filing date: 1973-01-08
Publication date: 1973-07-19
Also published as: CA961205A; AU4870272A; IT973868B; ZA728715B; FR2167509A5; GB1409881A; JPS4881220A; US3731490A

Description

OR.-INQ. DlPU-INe. *.. SC. PTU-PH¹¹S₁DP. OIPL.-PMYS. HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Thermasan Corporation

161 Enterprise Drive, P.O. Box 1940 Ann Arbor, Michigan 48 106, USA

Verfahren zur Beseitigung von flüssigen und organischen Abfallstoffen und Vorrichtung zu dessen Durchführung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von flüssigen und organischen Abfallstoffen durch das Auspuffsystem einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise bei Menschen befördernden Einrichtungen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verbesserungen bei solchen Abfallbeseitigungssystemen und stellt in diesem Zusammenhang eine Ergänzung und gleichzeitig Verbesserung eines Abfallbeseitigungssystems dar, welches genauer beschrieben ist in der DT-Patentanmeldung P 22 54 004.

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Insbesondere bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren und seine Vorrichtung auf ein System zur gleichzeitigen Beseitigung menschlicher, von einer Toilette stammenden Abfällen und von Abfallstoffen, die von Waschbecken, Ausgußschalen und dergl. stammen.

Ein solches Abfallsystem ist besonders geeignet zur Verwendung bei der Erholung dienenden Fahrzeugen, Autobussen, Kraftfahrzeugen, Motorheimen, sogen. Trailern, Booten und-verschiedenen anderen Arten von Fahrzeugen, die für die menschliche Beförderung geeignet sind, obwohl die Erfindung selbstverständlich hierauf nicht beschränkt ist. Die Beseitigung von Abfall entsprechend den erfindungsgemäßen Merkmalen ist auch bei häuslichen Einrichtungen möglich, wo übliche Abfall- und Abwassersysteme nicht verfügbar sind.

Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung liegt bei einer menschlichen Erholung dienenden Fahrzeugen, die über Brennkraftmaschinen verfügen, also Otto-Motoren und dergl., obwohl es sich versteht, daß die Erfindung auch größeren Anwendungsbereichen zugeführt werden kann und auch in Verbindung mit Kraftstoff verbrennenden Maschinen und Motoren verwendet werden kann, die einen Vortrieb dienen, aber auch mit Kraftstoff verbrauchenden Maschinen, die Teil stationärer Einrichtungen sind. Bei sämtlichen dieser Anwendungsfällen, sei es daß es sich bei der Maschine um einen Benzin-, Dieselmotor oder eine Turbine handelt, werden die flüssigen und organischen Abfallstoffe und Materialien in das Auspuffsystem des Motors eingebracht.

Bei der Anwendung von in dem Auspuffsystem eines Kraftfahrzeugs befindlichen heißen Abgasen zur Beseitigung von Abfällen sind seit kürzerer Zeit beträchtliche Fortschritte erzielt worden,

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dabei sei in diesem Zusammenhang nochmals verwiesen auf die weiter vorn schon erwähnte deutsche Patentanmeldung, die einer noch schwebenden US-Patentanmeldung mit der Serial-No. 206 711 entspricht.

Bei den zahlreichen Ausführungsbeispielen der in dieser Patentanmeldung beschriebenen Erfindung werden Abfallstoffe von einem Aufnahmetank direkt in die heißen Auspuffgase einer Brennkraftmaschine eingeführt. Regelanordnungen sind in diesem Zusammenhang vorgesehen, derart, daß die Abfallstoffe und Materialien nur unter bestimmten vorgeschriebenen Arbeitsbedingungen des Kraftfahrzeugs und der Brennkraftmaschine in die Auspuffgase eingeführt werden. Die Förderrate, mit welchen die Abfallmaterialien in die Auspuffgase eingeführt werden, ist auf Werte begrenzt, die sicherstellen, daß eine vollständige Zerstörung der in den Abfallstoffen enthaltenen Bakterien und auch eine Beseitigung der Gerüche garantiert ist und daß die Flüssigkeiten hierbei in überhitzten Dampf umgewandelt werden. Bei Systemen dieser Art ist die Beseitigung des von der Toilette stammenden Abfalls

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der beherrschende Faktor, so daß bei der Beseitigung anderer, eine flüssige Form aufweisenden Abfallstoffe mit wirksamer Förderrate auf Schwierigkeiten stößt. So ist es erforderlich, daß Flüssigkeiten von den Waschbecken und dergl., die von organischen Abfallmaterialien relativ frei sein dürften, bei den Systemen bekannter Art mit der gleichen Förderrate in das Auspuffsystem eingeführt werden müssen, die für die von der Toilette stammenden Abfallmaterialien und Abfallstoffe vorgeschrieben ist. Bei dem NichtVorhandensein von irgendwelchen, auf die Toilette zurückzuführenden Abfallstoffe, können jedoch die Abfallmaterialien aus einem Waschbecken mit Sicherheit und ohne Gefahr mit einer wesentlich größeren Förderrate durch das Auspuffsystem geleitet werden, nachteilig ist daher bei bekannten Systemen,

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daß es ihnen an angemessenen Mitteln mangelt, die eine wirksame Beseitigung von Abfallstoffen dieser Art ermöglichen, so daß sieh insgesamt bei bekannten Systemen der Nachteil ergibt, daß bei häufiger Benutzung des Waschbeckens unter Umständen sogar Verstopfungen zu befürchten sind, weil das gesamte System auf die Beseitigung von Toilettenabfällen abgestellt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,hier für Abhilfe zu sorgen und ein Verfahren zur Beseitigung von flüssigen und organischen Abfallstoffen der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei welcher diese Nachteile nicht mehr auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Verfahren der eingangs genannten Art und besteht erfindungsgemäß darin, daß Abfallstoffe von Toiletten und Waschbecken oder dergl. in getrennten Aufnahmebehältern gesammelt und ausgewählte, sich auf die Brennkraftmaschine beziehende Zustände abgetastet werden und daß die Toiletten- und Waschbeckenabfallstoffe mit unterschiedlichen, jedoch gesteuerten Förderraten dann in das Auspuff system eingeführt werden, wenn sich die Zustände der Brennkraftmaschine innerhalb vorgewählter Bereiche befinden.

Im Vergleich mit bekannten Anordungen, bei denen die Nachteile bestehen, daß wie erwähnt relativ große Volumenanteile von Abfallstoffen, wie beispielsweise aus Waschbecken, Ausgußschalen und dergl. stammendes Wasser beseitigt werden müssen, was nicht wirksam genug durchgeführt werden kann, sieht die Erfindung getrennte Aufnahmebehälter oder Tanks vor, die getrennt Abfallmaterialien jeweils einmal von der Toilette und zum anderen von solchen Einrichtungen wie Waschbecken oder dergl. stammende Abfallstoffe aufnehmen können. Die in den beiden Aufnahmetanks enthaltende Abfallstoffe werden dann dem Auspuffsystem mit unter-

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schiedlichen Förderraten zugeführt, so daß die begrenzte Förderrate, mit welcher Abfallmaterialien von dem ersten Aufnahmetank (der Toilette zugeordnet) dem System zugeführt werden, nicht unzumutbar die Förderrate einschränken, mit welcher von dem zweiten Aufnahmetank für Waschbecken und dergl. stammende Abfallstoffe dem Auspuffsystem zugeführt werden.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beseitigung von Abfallstoffen geht dabei aus von einer Vorrichtung zur Beseitigung von Abfallstoffen in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine, wobei die Abfälle in die heißen Abgase des Auspuffsystems einführbar sind. Diese Vorrichtung besteht erfindungsgemäß darin, daß ein erster Aufnahmetank für die Aufnahme von aus einer Toilette stammenden Abfallstoffen und ein zweiter Aufnähmetank für die Aufnahme von von Waschbecken oder ähnlichen Anordnungen stammende Abfallstoffe vorgesehen sind, mit einer Leitungsanordnung, die mit jedem der Aufnahmetanks und dem Auspuffsystem in Verbindung steht, daß in den Verbindungsleitungen^zuSinpumpen von Abfallstoffen jeweils aus dem ersten Aufnahmetank bzw. aus dem zweiten Aufnahmetank in das Auspuffrohr eine erste und eine zweite Dosierpumpe vorgesehen sind und daß den Dosierpumpen auf die Zustände im Betrieb der Brennkraftmaschine und des Auspuffsystems ansprechende Regelanordnungen zugeordnet sind, die die Dosierpumpen gleichzeitig mit ausgewählten Förderraten bei Vorliegen der Brennkraftmaschinendaten innerhalb vorgewählter Bereiche betreiben.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die von den Waschbecken, Ausgußschalen und dergl. stanmende Abfallstoffen, bei denen es sich im wesentlichen um Abwasser handelt, mit etwa zehnmal größerer Förderrate dem Auspuffsystem zugeführt als die Toilettenabfallstoffe.

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Ein Vorteil der Erfindung ist daher darin zu sehen, daß in wirksamer Weise über flüssige und organische Abfallmaterialien und deren Beseitigung verfügt wird, wobei größere Flüssigkeitsanteile, die relativ frei von organischen Bestandteilen sind, mit hoher Geschwindigkeit aus dem System entfernt werden.

Heitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der UnteranSprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung und teilweise im Ausschnitt ein Kraftfahrzeug mit der Anordnung des Abfallbeseitigungssystems,

Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem beide Dosierpumpen für die unterschiedlichen Abfallarten von einem Motor angetrieben sind.

Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung genauer eingegangen wird, sei darauf hingewiesen, daß selbstverständlich auch Abänderungen und Modifikationen der dargestellten Teile und Elemente, auch in ihrer Zuordnung zueinander möglich sind,ohne daß der erfindungsgemäße Rahmen verlassen wird, das gleiche trifft für äquivalente Anordnungen und Teilelemente zu. Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt das Kraftfahrzeug 10 ein Abfallbeseitigungssystem 12 und ist mit einer üblichen Brennkraftmaschine 14 mit zugeordnetem Auspuffrohr 16 ausgerüstet, das Auspuffrohr 16 ist dabei Teil des ge-

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samten Auspuffsystems des Motors 14. Das Abfallbeseitigungssystem 12 umfaßt einen ersten Aufnahmetank 18 für Abfall, und z*'ar für Abfall, der diesen Aufnahmetank 18 über eine Einlaßleitung 20 von einer Toilette zugeführt wird, weiterhin ist ein zweiter Aufnahmetank 22 für Abfall vorgesehen, dem jedoch Abfallmaterial von Ausgußschalen, Waschbecken oder ähnlichen Anordnungen über eine Einlaßleitung 34 zugeführt wird. Dabei steht eine Leitungsanordnung 26 mit jedem der beiden Aufnahmetanks 18 und und mit dem Auspuffrohr 16 des Kraftfahrzeugs in Verbindung. In die Leitungsanordnung 26 ist eine erste Dosierpumpe 28 zum Einpumpen von Abfallmaterialien aus dem ersten Aufnahmetank 18 in die heißen Abgase des Auspuffsystems vorgesehen sowie eine zweite Dosierpumpe 30, die Abfallmaterialien aus dem zweiten Aufnahmetank 22 in die Abgase des Auspuffsystems einpumpt. Dabei teilt sich die Leitungsanordnung 26 und verfügt über eine Teilleitung 32, die in Verbindung steht mit dem ersten Äufnahmetank 18_/ und über eine zweite Teilleitung 34 in Verbindung mit dem zweiten Aufnahmetank 22. Die Teilleitungen 32 und 34 vereiniger, sich stromabwärts der beiden Dosierpumpen 28 und 30, bevor sie das Auspuffrohr 16 erreichen, so daß die von den Pumpen 28 und geförderten Materialien gemischt werden und sich zusammen an einer einzigen Auslaßstelle der Leitunganordnung 26 in das Auspuffrohr 16 ergießen. Zum Antrieb jeder der Dosierpumpen 28 und 30 sind geeignete Antriebsmittel, d.h. Motoren vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden für diesen Zweck Elektromotoren 38 und 40 verwendet. Wie weiter vorn schon erwähnt, ist es erwünscht, daß die Dosierpumpe 30 das Abfallmaterial dem Auspuffsystem in wesentlich größeren Anteilvolumina zuführt als die Dosierpumpe 28. Zu diesem Zweck können verschiedene Maßnahmen getroffen werden. Es hat sich herausgestellt, daß beste Resultate dann erzielt werden, wenn die Dosierpumpe 30 eine etwa zehnmal größere Kapazität als die Dosierpumpe 28 aufweist. Verfügen die Motoren 38 und 40 über die

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Regeleinrichtungen zum Betrieb der Dosierpumpen 28 und 3O sind vorgesehen und entsprechen im wesentlichen den Anordnungen der weiter vorn schon erwähnten deutschen Patentanmeldung, so daß für genauere Einzelheiten auf diese Bezug genommen wird. Kurz gesagt, umfassen die Pumpenregelanordnungen der vorliegenden Erfindung ein Reglergehäuse 44, ein die Geschwindigkeit abtastendes Element mit Schalter 46, ein die Temperatur abtastendes Element 48, bei welchem es sich um einen Vakuumschalter in der Einlaßverteilerleitung des Motors handelt, wobei das Ausmaß des Vakuums die Belastung des Motors und damit auch die Temperatur und das Volumen der Auspuffgase in dem Auspuffrohr 16 angibt. Die beiden Abtastelemente (Sensoren) sind elektrisch in Reihe mit dem Reglergehäuse 34 geschaltet, so daß bis zu dem Zeitraum, an welchem die Abtastelemente anzeigen, daß die erforderlichen Zustände vorliegen, das Reglergehäuse den die Elektromotoren 38 und 40 mit Strom versorgenden Schaltkreis unterbrochen hältidieser Schaltkreis ist nicht im einzelnen dargestellt).

Für genauere Angaben mit Bezug auf das Reglersystem sei nochmals auf die schon erwähnte deutsche Patentanmeldung verwiesen, das gleiche trifft zu hinsichtlich der Auslaßstelle 36, durch welche das Abfallmaterial in das Auspuffrohr 16 eingebracht wird.

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Gemäß der soeben gemachten Ausführungen versteht es sich, daß die Erfindung nach Aufbau und Verfahren darin besteht, für die Beseitigung von flüssigen und organischen Abfallmaterialien und -stoffen durch das Auspuffsystem einer Brennkraftmaschine 14 die Abfälle zunächst in getrennte Aufnahmebehälters 18 und 22 von einmal der Toilette und zum anderen von Waschbecken, Abfallbasinsund dergl. zu sammeln und danach, wenn von den Sensoren 46 und 48 die ausgewählten, sich auf den Motor beziehenden Bedingungen festgestellt worden sind, die Dosierpumpen 28 und 30 zu veranlassen, gleichzeitig mit unterschiedlichen, jedoch ausgewählten und gesteuerten Speisungsraten einmal den Toiletten- und zum anderen den Waschbeckenabfall in das Auspuffsystem einzuführen.

In Fig. 2 ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei_/wie gezeigt,zum gleichzeitigen Betrieb der beiden Dosierpumpen 28 und 30 ein einziger Elektromotor 50 verwendet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die Dosierpumpe 28 ein Getriebe, welches es ermöglicht, daß das von dieser Dosierpumpe geförderte, der Toilette zuzuordnende Material mit einem Zehntel der Förderrate der Dosierpumpe 30 in das AuspufjEsystem eingemessen wird. Als Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist anzusehen, daß zum Betrieb des dualen Systems lediglich ein Elektromotor benötigt wird.

Bei beiden dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen setzt entweder die Dosierpumpe 28 oder die Dosierpumpe 30 ihren Pumpvorgang und das Einführen von Abfallmaterial aus den zugeordneten Aufnahmetanks kontinuierlich fort, wenn die von den beiden Sensoren 46 und 48 abgetasteten vorgeschriebenen Zustände erfüllt sind, auch wenn jeweils die andere Dosierpumpe 28 oder 30 sich freidreht und keine Förderleistung durchführt, weil der ihr zugeordnete Aufnahmetank leer ist.

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Claims

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Patentansprüche :

1.J Verfahren zur Beseitigung von flüssigen und organischen Abfallstoffen durch das Auspuffsystem einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise bei fahrbaren Toiletten und Waschbecken in Menschen befördernden Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe von Toiletten und Waschbecken oder dergl. in getrennten Aufnahmebehältern gesammelt und ausgewählte, sich auf die Brennkraftmaschine beziehende Zustände abgetastet werden und daß die Toiletten- und Waschbefikenabfallstoffe mit unterschiedlichen, jedoch gesteuerten Förderraten dann in das Auspuffsystem eingeführt werden, wenn sich die Zustände der Brennkraftmaschine innerhalb vorgewählter Bereiche befinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderraten für die Toilettenabfallstoffe und die Waschbeckenabfallstoffe so eingerichtet sind, daß angenähert zehn Volumenteile des Waschbeckenabfallmaterials auf ein Volumenteil des Toilettenabfallmaterials kommen.

3» Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Toiletten- und die Waschbeckenabfallstoffe vor Einführen in das Auspuffsystem gemischt und über eine gemeinsame Einlaßleitung in das Auspuffsystem eingeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß auch dann, wenn der Abfallvorrat einer der

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beiden Abfallstoffe (Toiletten- oder Waschbeckenabfallstoffe) erschöpft ist, die anderen Abfallstoffe mit vorgewählter gesteuerter Förderrate dem Auspuffsystem zugeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe von einem gemeinsamen Motor dem Auspuffsystem zugeführt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe dem Auspuffsystem durch getrennte Motoren zugeführt werden.

7. Vorrichtung zur Beseitigung von Abfallstoffen in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine, wobei die Abfälle in die heissen Abgase des Auspuffsystems einführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Aufnahmetank (18) für die Aufnahme von aus einer Toilette stammenden Abfallstoffen und ein zweiter Aufnahmetank (22) für die Aufnahme von von Waschbecken oder ähnlichen Anordnungen stammende Abfallstoffe vorgesehen sind,mit einer Leitungsanordnung (26), die mit jedem der Aufnahmetanks (18, 22) und dem Auspuffsystem

(16) in Verbindung steht, daß in den Verbindungsleitungen zum Einpumpen von Abfallstoffen jeweils aus dem ersten Aufnahmetank (18) bzw. aus dem zweiten Aufnahmetank (22) in das Auspuffrohr (16) eine erste (28) und eine zweite Dosierpumpe ,(3O) vorgesehen sind und daß den Dosierpumpen auf die Zustände im Betrieb der Brennkraftmaschine (14) und des Auspuff systems (16) ansprechende Regelanordnungen (44) zugeordnet sind, die die Dosierpumpen (28, 30) gleichzeitig mit ausgewählten Förderraten bei Vorliegen der Brennkraftmaschinendaten innerhalb vorgewählter Bereiche betreiben.

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ORIGINAL INSPECTED

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8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die leitungsanordnung (26) eine einzige Auslaßstelle (36) zur Beigabe der Abfallstoffe in die erhitzten Abgase des Auspuffsystems (16) aufweist und daß sowohl die erste(28) als auch die zweite Dosierpumpe (30) mit dieser einzigen Auslaßstelle (36) in Verbindung steht.

9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß erste (28) und zweite Dosierpumpe (30) von einem gemeinsamen Motor antreibbar sind.

10. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (28) und die zweite Dosierpumpe (30) von getrennten Motoren (38, 30) antreibbar sind.

11. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dosierpumpen (28, 30) miteinander in der Weise verbunden sind, daß die zweite Dosierpumpe (30) annähernd zehnmal soviel Volumenteile des aus dem zweiten, Waschbecken oder dergl. zugeordneten Aufnahmetank (22) stammenden Abfalls fördert, bezogen auf den einen Volumenanteil des von der ersten Dosierpumpe (28) aus dem ersten Aufnahmetank (18) in das Auspuffsystem (16) geförderten Abfalls.

12. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß die den Pumpen (28, 30) zugeordneten Regelanordnungen auf die Drehzahl der Brennkraftmaschine und die Temperatur der heißen Abgase darstellende Bedingungen ansprechen.

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