FR2480920A2 - Grain dryer with heating and cooling chambers - has part of exhausted heated air recycled to lower heating chamber - Google Patents

Grain dryer with heating and cooling chambers - has part of exhausted heated air recycled to lower heating chamber Download PDF

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Abstract

The grain dryer has a channel between perforated walls (2,4) through which the grain passes, enclosed by heating and cooling chambers. Hot air from a heat generator (8) passes through thermostatically controlled valves (20,21) to the upper and lower heating chambers (A,B). Cold air (13) enters the cooling chamber (C) at the bottom. Part of the used air from the upper heating chamber (A) passes down a duct (22) into the hot air supply duct (7,19) for the lower heating chamber (B). The heated air from the upper chamber is extracted by a fan (6) and then enters a branch so that part is exhausted to atmosphere (23) and part enters the return duct (22). A controlled amount of fresh air passes through an entry opening (10) near the lower heating chamber to mix with the recycled heated air.

Description

La présente addition concerne un perfectionnement aux séchoirs à céréales du type comprenant, à limage de celui décrit dans le brevet principal, une cellule de séchage à l'intérieur de laquelle est disposé le grain à sécher, et qui comporte deux parois parallèles munies de perçages associés à des moyens permettant une circulation d'air au travers du grain. The present addition relates to an improvement to grain dryers of the type comprising, to the filing of that described in the main patent, a drying cell inside which the grain to be dried is arranged, and which comprises two parallel walls provided with bores associated with means allowing air circulation through the grain.

On rappelle que selon le brevet principal, ce séchoir comprend, adjoint à l'une des deux parois de la cellule, un caisson d'air intermédiaire et, montés sur l'autre paroi, d'une part, dans sa partie inférieure, au moins un caisson d'air chaud relié à un générateur d'air chaud, et, d'autre part, dans sa partie supérieure, un caisson d'échappement d'air usé, soumis à une dépression, ledit générateur d'air chaud étant également relié par un conduit à débit commandable au caisson intermédiaire. It will be recalled that, according to the main patent, this dryer comprises, adjoining one of the two walls of the cell, an intermediate air box and, mounted on the other wall, on the one hand, in its lower part, at less a hot air box connected to a hot air generator, and, on the other hand, in its upper part, a used air exhaust box, subjected to a vacuum, said hot air generator also connected by a controllable flow duct to the intermediate box.

Dans ce séchoir, le caisson d'air chaud peut en outre communiquer avec l'extérieur, grâce à une arrivée d'air frais calibrée, de sorte que la température à l'intérieur de ce caisson se trouve diminuée Par ailleurs à i la seconde paroi peut également être adjoint, audessous du caisson d'air chaud, un caisson ouvert à l'extérieur, de sorte qu'il se produit, dans le séchoir, entre ce caisson et le caisson intermédiaire, un courant d'air frais (zone de refroidissement). In this dryer, the hot air box can also communicate with the outside, thanks to a calibrated fresh air supply, so that the temperature inside this box is lowered. wall can also be added, below the hot air box, a box open to the outside, so that there is, in the dryer, between this box and the intermediate box, a flow of fresh air (zone cooling).

Un tel séchoir permet d'obtenir do nombreux avantages; il permet en particulier:
1) de réduire la consommation énergétique du séchoir;
2) de moduler la température de séchage en fonction de l'humidité du grain à sécher;
3) de conserver constante la température de séchage en dépit des variations de la température ambiante;
4) de limiter les risques d'incendie dans le séchoir;
5) de limiter les émissions de poussière L'invention a a plus particulièrement pour but de ré- duire davantage la consommation énergétique deux tel séchoir tout en eonservant les autres avantages précédemment enumérés.Elle propose à cet effet de décaler la courbe de séchage du grain sur le diagramme de l'air humide, (température,teneur en eau), en modifiant les caractéristiques de l'air d'entrée (enthalpie, contenance en eau, température).Such a dryer allows many advantages to be obtained; it allows in particular:
1) reduce the energy consumption of the dryer;
2) to modulate the drying temperature according to the humidity of the grain to be dried;
3) keep the drying temperature constant despite variations in the ambient temperature;
4) limit the risk of fire in the dryer;
5) to limit dust emissions The invention has more particularly the aim of further reducing the energy consumption of two such driers while eonserving the other advantages previously listed. It proposes for this purpose to offset the drying curve of the grain on the humid air diagram (temperature, water content), by modifying the characteristics of the inlet air (enthalpy, water capacity, temperature).

L'invention parvient à ce résultat en recyclant dans le susdit caisson d'air chaud une fraction de l'air usé sortant du caisson d'échappement. The invention achieves this result by recycling into the above hot air box a fraction of the used air leaving the exhaust box.

Un ixode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels.:
La figure 1 est une coupe axiale schématique d'un séchoir à grains selon l'invention;
La figure 2 est une représentation schématique du séchoir représenté figure 1;
La figure 3 est un diagramme d'air humide sur lequel on a représenté les courbes de séchage du grain dans un séchoir du type de celui décrit dans le brevet principal et dans un séchoir selon l'invention.An embodiment of the invention will be described below, by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which:
Figure 1 is a schematic axial section of a grain dryer according to the invention;
Figure 2 is a schematic representation of the dryer shown in Figure 1;
FIG. 3 is a diagram of humid air on which the drying curves of the grain have been represented in a dryer of the type described in the main patent and in a dryer according to the invention.

Avec référence à la figure 1, le séchoir à grains comprend, dans sa région centrale, une cellule de séchage 1, comportant au moins deux parois parallèles 2, 4 munies de perçages (non représentEs) les perçages de la paroi 2 étant disposés en quinconce par rapport aux perçages de la paroi 4. De chacun de ces perçages s'étend une gaine de ventilation horizontale consistant, par exemple, n un profil en forme de gouttibre, de concavité orientée vers le bas, qui vient se fixer, par l'une de ses extrémités sur l'autre paroi. With reference to FIG. 1, the grain dryer comprises, in its central region, a drying cell 1, comprising at least two parallel walls 2, 4 provided with bores (not shown), the bores of the wall 2 being staggered relative to the holes in the wall 4. From each of these holes extends a horizontal ventilation duct consisting, for example, of a profile in the form of a gutter, of concavity oriented downwards, which is fixed by the one of its ends on the other wall.

A la paroi 2 de cette cellule est associé un caisson intermédiaire 3, tandis que sur la paroi 4 sont montés trois caissons, à savoir:
- dans la partie supérieure, un caisson d'échappe- ment d'air usé 5 dans lequel on réalise une dépression grâce à une turbine d'aspiration 6;
- dans la partie centrale, un caisson d'air chaud 7 relié à un générateur d'air chaud 8 gracie à un conduit à débit commandable 9 et avec I'extérieur,grâce à une ouverture 10 de section éventuellement réglable.Associated with the wall 2 of this cell is an intermediate box 3, while on the wall 4 are mounted three boxes, namely:
- in the upper part, a waste air exhaust box 5 in which a vacuum is produced by a suction turbine 6;
- In the central part, a hot air box 7 connected to a hot air generator 8 thanks to a duct with controllable flow 9 and with the outside, thanks to an opening 10 of possibly adjustable section.

- dans la partie inférieure, un caisson d'air frais 11 ouvert à ltextérieur (ouverture 12). - In the lower part, a fresh air box 11 open inside (opening 12).

Selon l'invention, le susdit caisson d'air chaud 7 est en outre relié, grâce à une conduite 22, au conduit de sortie 23 de la turbine 6, le débit d'air usé circulant dans la conduite 22 pouvant etre réglé par exemple au moyen d'un clapet à ouverture réglable non représenté. According to the invention, the above-mentioned hot air box 7 is further connected, by means of a pipe 22, to the outlet pipe 23 of the turbine 6, the flow of used air flowing in the pipe 22 being adjustable for example by means of an adjustable opening valve not shown.

Grace à une telle disposition, la cellule de séchage 1 se trouve divisée en trois zones, à savoir une zone A de début de séchage, une zone B de fin de séchage et une zone de refroidissement C. Thanks to such an arrangement, the drying cell 1 is divided into three zones, namely a zone A at the start of drying, a zone B at the end of drying and a cooling zone C.

Sous l'effet de la dépression engendrée par la turbine 6, il se crée donc
- dans la zone C, un courant d'air frais (flèche 13) passant du caisson 11 au caisson intermédiaire 3. Under the effect of the depression generated by the turbine 6, it is therefore created
- in zone C, a stream of fresh air (arrow 13) passing from the box 11 to the intermediate box 3.

- dans la zone B, nn courant d'air chaud 14 qui consiste en un mélange de l'air chaud provenant du générateur 8, de l'air frais provenant de l'ouverture 7 et de l'air usé de recyclage provenant de la conduite 22, ce courant d'air chaud 14 passant du caisson d'air chaud 7 au caisson intermédiaire 3. in the zone B, a stream of hot air 14 which consists of a mixture of the hot air coming from the generator 8, the fresh air coming from the opening 7 and the used recycling air coming from the pipe 22, this stream of hot air 14 passing from the hot air box 7 to the intermediate box 3.

- dans la zone A, un courant d'air chaud 15 (mélange dans le caisson 3 de l'air provenant des zones B et C et du générateur 8 par la conduite 16), ce courant 15 passant du caisson intermédiaire 3 au caisson d'échappement 5. - In zone A, a current of hot air 15 (mixture in the box 3 of the air coming from zones B and C and of the generator 8 via the pipe 16), this current 15 passing from the intermediate box 3 to the box d exhaust 5.

Pour homogénéiser les mélanges d'air effectués dans les caissons 3 et 7, on prévoit,à l'intérieur de ces caissons, deux chicanes respectives 18, 19. To homogenize the air mixtures made in the boxes 3 and 7, two respective baffles 18, 19 are provided inside these boxes.

On notera que le débit d'air recyclé peut être réglé de manière à obtenir un fonctionnement optimum, un appoint d'air frais pouvant être fait, si nécessaire, par la bouche 10. It will be noted that the flow rate of recycled air can be adjusted so as to obtain optimum operation, an addition of fresh air can be made, if necessary, by the mouth 10.

Par ailleurs le niveau énergétique du mélange effectué dans le caisson d'air chaud 7 est relevé en effectuant un apport d'air chaud au moyen d'une vanne automatique 21 associée au conduit 9. Cet air mélangé (air recyclé, air neuf, air chaud) assure la fin.de séchage (zone B). Furthermore, the energy level of the mixture carried out in the hot air box 7 is raised by supplying hot air by means of an automatic valve 21 associated with the duct 9. This mixed air (recycled air, fresh air, air hot) ensures the end of drying (zone B).

Dans la représentation schématique faisant l'objet de la figure 2 on a figure les trois compartiments de la cellule de séchage par les blocs A, B, C, munis de leurs circuits de circulation d'air respectifs. Cette représentation permet de mieux mettre en évidence la boucle de recyclage partiel destinée à prélever une fraction de l'air extrait à la sortie de la turbine d'aspiration,pour l'injecter à nouveau dans le compartiment B. In the schematic representation forming the subject of FIG. 2, the three compartments of the drying cell are shown by the blocks A, B, C, provided with their respective air circulation circuits. This representation makes it possible to better highlight the partial recycling loop intended to take a fraction of the air extracted at the outlet of the suction turbine, for injecting it again into compartment B.

L'intérêt d'une telle disposition apparait dans le diagramme représenté figure 3. The advantage of such an arrangement appears in the diagram represented in FIG. 3.

Dans celui-ci, la courbe I J K L M est la courbe de séchage obtenue dans un séchoir du type de celui représenté figure t, sans recyclage partiel d'air extrait, tandis que la courbe de séchage I' J' ' L' M' correspond au séchoir de la figure 1. In this one, the curve IJKLM is the drying curve obtained in a drier of the type shown in figure t, without partial recycling of extracted air, while the drying curve I 'J' 'L' M 'corresponds to Figure 1 dryer.

D'une façon plus précise, dans ce diagramme:
- le point I a trait à l'air ambiant pénétrant dans le caisson d'air chaud 7 par la bouche 10, et dans le caisson d'air froid 11, cet air ambiant présentant par exemple les caractéristiques suivantes: température 10eC, teneur en eau 5,7 g H20/kg, la consommation spécifique 5,83 kcal/kg
- Le point J a trait à l'air qui rentre dans le compartiment B (zone de fin de séchage) et qui consiste en un mélange d'air ambiant et d'air chaud provenant de la chaudière 8. Cet air pouvant présenter les caractéristiques suivantes: température 100eu, teneur en eau 5,7 g H20/kg, consommation spécifique 27,7 kcal/kg. More precisely, in this diagram:
- point I relates to the ambient air entering the hot air box 7 through the mouth 10, and into the cold air box 11, this ambient air having for example the following characteristics: temperature 10 ° C., content of water 5.7 g H2O / kg, specific consumption 5.83 kcal / kg
- Point J relates to the air which enters compartment B (end of drying zone) and which consists of a mixture of ambient air and hot air coming from the boiler 8. This air may have the characteristics following: temperature 100eu, water content 5.7 g H2O / kg, specific consumption 27.7 kcal / kg.

- Le point K a trait au mélange de l'air sortant dans le compartiment intermédiaire 3, des compartioments B et C de la cellule de séchage. Cet air peut présenter les caractéristiques suivantes: température 320C, teneur en eau 18 g H20/kg, consommation spécifique 18,8 kealtkg.  - Point K relates to the mixture of air leaving the intermediate compartment 3, compartioments B and C of the drying cell. This air can have the following characteristics: temperature 320C, water content 18 g H2O / kg, specific consumption 18.8 kealtkg.

- Le point L a trait à l'air se trouvant dans la partie supérieure du caisson intermédiaire 3 et qui résulte du mélange de l'air défini au point K et de l'air chaud provenant de la chaudière. Cet air peut présenter les caractéristiques suivantes: température 155-C, teneur en eau 14 g H20/kg, consommation spécifique 46,8 kcal/kg. - Point L relates to the air located in the upper part of the intermediate box 3 and which results from the mixture of the air defined at point K and the hot air coming from the boiler. This air can have the following characteristics: temperature 155-C, water content 14 g H2O / kg, specific consumption 46.8 kcal / kg.

- Le point M à trait à l'air extrait à la sortie de la turbine; il peut présenter les caractéristiques suivantes: température 480C, teneur en eau 55 g H20/kg, consommation spécifique 39,5 kcal/kg. - Point M relates to the air extracted at the outlet of the turbine; it can have the following characteristics: temperature 480C, water content 55 g H2O / kg, specific consumption 39.5 kcal / kg.

Dans ce diagramme la droite I - M est représentative du rendement thermique de l'installation. Elle correspond dans l'exemple précédemment mentionné à une consommation spécifique de 825 kcal/kg d'H2O évaporée. In this diagram, the line I - M is representative of the thermal efficiency of the installation. In the example mentioned above, it corresponds to a specific consumption of 825 kcal / kg of evaporated H2O.

Les points I', J', K', L', M', sont les points de la courbe de séchage du séchoir à recyclage partiel selon l'invention Ils correspondent aux points I à M précédem- ment définis à la différence près que le point I a trait à un mélange d'air ambiant et d'air recyclé provenant do la conduite 22. Points I ', J', K ', L', M ', are the points on the drying curve of the partial recycling dryer according to the invention They correspond to points I to M previously defined with the difference that point I relates to a mixture of ambient air and recycled air from line 22.

Le décalage des points I', M' par rapport à I - M entraîne un abaissement de la droite les joignant, et, en conséquence, un abaissement de la consommation thermique spécifique
Cette méthode permet d'atteindre un rendement thermique voisin de 700 kcal/kg de H2O évaporée et permet également d'augmenter la contenance de l'air en eau permettant ultérieurement une récupération facile de la chaleur latente de vaporisation. The shift of the points I ', M' with respect to I - M leads to a lowering of the straight line joining them, and, consequently, a lowering of the specific thermal consumption
This method makes it possible to achieve a thermal yield in the region of 700 kcal / kg of evaporated H2O and also makes it possible to increase the water content of the air, allowing subsequent easy recovery of the latent heat of vaporization.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1.- Séchoir à céréales utilisant,selon le brevet principal,une cellule de séchage (1) à l'intérieur de laquelle est disposé le grain à sécher et qui comprend deux parois parallèles (2, 4), munies de perçages associés à des moyens permettant une circulation d'air au travers du grain,c. séchoir comprenant au moins un caisson intermédiaire (3) adjoint à la première paroi (2), un caisson d'air chaud (7) relié à un générateur d'air chaud (8), monté sur la partie inférieure de la deuxième paroi (4) et un caisson dtéchappement dtair usé (5), soumis à uns dépression, monté sur la partie supérieure de cette deuxième paroi (4), ledit générateur d'air chaud (8) étant également relié, par un conduit à débit commandable, audit caisson intermédiaire, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, un circuit (22) effectuant le recyclage dans le susdit caisson d'air chaud (7) d'une fraction de l'air usé, sortant du caisson d'échappement (5). 1.- Cereal dryer using, according to the main patent, a drying cell (1) inside which is placed the grain to be dried and which comprises two parallel walls (2, 4), provided with holes associated with means for air circulation through the grain, c. dryer comprising at least one intermediate box (3) attached to the first wall (2), a hot air box (7) connected to a hot air generator (8), mounted on the lower part of the second wall ( 4) and a spent air exhaust box (5), subjected to a vacuum, mounted on the upper part of this second wall (4), said hot air generator (8) also being connected, by a controllable flow duct, to said intermediate box, characterized in that it further comprises a circuit (22) performing the recycling in the above-mentioned hot air box (7) of a fraction of the used air, leaving the exhaust box ( 5). 2.- Séchoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit caisson d'air chaud (7) communique également avec l'extérieur grâce à une arrivée d'air frais calibrée (10), de sorte que la température à l'intérieur de ce caisson se trouve diminuée. 2. A dryer according to claim 1, characterized in that the aforesaid hot air box (7) also communicates with the outside by means of a calibrated fresh air supply (10), so that the temperature at inside of this box is reduced. 3.- Séchoir selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, à la seconde paroi (4), est adjoint, dans sa partie inférieure, un caisson (11) ouvert à l'extérieur de sorte qu'il se produit dans le séchoir entre ce caisson (11) et le caisson intermédiaire (3) un courant d'air frais (zone de refroidissement). 3. A dryer according to one of claims 1 and 2, characterized in that, to the second wall (4), is added, in its lower part, a box (11) open to the outside so that it occurs in the dryer between this box (11) and the intermediate box (3) a flow of fresh air (cooling zone). 4.- Séchoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les débits d'air chaud transmis du générateur (8) au caisson d'air chaud (7) et au caisson intermédiaire (3) sont régulés au moyen de vannes thermo- statiques (20, 21). 4. A dryer according to one of the preceding claims, characterized in that the hot air flow rates transmitted from the generator (8) to the hot air box (7) and to the intermediate box (3) are regulated by means of valves. thermostats (20, 21). 5.- Séchoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le caisson d'air chaud (7) et le paisson intermédiaire (3) sont munis de chicanes.  5. A dryer according to one of the preceding claims, characterized in that the hot air box (7) and the intermediate plenum (3) are provided with baffles.
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