DE2836526C3 - Mit Sonnenenergie betreibbare Trocknungsvorrichtung, insbesondere zur Trocknung von landwirtschaftlichen Produkten - Google Patents
Mit Sonnenenergie betreibbare Trocknungsvorrichtung, insbesondere zur Trocknung von landwirtschaftlichen ProduktenInfo
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Description
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-FS 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 U-II von
Fig.l.
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 LuIt 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
lu 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 vier Abdeckung 13 angelenkte reflektierende
Platte 13 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 ■to und bestehen vorzugsweise aus einem Netzwerk von
Metall, Kunststoff oder dergleichen. Die innerhalb des Behälters S 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.
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 Bogenstückes 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.
Über dem Raum 20 befindet sich ein Gitter 30, dessen
Öffnungen unterschiedliche Größe besitzen. Die kleineren Öffnungen befinden in dem der Ausgangsseite des
Soiarkollektors 4 zugewandten Bereich. Das Gitter 30 bewirkt eine gleichmäßige Verteilung de.- 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 weiteren 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 Leitungsslücke 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 offen, 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 Leitungsstück 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 Slellklappe 42 gegen die Wirkung der Feder 44, so
daß der Solarkollektor über t'e 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 Slellklappen 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 arbeitel, 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
optoelektrisch^ Wandlerelemente, z. B. Solarzellen, gespeist, deren Energie vorteilhafterweise in als Puffer
dienenden Akkumulatoren zwischengespeichert wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
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
automalisch arbeitende Regeleinrichtung zur temperaturabhängigen Durchflußsteuerung 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 (36,38) im Bereich einer in
den Solarkollektor (4) führenden Lufteinlaßleitung (16) bzw. im Bereich einer vom Trocknungsbehälter
(6) wegführenden LuftausiaOleitung (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.
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OD | Request for examination | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |