DE8815575U1 - Rammpfahl zur Gewinnung von Deponiegas - Google Patents
Rammpfahl zur Gewinnung von DeponiegasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rammpfahl zur Gewinnung von
Gas aus Mülldeponien, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der im Haushalt und Gewerbe anfallende Müll wird, sofern es sich nicht um Problemmüll handelt, auf allgemeinen Mülldeponien
abgelagert. Die insbesondere im Hausmüll enthaltenen organischen Bestandteile bilden bei ihrem Zerfallsprozess
durch verknüpfte chemische und mikrobielle Einzelreaktionen unter dem Einfluß von Sickerwasser und dem
Druck der aufgeschütteten Ablagerungen nach einiger Zeit Deponiegas, Dieses Deponiegas besteht in unterschiedlichen
Anteilen aus Kohlenwasserstoff (Methan) und Kohlendioxid und weist einen beachtlichen Heizwert auf.
Zur Nutzung dieser Energie-Quellen und damit zur Einsparung von Primär-Energie unter gleichzeitiger Entlastung der Umwelt
durch Verminderung des Schadstoffausstoßes werden diese Mülldeponien durch sogenannte Gasbrurten angezapft, um
das in der Mülldeponie gebildete Deponiegas zu gewinnen und
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z.B. über Gasmotoren bzw. Gasturbinen, die mit Generatoren gekoppelt sind, in elektrische Energie und Wärme umzusetzen.
Das Deponiegas wird nach einem bekannten Verfahren dadurch gewonnen, daß röhrenförmige Rammpfähle von der Deponie-Oberfläche
aus durch einen Rammvorgang in die Tiefe der Deponie vorgetrieben und dann als Gassonden verwendet werden
. Ein solcher Rammpfahl besteht aus einem Vortriebsrohr
und einem oberen, im Durchmesser kleineren Pfahlrohr, das nach Fertigstellung der Gassonde die Verbindung zur Deponieoberfläche
bildet. Zum Einrammen wird auf das Vortriebsrohr ein Verlangerungsrohr aufgesetzt, das dabei das Pfahlrohr
umgibt und die Druckkräfte direkt auf das Vortriebsrohr überträgt. Dieses Verlängerungsrohr wird nach dem Einrammen
nach oben aus der Deponie gezogen, wobei sich der Müll dicht an das dünnere Pfahlrohr preßt. Die zur Gasgewinnung
geeigneten Deponien weisen allgemein eine Mächtigkeit von 20 bis 60 Metern auf, so daß die Eindringtiefe der
Rammpfähle 20 Meter und mehr beträgt. Die Mächtigkeit der Deponie nimmt jedoch durch Setzung ab, wobei das Einsacken
im Lauf der Zeit 15 % und mehr betragen kann. Dabei kommt es häufig vor, daß die im Verhältnis zu ihrer Länge von 10
bis 20 Metern im Durchmesser kleinen oberen Pfahlrohre ausknicken, weil die Setzungserscheinungen unregelmäßig sind
und zu Biegebeanspruchungen des dünnen Pfahlrohres führen, das meist aus Kunststoff, z.B. Hochdruck-Polyethylen besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rammpfahl der genannten Art so auszubilden, daß die Beanspruchung
insbesondere des Pfahlrohres auf Biegung und Ausknicken möglichst gering bleibt.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 1 gelöst.
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Da das Pfahlrohr teleskopierbar in das untere Vortriebsrohr eingreift, wird es beim Setzen der Deponie von dem umgebenden
Müll mitgenommen und dabei tiefer in das Vortriebsrohr eingefahren. Damit wird seine Länge der jeweiligen Bohrlochtiefe
angepaßt, und die beim Absacken des Deponiemülls auftretenden Kräfte wirken sich überwiegend als
Verschiebebewegung aus und nur vernachlässigbar gering als Biegebeanspruchung.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
.
Die Langenverhaltnisse der beiden Rohre sind so gewählt,
daß das in das Vortriebsrohr eintauchende, im Außendurchmesser kleinere Pfahlrohr ungefähr doppelt so lang ist wie
das Vortriebsrohr. Zum leichteren Eindringen des Rammpfahls in die Mülldeponie ist das Vortriebsrohr eindringseitig mit
einer spitzkegeligen oder pyramidenförmigen Spitze versehen, die als gesondertes Teil am unteren Ende des Vortriebsrohres
angesetzt ist. Diese Spitze kann als mit Beton verfüllter Stahl-Hohlkörper, aber auch als Betonfertigteil
ausgeführt sein oder auch vollständig aus Stahl bestehen.
Ein in die spitzkegelige oder pyramidenförmige Spitze eingesetzter
Zertrümmerungsdorn erleichtert das Eindringen des Rammpfahles in die Deponiemasse.
Die Erfindung wird im folgender anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dar'
gestellt sind. Es zeigen
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Pig. 1 den Rammpfahl schematisch in einem von der Pfahlspitze in die Deponie vorgetriebenen Bohrloch,
Fig. 2 das untere Ende des Pfahlrohres mit der Spitze des Rammpfahls in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 einen Schnitt nach III-III in Fig. 2,
Fig. 4 eine Einzeldarstellung der Öffnungen in der Wand des Vortriebsrohres,
Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Spitze des Rammpfahles in einer Darstellung entsprechend Fig. 2.
Fig. 1 zeigt einen in eine Deponie 27 eingetriebenen RammpfahJ
1, der ein Bohrloch gebildet hat. Der Rammpfahl besteht aus eine-&eegr; Vortriebsrohr 2 und einem im Durchmesser
kleineren oberen Pfahlrohr 3, das in das Vortriebsrohr 2 teleskopisch und axial beweglich eingreift. Strichliert ist
ein Verlängerungsrohr 28 angedeutet, das beim Einrammen auf dem Vortriebsrohr 2 aufsitzt, die Rammkräfte aufnjiunt und
auf das Vortriebsrohr 2 überträgt. Dieses Verlängerungsrohr wurde nach Erreichen der vorgesehenen Rammtiefe gezogen, so
daß das in ihm liegende Pfahlrohr 3 freigelegt und sofort von dem umgebenden Müll dicht umschlossen wurde. Das Vortriebsrohr
2 und das Verlängerungsrohr 28 bestehen aus Stahl, während das Pfahlrohr 3 aus Kunststoff hergestellt
ist. Die Längenverhältnisse der beiden Rohre 2 und 3 sind so aufeinander abgestimmt, daß das obere Pfahlrohr 3 annähernd
doppelt so lang ist wie das im Durchmesser größere Vortriebsrohr 2. Das in die Deponie 27 eindringende untere
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Ende 4 des Vortriebsrohres 2 ist mit einer pyramidenförmigen
Spitze 5 versehen, deren Grundfläche im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 durch eine Grundplatte 8 gebildet
ist, die am eindringseitigen Ende 4 des Vortriebsj rohres 2 anliegt und mit ihm verbunden ist. Die Pyramiden-
grundflache ist so bemessen, daß ihr äußerer Begrenzungs-
S rand 9 über das Vortriebsrohr 2 allseitig übersteht
J (Fig. 3). Damit wird erreicht, daß das Bohrloch zunächst
einen größeren Querschnitt hat als das Vortriebsrohr 2, so daß zwischen der Außenfläche des Vortriebsrohres 2 und dem
Bohrloch 28 beim Einrammen ein Ringraum verbleibt, der sich anschließend mit <?em umgebenden Müll füllt. Die Kjibkräfte
beim Niederbringen des Vortriebsrohres 2 zwischen dessen Mantel und der Deponiemasse werden dadurch gering gehalten.
'] Nach Fertigstellung der von dem Rammpfahl gebildeten Sonde
f strömt das Deponiegas in die Rohre 2 und 3 durch Öffnungen
t 10 und 11 hindurch, die in verschiedener Größe und An-Ordnung
in den Händen des Vortriebsrohres 2 und des Pfahlrohres 3 vorgesehen sind. An dem Pfahlrohr 3 ist ein
Stutzen 32 angebracht, an dem eine Abgasleitung 26 mit einem Anschlußstück 25 befestigt ist. Die Abgasleitung 26
ist in einer liefe von 0,5 bis 1min der Deponie verlegt ; und führt zu einer Deponiegas-Sanunelstation, die am Rand
der Deponie installiert ist und von der Sonde mehrere hundert
Meter entfernt liegen kann.
Die im Ausführungsbeispiel pyramidenförmige Spitze 5 des Vortriebsrohres 2 ist mit einem die Pyramidenspitze 15
durchsetzenden Zertrünunerungsdorn 16 versehen, der dazu dient, im Vortriebsweg befindliche Teile» zu zerkleinern,
di-9 den Vortrieb behindern würden, z.B. Betonteile von abgelagertem
Bauschutt, Wurzelstöcke von Bäumen, Balktmteile
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Und ähnliches* Die Spitze 5 ist im Äusführungsbeispiel nach
den Fig* 2 und 3 als Hohlkörper 17 aus Stahlblech gefertigt
und zur Erhöhung ihre* Festigkeit mit einer Füllmasse 18,
z.B, mit Beton verfüllt t der zweckmäßig armiert ist« Außerdem sind außerhalb des Vortriebsrohres 2 auf der Pyramidengrundplatte
8 in deren Eckbereichen Versteifungsknaggen 19 abgestützt, die als dreieckige Platten ausgeführt und mit
ihrer einen Schmalseite am Mantel des Vortriebsrohres 2 befestigt sind.
Die Öffnungen 10 zum Einströmen des Deponiegases sind in der Wandung des Vortriebsrohres 2 eingearbeitet und
können rechteckig sein. Im Ausführungsbeispiel haben sie die Form spitzwinkliger Dreiecke (Fig. 1 und 4), deren
Spitze in Richtung der Rohrlängsachse nach oben weist und deren Höhe annähernd das Vierfache der Grundlinie beträgt.
Diese Form und Anordnung der Öffnungen 10 wurde gewählt, um beim Einrammen des Pfahles den Eintritt von Müll in das
Vortriebsrohr 2 möglichst weitgehend zu verhindern und den Zutritt von Deponiegas und Sickerwasser in den Innenraum
des Pfahles zu begünstigen. Die Öffnungen 10 im Vortriebsrohr 2 sind annähernd über die ganze Länge dieses Rohres
verteilt, während die schlitzförmigen Öffnungen 11 im Pfahlrohr 3 nur im unteren Bereich des Pfahlrohres auf etwa
zwei Drittel der ganzen Pfahlrohrlänge vorgesehen sind. Ein
besonderer Vorteil des teleskopierbaren Rammpfahles 1 besteht in dem Nachlaufvermögen des Pfahlrohres 3 in Verbindung
mit dem an den oberen Stutzen 32 angeschlossenen Anschlußstück
25, das mit einem kurzen, beweglichen Abschnitt an die in dar Deponie 27 liegende Abgasleitung 26 anschließt.
Beim Setzen der abgelagerten Deponiemasse fährt
das Pfahlrohr 3 weiter in das Vortriebsrohr 2 ein, da es
von dem umgebenden Depötliemüll mit Druck umschlossen ist*
Da mit dem Einsacken bzw« Setzen der Deponiemasse auch die innerhalb der Deponie 27 verlegte AbgäseitUng 26 absinkt,
Wiid durch das gleichzeitige Eintauchen des Pfahlröhfes 3
in das Vortrieb&rohr 2 der Stutzen 32 in etwa gleichem Maß nach unten mitgenommen, so daß der Stutzen 32 und das Anschlußetück
25 am Pfahlrohr 3 keiner zusätzlichen Belastung und damit keiner Gefahr der Beschädigung oder Knickung ausgesetzt
sind» Wie schon erläutert, wird außerdem das Pfahlrohr selbst von Biegekräften entlastet, weil die wechselnden
Seitenkräfte, die beim Setzen der Deponie auf dieses Rohr wirken, in die Verschiebebewegung umgewandelt werden.
Die teleskopische Ausbildung des Rammpfahles ist besonders für größere Mülldeponien von Bedeutung, da Setzungen von
15 % und mehr beispielsweise bei einer Mächtigkeit von etwa 30 m Höhenveränderungen von 4,5 m bedeuten, die von dem
Rammpfahl aufgefangen werden müssen. Das Pfahlrohr, das in der Ausgangslage nach dem Einrammen um etwa 0,5 bis 1 m in
das untere Rohr ragt, hat dann einen Teleskopweg von 4,5 m. Die Schlitze 11 sind darum über mehr als die halbe Höhe des
Pfahlrohres vorgesehen. Der obere, ohne Schlitze ausgeführte Bereich soll zur Abdichtung des Bohrloches eine Länge
von 5 bis 6 m haben.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der pyramidenförmigen Spitze zeigt Fig. 5. Diese Spitze 51 ist ein mit einer
Rundstahlarmierung 40 versehenes Betonfertigteil 35, das an seiner Spitze 36 von dem Zertrümmerungsdorn 16 durchsetzt
ist. Die Grundfläche 37 der pyramidenförmigen Spitze 51
liegt an der Stirnfläche des unteren Endes 4 des Vortriebsrohres 2 an und ragt mit einem angeformten Ansatz 38
in das Innere 39 des unteren Endes 4 des Vortriebsrohres 2.
Claims (10)
1. Rammpfahl zum Einrammen in Mülldeponien zur Gewinnung von Deponiegas, bestehend aus einem Vortriebsrohr und
einem oberen, im Durchmesser kleineren Pfahlrohr, das die Verbindungsleitung zur Deponieoberfläche bildet,
dadurch gekennzeichnet, daß das Vortriebsrohr (2) und das Pfahlrohr (3) teleskopierbar ineinandergreifen.
2. Rammpfahl nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pfahlrohr (3) in seiner Ausgangslage um etwa 0,5 bis 1 m in das Vortriebsrohr
(2) ragt.
3. Rammpfahl nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rammpfahl (1) an seinem in die Deponie (27) eindringenden Ende (4), insbesondere
am Vortriebsrohr (2), eine spitzkegelförmige oder pyramidenförmige Spitze (5) aufweist.
4. Rammpfahl nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (5) als gesondertes Teil ausgebildet ist.
■"
5. Rammpfahl nach Anspruch 3 oder 4,
] dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (5) eine im
■ Verhältnis zum Querschnitt des Vortriebsrohres (2)
gleiche oder größere Grundfläche hat, die vorzugsweise durch eine Grundplatte (8) gebildet ist, die an der
eintreibseitigen Stirnfläche des Vortriebsrohres (2)
&Igr; beispielsweise durch Schweißen fest angebracht ist.
6. Rammpfahl nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Begrenzungsrand (9) der Grundfläche der Spitze (5) wahlweise den
AuQendurchmesser des Vortriebsrohres (2) allseitig überragt oder bündig mit dem Vortriebsrohr (&iacgr;) abschließt.
7. Rammpfahl nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche der Spitze (5) quadratisch oder kreisrund ist.
'
8. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (5) überwiegend
aus Beton besteht.
!
9. Rammpfahl nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Beton armiert ist, und
daß die Spitze (5) vorzugsweise ein Hohlkörper (17) ist, der mindestens teilweise mit Beton verfüllt ist.
f 10. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 3 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ein ätabförmiger Zertrümmerungsdorn
(16) die Spitze (5) an deren unterem Ende zentrisch durchsetzt.
- 3 j-
' < 4 i 4 ,
11* Rammpfahl nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Vortriebsrohr (2) an
seiner Ümfangsfläche mit zum Inneren des Rohres
führenden, beispielsweise dreieckigen öder rechteckigen Durchbrüchen (
seiner Ümfangsfläche mit zum Inneren des Rohres
führenden, beispielsweise dreieckigen öder rechteckigen Durchbrüchen (
10) Versehen ist*
12. Rammpfahl nach Anspruch 11,
daß bei dreieckiger Ausbildung der Durchbrüche (10) die Spitze des Dreiecks in Richtung der Rohrlängsachse nach
oben weist.
13» Rammpfahl nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der dreieckigen
Durchbrüche (10) annähernd das Vierfache der Grundlinie des Dreiecks beträgt.
Durchbrüche (10) annähernd das Vierfache der Grundlinie des Dreiecks beträgt.
Rammpfahl nach einem der Ansprüche 2 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pfahlrohr (3) auf einem Teil seiner Länge, vorzugsweise im unteren Bereich, mit
waagerecht ausgerichteten schlitzförmigen Durchbrüchen
(11) versehen ist.
(11) versehen ist.
15. Rammpfahl nach Anspruch 14 und einem der Ansprüche 11
bis 13,
bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (10 und 11) versetzt zueinander angeordnet sind.
16. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 5 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß an der Mantelfläche des
vortriebssextigen Endes (4) des Vortriebsrohres (2)
über dessen Umfang verteilt Verstärkungsknaggen (19)
angebracht sind, die sich auf der Pyramidengrundplatte
(8) abstützen.
dadurch gekennzeichnet, daß an der Mantelfläche des
vortriebssextigen Endes (4) des Vortriebsrohres (2)
über dessen Umfang verteilt Verstärkungsknaggen (19)
angebracht sind, die sich auf der Pyramidengrundplatte
(8) abstützen.
4 ·
17* Rammpfahl nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärküngsknaggen (19) auf der Pyramidengrundplatte (8) in deren Eckbereichen
aufsitzen* ·
18. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das im Durchmesser größere
Vortriebsrohr (2) einen Außendurchmesser von etwa 400 bis 500 mm aufweist und vorzugsweise eine Wanddicke von
etwa 10 bis 20 mm hat.
19. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 2 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß das im Durchmesser kleinere Pfahlrohr (3) aus Kunststoff, z.B. Hochdruck-Polyethylen
besteht und einen Außendurchmesser von etwa 315 bis 415 mm und vorzugsweise eine Wanddicke von etwa 20 bis
40 mm aufweist.
20. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 2 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß das im Durchmesser größere Vortriebsrohr (2) eine Länge von etwa 10 m und das im
Durchmesser kleinere Pfahlrohr (3) eine Länge von etwa 10 bis 20 m aufweist.
21. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (51) ein
Beton-Formteil ist.
22. Rammpfahl nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die als Betonformteil ausgebildete Spitze (5') mit einer Rundstahlarmierung
(40) versehen ist.
■ HlIlH ',,' ·,,·
23« Rammpfahl nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und
Ü bis 20#
dadurch gekennzeichnet* daß die Spitze (5) aus Stahl
besteht.
24« Rammpfahl nach einem der Ansprüche 3 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (5·) mit einem Ansatz (38) in das Innere (39) des unteren Endes (4)
des Vortriebsrohres (2) ragt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8815575U DE8815575U1 (de) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Rammpfahl zur Gewinnung von Deponiegas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8815575U DE8815575U1 (de) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Rammpfahl zur Gewinnung von Deponiegas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8815575U1 true DE8815575U1 (de) | 1989-02-09 |
Family
ID=6830796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE8815575U Expired DE8815575U1 (de) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Rammpfahl zur Gewinnung von Deponiegas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8815575U1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1988
- 1988-12-15 DE DE8815575U patent/DE8815575U1/de not_active Expired
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