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.
DESCRIPTION
The present invention relates to a device for extracting heat from manure.
When the manure of horses, cows or other pets is stored, heat is generated when it rots.
This heat is usually dissipated to the environment unused.
The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in the claims, solves the problem of using the heat generated during the storage of manure.
The main advantages of the invention are that the manure accumulated can be continuously used for heat and after fermentation or cooling it can be removed mechanically from the storage container. By using probes that can be gradually inserted into the manure, the heat can be removed evenly from it. After removing the cooled manure, both the container and the probes can be easily cleaned and the resulting polluted water can be fed into a septic tank.
The invention is explained in more detail with the aid of an illustrated embodiment. Show it:
FIG. 1 shows a cross section through a container with a device at the beginning of the filling,
Figure 2 shows a full container according to Figure 1 when it is disposed of;
FIG. 3 shows a cross section through a probe,
FIG. 4 shows a cross section through a probe,
FIG. 5 shows a cross section through a probe,
6 shows a longitudinal section through the probe according to FIG. 5 and
FIG. 7 shows a cross section through the container according to FIG. 1.
FIG. 1 shows a container 3, which can be closed at the top by a lid 1, for receiving manure 5. The container 3 is provided with insulation 7. Instead of an insulation 7 consisting, for example, of mineral fibers or a polyurethane foam, the soil 10 can also serve if the container is buried up to or approximately to its upper edge 8. The cover 1 preferably also has an insulation 7. At the bottom of the container 3, an outlet 9 is attached, which can lead to a septic tank or another collecting container. The container 3 and the lid 1 are preferably made of a corrosion-free material.
A plurality of vertically attached probes 11 are provided inside the container 3. The probes 11 are attached to a plate 13 which rests on the bottom of the container 3, leaving a gap 15.
The probes 11 consist of two chambers 17 and 19 which run along their axes and which are connected to one another at the tip of the probe 11. In FIG. 3, the probe is tubular and the free cross section is divided into two chambers 17, 19 by an intermediate wall 21. The upper end 23 is preferably conical and at the same time forms the connection between the two chambers 17 and 19.
At the foot, the chambers 17 and 19 in the hollow plate 13 are connected to two pipes 27 and 29 leading to a pump 25. Instead of a probe 11 divided in two by an intermediate wall 21, a hairpin-shaped tube (FIG. 4) can also be used as the probe. To increase the heat transfer, a plate-shaped web 33 can protrude laterally from the chambers 17 and 19 in both embodiments. Parallel to the plate 13 is a stage 37 adapted to the cross section of the container 3, provided with recesses 35 for the probes 11 and suspended on ropes 39. The steel cables 39 each run over a deflection roller 41 at the upper edge of the container 3 and can be wound up on a winch 43. The winch 43 can be operated by hand or provided with a motor drive. The winch 43 is not the subject of the invention and is therefore not explained in detail.
Depending on the size of the container 3, the lid 1 can rest loosely on it or be pivotally connected to it by means of a hinge.
The length of the probes 11 is dimensioned such that when the stage 37 is completely raised, the probes 11 are extended from the recesses 35 and the ends 23 are located just below the stage 37 (FIG. 2).
At the beginning of the filling process of the container 3 with manure 5, the platform 37 is brought into a position as shown in FIG. The probes 11 protrude slightly through the recess 35. The manure 5 poured into the container 3 is regularly distributed on the stage 37 between the tips or ends 23 of the probes 11.
After each filling, the lid 1, on the lower edge of which a seal 45 is preferably attached for tightly closing the container 3, is pivoted down.
The heat generated in the manure as a result of fermentation can now be removed through a brine which is introduced into the probes 11 through the tube 27 and is removed again through the tube 29. The heat exchange can already be carried out successfully if only a small amount of manure 5 is present on the stage 37 and only the ends of the probes protrude into it. So that the highest possible utilization can be achieved, the heat obtained is preferably fed with the return line 29 to a heat pump 47 which, as is known, can already be operated economically with temperature differences of a single degree between the flow and the return.
Of course, if the heat is high enough for a very large container, the heat drawn can be fed to a water storage tank or can be led directly to the production of process water or to the circulation of a heating system.
The amount of manure 5, which usually only makes up a fraction of a filling of a container 3, is distributed over the manure 5 which has already been filled. In order to avoid overfilling the container, the stage 37 is lowered by the corresponding amount. This gradual filling of the container 3 can take days or weeks, depending on the amount of manure, until the stage 37 comes to rest on the plate 13 below. As soon as the container 3 is completely filled, heat can still be removed for a certain period of time, depending on the filling time and the quality of the manure. The end of the withdrawal period can easily be determined by measuring the temperature differences between the flow and return.
Is the content of the container 3 cooled - when using a heat pump, the temperature in the container may have fallen significantly below the ambient temperature, the platform 37 and the manure 5 lying thereon will be raised by means of the winch 43 until the ends 23 of the probes 11 reach the platform 37 no longer protrude (Figure 2, upper position). The manure can now be removed in a conventional manner by hand or by means of a gripper 49 and used in the usual manner.
The system can be easily cleaned after each fill or after several fillings. After removing the stage 37, the probes 11 are freely accessible and, due to the slight play between the recesses 35 and the probes 11, they are only slightly contaminated in each case. The liquid obtained during the fermentation and washing of the container is collected at the bottom of the container and can either be fed through line 9 to a septic tank (not shown) or otherwise disposed of.