CN101149211B - 太阳能高效简易干燥器 - Google Patents

Abstract

一种太阳能高效简易干燥器，目的在于偏僻少电地区应用；附图中看到第一个迎晒台的底下面：东南、西南角各与基座(22)用绞链轴(23)绞链，靠近北端用手拉升降机的撑杆(44)以销轴(A)与迎晒台绞链，形成三点支承，用升、降迎晒台可便捷抽屉式的物料装卸、调整赤纬倾角。(24)是开启的密封门，门内是抽屉式的竹木框(物料框)，在台底面装卸，台面上就获得高温曝晒，同时用人工调控单轴跟踪，更配有两级空气预热，所以高效；又用能伸缩的隔气层兼作迎晒面和连接数座迎晒台联合运作，与玻璃房顶之间形成沿着长斜坡上升的高温空气层，达到无电无风机能高效运作之目的。有电时更具蓄热、风干作用，可日夜运作。

Description

太阳能高效简易干燥器

技术领域

本发明属于太阳能干燥技术领域。一种太阳能高效简易干燥器，特别适合偏僻农村和山区使用。

背景技术

现有技术的太阳能干燥器，迎晒台是属于效果差的平板式而且固定又没有空气预热装置，效率很低，运作时必须用风机，所以屡有停电、缺柴油的偏僻地区不很适应，况且劳动强度大。

发明内容

本发明的目的是提供一种热效率高、升温快，无电无柴油时也能运作的简易干燥器，是适合偏僻农村和山区，取材较方便，所以不用大拱面玻璃房，而用平板玻璃房(申请号200610053521.9)，便于运输且有极高的光通量；配备手拉升降机的梯田形斜坡迎晒台，人工适时调整的简便跟踪架，简易的木炭层空气预热室，力求价廉物美。

本发明的技术方案：一种太阳能高效简易干燥器，其特征是：包括第一级空气预热、第二级空气预热、两个以上迎晒台、不用电的人工同步调控单轴跟踪***、连接迎晒台的隔气层、蓄热器、余热气的利用及废气外排装置，上述装置均安装在具有玻璃房顶的玻璃房内；在该迎晒台与玻璃房顶之间形成具有烟囱效应的长斜坡气道；从迎晒台下面向东南看，东、西两个基座用轴与迎晒台铰接，并与升降机形成三点支承该迎晒台；在所述的迎晒台的北端连有隔气层，该隔气层连接数台迎晒台，形成长斜坡高温热气流层，强化烟囱效应，促进蒸发干燥；不用电的人工同步调控单轴跟踪***包括跟踪架、摆杆，摆杆焊在跟踪架上，与该摆杆相连的有斜连杆、平连杆，斜连杆的另一端与摇臂活动绞链，该摇臂的另一端固连在长轴上，长轴的轴座焊在迎晒台的框架下面，长轴连动各级所有的跟踪架；所述的第一级空气预热为位于所述的玻璃房顶下面最南端的空气预热室；所述的第二级空气预热为波纹面，该波纹面与所述的跟踪架一起单轴跟踪；所述的升降机的摆轴固定在套筒两侧，并能在撑杆座中转动，套筒中能自由串动的撑杆的上端与所述的迎晒台铰接；在所述的摆轴上挂一手拉葫芦，手拉葫芦的起重链钩住撑杆的下端，拉动升降链，使撑杆的下端向摆轴靠近，使迎晒台上升；反之，迎晒台凭自重而下降。

在该空气预热室内设有定期可调整纬度倾角的木炭层，该木炭层放置在竹木廉搁栅上，其竹木廉搁栅中的搁栅条是南北向纵向铺设，像左手各手指***右手各指缝间交叉超合，这种超合两手拉开一点或超合得更拢一点，搁栅条利用这一原理来适应调整纬度倾角时的面积变化。

所述的波纹面是由薄金属皮制成，上面有光谱选择性涂层。

所述的跟踪架的底呈长矩形田字状，中间设有一根中间钢管兼作竹木框推入或拉出时的导轨，该竹木框作为物料框，在所述的长矩形的两侧各焊上弧形钢管兼作栏杆及导轨。

所述的竹木框兼作曝晒和风干两用的容器，它底面纵向竹筋的凹弧面向下，并与所述的跟踪架的中间钢管相吻合，起导轨作用；所述的竹木框的左右框边的下面搁在跟踪架的两根弧形钢管上，也起导轨作用。

所述的隔气层均能伸缩，还兼有迎晒面作用，并涂有吸收阳光的涂层或颜色，隔离迎晒台上下的温差的传导。

在所述的玻璃房北墙的房顶下有气门，无电时就开启气门，让相当强的热气流层排向天空，借此进行没有电的空气两级预热，进而沿途持续曝晒、升温和强化蒸发，使热空气沿着所述的长斜坡气道自动上升并排向天空，从而达到无电亦能高效运作的目的。

还包括分流板，分流板能上下偏转调节角度，更佳地分隔余热气体和废气，使余热气体回流再升温循环，废气排出室外。

本发明的优点是：1、木炭层简易预热和跟踪式空气预热提高气流温度、速度，强化迎晒台蒸发效率；2、兼作迎晒面的，会伸缩的隔气层连接数台接长的梯田形长斜坡迎晒台，进行联合运作形成很强的热气流层“烟囱效应”，所以无电也能进行干燥运作；3、用长轴、摇臂、连杆、摆杆***形成的人工同步调控单轴跟踪，延长光照时间，扩充了干燥容量，所以无电情况下运作效果远比现有技术配备电力的效果高；4、有电时更显优越的设施：用风机驱动高温热气流进行蓄热兼作风干地面层盛在竹木框里的物料，待时机可及时装换在迎晒台中，以臻装卸不误持续曝晒；晚上利用蓄热器热能仍可进行运作，日夜兼程；5、用极简单而有效的可调式气流分流板61，使余热气体回流再循环，和靠近地面的废气向室外排的概念；6、装卸翻晒的人工都在迎晒台的底下面，所以不用曝晒在玻璃房内的阳光下；7、配备极精简可靠、不用电的升降机，便捷装卸和调整赤纬倾角；8、采用“太阳能平板玻璃房新结构”的玻璃房，造价低，且有很高的光通量；9、“太阳能平板玻璃房新结构”的玻璃房顶，即使遭自然灾害损坏也不会伤人，因为它与等面积的玻璃幕墙的采光顶轻很多倍，不仅自重轻，又有纵横张拉的高强度钢丝(镀铝锌防腐蚀)作为结构件，并且距迎晒层很近，掉下来还未产生明显的重力加速度就被迎晒台挡住了，而人始终在迎晒台底下面工作，所以安全。

附图说明

图1是本发明太阳能高效简易干燥器的纵向剖面全图；

图2是从房内向东南看到第一个迎晒台的下面结构和手拉升降机；

图3是手拉升降机的原理图；

图4是迎晒台的一角的人工调整单轴跟踪***的控制装置；

图5是从开启的密封门内侧安装着跟踪架，也是竹木框推入进行迎晒的地方；

图6是跟踪架的立体图；

图7是竹木框(即物料框)的端面图；

图8是跟踪架与竹木框的位置关系；

图9是木炭层空气预热室；

图10是太阳能高效简易干燥器的外形及局部剖视图。

具体实施方式

参见图1，数字1至8，每一个数字表示一个气门。晨、夕太阳不高时，空气预热室30的作用甚微，此时第二级预热的、手控调整跟踪的波纹面35起较好的作用，尤其它南北方向的波纹棱，可补偿因太阳过低、跟踪倾角达不到的缺陷(因为迎晒面跟踪倾角只能小于物料安息角，使物料不会滚落)。波纹面35是由薄金属皮制成，涂有光谱选择性涂层，它与迎晒台20的跟踪架一起跟踪。每一条波纹棱有两长条狭斜面形成，如方向朝东的双斜坡屋顶，屋顶的东坡总被太阳先照着；此时再给予一个跟踪角补偿，使早晨阳光几乎垂直于波纹面35的东坡棱面，更有光谱选择性涂层的作用，就驱动迎晒台20、21与房顶玻璃51之间的长斜坡气道热空气上升(烟囱效应)。由于迎晒台可跟踪也优先得到光照，以提早进行运作，直到临近傍晚为止。

空气预热室30的木炭层，可定期调整赤纬倾角，当太阳在高空时，进入木炭层光通量增加，木炭的深黑色及断裂粗糙面吸收阳光热量，加热通过的冷空气。室外空气进入气门1，沿预热室30、气门2，按箭头上升，如果停电，就开启气门3，让热空气排向天空，所以无电无风机驱动也能自动运作。

蓄热器57(如砾石)只在风机工作时能够运作。例如开动内燃机55或电动风机56(此刻关闭气门3)，让高温热空气部分经气门4进入蓄热器57，然后带有余热的气体经气门6到风干层59；同时从气门5出来的热空气经风干层58，进行风干物料，再汇合地面风干层59的空气参与风干(极大多数水果刚收摘，不能高温暴晒，宜先经过风干以保持成色、不绽裂)，当果品干燥到一定程度时，才高温曝晒，尤其在高温迎晒台21上进行曝晒，杀灭幼虫、虫卵和加速达到水份标准含量。

流经风干层58、59的余热废气，到分流板61时，分流板上面的气体较轻，温度高，经气门8上升到迎晒层参与再升温循环；在分流板61下面的废气较重、温度低，经气门7、废气道62排出室外。分流板61的迎气流的前半部分，能作向上、下偏转一角度的调整，更佳地分隔气流，(有点像飞机的升降舵，不过气流反向)。

玻璃房顶51的下面有南北向张拉的细钢丝52(上下各一层)，其南端穿过预热室30与室外的钢管三角架50固连，北端与钢筋混凝土夹层墙固连；薄膜53(分上下2层)，作为玻璃房顶下面的第二第三保温层，这二层薄膜能同时沿着各自的细钢丝52伸展复盖迎晒面，或收敛缩拢退回北端。它们移动靠北导轮54和南导轮在气门2的北侧(未画)，借助导轮绳和微电机(因画面太小未画)来驱动实现；晚上利用蓄热器57进行运作时，就得展开这两层保温层，即使阳光天、气温低、风大时也得用这两层高透明薄膜进行保温运作。

图1的60表示蓄热器57的一侧与玻璃房的边墙之间有一小型机动车道。在迎晒台20的北端连有隔气层36，迎晒台21的北端连有隔气层37，它们是耐热人造革与橡皮筋复合制成褶皱形的密封层，这如同褶皱的橡皮筋裤腰，并且可以大比例的伸缩，具有深黑色的粗糙面，它们也是迎晒面。当迎晒台下降时(按图中箭头和双点划线表示)，隔气层就伸展，但仍保持隔绝迎晒台上下的温差。

图1的40是手拉升降机，它是支撑迎晒台20(或21)升降调整赤纬倾角和便捷装卸物料的装置。图2中有它的立体图，为了看清摆轴O与摆块42是一体的，摆块42与套筒43固连，所以把撑杆座41画成断开，用双点划线连接。图3是升降机工作原理图，(摆块是出于制造工艺和形位公差精度而设的，所以在原理图中省略)，摆轴O在套筒43的中轴线并在撑杆座41中可自由转动，撑杆44在套筒43中能自由串动，撑杆的左端与迎晒台20用绞链销A绞链，迎晒台20以轴23与它的基座22绞链。现在在摆轴O上挂一手拉葫芦(在立体图中的45)，它的起重链46钩住撑杆44的B端(图3)，拉动升降链，使B向O靠近，则OA变长，撑住迎晒台20上升；反向拉升降链，使B与O远离，在迎晒台重力作用下降下。

该结构优点：很适合供电无保障地区，这种手拉升降机长时间的定位稳定性与电力丝杆升降机几乎一样，且结构极精简，造价很低。

图2，从迎晒台20下面向东南看，22是基座(有东、西各一个，图中只看到东面一个)，它用轴23与迎晒台绞链，并与升降机40形成三点支承迎晒台；24是开启的水平轴密封门，其余的密封门表示都关着；25是耐热塑料海绵密封条，以它的弹力抵紧迎晒台东、西两侧的玻璃墙面，当升降迎晒台时，密封条保持隔绝上下温差传递；26是保温膜，它松弛地粘贴在每一只跟踪架以下的迎晒台框架下面，保护迎晒台上下面的温差形成。

图4，从迎晒台的下方向东南看所看到的一角。20是迎晒台；20a轴座，焊在迎晒台框架下面；20b是长轴，是一根小钢管；20c是摇臂，它与长轴20b固连；20d是斜连杆，它的两端各用销轴与摇臂20c和摆杆27b活动绞链；20e是平连杆与各摆杆27b用销轴活动绞链。20g是张拉钢丝，提高框架刚度和承载力，(摆杆27b是焊在跟踪架27上，图5、图6)。从图4可知一根长轴20b通过摇臂20c连动整个迎晒台的三级(或四级)的斜连杆20d，平连杆20e；所以这一杆件***上任何方便之处装一手柄20f，就可操纵所有的摆杆27b进行同步摆动，这就达到了无电也可及时调整单轴跟踪之目的。

欲知调整程度如何，可用“立竿见影”法，如在手柄20f附近的密封门24，改成透明有机玻璃密封门(或全透明聚碳酸脂板，耐温120℃)，再在该门内的跟踪架上适当地方固定一小杆，使垂直于跟踪架的儿何平面，这样透过透明的密封门见到杆影位置，就明白调整的程度。本装置不属于聚焦跟踪，没必要精确跟踪，尤其在正午前后时刻即使80分钟不调整跟踪，也不会明显影响；曝晒的毕竟是立体物料，不是纯粹理论性的平面；但在晨、夕太阳较低时有一个跟踪倾角(等于物料安息角)迎向太阳是必要的；可维持这一倾角一直静止到阳光垂直于迎晒面为止(若是下午则静止到太阳临近下山)，在半上午到午前，在午后到半下午这一时间里，才进行频度较高的调整。

图5表示开启密封门24，门内就是跟踪架27，27a是轴套，27b是摆杆，20a是轴座，20g是张拉的钢丝，20K是半轴；图6是跟踪架27，27a是轴套，27b是摆杆，27c是中间纵管，27d是弧形钢管；图7是竹木框(即物料架)28的端面图，它的b＝75cm，长＝120cm，28a是中间纵向竹筋，它的凹弧面向下，正好与跟踪架27的中间钢管27c相吻合，可以像导轨似的滑动；竹木框的左右两处凹沿d，正好搁在跟踪架的左右两根27d弧形钢管上。

图8是跟踪架27和竹木框28的位置关系，27a是轴套，27b是摆杆，20h是迎晒台20的部分框架，20j是半轴安装板，20k是半轴。竹木框28在跟踪架27里装入时，先装入一只竹木框，再装第二只往里完全推入，也就是把第一只顶入到底了；卸料时开启密封门24，拉出外口一只竹木框，再用一根有钩头的短竹棒(长约75cm)，把里面一只钩出。此时最好把迎晒台降到低于水平状态卸料会轻松。

图9是空气预热室30，31是木炭层，32是竹木簾搁栅，它的南北向纵向铺的搁栅条，如像左手各手指***右手各指缝间交叉超合，这超合程度可拉开一点或超合得更拢一点，搁栅条以此原理来适应调整倾角时的面积变化。33是南玻璃墙，34是西玻璃墙，51是玻璃房顶，1是气门。

图10是太阳能高效简易干燥器外形及局部剖视。30是空气预热室，1是气门，50钢管三角架，51玻璃房顶，20迎晒台，63双层中隔玻璃墙，20k半轴，40升降机，45手拉葫芦，44撑杆，41撑杆座。

采用竹木框的优点：

1、与现有技术比较，用竹木框作为迎晒物料框和风干物料框而不用轮子，是利用竹与钢管摩擦力小的特性，省工省料，减轻自重；2、便于空框互相套入叠合，少占空间；3、山区人可就地取材，自己动手制作；4、装入物料后不论放在跟踪架内或地坪上，受力分布均匀，不易损坏；5、热容小，绝热不算差，自重轻；6、室内搬运物料时，可挟在腋下腰间。

Claims (8)

1.一种太阳能高效简易干燥器，其特征是：包括第一级空气预热、第二级空气预热、两个以上迎晒台、不用电的人工同步调控单轴跟踪***、连接迎晒台的隔气层、蓄热器、余热气的利用及废气外排装置，上述装置均安装在具有玻璃房顶的玻璃房内；在该迎晒台与玻璃房顶之间形成具有烟囱效应的长斜坡气道；从迎晒台下面向东南看，东、西两个基座用轴与迎晒台铰接，并与升降机(40)形成三点支承该迎晒台；在所述的迎晒台的北端连有隔气层，该隔气层连接数台迎晒台，形成长斜坡高温热气流层，强化烟囱效应，促进蒸发干燥；

不用电的人工同步调控单轴跟踪***包括跟踪架(27)、摆杆(27b)，摆杆(27b)焊在跟踪架(27)上，与该摆杆相连的有斜连杆(20d)、平连杆(20e)，斜连杆(20d)的另一端与摇臂(20c)活动绞链，该摇臂的另一端固连在长轴(20b)上，长轴(20b)的轴座(20a)焊在迎晒台的框架下面，长轴(20b)连动各级所有的跟踪架；

所述的第一级空气预热为位于所述的玻璃房顶下面最南端的空气预热室(30)；所述的第二级空气预热为波纹面(35)，该波纹面(35)与所述的跟踪架(27)一起单轴跟踪；

所述的升降机(40)的摆轴(O)固定在套筒(43)两侧，并能在撑杆座(41)中转动，套筒(43)中能自由串动的撑杆(44)的上端与所述的迎晒台铰接；在所述的摆轴(O)上挂一手拉葫芦(45)，手拉葫芦的起重链(46)钩住撑杆(44)的下端(B)，拉动升降链，使撑杆(44)的下端(B)向摆轴(O)靠近，使迎晒台上升；反之，迎晒台凭自重而下降。

2.根据权利要求1所述的太阳能高效简易干燥器，其特征是：在该空气预热室(30)内设有定期可调整纬度倾角的木炭层(31)，该木炭层(31)放置在竹木簾搁栅(32)上，其竹木簾搁栅中的搁栅条是南北向纵向铺设，像左手各手指***右手各指缝间交叉超合，这种超合两手拉开一点或超合得更拢一点，搁栅条利用这一原理来适应调整纬度倾角时的面积变化。

3.根据权利要求1所述的太阳能高效简易干燥器，其特征是：所述的波纹面(35)是由薄金属皮制成，上面有光谱选择性涂层。

4.根据权利要求1所述的太阳能高效简易干燥器，其特征是：所述的跟踪架(27)的底呈长矩形田字状，中间设有一根中间钢管(27c)兼作竹木框(28)推入或拉出时的导轨，该竹木框(28)作为物料框，在所述的长矩形的两侧各焊上弧形钢管(27d)兼作栏杆及导轨。

5.根据权利要求4所述的太阳能高效简易干燥器，其特征是：所述的竹木框(28)兼作曝晒和风干两用的容器，它底面纵向竹筋的凹弧面向下，并与所述的跟踪架(27)的中间钢管(27c)相吻合，起导轨作用；所述的竹木框(28)的左右框边的下面搁在跟踪架(27)的两根弧形钢管(27d)上，也起导轨作用。

6.根据权利要求1所述的太阳能高效简易干燥器，其特征是：所述的隔气层均能伸缩，还兼有迎晒面作用，并涂有吸收阳光的涂层或颜色，隔离迎晒台上下的温差的传导。

7.根据权利要求1所述的太阳能高效简易干燥器，其特征是：在所述的玻璃房北墙的房顶下有气门(3)，无电时就开启气门(3)，让相当强的热气流层排向天空，借此进行没有电的空气两级预热，进而沿途持续曝晒、升温和强化蒸发，使热空气沿着所述的长斜坡气道自动上升并排向天空，从而达到无电亦能高效运作的目的。

8.根据权利要求1所述的太阳能高效简易干燥器，其特征是：还包括分流板，分流板能上下偏转调节角度，更佳地分隔余热气体和废气，使余热气体回流再升温循环，废气排出室外。

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