SE423624B - Flerstegs komposteringsapparat - Google Patents

Description

7994974-8 pelarens höjd. Om materialpelaren blir för hög packas emel- lertid i praktiken materialet ihop till en massa med minskad genomtränglighet för luft, vilket betyder att den aeroba fermenteringendärifördröjes. Denna benägenhet är avsevärd hos material med hög fukthalt, exempelvis köksavfall, orga- niskt slam eller liknande. De kända vertikala cylindriska 1flerstegskomposteringsappaïaterna med ett flertal horisontel- la_bottnar, i vilka material i tur och ordning faller ner på underliggande botten, kan minska komposteringsmaterialets höjd på varje botten i proportion till antalet steg jämfört med en komposteringsapparat i ett steg och kan följaktligen _ eliminera vissa av ovannämnda olägenheter samt öka appara- tens behandlingskapacitet.

Den konventionella vertikala, cylindriska komposte- ringsapparaten där materialet förflyttas genom en raka som roterar kring en cylindrisk axel i samband med viss omrö- ring, har emellertid olägenheter genom att en betydande omröring av materialet icke âstadkommes och relativt mycket kraft erfordras för kringvridning av en raka med stor radie under inklämning av materialet mellan rakan och bottnen. En annan olägenhet med materialrakningsprocessen på bottnen ligger i att den har benägenhet att hoppacka materialet till täta massor, vilket medför att otillräcklig omröring, särskilt hos material med hög vattenhalt, varigenom materia- lets fermentering fördröjes. Följaktligen är det hos den konventionella komposteringsapparaten omöjligt att öka ma- terialets höjd i varje steg med bibehållen omröringseffekt genom rakan.

Föreliggandeuppfinníngföreslår en komposteringsappa- rat som innefattar omröringsaggregat försedda med roteran- de blandare istället för en raka, så att omröringsaggre- gaten och de horisontella bottnarna förflyttas i förhållande till varandra, varigenom ovan angivna olägenheter med kon-c ventionella komposteringsapparater elimineras, vilket inne- bär att den erforderliga kraftmängden minskas. att hoppack- 7904974-8 ning och anhopning av materialet förhindrasochatt verk- ningsfull kompostering av material med hög vattenhalt möj- liggöres.

Föremàlet för föreliggande uppfinning är således en flerstegskomposteringsapparat av inledningsvis nämnt slag i vilken var och en av de horisontella bottnarna är försed- da med åtminstone en sats av omröringsaggregat med roterande blandare, varvid de horisontella bottnarna och omrörings- aggregaten uppbäres så att de är roterbara i förhållande till varandra kring den cylindriska tankens centrala axel, vilka omröringsaggregat är så anordnade att deras rotations- axlar sträcker sig radiellt eller i huvudsak radiellt i för- hållande till nämnda centrala axel. Vidare är varje botten försedd med en slitsaktig öppning, som sträcker sig radiellt eller i huvudsak radiellt i förhållande till nämnda centrala axel, varvid de slitsliknande öppningarna är inbördes fas- förskjutna i planprojektion på var sin av de horisontella bottnarna. Vart och ett av omröringsaggregaten är försett med ett flertal blandare, som är fastsatta vid en roterande horisontell, roterbart lagrad axel, varvid dessa blandare är fördelade utmed den horisontella axelns längdriktning.

Fig. 1 är en vertikalsektion av en utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 2 är en sektion utmed linjen II-II i fig. 1, fig. 3 är en utvecklad vy av ett avsnitt utmed cir- keln III i fig. 2, fig. 4 är en vy som åskådliggör blandarens arbetssätt, fig. 5 är en vy som åskådliggör blandarens arbetssätt i en modifikation av den första utföringsformen, där två serier av omröringsaggregat användes, fig. 6 är en vertikalsektion av en annan utföringsform 7904974- 8 av uppfinningen, fig 7 är en sektion utmed linjen VII-VII i fig 6, fig 8 är en vy utmed pilen VIII i fig 6, och fig 9 är en vy som åskådliggör driftssättet för blandarna i utföringsformen enligt fig 6.

Uppfinningen beskrives nu närmare med hänvisning till ritningarna. Fig 1 - 4 visar en flerstegs-komposte- ringsapparat med-en serie av horisontella bottnar 3 som har varsin komposttömningsöppning 2, en vertikal cylindrisk tank 1 inom vilken ett flertal av nämnda horisontella bott- - nar 3 är fastsatta, så att de bildar ett motsvarande antal steg, en roterande omröringsaxel 8 anordnad ovanför och parallellt med varsin horisontella botten 3, blandare 7, som roterar kring omröringsaxeln 8 och en vertikal huvud- rotationsaxel 6, som uppbär omröringsaxlarna 8 och roterar kring den vertikala cylindriska tankens 1 axel. Inom den, vertikala cylindriska tanken 1 är en serie av de horison-- tella bottnarna 3 fastsatt. Den vertikala roterande huvud- axeln 6, som uppbäres i övre och nedre lager 4, 4', är anordnad utmed den vertikala cylindriska tankens 1 central- axel och kringvrides genom en drivanordning 5. Ett flertal av blandarna 7 är fastsatta till var och en av de horison- tellt roterande omröringsaxlarna 8 i dessas längdriktning i enlighet med de horisontella axlarna a, b,,,,h ovanför de horisontella bottnarna 3. Omröringsaxlarna 8 är upphängda vid huvudaxeln 6 och uppbäres av lager 10 och 10' i ett stycke därmed för bildande av ett omröringsaggregat 9 över var och en av de horisontella bottnarna 3. Ett flertal av omröringsaggregaten 9 kan användas i radiell anordning för varje steg bestående av en horisontell botten 3.

Omröringsaxlarna 8 sträcker sig icke exakt radiellt utan "i huvudsak radiellt" i förhållande till huvudaxeln 6, eftersom omröringsaxlarna 8 på i fig 2 visat sätt är fast- satta vid huvudaxeln med en liten excentricitetsgrad E.

Sedda som i planprojektion enligt fig 2 är axellinjerna för omröringsaxlarna 8 fasförskjutna med i huvudsak lika vinkel- avstånd och så att omröringsaxlarna 8 kringvrides genom 7984974-8 'JI huvudaxelns 6 rotation i riktning för pilen A (dvs i rikt- ning moturs).

Komposttömningsöppningen 2 i varje steg av horison- tella bottnar 3 gör det möjligt för komposten att falla ned i tur och ordning till närmast underliggande bottensteg 3.

Komposttömningsöppningarna 2 ligger i planprojektion fas- förskjutna i förhållande till varandra, såsom visas i fig 2 och 3, på samma sätt som omröringsaxlarna, så att vid en antagen positiv frammatningsriktning i enlighet med pilen A hos omröringsaggregatet 9 komposttömningsöppningarna 2 hos de i varje fall underliggande horisontella bottnarna 3 lig- ger i den positiva riktningen i förhållande till kompost- tömningsöppningarna 2 hos närmast överliggande horisontella bottnar 3. Eftersom vid denna utföringsform vinkelavstândet mellan omröringsaxlarna 8 är detsamma som vinkelavstândet mellan komposttömningsöppningarna 2, föres omröringsaxlarna 8 samtidigt till lägen ovanför varsin av komposttömnings~ öppningarna 2, såsom visas i fig 2 och 3.

Omröringsaxlarna 8 är anslutna till och drivs av en drivmotor 14 för kringvridning av blandarna med hjälp av skruvkugghjul 11 och 12 och en drivaxel 13. Drivaxeln 13 uppbäres koncentriskt med huvudaxeln 6 med hjälp av lager , 15' och 15".

Hänvisningsbeteckningen 16 visar en materialtillför- selöppning och beteckningen 17 en kompostutmatningsskruv.

En fläkt 18 tillför luft genom varje bottens 3 inre till ett flertal lufthål 19 i varje horisontell bottens 3 övre yta.

Här nedan följer en förklaring av driftssättet för ovan beskrivna utföringsform av konstruktionen. Vid kring- vridning av huvudaxeln 16 i riktning för pilen A genom driv- anordningen 5 och samtidig kringvridning av det roterande omröringsaggregatets 9 centrala axel i riktning för pilen B med hjälp av motorn 14, skrapas komposteringsmaterial 20 på var och en av de horisontella bottnarna 3 med hjälp av blandarna 7 och föres tillbaka i banorna E (fig 4) för att bibringas en tillräcklig omröringseffekt samt förflyttas i riktning för pilen C motsatt riktningen för pilen A. På detta sätt flyttas det genom materialtillförselhålet 16 in- 79e4974-sp förda komposteringsmaterialet 20 så småningom på varje horisontell botten 3, tills det faller ned genom tömnings- öppningen 2 i tur och ordning på underliggande bottnar 3 för att slutligen utmatas ur den cylindriska tanken 1 med hjälp av utmatningsskruven 17. Detta driftssätt åskådlig- göres schematiskt i den utvecklade framställningen i fig 3, där materialet 20, som införts genom hålet 16 på den översta bottnen 3, flyttas i den genom streckad linje antydda banan i riktning för pilen C kring bottnen, tills det faller ned genom tömningsöppningen 2 på underliggande botten 3, där samma process upprepas successivt, tills materialet slutli- gen nått fram till utmatningsskruven 17. Även i det fall där komposteringsmaterialet fyllts på så högt eller under en så läng tidsperiod att det hop- packats till en för luft ogenomtränglig massa, vilket alltsom oftas inträffas hos material med hög vattenhalt, kommer således materialet att skrapas upp genom blandarnas 7 spetsar och att brytas upp i små klumpar med avsevärt utökade ytareor för att utsättas för tillräcklig lufttill- försel genom den uppåtriktade luftströmmen från lufthålen19, varvid materialet lyftes av luften och sedan avsättes på bottnen ytterst långsamt och löst med den påföljden att en ytterst tillfredsställande aerob fermentering kan genomföras.

Inträngningsdjupet för blandarna för uppgrävning av komposte- ringsmaterialet 20, dvs klumpstorleken hos1detuppgrävda komposteringsmaterialet 20 kan varieras enligt önskan genom lämpligt val av rotationshastigheten hos den centrala blandaraxeln 8 i förhållande till huvudaxelns 6 rotations- hastighet. Eftersom komposteringsmaterialet 20 förflyttas genom de roterande blandarna 7 minskas rotationsmotståndet hos huvudaxeln 6 i betydande utsträckning, vilket innebär en betydande minskning av effektbehovet i jämförelse med en konventionell, med raka utrustad apparat.

Ettt flertal omröringsaggregat 9 och 9' kan vara anordnade på varje bottensteg, såsom visas i fig 5, varvid syftet är att öka den höjd i vilken komposteringsmaterialet kan anhopas på varje bottensteg. Den med hjälp av denna 7904974-8 modifierade utföringsform uppnådda driftseffekten är densam- ma som vid den tidigare beskrivna utföringsformen.

Fig 6 - 9 åskådliggör en annan utföringsform av en komposteringsapparat enligt föreliggande uppfinning, som innefattar en vertikal cylindrisk tank 21, en flerstegs- anordning av horisontella bottnar 23, som är roterbara kring den cylindriska tankens 21 axel och som har varsin kompost- tömningsöppning 22, och blandare 27 anordnade på horison- tella roterande blandaraxlar 28 ovanför varsin horisontella botten 23, varvid dessa axlar är lagrade i den vertikala cylindriska tanken 21 och kringvridbara kring axellinjer som är stationära i förhållande till marken.

I den vertikala^cylindriska tankens 21 centrum upp- bäres en huvudaxel 26 genom övre och nedre lager 24, 24' i den vertikala cylindríska tanken 21 och kringvrides genom en huvudaxeldrivanordning 25. Ett flertal horisontella bott- nar 23 är fastsatta vid huvudaxeln 26. Övre ytan på varje horisontell botten 23 är försedd med lufthàl 29 genom vilka luft tillföras från en fläkt 18 genom en ej visad luftkanal in i en roterande koppling och i huvudaxelns 26 inre.

Komposttömningsöppningarna 22 är anordnade på de horison- tella bottnarna 23 i lägen som är inbördes vinkelförskjutna med samma vinkelavstånd från ett steg till nästa pà samma sätt som i den tidigare beskrivna utföringsformen. Ovanför varje horisontell botten 23 är ett roterande omröringsaggre- gat 39 anordnat, som innefattar en horisontell omrörings- axel 28 och en blandare 27. Omröringsaxeln 28 i detta aggregat uppbäres av ett lager 30 i den cylindriska tanken 21 och kringvrides med hjälp av en motor 34 över kedjehjul 31 och 32 och en kedja 33, som är anordnad på i fig 8 visat sätt. I ritningarna betecknar 36 ett materialtillförselhål och 37 en kompostutmatningsskruv.

Vid kringvridning av huvudaxeln 23 genom drivanord- ningen 25 i riktning för pilen A' och samtidig kringvridning av omröringsaxlarna 28 i omröringsaggregaten 39 med hjälp av motorn 34 i riktning för pilen B' kommer under driften det på var och en av de horisontella bottnarna 23 anhopade 7964974-8, komposteringsmaterialet att grävas upp genom blandarna 27 på samma sätt som i den tidigare beskrivna utföringsformen och att föras tillbaka i banan D', som visas i fig 9, och flyttas i riktningen A' närmare bestämt i riktningen för pilen C' kring den horisontella bottnen 23, tills det faller ned genom komposttömningsöppningen 22 till den i varje fall underliggande bottnen 23 för att slutligen ut- matas ur den cylindriska tanken genom kompostutmatnings- skruven 37. De vid detta arbetssätt erhållna verkningarna är samma som de som redovisats i samband med den först beskrivna utföringsformen.

Nu följer en beskrivning av resultat som erhållits vid försöksdrift av en apparat enligt uppfinningen.

Det vid driftsförsöken använda materialet var kommunalt insamlade sopor med de i tabell I visade bestånds- delarna Tabell I (% torr substans) Köksavfall' 33,0 Papper 43,9 Glas 10,8 .Metall 0,6 Plast 7,0 Övrigt _ 4,7 En apparat av det i fig 1 visade slaget användes.

Den vid driftsförsöken använda apparaten hade följande dimensioner: Cylindrisk tank: Innerdiameter 6 meter Höjd 7,5 meter Antalet steg: q 4 Rotationshastigheten för huvudaxeln: 15 minuter per varv Rotationshastigheten för i drivaxeln: 140 varv/minut Tillföra 1uftmänga= 0,2 m3/minut 7904974-8 Varje dag uppdelades 500 kg av ett material med de i tabell I visade beståndsdelarna i tre portioner och in- fördes i apparaten med ovan angivna dimensioner. För varje portion drevs apparaten under den tidsperiod som krävdes för att huvudaxeln skulle ett utföra ett varv. Djupet av varje portion vid anhopning på en botten omgick till ungefär 600 mm. Driftsförsöket utfördes under en period av 14 dagar med de i tabell II redovisade resultaten: Tabell II Infört Material Totalvikt 6,9 ton Totalvolym 15,6 m3 Skenbar specifik vikt 0,44 ton/m3 Vattenhalt 54,5 % Utmatat material Totalvikt 4,5 ton Totalvolym 7,9 m3 Skenbar specifik vikt 0,57 ton/m3 Vattenhalt 52,2 % Ändringsgrad Viktförlust 2,4 ton Viktsminskningsför- hållande 65 % Volymminskningsför- hållande 51 % Viktminskning (torr- substans) 68 % Vid driftsförsöket sjönk materialtemperaturen med - 15°C under omröringen, men materialets temperatur återställdes till det före omröringen fastställda värdet inom omkring 5 timmar. Den högsta under försöksdriften i materialet fastställda temperaturen uppgick till 77°C.

Vid kompostering av kommunalt insamlade sopor med de i tabell I redovisade beståndsdelarna måste givetvis de för kompostering olämpliga beståndsdelarna såsom metall, glas och liknande avskíljas från komposteringsmaterialet. 7904974-8 Ovan angivna dimensioner för apparaten och drifts- betingelserna vid försöksdriften, exempelvis varvtalet, driftstiden, driftsmellantiderna skall endast åsâdliggöra uppfinningen och kan ändras med hänsyn till speciella krav.

Medan apparaten enligt uppfinningen ovan beskrivits i samband med kompostering av kommunalt insamlade sopor, exempelvis köksavfall, är det givet att även detta endast anförts såsom exempel och icke såsom en begränsning av det slags material som kan-behandlas i apparaten. I själva verket kan apparaten enligt uppfinningen användas för all slags organiskt material som lämpar sig för kompostering.

Komposteringsapparaten enligt föreliggande uppfin- ning innefattar en vertikal, cylindrisk flerstegstank med ett flertal horisontella bottnar med tömningsöppningar, genom vilka komposteringsmaterialet i tur och ordning faller ned från den ena bottnen på den underliggande, varvid var och en av dessa horisontella bottnar är försedd med åtminstone en serie av omröringsaggregat med roterande blandare och varje omröringsaggregat och varje horisontell botten uppbäres för rotation i förhållande till varandra kring den cylindriska tankens centrala axel. Följaktligen erhålles enligt föreliggande uppfinning en förbättrad komposteringsapparat med betydande fördelar i det att behand- língskapaciteten per enhet av apparatens uppställningsarea kan ökas i betydande utsträckning, den för driften erfor- derliga kraftmängden kan minskas och en hoppackning och förtätning av materialet kan förhindras så att en tillräck- lig omblandning och verkningsfull kompostering även av material med hög vattenhalt möjliggöres.

Claims (9)

7904974-8 11 PATENTKRAV

1. Flerstegskomposteringsapparat innefattande ett flertal horisontella bottnar anordnade i en vertikal, cylindrisk tank i vilken komposteringsmaterial i tur och ordning kan falla från en botten på underliggande botten, k ä n n e t e c k - n a d av att var och en av de horisontella bottnarna är försedd med åtminstone en sats av omröringsaggregat med roterande blandare, att de horisontella bottnarna och omrö- ringsaggregaten uppbäres så att de är roterbara i förhållande till varandra kring den cylindriska tankens centrala axel, vilka omröringsaggregat är så anordnade att deras rotations- axlar sträcker sig radiellt eller i huvudsak radiellt i för- hållande till nämnda centrala axel, att varje botten är försedd med en slitsaktig öppning, som sträcker sig radiellt eller i huvudsak radiellt i förhållande till nämnda centrala axel, varvid de slitsliknande öppningarna är inbördes fasförskjutna i planprojektion på var sin av de horisontella bottnarna, och att vart och ett av omröringsaggregaten är försett med ett flertal blandare, som är fastsatta vid en roterande horisontell, roterbart lagrad axel, varvid dessa blandare är fördelade utmed den horisontella axelns längd- iriktning. dä.

2. Komposteringsapparat enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d av att de horisontella bottnarna är i fast förbin- delse med den cylindriska tanken och att omröringsaggregaten uppbäres så att de är roterbara kring den cylindriska tankens centrala axel.

3. Komposteringsapparat enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att omröringsaggregaten är fastsatta vid en ver- tikalt roterande axel som sträcker sig lodrätt och roterbart utmed cylinderns centrum.

4. Komposteringsapparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att de horisontella bottnarna uppbäres roterbara 7994974-8 12 kring den cylindriska tankens centrala axel och att omröringsaggregaten (-s axlar) är stillastående i förhållande till marken. '

5. Komposteringsapparat enligt krav 4, k ä n n e t e clc- n a d av att de horisontella bottnarna är fastsatta vid den vertikala roterande axeln som sträcker siq lodrätt vid cylinderns centrala axel i den cylindriska tanken i och för rotation, och att den cylindriska tanken är stationär i för- hållande till marken och omröringsaggregaten (-s axlar) är fastsatta vid den cylindriska tanken.

6. Komposteringsapparat enligt något av kraven 1 - 5, k ä n n e t e c k n a d" av att faslägena för de slits- liknande öppningarna är sådana att den slitsliknande öppning- en hos en underliggande horisontell botten i rörelseriktning- en ligger i ett läge framför läget för den slitsliknande öpp- ningens fasläge på omedelbart ovanför den nedre horisontella bottnen belägna horisontella bottnen.

7. Komposteringsapparat enligt något av kraven 1 - 6, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av de horison- tella bottnarna är försedd med ett flertal serier av omrö- ringsaggregat anordnade vertikalt över varandra.

8. Komposteringsapparat enligt krav 7, k ä n n e t e cle- n a d av att de roterande horisontella axlarna är anord- nade i olika faser i planprojektion på var och en av de hori- sontella bottnarna.

9. Komposteringsapparat enligt krav 8, k ä n n e t e c1<- n a d av att de roterande horisontella axlarna på under- liggande bottnar är anordnade i rörelseriktningen framför de roterande horisontella axlarna på överliggande bottnar.