DE4120986A1

DE4120986A1 - Abdeckung von oben offenen behaeltern, insbesondere fuer behaelter wie z. b. guellegruben fuer die biogas-erzeugung

Info

Publication number: DE4120986A1
Application number: DE4120986A
Authority: DE
Inventors: Erwin Koeberle
Original assignee: HERRMANNSDORFER ENTWICKLUNGSGE
Current assignee: HERRMANNSDORFER ENTWICKLUNGSGE
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1993-01-28

Description

Aufgabe der Erfindung ist die wirtschaftliche und gasdichte Abdeckung von Behältern für die Biogas-Erzeu gung zu schaffen, welche einen mechanischen Halt beim Hantieren am Beckenrand sowie eine ausreichende Steifig keit gegen Winddruck und für die Regen- und Schneeablei tung besitzt sowie zusätzlich wärmeisolierend gegen einen Wärmeverlust an der Oberseite der Biogasgrube ist.

Eine erfindungswesentliche Ergänzung dieser Aufgabe liegt vor allem auch in einer konstruktiv einfachen und zuverlässigen Anbringung der Abdeckung am Oberrand der Güllegruben-Seitenwand, womit auch eine einfache Umrüstung vorhandener, oben offener Güllegruben gewähr leistet sein soll.

Demgemäß besteht die Erfindung in einer Abdeckung der vorgenannten Art, bei der die offene Oberseite des Behälters mittels mindestens zwei übereinander angeord neter Folien abgedeckt ist, welche rundum am Grubenrand gasdicht befestigt sind und von denen die obere, nach außen hin liegende Folie unter einem konstanten, mehr als 1 at betragenden Gasdruck steht, der die Folie konvex nach außen steif aufwölbt und daß zwischen der nach außen hin liegenden Folie und der innerhalb des Gasraums der Biogasgrube angeordneten Folie eine geson derte Zwischenkammer vorgesehen ist, deren Gasvolumen kontrolliert veränderlich ist.

Wenn die nach außen hin liegende Folie als Doppel folie ausgebildet ist, einen Zwischenraum innerhalb der Doppelfolie unter einem konstanten Gasdruck von minde stens mehr als 1 at steht, welcher die Doppelfolie steif nach außen aufwölbt, kann das Doppel-Foliensystem dazu dienen, den über der Biogasmasse befindlichen Biogas- Sammelraum je nach Biogas-Anfall variabel zu gestalten, ohne daß die Funktion der Außenabdeckung beeinträchtigt wird, wofür allerdings zwischen dem Gasvolumen der Zwi schenkammer und der Umgebung eine ggf. druckkontrollier te Verbindung bestehen sollte, damit die Zwischenkammer je nach Biogasanfall als Volumenreserve volumenveränder lich atmen kann.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die nach außen hin liegende Folie als Doppel folie mit vorzugsweise flexiblen zusammenlegbaren Ab standselementen ausgebildet ist, welche die beiden Wan dungen der Doppelfolie auf konstanten Abstand zueinander halten, wobei der Zwischenraum innerhalb der Doppelfolie unter einem konstanten Gasdruck von mindestens mehr als 1 at steht, welcher die Doppelfolie steif nach außen aufwölbt.

Zur ebenfalls wärmeisolierenden Ausbildung kann auch die innerhalb des Gasraums angeordnete Folie als Doppelfolie mit vorzugsweise flexiblen zusammenlegbaren Abstandselementen ausgebildet sein, welche die beiden Wandungen der Doppelfolie auf (konstanten) Abstand (Ab standsraum) zueinander halten, wofür der Zwischenraum innerhalb der Doppelfolie unter einem konstanten Gasdruck steht und daß die Zwischenkammer zu der nach außen hin gewölbten Folie unter einem kontrollierten Druck steht, welcher die nach außen hin liegende Folie steif konvex auswärts gewölbt hält.

Zur einfachen Volumenveränderung kann eine druck kontrollierte Gasverbindung zwischen der luftgefüllten Zwischenkammer und der Außenluft vorgesehen sein.

Zur zusätzlichen Wärmeisolierung der Biogasgrube kann mindestens eine der Folien wärmerückstrahlend beschichtet, z. B. verspiegelt sein.

Mittels der erfindungsgemäßen Abdeckung ist auch eine in den seitlichen Abmessungen variable Anbringung an begrenzt unterschiedlichen Biogas- bzw. Güllegruben möglich, wobei auch der Rand der Abdeckung am Grubenrand gasdicht anbringbar ist.

Dafür sind die umfangsseitigen Randbereiche der nach außen hin liegenden Folie und der nach innen hin angeordneten Folie gemeinsam aneinander anliegend auf einer Schutzunterlage (z. B. Schutzfolie) mindestens zweifach gegen abgewinkelte Dichtkanten (Oberrand und Winkel profile) angepreßt, wobei sie mindestens an einer Dichtkante (Winkelprofil) mittels eines zusätzlichen Spannrings über die Dichtkante zusammengepreßt sind.

Außerhalb der abgewinkelten Dichtkanten können die Randbereiche der nach außen und nach innen hin liegenden Folien unterschiedlich befestigt sein. Damit braucht nur die nach außen liegende Folie an ihrem äußeren Randbereich außerhalb der Dichtkanten (Winkelprofil) mittels einer umfangsmäßig auf Abstand angeordneten Zugeinrichtung in Richtung parallel zur Außenseite der Gruben-Seitenwand verspannt bzw. gesichert zu sein.

Mit der Erfindung ist es möglich, kostengünstige Biogasanlagen auch mittels Umrüstung irgendwelcher offe nen Behälter herzustellen.

Die Erfindung ist nachstehend in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Längsschnitt-Darstellung ei nes erfindungsgemäßen Behälters, insbesondere in Form eines Biogasbehälters,

Fig. 2 eine schematische Längsschnitt-Darstellung ei ner anderen Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Behälters und

Fig. 3 eine vergrößerte Teil-Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Anbringung einer aus zwei zwischen sich eine Zwischenkammer bilden den Folie bestehenden Abdeckung einer Gülle grube als Biogasbehälter bzw. -Reaktor.

Gemäß Fig. 1 ist am Oberrand 2 der Seitenwand eines Behälters wie z. B. einer oben offenen Güllegrube 10 eine nach außen hin angeordnete bzw. liegende Folie 3 sowie eine davon unabhängige, innerhalb des Biogas-Sammelraums liegende Folie 4 vorgesehen, welche den Biogas-Sammel raum 20 von der zwischen den Folien 3 und 4 befindlichen Zwischenkammer 5 gasdicht abtrennt.

Der in der Zwischenkammer 5 herrschende Druck braucht nur wenige (z. B. 3 bis 5 Millibar) höher als der atmosphärische Druck zu sein, um die Folie 3 stramm nach konvex außen zu wölben, um insbesondere Wind, Regen und Schneebelastungen auszuhalten.

Um eine zusätzliche Wärmeisolation zu schaffen, kann die Folie 3 auch als Doppelfolie 6 mit einem von zwei Folienwandungen 7 und 8 und dazwischen angeordne ten, beispielsweise flexiblen Abstandselementen 11, Abstandsraum 9 ausgeführt sein. In dieser Ausführung kann der zur Auswölbung der Folie 3 bzw. 6 notwendige geringe atmosphärische Überdruck durch nicht im einzel nen dargestellte Verbindungslöcher von der Zwischenkam mer 5 zum Abstandsraum 9 in diesen beiden Hohlräumen gleich groß sein. Dieser geringfügige Überdruck kann durch eine druckkonstant geregelte Pumpe 21 erzeugt werden.

Wenn der im über der Gülle oder Biogasmasse 30 befindliche Biogas-Sammelraum 20 vom Biogas erzeugte Druck geringer ist als der in der Zwischenkammer 5 aufrechterhaltene Druck, dann hängt die Folie 4 - bei spielsweise in loser Form 4′ - in den Biogas-Sammelraum 20 auch durch ihr Eigengewicht nach unten durch. Wenn der Druck im Biogas-Sammelraum 20 über den in der Zwischen kammer 5 aufrechterhaltene Druck ansteigt, dann wölbt sich die Folie in den Zustand gemäß 4′′ nach oben aus und legt sich von innen an die nach außen liegende Folie 3 an, wobei diese die Gesamtfestigkeit bei hohem Biogas druck verstärkt. Durch die unterschiedlichen Stellungen 4′ und 4′′ der Folie 4 ergibt sich ein unterschiedliches pufferartiges Volumen der Zwischenkammer 5, das eine beträchtliche Speicherungsmöglichkeit für das Biogas bedeutet.

Durch unterschiedlich hoch geregelten Luft-Druck in der Zwischenkammer 5 kann zudem der Abgabedruck des Güllegases durch den Auslaß bzw. Güllegasentnahmeöffnung 17 gesteuert werden. Für eine generelle Erhöhung des Abgabedrucks kann auch die Folie 4 eine gewichtsmäßige Vorbelastung besitzen.

Bei der Auswölbebewegung der innen liegenden Folie 4 von der Stellung 4′ zur ausgewölbten Stellung 4′′ wird die in der Zwischenkammer 5 enthaltene Luft ab einem bestimmten Druckwert durch ein nicht dargestelltes Ven til abgelassen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die innerhalb des Biogasraums 20 angeordnete Folie 4 als Doppelfolie 12 mit Folien-Wandungen 13 und 14 sowie z. B. flexiblen, einen Abstandsraum 15 bildenden Abstands elementen 16 ausgeführt, und zwar primär aus Gründen der Wärmeisolation, d. h. damit die Gülle keinen Temperatur verlust durch die Folien- oder Planen-Abdeckung erlei det.

Wie zu Fig. 1 beschrieben, wird die nach außen liegende Folie 3 durch einen in der Zwischenkammer 5 z. B. mittels einer druckgeregelten Pumpe auf einem Druck etwas oberhalb des atmosphärischen Drucks gehalten, wobei sich die Folie 3 konvex auswölbt. Mit steigendem Biogasdruck drückt auch die Doppelfolie 12 die Zwischen kammer 5 zusammen und legt sich als festigkeitsverstär kende und wärmeisolierende Doppelfolie in der Stellung 12′ von innen gegen die nach außen hin liegende Folie 3.

Zur verbesserten Wärmeisolation kann mindestens eine der Folien 3 und/oder 4 bzw. 7 und/oder 8 sowie 13 und/oder 14 mit einer metallisch spiegelnden Schicht versehen sein.

Im oberen, den Biogas-Sammelraum 20 umgebenden Abschnitt der Gruben-Seitenwand 1 ist ein z. B. recht eckiger Mauerdurchbruch vorgesehen, in den mittels eines Befestigungsflansches 22 ein Einsatzstück 13 vorzugswei se herausnehmbar gasdicht eingesetzt ist. Dieses Ein satzstück 19 enthält die ggf. mittels Druckventil gere gelte Biogas-Entnahmeöffnung 17 sowie ein Sichtfenster bzw. Schaufenster 18. Damit kombiniert kann das Einsatz stück auch zur Durchführung eines Manipulators dienen. Mittels dieses Einsatzstücks 19 und seiner Bestandteile sind auch bereits vorhandene Güllegruben in gasdicht abgedeckter Form umrüstbar.

Die in den Fig. 1 und 2 nur angedeutete gasdichte und ausreichend feste bzw. dauerhafte Befestigung 31 ist in Fig. 3 in vergrößerter Teil-Darstellung wiedergege ben.

Etwas unterhalb des Seitenwand-Oberrands 2 des Biogas-Behälters 10 ist ein Winkelprofil 32 mit den Außenrändern 33 seiner Schenkel 34 in Ausnehmungen 35 in der Außenseite der Gruben-Seitenwand 1 eingesetzt, und zwar rund um den gesamten Außen-Umfang des Biogas-Behäl ters 10. Zur sicheren Abdichtung des Winkelprofils 32 gegen die Außenseite der Gruben-Seitenwand 1 ist inner halb der Schenkel 34 ein flexibel zusammenpreßbares Kunststoffprofil 36 eingequetscht, welches gegen die Schenkel 34 einerseits und gegen die Außenseite glei chermaßen gasdicht anliegt, wenn das Winkelprofil 32 mittels Spannschrauben fest um den Grubenaußenmantel verspannt ist.

Auf die Oberseite des Seitenwand-Oberrands 2 ist eine Schutzfolie 37 bis um beide Ränder herum fest und gasdicht angebracht, welche sich auf der Außenseite über das Winkelprofil 32 hinweg bis unter einen Spannreifen 38 legt, welcher durch Spannflansche 40 um den Außen- Umfang der Gruben-Seitenwand 1 mit einer dagegen anlie genden Preßfläche 33 befestigt ist.

Auf der Schutzfolie 37 angeordnet verläuft der Seitenrand der Folie 4 ebenfalls von außen über das Winkelprofil 32 bis unter die Preßfläche 39 des Spann reifens 38, womit deren Abdichtung gewährleistet ist.

Die den Biogasbehälter 10 nach außen abdeckende Folie 3 verläuft auf durch die Schutzfolie 37 sowie die Folie 4 auflagegeschützter und abgedichtete Weise über das Winkelprofil 38 um eine Zugeinrichtung 41 in Form eines Stab- oder Rohrprofils 42 herum und in Form einer Schlaufe zurück über die Mittel des Winkelprofils 32 zurück. Mittels eines auf dem Winkelprofil 32 angeordne ten weiteren Spannrings 43, welcher ein auf das Winkel profil 32 passendes winkelförmiges, Innenprofil 44 auf weist und ebenfalls mittels Spannflanschen 45 und Spann schrauben 46 um den umfangsmäßig verspannt ist. Dabei kann auch das Innenprofil 44 mit einer Schutzfolie 47 abgedeckt sein.

Zur Festlegung der Folien 3 und 4 in Axialrichtung ist das Stab- oder Rohrprofil 42 durch auf Abstand um den Außenumfang herum verteilt angeordnete Spannschlau fen 48, welche um das Stab- und Rohrprofil 42 herumgrei fen, gesichert, welches mittels in der Gruben-Seitenwand 1 befestigten Schrauben 49 gesichert.

Bezugszeichenliste

1 Grubenseitenwand
2 Seitenwand-Oberrand
3 nach außenhin liegende Abdeckfolie
4 innen liegende Folie
4′ Folie 4 in losem Zustand
5 Zwischenkammer
6 außen liegende Doppelfolie
7 Folienwandungen der außen liegenden Doppelfolie (6)
8 Folienwandungen der außen liegenden Doppelfolie (6)
9 Abstandsraum
10 Biogasbehälter Güllegrube
11 flexible Abstandselemente
12 innen liegende Doppelfolie
13 Folienwandungen der innen liegenden Doppelfolie (12)
14 Folienwandungen der innen liegenden Doppelfolie (12)
15 Abstandsraum
16 flexible Abstandselemente
17 Biogas-Entnahmeöffnung
18 Schau-Fenster
19 Einsatzstück
20 Biogas-Sammelraum
21 Pumpe
22 Befestigungsflansch
30 Gülle bzw. Biogasmasse
31 Befestigung
32 Winkelprofil
33 Außenränder
34 Schenkel
35 Ausnehmungen
36 Kunststoffdichtung
37 Schutzfolie
38 Spannreifen
39 Preßfläche
40 Spannflansch
41 Zugeinrichtung
42 Stab- oder Rohrprofil
43 Spannring
44 Innenprofil
45 Spannflansche
46 Spannschraube
47 Schutzfolie
48 Spannschlaufen
49 Schrauben

Claims

1. Abdeckung von oben offenen Behältern, insbeson dere Behälter für die Biogaserzeugung, dadurch ge kennzeichnet, daß die offene Oberseite des Behälters (10) mittels mindestens zwei übereinander angeordneter Folien (3 und 4) abgedeckt ist, welche rundum am Grubenrand (2) gasdicht befestigt sind und von denen die obere, nach außen hin liegende Folie (3) unter einem konstanten, mehr als 1 at betragenden Gasdruck steht, der die Folie konvex nach außen steif aufwölbt und daß zwischen der nach außen hin liegenden Folie (3) und der innerhalb des Gasraums der Biogasgrube angeord neten Folie (4) eine gesonderte Zwischenkammer (5) vor gesehen ist, deren Gasvolumen kontrolliert veränderlich ist.

2. Abdeckung insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen hin liegende Folie (3) als Doppelfolie (6) mit vorzugsweise flexiblen Abstandselementen (11) wie z. B. Luftbläschen folie ausgebildet ist, welche die beiden Wandungen (7 und 8) der wärmedämmenden Doppelfolie einen Zwischenraum (9) innerhalb der Doppelfolie bilden, welcher unter einem konstanten Gasdruck von mindestens mehr als 1 at steht und die Doppelfolie steif nach außen aufwölbt.

3. Abdeckung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß eine druckkontrollierte Gasverbindung zwischen der luftge füllten Zwischenkammer (5) und der Außenluft vorgesehen ist.

4. Abdeckung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet daß mindestens eine der Folien (3, 4; 7, 8 bzw. 13, 14) eine vorzugsweise zur Biogasgrube hin wärmereflektierende, z. B. verspiegelte Oberfläche aufweist.

5. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseitigen Randbereiche der nach außen hin liegenden Folie (3) und der nach innen hin angeordneten Folie (4) gemeinsam aneinander anliegend auf einer Schutzunterlage (z. B. Schutzfolie 37) mindestens 2-fach gegen abgewinkelte Dichtkanten (Oberrand 2) und Winkel profile (32) angepreßt sind, wobei sie mindestens an einer Dichtkante (Winkelprofil 32) mittels eines zusätz lichen Spannrings (43) über die Dichtkante zusammenge preßt sind.

6. Abdeckung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die innen liegende Folie (4) an ihrem äußeren Randbereich außerhalb der Dichtkan ten (Winkelprofil 32) mittels Spannreifen (38) gegen die Außenfläche der Gruben-Seitenwand (2) gepreßt ist.

7. Abdeckung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die nach außen liegende Folie (3) an ihrem äußeren Randbereich außerhalb der Dichtkanten (Winkelprofil 32) mittels einer umfangsmäßig auf Abstand angeordneten Zugeinrichtung (41, 42; 48, 49) in Richtung parallel zur Außenseite der Gruben-Seiten wand (1) verspannt bzw. gesichert ist.