CH673075A5

CH673075A5 - Device for recovering heat from manure - has manure container lowered in insulated pit with brine circulating probes penetrating contents

Info

Publication number: CH673075A5
Application number: CH3392/87A
Authority: CH
Inventors: Siegfried Frei
Original assignee: Siegfried Frei
Priority date: 1987-09-03
Filing date: 1987-09-03
Publication date: 1990-02-15

Description

BESCHREIBUNG

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wärme aus Mist.

Bei der Lagerung des Mistes von Pferden, Kühen oder anderen Haustieren entsteht bei dessen Verrottung Wärme.

Diese Wärme wird üblicherweise ungenutzt an die Umgebung abgeführt.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die bei der Lagerung von Mist entstehende Wärme zu nutzen.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass der anfallende Mist kontinuierlich der Wärmenutzung zugeführt und nach dessen Vergärung bzw. Auskühlung maschinell dem Lagerbehälter entnommen werden kann. Durch die Verwendung von sukzessive in den Mist einführbaren Sonden kann diesem die Wärme gleichmässig entzogen werden. Nach der Entfernung des ausgekühlten Mistes können sowohl der Behälter als auch die Sonden mühelos gereinigt und das dabei entstehende verschmutzte Wasser einer Jauchegrube zugeführt werden.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch einen Behälter mit einer Vorrichtung zu Beginn der Füllung,
Figur 2 einen vollen Behälter gemäss Figur 1 bei dessen Entsorgung;
Figur 3 einen Querschnitt durch eine Sonde,
Figur 4 einen Querschnitt durch eine Sonde,
Figur 5 einen Querschnitt durch eine Sonde,
Figur 6 einen Längsschnitt durch die Sonde gemäss Figur 5 und
Figur 7 einen Querschnitt durch den Behälter gemäss Figur 1.

In Figur 1 ist ein oben durch einen Deckel 1 verschliessbarer Behälter 3 zur Aufnahme von Mist 5 dargestellt. Der Behälter 3 ist mit einer Isolation 7 versehen. Anstelle einer beispielsweise aus Mineralfasern oder einem Polyurethanschaum bestehenden Isolation 7 kann auch das Erdreich 10 dienen, wenn der Behälter bis oder annähernd zu seinem oberen Rand 8 eingegraben ist. Vorzugsweise weist auch der Deckel 1 eine Isolation 7 auf. Am Boden des Behälters 3 ist ein Ablauf 9 angebracht, der zu einer Jauchegrube oder einem anderen Auffangbehälter führen kann. Der Behälter 3 sowie der Deckel 1 sind vorzugsweise aus einem korrosionsfreien Material gefertigt.

Im Innern des Behälters 3 sind eine Mehrzahl von vertikal angebrachten Sonden 11 vorgesehen. Die Sonden 11 sind auf einer Platte 13 befestigt, die auf dem Boden des Behälters 3 unter Freilassung eines Zwischenraumes 15 aufliegt.

Die Sonden 11 bestehen aus zwei längs deren Achsen verlaufenden Kammern 17 und 19, die an der Spitze der Sonde 11 miteinander verbunden sind. In der Figur 3 ist die Sonde rohrförmig ausgebildet und der freie Querschnitt durch eine Zwischenwand 21 in zwei Kammern 17, 19 aufgeteilt. Das obere Ende 23 ist vorzugsweise kegelförmig gestaltet und bildet gleichzeitig die Verbindung der beiden Kammern 17 und 19.

Am Fuss sind die Kammern 17 und 19 in der hohlen Platte 13 mit zwei zu einer Pumpe 25 führenden Rohren 27 und 29 verbunden. Anstelle von einer durch eine Zwischenwand 21 zweigeteilten Sonde 11 kann auch ein haarnadelförmig ausgebildetes Rohr (Figur 4) als Sonde eingesetzt werden. Zur Erhöhung des Wärmeüberganges kann in beiden Ausführungsformen ein plattenförmiger Steg 33 die Kammern 17 und 19 seitlich überragen. Parallel zur Platte 13 ist eine dem Querschnitt des Behälters 3 angepasste, mit Ausnehmungen 35 für die Sonden 11 versehene, an Seilen 39 aufgehängte Bühne 37 angeordnet. Die Stahlseile 39 verlaufen über je eine Umlenkrolle 41 am oberen Rand des Behälters 3 und können auf einer Winde 43 aufgespult werden. Die Winde 43 kann von Hand bedient oder mit einem motorischen Antrieb versehen sein. Die Winde 43 ist nicht Gegenstand der Erfindung und wird daher nicht näher erläutert.

Der Deckel 1 kann je nach Grösse des Behälters 3 lose auf diesem aufliegen oder mittels eines Scharnieres mit diesem schwenkbar verbunden sein.

Die Länge der Sonden 11 ist so bemessen, dass bei vollständig angehobener Bühne 37 die Sonden 11 aus den Ausnehmungen 35 ausgefahren sind und sich die Enden 23 knapp unterhalb der Bühne 37 befinden (Figur 2).

Zu Beginn des Füllvorganges des Behälters 3 mit Mist 5 wird die Bühne 37 in eine Stellung gebracht, wie sie in Figur 1 dargestellt ist. Die Sonden 11 ragen dabei geringfügig durch die Ausnehmung 35 hindurch. Der in den Behälter 3 hineingeschüttete Mist 5 verteilt sich auf der Bühne 37 regelmässig zwischen den Spitzen oder Enden 23 der Sonden 11.

Nach jeder Füllung wird der Deckel 1, an dessen unterem Rand vorzugsweise eine Dichtung 45 zum dichten Verschliessen des Behälters 3 angebracht ist, niedergeschwenkt.

Die im Mist infolge Gärung entstehende Wärme kann nun durch eine Sole, die durch das Rohr 27 in die Sonden 11 eingeführt wird und durch das Rohr 29 wieder abgeführt wird, entnommen werden. Der Wärmeaustausch kann bereits erfolgreich vorgenommen werden, wenn nur eine kleine Menge von Mist 5 auf der Bühne 37 vorhanden ist und nur die Enden der Sonden in diesen hineinragen. Damit eine möglichst hohe Ausnutzung erreicht werden kann, wird vorzugsweise die gewonnene Wärme mit der Rückleitung 29 einer Wärmepumpe 47 zugeleitet, die bekanntlich bereits mit Temperaturdifferenzen von einem einzigen Grad zwischen Vorlauf und Rücklauf wirtschaftlich betrieben werden kann.

Selbstverständlich kann bei genügend hohem Wärmeanfall bei einem sehr grossen Behälter die bezogene Wärme einem Wasserspeicher zugeleitet oder auch direkt zur Erzeugung von Brauchwasser oder in die Zirkulation einer Heizungsanlage geführt werden.

Die meist nur einen Bruchteil einer Füllung eines Behälters 3 ausmachende Menge an Mist 5 wird verteilt auf den bereits eingefüllten Mist 5 aufgelegt. Um ein Überfüllen des Behälters zu vermeiden, wird die Bühne 37 um den entsprechenden Betrag abgesenkt. Dieses schrittweise Füllen des Behälters 3 kann je nach Anfall der Mistmenge Tage oder Wochen dauern, bis die Bühne 37 unten auf der Platte 13 aufzuliegen kommt. Sobald der Behälter 3 vollständig gefüllt ist, kann noch während einer gewissen, von der Füllzeit und der Qualität des Mistes abhängigen weiteren Zeitdauer Wärme entzogen werden. Das Ende der Entzugsdauer kann durch Messen der Temperaturdifferenzen des Vor- und des Rücklaufes leicht ermittelt werden.

Ist der Inhalt des Behälters 3 ausgekühlt - bei Verwendung einer Wärmepumpe kann die Temperatur im Behälter wesentlich unter die Umgebungstemperatur gefallen sein wird mittels der Winde 43 die Bühne 37 samt dem darauf liegenden Mist 5 so weit angehoben, bis die Enden 23 der Sonden 11 die Bühne 37 nicht mehr überragen (Figur 2, obere Stellung). Nun kann in herkömmlicher Weise von Hand oder mittels eines Greifers 49 der Mist entnommen und in gewohnter Weise weiter verwendet werden.

Nach jeder Füllung oder erst nach mehreren Füllungen kann die Anlage leicht gereinigt werden. Nach Entfernen der Bühne 37 sind nämlich die Sonden 11 frei zugänglich und dank geringem Spiel zwischen den Ausnehmungen 35 und den Sonden 11 sind diese jeweils nur leicht verschmutzt. Die während der Gärung und beim Waschen des Behälters anfallende Flüssigkeit wird am Behälterboden aufgefangen und kann entweder durch die Leitung 9 einer Jauchegrube (nicht gezeigt) zugeführt oder anderweitig entsorgt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zur Gewinnung von Wärme aus Mist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem oben mit einem Deckel (1) verschliessbaren Behälter (3) im wesentlichen vertikal verlaufende, mit einem Vor- und einem Rücklauf versehene Sonden (11) eingesetzt sind, die durch Ausnehmungen (35) in einer im Behälter (3) vertikal verschiebbaren, den Mist (5) tragenden Bühne (37) hindurchführbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) eine Isolation (7) aus Isolationsmaterial oder durch das ihn umgebende Erdreich (10) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonden (11) aus einem haarnadelförmig ausgebildeten Rohr (31), einem mit einer Zwischenwand (21) in zwei oben verbundene Kammern (17, 19) aufgeteilten Rohr (20) oder aus zwei konzentrischen Rohren (20, 22) bestehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Enden (13) der Sonden (11) kegelförmig verjüngt ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Ausnehmungen (35) in der Bühne (37) dem Querschnitt der Sonden (11) angeglichen ist und die Sonden (11) mit geringem Spiel durch die Ausnehmungen (35) hindurchführbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (17, 19) bzw. die Enden des Rohres (31) der Sonde (11) je mit einer Vor- und einer Rücklaufleitung (27, 29) verbunden sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Sonden (11) eine Sole zirkuliert, die einem Wärmetauscher oder einer Wärmepumpe (47) zugeführt wird.
8; Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bühne (37) mittels Hebemitteln (39) heb- und senkbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bühne (37) mittels über Umlenkrollen (41) am oberen Rand des Behälters (3) geführten Seilen (39) verschiebbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Sonden (11) Stege (33) zur Erhöhung des Wärmeüberganges angebracht sind.