-
Die Erfindung betrifft eine Biogaserzeugungsvorrichtung und einen Bausatz für eine Biogaserzeugungsvorrichtung.
-
Die Erzeugung von Biogas durch Vergärung von vergärbarem Material ist eine Technik, die zunehmend an Bedeutung gewinnt. Biogaserzeugungsvorrichtungen sind sehr komplex, so dass zu deren Planung, Bauteilebeschaffung und -bereitstellung, Transport und Aufbau ein hoher Aufwand zu betreiben ist. Dies geht einher mit teuren und relativ komplexen technischen Lösungen, die insbesondere für Länder mit einer schwach ausgeprägten Infrastruktur sowie einer geringen Kaufkraft wenig geeignet sind.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Biogaserzeugungsvorrichtung und einen Bausatz zum Bau einer Biogaserzeugungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig ist, wenige einfache Bauteile umfasst, die zudem leicht beschaffbar sind, als Bausatz mit einfachen Mitteln transportierbar ist, einfach und schnell errichtet werden kann, sowie einfach bedienbar, robust und sicher betreibbar ist.
-
Die Aufgabe der Erfindung, eine Biogaserzeugungsvorrichtung gemäß oben genannter Vorgaben zur Verfügung zu stellen, erfährt ihre Lösung gemäß Anspruch 1.
-
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Biogaserzeugungsvorrichtung zur Vergärung von vergärbarem Material unter Bildung von Biogas dann einfach und kostengünstig ist, wenn diese eine Vergärkammer umfasst, eine Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material zur Vergärkammer, eine Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material aus der Vergärkammer und eine Einrichtung, Biogas aus der Vergärkammer herauszuleiten und einem Verbraucher zuzuführen.
-
Gemäß vorliegender Erfindung zeichnet sich die Biogaserzeugungsvorrichtung dadurch aus, dass die Vergärkammer als Folienschlauch, der an beiden Enden durch Endstücke verschlossen ist, ausgebildet ist.
-
Eine Vergärkammer der vorstehend genannten Art, die als Folienschlauch, der an beiden Enden durch Endstücke verschlossen ist, ausgebildet ist, ist einfach aus einem Bausatz aufzubauen, umfasst wenige einfache Bauteile, die zudem leicht beschaffbar sind, ist kostengünstig, leicht und in einfacher Weise betreibbar, sowie robust und sicher.
-
In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Speicher vorhanden ist, der das Biogas aus der Vergärkammer aufnimmt und aus dem es einem Verbraucher zuführbar ist.
-
Ein solcher Speicher kann vorteilhaft genutzt werden, um als Puffer zwischen der Biogaserzeugung aus vergärbarem Material und der Abnahme von Biogas durch den Verbraucher das gebildete Biogas aufzunehmen und ausgleichend zu wirken. So kann auf diese Weise Biogas, das in etwa kontinuierlich über den Tag produziert wird, mithilfe des vorgesehenen Speichers gesammelt werden und steht beispielsweise in den Abendstunden für Kochzwecke, Heizzwecke und Beleuchtungszwecke in ausreichender Menge zur Verfügung.
-
Es hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung herausgestellt, dass es sehr zweckmäßig ist, das Endstück aus einem Rohrabschnitt zu fertigen, der mit einem Boden fluiddicht verschlossen ist.
-
Hierzu kann beispielsweise ein Abschnitt eines handelsüblichen Rohres herangezogen werden, in welches mittels eines Schweiß- und / oder Klebeverfahrens ein etwa kreisförmiger Boden eingepasst und fluiddicht befestigt ist. Eine andere Technik besteht darin, den Boden mittels Silikonkautschuk am Rohrabschnitt fluiddicht anzukleben bzw. ihn dort zu befestigen.
-
In einer anderen Ausführungsart kann vorgesehen sein, das Endstück durch ein Tiefzieh- oder Thermoformverfahren in die gewünschte Form zu bringen, bei der ein Rohrabschnitt mit einem Boden vorliegt. Es ist auch möglich, das Endstück in einem Spritzgussverfahren zu fertigen.
-
Vorteilhaft ist das Endstück so ausgelegt, dass es eine Einrichtung aufweist, mit der eine fluiddichte Verbindung mit dem Folienschlauch herstellbar ist.
-
Eine solche Einrichtung kann beispielsweise eine Nut sein, die entlang des äußeren Umfangs des Rohrabschnitts angeordnet ist. Zur Herstellung einer fluiddichten Verbindung mit dem Folienschlauch kann dabei der Folienschlauch in die Nut eingelegt werden und unter Zuhilfenahme eines Mittels fluiddicht an die äußere Oberfläche des Rohrabschnitts angepresst werden. Als Mittel eignet sich hierbei beispielsweise ein Spannring, der in einer Ausführung aus einem zu einem Kreis gebogenen Eisen, insbesondere einem Rundeisen, an dem an den beiden Enden Laschen befestigt sind, genutzt wird, wobei in den Laschen eine Schraube mit einer Mutter aufgenommen ist, die durch Anziehen den Durchmesser des Spannrings verkleinert. Bei Anwendung eines solchen Spannringes kann der Folienschlauch sehr vorteilhaft in die Nut eingedrückt werden und dadurch fluiddicht mit dem Rohrabschnitt des Endstücks verbunden werden. Im Bereich der an den Enden befestigten Laschen kann vorteilhaft ein Stück Bandeisen geeigneter Abmessungen untergelegt werden, um in diesem Bereich die Dichtheit beim Anziehen der Schraube sicherzustellen.
-
Andere Möglichkeiten zur Nutzung solcher Mittel zur fluiddichten Verbindung sind:
- – Verwendung einer Schnur, die den Folienschlauch in die Nut eindrückt,
- – Verwendung eines Gummiringes oder Gummibandes, welches den Folienschlauch in die Nut eindrückt,
- – Verwendung eines Kabelbinders, der zu diesem Zweck eingesetzt ist,
- – Verwendung einer Schlauchschelle
- – und andere Mittel mehr.
-
In einer anderen Ausführungsart der Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, am Rohrabschnitt einen um dessen Umfang auf der Oberfläche angeordneten Klebeabschnitt anzuordnen, an den der Folienschlauch fluiddicht anklebbar ist.
-
Alternativ ist es auch möglich, vorzusehen, dass der Folienschlauch fluiddicht mit der Oberfläche des Rohrabschnitts des Endstücks verschweißt ist.
-
Die Endstücke weisen gemäß vorliegender Erfindung Öffnungen auf, die dazu dienen, der Vergärkammer mit vergärbarem Material zuzuführen, aus der Vergärkammer vergorenes Material abzuführen, Biogas aus der Vergärkammer abzuführen, ggf. Inspektionen in der Bergärkammer durchzuführen und ggf. Sonden in die Vergärkammer einzuführen, sowie als Notablassöffnung für das Biogas zu fungieren.
-
Die Endstücke können dabei so gebildet sein, dass alle gleichartig mit Öffnungen versehen sind, so dass deren Herstellung vereinfacht und damit kostengünstiger wird.
-
Alternativ kann vorgesehen sein, die Endstücke je nach Bedarf mit Öffnungen zu versehen, so dass sich die Endstücke voneinander unterscheiden.
-
Der Folienschlauch kann in einfacher Weise durch Kleben einer Folie entlang von Kanten nach dem gewünschten Durchmesser gefertigt werden. Andere Herstelltechniken umfassen das Schweißen oder Nähen der Folie entlang von Kanten, um diese fluiddicht zu verbinden und so einen Folienschlauch im benötigten Durchmesser zu schaffen. In einer alternativen Technik kann auch vorgesehen sein, die Kanten einer Folie durch Presselemente / Klemmelemente fluiddicht zu verbinden. Eine weitere Herstellungsvariante besteht darin, den Folienschlauch mittels eines Extrusionsverfahrens herzustellen.
-
Als sehr günstig hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung herausgestellt, wenn die Biogaserzeugungsvorrichtung derartig ausgelegt wird, dass der Folienschlauch und / oder die Endstücke ein Polymermaterial enthalten oder aus einem Polymermaterial bestehen, wobei das Polymermaterial ein Thermoplast, bevorzugt ein Polyolefin, besonders bevorzugt ein Polyethylen oder ein Polypropylen oder ein Copolymer oder eine Mischung oder ein Blend aus / bzw. mit Polyethylen oder Polypropylen ist.
-
Alternativ kann der Folienschlauch und / oder die Endstücke auch aus Polyvinylchlorid oder ein Copolymer oder eine Mischung oder ein Blend aus / bzw. mit Polyvinylchlorid sein bzw. dieses enthalten.
-
Schließlich kann auch vorgesehen sein, den Folienschlauch und / oder die Endstücke aus mehrschichtigen Polymermaterialien herzustellen, wobei die verschiedenen Schichten auf das jeweilige Anforderungsprofil maßgeschneidert sind.
-
In einer vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, den Folienschlauch und / oder die Endstücke fadenarmiert auszuführen, da ein solches Material eine hohe Reißfestigkeit aufweist.
-
Der Folienschlauch und die Endstücke aus dem genannten Material sind dann besonders widerstandsfähig einerseits gegen das vergärbare Material und das entstandene Biogas, andererseits gegen die Einwirkung der Sonne und der Witterung, wenn diese aus dem genannten Polymermaterial bestehen oder ein solches Polymermaterial enthalten.
-
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Polymermaterial für den Folienschlauch und / oder die Endstücke in besonderer Weise eingefärbt sind, um Sonnenstrahlen zu absorbieren bzw. Sonnenstrahlen zu reflektieren, um so das vergärbare Material in der Vergärkammer in gewünschter Weise mehr oder weniger aufzuheizen. Hierdurch kann der Vergärungsprozess beeinflusst und die Menge des gebildeten Biogases dem herrschenden Bedarf angepasst werden
-
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Polymermaterial für den Folienschlauch und / oder die Endstücke in geeigneter Weise gegen die Einwirkung von Sonnenlicht und / oder einwirkende Temperatur durch Zusatz bestimmter Additive stabilisiert ist.
-
In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material zur Vergärkammer und / oder die Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material aus der Vergärkammer und / oder die Einrichtung, Biogas aus der Vergärkammer herauszuleiten und einem Verbraucher zuzuführen und / oder die Einrichtung, Biogas aus der Vergärkammer herauszuleiten und einem Speicher zuzuführen und / oder der Speicher, und / oder die Einrichtung, Biogas vom Speicher einem Verbraucher zuzuführen ein Polymermaterial enthalten oder aus einem Polymermaterial bestehen, wobei das Polymermaterial ein Thermoplast, bevorzugt ein Polyolefin, besonders bevorzugt ein Polyethylen oder ein Polypropylen oder ein Copolymer der eine Mischung oder ein Blend aus / bzw. mit Polyethylen oder Polypropylen oder ein Polyvinylchlorid oder ein Copolymer oder eine Mischung oder ein Blend aus / bzw. mit Polyvinylchlorid ist.
-
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material zur Vergärkammer und / oder die Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material aus der Vergärkammer und / oder die Einrichtung, Biogas aus der Vergärkammer herauszuleiten und einem Verbraucher zuzuführen und / oder die Einrichtung, Biogas aus der Vergärkammer herauszuleiten und einem Speicher zuzuführen und / oder der Speicher, und / oder die Einrichtung, Biogas vom Speicher einem Verbraucher zuzuführen, aus mehrschichtigen Polymermaterialien – auch solchen, die fadenarmiert sind – herzustellen, wobei die verschiedenen Schichten auf das jeweilige Anforderungsprofil maßgeschneidert sind.
-
Einrichtungen der vorstehend bezeichneten Art aus dem genannten Material sind dann besonders widerstandsfähig einerseits gegen das vergärbare Material und das entstandene Biogas, andererseits gegen die Einwirkung der Sonne und der Witterung, wenn diese aus dem genannten Polymermaterial bestehen oder ein solches Polymermaterial enthalten.
-
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Polymermaterial für die Einrichtungen der vorstehend bezeichneten Art in geeigneter Weise gegen die Einwirkung von Sonnenlicht und / oder einwirkende Temperatur durch Zusatz bestimmter Additive stabilisiert ist.
-
In einer günstigen Weiterbildung der Biogaserzeugungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Länge des Folienschlauchs so gewählt ist, dass sich diese zum Durchmesser wie 1:3 bis 1:20 verhält.
-
Die Vergärkammer, die als Folienschlauch, der an beiden Enden durch Endstücke verschlossen ist, ausgebildet ist, weist in etwa die Form eines Zylinders auf. Durch das Vorsehen, dass die Länge des Folienschlauchs so gewählt ist, dass sich diese zum Durchmesser wie 1:3 bis 1:20 verhält, kann in einfacher Weise das Volumen des Zylinders und damit die Menge an aufzunehmenden zu vergärendem Material und damit die Menge des zu bildenden Biogases vorgegeben werden.
-
Als sehr zweckmäßig hat sich gezeigt, wenn die Achse der etwa zylindrisch ausgebildeten Vergärkammer eine Winkel von 0° oder in einer alternativen Ausführung von 2° bis 8°, bevorzugt 4° bis 6° zur Horizontalen aufweist.
-
Die Vergärkammer kann dazu auf einer planen und horizontalen Fläche oder alternativ dazu in einer Mulde im Erdboden mit der genannten Neigung angeordnet sein.
-
Dadurch sammelt sich das zu vergärende Material an der tiefsten Stelle der Vergärkammer, während sich das gebildete Biogas entsprechend an der höchsten Stelle der Vergärkammer ansammelt.
-
Es ist dadurch in einfacher Weise möglich, die Vergärkammer mit zu vergärendem Material zu beschicken, bereits vergorenes Material aus der Vergärkammer zu entnehmen und aus der sich ausbildenden Gasphase innerhalb der Vergärkammer das Biogas zu entnehmen und einem Verbraucher zuzuführen.
-
Die Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material zur Vergärkammer kann in einfacher Weise als Schlauchpumpe ausgebildet sein, bei dem in einem entsprechend dimensionierten Schlauch ein Stab mit zwei beabstandet zueinander angeordneten Ventilen hin und her bewegbar ist, ähnlich der Technik einer handbedienten Wasserpumpe.
-
Analog kann die Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material aus der Vergärkammer aufgebaut sein.
-
Es sind aber auch andere Ausbildungen der Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material zur Vergärkammer und der Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material aus der Vergärkammer möglich.
-
Die Einrichtung, Biogas aus der Vergärkammer herauszuleiten und einem Verbraucher zuzuführen kann vorteilhaft aus einem Schlauch bestehen, der an der Vergärkammer angeschlossen ist und der das Biogas einem Verbraucher zuleitet, der ebenfalls an den Schlauch angeschlossen ist. Vorteilhafter Weise ist eine Ventil angeordnet, mit dem der Fluss des Biogases unterbrochen oder an den herrschenden Bedarf anpassbar ist.
-
In sinnvoller Weise wird die Biogaserzeugungsvorrichtung mit einem Abschattungselement ergänzt, das beispielsweise in Form einer Plane oder einer Zeltplane ausgebildet ist und mit dem die Einwirkung der Sonnenstrahlung auf die Vergärkammer bestimmt werden kann, indem das Abschattungselement die Vergärkammer in geeigneter Weise abdeckt oder der Schattenwurf des Abschattungselements genutzt wird, die Vergärkammer zu beschatten. Hierdurch kann das vergärbare Material in der Vergärkammer in gewünschter Weise mehr oder weniger aufgeheizt werden. Auf diese Weise kann der Vergärungsprozess beeinflusst und die Menge des gebildeten Biogases dem herrschenden Bedarf angepasst werden.
-
Der Speicher für das Biogas kann in einfacher Weise aus Folien aus den bereits genannten Polymermaterialien hergestellt werden, indem entsprechende Folienzuschnitte bespielsweise durch Kleben oder durch andere bereits vorstehend bei der Herstellung des Folienschlauches genannte Techniken zu einem Behälter zusammengefügt werden. Der Behälter kann in einfacher Weise an einem Gerüst aus beispielsweise Holzlatten befestigt werden. Vorteilhafterweise umfasst der Speicher dazu entsprechende Befestigungselemente, wie beispielsweise Ösen oder Haltebänder, die bei der Herstellung gleich mit angeordnet werden können.
-
Der Speicher weist in einer bevorzugten Ausbildung ein Überdruckventil auf, das beispielsweise in Form eines zu einem „U“ geformten Schlauchabschnittes, ähnlich einem Gärverschluss bei der Weingärung, der mit Wasser gefüllt und am Speicher angeschlossen ist, vorliegt. Ein erhöhter Druck im Speicher kann so in einfacher Weise über dieses Ventil abgebaut werden.
-
Weiter umfasst der Speicher in einer bevorzugten Ausbildung eine Einrichtung, Kondensat abzulassen. Da das Biogas aus einem Vergärungsprozess stammt, bei dem es intensiv mit Feuchtigkeit in Berührung steht, wird es stets Feuchtigkeit in die verschiedenen Abschnitte der Vorrichtung tragen. Im Speicher kann diese am tiefsten Punkt gesammelt werden und mit Hilfe eines Ventils je nach Bedarf abgelassen werden. Hierzu kann ein Schlauchabschnitt dienen, der durch Umknicken und Festlegen des Knicks durch eine einfache Feder aus starkem Draht als Ventil ausgebildet ist. Als Schlauch kann dabei bevorzugt ein solcher aus Silikonkautschuk oder aus Polyvinylchlorid bzw. Weich-Polyvinylchlorid – der auch fadenarmiert sein kann – eingesetzt werden, da ein solcher besonders resistent gegen Einreißen beim Abknicken und damit langlebig ist.
-
Der Speicher kann sinnvoll aus Folie derart gestaltet sein, dass dieser sich je nach Füllgrad mit Biogas aus der Vergärkammer aufrichtet oder teilweise zusammenfällt. Durch Anordnen eines Gewichtsstücks auf dem Speicher kann ein Gasdruck des Biogases vorgegeben werden, so dass eine sichere und kontinuierliche Versorgung des Verbrauchers erfolgt.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung noch um ein Thermometer ergänzt werden, mit dem die Temperatur des in der Vergärkammer befindlichen vergärbaren Materials gemessen werden kann. Je nach der gewünschten Biogasproduktion kann die Vergärkammer durch das Abschattungselement mehr oder weniger abgeschattet werden, so dass durch die Sonnenstrahlen ein Aufheizen der Vergärkammer und damit des vergärbaren Materials stattfindet, was die Biogasproduktion anregt, und was durch die Messung der Temperatur überwacht werden kann.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bausatz zum Bau einer Biogaserzeugungsvorrichtung bereitzustellen, erfährt ihre Lösung in Anspruch 8.
-
Es wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt, dass ein Bausatz zum Bau einer Biogaserzeugungsvorrichtung in vorteilhafter Weise einen Folienschlauch, zwei Endstücke, Mittel aus dem Folienschlauch und den Endstücken eine Vergärkammer zu bauen, Mittel, eine Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material zur Vergärkammer zu bauen, Mittel, eine Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material aus der Vergärkammer zu bauen, Mittel, eine Einrichtung, Biogas aus der Vergärkammer herauszuleiten und einem Verbraucher oder einem Speicher zuzuführen, zu bauen, optional Mittel einen Speicher zu bauen, und optional Mittel, eine Einrichtung Biogas vom Speicher einem Verbraucher zuzuführen zu bauen, umfasst.
-
Die vorstehend genannten Mittel können dabei Schläuche unterschiedlicher Art und Länge umfassen, Schlauchschellen, um Schläuche anzuschließen oder zu verbinden, Hohlstopfen, um Schläuche an der Vergärkammer und / oder am Speicher anzuschließen, Bälge, insbesondere Bälge aus flexiblem Polymermaterial, wie sie im Automobilbau an Achsen und im Bereich der Durchführung des Gangschalthebels Verwendung finden, Klebstoffe und anderes mehr. Hierdurch können die Anschlüsse von Schläuchen an der Vergärkammer sehr gut geschützt werden, wodurch eine Beschädigung, eine unerwünschte Verlagerung – beispielsweise bei Senkungen des Erdbodens – oder ein Abreißen verhindert werden kann.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich als sehr hilfreich herausgestellt, wenn der Bausatz zum Bau einer Biogaserzeugung so ausgelegt ist, dass der Folienschlauch und die zwei Endstücke raumsparend angeordnet sind und alle Mittel aufnehmen, die auf diese Weise für den Transport geschützt sind.
-
Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, die zwei Endstücke so einander anzulegen, dass die beiden Böden voneinander wegweisen und in dem dadurch vorgegebenen Raum die vorstehend genannten Mittel und nach Bedarf auch ein Reparaturset aufnehmbar sind. Der Folienschlauch kann entsprechend so in Bahnen zusammengelegt werden, dass dieser in den zwischen den Endstücken gebildeten Raum hineinlegbar oder um die äußere Zylinderoberfläche der beiden Endstücke herumlegbar ist. Hierzu wird eine entsprechende Bahnbreite beim Zusammenlegen gewählt. Diese Anordnung ist kompakt, raumsparend und hinreichend für den Transport geschützt.
-
Verbessert werden kann diese Anordnung noch durch Vorsehen von Spannbändern, die in Schrägen der Endstücke angeordnet diese Anordnung umreifen und dadurch stabilisieren. Durch das Anordnen der Spannbänder in Schrägen an den Endstücken wird wirksam vermieden, dass diese herunterrutschen oder ihre Position unerwünscht verlagern. Verbesserbar ist diese Anordnung noch dadurch, dass auf dem Folienschlauch, der um die äußere Zylinderoberfläche der beiden Endstücke herumgelegt ist oder auf die äußere Zylinderoberfläche der beiden Endstücke eine strapazierfähige Schicht, beispielsweise aus Pappe, angeordnet wird, die den Bausatz vor etwaigen Beschädigungen bewahren kann.
-
Ein solcher Bausatz zum Bau einer Biogaserzeugungsvorrichtung soll maximal etwa 150 dm3 Volumen umfassen und / oder eine Masse von maximal etwa 100 kg aufweisen.
-
Es ist dann möglich, dass dieser Bausatz in Ländern mit einer wenig ausgeprägten Infrastruktur, insbesondere einem nur gering ausgebauten Straßen- und Wegenetz, von einer Person auf beispielsweise einem motorisierten Fahrzeug und auf einem Handwagen zum Ort des Aufbaus des Bausatzes zu transportieren ist.
-
Weiterhin kann der Bausatz von einer oder von zwei Personen in einfacher Weise und schnell zur funktionsfähigen Biogaserzeugungsvorrichtung aufgebaut werden. Dies ist um so mehr vorteilhaft, da der Bausatz sämtliche Mittel umfasst, die Biogaserzeugungsvorrichtung aufzubauen.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Fig. und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend 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. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen.
-
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren wie folgt erläutert:
-
Hierzu zeigt:
-
1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht der Biogaserzeugungsvorrichtung;
-
2 eine geschnittene Seitenansicht eines Endes der Vergärkammer der Biogaserzeugungsvorrichtung;
-
3 eine Aufsicht auf ein Befestigungsmittel;
-
4 eine Aufsicht auf ein Endstück der Vergärkammer der Biogaserzeugungsvorrichtung;
-
5 eine perspektivische Ansicht eines verpackten Bausatzes zum Bau einer Biogaserzeugungsvorrichtung.
-
In 1 ist eine seitliche schematische Ansicht einer Biogaserzeugungsvorrichtung 1 gemäß vorliegender Erfindung gezeigt, die teilweise geschnitten ist.
-
Die Biogaserzeugungsvorrichtung 1 umfasst eine Vergärkammer 10, die aus einem Folienschlauch 12 und das erste Ende 14 und das zweite Ende 16 verschließende Endstücke 20, 30 aufweist. Hierzu ist am ersten Ende 14 ein erstes Endstück 20 angeordnet und am zweiten Ende 16 ein zweites Endstück 30.
-
Die dadurch gebildete Vergärkammer 10 kann mit vergärbarem Material 54 gefüllt werden, es bildet sich dann Biogas, das in der Gasphase 56 gesammelt wird, wie im Schnitt der Vergärkammer 10 gezeigt.
-
Hierzu ist die Vergärkammer 10, die in etwa zylindrisch ausgebildet ist, mit ihrer Achse A gegenüber der Horizontalen H um einen Winkel alpha, der etwa 4° bis 6° beträgt, geneigt. Die Vergärkammer 10 lässt sich am Erdboden in einer Mulde mit einer entsprechenden Neigung in einfacher Weise aufbauen, so dass der Winkel alpha hierdurch leicht realisierbar ist.
-
In einer hier nicht gezeigten Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Vergärkammer 10 auf einer planen und horizontalen Fläche auf dem Erdboden angeordnet ist.
-
In vorteilhafter Weise sammelt sich dabei die Gasphase 56 im höchsten Bereich der Vergärkammer 10.
-
Die Vergärkammer 10 weist in der 1 eine Länge auf, die etwa dem siebenfachen des Durchmessers entspricht.
-
Am ersten Ende 14 des Folienschlauchs 12, der durch das erste Endstück 20 verschlossen ist, ist vorgesehen, dass eine Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material 42 angeordnet ist, mit der vergärbares Material 54 in die Vergärkammer 10 eingebracht werden kann.
-
Die Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material 42 kann dabei als Pumpe ausgebildet sein, also in etwa die Technik nutzen, die bei handbetriebenen Wasserpumpen üblich sind. Hierzu ist das vergärbare Material 54 entsprechend mit Wasser anzurühren und in eine fließfähige Form zu bringen. Als vergärbares Material eignen sich dabei Exkremente von Tieren, insbesondere von Rindern, Schweinen, Ziegen, Kamelen, Federvieh, weiterhin Küchenabfälle, Schlachtabfälle und pflanzliches Material. Dieses kann zur besseren Förderung mit Hilfe der Pumpen zerkleinert und mit Wasser angerührt sein.
-
Das erste Endstück 20 beinhaltet weiterhin eine Einrichtung zum Herausleiten von Biogas 52. Hierzu kann vorteilhafterweise ein Schlauch eingesetzt werden, mit dem das sich in der Gasphase 56 der Vergärkammer 10 ansammelnde Biogas aus der Vergärkammer 10 herausleitbar ist.
-
Zu weiteren Details des ersten Endstücks 20 wird auf die 4 verwiesen.
-
In 1 ist weiterhin ein Speicher 60 gezeigt, der das Biogas aus der Vergärkammer 10 aufnehmen und zwischenspeichern kann, bevor dieses mithilfe einer Gasleitung 69 vom Speicher zum Verbraucher einem Verbraucher 70, der hier als Flamme dargestellt ist, zugeleitet wird.
-
Der Speicher 60 ist aus Folien 62 aus Polymermaterial aufgebaut, die zu einem Hohlkörper verschweißt sind, in welchem das Biogas aufnehmbar ist.
-
Der Speicher 60 in Form eines Hohlkörpers aus Folie 62 wird in einer günstigen Anordnung in einem Gerüst 64, das beispielsweise aus Holzlatten besteht, aufgenommen.
-
In einer günstigen Ausführung wird der Speicher 60 aus Folie 62 so gestaltet, dass dieser sich je nach Füllgrad mit Biogas aus der Vergärkammer 10 aufrichtet oder teilweise zusammenfällt. Durch Anordnen eines Gewichtsstücks auf dem Speicher 60 kann ein Gasdruck des Biogases vorgegeben werden, so dass eine sichere und kontinuierliche Versorgung des Verbrauchers 70 erfolgt.
-
Am Speicher 60 ist ein Überdruckventil 66 angeordnet, welches Biogas ableitet, wenn ein gewisser Druck im Speicher 60 überschritten ist.
-
Weiterhin ist der Speicher 60 mit einem Wasserablassventil 68 am tiefsten Punkt des Speichers 60 ausgerüstet, mit dem sich bildendes Kondenswasser aus dem Speicher 60 ableitbar ist.
-
In 1 ist weiterhin ein Abschattungselement 80 gezeigt, welches dazu dient, die Sonneneinstrahlung auf die Vergärkammer 10 zu begrenzen bzw. zu unterbinden. Das Abschattungselement 80 kann dabei als Plane ausgebildet sein, das über der Vergärkammer 10 angeordnet ist, oder dessen Schatten zur Abschattung der Vergärkammer 10 genutzt wird.
-
Es versteht sich von selbst, dass sowohl die Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material 42 wie auch die Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material 44 wie auch die Einrichtung zum Herausleiten von Biogas 52 und die Gasleitung vom Speicher zum Verbraucher 69 je nach Bedarf mit Ventilen ausstattbar sind, um Materialströme in die Vergärkammer 10 hinein oder aus der Vergärkammer 10 heraus entsprechend freizugeben oder zu unterbinden.
-
In sinnvoller Weise wird die Vorrichtung noch um ein Thermometer ergänzt, mit dem die Temperatur des in der Vergärkammer 10 befindlichen vergärbaren Materials 42 gemessen werden kann. Je nach der gewünschten Biogasproduktion kann die Vergärkammer 10 durch das Abschattungselement 80 mehr oder weniger abgeschattet werden, so dass durch die Sonnenstrahlen ein Aufheizen der Vergärkammer 10 und damit des vergärbaren Materials 42 stattfindet, was die Biogasproduktion anregt, und was durch die Messung der Temperatur überwacht werden kann.
-
In 2 ist ein Querschnitt durch das zweite Ende 16 des Folienschlauchs 12 der Vergärkammer 10 der Biogaserzeugungsvorrichtung 1 gezeigt.
-
Hierzu ist ein zweites Endstück 30 vorgesehen, welches fluiddicht mit dem Folienschlauch 12 verbunden ist.
-
Das zweite Endstück 30 weist neben dem Rohrabschnitt 31 noch einen Boden 32 auf. Der Rohrabschnitt 31 und der Boden 32 sind etwa senkrecht zueinander ausgerichtet.
-
Die Verbindung wird dadurch bewerkstelligt, dass am Rohrabschnitt 31 des zweiten Endstücks 30 eine Nut 36 vorgesehen ist, die an der äußeren Oberfläche des Rohrabschnitts 31 vollständig umlaufend ausgebildet ist. Vorteilhafterweise sind die Kanten der Nut verrundet, um den Folienschlauch nicht zu beschädigen.
-
Auch alle Kanten des ersten und zweiten Endstücks 20, 30 können verrundet sein, um die Beschädigungsgefahr insbesondere des Folienschlauches 12 zu minimieren.
-
Zur fluiddichten Verbindung des Folienschlauchs 12 mit dem zweiten Endstück 30 wird nun der Folienschlauch 12 soweit über das zweite Endstück 30 gezogen, dass der Folienschlauch in die Nut 36 mithilfe eines Befestigungsmittels 38 eindrückbar ist.
-
Die in der 2 gezeigten Spalten zwischen dem Folienschlauch 12 und der Außenoberfläche des Rohrabschnitts 31 sind der Übersichtlichkeit und Eindeutigkeit der beschriebenen Anordnung geschuldet, sie sind in der Realität nicht vorhanden, wo eine fluiddichte Verbindung zwischen beiden realisiert ist.
-
In der in 2 gezeigten Anordnung ist das zweite Endstück 30 derart mit dem Folienschlauch 12 verbunden, dass der Rohrabschnitt 31 vom freien Volumen der Vergärkammer 10 wegweist und der Boden 32 zum freien Volumen der Vergärkammer hinweist.
-
Gleiches gilt für die hier nicht gezeigte Anordnung des ersten Endstücks 10 am Folienschlauch 12 beim ersten Ende 14.
-
Durch diese Anordnung sind die aus den Endstücken 20, 30 herausgeführten Einrichtungen zur Zuführung von vergärbarem Material 42 zur Vergärkammer 10, zur Abführung von vergorenem Material 44 aus der Vergärkammer 10, und um Biogas aus der Vergärkammer 10 heraus zu leiten 52, sehr gut geschützt, wodurch eine Beschädigung, eine unerwünschte Verlagerung oder ein Abreißen verhindert werden kann.
-
Eine Anordnung, bei der das zweite Endstück 30 derart mit dem Folienschlauch verbunden ist, dass der Boden 32 vom freien Volumen der Vergärkammer 10 wegweist und der Rohrabschnitt 31 zum freien Volumen der Vergärkammer hinweist, ist ebenso möglich.
-
Im Boden 32 ist eine Öffnung 33 angeordnet, die mit der Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material 44 verbunden ist. An der Verbindungsstelle von Öffnung 33 und der Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material 44, die in Form eines Schlauches ausgebildet ist, sind besondere Maßnahmen zur Abdichtung ergriffen. Hierzu kann der Schlauch der Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material 44 in die Öffnung 33 im Boden 32 des zweiten Endstücks 30 eingeklebt oder mithilfe eines Hohlstopfens oder eines mit Schlauchschellen befestigten flexiblen Balgs fluiddicht befestigt sein. Hierzu kann der flexible Balg, beispielsweise aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) über den Schlauch und über einen am zweiten Endstück 30 angeformten hier nicht gezeigten Stutzen gezogen und mittels Schlauchschellen oder Schlauchbindern befestigt sein.
-
In einer alternativen Ausführung kann das Endstück 30 neben der Öffnung 33 noch wenigstens eine weitere Öffnung umfassen, die dazu dient, Biogas aus der Vergärkammer 10 herauszuleiten.
-
Im linken Teil der 2 ist ein Detail des Rohrabschnitts 31 gezeigt, was durch einen dicken nach links weisenden Pfeil angedeutet ist.
-
In der Wandung des Rohrabschnitts 31 ist wenigstens ein Sackloch 37 eingebracht, das dazu dient, beim Überstreifen des Folienschlauchs 12 über das zweite Endstück 30 das zweite Endstück 30 entsprechend auszurichten, indem in das Sackloch 37 ein Werkzeug einführbar ist, mit dem das zweite Endstück 30 im Folienschlauch 12 ausrichtbar und exakt positionierbar ist.
-
Die Ausbildung wenigstens eines solchen Sacklochs ist auch beim ersten Endstück 20 vorgesehen, hier aber nicht weiter gezeigt.
-
3 zeigt eine Aufsicht auf ein Befestigungsmittel 38, wie es zur fluiddichten Verbindung des Folienschlauchs 12 mit dem zweiten Endstück 30 genutzt werden kann.
-
Das Befestigungsmittel 38 ist ein zu einer Kreisform gebogenes Rundeisen, an dessen beiden Enden Laschen angebracht sind. Mit Hilfe einer in der 3 skizzierten Schraube kann die Entfernung der Laschen voneinander geändert werden. Durch Anziehen der Schraube kann die lichte Weite des Befestigungsmittels 38 verringert werden, so dass bei der Verwendung zur fluiddichten Verbindung des Folienschlauchs 12 mit dem zweiten Endstück 30 der Folienschlauch 12 in die Nut 36 des zweiten Endstücks 30 eindrückbar ist. Im Bereich der an den Enden befestigten Laschen ist vorteilhaft ein Stück Bandeisen geeigneter Abmessungen untergelegt, um in diesem Bereich die Dichtheit beim Anziehen der Schraube sicherzustellen. Auf diese Weise wird die gewünschte fluiddichte Verbindung in einfacher Weise realisiert.
-
Gleiches gilt für die Verbindung des Folienschlauches 12 mit dem ersten Endstück 20.
-
In 4 ist eine Aufsicht auf den Boden 22 des ersten Endstücks 20 gezeigt. Am Boden 22 des ersten Endstücks 20 ist eine erste Öffnung 23 nahe am Rand vorgesehen, die dazu dient, die Einrichtung zum Herausleiten von Biogas 52 dort fluiddicht anzubringen.
-
Am Boden 22 des ersten Endstücks 20 ist weiterhin eine zweite Öffnung 24 angeordnet. Die zweite Öffnung 24 ist weiter vom Rand entfernt als die erste Öffnung 23. Die zweite Öffnung 24 wird dazu genutzt, die Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material 42 dort fluiddicht anzubringen.
-
Entlang des Umfangs des Bodens 22 des ersten Endstücks 20 sind vier Schrägen 29 angeordnet, die in etwa gleich beabstandet sind. Die Schrägen 29 sind bei der 4. im dort gezeigten Schnitt A-A im Detail gezeigt. Die Schrägen 29 bilden mit dem Rohrabschnitt 21 und dem Boden 22 des ersten Endstücks 20 etwa jeweils einen Winkel von 45°. Die Schrägen 29 dienen dazu, bei der Verpackung des Bausatzes 100 für die Biogaserzeugungsvorrichtung 1 dort Spannbänder 90 sicher festzulegen, ohne dass diese seitlich abrutschen können.
-
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines verpackten Bausatzes 100 zum Bau einer Biosgaserzeugungsvorrichtung 1.
-
Hierzu sind ein erstes Endstück 20 und ein zweites Endstück 30 derart aneinandergelegt, dass die Böden 22 und 32 voneinander wegweisen. In dem dadurch gebildeten Raum sind die für die Herstellung der Biogaserzeugungsvorrichtung 1 notwendigen Mittel aufgenommen.
-
Der für den Bau der Vergärkammer 10 notwendige Folienschlauch 12 ist zu Bahnen gelegt und um die aneinandergelegten Endstücke 20, 30 herumgelegt. Diese Anordnung wird durch Spannbänder 90 gesichert, die in die Schrägen 29, 39 des ersten und zweiten Endstücks 20 und 30 eingelegt sind und dadurch gegen Herunterrutschen gesichert sind. In einer hier nicht gezeigten Ausführung kann der Folienschlauch 12 durch eine aufgelegte strapazierfähige Pappe gegen Beschädigungen vorteilhaft gesichert werden.
-
In einer alternativen Ausführung, die hier nicht gezeigt ist, ist der Folienschlauch 12 entsprechend so in Bahnen zusammengelegt, dass dieser in den zwischen den Endstücken 20, 30 gebildeten Raum hineinlegbar und dadurch gegen Beschädigungen geschützt ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Biogaserzeugungsvorrichtung
- 10
- Vergärkammer
- 12
- Folienschlauch
- 14
- erstes Ende
- 16
- zweites Ende
- 20
- erstes Endstück
- 21
- Rohrabschnitt
- 22
- Boden
- 23
- erste Öffnung
- 24
- zweite Öffnung
- 26
- Nut
- 27
- Sackloch
- 28
- Befestigungsmittel
- 29
- Schräge
- 30
- zweites Endstück
- 31
- Rohrabschnitt
- 32
- Boden
- 33
- Öffnung
- 36
- Nut
- 37
- Sackloch
- 38
- Befestigungsmittel
- 39
- Schräge
- 42
- Einrichtung zur Zuführung von vergärbarem Material
- 44
- Einrichtung zur Abführung von vergorenem Material
- 52
- Einrichtung zum Herausleiten von Biogas
- 54
- vergärbares Material
- 56
- Gasphase
- 60
- Speicher
- 62
- Folie
- 64
- Gerüst
- 66
- Überdruckventil
- 68
- Wasserablassventil
- 69
- Gasleitung vom Speicher zum Verbraucher
- 70
- Verbraucher
- 80
- Abschattungselement
- 90
- Spannband
- 100
- Bausatz zum Bau einer Biogaserzeugungsvorrichtung
- A
- Achse
- H
- Horizontale
- alpha
- Winkel
