DE2836526B2

DE2836526B2 - Mit Sonnenenergie betreibbare Trocknungsvorrichtung, insbesondere zur Trocknung von landwirtschaftlichen Produkten

Info

Publication number: DE2836526B2
Application number: DE2836526A
Authority: DE
Inventors: Domenico Turin Petruccioli (Italien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-09
Filing date: 1978-08-21
Publication date: 1980-01-03
Also published as: GB1599139A; DE2836526C3; IT1091010B; FR2402842A1; DE2836526A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.

Solche Trocknungsvorrichtungen sind beispielsweise durch die FR-PS 9 16 452 und die CH-PS 2 35 245 bekannt. Sie haben den Vorteil, daß die Verwendung der Sonnenenergie zur Feuchtigkeitsentziehung den Aufwand kostspieliger Fremdenergie erspart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsvorrichtung der beschriebenen Art in der Weise weiter zu bilden, daß ein einmal erreichter Trocknungsgrad auch bei nachlassender Sonneneinstrahlung und sinkender Außentemperatur beibehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäß in die Trocknungsvorrichtung integrierte Regeleinrichtung ist sichergestellt, daß ein Trocknungsgut nur dann von dem Trocknungsmedium umströmt wird, wenn dieses auch in der Lage ist, ihm Feuchtigkeit zu entziehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine Trocknungsvorrichtung gemäß der Erfindung im lotrechten Schnitt,

Fig.2 einen Teilschnitt längs der Linie ΙΙ-Π von Fig. 1.

Die in ihrer Gesamtheit mit 2 bezeichnete Trocknungsvorrichtung umfaßt einen Solarkollektor 4 und einen Behälter 6 für das Trockengut. Der Behälter 6 wird von einer Rahmenkonstruktion 8 getragen mit Laufrollen 9, auf denen die Trocknungsvorrichtung bewegbar ist

Der Solarkollektor 4 absorbiert die Wärme der Sonneneinstrahlung und liefert erwärmte Luft in den Behälter 6. Die Hauptfläche des Solarkollektors 4 ist gegenüber der Vertikalen um einen solchen Winkel geneigt daß er eine maximale Energiemenge absorbieren kann.

Die der Sonne zugewandte Wand des Solarkollektors 4 besteht aus eine Glasscheibe 10. Weitere Bestandteile des Solarkollektors 4 sind eine Isolierschicht 14, eine wärmeabsorbierende Platte 11 mit einer Anzahl von Gefäßen 12, die mit einem selektiven schwarzen Lacküberzug versehen sind und damit die Absorbierung der Sonnenenergie verbessern und eine Wärmeabstrahlung nach außen verhindern.

Die übrigen Wände des Solarkollektors 4 werden von einer Abdeckungl3 gebildet, die aus Metall, Kunststoff oder dergleichen bestehen kann.

An der Unterseite der Abdeckung 13 befindet sich eine dem Erdboden zugewandte Lufteinlaßleitung 16, die mit der Umgebung in Verbindung steht

Eine an der unteren an die Glasplatte 10 angrenzenden Kante der Abdeckung 13 angelenkte reflektierende Platte 18 ist derart schwenkbar, daß die auf sie fallende Sonnenstrahlung auf den Solarkollektor reflektiert und damit dessen Leistungsvermögen vergrößert wird.

Wenn die Trocknungsvorrichtung nicht in Betrieb ist, kann die reflektierende Platte 18 als Schutz über die von der Glasplatte 10 gebildete Oberseite des Solarkollektors 4 geschwenkt werden.

Der Behälter 6 ist im wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten sind seine Wände isoliert. Seine Oberseite ist mit einer Abdeckung 21 versehen.

Eine oder mehrere Wände des Behälters 6 lassen sich nach außen öffnen, so daß Schubkästen 22 mit dem Trocknungsguts eingebracht oder entnommen werden können.

Die Wände der Schubkästen 22 sind luftdurchlässig und bestehen vorzugsweise aus einem Netzwerk von Metall, Kunststoff oder dergleichen. Die innerhalb des Behälters 6 durch (nicht dargestellte) bekannte Mittel gehaltenen Schubkästen 22 besitzen gleiche Breite und Tiefe jedoch zum Teil unterschiedliche Länge.

Man erkennt aus Fig.2, daß die Schubkästen 22 gegeneinander versetzt angeordnet sind, so daß die von dem Solarkollektor 4 gelieferte Luft einen entsprechend kurvenreichen Weg zurücklegt, wodurch der Wärmeaustausch zwischen der Luft und dem Trockengut verbessert wird.

Zur Verstärkung der auf den Solarkollektor 4 auftreffenden Strahlung kann die seiner Oberseite benachbarte Wand des Behälters 6 als reflektierende Platte ausgebildet sein.

An der Oberseite der Abdeckung 21 befindet sich eine Luftauslaßleitung 24. Mit dieser ist über eine zylindrische Rohrverbindung drehbar ein Bogenstück 26 verbunden, an dem eine Windfahne 48 angebracht ist. Diese bewirkt, daß die Ausgangsseite des BogenstUckes 26 in Windrichtung verschwenkt wird, wodurch der Austritt und der Durchfluß der warmen Luft innerhalb der Trocknungsvorrichtung erleichtert wird.

Die Ausgangsseite des Solarkollektors 4 ist mit dem Bodenbereich des Behälters 6 verbunden, in dem sich ein Raum 20 befindet. Die in dem Solarkollektor 4 erhitzte Luft tritt somit unmittelbar in den Behälter 6 ein.

Ober dem Raum 20 befindet sich ein Gitter 30, dessen

öffnungen unterschiedliche Größe besitzen. Die kleineren öffnungen befinden in dem der Ausgangsseite des Solarkollektors 4 zugewandten Bereich. Das Gitter 30 bewirkt eine gleichmäßige Verteilung der über den Raum 20 in den Behälter 6 eintretenden Luft über die gesamte Basisfläche des Gitters. Infolgedessen strömt die erwärmte Luft gleichförmig durch die Gesamtquerschnittsfläche des Behälters 6.

Im Behälter 6 befindet sich im Bereich der Auslaßöffnung des Solarkollektors 4 ein Gefäß 31, das mit einer Flüssigkeit mit niedrigem Verdampfungspunkt, z. B. mit Freon 11 gefüllt ist Es erreicht sehr bald dieselbe Temperatur wie die an ihm vorbeiströmende in den Behälter 6 eintretende Luft Bei steigender Temperatur vergrößert sich der Druck der Flüssigkeit im Gefäß 31. Es ist über eine Leitung 32 mit einer Druckdose 36 verbunden, die im Bereich der Lufteinlaßleitung 16 angebracht ist Eine weitere Leitung 34 verbindet das Gefäß 31 mit einer wehren Druckdose 38, die sich im Bereich der Luftaustrittsleitung 24 befindet. Die Druckdosen 36 und 38 sind über Stangen 40 bzw. 46 mit Stellklappen 42 bzw. 48 verbunden. Sie sind um Achsen 41 bzw. 49 schwenkbar in den Leitungsstücken 16 bzw. 24 gelagert und durch Federn 44 bzw. 50 in eine Ruhestellung gespannt, in der sie die genannten Leitungsstücke verschließen.

Die aus dem Gefäß 31, den Druckdosen 36 und 38, den Stangen 40 und 46 und den Stellklappen 42 und 48 bestehende thermostatische Regeleinrichtung ist so kalibriert, daß die Stellklappe 48 das Leitungsstück 24 erst dann zu schließen beginnt, wenn nach der Betätigung der Stellklappe 42 bereits eine gewisse Zeit verstrichen ist. Durch diese Zeitdifferenz bei der Betätigung der Stellklappen 42 und 48 wird folgendes erreicht: Wenn die auf den Solarkollektor 4 auftreffende Sonnenenergie geringer wird und dementsprechend die das Gefäß 31 umströmende Luft kälter wird, bleibt die Stellklappe 40 noch genügend lange ofen, daß die im Behälter 6 befindliche heiße Luft durch das Leitungsstück 41 und das Bogenstück 26 entweichen und die dem Trocknungsgut entzogene Feuchtigkeit abführen kann.

Die Federn 44 und 50 sorgen dafür, daß die Trocknungsvorrichtung automatisch abgeschaltet wird, wenn die Sonneneinstrahlung zu schwach ist, um die Luft auf die zum Trocknen erforderliche Temperatur aufzuwärmen.

Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn keine Sonneneinstrahlung vorhanden ist, tritt keine Luft durch das LeitungsstUck 16 ein, da die Stellklappe 42 von der Feder 44 geschlossen gehalten wird. Da auch die Stellklappe 48 durch die Feder 50 geschlossen ist, kann auch keine Luft durch die Leitungsstücke 24 und 26 nach außen entweichen.

Sobald die Sonneneinstrahlung genügend stark ist, erwärmt sich die in der Trocknungseinrichtung 2 vorhandene Luft so daß der Flüssigkeitsdruck im Gefäß 31 ansteigt Dieser Druckanstieg wird über die Leitungen 32 und 34 zu den Druckdosen 36 bzw. 38 übertragen. Die Druckdose 36 öffnet über die Stange 40, die Stellklappe 42 gegen die Wirkung der Feder 44, so daß der Solarkollektor über die Lufteinlaßleitung 16 mit der Umgebung verbunden wird. Gleichzeitig wächst die Temperatur innerhalb des Solarkollektors 4 infolge der von der Platte 11 absorbierten Sonnenstrahlung gegenüber der Außentemperatur an. Dadurch wird die in der Nachbarschaft des Leitungsstückes 16 vorhandene Luft durch die teilweise geöffnete Stellklappe 42 infolge natürlicher Konvektion angesaugt Während ihres Durchganges durch den Innenraum des Solarkollektors 4 wird die Luft durch Berührung mit der Platte 11 erhitzt Die Wirkung des Wärmeaustausches wird infolge des durch die spezielle Anordnung der Dosen 12 erzwungenen kurvenreichen Weg der Luft verstärkt Die erhitzte Luft fließt in den Bereich des Behälters 6, in dem sich der Raum 20 befindet, wird durch die öffnungen des Gitters 30 gleichmäßig verteilt und strömt durch die Schubkästen 22 mit dem Trocknungsgut Die versetzte Anordnung der Schubkästen 22 erzwingt eine kurvenreiche Luftströmung und begünstigt damit den Wärmeaustausch mit dem Trocknungsgut

Durch die Druckerhöhung im Gefäß 31 wurde auch die Stellklappe 48 teilweise geöffnet so daß die erwärmte Luft über die Luftauslaßleitung 24, 26 nach außen entweichen kann.

Der weitere Temperaturanstieg der den Temperaturfühler umströmenden Luft vergrößert den Druck der in ihm befindlichen Flüssigkeit und führt damit zu einer weiteren öffnung der Stellklappen 42 und 48, so daß eine entsprechend größere Luftmenge durch den Solarkollektor strömt und die Trocknungswirkung verstärkt wird. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig, bis die beiden Stellklappen vollständig geöffnet sind.

Wenn die Sonneneinstrahlung schwächer wird, nimmt die durch den Solarkollektor 4 wandernde Luft weniger Wärme auf und besitzt bei ihrem Eintritt in den Bereich des Behälters 6, in dem sich das Gefäß 31 befindet, eine tiefere Temperatur als in der vorangegangenen Phase. Infolgedessen sinkt der Flüssigkeitsdruck im Gefäß 31, so daß die Druckdosen 36 und 38 sich zusammenziehen. Die Druckdose 36 zieht die mit ihr verbundene Stange 40 zurück, so daß die Stellklappe 42 durch die Wirkung der Feder 44 in Gegenrichtung verschwenkt wird und der Eintrittsquerschnitt für die in den Solarkollektor 4 eintretende Luft verkleinert wird. In gleicher Weise verringert die Druckdose 38 den Durchtrittsquerschnitt der Stellklappe 48. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die Sonnenstrahlung für einen wirksamen Betrieb der Trocknungsvorrichtung 2 zu schwach geworden ist und die Stellklappen 42 und 48 die Lufteinlaß- und -auslaßleitung vollständig schließen.

Die Stellklappe 42 ist völlig geschlossen, bevor die erwärmte Luft vollständig in den Außenraum entwichen ist. Die Federn 44 und 50 halten die Stellklappen 42 bzw. 48 in ihrer Schließstellung, wenn die Trocknungsvorrichtung nicht in Betrieb ist oder die Sonneneinstrahlung für normalen Betrieb zu schwach ist.

Erforderlichenfalls kann, beispielsweise im Bereich der Leitungsstücke 16 oder 22, ein Ventilator angebracht sein. Um sicher zu stellen, daß dieser Ventilator nur dann arbeitet, wenn dies zur Verstärkung des Luftstromes wirklich erforderlich ist, kann ein in geeigneter Weise kalibriertes Sensorelement, das mit dem Gefäß 31 verbunden ist, in den Stromkreis des Ventilators eingefügt werden. Wenn dann das Gefäß 31 eine hohe Temperatur hat, betätigt es das Sensorelement und schaltet den Ventilator ein. Wenn die Temperatur wieder absinkt wird der Ventilator in entsprechend umgekehrter Weise wieder ausgeschaltet. Um die Autonomie der Trocknungsvorrichtung zu gewährleisten, wird der Ventilator vorzugsweise durch optoelektrische Wandlerelemente, z. B. Solarzellen, gespeist, deren Energie vorteilhafterweise in als Puffer dienenden Akkumulatoren zwischengespeichert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mit Sonnenenergie betreibbare Trocknungsvorrichtung, insbesondere zur Trocknung von landwirtschaftlichen Produkten, mit einem Solarkollektor zur Erhitzung eines Trocknungsmedium (z. B. Luft), der mit einem Behälter für das Trocknungsgutes verbunden ist, gekennzeichnet durch eine automatisch arbeitende Regeleinrichtung zur temperaturabhängigen DurchfluBsteuerung des Trocknungsmediums, die einen im Behälter (6) im Bereich des Übergangs des Trocknungsmediums vom Solarkollektor (4) zum Trocknungsbehälter (6) angebrachtes Gefäß (31) für eine Flüssigkeit mit niedrigem Verdampfungspunkt, z.B. Freon 11 umfaßt, ferner zwei mit diesem über je eine Leitung verbundene Druckdosen (3b, 38) im Bereich einer in den Solarkollektor (4) führenden Lufteinlaßleitung (16) bzw. im Bereich einer vom Trocknungsbehälter (6) wegführenden Luftauslaßleitung (24) angeordnet und mit jeweils einer Stellklappe (42, 48) zum Verschluß dieser Leitungen verbunden sind, wobei die genannten Stellglieder (36, 38, 42, 48) derart kalibriert sind, daß der Lufteintritt in den Kollektor bzw. -austritt aus dem Behälter (65) bei Unterschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur selbsttätig und in einem vorbestimmten Zeitraum aufeinander folgend unterbrochen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellklappen (42,48) durch Federn (44 bzw. 50) in ihre Schließstellung gespannt sind.