LU83205A1 - Vorrichtung zum herstellen von biogas - Google Patents

Description

» Prioritätsbeanspruchung einer Patent- BL-3103/vd anmeldung eingereicht in der BRD an1 5. April 1980 unter Nr. P 3013421 ._5^25

Patentanmeldung

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Herr Xaver Lipp, Hohenstaufenstraße 30, 7090 Ellwangen * ”Vorrichtung zum Herstellen von Biogas»

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Biogas mit einem einen Einlauf und einen Auslauf aufweisenden Gärbehälter zur Aufnahme von eine Schwimmdecke und einen Bodensatz aufweisender Biomasse, mit einer im 5 Gärbehälter waagerecht angeordneten Rührwelle, mit an der Rührwelle angeordneten, zum Durchmischen und zum Fördern der Biomasse dienenden Rührflügeln und mit einem zum Eintauchen von oben her in die Schwimmdecke bestimmten Wandteil.

10 | Bei einer bekannten Vorrichtung der vorgenannten Art sind die Rührarme mindestens teilweise mit sich euer zur Umlaufrichtuno 15 erstreckenden, sich im Betrieb bei überschreiten eines vorhestimm-ten Drehmomentes entgegen Federwirkunc nach rückwärts verschwen-kenden ebenen oder schaufelarticien Rührblättem versehen. Mit Hilfe dieser Rührblätter werden die relativ leichteren Teile im obe-20' ren Flüssigkeitsbereich der Biomasse nach unten und die im unteren Bereich der Biomasse vorhandenen schwereren Teile nach oben gebracht und auf diese Weise durchmischt und zugleich in Richtung zum Auslaß gefördert. Es hat sich ergeben, daß insbesondere mit 25 Stroh vermischte Biomasse eine Schwimmdecke bildet, welche durch das Rührwerk nicht in dem erforderlichen Maße nach außen gebracht wird, um einen störungsfreien Betrieb der Vorrichtuno zu gewährleisten. Das gleiche gilt auch für den sich aus der Biomasse bil-2Q denden Bodensatz. Die während des Betriebes immer größer werdende Schwimmdecke und der ständig zunehmende Bodensatz stören im Ver- - 2 ~ 26. Februar 1981 Sc P 6605

Die vorliegende Erfindung hat die Verbesserung der Wirkungsweise der Vorrichtung zum Herstellen von Biogas zum Zweck.

Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der in erhöhtem Umfange Teile der Schwimmdecke und des 5 Bodensatzes ausgetragen werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich zu den Rührflügeln ein erstes und ein zweites Förderglied zum Bewegen von Teilen der Schwimmdecke bzw. des Bodensatzes in Richtung 10 zum Auslauf auf der Rührwelle drehfest angeordnet sind, daß das erste Förderglied einen in einem zum Auslaß offenen spitzen Winkel zur Achse der Rührwelle angeordneten Schaufelteil hat, der nahe an der vom Auslauf abgewandten Seite der 15 Tauchwand vorbei bewegbar und mit dem ein Teil der Schwimmdecke von oben her erfaßbar ist, und daß das zweite Förderglied auf der vom ersten Förderglied abgewandten Seite des Wandteiles angeordnet nach Art eines in den Bodensatz ein-20 tauchenden Fördergefäßes ausgebildet ist. Während die Rührflügel insbesondere zum Durchmischen und Fördern der Biomasse ausgebildet sind, dienen die beiden Förderglieder insbesondere zum Bewegen von Teilen der Schwimmdecke und des 25 Bodensatzes in Richtung des Auslaufes, wodurch Teile der

Schwimmdecke und des Bodensatzes im Laufe des Betriebes in . einem Maße ausgebracht werden, in dem der Biomasse Schwimm decke und Bodensatz bildende Teile zugeführt werden, so daß 30 sich in dem Gärbehälter keine dessen Betrieb störende Schwimm-' decke und kein ebenfalls störender Bodensatz ansammeln kann.

Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind auf bevorzugte Weiter-35 bildungen zum Ausbringen von Teilen der Schwimmdecke gerichtet und die Merkmale der Ansprüche bis 8 auf bevorzugte Weiterbildungen zum Ausbringen von Teilen des Bodensatzes. 1 J0 Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der

Zeichnung. In dieser ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Biogas als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen -2a - 26. Februar 1981 Sc P 6605 *

Fig. 1 einen Längsschnitt, , Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 eine Ansicht der Bauform nach Fig. 2 in Richtung des Pfeiles A,

Fig. M einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab, jedoch mit anderer Lage von Teilen,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. ^ und zugleich eine Ansicht der Bauform nach Fig. 4 in Richtung des Pfeiles B in Fig. 4,

Fig. 6 und 7 eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach den Fig. U und 5, jedoch in anderem Maßstab.

Ein im Querschnitt kreisförmiger Gärbehälter 1 von etwa 8 m bis 111 m Länge und einen Durchmesser von etwa 2 m bis - 3 - 1. Amril 1980 Bv P 6605 4 in ist mit waagerechter Achse angeordnet und in nicht dargestellter Weise auf seinem Umfang wärmegedämmt. Längs seiner Achse erstreckt sich eine Rührwelle 2, die im Abstand voneinander angeordnete Rührflügel 3 trägt. Auf der in 5 der Zeichnung linken Seite befindet sich etvras oberhalb der Rührwelle 2 ein Einlauf 4, der durch ein im Abstand angeordnetes, von der Rührwelle durchsetztes Schirmblech 5 abgeschirmt ist, so daß durch den Einlauf 4 herangeführ-10 te Biomasse die im Gärbehälter 1 befindliche Biomasse kaum verwirbelt. Der Einlauf 4 ist mit einer motorbetriebenen Pumpe 6 verbunden, die in einer Grube untergebracht ist.

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Auf der vom Einlauf 4 abgewandten Seite ist der Auslauf 7 angeordnet, der sich im oberen Teil der Stirnwand 8 des Gärbehälters 1 befindet. Diese Stirnwand ist von der 20 Rührwelle 2 durchsetzt, die auf ihrem freien Ende ein

Kettenrad 9 trägt, das über eine Kette 10 mit dem Kettenritzel eines Antriebsmotors 11 formschlüssig verbunden ist. Die Rührwelle 2 wird mittels des Antriebsmotors nur 25 wenige Male am Tage um ihre Achse gedreht. Der Auslauf 7 ist über ein Rohr 13 mit einem Aufnahmebehälter 14 für vergorene Biomasse verbunden.

30 Im Abstand vom Auslauf 7 befindet sich im Innern des Gärbehälters 1 ein oben angebrachter lotrechter Wandteil 15, der in die Biomasse eintaucht und bis unterhalb deren Schwimmdecke reicht. Auf der vom A.uslauf 7 abgewandten 35 Seite des Wandteils 15 ist ein mit diesem Wandteil zusammenwirkendes Förderglied 16 angeordnet, das mittels zweier Arme 17 und 18 (Fig. 3) drehfest mit der Rührwelle 2 verbunden ist. Das Förderglied 16 hat einen in einem stumpfen Winkel von etwa 150 abgewinkelten, aus einem ebenen Stück Blech abgekanteten Schaufelteil 19, dessen der Wand des Gärbehälters 1 zugewandter Abschnitt etwa ein Drittel so lang wie der andere Abschnitt ist. Der - 4 - 1. April 1980 By P 6605

Schaufelteil 19 ist so an dem Arm 17, 18 angeordnet, daß seine beiden Abschnitte etwa im gleichen Winkel in die Schwimmdecke eintauchen. Der Schaufelteil 19 ist außerdem im spitzen Winkel zur Achse der Rührwelle 2 der-5 art angeordnet, daß seine Spitze zum Einlauf 4 zeigt.

Zwischen dem Schaufelteil 19 und dem Wandteil 15 ist nur ein Bewegungsspiel vorhanden. Auf der vom Wandteil 15 abgewandten Seite des Schaufelteils 19 ist ein ebener •jQ Seitenteil 20 senkrecht zur Rührwelle 2 angeordnet. Er ist in Richtung des Pfeiles A gesehen etwa in gleicher Weise abgewinkelt wie der Schaufelteil 19, der etwa an dessen Mitte befestigt ist, wie Pig. 3 entnommen werden kann.

Das Förderglied 16 ist schaufelartig ausgebildet und derart angeordnet, daß sein Schaufelteil 19 und sein Sei-2q tenteil 20 beim Eintauchen in die Schwimmdecke einen Teil davon von oben her erfassen und nach dem Vorbeistreichen am Wandteil 15 in Richtung zum Auslauf 7 freigeber* in den ein die Wirkung des Fördergliedes 16 nicht nachteilig 0_ beeinflussendes Rohrstück 21 eingesetzt ist, das nicht o bis zum Wandteil 15 reicht. Oberhalb des Fördergliedes 16 befindet sich eine Entnahmestelle für Biogas.

, Wie Fig. 1 entnommen werden kann, ist auf der vom Förder- 30 glied 16 abgewandten Seite ein Förderglied 16a an der Rührwelle 2 angeordnet, das sich beim Rotieren der Rühr--* welle 2 zwischen der Stirnwand 8 und dem Wandteil 15 be wegt. Das Förderglied 16a ist nach Art eines Eimers aus-35 gebildet, der um eine euer zu seiner Längsachse angeordnete, parallel zur Rührwelle verlaufende Achse am Arm 17a schwenkbar gelagert ist (Fig. 4 und 5) und hierzu einen den Arm 17 durchsetzenden Zapfen 22 aufweist. Am Arm 17a

Ivo ist ein Anschlagglied für das Förderglied 16a derart angebracht, daß während des Bewegens des Fördergliedes 16a durch die Biomasse hindurch dessen Längsachse senkrecht - 5 - 1. April 1980 By P 6 605 zur Achse des Armes 17a qehalten wird. Am Föraerqlied 16a ist ein in Fig. 5 in Richtung des Armes 17a verlängerter Anschlagkörper 24 befestigt, der mit einem in den Gärbehälter 1 reichenden Vorsprung 21a an der unteren _ Seite des Rohrstückes 21 im Sinne des Entleerens zusam-o menwirkt. Die offene Vorderseite des eimerartigen Fördergliedes 16a befindet sich in Drehrichtuna vorne, wogegen die Rückseite mit Löchern 25 versehen ist, die Gas und «IQ Flüssigkeit, jedoch Bodensatz der Biomasse nicht durchlassen.

Das Förderglied 16a taucht beim Drehen der Rührwelle 2 in auf dem Boden befindlichen Bodensatz der Biomasse ein 15 und wird damit gefüllt. Das Förderglied 16a fördert den Bodensatz bis zum Rohrstück 21 des Auslaufes 7, wo das Förderglied 16a durch Anschlägen seines Anschlagkörpers ^24 am Vorsprung 21a des Rohrstückes 21 gekippt und in das Rohrstück 21 entleert wird.

I Eine weitere Ausbildung des Fördergliedes zum Entfernen von Bodensatz zeigen die Fig. 6 und 7. Das hier mit 16b 25 ‘gezeichnete Förderolied ist auf der in Drehrichtung der Rührwelle 2 befindlichen Vorderseite sowie an seiner der

Stirnwand 8 zugekehrten Seite offen. Sein der Rührwelle

2 zugewandter Boden 26 ist außerdem im SDitzen Winkel 3C

zur Rührwelle angeordnet, wobei die Spitze des Winkels in Richtung zum Auslauf zeigt. Damit die offene Seite * des Fördergliedes 16b an der Stirnwand 8 geführt wird, ist der das Förderglied 16b tragende Arm 17b um eine zur Rührwelle 2 senkrechte Achse drehbar gelauert. Zwischen diesem Arm und einem auf der Drehwelle 2 fest angebrachten Arm 27 ist eine Feder 28 eingespannt. Das hier mit 21b bezeichnete Rohrstück schließt auf der Innenseite

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der Stirnwand 8 bündig ab.

Während der Drehbewegung der Rührwelle 2 taucht das För- - 6 “ 1· April 1980 By P 66Ö5 derglied 16b in den Bodensatz der Biomasse im Gärbehälter 1 ein und nimmt Bodensatz mit, fördert diesen Bodensatz zum Rohrstück 21b, wo er aufgrund des schräg angeordneten Bodens 26 in das Rohrstück 21b und damit in den 5 Auslauf des Gärbehälters 1 gelangt.

Auf der Außenseite einiger der Rührflügel 3 sind vom Einlauf 4 bis zum Auslauf 7 verteilt Schaufeln 29 zum Bewegen , «jo des Bodensatzes auf dem Boden des Gärbehälters 1 angeordnet (Fig. 1). Die Schaufeln 29 können im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet und schräg zur Achse der Rührwelle angeordnet sein, so daß sie auf den Bodensatz eine Förderin Wirkung in Richtung zum Auslauf 7 ausüben.

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Claims (7)

1. Vorrichtung zum Herstellen von Biogas mit einem einen Einlauf und einen Auslauf aufweisenden Gärbehälter (1) zur Aufnahme von eine Schwimmdecke und einen Bodensatz aufweisender Biomasse, mit einer im Gärbehälter waagerecht angeordneten » 5 Rührwelle (2), mit an der Rührwelle angeordneten, zum Durch mischen und zum Fördern der Biomasse dienenden Rührflügeln (3) und mit einem zum Eintauchen von oben her in die Schwimmdecke bestimmten Wandteil (15) , dadurch gekennzeich- 10 net , daß zusätzlich zu den Rührflügeln ein erstes und ein zweites Förderalied (16, 16a) zum Bewegen von Teilen der Schwimmdecke bzw. des Bodensatzes in Richtuna zum Auslauf (7) auf der Rührwelle drehfest anceordnet sind, daß das erste Förderin glied (16) einen in einem zum Auslaß offenen snitzen Winkel zur Achse der Rührwelle angeordneten Schaufelteil (19) hat, der nahe an der vom Auslauf (7) abgewandten Seite der Tauchwand vorbei bewegbar und mit dem ein Teil der Schwimmdecke 20 von oben her erfaßbar ist, und daß das zweite Förderalied (16a) auf der vom ersten Förderglied abaewandten Seite des Wandteiles (15) angeordnet nach Art eines in den Bodensatz eintauchenden Fördergefäßes ausgebildet ist. 25

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- „ net , daß der Schaufelteil (19) des ersten Fördergliedes (16) in dessen Bewegungsebene gesehen in einem stumpfen Win- 20 kel abgewinkelt und beim Eintauchen in die Schwimmdecke mit beiden abgewinkelten Schaufelabschnitten höchstens in einem spitzen Winkel zu der Schwimmdecke angeordnet ist. ^ Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Förderglied (16) auf der dem Einlauf (4) zugewandten Seite des Schaufelteils (19) einen im Winkel *J0 « - g - 23. Jan. 1981 By P 6605 • · zur Rührwelle (2) an geordneten Seitenteil (20) hat, welcher den Schaufelteil in radialer Richtung beidseitig überragt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-5 net , daß das Fördergefäß des zweiten Förderglieds (16a, 16b) nach Art eines Fördereimers ausgebildet ist, der mit seiner Achse in einem mindestens annähernd rechten Winkel zur Achse des Tragarmes (17a; 17b) angeordnet ist. 10

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderglied (16a) um eine quer zu seiner Achse angeordnete Achse (22) an seinem

15 Tragarm (17a) schwenkbar celaoert ist, daß der Tragarm ein Anschlaoglied (23) zur Anlaae des Fördergliedes aufweist und daß das F^rderglied einen mit einem im Bereich des Auslaufs (7) anoeordneten Vorsprung (25) 20 zusammenwirkenden Anschlagkörper (24) hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Förderglied (16b) an sei- 25 nem Tragarm (17b) starr und diesem gegenüber derart geneigt angeordnet ist, daß die Spitze des Winkels zwischen dem Tragarm und dem Förderglied nach außen j zeigt, und daß das Förderglied zum Auslauf (7) hin ! 30 offen und längs einer mit dem Auslauf (7) versehenen | Stirnwand (8) geführt ist. i i I 1 S 40 Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η n - i - j 25 zeichnet, daß das Förderglied (16b) um eine quer zur Rührwelle (2) angeordnete Achse schwenkbar und mittels einer Feder (28) an die den Auslauf (7) aufweisenden Stirnwand (8) andrückbar ist. - 9 - 23. Jan. 1981 Bv P 6605

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Boden des Fördergliedes (16a? 16b) auf der von seiner Drehrichtung abgewahdten Seite mit Löchern (25) versehen ist, die 5 Gas und Flüssigkeit hindurchtreten lassen, aber den Bodensatz am Hindurchtreten hindern. »