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Die Erfindung betrifft einen Gasspeicher, bei dem innerhalb einer Aussenhülle zumindest eine flexible, ballonartige Membrane aus flexiblen Flächengebilden, wie z. B. Kunststoff-oder Kautschukfolien oder mit Kunststoff oder Kautschuk beschichteten textilen Substraten vorgesehen ist, welche den Innenraum der Aussenhülle in einen zwischen der Aussenhülle und der Membrane liegenden, mit einem Hilfsgas, vorzugsweise Luft, beaufschlagbaren Druckregelraum und zumindest einen innerhalb der Membrane liegenden Gasspeicherraum unterteilt, in bzw. aus den mit Zuund Ableitungen das zu speichernde Gas ein-bzw. ableitbar ist, wobei die Ränder der Aussenhülle und der Membrane, vorzugsweise mittels gemeinsamer Klemmeinrichtungen, am Randbereich der Öffnung eines Faulbehälters befestigt sind, die in den von der Membrane begrenzten Gasspeicherraum mündet.
Aus der US-PS Nr. 4, 437, 987 ist ein Gasspeicher bekannt, der einen Faulbehälter mit aufgesetzter starrer Aussenwandung und flexibler Membran umfasst, wobei die Aussenhülle und die Membrane gemeinsam am Öffnungsrand des Behälters befestigt sind.
Im Betrieb von Gasspeichern der eingangs genannten Art wird in den Druckregelraum ein Hilfsgas, vorzugsweise Luft, eingeblasen, bis sich ein vorgegebener Solldruck ergibt, wobei die Membrane diesen Druck auf das im Gasspeicherraum befindliche Gas überträgt. Durch den Überdruck im Druckregelraum kann die Aussenhülle des Gasspeichers innerhalb weiter Grenzen so formstabil gehalten werden, dass ein Winddruck und/oder eine Schneelast ohne wesentlichen Einfluss auf den Gasdruck im Speicherraum bleiben.
Bei derartigen Gasspeichern erfordert die Zufuhr des Faulgases aufwendige Einrichtungen, die Zufuhr ist nicht immer einfach, bzw. es ergeben sich Aufstellungsprobleme für den Gasspeicher, z. B. die Ausbildung von Betonplatten usw. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist erfindungsgemäss ein Gasspeicher der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenhülle aus flexiblen Flächengebilden, wie z. B. Kunststoff-oder Kautschukfolien oder mit Kunststoff oder Kautschuk beschichteten textilen Substraten besteht und flexibel und ballonartig aufblasbar ausgebildet ist und dass über der Öffnung eine diese überdeckende Trageinrichtung, z. B. ein Gitterrost, die Öffnung querende Träger, Seilnetze od. dgl., zur Abstützung der Membrane bei geringem Druck im Gasspeicherraum vorgesehen ist.
Dadurch, dass die Aussenhülle aus flexiblen Flächengebilden besteht bzw. flexibel und ballonartig aufblasbar ist und eine die Membrane abstützende Trageinrichtung vorgesehen ist, wird verhindert, dass bei geringem Gasdruck die Membrane ihr Eigengewicht selbst tragen muss und gegebenenfalls reisst bzw. dass die Membrane in den Faulbehälter absinkt und in Berührung mit den darin befindlichen Stoffen gerät. Ferner wird erreicht, dass an die Druckregelung des zwischen der Membrane und der flexiblen Aussenhülle vorgesehenen Druckpolsters und an den Gasdruck sowie an die Befestigung der Membrane und deren Abdichtung keine besonderen Anforderungen gestellt werden müssen.
Es ergibt sich eine kompakte Einheit von Gasspeicher und dem Ort der Gasbildung, sodass Einleitungsprobleme für das Gas ausgeschaltet sind und der benötigte Platz ein Minimum wird ; der Gasspeicher samt Faulbehälter sind ferner einfach zu betreuen und zu warten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Öffnung des Faulbehälters mit einer gasdurchlässigen bzw. Gasdurchtrittsöffnungen aufweisenden Wärmeisolierung abgedeckt ist. Damit wird ausser einer Erhöhung der Isolationswirkung der doppelwandigen Kuppel auch eine unerwünschte Abstrahlung und Konvektion zwischen dem Faulbehälter und dem Gasspeicherraum vermieden. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Wärmeisolierung von der Trageinrichtung getragen ist.
Vom Aufbau her ist es vorteilhaft, wenn die Wärmeisolierung von einer Isolierstoff bzw.
- platten tragenden Trägereinrichtung, z. B. einer Trägerfolie, von die Öffnung querenden Trägern, z. B. aus Metall, von einem Seilnetz od. dgl. gebildet ist. Zweckmässig ist es hiebei, wenn die Isolierstoffe bzw. -platten aus Kunststoffschaum, vorzugsweise Polystyrol, Glasfasermatten od. dgl. bestehen. Bevorzugterweise sind die Isolierstoffe bzw. -platten gegen die Gase bzw. die in ihnen enthaltenen Faulstoffe geschützt bzw. abgedeckt, insbesondere von einer Folie aus Kunststoff umhüllt bzw. in diese eingeschweisst.
Eine bevorzugte Befestigung des Gasspeichers ergibt sich, wenn auf der oberen Randfläche der Wand des Faulbehälters mit Schrauben und einer vorzugsweise der Wandrundung angepassten
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Klemmschiene bzw. einem Verankerungsring die Aussenhülle, die Membrane und die Trägereinrichtung der Wärmeisolierung, gegebenenfalls unter Einsatz von Dichtungsstreifen befestigt bzw. angeschraubt sind.
Der Faulbehälter kann im Erdreich oder freistehend angeordnet sein.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Fig. l zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Gasspeichers und Fig. 2 einen Schnitt durch die Befestigung der Aussenhülle, der Membrane und der Wärmeisolierung des Gasspeichers.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Gasspeicher in halbgefülltem Zustand, der auf einem Faulbehälter --22-- aufgesetzt ist und mit ihm eine bauliche Einheit bildet. Der Gasspeicher besitzt eine Aussenhülle --4--, die im aufgeblasenen Zustand etwa die Form einer Halb- bzw.
Dreiviertelkugel hat, und eine Membrane --3--, die sich zur Gänze innerhalb der Aussenhülle --4-- befindet und bei vollständiger Füllung des von ihr umschlossenen Gasspeicherraumes --1-- gleiche Form wie die aufgeblasene Aussenhülle --4-- hat.
Wie Fig. 2 zeigt, sind die Ränder --3a und 4a-- der Membrane --3-- und der Aussen- hülle --4-- unter Zwischenschaltung von Dichtstreifen --19--, die vorzugsweise aus Schaumkunststoff bestehen, mittels einer Klemmschiene --11--, Dübbeln --16-- und Klemmschrauben --17-- an der Wand --6-- des Faulbehälters --22-- befestigt, die an ihrer Stirnfläche mit einer kreisscheibenförmigen Bodenschiene --18-- versehen ist. Die Wand --6-- des Faulbehälters --22-- kann aus dichtem Stahlbeton bestehen.
Die Öffnungsränder --3a und 4a-- können auch zur Verbesserung der Abdichtung und zur Erleichterung der Montage miteinander verklebt oder verschweisst sein bzw. können Endver- stärkungsringe --20-- besitzen.
Der Gasspeicherraum --1--, der von der lose innerhalb der Aussenhülle --4-- angeordneten Membrane --3-- umschlossen wird, steht von unten her unter dem Druck des im Faulbehälter --22-- entstehenden Gases, welches über eine Gasableitung --13-- zu nicht dargestellten Verbrauchern abgeleitet wird. Ferner sind ein Sicherheitsgasabblaseventil --14-- und ein Füll- standmess- bzw. -regelgerät --15-- vorgesehen.
Der zwischen der Aussenhülle --4-- und der Membrane --3-- liegende Raum --2-- dient als Druckregelraum. Er wird mit Hilfe eines Gebläses --23-- mit einem Hilfsgas, vorzugsweise mit Luft, beaufschlagt, wodurch die Aussenhülle --4-- gespannt und auch gegen Wind und Schneelast stabil gehalten wird und der Druck im Gasspeicherraum --1-- aufgebaut wird.
Die Formgestaltung der Aussenhülle --4-- und der Membrane --3-- des Speichers - auch Konfektion genannt-kann durch Nähen, Kleben, Vulkanisieren, Hochfrequenzschweissen, Thermoschweissen oder kombiniertes Nähen und Überschweissen je nach Art der Ausrüstung der textilen Flächengebilde oder Art der zu verwendenden Kautschuk- oder Kunststoffolien erfolgen. Die Festigkeit der flexiblen Flächengebilde und der Nahtverbindungen derselben müssen natürlich entsprechend dem jeweils gewünschten Sollgasdruck und den Speicherdimensionen gewählt werden.
Die Aussenhülle --4-- und/oder die Membrane --3-- werden vorteilhaft aus flexiblen Flächengebilden mit im wesentlichen gleichem Zuschnitt hergestellt.
Die Öffnung --25-- des Faulgasbehälters --22-- der mit faulenden, gasbildenden Ma- terialien --12-- gefüllt ist, die in den Gasspeicherraum --1-- übergeht. ist gemäss Fig. 1 mit einer Trageinrichtung --8-- überdeckt, die die Membrane --3-- abstützen kann. Gleichzeitig trägt diese Trageinrichtung --8-- eine Wärmeisolierung --24--, um unerwünschte Konvektion und Wärmeverluste aus dem Faulgasbehälter --22--, insbesondere bei tiefen Aussentemperaturen zu vermeiden. Die Wärmeisolation --24-- umfasst dabei die Trageinrichtung --8-- und das von
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tung aus einem Seilnetz das von einer Abdeckmembrane bzw. Hülle --21-- umschlossen bzw. in diese eingeschweisste Isolierstoffauflagen bzw. -platten --9- aus Polystyroschaum oder Glaswolle od. dgl. trägt.
In den Isolierstoffauflagen --9-- bzw. in der Hülle --21-- sind Gasdurchtrittsöffnungen --10-- ausgebildet. Sofern es sich um gegen die Gase bzw. Gasbestandteile
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An Stelle von Seilnetzen --8-- können auch Träger, Gitter oder andere Auflageeinrichtungen für Isoliermaterialien bzw. selbsttragende Isoliermaterialien, z. B. Isoliermatten, die aus einer Kunststoffolie bestehen, die Glaswolle umschliesst usw., verwendet werden.
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Isoliermaterialien biegsam sind, ist es zweckmässig, die Wärmeisolierung --24-- über der Öff- nung --25-- durchhängen zu lassen.
Es ist möglich, die Trageinrichtung --8-- bzw. die Wärmeisolierung --24-- auch im Inneren des Faulbehälters --22-- an der Innenwand zu befestigen, z. B. einzuhängen, d. h. unabhängig von der Aussenhülle --4-- bzw. der Membrane --3-- zu befestigen.
Gemäss Fig. 2 wird das Seilnetz --8-- (oder eine Kunststoffmatte) mittels eines U-förmigen Bügels --26-- an einer von den Schrauben --17-- an der Wand --6-- befestigten Tragplatte --27-- getragen, wobei die Hülle --21-- dicht nach aussen geführt und mit Schrauben --19-befestigt ist.
Zusätzlich oder an Stelle der mit einer Wärmeisolation --9-- versehenen Trageinrichtung --8-- kann über der Öffnung --25-- des Faulbehälters --6-- eine Trageinrichtung --27-- z. B. aus Stäben vorgesehen sein, auf der die Membrane --3-- sich auflegen kann. Die Trageinrichtung --8-- verliert im letzteren Fall ihre Funktion als Stütze für die Membrane --3-- und fungiert nur mehr als Träger für die Wärmeisolation. Im vorliegenden Fall sind als Trageinrichtung mit --27-- bezeichnete, quer über die Öffnung --25-- verlaufende Stäbe vorgesehen. Die Trageinrichtung kann somit Träger für die Membrane --3-- allein sein oder sie wird so stabil gefertigt, z.
B. in Form eines Seilnetzes --8--, dass sie die Wärmeisolation und auch die Membrane --3-- abstützen kann. Es liegt somit im Rahmen der Erfindung, getrennte Trageinrichtungen für die Wärmeisolierung --24-- und die Membrane --3-- vorzusehen oder auch nur eine einzige Trageinrichtung für die Membrane --3-- oder eine Trageinrichtung für die Wärmeisolation und die Membrane --3-- vorzusehen.
Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung, Faulbehälter --6-- auch mit anderem Öffnungquerschnitt als Kreisform abzudecken. Der Querschnitt der Öffnung kann an sich beliebig sein, er kann z. B. auch quadratisch, rechteckig, oval od. dgl. sein. Die Form der Aussenhülle bzw. der Membrane kann die eines Kugelabschnittes, z. B. Viertel-, Halb-, Dreiviertelkugel sein bzw. beliebige Kombinationen von Zylindern, Halbzylindern, Prismen, Prismen- oder Kegelstümpfen mit Kugel bzw. Ovoidsektoren bzw. -schalenteilen umfassen. So ist z. B. ein Zylinder mit aufgesetztem Kugelabschnitt denkbar oder ein liegender Halbzylinder, der an seinen Endflächen mit Viertelkugelschalen abgeschlossen ist.
Auf ovale Öffnungen sind entsprechende Abschnitte von Ovoiden als Aussenhülle aufsetzbar.
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The invention relates to a gas storage device in which at least one flexible, balloon-like membrane made of flexible flat structures, such as, for example, within an outer shell. B. plastic or rubber films or plastic or rubber coated textile substrates is provided, which divides the interior of the outer shell into a lying between the outer shell and the membrane, with an auxiliary gas, preferably air, acted upon pressure control space and at least one gas storage space located within the membrane , in or out of the gas to be stored with inlet and outlet pipes. is derivable, wherein the edges of the outer shell and the membrane, preferably by means of common clamping devices, are attached to the edge region of the opening of a digester, which opens into the gas storage space delimited by the membrane.
From US-PS No. 4, 437, 987 a gas storage device is known which comprises a digester with attached rigid outer wall and flexible membrane, the outer casing and the membrane being fastened together at the opening edge of the container.
In the operation of gas accumulators of the type mentioned at the outset, an auxiliary gas, preferably air, is blown into the pressure control chamber until a predetermined desired pressure is obtained, the membrane transmitting this pressure to the gas in the gas accumulator chamber. Due to the overpressure in the pressure control chamber, the outer shell of the gas storage device can be kept dimensionally stable within wide limits so that a wind pressure and / or a snow load remain in the storage room without any significant influence on the gas pressure.
In such gas stores, the supply of the fermentation gas requires complex devices, the supply is not always easy, or there are problems with the installation of the gas store, e.g. B. the formation of concrete slabs, etc. To avoid these disadvantages, a gas storage device of the type mentioned is characterized in that the outer shell of flexible sheets, such as. B. plastic or rubber films or with plastic or rubber coated textile substrates and is flexible and balloon-shaped inflatable and that a covering this covering device, z. B. a grate, the opening crossing beams, cable networks or the like. To support the membrane at low pressure in the gas storage space is provided.
The fact that the outer shell consists of flexible flat structures or is flexible and balloon-like inflatable and a supporting device supporting the membrane is provided prevents the membrane from having to bear its own weight at low gas pressure and possibly cracking, or from the membrane seeping into the digester sinks and comes into contact with the substances in it. It is also achieved that no special requirements have to be made for the pressure control of the pressure cushion provided between the membrane and the flexible outer shell and for the gas pressure, and for the fastening of the membrane and its sealing.
The result is a compact unit of gas storage and the location of the gas formation, so that problems with the introduction of the gas are eliminated and the space required is minimized; the gas storage tank including the digester are also easy to maintain and maintain.
In a preferred embodiment, it is provided that the opening of the digester is covered with a heat insulation that is gas-permeable or has gas passage openings. In addition to increasing the insulating effect of the double-walled dome, this also prevents undesired radiation and convection between the digester and the gas storage space. It is advantageous if the thermal insulation is carried by the support device.
In terms of structure, it is advantageous if the thermal insulation is made of an insulating material or
- Plate-supporting carrier device, for. B. a carrier film from the opening crossing carriers, for. B. of metal, od. Like. Is formed. It is expedient if the insulating materials or plates consist of plastic foam, preferably polystyrene, glass fiber mats or the like. The insulating materials or plates are preferably protected or covered against the gases or the digests contained therein, in particular enveloped by a plastic film or welded into them.
A preferred attachment of the gas storage device is obtained if, on the upper edge surface of the wall of the digester, with screws and preferably a curve that is adapted to the wall
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Clamping rail or an anchoring ring, the outer shell, the membrane and the support device of the thermal insulation, if necessary, are attached or screwed on using sealing strips.
The digester can be arranged in the ground or free-standing.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, for example. 1 shows an exemplary embodiment of a gas storage device according to the invention and FIG. 2 shows a section through the fastening of the outer shell, the membrane and the thermal insulation of the gas storage device.
Fig. 1 shows a gas reservoir according to the invention in a semi-filled state, which is placed on a digester --22-- and forms a structural unit with it. The gas storage tank has an outer shell --4--, which in the inflated state is roughly the shape of a half or
Has a three-quarter sphere, and a membrane --3--, which is entirely inside the outer shell --4-- and, when the gas storage space enclosed by it is completely filled --1-- has the same shape as the inflated outer shell --4-- Has.
As shown in Fig. 2, the edges --3a and 4a-- of the membrane --3-- and the outer shell --4-- are interposed with the interposition of sealing strips --19--, which are preferably made of foam plastic a clamping rail --11--, dowels --16-- and clamping screws --17-- attached to the wall --6-- of the digester --22--, which are attached to the end face with a circular disc-shaped bottom rail --18- - is provided. The wall --6-- of the digester --22-- can consist of dense reinforced concrete.
The opening edges --3a and 4a-- can also be glued or welded together to improve the seal and to facilitate assembly, or can have end reinforcement rings --20--.
The gas storage space --1--, which is enclosed by the membrane --3-- loosely arranged inside the outer shell --4--, is from below under the pressure of the gas generated in the digester --22--, which is above a gas discharge --13-- is diverted to consumers, not shown. A safety gas blow-off valve --14-- and a level measuring or control device --15-- are also provided.
The space --2-- between the outer shell --4-- and the membrane --3-- serves as a pressure control space. An auxiliary gas, preferably air, is applied to it with the aid of a blower --23--, whereby the outer shell --4-- is tensioned and also kept stable against wind and snow loads and the pressure in the gas storage space --1-- builds up becomes.
The shape of the outer shell --4-- and the membrane --3-- of the reservoir - also called assembly - can be achieved by sewing, gluing, vulcanizing, high-frequency welding, thermal welding or combined sewing and welding, depending on the type of equipment of the textile fabrics or art the rubber or plastic films to be used. The strength of the flexible flat structures and the seam connections thereof must of course be selected in accordance with the desired gas pressure and the storage dimensions.
The outer shell --4-- and / or the membrane --3-- are advantageously produced from flexible flat structures with essentially the same cut.
The opening --25-- of the fermentation gas tank --22-- which is filled with rotting, gas-forming materials --12--, which merges into the gas storage space --1--. 1 is covered with a support device --8--, which can support the membrane --3--. At the same time, this carrying device --8-- carries thermal insulation --24-- to prevent unwanted convection and heat loss from the digester tank --22--, especially at low outside temperatures. The thermal insulation --24-- includes the support device --8-- and that of
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device made of a rope net which is enclosed by a covering membrane or sheath --21-- or carries insulating material supports or plates --9- made of polystyrene foam or glass wool or the like.
Gas through openings --10-- are formed in the insulating material supports --9-- or in the casing --21--. If it is against the gases or gas components
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Instead of rope nets --8--, beams, grids or other support devices for insulating materials or self-supporting insulating materials, e.g. B. insulating mats, which consist of a plastic film, the glass wool encloses, etc., are used.
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Insulating materials are flexible, it is advisable to let the thermal insulation sag --24-- over the opening --25--.
It is possible to attach the carrying device --8-- or the thermal insulation --24-- to the inside of the digester --22-- on the inner wall, e.g. B. mount, d. H. to be attached independently of the outer shell --4-- or the membrane --3--.
According to Fig. 2, the rope net --8-- (or a plastic mat) is attached by means of a U-shaped bracket --26-- to a support plate fastened to the wall --6-- by the screws --17-- - 27-- worn, the case --21-- led tightly outwards and fastened with screws --19.
In addition to or instead of the carrying device --8-- provided with thermal insulation --8-- a carrying device --27-- can be placed over the opening --25-- of the digester --6--. B. can be provided from bars on which the membrane can lay down --3--. In the latter case, the support device --8-- loses its function as a support for the membrane --3-- and only functions as a support for the thermal insulation. In the present case, bars designated as --27-- and extending across the opening --25-- are provided as the supporting device. The support device can thus be a support for the membrane --3-- alone or it is manufactured so stable, z.
B. in the form of a rope network --8-- that it can support the thermal insulation and also the membrane --3--. It is therefore within the scope of the invention to provide separate support devices for the heat insulation --24-- and the membrane --3-- or even a single support device for the membrane --3-- or a support device for the heat insulation and the membrane --3-- to be provided.
It is also within the scope of the invention to cover digesters --6-- with a different opening cross section than a circular shape. The cross section of the opening can be arbitrary in itself, it can e.g. B. also square, rectangular, oval or the like. The shape of the outer shell or the membrane can be that of a spherical section, for. B. be quarter, half, three-quarter sphere or include any combination of cylinders, half cylinders, prisms, prismatic or truncated cones with spheres or ovoid sectors or shell parts. So z. B. a cylinder with attached spherical section is conceivable or a lying half cylinder, which is completed at its end faces with quarter spherical shells.
Corresponding sections of ovoid can be placed as an outer shell on oval openings.
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