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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gären organischer Substanzen,
insbesondere einen Gär-
oder Faulbehälter,
mit einem die organischen Substanzen aufnehmenden Gärraum, der
eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Längsachse aufweist und in dem
eine motorisch antreibbare Rühreinrichtung
angeordnet ist, mittels der die organischen Substanzen durchmischbar
sind, sowie ein zugehöriges
Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung. Die durch das Gären entstehenden
Gär- oder Faulgase
werden aufgefangen und beispielsweise einer thermischen Verwertung
zugeführt
mit oder ohne thermoelektrische Energiewandlung, insbesondere in
einem sogenannten Blockheizkraftwerk.
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Aus
dem Stand der Technik sind gattungsgemäße Vorrichtungen mit unterschiedlichen
Bezeichnungen wie Faulbehälter
oder Biogasreaktor bekannt. Die bekannten Vorrichtungen lassen sich
insbesondere in solche mit horizontaler und solche mit vertikaler
Längsachse
unterteilen.
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So
zeigen die
DE 33 09
356 A1 und die
DE 44
16 521 A1 eine liegende Vorrichtung mit um die horizontale
Längsachse
drehbarer Rühreinrichtung, wobei
die Rührmittel
am Boden des Gärraums
sich absetzendes Sediment aufrühren
sollen.
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Die
DE 32 39 304 A1 zeigt
eine ebenfalls liegende Vorrichtung mit mehreren quer zur horizontalen
Längsachse
um jeweils eine horizontale Rührachse
drehbaren Rühreinrichtungen.
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Die
DE 32 26 698 A1 zeigt
eine liegende Vorrichtung mit einer um die horizontale Längsachse drehbare
sowie schneckenförmige
Rühr- und
Fördermittel
aufweisenden Rühr-
bzw. Fördereinrichtung.
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Die
DE 37 37 870 A1 zeigt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Biogas mit
einem im wesentlichen zylindrischen Gärraum mit vertikal ausgerichteter
Längsachse,
in dem zur Durchmischung der organischen Substanzen zwei parallel zur
Längsachse
vertikal bewegbare Mischkörper
aus Beton vorgesehen sind, die innerhalb der Flüssigkeit auf und ab bewegbar
sind.
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Die
EP 0 000 293 A1 zeigt
eine Vorrichtung zum Gären
organischer Substanzen mit einer Mischeinrichtung, die an einer
oder mehreren Öffnungen einer
Gasverteilungsleitung einen Gasstrom in die organischen Substanzen
einleitet oder die organischen Substanzen in Gaszugrohre einsaugt
und oberhalb zusammen mit dem Gasstrom wieder ausstößt. Die Gasverteilungsleitung
oder die Gaszugrohre können dabei
entweder motorisch angetrieben durch den Gärraum bewegt werden oder sich
aufgrund der durch den Gasaustritt auftretenden Rückstoßkraft durch
den Gärraum
bewegen.
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Die
aus der
DE 197 56
485 A1 bekannte Vorrichtung, von der die vorliegende Erfindung
als nächstkommender
Stand der Technik ausgeht, weist einen die organischen Substanzen
bis zu einem Füllstand aufnehmenden
Gärraum
mit vertikaler Längsachse
und eine Mischeinrichtung in Form eines Rührwerks auf. Das Rührwerk saugt über ein
Rührrohr oder
einen Rührschacht
die organischen Substanzen aus einem Bereich nahe des Füllstandes
ab und sorgt auf diese Weise für
eine gute Durchmischung der zu vergärenden bzw. faulenden Substanzen.
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Insbesondere
beim Einsatz landwirtschaftlicher Produkte und Abfallprodukte, beispielsweise Stroh,
Heu oder Gülle,
zur Bereitstellung der organischen Substanzen bilden sich beispielsweise
an der Oberfläche
der organischen Substanzen, in Abhängigkeit der Faulbedingungen
und der organischen Substanzen eventuell auch im Volumen, verhältnismäßig dicke und
zähe Schwimm-
und Deckschichten aus. Diese behindern das Aufsteigen und Austreten von
Faulgas und damit den Gär-
bzw. Faulprozeß. Zum
Aufbrechen oder Auflösen
dieser Schichten muß das
aus dem Stand der Technik bekannte Rührwerk mit hoher Leistung betrieben
werden und selbst dann ist das Aufbrechen unter bestimmten Bedingungen
nicht oder nur unzureichend möglich.
Darüber
hinaus sind bei großvolumigen
Rühreinrichtungen
die erforderlichen Kräfte
und insbesondere Drehmomente sehr groß und erfordern aufwendige
und kostenintensive Konstruktionen zur Gewährleistung eines dauerhaft
stabilen Betriebes.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Gären
organischer Substanzen bereitzustellen, welche die Nachteile des
Standes der Technik überwinden.
Insbesondere soll die Gasabscheidung erhöht sein und der Gärprozeß beschleunigt
werden. Die Vorrichtung soll dabei einfach und kostengünstig aufgebaut
sein und auch bei großen
Vorrichtungen die mechanische Stabilität gewährleistet sein. Das Verfahren
soll einfach und zuverlässig
sein, insbesondere bei Bedarf automatisierbar sein.
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Das
Problem ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung und durch
das im nebengeordneten Anspruch bestimmte Verfahren gelöst. Besondere
Ausführungsarten
der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.
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Dadurch,
dass die Rühreinrichtung
Rührmittel
aufweist, die um eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Rührachse
drehbar sind und von der im wesentlichen vertikal ausgerichteten
Rührachse
radial beabstandet sind, lassen sich auch großvolumige Vorrichtungen mit
sehr effizienten Rühreinrichtungen ausstatten,
die dennoch verhältnismäßig einfach
im Aufbau und daher kostengünstig
in der Herstellung und im Betrieb sind und sich dennoch dauerhaft
stabil und mit hoher Energieausbeute betreiben lassen. Wenn die
Antriebskraft der Rühreinrichtung
von der Rührachse
radial beabstandet an der Rühreinrichtung
angreift, läßt sich
aufgrund der erhöhten
Hebellänge
bei verhältnismäßig geringem
Kraftaufwand ein sehr hohes Drehmoment bereitstellen. Dadurch ist
der Konstruktions- und Energieaufwand bei der Antriebseinrichtung
weiter reduziert.
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Dadurch,
daß die
radialen Abstände
von mindestens zwei Rührmitteln
von der Rührachse
unterschiedlich sind, durchlaufen diese beim Drehen der Rühreinrichtung
Kreisbahnen oder mindestens Kreissegmente, die einen unterschiedlichen
Abstand zur Rührachse
aufweisen. Dadurch können
gleichzeitig randnahe Bereiche des Gärraumes wie auch zentrische
Bereiche des Gärraumens
durchmischt werden.
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Dadurch,
daß eine
erste Menge von mindestens zwei, vorzugsweise vier Rührarmen
sich von der Rührachse
weg in den Gärraum
hinein erstreckt, werden beim Drehen der Rühreinrichtung auch Bereiche des
Gärraumes
durchmischt, die in Umfangsrichtung um die Rührachse voneinander beabstandet
sind. Je nach konstruktiver Ausgestaltung und/oder geometrischer
Abmessung können
auch die Rührarme
bereits als Rührmittel
wirken. Vorzugsweise weisen die Rührarme der ersten Menge unterschiedliche
Längen
auf, so daß die
Rührarme
der ersten Menge unterschiedlich weit von der Rührachse in den Gärraum hineinreichen.
In einer besonderen Ausführungsart der
Erfindung liegen die Rührarme
der ersten Menge in einer ersten Ebene, die vorzugsweise mit der Rührachse
einen rechten Winkel einschließt
und insbesondere im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Alternativ
oder ergänzend
hierzu können
die Rührarme
mit der Rührachse
auch einen spitzen Winkel einschließen. Vorzugsweise sind die
Rührarme
der ersten Menge über
erste Versteifungsmittel miteinander paarweise verbunden, insbesondere verlaufen
diese ersten Versteifungsmittel ebenfalls innerhalb der ersten Ebene.
Dadurch wird in der Art einer Tragwerkskonstruktion eine wirksame
Aussteifung der Rühreinrichtung
erreicht, die nur ein geringes Volumen und eine geringe Masse aufweißt.
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In
einer besonderen Ausführungsart
erstreckt sich von der ersten Menge beabstandet eine zweite Menge
von mindestens zwei, vorzugsweise vier Rührarmen von der Rührachse
weg in den Gärraum
hinein. Die Rührarme
der zweiten Menge bilden dabei vorzugsweise eine zweite Ebene, die
parallel zur ersten Ebene verläuft.
Dadurch ist eine besonders wirkungsvolle Durchmischung des gesamte Gärraumvolumens
gewährleistet.
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In
einer besonderen Ausführungsart
sind die miteinander korrespondierenden Rührarme der ersten und zweiten
Menge, die beispielsweise im wesentlichen axial übereinander liegen und/oder
eine übereinstimmende
Länge aufweisen,
von der Rührachse
beabstandet, insbesondere nahe ihren von der Rührachse entfernten Enden, über vorzugsweise
im wesentlichen parallel zur Rührachse
verlaufende zweite Versteifungsmittel miteinander paarweise verbunden.
Die zweiten Versteifungsmittel verlaufen vorzugsweise im wesentlichen
vertikal und können
insbesondere an den Enden der Rührarme
der ersten und zweiten Menge festgelegt sein. Entsprechend der unterschiedlichen
Länge der
Rührarme können die
zweiten Versteifungsmittel unterschiedliche radiale Abstände von
der Rührachse
aufweisen. Alternativ oder ergänzend
zur vorstehend beschriebenen Aussteifung der Rühreinrichtung können die Rührarme der
ersten und zweiten Menge über
vorzugsweise schräg
zur Rührachse
verlaufende dritte Versteifungsmittel miteinander paarweise verbunden sein.
Alternativ oder ergänzend
können
die dritten Versteifungsmittel auch zwischen den Rührarmen und
den zweiten Versteifungsmitteln und/oder zwischen den Rührarmen
und der Rührachse
angeordnet bzw. mit diesen verbunden sein. Insgesamt bilden die
Rührarme
und die Versteifungsmittel eine Art Gestellrahmen, an dem die Rührmittel
lösbar
festlegbar sind. Die Rührmittel
ihrerseits können
an den Rührarmen
und/oder den Versteifungsmitteln festlegbar sein, insbesondere auch
unter Verwendung von Rührmittelträgern, die
an den Rührarmen
und/oder den Versteifungsmitteln festlegbar sind und die Rührmittel
tragen.
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In
einer besonderen Ausführungsart
greift die Antriebskraft nahe dem radial äußeren Ende der Rühreinrichtung
an, insbesondere an einem Rührarm oder
einem Versteifungsmittel. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Rühreinrichtung
um die Rührachse
abwechselnd in einer ersten Drehrichtung und anschließend in
entgegengesetzter Drehrichtung bewegbar ist. Dadurch sind auch sich
nahe dem Rand des Gärraums
bildende oder absetzende Schichten oder Verklumpungen auflösbar. Die
Antriebskraft wird vorzugsweise mittels eines im Wesentlichen nur
Zugkräfte übertragenden
Kraftübertragungsmittels,
insbesondere eines Transmissionsseils, Transmissionsriemens oder
einer Transmissionskette, von einer Antriebseinrichtung auf die
Rühreinrichtung übertragen.
Dadurch ist ein mechanisch einfacher und robuster Aufbau gewährleistet.
In einer besonderen Ausführungsart
sind zwei Kraftübertragungsmittel
mit ihrem jeweils ersten Ende an der Rühreinrichtung festgelegt und
mit ihrem davon beabstandeten Abschnitt auf jeweils einer Haspel
aufwickelbar, wobei die beiden Haspeln abwechselnd und motorisch
antreibbar drehbar sind. Vorzugsweise sind die beiden Haspeln auf
einer gemeinsamen motorisch antreibbaren Welle angeordnet und abwechselnd
in drehfeste Verbindung mit der Welle bringbar. Dadurch wird die
Rühreinrichtung
abwechselnd hin- und herbewegt. Wenn die eine Haspel in drehfester
Verbindung mit der Welle ist, befindet sich die andere Haspel im
Freilauf gegenüber
der Welle. Abweichend von dieser bevorzugten Ausführungsform
ist auch ein endlos umlaufendes Kraftübertragungsmittel realisierbar,
beispielsweise in Form einer mit an der Rühreinrichtung festgelegten
Zahnreihe zusammenwirkenden Kette oder eines endlos umlaufenden
Seils oder Riemens, der in Reibschluß mit der Rühreinrichtung ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinrichtung außerhalb
des Gärraums
angeordnet ist. Die motorische Antriebeinheit ist dabei vorzugsweise
oberhalb des Füllstandes
außerhalb
des Gärraums
angeordnet. Demgegenüber
ist die Durchführung
des Kraftübertragungsmittels
von der Antriebseinrichtung zur Rühreinrichtung vorzugsweise unterhalb
des Füllstandes
des Gärraums
angeordnet, weil dadurch auf einfache und durch die organischen
Substanzen selbstdichtende Wirkung eine gasdichte Durchführung des
Kraftübertragungsmittels
gewährleistet
ist.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Gären organischer Substanzen
in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei die Einrichtung zum Aufbrechen mindestens dann betrieben wird,
wenn sich an der Oberfläche
der organischen Substanzen im Gärraum
eine den Aufstieg von Gasblasen behindernde Schwimm- oder Deckschicht
gebildet hat. Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Rühreinrichtung
auch jeweils um eine vorgebbare Zahl von Umdrehungen oder Umdrehungsteilen
betrieben werden um bei Erreichen des Endpunktes in umgekehrter Drehrichtung
zurückbewegt
zu werden.
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Die
Behinderung des Gasaufstiegs und damit der erforderliche Zeitpunkt
zum Betreiben der Rühreinrichtung,
insbesondere zur Drehrichtungsumkehr kann auf unterschiedliche Weise
ermittelt werden, beispielsweise aufgrund gewonnener Erfahrungswerte,
gegebenenfalls unter Berücksichtigung der
Prozeßbedingungen
und/oder Art und Zusammensetzung der eingefüllten organischen Substanzen,
Messung der Gasabscheidung, Messung des Temperaturverlaufs und/oder
Messung der Dicke der sich bildenden Schwimm- bzw. Deckschicht.
Außerdem
kann die Rühreinrichtung
in vorgebbaren Zeitabständen
betrieben werden, die im wesentlichen von den Prozeßbedingungen
abhängig
sind.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen
sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
im einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und
in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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1 zeigt eine Seitenansicht
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Querschnitt,
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2 zeigt Draufsicht auf die
Vorrichtung der 1,
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3 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht der
Vorrichtung der 1 im
Bereich der Antriebseinrichtung,
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4 zeigt eine gegenüber der 3 weiter vergrößerte Seitenansicht
im Bereich der Antriebseinrichtung, und
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5 zeigt eine Draufsicht
auf die Vorrichtung im Bereich der Antriebseinrichtung.
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Die 1 zeigt eine Seitenansicht
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Querschnitt. Im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel bildet die Vorrichtung
einen Gär-
bzw. Faulbehälter 1 mit
einem die organischen Substanzen bis zu einem Füllstand 2a aufnehmenden
Gärraum 2,
der eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Längsachse 25 aufweist.
In dem Gärraum 2 ist
eine motorisch antreibbare Rühreinrichtung 3 angeordnet,
mittels der die organischen Substanzen durchmischbar sind. Die Rühreinrichtung 3 weist
Rührmittel 3a, 3b auf,
die um eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Rührachse 4 drehbar
sind. Die Rührmittel 3a, 3b sind
dabei von der Rührachse 4 radial
beabstandet.
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Hinsichtlich
des äußeren Aufbaus
entspricht der Gär-
oder Faulbehälter
1 im
wesentlichen dem Stand der Technik, insbesondere wie aus der
DE 197 56 485 A1 bekannt,
auf die diesbezüglich
verwiesen und voll umfänglich
Bezug genommen wird. Dies betrifft insbesondere das Vorsehen einer
Heizeinrichtung
5a, einer Wärmeisolation
5b und
einer im wesentlichen die Tragfähigkeit
bereitstellenden Wandung
11. Der in einem Sumpf
6 mündende Ablauf
7 ist
durch einen Gülleschieber
8 absperrbar.
Der Gärraum
2 kann über ein
Mannloch
23 (
2)
von außen
zugänglich
sein. Oberhalb des Gärraums
2 weist der
Faulbehälter
1 einen
Gasraum
20 auf, der insbesondere durch eine integrierte
und eine aufblähbare Hülle
21 aufweisende
Gashaube gebildet ist, und in dem ein beim Faulen der organischen
Substanzen entstehender gasförmiger
Energieträger
auffangbar ist. Um ein Aufliegen der Hülle
21 auf den organischen
Substanzen zu verhindern, ist die Hülle
21 mit Abspannseilen
22 am
oberen Rand des Faulbehälters
1 befestigt.
Im Gasraum
20 kann eine (nicht dargestellte) Schichdicken-Messeinrichtung
zur Bestimmung der Dicke einer sich an der Oberfläche der
organischen Substanzen bildenden Deckschicht angeordnet sein. Ein
Dach
9 schützt
die Hülle
21 vor
Witterungseinflüssen.
Weiterhin kann der Faulbehälter
1 eine
Gasinhaltsanzeige, eine Temperaturmesseinrichtung sowie eine Druckmesseinrichtung einschließlich einer Über- oder
Unterdrucksicherung aufweisen, die den Faulbehälter
1 vor einer mechanischen Überbeanspruchung
schützt.
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Die
Rühreinrichtung 3 weist
eine erste Menge von mindestens zwei, vorzugsweise vier Rührarmen 10a bis 10d auf,
die sich von der Rührachse 4 weg
in den Gärraum 2 hinein
erstrecken. Die Rührarme 10a bis 10d der
ersten Menge weisen dabei unterschiedliche Längen auf, insbesondere ist
der in der Darstellung der 1 linke
Rührarm 10a kürzer als der
in der rechten Bildhälfte
dargestellte Rührarm 10c,
aber länger
als der senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Rührarm 10b. Die Rührarme 10a bis 10d liegen
in einer ersten Ebene, die im wesentlichen horizontal verläuft und
nahe dem Füllstand 2a des
Gärraums
angeordnet ist, insbesondere nahe dem oberen Ende der Rührachse 4.
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Eine
zweite Menge von mindestens zwei, vorzugsweise vier Rührarmen 12a bis 12d erstreckt sich
ebenfalls von der Rührachse 4 weg
radial in den Gärraum 2 hinein.
Die zweite Menge der Rührarme 12a bis 12d ist
dabei von der ersten Menge der Rührarme 10a bis 10d axial
beabstandet und insbesondere nahe dem Boden des Gärraums 2 angeordnet.
Die Festlegung der vorzugsweise aus Stahl- oder Aluminiumrohren
bestehenden Rührarme 10a bis 10d, 12a bis 12d an
der Rührachse 4 kann
in an sich bekannter Weise erfolgen, beispielsweise durch Verschrauben,
Verschweißen,
Vernieten, Verpressen oder unter Verwendung von Schellen. Die Rührachse 4 kann beispielsweise
durch ein Rohr gebildet sein, das auf einem Lagerpfahl 14 oder
einem Lagerrohr, vorzugsweise aus Stahl, drehbar gelagert ist, beispielsweise mittels
einer Buchse, insbesondere aus Kunststoff, nahe oder am unteren
und/oder oberen Ende. Der Lagerpfahl 14 bzw. das Lagerrohr
ist in einem Betonfundament 13 fest im Boden verankert.
Soweit erforderlich, kann auch das obere Ende des Lagerpfahls 14 bzw.
des Lagerrohrs radial abgestützt
sein, beispielsweise durch (nicht dargestellte) Stützstangen oder
Stützseile
zum Rand des Faulbehälters 1.
Es ist insbesondere denkbar, das obere Ende des Lagerpfahls 14 bzw.
Lagerrohrs bis oberhalb des Füllstandes 2a zu
führen,
nahe oder am oberen Ende ein vorzugsweise scheibenförmiges Abspannelement
festzulegen, an dem wiederum die radial abstehenden Stützelemente
festgelegt werden.
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Es
können
beispielsweise 4 bis 12 Stützelemente,
insbesondere 6 bis 8 Stützelemente
gleichverteilt über
den Umfang vorgesehen sein, die gleichzeitig als Auflage für die Hülle 21 dienen,
so dass eine separate Abspannung der Hülle 21 entfallen kann.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Rührarme 10a bis 10d der
ersten Menge und die Rührarme 12a bis 12d der
zweiten Menge jeweils paarweise sowohl hinsichtlich ihrer radialen
Ausrichtung als auch ihrer Länge
deckungsgleich. Die jeweils miteinander korrespondierenden Rührarme 10a, 12a der
ersten und zweiten Menge sind an ihrem von der Rührachse 4 entfernten
Enden über
jeweils eine parallel zur Rührachse 4 verlaufendes zweites
Versteifungsmittel 16a bis 16d miteinander verbunden.
Lediglich aus Gründen
der Übersichtlichkeit
ist das (in der 2 sichtbare)
zweite Versteifungsmittel 16c in der 1 nicht dargestellt. Etwa in der Mitte
ihrer Länge
ist an den miteinander korrespondierenden Rührarmen 10a, 12a ein
Rührmittelträger 17 festgelegt,
an dessen oberem Ende das erste Rührmittel 3a angeordnet
ist. Dieses ragt im Ausführungsbeispiel
etwa zur Hälfte über den
Füllstand 2a hinaus.
Durch eine entsprechende Formgebung und/oder Ausrichtung kann das
erste Rührmittel 3a beim
Drehen der Rühreinrichtung 3 an
der Oberfläche
gebildete Schwimm- oder Deckschichten aufschieben oder unterpflügen, jedenfalls
aufbrechen und mit den übrigen
Substanzen vermischen. Am unteren Ende ist an dem Rührmittelträger 17 das
zweite Rührmittel 3b festgelegt,
das durch seine Formgebung und/oder Ausrichtung insbesondere ein
Zuführen
der sich am Boden des Gärraums 2 bildenden Sedimente
in den Sumpf 6 gewährleistet,
von aus die Sedimente über
den Ablauf 7 aus dem Gärraum 2 entnehmbar
sind.
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Die
Rührarme 10a bis 10d, 12a bis 12d der ersten
und zweiten Menge sind über
schräg
und insbesondere in einem Winkel von etwa 45° zur Rührachse 4 verlaufende
dritte Versteifungsmittel 18a bis 18d miteinander
paarweise verbunden. Ein drittes Rührmittel 3c ist an
dem von der Rührachse 4 entfernten
Ende des Rührarms 12c der
zweiten Menge angeordnet und sorgt insbesondere für eine Zuführung der
sich am Boden des Gärraums 2 absetzenden
Sedimente in Richtung auf den Sumpf 6.
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Typische
Abmessungen des dargestellten Gär-
oder Faulbehälters 1 sind
beispielsweise eine Höhe
von 10 bis 15 Metern, ein Durchmesser von 10 Metern oder mehr und
einem Gaspuffer-Speichervolumen von beispielsweise 300 m3.
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Die 2 zeigt eine Draufsicht
auf die Vorrichtung der 1.
Die Rührarme 10a bis 10d der ersten
Menge sind dabei jeweils paarweise über erste Versteifungsmittel 15a bis 15d miteinander
verbunden, die in der Ebene der von den Rührarmen 10a bis 10d aufgespannten
horizontalen Ebene liegen. Sowohl die Rührarme 10a bis 10d, 12a bis 12d, als
auch die ersten, zweiten und/oder dritten Versteifungsmittel 15a bis 15d, 16a bis 16d, 18a bis 18d können in
Rohr- oder Stangenform ausgebildet sein und/oder bereits als Rührmittel
der Rühreinrichtung 3 wirksam
sein. Gegenüber
einem nach Kundenwunsch positionierbaren Mannloch 23 ist
die Gasentnahme aus dem Gasraum 20 angeordnet.
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Die
in der 2 nur schematisch
dargestellte Antriebseinrichtung 26 ist nachfolgend in
den 3 bis 5 detaillierter beschrieben.
Die Antriebskraft wird mittels eines im wesentlichen nur Zugkräfte übertragenden
Kraftübertragungsmittels,
im Ausführungsbeispiels
mittels eines ersten und zweiten Seils 27a, 27b auf
die Rühreinrichtung 3 übertragen.
Insbesondere ist ein erstes Ende eines ersten Seils 27a am
Ort 28a, etwa im mittleren Bereich des Rührarms 10c der
ersten Menge festgelegt. Wird mittels der Antriebseinrichtung 26 an
dem ersten Seil 27a gezogen, setzt sich die Rühreinrichtung 3 in
Bewegung, und zwar in der Darstellung der 2 im Uhrzeigersinn. Das erste Seil 27a wird
dabei auf eine erste Haspel 29a aufgewickelt (5). Das zweite Seil 27b wird dabei
von einer zweiten Haspel 29b (5) abgewickelt und ist im Ausführungsbeispiel
am Ort 28b am Rührarm 10a der
ersten Menge festgelegt. Durch entsprechende Zugkraft auf das zweite
Seil 27b kann die Rühreinrichtung 3 in
der Darstellung in der 2 im
Gegenuhrzeigersinn gedreht werden. Durch abwechselndes Ziehen am
ersten Seil 27a und am zweiten Seil 27b kann die
Rühreinrichtung 3 hin-
und herbewegt werden, vorzugsweise jeweils mindestens um eine volle
Umdrehung. Die Drehgeschwindigkeit kann dabei in Abhängigkeit
von der Geometrie des Faulbehälters 1 beispielsweise
zwischen einer Umdrehung pro Minute und etwa einer Umdrehung pro Stunde
liegen.
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Die 3 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht
der Vorrichtung der 1 im
Bereich der Antriebseinrichtung 26. Die Seile 27a, 27b werden
dabei unterhalb des Füllstandes 2a durch
die Wandung 11 hindurch geführt, wobei die organischen
Substanzen selbst hierbei eine ausreichende gasdichte Abdichtung
bilden und den Austritt von Gas zuverlässig verhindern. Die Seile 27a, 27b werden
um eine (um eine horizontale Achse frei drehbare) erste Umlenkrolle 30 oder
alternativ über
eine feststehenden Umlenkpfosten nach oben umgelenkt und auf eine
oberhalb des Füllstandes 2a angeordnete
erste bzw. zweite Haspel 29a, 29b auf- bzw. von
dieser abgewickelt. Wie nachstehend noch eingehender beschrieben,
ist jeweils eine der Haspel 29a, 29b in drehfester Verbindung
mit einer Welle 31 bringbar, die über eine Riemenscheibe 32 und
einen Transmissionsriemen 33 von einem Elektromotor 34 antreibbar
ist. In der jeweiligen Endstellung der Rühreinrichtung 3 kann diese
auch bei erhöhtem
Kraftaufwand nicht weiter bewegt werden. Grundsätzlich kommt daher in Betracht,
diese Endstellung über
den entstehenden Kraftsprung, beispielsweise am Elektromotor 34, über den
entstehenden Reibschlupf oder dgl. zu detektieren. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel
wird allerdings ein Detektieren über
entsprechende Endschalter bevorzugt.
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Im
Bereich des Austritts der Seile 27a, 27b und insbesondere
oberhalb des Füllstands 2a kann noch
eine Abstreifvorrichtung zum Abstreifen von organischen Substanzen
von den Seilen 27a, 27b vorgesehen sein, um zu
verhindern, daß die
Haspel übermäßig verschmutzt
werden. Eine solche Abstreifeinrichtung kann beispielsweise aus
einer vorzugsweise geschlitzten Hülse bestehen, die zylindrisch oder
konisch und in Richtung auf den Füllstand 2a sich verjüngend ausgebildet
sein kann.
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Die 4 zeigt eine gegenüber der 3 weiter vergrößerte Seitenansicht
im Bereich der Antriebseinrichtung 26. Eine sich axial
in Bezug auf die Welle 31 über die Länge mindestens einer der beiden Haspeln 28a, 28b hinaus
erstreckende und senkrecht zur Zeichenebene der 4 verlaufende Taststange 35 ist
am Ende eines ersten Arms 36 eines um den Drehpunkt 37 gelagerten
zweiarmigen Hebels angeordnet. Der mit dem ersten Arm 36 drehfest verbundene
zweite Arm 38 ist am Ende mittels einer Zugfeder 39 derart
vorgespannt, daß die
Taststange 35 in Anlage an dem ersten Seil 27a gehalten
ist. Nähert
sich die Rühreinrichtung 3 ihrem
ersten Endpunkt, und die Aufwicklung des ersten Seils 27a auf der
zugehörigen
ersten Haspel 29a erreicht ihr Maximum, betätigt der
zweite Arm 38 den ersten Endschalter 40. In umgekehrter
Weise betätigt
der zweite Arm 38 den zweiten Endschalter 41,
wenn die Rühreinrichtung 3 ihren
zweiten Endpunkt erreicht, an dem das erste Seil 27a nahezu
vollständig
von der Haspel 29a abgewickelt ist. Bei eintsprechender
Umlenkung der Seile 27a, 27b nach unten kann die
Antriebseinrichtung 26 auch am Boden angeordnet sein.
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Die 5 zeigt eine Draufsicht
auf die Vorrichtung im Bereich der Antriebseinrichtung der 3 und 4. Das erste und zweite Seil 27a, 27b wird innerhalb
des Gärraums 2 mittels
jeweils einer um eine vertikale Achse frei drehbare zweite Umlenkrolle 42a, 42b oder
um einen entsprechenden feststehenden Umlenkpfosten umgelenkt. Die über die
Riemenscheibe 32 und den (in der 5 nicht dargestellten) Transmissionsriemen 33 von
dem Elektromotor 34 angetriebene Welle 31 kann
abwechselnd mit jeweils einer der beiden Haspeln 29a, 29b in
drehfeste Verbindung gebracht werden. Hierzu ist nahe den axialen
Enden der Welle 31 jeweils drehfest eine Mitnehmerscheibe 43a, 43b angeordnet,
die auf einer Umfangslinie mindestens eine Mitnehmerbohrung aufweist,
die in Richtung auf die zugeordnete Haspel 29a, 29b einen
Fangkonus aufweisen kann. Jede der Haspeln 29a, 29b weist
auf ihrer der jeweiligen Mitnehmerscheibe 43a, 43b zugewandten
Stirnfläche einen
Mitnehmerstift 44a, 44b auf, der in die zugehörigen Bohrung
der zugehörigen
Mitnehmerscheibe 43a, 43b eingreifen kann. Die
beiden Haspeln 29a, 29b sind dabei auf einen gemeinsamen
Trägerrohr 45 axial
fixiert aber drehfrei angeordnet. Das Trägerrohr 45 seinerseits
ist frei drehbar auf der Welle 31 gelagert. In einem Bereich
zwischen den Haspeln 29a, 29b ist ein Drehrichtungs-Umkehrhebel 46 angelenkt,
der an einem davon beabstandeten Abschnitt, in der Darstellung der 5 insbesondere an seinem
linken Ende, um einen Drehpunkt 47 schwenkbar ist. An einem
in Bezug auf die Anlenkung dem Drehpunkt 47 gegenüberliegenden
Abschnitt ist der Umlenkhebel 46 mit einer motorisch antreibbaren
Schaltstange 48 verbunden, die exzentrisch an einer Schaltscheibe 49 angelenkt
ist. Beim Drehen der Schaltscheibe 49 um eine halbe Umdrehung
in Richtung des Pfeiles 50 beschreibt die Anlenkung 51 der
Schaltstange 48 die gestrichtelt dargestellte Kurvenbahn 52 und
bringt dabei unter Abfederung durch die als Druck- bzw. Zugfedern
wirkenden Schraubenfedern 53, 54 zunächst die
erste Haspel 29a außer
Dreheingriff mit der Welle 31 und anschließend die
zweite Haspel 29b unter Eingriff des zweiten Mitnehmerstiftes 44b in
die korrespondierende Bohrung der zweiten Mitnehmerscheibe 43b in
drehfesten Eingriff mit der Welle 31. Dadurch wird eine Drehrichtungsumkehr
der Rühreinrichtung 3 bewirkt. Die
Endstellungen der Schaltscheibe 49 können durch die mit dem dritten
Endschalter 55 zusammenwirkenden Nocken 56 detektiert
werden. Die Schaltscheibe 49 kann beispielsweise von einem
Elektromotor angetrieben werden.