RU2341165C2

RU2341165C2 - Solar drier

Info

Publication number: RU2341165C2
Application number: RU2006125951/13A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Шевцов (RU); Анатолий Николаевич Шевцов; Александр Николаевич Майстренко (RU); Александр Николаевич Майстренко
Original assignee: Государственное научное учреждение Всеросийский НИИ виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко
Priority date: 2006-07-17
Filing date: 2006-07-17
Publication date: 2008-12-20
Also published as: RU2006125951A

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: drier includes transparent coating with upper bottom under supplied with net and lower bottom with blackened heating element. Lower bottom is vertical. Heating element is presents set of mutually parallel shields pivotally mounted on vertical struts. Shields are pivotally connected to common rod and equally vertically spaced from lower bottom basis and coating. Upper bottom contains two layers of mesh trays. Outlet of drier is partially covered with pivotally mounted shield.

EFFECT: allows of higher output of drier and product quality.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для сушки фруктов, особенно винограда.The invention relates to agriculture, in particular to devices for drying fruits, especially grapes.

Известна солнечная сушилка (ж. "Садоводство, виноградарство и виноделие Молдовы", 1990, №9, с.54), состоящая из двух ящиков: нижний с нагревательным элементом в виде листа кровельного железа, уложенного на опилки, все под застекленным покрытием, установленным наклонно и ориентированным на юг; верхний с противнем для фруктов под двойным стеклянным покрытием. Теплый воздух из нижнего ящика поступает в верхний ящик, проходит под противнем, затем обратно над ним и выходит в щель.A well-known solar dryer (g. "Gardening, Viticulture and Winemaking of Moldova", 1990, No. 9, p. 54), consisting of two boxes: the bottom with a heating element in the form of a sheet of roofing iron, laid on sawdust, all under a glazed coating installed inclined and south oriented; top with a baking tray for fruits under a double glass coating. Warm air from the lower drawer enters the upper drawer, passes under the baking sheet, then back above it and leaves the slot.

Недостатком сушилки является низкая интенсивность сушки из-за слабой конвекции воздушного потока, который проходит только над нагревательным элементом. Снизу нагревательный элемент не обдувается, что снижает температуру воздушного потока. В верхнем ящике продукт снизу также не обдувается, так как расположен на противне. В целом коэффициент использования тепла солнечной радиации невысок.The drawback of the dryer is its low drying intensity due to poor convection of the air flow, which passes only above the heating element. Below the heating element is not blown, which reduces the temperature of the air flow. In the upper box, the product from below is also not blown, as it is located on a baking sheet. In general, the heat utilization factor of solar radiation is low.

Известна солнечная фруктосушильная установка (Абидов Т.З., Тюрин Ю.Г. и др. "Гелиофруктосушильная установка" ж. "Механизация и электрификация сельского хозяйства", 1990, №9, с.53), которая представляет собой установленную на опорной раме камеру с регулировкой угла наклона ее к горизонту и с окрашенными внутри стенками в черный цвет. Камера разделена на три застекленные секции с подносами, у которых с помощью механизма можно изменять угол их наклона.A well-known solar fruit dryer (Abidov TZ, Tyurin Yu.G. and others. "Heliofruit dryer" g. "Mechanization and Electrification of Agriculture", 1990, No. 9, p. 53), which is mounted on a support frame a camera with an adjustment of its angle to the horizon and with black painted walls inside. The camera is divided into three glazed sections with trays, in which using the mechanism you can change the angle of their inclination.

Недостаток сушилки в том, что большая часть зачерненной поверхности перекрыта от солнечных лучей подносами с продуктом. От этого снижена температура воздушного потока и соответственно интенсивность процесса сушки.The drawback of the dryer is that most of the blackened surface is blocked from sunlight by product trays. This reduces the temperature of the air flow and, accordingly, the intensity of the drying process.

Известна солнечная сушилка (авт. св. СССР № 1718778), включающая прозрачное покрытие с расположенными под ним верхним основанием с сеткой и нижним - с зачерненным нагревательным элементом.A known solar dryer (ed. St. USSR No. 1718778), comprising a transparent coating with an upper base below it with a grid and a lower one with a blackened heating element.

Нагревательный элемент позволяет воздушному потоку проходить как над, так и под гофрами, что усиливает конвекционный отбор тепла от нагревательного элемента. Нижнее основание устанавливают перпендикулярно солнечным лучам в околополуденное время. Верхнее основание служит для размещения сетчатого поддона и установлено к горизонту под углом естественного скатывания продукта по сетке.The heating element allows air flow to pass both above and below the corrugations, which enhances convection heat extraction from the heating element. The lower base is set perpendicular to the sun at noon. The upper base serves to accommodate the mesh pan and is set to the horizon at an angle of natural rolling of the product along the grid.

Недостаток сушилки в том, что при уменьшении высоты солнца с полудня уменьшается освещенная поверхность вначале одной грани каждой из гофр нагревательного элемента, а затем и второй. В вечерние и утренние часы только верхние части одной из граней гофр воспринимают солнечные лучи. Тепловая энергия от освещенных частей гофр за счет конвекции и теплопроводности распределяется на всю поверхность нагревательного элемента, которая в его развернутом виде значительно больше освещенной части гофр.The drawback of the dryer is that when the height of the sun decreases from noon, the illuminated surface decreases at the beginning of one face of each of the corrugations of the heating element, and then the second. In the evening and morning hours, only the upper parts of one of the faces of the corrugations perceive the sun's rays. Thermal energy from the illuminated parts of the corrugations due to convection and thermal conductivity is distributed over the entire surface of the heating element, which in its expanded form is much larger than the illuminated part of the corrugations.

Температура воздушного потока и интенсивность процесса сушки при этом уменьшаются. При наклонном положении нижнего основания воздушный поток с более высокой температурой стремится вверх и проходит под сводом пленочного укрытия. Отсюда потери тепла через пленки, для уменьшения которых используют двухслойные покрытия, что увеличивает капитальные затраты. Кроме того, внешняя поверхность покрытия загрязняется, что частично препятствует прохождению солнечных лучей внутрь сушилки. Недостатком является также то, что на верхнем основании продукт располагается в одном ярусе. Воздушный поток, особенно во втором периоде сушки, еще имея высокий потенциал сушки, бесполезно уходит в атмосферу.The temperature of the air flow and the intensity of the drying process are reduced. With the inclined position of the lower base, the air flow with a higher temperature tends upward and passes under the arch of the film shelter. Hence the heat loss through the films, to reduce which they use two-layer coatings, which increases capital costs. In addition, the outer surface of the coating is contaminated, which partially prevents the passage of sunlight into the dryer. The disadvantage is that on the upper base the product is located in one tier. The air flow, especially in the second drying period, while still having a high drying potential, leaves the atmosphere useless.

Целью настоящего изобретения является ускорение процесса сушки и повышение качества продукта.The aim of the present invention is to accelerate the drying process and improve the quality of the product.

Поставленная цель достигается тем, что в солнечной сушилке, включающей прозрачное покрытие с расположенными под ним верхним основанием с сеткой и нижним с зачерненным нагревательным элементом, нижнее основание установлено вертикально, нагревательный элемент выполнен в виде набора шарнирно установленных на вертикальных стойках, параллельных друг другу щитков, соединенных шарнирно с общей тягой и равномерно расположенных по вертикали с промежутками от основания и покрытия. При этом над верхним основанием установлено два яруса сетчатых поддонов, а выходное отверстие частично прикрыто шарнирно установленным щитком. Кроме того, на вертикальных стойках имеются дополнительные отверстия для изменения шага расположения щитков.This goal is achieved by the fact that in a solar dryer, including a transparent coating with an upper base located below it with a grid and a lower one with a blackened heating element, the lower base is installed vertically, the heating element is made in the form of a set of pivotally mounted on vertical posts parallel to each other shields, articulated with a common thrust and evenly spaced vertically at intervals from the base and cover. At the same time, two tiers of mesh pallets are installed above the upper base, and the outlet is partially covered by a pivotally mounted shield. In addition, on the uprights there are additional holes for changing the pitch of the shields.

Новым в изобретении является то, что нижнее основание установлено вертикально, нагревательный элемент выполнен в виде набора шарнирно установленных щитков, которые перпендикулярны солнечным лучам в околополуденное время и не затеняют друг друга. Кроме того, над верхним основанием расположено два яруса сетчатых поддонов, а выходное отверстие частично прикрыто шарнирно установленным щитком.New in the invention is that the lower base is installed vertically, the heating element is made in the form of a set of articulated shields that are perpendicular to the sun's rays at noon and do not obscure each other. In addition, two tiers of mesh pallets are located above the upper base, and the outlet is partially covered by a pivotally mounted shield.

Указанные отличия являются существенными, так как вертикальное расположение нижнего основания способствует увеличению скорости воздушного потока, самоочищению пленочного покрытия от пылевых осадков и уменьшению тепловых потерь через пленку. Это связано с тем, что более теплый воздух из-за наклона щитков направляется ближе к их верхней части, а менее теплый подводится со стороны пленки. Щитки расположены так, что в течение всего светового дня не затеняют друг друга, и тепловая энергия от солнечной радиации используется более эффективно. Высота солнца в полдень меняется в течение всего сезона сушки и в зависимости от широты местности. С помощью дополнительных отверстий и специальных фиксаторов на общей тяге можно изменять шаг установки щитков, исключив при этом их затенение и обеспечив быстрое совместное изменение угла установки. Наличие двухъярусного расположения сетчатых поддонов при равных размерах верхнего основания вдвое повышает производительность сушилки. Щиток у выходного отверстия обеспечивает возможность изменения скорости воздушного потока и препятствует воздействию ветров северного направления.These differences are significant, since the vertical arrangement of the lower base contributes to an increase in the air flow rate, self-cleaning of the film coating from dust deposits and a decrease in heat loss through the film. This is due to the fact that warmer air due to the inclination of the shields is sent closer to their upper part, and less warm air is supplied from the side of the film. The shields are arranged so that throughout the daylight hours they do not obscure each other, and the thermal energy from solar radiation is used more efficiently. The height of the sun at noon changes throughout the drying season and depending on the latitude of the terrain. With the help of additional holes and special clamps on a common traction, it is possible to change the pitch of the flaps, eliminating their shading and providing a quick joint change of the installation angle. The presence of a two-tier arrangement of mesh pallets with equal sizes of the upper base doubles the productivity of the dryer. The shield at the outlet provides the ability to change the speed of the air flow and prevents the effects of north-direction winds.

На фиг.1 показан вид на солнечную сушилку в прямоугольной диметрической проекции, где для наглядности зачерненные поверхности щитков показаны через один, а на фиг.2 - схема устройства солнечной сушилки.Figure 1 shows a view of the solar dryer in a rectangular dimetric projection, where, for clarity, the blackened surfaces of the shields are shown through one, and figure 2 is a diagram of the device of the solar dryer.

На чертежах и в тексте приняты следующие обозначения:In the drawings and in the text, the following notation:

1 - основание нижнее,1 - bottom base

2 - брусок деревянный, образующий вертикальные стойки,2 - a wooden block forming vertical racks,

3 - щиток,3 - shield

4 - проволока,4 - wire

5 - прозрачное покрытие,5 - transparent coating

6 - каркас прутковый,6 - bar frame,

7 - прищепка,7 - clothespin

8 - уголок,8 - corner

9 - основание верхнее,9 - upper base,

10 - брусок деревянный,10 - wooden block,

11 - пластина металлическая,11 - metal plate,

12 - полка уголковая,12 - corner shelf

13 - поддон сетчатый,13 - mesh pan

14 - отверстия дополнительные,14 - additional holes,

15 - тяга (шнур),15 - thrust (cord),

16 - скоба,16 - bracket

17 - консоль,17 - console

18 - зажим,18 - clamp

19 - щиток,19 - shield

20 - входное отверстие,20 - inlet,

21 - выходное отверстие.21 - outlet.

Солнечная сушилка выполнена на двух фанерных основаниях.The solar dryer is made on two plywood bases.

Нижнее основание 1 закреплено на трех деревянных брусках 2, расположенных по бокам и в центре. С помощью отверстий на брусках 2, выполненных на расстоянии от нижнего основания 1, шарнирно установлены щитки 3 с зачерненной поверхностью, выполняющие функцию нагревательного элемента. С бóльших сторон щитки 3 загнуты для жесткости и имеют по краям отверстия для крепления их на проволоке 4, концы которой изогнуты под прямым углом и вставлены в отверстия на брусках 2, образуя шарнирное соединение. Со свободной большей стороны щитков 3 проволока 4 имеет изгиб, что препятствует смещению щитка 3 по проволоке 4 и этим образуется щель между проволокой 4 и щитком 3, которая сохраняется при любых колебаниях покрытия 5 от ветра.The lower base 1 is mounted on three wooden bars 2 located on the sides and in the center. Using the holes on the bars 2, made at a distance from the lower base 1, pads 3 with a blackened surface are pivotally mounted, performing the function of a heating element. On the larger sides, the shields 3 are bent for rigidity and have holes at the edges for fastening them to a wire 4, the ends of which are bent at right angles and inserted into the holes on the bars 2, forming a hinge. From the free greater side of the shields 3, the wire 4 has a bend, which prevents the shroud 3 from being displaced along the wire 4, and this forms a gap between the wire 4 and the shield 3, which is preserved during any fluctuation of the coating 5 from the wind.

Таким образом, образуются промежутки между щитком 3 и нижним основанием 1, между щитком 3 и прозрачным пленочным покрытием 5, опирающимся на прутковый каркас 6 и закрепленным на нем посредством прищепок 7, а по бокам сушилки к уголкам 8. Верхнее основание 9 закреплено на деревянных брусках 10 и установлено под углом 20° к горизонту (угол естественного скатывания, например, винограда по сетке).Thus, gaps are formed between the shield 3 and the lower base 1, between the shield 3 and the transparent film coating 5, supported by a bar frame 6 and fixed thereto by clothespins 7, and on the sides of the dryer to the corners 8. The upper base 9 is mounted on wooden blocks 10 and set at an angle of 20 ° to the horizontal (angle of natural rolling, for example, grapes on the grid).

По бокам сушилки бруски 2 и 10 жестко соединены с помощью металлических пластин 11, имеющих стойки для крепления пруткового каркаса 6 и уголковых полок 12 для 4-х сетчатых поддонов 13, расположенных в два яруса. На брусках 2 имеются дополнительные отверстия 14 для перестановки щитков 3 с целью устранения взаимного затенения их при наибольшей высоте солнца. В этот же момент щитки 3 устанавливают перпендикулярно солнечным лучам, причем одновременно все, посредством общей тяги 15 в виде нерастяжимого шнура. Тяга 15 с помощью скоб 16 шарнирно соединена с проволокой 4 всех щитков 3, образуя параллелограммные механизмы. Верхний конец тяги 15 пропущен через отверстие консоли 17 и отверстие в верхнем основании 9 и фиксируется под ним в зажиме 18. Выходное отверстие частично прикрыто шарнирно установленным на брусках 10 щитком 19 и припуском покрытия 5 от воздействия ветров северного направления.On the sides of the dryer, the bars 2 and 10 are rigidly connected using metal plates 11 having racks for attaching the bar frame 6 and corner shelves 12 for 4 mesh pallets 13 located in two tiers. On the bars 2 there are additional holes 14 for rearranging the shields 3 in order to eliminate their mutual shading at the highest height of the sun. At the same moment, the shields 3 are installed perpendicular to the sun's rays, and all at the same time, by means of a common traction 15 in the form of an inextensible cord. The rod 15 using the brackets 16 is pivotally connected to the wire 4 of all shields 3, forming parallelogram mechanisms. The upper end of the rod 15 is passed through the hole of the console 17 and the hole in the upper base 9 and is fixed under it in the clamp 18. The output hole is partially covered by a flap 19 pivotally mounted on the bars 10 and the stock allowance 5 from the effects of northward winds.

Солнечную сушилку устанавливают вертикально, нижним основанием 1 на юг. При этом желательно с южной стороны зданий, различных сооружений, лесополос, чтобы снизить отрицательное влияние ветров северного направления.The solar dryer is installed vertically, with a lower base 1 to the south. Moreover, it is desirable from the south side of buildings, various structures, forest belts to reduce the negative impact of northern winds.

Сушилка работает следующим образом. Солнечные лучи, падая на зачерненную поверхность щитков 3, подогревают их до равновесной температуры, когда количество тепла, полученное от лучей, сравняется с количеством тепла, отданным воздушному потоку за счет конвекции. При этом равновесная температура вверх от щитка к щитку 3 повышается вместе с температурой воздушного потока.The dryer operates as follows. The sun's rays, falling on the blackened surface of the shields 3, heat them to equilibrium temperature, when the amount of heat received from the rays is equal to the amount of heat given to the air flow due to convection. In this case, the equilibrium temperature upward from the shield to the shield 3 rises with the temperature of the air flow.

Из-за наклона щитков 3 улучшается конвекционный отбор тепла от них и более теплый воздушный поток стремится в сторону основания 1, а менее нагретый поступает со стороны пленочного покрытия 5. Далее воздушный поток поступает в верхнюю секцию и отдает тепло продукту, расположенному на 4-х сетчатых поддонах 13. Сетчатые поддоны 13 можно менять местами, достигая равномерности сушки продукта. С помощью щитка 19 изменяют скорость воздушного потока и его температуру, улучшая интенсивность процесса.Due to the inclination of the shields 3, convection heat removal from them improves and a warmer air stream tends towards the base 1, and a less heated one comes from the film coating 5. Then the air stream enters the upper section and gives off heat to the product located on 4 mesh pallets 13. The mesh pallets 13 can be interchanged, achieving uniform drying of the product. Using the shield 19 change the speed of the air flow and its temperature, improving the intensity of the process.

В сезон сушки плодово-ягодного сырья (с июня по сентябрь), а также с увеличением географической широты местности, где установлена сушилка, высота солнца уменьшается. В этом случае щитки 3 устанавливают так, чтобы солнечные лучи не попадали на зачерненную поверхность нижнего основания 1 и в то же время не затеняли друг друга. С помощью дополнительных отверстий 14 и скоб 16 можно изменять расстояние между щитками 3, а с помощью зажима 18 на тяге 15 изменять угол установки щитков 3 к горизонту, исключив их взаимное затенение.In the drying season of fruit and berry raw materials (from June to September), as well as with an increase in the geographical latitude of the area where the dryer is installed, the height of the sun decreases. In this case, the shields 3 are set so that the sun's rays do not fall on the blackened surface of the lower base 1 and at the same time do not obscure each other. Using additional holes 14 and brackets 16, you can change the distance between the shields 3, and using the clamp 18 on the rod 15 to change the angle of installation of the shields 3 to the horizon, eliminating their mutual shading.

Предложенная сушилка при любом географическом расположении позволяет вдвое повысить производительность сушки и качество готовой продукции.The proposed dryer for any geographical location allows you to double the productivity of drying and the quality of the finished product.

Claims

1. Solar dryer, comprising a transparent coating with an upper base located below it with a grid and a lower base with a blackened heating element, characterized in that the lower base is installed vertically, the heating element is made in the form of a set of articulated mounted on vertical posts, parallel to each other shields, pivotally connected with a common thrust and evenly spaced vertically with gaps from the lower base and the cover, while two tiers of mesh are installed above the upper base Pallet's, the output of the dryer is partially covered hole pivotally mounted flap.

2. The dryer according to claim 1, characterized in that on the uprights additional holes are made for changing the pitch of the shields when they are shaded together.