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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Wendevorrichtung, insbesondere
zum Trocknen von Biomasse, und eine Trocknungsvorrichtung mit einer
erfindungsgemäßen Wendevorrichtung.
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Bei
der zu trocknenden Biomasse handelt es sich insbesondere um Hackschnitzel,
aber auch um Sägemehl,
Kompost, Getreide, Reststoffe von Biogasanlagen, Gülle, Klärschlamm
oder ein anderes Schüttgut
mit beliebigem Wassergehalt.
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Biomasse
ist ein Energieträger,
der heutzutage als Alternative zu fossilen Brennstoffen verwendet
wird. Bei der energetischen Verwertung von Biomasse steht in der
Regel aber nur ein feuchtes Biomassenmaterial zur Verfügung. Dieses
Material muss vor der energetischen Verwertung getrocknet werden,
um ein Absenken des unteren Heizwertes sowie eine höhere Umweltbelastung
durch eine unvollkommene oder unvollständige Verbrennung zu vermeiden.
Des weiteren kann die getrocknete Biomasse ohne die Gefahr einer
Pilzbildung innerhalb des Materials gelagert und außerdem besser
transportiert werden.
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Die
Biomasse muss vor ihrer Verwendung daher möglichst ohne großen Energieaufwand
getrocknet werden.
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Auf
dem Gebiet der Trocknung, insbesondere auf dem Gebiet der Trocknung
von Biomasse, sind verschiedene Trocknungs vorrichtungen bekannt. Üblicherweise
ist in einer solchen Vorrichtung eine Fläche vorgesehen, auf die die
Biomasse zum Trocknen aufgebracht wird. Die Biomasse wird an einer Seite
der Fläche
eingegeben und entlang der Länge der
Fläche
mittels einer geeigneten Einrichtung verteilt, fortbewegt und getrocknet.
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Die
Druckschrift
EP 1 150
083 B1 zeigt eine derartige Trocknungsvorrichtung. Trocknungsvorrichtungen
zum Trocknen von Biomasse weisen eine Wendevorrichtung auf, mit
der die Biomasse in der Trocknungsvorrichtung transportiert und
gewendet wird. Ein ständiges
Wenden ist Voraussetzung für
einen effektiven Trocknungsvorgang. Nur ein ständiges Durchmischen der Biomasse
garantiert, dass die Biomasse gleichmäßig trocknet und das für die Trocknung
möglichst
wenig Energie aufgewendet werden muss.
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Die
zu wendende Biomasse, insbesondere im Fall von Hackschnitzel, ist
in der Regel sehr zäh, faserig
und hakt fest ineinander. Deswegen ist ein hoher Kraftaufwand der
Wendevorrichtung notwendig, um derartige Biomasse zu wenden.
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Es
besteht daher ein Bedarf an einer Wendevorrichtung, die Biomasse,
insbesondere Hackschnitzel, verbessert und mit geringem Kraftaufwand wendet.
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Erfindungsgemäß wird daher
eine Wendevorrichtung nach Anspruch 1 und eine Trocknungsvorrichtung
nach Anspruch 14 vorgeschlagen.
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Die
erfindungsgemäße Wendevorrichtung umfasst
mindestens eine Wendeschaufel und eine Wendebrücke bzw. Fahrwerk, der die
mindestens eine Wendeschaufel rotierbar gelagert ist, wobei in einer
Vorderkante der mindestens einen Wendeschaufel eine Zahnung vorgesehen
ist.
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Unter
dem Begriff Zahnung ist dabei nicht lediglich eine Zahnung zu verstehen,
wie sie bspw. für ein
Zahnrad bekannt ist, sondern jegliche Anordnung von Zinken, Zähnen oder
Fingern an der Vorderkante der mindestens einen Wendeschaufel.
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Die
Zahnung fährt
beim Wenden in die Biomasse und löst die Verklebungen der Biomasse durch
die gleichzeitige Rotation der Wendeschaufeln auseinander. Die zu
trocknende Biomasse kann dadurch besser und mit geringerem Kraftaufwand
gewendet werden.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung weist die mindestens eine Wendeschaufel eine etwa halbröhrenartige
Form auf.
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Eine
derartige Form hat sich ebenfalls als besonders vorteilhaft bei
dem Wenden von Biomasse, insbesondere von Hackschnitzel, herausgestellt.
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Die
halbröhrenartig
geformte, mindestens eine Wendeschaufel kann in einer Ausführungsform einen
Kreisausschnitt von mindestens 170° umgreifen.
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Der
Begriff Kreisausschnitt ist so zu verstehen, dass ein geschlossenes
Rohr einen Kreisausschnitt von 360° umgreifen würde, ein halbes Rohr entsprechend
einen Kreisausschnitt von 180°.
Die mindestens eine Wendeschaufel der erfindungsgemäßen Wendevorrichtung
beschreibt also, wenn man sie im Profil betrachtet, in etwa einen
Kreisbogen, der über
mindestens 170° aufgespannt
ist.
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Durch
eine derartige Schaufelform ist gewährleistet, dass die Wendeschaufel
während
der Rotation eine geeignete Menge an Biomasse greift und wendet.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist die Zahnung so ausgebildet, dass eine Eingriffslinie der
Zahnung nicht parallel zu einer Rotationsachse der mindestens einen
Wendeschaufel ist.
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Die
Zahnung kann also bspw. schräg
zur Wendeachse angeordnet sein. Dadurch greifen die Zähne nacheinander
in die Biomasse ein und ziehen die Biomasse noch besser auseinander.
Da die Zähne
erst nacheinander in die Biomasse eingreifen, verringert sich darüber hinaus
der mechanische Widerstand, den die Biomasse auf die Wendeschaufel
ausübt.
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass zum Antrieb der Rotation der
mindestens einen Wendeschaufel ein Antriebsmotor mit geringerer
Leistung verwendet werden kann, der entsprechend auch weniger Energie
verbraucht.
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In
einer Ausführungsform
ist die Zahnung so ausgebildet, dass eine Eingriffslinie der Zahnung
einem Bogenabschnitt entspricht, dessen Extrempunkt in der Mitte
der Wendeschaufel liegt.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die Zähne in
der Mitte der Wendeschaufel entsprechend kürzer als die äußeren Zähne. Eine
derartige Ausgestaltung der Zahnung hat sich als besonders vorteilhaft
für das
Wenden erwiesen und erfordert einen sehr geringen Kraftaufwand zum
Wenden der Biomasse.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Wendevorrichtung
ist die Zahnung so ausgebildet, dass eine Eingriffslinie der Zahnung wellenförmig verläuft.
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In
dieser Ausführungsform
weist die Eingriffslinie der Zahnung also mehrere Extrempunkte, d.h.
Hoch- und Tiefpunkte, auf, die über
die Breite der Wendeschaufel verteilt sind.
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Je
nach Art der zu wendenden Biomasse kann eine solche Wellenform der
Eingriffslinie vorteilhaft sein.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung sind zwei, um etwa 180° versetzte Wendeschaufeln vorgesehen.
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Durch
Bereitstellung von zwei Wendeschaufeln ist ein schnelleres und damit
effektiveres Wenden möglich.
Falls die Wendevorrichtung in einer Trocknungsvorrichtung mit einer
Vorschubeinrichtung vorgesehen ist, wobei die Vorschubeinrichtung die
Wendevorrichtung senkrecht zur Rotationsachse der Wendeschaufeln
bewegt, kann durch die Bereitstellung von zwei Wendeschaufeln bei
gleicher Wendeeffektivität
mit einer größeren Vorschubgeschwindigkeit
gearbeitet werden, als dies mit lediglich einer Wendeschaufel möglich ist.
Selbstverständlich
können
auch drei, vier oder mehr Wendeschaufeln vorgesehen sein.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist die Wendevorrichtung so ausgebildet, dass der
Querschnitt der mindestens einen halbröhrenartigen Wendeschaufel ein
Polygonzug ist.
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Dies
ist so zu verstehen, dass der Querschnitt einer Wendeschaufel nicht
etwa einem Halbkreis entspricht, sondern einem Polygon. Bei diesem Polygon
kann es sich um ein gleichmäßiges Polygon handeln.
Während
eine Wendeschaufel mit kreisrunder Form in der Regel durch Walzen
hergestellt wird, kann eine erfindungsgemäße Wendeschaufel, die durch
einen Polygonzug gebildet ist, mittels eines Biegeverfahrens hergestellt
sein.
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Die
durch die Biegekanten hervorgerufene Polygonform bewirkt eine höhere Steifigkeit
der Wendeschaufel, was gerade bei größeren Schaufelbreiten zu höherer Formfestigkeit
und geringerem Gewicht führt.
Zudem kann die Schaufelform mittels der Biegekanten weiter optimiert
werden. So ist es bspw. möglich,
dass die Aufnahmekante weniger steil gebogen ist als der Bereich,
in dem sich die Biomasse drehen soll. Gerade bei einem faserigen
und kantigen Material, wie etwa bei Hackschnitzel, hat sich als vorteilhaft
erwiesen, dass die Wendeschaufel eine Form aufweist, die nicht exakt
einem Kreis entspricht, damit das Material nicht lediglich an der
Wand der Wendeschaufel entlang gleitet, ohne sich dabei zu drehen.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist des weiteren eine Planierleiste vorgesehen, die schwenkbar
gelagert an der Wendebrücke
angebracht ist.
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Mit
einer derartigen Planierleiste ist es möglich, die Biomasse zu glätten, falls
sie sich zu hoch auf einer Trocknungsfläche aufgestaut hat.
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Selbstverständlich kann
die Planierleiste manuell oder automatisch höhenverstellbar ausgebildet sein.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist ein Anschlag vorgesehen, der die Schwenkbarkeit der
Planierleiste in einer Richtung in einer senkrechten Position begrenzt.
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In
dem Fall, dass eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen der Wendevorrichtung
vorgesehen ist, gleitet die Planierleiste bei einer Bewegung in
eine Richtung somit locker auf der Biomasse, da sie sich bei einem
Widerstand automatisch verschwenkt. Wird die Wendevorrichtung nun
in die Gegenrichtung bewegt, wird die Bewegung der Planierleiste
in einer senkrechten Position durch den Anschlag gestoppt. Die Planierleiste
zieht nun Biomasse, die entsprechend der Einstellung der Planierleiste
zu hoch aufgestaut ist, wieder glatt. Auf diese Weise ist es besonders
einfach möglich,
die Biomasse nach einem Wendevorgang während der Rückfahrt der Wendevorrichtung
wieder zu glätten.
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An
der Planierleiste kann eine Zahnung vorgesehen sein.
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Eine
entsprechende Zahnung stellt ähnliche Vorteile
wie die an der mindestens einen Wendeschaufel vorgesehene Zahnung
bereit. Insbesondere kann zähe
Biomasse, wie etwa Hackschnitzel, so besonders einfach von der Planierleiste
geglättet
werden.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist ein Staubschutz vorgesehen, der die mindestens eine
Wendeschaufel gegenüber
der Umgebung im wesentlichen abdeckt.
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Beim
Wenden der Biomasse mit wenig Restfeuchte wird in der Regel Staub
aufgewirbelt, der die umgebenden Anlagen verunreinigt und die Arbeitsbedingungen
für das
Betriebspersonal erschwert. Ein entsprechender Staubschutz sorgt
dafür,
dass die beschriebenen Nachteile durch herumwirbelnden Staub vermieden
werden.
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Der
Staubschutz kann ein aus Kunststoffstreifen bestehender Vorhang
sein.
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Des
weiteren kann eine Absaugeinrichtung zum Absaugen des Staubs vorgesehen
sein.
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Der
aus Kunststoffstreifen bestehende Vorhang stellt eine besonders
einfache und kostengünstige
Ausgestaltung des Staubschutzes dar. Durch die Absaugvorrichtung
wird das Maß des
durch den Staubschutz nach außen
dringenden Staubs weiter reduziert.
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Eine
erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung,
die insbesondere zum Trocknen von Biomasse, insbesondere von Hackschnitzel,
vorgesehen ist, umfasst eine erfindungsgemäße Wendevorrichtung.
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Mit
einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung
ist es besonders effektiv möglich
Biomasse, insbesondere Hackschnitzel, zu wenden und mit geringem
Energie- und Zeitaufwand zu trocknen.
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In
einer Ausführungsform
der Trocknungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Trocknungsvorrichtung
eine Vorschubeinrichtung umfasst, die dazu vorgesehen ist, die Wendevorrichtung über die
gesamte Länge
einer Trocknungsfläche,
auf der sich das zu trocknende Material befindet, zu verfahren.
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In
einer derart ausgestalteten Trocknungsvorrichtung kann die erfindungsgemäße Wendevorrichtung
zum Wenden der Biomasse an beliebiger Stelle der Trocknungsfläche eingesetzt
werden. Des weiteren ist es so besonders einfach möglich, die
Biomasse mit der Wendevorrichtung nicht nur zu wenden, sondern auch
zu transportieren, d.h. entlang der Trocknungsfläche zu bewegen. Dazu werden
die Wendeschaufeln der Wendevorrichtung so gestoppt, dass eine Schaufel
in senkrechter Stellung stehen bleibt und so ähnlich einem Pflug die Biomasse
vor sich her schiebt.
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Selbstverständlich kann
ein Transport der Biomasse auch durch eine entsprechende Abstimmung
der Rotationsgeschwindigkeit der mindestens einen Wendeschaufel
und des Vorschubs der Wendevorrichtung bewirkt werden. Dabei entsteht
der Vorteil, dass die Biomasse gleichzeitig transportiert und gewendet
wird.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung erstreckt sich die Wendevorrichtung über die
gesamte Breite einer Trocknungsfläche, auf der sich das zu trocknende
Material befindet.
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Auf
diese Weise ist eine Verfahrbarkeit der Wendevorrichtung in einer
zweiten Richtung nicht notwendig und das gesamte auf der Trocknungsfläche befindliche
Material wird gleichmäßig transportiert
und gewendet.
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Bei
einem Verfahren zum Trocknen von Biomasse, insbesondere von Hackschnitzel,
wird zunächst
eine Biomasse mittels einer Einfüllvorrichtung in
eine Trocknungsvorrichtung, bspw. auf eine Trocknungsfläche, gleichmäßig eingefüllt. Bei
diesem Schritt des Einfüllens
der Biomasse kann bereits die Wendevorrichtung 10 zum Transportieren
der Biomasse genutzt werden.
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Anschließend folgt
ein Schritt des Trocknens der Biomasse, der einen oder mehrere Wendeschritte
umfassen kann.
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Um
die Trocknung zu unterstützen,
kann vorgesehen sein, dass die Trocknungsfläche als Lochblechboden ausgestaltet
ist, durch den erwärmte Trocknungsluft
steigt und das Trocknen der Biomasse unterstützt.
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Zur
Erwärmung
der Trocknungsluft kann Abwärme
aus Kläranlagen,
Abwärme
aus Biogasanlagen oder Blockheizkraftwerken sowie Sonnenenergie
und die von der Sonne direkt erwärmte
Umgebungsluft genutzt werden.
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Während eines
Wendeschritts wird die Wendevorrichtung durch eine in der Trocknungsvorrichtung
vorgesehene Vorschubeinrichtung durch die Biomasse bewegt, wobei
die Wendeschaufeln rotieren. Dabei gelangt die zu trocknende Biomasse
in die Wendschaufeln, wo sie durch die Form der Wendeschaufeln um
180° gedreht
und je nach Vorschubgeschwindigkeit an der selben Stelle bzw. um
ein gewisses Maß in
Vorschubrichtung versetzt abgeworfen wird.
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Während eines
derartigen Wendeschritts wird die Biomasse neu gemischt, was zur
Folge hat, dass die im Inneren festgehaltene Feuchtigkeit freigesetzt
und durch die Umgebungskraft und die evtl. zusätzlich vorhandene Trocknungsluft
abgetrocknet wird. Durch das wiederholte Wenden wird zudem gewährleistet,
dass die feuchteren Schichten im Inneren nach außen gelangen und somit von
der Umgebungsluft schneller abgetrocknet werden. Der Trocknungsprozess
wird somit wesentlich beschleunigt. Durch das Trocknen wird der
Heizwert der Biomasse um etwa 50 % erhöht.
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Wenn
die Biomasse getrocknet ist, schließt sich an den Schritt des
Trocknens ein Schritt des Entfernens bzw. Ausräumens der getrockneten Biomasse
an. Dazu wird die Wendevorrichtung in ihrer Ausgangsposition in
den Bereich einer Einfüllvorrichtung zum
Einfüllen
der Biomasse bewegt und die Wendeschaufeln in eine bestimmte Position
gedreht und verriegelt. In dieser bestimmten Position kann die Winkelstellung
der Schaufeln so gewählt
sein, dass bei einem Bewegen der Wendevorrichtung in Richtung einer
Entnahmevorrichtung eine bestimmte Schichtdicke der Biomasse abgetragen
wird. Werden die Wendeschaufeln senkrecht gestellt, wird entsprechend
bei einer Durchfahrt die gesamte Biomasse ausgeräumt.
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Anschließend wird
die getrocknete Biomasse von der Entnahmevorrichtung ausgegeben.
Bei der Entnahmevorrichtung kann es sich bspw. um ein Förderband
handeln, dass die getrocknete Biomasse in einen dafür vorgesehen
Behälter
befördert.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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1 zeigt
eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung.
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2 zeigt
eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung.
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3 zeigt
eine Perspektivansicht der Wendeschaufeln einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung.
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4 zeigt
eine Seitenansicht der Wendeschaufeln in 3.
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5 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung.
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Die 1 und 2 zeigen
eine erfindungsgemäße Wendevorrichtung 10 in
einer bevorzugten Ausführungsform.
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Die
erfindungsgemäße Wendevorrichtung 10 umfasst
eine Wendebrücke 30,
in der zwei Wendeschaufeln 20 drehbar um eine Rotationsachse 26 gelagert
sind. Die genaue Ausgestaltung der Wendeschaufeln 20 wird
im Zusammenhang mit den 3 und 4 genauer
beschrieben.
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An
einer Vorderkante 22 der Wendeschaufel 20 ist
eine Zahnung 24 vorgesehen. Die Zahnung 24 ist
so ausgebildet, dass die Eingriffslinie der Zähne nicht parallel zu der Rotationsachse 26 ausgebildet ist.
Vielmehr beschreibt die Eingriffslinie der Zähne einen Bogenabschnitt, dessen
Extrempunkt 28 in der Mitte der Wendevorrichtung 10 angeordnet
ist.
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An
der Wendebrücke 30 sind
Rollen 32 vorgesehen, die mit einer Vorschubeinrichtung
(nicht dargestellt) einer Trocknungsvorrichtung zusammenwirken,
in der die erfindungsgemäße Wendevorrichtung 10 eingesetzt
wird. Die Vorschubeinrichtung, die in 5 mit 110 bezeichnet
ist, bewegt die Wendevorrichtung 10 entlang der x-Achse.
Während
eines Wendevorgangs kann vorgesehen sein, dass die Wendevorrichtung 10 in
positive x-Richtung bewegt wird. Entsprechend weist die Zahnung 24 in
der Vorderkante 22 der Wendeschaufel in einer abgesenkten
Position der Wendeschaufel 20 ebenfalls in positive x-Richtung.
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Entsprechend
ist eine Planierleiste 40 von einer Wendeschaufel 20 ausgesehen
in positiver x-Richtung versetzt an der Wendebrücke 30 angebracht.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind dafür
an der Wendebrücke 30 zwei
Arme 34 vorgesehen, in denen die Planierleiste 40 drehbar
befestigt ist.
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Die
Planierleiste 40 weist des weiteren an ihrem unteren Ende
eine Zahnung 44 auf. Des weiteren sind von der Planierleiste
zwei um 90° abgewinkelte
Anschläge 42 vorgesehen,
die die Verschwenkbarkeit der Planierleiste in eine Richtung in
einer senkrechten Position begrenzen. Selbst verständlich würde auch
ein Anschlag 42 genügen.
Um aber eine Torsion der Planierleiste 40 zu vermeiden,
sollten jedoch zwei, wie in 1 dargestellt
ist, oder sogar mehr Anschläge 42 vorhanden
sein.
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In
den 1 und 2 ist die Planierleiste 40 lediglich
als schmaler Streifen dargestellt, selbstverständlich kann die Planierleiste 40 jedoch
auch von der Zahnung 44 bis zu den Anschlägen 42 als großflächiger Schild
ausgebildet sein.
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Die 3 und 4 zeigen
die Ausgestaltung der Wendeschaufeln 20 der erfindungsgemäßen Wendevorrichtung 10.
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Dabei
sind zwei Wendeschaufeln 20 vorgesehen, die zueinander
um 180° versetzt
an einem Zentralelement 28 angeordnet sind. Bei dem Zentralelement 28 handelt
es sich in der dargestellten Ausführungsform um ein Rohr, dessen
Querschnitt ein gleichmäßiges Sechseck
ist.
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An
der Vorderkante 22 jeder Wendeschaufel 20 ist
eine Zahnung 24 vorgesehen, deren Eingriffslinie einen
Bogenabschnitt beschreibt, dessen Extrempunkt 28 in der
Mitte der jeweiligen Wendeschaufel 20 liegt.
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4 zeigt,
dass die Wendeschaufeln 20 jeweils nicht vollständig kreisförmig sind,
sondern dass ihre Querschnittsform einem Polygonzug entspricht, so
dass die Form der entsprechenden Wendeschaufel 20 durch
mehrere lineare Abschnitte, die an Kanten 27 aneinandergefügt sind,
gebildet ist. Die Wendeschaufeln 20 können besonders vorteilhaft
durch ein Biegeverfahren herstellt sein. Durch die dabei auftretenden
Biegekanten 27 wird eine bessere Steifigkeit der Biegeschaufel
erreicht, wodurch das Herstellen der Wendeschaufeln 20 einen
geringeren Materialaufwand erfordert. Der Polygonzug der Wendeschaufel Der
Polygonzug der Wendeschaufel 20 muss des weiteren nicht
gleichmäßig ausgestaltet sein,
sondern die einzelnen Biegeabschnitte können unterschiedlich in ihrer
Größe und ihrer
Winkellage zueinander ausgestaltet sein, so dass eine auf die spezifisch
zu wendende Biomasse abgestimmte Querschnittsform erreicht wird.
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Das
zentrale Element 28 kann ebenfalls durch Biegen und/oder
Schweißen
hergestellt sein. Die Wendeschaufeln 20 können an
das Zentralelement geschweißt
sein und selbstverständlich
kann auch vorgesehen sein, dass die Wendeschaufeln 20 und
das zentrale Element 28 einstückig ausgebildet sind.
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Die
Wendeschaufeln 20 und das zentrale Element 28 werden
auf eine Welle geschoben, die drehbar in der Wendebrücke 30 gelagert
ist. Diese rotiert dann um eine Rotationsachse 26. Durch
die sechseckige Ausgestaltung des Querschnitts des Zentralelements 28 wird
auf einfache Weise eine Dreh-Mitnahmeverbindung
zwischen einer Welle und dem Zentralelement 28 hergestellt.
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Durch
die ungleichmäßige Verzahnung 24 an
der Vorderkante 22 der Wendeschaufeln 20 wird nicht
nur erreicht, dass Biomasse, insbesondere Hackschnitzel, durch die
Zahnung 24 auseinandergezogen und gut gewendet werden kann,
es wird vielmehr auch erreicht, dass die Zahnung 24 nicht über ihre
vollständige
Breite gleichzeitig in die Biomasse eingreift. Zunächst greifen
lediglich die äußeren Zähne der
Zahnung 24 in die Biomasse ein, wodurch der Widerstand
der Biomasse auf die Wendeschaufeln 20 zunächst gering
ist. Die äußeren Zähne der
Zahnung 24 können
so bereits etwas von der Biomasse auseinanderziehen, bevor die übrigen Zähne der
Zahnung 24 in die Biomasse eingreifen. Somit wird der Widerstand
der Biomasse auf die Wendeschaufeln 20 verringert und eine
geringere Antriebsleistung eines Antriebsmotors (nicht dargestellt),
der die Rotation der Wendeschaufel 20 bewirkt, benötigt.
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5 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Trocknungsvorrichtung
mit einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung.
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Bezugszeichen 101 bezeichnet
eine Zuführeinrichtung, über die
Biomasse 116 mindestens einer Trocknungsstufe zugeführt wird.
Die Trocknungsstufen werden durch Trocknungsflächen 120, 120a gebildet.
Beim Trocknen durchläuft
die Biomasse 116 die Trocknungsflächen der Trocknungseinheiten 120, 120a und
die getrocknete Biomasse 116 wird mittels einer Fördereinrichtung 113 in
einem Behälter 114 gesammelt.
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Über die
Zuführeinrichtung 101 wird
die Biomasse 116 der Trocknungseinheit 120a über deren gesamte
Breite zugeführt.
Mit einer erfindungsgemäßen Wendevorrichtung 10 wird
die Biomasse 116 gleichmäßig auf der Trocknungsfläche der
ersten Trocknungseinheit 120a verteilt.
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Die
Trocknungseinheit 120a kann zur Entwässerung der Biomasse 116 dienen.
Wenn die Biomasse 116 tropftrocken ist, wird sie mit der
erfindungsgemäßen Wendevorrichtung 10 auf
die zweite Trocknungseinheit 120 transportiert und auf
deren Trocknungsfläche
gleichmäßig verteilt.
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Die
zweite Trocknungseinheit 120 dient zum Trocknen der Biomasse 16 mit
Hilfe von Trocknungsluft. Zu diesem Zweck ist an der zweiten Trocknungseinheit 120 eine
Gebläseeinrichtung 104 vorgesehen,
die mit Zuleitungen 105 zur Erwärmung der Trocknungsluft ausgestattet
sein können.
Die Trocknungsfläche
der zweiten Trocknungseinheit 120 ist zweckmäßigerweise
luftdurchlässig
ausgestaltet. Dazu kann das Trocknungsfläche 120 beispielsweise als
ein Lochblechboden oder ein Gitterrost ausgeführt sein, wobei die Dimensionierung
und die Anzahl der Öffnungen
der Konsistenz des Feuchtgutes 116 bzw. der gewünschten
Luftdurchtrittsmenge angepasst sind. Die Trocknungsluft wird dem
Feuchtgut im wesentlichen über
die gesamte Bodenfläche
der Trocknungsfläche 120 zugeführt und
durchströmt
die Biomasse von unten nach oben. Dabei wird von der Trocknungsluft
Feuchtigkeit aufgenommen und abtransportiert. Ein Teil der Trocknungsluft
kann auch über
die Oberfläche
der Biomasse 116 geleitet werden.
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Um
einen schnelleren Trocknungsvorgang zu erreichen, wird die verwendete
Trocknungsluft erwärmt,
wodurch auch deren relative Luftfeuchtigkeit verringert wird. Eine
energiesparende Erwärmung der
Trocknungsluft wird durch die Nutzung der Wärme von Abwasser bzw. Restwasser,
oder aber auch durch die Nutzung von Sonnenenergie oder der Abwärme aus
Biogasanlagen und Blockheizkraftwerken erreicht.
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Bei
Abwässern
mit hoher Temperatur, wie sie beispielsweise bei Industriekläranlagen
anfallen, kann auch ein Wärmetauscher
zum Erwärmen
der Trocknungsluft verwendet werden, der anstatt der Wärmepumpe
oder als Ergänzung
eingebaut ist.
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Neben
der Verwendung von erwärmter Trocknungsluft
kann zur Unterstützung
des Trocknungsvorganges Sonnenstrahlung verwendet werden. Dazu ist
das Gebäude
bzw. die Umhüllung
der Trocknungsvorrichtung nach Art eines Gewächshauses gestaltet.
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Mit
der Wendevorrichtung 10 wird das Feuchtgut 116 gemischt
bzw. gewendet und von/zu den Trocknungseinheiten 120a, 120 bzw.
zur Fördereinrichtung 113 transportiert.
Die erfindungsgemäße Wendevorrichtung 10 trägt dazu
bei, dass der Biomasse möglichst
viel Feuchte entzogen wird. Für eine
schnelle Trocknung im Niedertemperaturbereich ist ein ausreichendes
Wenden bzw. Mischen des Feuchtgutes, besonders zu Beginn der Trocknung, wichtig.
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Die
Wendevorrichtung 10 ist mittels einer Vorschubeinrichtung 110 über die
gesamte Länge der
Trocknungseinheiten 120a, 120 und den dazwischenliegenden
Bereich, d.h. von der Zuführeinrichtung 101 bis
zur Fördereinrichtung 113 bewegbar. Die
Vorschubeinrichtung 110 kann je nach Breite der Wendevorrichtung 10 ein-
oder zweiseitig vorgesehen sein. Der Grad der Durchmischung kann
durch Abstimmung der Drehzahl der Wendeschaufeln 20 und
der Vorschubgeschwindigkeit eingestellt werden.
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Die
Biomasse 116 kann auch auf der Stelle ohne Weitertransport
gemischt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Biomasse 116 bis
zum Erreichen eines gewünschten
Trocknungsgrades auf einer Trocknungseinheit 120 ohne Weiterbeförderung
getrocknet werden kann. Es können
auch mehrere, verschieden ausgestaltete Trocknungsflächen 120 vorgesehen
sein, so dass unterschiedliche Arten von Biomasse 116 oder
anderem Feuchtgut auf einzelnen Trocknungseinheiten 120 individuell
getrocknet werden können.
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Durch
die Abstimmung der Drehgeschwindigkeit der Wendeschaufeln 20 und
der Vorschubgeschwindigkeit ist gewährleistet, dass das Feuchtgut 116 vor
und nach dem Mischen auf der Trocknungsfläche 120 gleichmäßig und
mit gleicher Schichthöhe verteilt
ist. Dadurch wird über
die gesamte Fläche
der Trocknungsfläche 120 ein
im wesentlichen gleicher Gegendruck zur Trocknungsluft aufgebaut.
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Zum
Ausräumen
wird die Drehung der Wendeschaufeln 120 gestoppt und die
Wendevorrichtung 10 entlang der Vorschubein richtung 110 in
Richtung der Fördereinrichtung 113 bewegt.
Durch verschiedene Winkelstellungen der Wendeschaufeln 20,
können
beliebig starke Oberflächenschichten
bis zur maximalen Schichthöhe
des Biomasse 116 abgetragen werden. Bei Senkrechtstellung
der Wendeschaufeln 20 wird die getrocknete Biomasse 116 bzw.
das getrocknete Feuchtgut in einem Zug ausgeräumt.