Brevet FR2479849A1 — publié le 19811009

I La présente invention se rapporte à un appareil pour produire une biomasse qui comprend une cuve de fermeêP;a- tion, comportant une entrée et une sortie, pour recevoir une biomasse comportant une couverture flottante et un dépôt de fond, et qui comprend un arbre de brassage monté horizonta- lement dans ladite cuve ie fermentation et qui porte des agi- tateurs pour faire circuler la biomasse, ainsi qu'une cloison s'enfonçant d'en haut dans la couverture flottante. Dans une installation connue du type ci-dessus, IO les agitateurs sont garnis d'aubes planes ou en forme de godet qui, quand, en fonctionnement, un certain couple de rotation est dépassé, pivotent vers l'arrière, à l'encontre de l'action de ressorts. A l'aide de ces aubes, la fraction relativement légère de la région supérieure de la phase liquide de la bio- I5 masse est entraînée vers le bas tandis que la fraction relati- veilment lourde présente dans la région inférieure est entraînée vers le haut et, de cette manière est brassée et entraînée en direction de la sortie en même temps. Or, on a constaté, en particulier, quand il s'agit d'une biomasse contenant de la paille, qu'il se forme une couverture flottante qui n'est pas évacuée par le mécanisme de brassage dans la mesure nécessaire pour assurer un fonctionnement sans incident de l'installation. Il en est de même en ce qui concerne le dépôt qui se forme au fond de la biomasse. En effet, la couverture flottante qui aug- mente continuellement au cours du fonctionnement ainsi que le dépôt toujours grandissant du fond perturbent, avec le temps, la production du biogaz si l'on ne maintient pas entre les limites très réduites les composants entrant dans la formation de la couverture flottante et le dépôt du fond (voir DE-OS 28 39 86I). La présente invention s'est fixé pour but d'appor- ter un dispositif qui permet d'evacuer, dans une plus large mesure, les composants de la couverture flottante et ceux du dépôt de fond. L'invention atteint les buts qu'elle s'est fixée en ce que, en plus des agitateurs, sont fixés, solidaires en rotation, sur l'ar'bre de brassage, un premier et un second orga- nes de transport destinés à entraîner les composants de la couverture flottante et ceux du dépôt du fond en direction de la sortie, en ce que le premier organe de transport comporte une partie montée de façon à former un angle aigu ouvert en direction de la sortie par rapport à l'axe de l'agLtateur, partie qui peut passer devant le côté de la cloison plongean- te opposé à la sortie et peut entraîner par en haut une partie de la couverture flottante, et en ce que le second organe de transport, qui est monté sur le côté de la cloison qui est à l'opposé du premier organe de transport, présente la forme d'un réceptacle pouvant pénétrer.dans le dépôt du fond. IO0 Ainsi, alors que l.es aubes ont plus pacticulièrement pour fonction de brasser et d'entraîner la biomasse, les deux organes de transport prévus par l'invention sont plus partieu- lièrement destinés à entraîner les composants die la cou-verture flottante et ceux du dépôt du fond en direction de la sortie, I5 ce qui a pour effet d'évacuer au cours du fonctionnement de l'appareil les composants de la couverture flottante et ceux du dépôt du fond dans une mesure correspondant à la mesure dans laquelle on introduit ces composants, ce qui permet d'éviter la formation dans la cuve de fermentation, d'nile couverture flot- tante gênante, ainsi que l'accumnulatiron d'un dépôt excessif, également gênant, sur le fond. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description qui va suivre qui n'a bien entendu aucun caractère limitatif, en référence au des- sin annexe sur lequel: Fig. I est une coupe longitudinale à travers un appareil c,-rnforme à l'invention pour produire un biogaz, Fig. 2 est une vue partielle en coupe, à plus grande échelle, de la figure I, Fig. 3 est une vue latérale de la forme de réali- IO sation de la figure 2, en direction de la flèche A, Fig. 4 est une vue partielle à plus grande échelle de la figure I, mais qui représente une autre position des pieces, Fig. 5 est une vue latérale de la forme de réalisa- I5 tion de la figure 4, dans la direction de la flèche B de la figure 4, et Figures 6 et 7 représentent une modification de l'exemple de réalisation des figures 4 et 5 mais à une autre échelle. En se référant au dessin, on voit une cuve de fer- mentation circulaire I ayant une longueur d'environ quatorze mètres et un diamètre d'environ deux à quatre mètres dont le pourtour est calorifugé, de manière non représentée, et dont l'axe est horizontal.. Le long de cet axe s'étend un arbre 2 le long duquel sont espacés des agitateurs 3. Légèrement au- dessus de l'arbre 2, la cuve comporte, sur le côté gauche, selon le dessin, un conduit d'arrivée 4l- qui est isolé de la biomasse contenue dans la cuve de fermentation I par un écran, monté à une certaine distance et traversé par le conduit d'arrivée cette disposition ayant pour effet d'éviter que la biomasse arrivant par le conduit 4 perturbe le contenu de la cuve de fermentation I. Le conduit 4 est relié à une pompe à moteur 6, qui est installée dans un fossé. Du côté opposé au conduit d'arrivée 4, la partie 3; supérieure de La paroi frontale 8 de la cuve de fermentation I est traversée par un conduit d'évacuation ou de sortie 7. Cette paroi frontale 8 est traversée par l'arbre 2 portant les agitateurs et à son extrémité libre est fixée une roue dentée 9 qui est reliée au moyen d'une cha n- IO à un pCgon ca-l su? l'arbre d'un moteur II. L'arbre de brassage 2 est tourne plusieurs fois par jour autour de son axe par le moteur II. Le conduit de sortie 7 est relié, par un tuyau 13, à un reser- voir I4 destiné à recueillir la biomasse fermentée. A une certaine distance de la sortie 7 une cloison verticale 8 est montée à la partie supérieure de la cuve I, cloison qui s'enfonce dans la biomasse en traversant la couver- ture flottante couvrant celle-ci. Sur le côté de la cloison O I5 qui est à l'opposé du conduit de sortie 7, est monté un or- gane de transport I6 qui coopère avec cette cloison et qui est solidarisé à l'arbre de brassage 2 par deux bras I7 et I8 (figure 3) de façon à tourner avec celui-ci. L'organe de trans- port I6 comporte une partie plane pliée eht tôle!9, faisant I5 fonction de pelle, dont la section tournée vers la paroi de la cuve I a une longueur qui n'est qu'environ le tiers de celle de l'autre section. La pelle I9 est fixée aux bras 17,I8 de façon que ses deux sections pénêtrent dans la oouverture flottante approximativement suivant un même angle. De plus, la. pelle I9 est monté sur l'axe de l'arbre 2 de façon à fcrmer un angle aigu dont la pointe est dirigée vers l'entree 4. La pelle !9 n.'est séparée de la cloison I5 que par le jeu de fonctionne- ment nécessaire. Le côté de la pelle I9 qui est à l'opposé de la cloison I5 porte une partie latéÈale 20 perpendiculaire à l'ar- bre de brassage 2. En regardant dans la direction de la flèche A, elle est coudée approximativement de la même manière que la pelle I9, laquelle est fixée approximativement en son milieu comme on le voit sur la figure 3. L'organe de transport I6 a la forme d'un godet et est monté de façon que sa pelle I9 et sa partie latérale 20 lorsqu'il s'enfonce dans la couverture flottante, viennent en contact par en haut, avec une partie de celle-ci et aprs etre passées le long de la cloison I5, libère celle-ci en direction du conduit de sortie 7 dans lequel est iresrée une se tion ue tuyau 2I qui n'affecte pas l'action de l'orane de traiispor. I6, cette section de tuyau 2I ne s'tendant pas jusqu'à î cloi- son I5. Au-dessus de l'organe de transport 16 on a prevu: un point d'évacuation du biogaz. En se référant à la figure I, on voit que du côté opposé à l'organe de transport 16 est monté, sur l'arbre 2, un second organe de transport I6a qui, lorsque cet arbre tourne, se déplace entre la paroi frontale 8 et la cloison 15. L'organe de transport I6 a la structure d'un seau fixé à pivotement au bras I7E autour d'un axe parallèleà l'arLre de brassage et perpendiculaire à son axe longitudinal (figu- res 4 et 5), et qui, à cette fin, comporte un tourillon 22 traversant le bras I7. Au bras Ila est également fixée une butée I0 grâce à laquelle, pendant son passage dans la biomasse, l'axe longitudinal de l'organe de transport I6a est maintenu per- pendiculaire à l'axe du bras I7a. En se référant à la figure , on remarque qu'à l'organe de transport I6a est fixée une butée 24 se prolongeant en direction du bras I7a et qui coopère I5 pour le vider avec un ressaut 2Ia de la face inférieure de la section de tuyau 2I s'avançant dans la cuve de fermentation I, Le côté antérieur ouvert de l'organe de transport en forme de seau I6a est situé en avant, en considérant le sens de la rotation, tandis que sa face arrière est percée de trous 25 qui laissent passer le gaz et le liquide, mais arrêtent les dépôts de la biomasse. Quand l'arbre de brassage 2 tourne, l'organe de transport I6a pénètre dans le dépôt accumulé sur le fond de la cuve et se remplit avec celui-ci; Ensuite, l'organe I6a transporte les dépôts recueillis jusqu'à la section de tuyau 21 du conduit de sortie 7, o, en recontrant la butée 24 du ressaut 2Ia de la section de tuyau 2I, il bascule et se vide dans cette section de tuyau 2I. Une autre forme de réalisation de l'organe de ( transport destiné à enlever le dépôt du fond de la cuve est représentée sur les figures 6 et 7. Dans cette forme de réa- lisation, l'organe de transport, désigné I6b, est ouvert aussi bien à l'avant, en considérant le sens de rotation de l'arbre de brassage 2 que du côté tourné vers la cloison frontale 8. De plus, son fond 26 en regard de l'arbre 2 forme un angle aigu dont la pointe est dirigée vers la sortie. Afin que le côté ouvert de l'organe de transport I6 puisse passer le long de la paroi frontale 8, le bras I7b portant ledit organe de transport I6b est monté à rotation autour d'arn axe perpendi- culaire à l'arbre 2. Entre ce bras et un bras 27 fixé sur l'arbre 2 est tendu un rèssort 28. La section de tuyau désignée 2Ib se termine dans le plan de la face int6rieure de la paroi frontale-8. Quand l'arbre 2 tourne, l'organe de transport IEb s'enfonce dans le dépôt du fond de la cuve de fermentation I et entraine ce dépôt vers la section de tuyau 2Ib o, du fait IO de l'inclinaison de son fond 26, il décharge ce dépôt dans le tuyau 2Ib et, partant, l'évacue vers la sortie de la cuve de fermentation I. Sur la face extérieure de certains agitateurs 3 on a monté, en les distribuant entre l'entrée 4 et la sortie 7 I5 des palettes 29 destinées à brasser le dépôt du fond de la cuve I (figure I). Les palettes 29 peuvent avoir une forme pratiquement triangulaire et peuvent être montées obliquement par rapport à l'axe de l'arbre de brassage, de façon à exercer une action d'entraînement en direction de la sortie 7 sur le dépôt du fond de la cuve. - Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode.de réalisation qui vient d'être décrit et représenté, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S I - Appareil pour produire un biogaz qui comprend une cuve de fermentation (I) comportant une entrée et une sortie pour recevoir une biomasse comportant une couverture flottante et un dépôt de fond, et qui comprend un arbre de brassage (2) monté horizontalement dans ladite cuve de fer- mentation et qui porte des agitateurs (3) pour faire circuler la biomasse, ainsi qu'une cloison (I5) s'enfonçant d'en haut dans la couverture flottante, caractérisé en ce que, en plus IO des agitateurs (3) sont fixés, solidaires en rotation, sur l'arbre de brassage, un premier et un second organes de trans- port (I6, I6a) destinés à entraîner les composants de la cou- verture flottante et ceux du dépôt du fond en direction de la sortie (7), en ce que le premier organe de transport (I6) com- I5 porte une partie (I9) montée de façon à former un angle aigu ouvert en direction de la sortie par rapport à l'axe de l'arbre de brassage, partie qui peut passer devant le côté de la cloi- son plongeante opposé à la sortie (7) et peut entraîner par en haut une partie de la couverture flottante, et en ce que le second organe de transport (I6a)- qui est monté sur le côté de la cloison (I5) qui est à l'opposé du premier organe. de trans- port, présente la forme d'un réceptacle pouvant pénétrer dans le dépôt du fond. - AppaPeil selon la revendication I, caractérisé en ce que la partie formant godet (I9) du premier organe de transport (I6) forme, vue dans son plan de mouvement, un angle obtus et en ce qu'au moment de pénétrer dans la couverture flottante, les deux sections coudées sont disposées, au maximum, suivant un angle aigu par rapport à ladite couverture flottante. 3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier organe de transport (I6) comporte, du côté de la partie (I9) tournée vers l'entrée&(4) une partie latérale formant un certain angle avec l'arbre de brassage.(2) et qui dé- passe radialement des deux côtés, ladite partie. 4 - Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que la partie efficace du second organe-de transport (I6a, I6b) présente la forme d'un seau dont l'axe est mont.é de façon à former approximativement un angle droit par rapport: l'axe du bras de support (I7a, I7b). - Appareil selon la revendication 4, caractCeisé en ce que l'organe de transport (I6a) est -monlte. pivotemnent sur son bras de support (I7a), autcur.-d'un axe transversal à son axe (22), en ce que ledit bras comporte une butée (23) pour arrêter l'organe de transport et ence que ledit organe de trans- port comporte également une butée (24) coopérant avec un res- saut (25) situé dans la région de la sortie (7). IO0 6 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de transport (I6b) est fixé à son bras de support (I7b) et est incliné par rapport à celui-ci de telle manière que la pointe de l'angle entre ledit bras-et l'organe de transport est dirigée vers l'extérieur et en ce que ledit I5 organe de transport est ouvert en direction de la sortie (7) et est guidé le long d'une paroi frontale (8) pourvue d'une sortie ou d'une évacuation (7). 7 - Appareil selon la revendication 6.caractérisé en ce que l'organe de transport (I6b) est monte à pivotement autour d'un axe transversal à l'arbre de brassage (2) et peut être pressé au moyen d'un ressort (28) contre la paroi frontale (8) comportant la sortie (7). 8 - Appareil selon l'une quelconque des revendi- cations 4 à 7 caractérisé en ce que le fond de l'organe de transport (I6a, I6b) présente, du côté opposé à sa direction de rotation, des trous qui laissent passer-les gaz et-les li- quides, mais qui arrêtent les matières formant le dépôt-de fond.