CN115152838A - 一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种融合生物质‑太阳能的自供电谷物干燥装置。本发明装置由箱体模块、生物质燃烧模块、蓄电模块、干燥室模块、太阳能模块和辅助驱动机模块组成，能够融合生物质能、太阳能和蓄电池对谷物进行充分的干燥加工，在晴天时，集热板收集太阳能后向干燥室内进行热辐射，太阳能面板向蓄电池组进行充电，接着通过逆变器向各用电器进行供电工作；在阴雨天和夜晚时，利用生物质燃烧产生的热能进行干燥加工，并启动辅助驱动机模块产生风力，蓄电池组将晴天储存的电能利用逆变器向各用电器供电。本发明提供的谷物干燥装置充分融合并利用生物质能和太阳能，通过蓄电池实现自供电，具有结构设计合理、环保、便捷、节能和干燥高效等优点。
Description
技术领域
本发明属于干燥设备技术领域，具体涉及一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置。
背景技术
新能源技术在各个领域已得到广泛的应用，常见的应用是光伏发电和光热储能技术，生物质能利用方式处于应用研究阶段，具有较大的发展空间。谷物干燥是大田作业生产中的一个重要工艺流程，在谷物的存储和运输中具有重要的战略意义。
现存谷物干燥装置的能源利用单一，没有将生物质能与太阳能有效的结合起来，太阳能干燥装置在阴雨天不能正常工作，单一的生物质干燥装置在其燃料不足时则无法进行干燥；中国专利公开了一种高效多功能农产品太阳能干燥装置(申请号：CN202010406845.6、公开号：CN113670038A)包括底座、U型架、水合盐储热罐、平板式太阳能集热器、干燥室、板翅式换热器，所述平板式太阳能集热板连接空气管道和水合盐储热罐管道，虽然能有效的利用太阳能进行集热干燥，但存在集热板与空气之间换热系数小和集热效率低的问题，且过于依赖有太阳的天气，在储热不足时，阴雨天干燥过程无法实现；中国专利还公开了一种组合式新型太阳能干燥装置(申请号：CN202010070948.X、公开号：CN111076501A)包括聚光曲面结构和箱体结构，所述箱体结构底部设有第二吸热板，所述箱体结构下方在位于第二吸热板上方设有进风口，所述箱体结构上方设有出风口，所述箱体结构内部在位于进风口位置上方设有储物格，所述进风口内设有送风机，并通过送风机将第二吸热板上的热量经过储物格，从出风口送出，该发明虽然能有效地利用太阳能进行干燥，但使用时间和条件有限，且不能实现大量物料同时干燥。因此设计一种能有效利用太阳能和生物质能，并将两者结合利用，缩短谷物的干燥周期，实现谷物持续有效的干燥，提供一种结构设计合理、节能、环保、便捷及高效的谷物干燥装置是非常必要的。
发明内容
本发明目的是针对现有技术太阳能干燥装置能源利用单一问题，提供一种将生物质能、太阳能与蓄电池供电有效结合的移动式谷物干燥装置，本发明装置具有结构设计合理、环保、便捷、节能和高效等优点。
实现本发明采用以下技术方案：
一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置由箱体模块100、生物质燃烧模块200、蓄电模块300、太阳能模块400 和辅助驱动机模块500组成；
所述箱体模块100由移动轮101、温度传感器102、湿度传感器103、箱门104、除湿机105、玻璃盖板106、除湿机107、加热风机108、干燥室109、物料托盘110和控制器111组成；
所述生物质燃烧模块200由燃烧炉201、传热管202、阀门203、气压表204、蒸汽管205、进水口206、水箱207、漏灰板208和烟管209组成；
所述蓄电模块300由光伏逆变器301和蓄电池组302组成；
所述太阳能模块400由集热板401和太阳能板402组成；
所述辅助驱动机模块500由壳体501、叶片502、转子503、主轴504、蒸汽进口505和蒸汽出口506组成；
所述箱体模块100底部位置处设置有移动轮101，所述箱体模块100内底部左侧位置处设置有生物质燃烧模块200，所述燃烧炉201内左上方位置设置有水箱207，所述燃烧炉201 右侧位置设置有传热管202，所述箱体模块100内底部右侧位置处设置有蓄电池组302和光伏逆变器301，所述箱体模块100内燃烧炉201上方位置处设置有干燥室109，所述干燥室 109左侧位置处设置有加热风机108，所述加热风机108右侧位置处设置有物料托盘110，所述物料托盘110上方位置处设置有循环风机105，所述循环风机105右侧位置处设置有除湿机107，所述箱体模块100顶部左右两侧位置处设置有集热板401，所述箱体模块100外顶部位置处设置有太阳能板402，所述箱体模块100外底部右侧位置处设置有控制器111。
进一步的，所述加热风机108可通过蓄电池组302进行驱动，并且与控制器111通过电路进行连接。
进一步的，所述水箱207通过固定钢板210与燃烧炉201保持固定，所述固定钢板210 两端通过焊接的形式固定在燃烧炉的201左侧和顶部。
进一步的，所述传热管202一端30％嵌入燃烧炉201内，另一端分层布置于干燥室109 内，使得传热管202的热量能有效干燥谷物，所述传热管202设置有多根，所述传热管202 采用铜镍合金材料，生物质燃烧产生的热量激活传热管202将热量从生物质燃烧炉201传导至干燥室109内，当阴雨天或夜晚时生物质燃烧模块200产生的热量作为主要热源对谷物进行干燥。
进一步的，所述水箱207的左侧设置有进水口206，所述水箱207的左上方设置有蒸汽管205，所述蒸汽管205自下而上设置有气压表204和截止阀203，所述蒸汽管205与辅助驱动机模块500相连，所述壳体501上设置有蒸汽进口505和蒸汽出口506，水箱207内产生的热蒸汽从蒸汽进口505进入壳体501内，热蒸汽驱动叶片502和转子503转动。
进一步的，所述转子502与加热风机108的主轴504通过联轴器相连，与加热风机上的扇叶进行辅助动力传输，向传热管202提供风力。
进一步的，所述温度传感器102和湿度传感器103固定设置在箱门104上，所述循环风机105和除湿机107固定设置在箱体模块100的后侧位置，用于干燥室109内的空气循环和湿气去除。
进一步的，所述集热板401设置在玻璃盖板106上，并且与水平面之间的夹角范围为 40°～60°，所述箱体模块100外的顶部设置有太阳能板402，所述太阳能板402和蓄电池组302、光伏逆变器301相连，所述控制器111能够实现对蓄电池组302状态实时监测、充放电实时控制以及以上相关信息实时反馈，当晴天时集热板401将热量辐射至干燥室109对谷物进行干燥，太阳能板402对蓄电池组302进行蓄电，同时蓄电池组302可通过光伏逆变器301向各用电器供电，在阴雨天和夜晚时，蓄电池组302可将晴天储存的电能向各用电器供电。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，包括箱体模块100、生物质燃烧模块200、蓄电模块300、太阳能模块400和辅助驱动机模块500；箱体模块100 为整体骨架结构，为装置的其他模块和部件提供支撑固定的作用，并为干燥创造封闭的空间，在晴天时，整个箱体模块100在移动轮101的作用下可移动至有太阳照射的位置，集热板401 将透过玻璃盖板106的太阳辐射能转化为热能对干燥室109内的谷物进行加热干燥，同时太阳能板402对蓄电池组302进行蓄电，同时蓄电池组302可通过光伏逆变器301向各用电器进行供电；在阴雨天和夜晚需要干燥时，生物质燃烧模块200作为主要热源模块，其中的传热管202将燃烧炉201内的热量传递至干燥室109内，并且加热风机108可通过蓄电池组302 的驱动对谷物进行干燥，其中加热风机108也可以通过辅助驱动机模块500进行驱动产生风力，向传热管202提供风力，使传热管202对干燥室109进行有效的热量传输，同时可节省电能；本发明可实施集热板401干燥、太阳能板402发电辅助干燥、生物质燃烧模块200干燥三种干燥模式，当需要干燥的谷物较多时，也可两种或两种以上干燥模式同时工作，提高干燥效率，同时可通过温度传感器102和湿度传感器103测定干燥室的温湿度，通过控制器 111调控装置干燥系统的工作。
(2)本发明融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，具有结构设计合理、环保、便捷、节能和高效等优点，可以克服现存干燥装置的能源单一、能耗大和效率低等技术缺陷。
附图说明
图1是本发明中一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置的主视结构剖面示意图。
图2是本发明中箱体模块的主视结构剖面示意图。
图3是本发明中生物质燃烧模块的结构示意图。
图4是本发明中蓄电模块的结构示意图。
图5是本发明中太阳能模块的结构示意图。
图6是本发明中辅助驱动机模块的结构示意图。
图7是本发明中一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置的右视结构剖面示意图。
图中，箱体模块100、移动轮101、温度传感器102、湿度传感器103、箱门104、除湿机105、玻璃盖板106、除湿机107、加热风机108、干燥室109、物料托盘110、控制器111、生物质燃烧模块200、燃烧炉201、传热管202、阀门203、气压表204、蒸汽管205、进水口 206、水箱207、漏灰板208、烟管209、固定钢板210、蓄电模块300、光伏逆变器301、蓄电池组302、太阳能模块400、集热板401、太阳能板402、辅助驱动机模块500、壳体501、叶片502、转子503、主轴504、蒸汽进口505、蒸汽出口506。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置由箱体模块100、生物质燃烧模块200、蓄电模块300、太阳能模块400和辅助驱动机模块500组成；
如图2所示，所述箱体模块100由移动轮101、温度传感器102、湿度传感器103、箱门104、除湿机105、玻璃盖板106、除湿机107、加热风机108、干燥室109、物料托盘110和控制器111组成；
如图3所示，所述生物质燃烧模块200由燃烧炉201、传热管202、阀门203、气压表204、蒸汽管205、进水口206、水箱207、漏灰板208、烟管209和固定钢板210组成；
如图4所示，所述蓄电模块300由光伏逆变器301和蓄电池组302组成；
如图5所示，所述太阳能模块400由集热板401和太阳能板402组成；
如图6所示，所述辅助驱动机模块500由壳体501、叶片502、转子503、主轴504、蒸汽进口505和蒸汽出口506组成；
如图1-7所示，一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，所述箱体模块100底部位置处设置有移动轮101，所述箱体模块100内底部左侧位置处设置有生物质燃烧模块200，所述燃烧炉201内左上方位置设置有水箱207，所述燃烧炉201右侧位置设置有传热管202，所述箱体模块100内底部右侧位置处设置有蓄电池组302和光伏逆变器301，所述箱体模块 100内燃烧炉201上方位置处设置有干燥室109，所述干燥室109左侧位置处设置有加热风机 108，所述加热风机108右侧位置处设置有物料托盘110，所述物料托盘110上方位置处设置有循环风机105，所述循环风机105右侧位置处设置有除湿机107，所述箱体模块100顶部左右两侧位置处设置有集热板401，所述箱体模块100外顶部位置处设置有太阳能板402，所述箱体模块100外底部右侧位置处设置有控制器111。
本发明在箱体模块100内顶部左右两侧设置有集热板401，当晴天时，将该装置移动到室外阳光充足的位置，集热板401连接在箱体结构上的玻璃盖板106上，集热板401与水平面之间的夹角在40°至60°范围内可调，调试好集热板401接受太阳辐射能的角度，集热板401将透过玻璃盖板106的太阳辐射能转化为热能对干燥室109内的谷物进行加热干燥，设置在箱体模块100外顶部的太阳能板402在太阳光照射下产生电能，通过控制器111存储在蓄电池组302中，蓄电池组302在控制器111的作用下通过光伏逆变器301向各用电器输送电能，实现对蓄电池组302的状态实时监测，同时通过控制器111打开循环风机105，将箱体模块100顶部的热空气带入箱体底部，促进箱体内的热量流动，对箱体模块100中下部的物料托盘110上的谷物同时进行干燥，保证干燥室109内所有物料托盘上110的谷物的干燥效果；当干燥室109内的湿度达到设定数值时，通过控制器111将除湿机107打开，将箱体模块100内的湿气排出，新鲜的空气通过箱体模块100底部的空气入口进入箱体内，保持干燥室109内的空气干燥；当干燥室109内的温度未达到所需的干燥温度时，可打开加热风机 108进行辅助干燥，增强干燥室109内的换热，提高干燥效率；本发明通过安装在箱门104 上的温度传感器102和湿度传感器103，实时采集干燥室109内的温湿度数据，通过控制器111实时调控干燥室内的温湿度情况、实时控制蓄电池组的充放电和实时反馈以上相关信息，充分利用太阳辐射能和光能，提高干燥装置的节能效果。
实施例2
如图1所示，一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置由箱体模块100、生物质燃烧模块200、蓄电模块300、太阳能模块400和辅助驱动机模块500组成；
如图2所示，所述箱体模块100由移动轮101、温度传感器102、湿度传感器103、箱门104、除湿机105、玻璃盖板106、除湿机107、加热风机108、干燥室109、物料托盘110和控制器111组成；
如图3所示，所述生物质燃烧模块200由燃烧炉201、传热管202、阀门203、气压表204、蒸汽管205、进水口206、水箱207、漏灰板208、烟管209和固定钢板210组成；
如图4所示，所述蓄电模块300由光伏逆变器301和蓄电池组302组成；
如图5所示，所述太阳能模块400由集热板401和太阳能板402组成；
如图6所示，所述辅助驱动机模块500由壳体501、叶片502、转子503、主轴504、蒸汽进口505和蒸汽出口506组成；
如图1-7所示，一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，所述箱体模块100底部位置处设置有移动轮101，所述箱体模块100内底部左侧位置处设置有生物质燃烧模块200，所述燃烧炉201内左上方位置设置有水箱207，所述燃烧炉201右侧位置设置有传热管202，所述箱体模块100内底部右侧位置处设置有蓄电池组302和光伏逆变器301，所述箱体模块 100内燃烧炉201上方位置处设置有干燥室109，所述干燥室109左侧位置处设置有加热风机 108，所述加热风机108右侧位置处设置有物料托盘110，所述物料托盘110上方位置处设置有循环风机105，所述循环风机105右侧位置处设置有除湿机107，所述箱体模块100顶部左右两侧位置处设置有集热板401，所述箱体模块100外顶部位置处设置有太阳能板402，所述箱体模块100外底部右侧位置处设置有控制器111，所述控制器111与各用电器和蓄电模块 300相连；所述传热管202一端30％嵌入燃烧炉201内，另一端分层布置于干燥室109内，使得传热管202的热量能有效干燥谷物，所述传热管202设置有多根，所述传热管202采用铜镍合金材料；所述水箱207的左侧设置有进水口206，所述水箱207的左上方设置有蒸汽管 205，所述蒸汽管205自上而下设置有气压表204和截止阀203，所述蒸汽管205与辅助驱动机模块500的壳体501相连，所述壳体501上设置有蒸汽进口505和蒸汽出口506，所述转子503上设置有叶片502，所述转子503与加热风机108的主轴504相连。
本发明装置在有太阳时，通过设置在箱体模块100内顶部左右两侧的集热板401太阳辐射能转化为热能对干燥室109内的谷物进行加热干燥，同时通过设置在箱体模块100外顶部的太阳能板402产生电能存储在蓄电池组302中，当干燥室109内的温度未达到所需的干燥温度时，可打开加热风机108进行辅助干燥，提高干燥效率；本发明通过安装在箱门104上的温度传感器102和湿度传感器103，实时采集干燥室109内的温湿度数据，通过控制器111 实时调控干燥室109内的温湿度和蓄电池组302的电量情况，充分利用太阳辐射能和光能，提高干燥装置的节能效果；本发明装置在没有太阳的阴雨天或者夜晚时，通过设置在箱体模块100内的生物质燃烧模块200进行加热干燥，生物质原料可以为生物质秸秆、稻壳、木料、建筑废料等含碳可燃物，生物质充分燃烧后的灰渣通过燃烧炉底部的漏灰板208从灰渣口排出箱体，烟气通过排烟管209从箱体模块100的左侧排除，排烟管209设置在加热风机108 左侧可回收烟气的部分余热，燃烧炉201加热水箱207产生蒸汽，当蒸汽压力达到设定值时打开截止阀203，蒸汽通过蒸汽管205流向辅助驱动机模块500内，驱动设置在转子503上的叶片502，从而驱动加热风机108的主轴504，与加热风机上的扇叶进行辅助动力传输，产生风力促进干燥室109内的热空气流动，生物质燃烧模块200内的传热管202采用铜镍合金材料，生物质燃烧放出的热大部分被传热管202吸收传递到干燥室109一端，加热风机108产生的风力吹向干燥室109一端的传热管202，使传热管内的热量传向物料托盘110上的谷物，达到干燥的目的，同时燃烧炉201产生的热量也可以通过燃烧炉本体传向干燥室109，充分利用生物质燃烧产生的热能，达到有效干燥的效果。
Claims (8)
1.一种融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述自供电谷物干燥装置由箱体模块(100)、生物质燃烧模块(200)、蓄电模块(300)、太阳能模块(400)和辅助驱动机模块(500)组成；
所述箱体模块(100)由移动轮(101)、温度传感器(102)、湿度传感器(103)、箱门(104)、除湿机(105)、玻璃盖板(106)、除湿机(107)、加热风机(108)、干燥室(109)、物料托盘(110)和控制器(111)组成；
所述生物质燃烧模块(200)由燃烧炉(201)、传热管(202)、阀门(203)、气压表(204)、蒸汽管(205)、进水口(206)、水箱(207)、漏灰板(208)和烟管(209)组成；
所述蓄电模块(300)由光伏逆变器(301)和蓄电池组(302)组成；
所述太阳能模块(400)由集热板(401)和太阳能板(402)组成；
所述辅助驱动机模块(500)由壳体(501)、叶片(502)、转子(503)、主轴(504)、蒸汽进口(505)和蒸汽出口(506)组成；
所述箱体模块(100)底部设置有移动轮(101)，所述箱体模块(100)内底部左侧设置有生物质燃烧模块(200)；所述燃烧炉(201)内左上方位置设置有水箱(207)，所述燃烧炉(201)右侧位置设置有传热管(202)；所述箱体模块(100)内底部右侧设置有蓄电池组(302)和光伏逆变器(301)；所述箱体模块(100)内燃烧炉(201)上方设置有干燥室(109)，所述干燥室(109)左侧设置有加热风机(108)，所述的加热风机(108)右侧设置有物料托盘(110)，所述物料托盘(110)上方设置有循环风机(105)，所述的循环风机(105)右侧设置有除湿机(107)；所述箱体模块(100)顶部左右两侧设置有集热板(401)，所述箱体模块(100)外顶部设置有太阳能板(402)，所述箱体模块(100)外底部右侧设置有控制器(111)。
2.根据权利要求1所述的融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述加热风机(108)可通过蓄电池组(302)进行驱动，并且与所述控制器(111)通过电路进行连接。
3.根据权利要求1所述的融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述传热管(202)一端30％嵌入燃烧炉(201)内，另一端分层布置于干燥室(109)内，使得传热管(202)的热量能有效干燥谷物，所述传热管(202)设置有多根，所述传热管(202)采用铜镍合金材料，生物质燃烧产生的热量激活传热管(202)将热量从生物质燃烧炉(201)传导至干燥室(109)内，当阴雨天或夜晚时生物质燃烧模块(200)产生的热量作为主要热源对谷物进行干燥。
4.根据权利要求1所述的融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述水箱(207)通过固定钢板(210)与燃烧炉(201)保持固定，所述固定钢板(210)两端通过焊接的形式固定在燃烧炉(201)左侧和顶部。
5.根据权利要求1所述的融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述水箱(207)的左侧设置有进水口(206)，所述水箱(207)的左上方设置有蒸汽管(205)，所述蒸汽管(205)自下而上设置有气压表(204)和截止阀(203)，所述蒸汽管(205)与辅助驱动机模块(500)相连，所述壳体(501)上设置有蒸汽进口(505)和蒸汽出口(506)，水箱(207)内产生的热蒸汽从蒸汽进口(505)进入壳体(501)内，热蒸汽驱动叶片(502)和转子(503)转动。
6.根据权利要求1所述的融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述转子(502)与加热风机(108)的主轴(504)通过联轴器相连，与加热风机上的扇叶进行辅助动力传输，向传热管(202)提供风力。
7.根据权利要求1所述的融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述温度传感器(102)和湿度传感器(103)固定设置在箱门(104)上，所述循环风机(105)和除湿机(107)固定设置在箱体模块(100)的后侧位置，用于干燥室(109)内的空气循环和湿气去除。
8.根据权利要求1所述的融合生物质-太阳能的自供电谷物干燥装置，其特征在于：所述集热板(401)设置在玻璃盖板(106)上，并且与水平面之间的夹角范围为40°～60°，所述箱体模块(100)外的顶部设置有太阳能板(402)，所述太阳能板(402)与蓄电池组(302)、光伏逆变器(301)相连，所述控制器(111)能够实现对蓄电池组(302)状态实时监测、充放电实时控制以及以上相关信息实时反馈，当晴天时集热板(401)将热量辐射至干燥室(109)对谷物进行干燥，所述太阳能板(402)对蓄电池组(302)进行蓄电，蓄电池组(302)可通过光伏逆变器(301)向各用电器供电，在阴雨天和夜晚时，蓄电池组(302)可将晴天储存的电能向各用电器供电。
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