188329. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hulladékhő hasznosítására arató-cséplőgépen (kombájnon)
A találmány tárgya eljárás hulladékhő hasznosítására arató-cséplőgépen (kombájnon) és berendezés az eljárás foganatosítására. A szemestermények a betakarítás időpontjában, mint ismeretes, általában magasabb nedvességtartalommal rendelkeznek, mint a tároláshoz megengedett nedvességtartalom. Jelenleg a tároláshoz szükséges nedvességtartalom- kb. 14 % - beállításához különböző típusú, nagy költséggel épült és a tüzelőolaj, valamint egyéb tüzelő anyagok árának emelkedése miatt egyre magasabb üzemeltetési költséggel fenntartható szárítóberendezéseket alkalmaznak. Az utóbbi időben a mezőgazdasági hulladékanyagok (kukoricaszár, szalma stb.) felhasználása előtérbe került, de ezeknek a viszonylag kis fűtőértékű anyagoknak a hasznosítása nagy költséggel járó kazán megépítését teszi szükségessé, ezen kívül a hulladékanyagot is nagy menynyiségben kell a szárítóhoz szállítani és ott tárolni. Ezek az anyagok, mint a szalma és kukoricaszár stb. ipari alapanyagként is felhasználhatók, tehát ezeket vétek elpocsékolni. Felismertük, hogy a körülményes és költséges szárítás arató-cséplőgépekkel (a továbbiakban: kombájn) betakarított szemcsterményeknél legalább részben megtakarítható, ha a kombájn motorjánál keletkezett hulladékhő egy részét használjuk fel szemszárításra, vagy legalábbis a szemek előmelegítésére, a víztartalomtól függően. Célul tűztük ki, hogy eljárást dolgozunk ki az említett hulladékhő minél nagyobb részének hasznosítására és berendezést alakítunk ki az eljárás foganatosítására. Feladatunkat azáltal valósítjuk meg, hogy a kombájnt — vagy már gyártásakor, vagy később, ha ez a gyártásánál nem történt meg — szemszárító berendezéssel szereljük fel és az eddig haszontalanul távozó kipufogó füstgázokat, ill. a motor hűtőventilátor által szállított meleg levegőt használjuk fel szemszárításra. Mint ismeretes, a diesel motorok hatásfoka csak ritkán éri el a 30%-ot és a befecskendezett tüzelőolaj 70 %-a nincs hasznosítva. A fenti eljárás foganatosítására alkalmas szárító adapter is a találmány tárgyát képezi. A hulladék energia hasznosítását indokolja az a körülmény is, hogy éppen a kombájn által learatott és elcsépelt magvak közvetlen tárolásra általában a magasabb víztartalom miatt nem alkalmasak. A szárító adapter többféle elrendezésben helyezhető fel a kombájnra, illetve maga a szárító adapter ugyancsak több kialakítási formát vehet fel, melynél a lényeg mindig az, hogy a hűtő ventilátor által szállított levegőt áramoltatjuk át a szemesterményen vagy annak valamely rétegén és/vagy a kipufogó csővezetékben áramló többszáz °C hőmérsékletű füstgázok hőjét megfelelő kialakítású hőcserélő beiktatásával, vagy a terménnyel közvetlenül érintkező felület útján használjuk ki szárításra, vagy a hőcserélőből nyert magasabb energiatartalmú füstgázmentes levegőt ugyancsak a szemesterményen vagy annak valamely rétegén áramoltatjuk át. Azáltal, hogy a termény hőmérsékletét megemeltük, az a nedvességtartalmának nagyrészét könnyebben leadja a környezetének, különösen akkor, ha alacsony relatív páíatartalniú, magas, 60—150 °C, célszerűen 90—120 °C hőmérsékletű levegőt áramoltatunk át a terményen és így az áramló levegő magasabb relatív páratartalommal távozik, mint amellyel befújtuk, s ezt a magasabb relatív páratartalmat a termények által leadott víz, ill. vízgőz elvonása eredményezte. Megjegyezzük, hogy alacsony páratartalmú levegő esetén már 50 °C alatti hőmérsékletű, sőt gyakorlatilag környezeti hőmérsékleten levő levegő is felhasználható, természetesen megfelelően kisebb hatásosság mellett. Az általunk példaképpen kialakított berendezés egy támasztó görgőkön, vezető gyűrűn gördülő többrétegű henger, melyben a hengerek koncentrikusan helyezkednek el, s a hengerek között különböző vezetésű csatornák helyezkednek el, melyek a hőszigetelés rétegét kivéve a hengerek palástfelületén elhelyezett, célszerűen spirális alakban feltekert tetszőleges szelvényű, térelválasztás célját szolgáló elemekből állnak. A spirál alakban elhelyezett csatornákban egymástól hermetikusan elválasztott rétegekben áramlik a füstgáz, ill. a levegő. Ez a felület a hőcserélő funkcióját tölti be. A füstgáz forgó hengerre történő vezetése egy, a középpontban - amely egyben a hengerek forgástengelyében fekszik - elhelyezett, például karimás, peremes cső útján történik, melyben a forgó csövek érintkezési felülete a külső tértől tömítő anyaggal van elszigetelve. A szemes termény a külső meghajtással rendelkező henger belső felületén spirálisan kialakított terelő lemezek segítségével a forgás következtében haladó, ill. gördülő mozgást végez, miközben fokozatosan felmelegszik. A hengerbe juttatáshoz bármely ismert szállító berendezés alkalmas, azonban célszerű a terményt rövid csúszda segítségével a hengerbe juttatni. A henger kimeneti oldalán a hengerekkel együtt forgó célszerűen lapátokkal rendelkező szállító berendezés kis túlemeléssel a csúszdára ju itatja a terményt, amely a csúszdából egy másik, ugyancsak forgó, belső felületén célszerűen spirálisan kiképzett forgó csatornával rendelkező perforált lemezhengerben folytatja az útját és a lemezhenger alsó részén, vagy oldalán a meleg levegő ismét átáramlik, s a szemek által leadott nedvességen kívül az esetlegesen könnyebb anyagokat, mint pl. a töreket, szalmát, léhát stb. a légáramlat magával sodoija, így jórészt elkerülhető különösen megfelelő perforálással rendelkező lemezhenger alkalmazásával az utólagos tisztítás. A perforáción áthulló tört magvak külön csatornába, vagy ha erre igény nincs, akkor a magtartályba kerülnek. A henger kialakítása a mag vezetése szempontjából különböző kialakítású lehet, így a belső felület is lehet bordázott, ezzel a magvak több ideig érintkeznek a hőátadó felülettel. Olyan kialakítás is alkalmazható, amelynél a henger eleve a hossztengely mentén hullámosított lemezből készül. Azért, hogy a mag tovább érintkezzen a hőátadó felülettel, a hossztengellyel párhuzamos tengelyű elfordítható a spirálok közé benyúló lebbenő lemezekkel rendelkező, esetleg vezérpályával szabályozott terelő lemez kialakítása is indokolt lehet. Vízszintes elrendezés esetén a koncentrikus hengerek között oda-vissza áramolhat a mag, ill. a füstgáz is az ellenkező (jobbos, balos) emelkedésű menetszerűen kialakított spirál lemezek segítségével, mely a dobbal együtt, vagy a dobtól függetlenül egy tengely körül elfordul. œ Egy másik megoldásnál a spirál lemezek tetszőleges szelvénnyel vannak kiképezve: például a szelvény üreges lehet és az üregben füstgázt áramoltatunk, avagy ha a magot továbbító spirál perforált felületű üreges szelvény, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
