JP2005114238A5 - - Google Patents

Description

循環式穀物乾燥機

本発明は循環式の穀物乾燥機に関し、特に、穀物に乾燥用の熱風を通風する前に、穀物を予め加熱する加熱部を備えたものに関するものである。

従来、乾燥部の上方の調質タンク（穀物貯留部）内に前記加熱部を備えた循環式穀物乾燥機は、種種知られている。例えば特許文献１に開示された、前記調質タンクの中央に遠赤外線による加熱部を設けたものがあった。該加熱部は、横設した一本の風胴管（遠赤外線放射管）の一端にバーナを接続するとともに、前記風胴管の上方に穀物の流下用の案内板（分流体）を設けて構成されている。前記風胴管はバーナからの熱風によって加熱されて遠赤外線を放射し、前記加熱部の周囲を流下する穀物を加熱する。また、この特許文献１のものは、前記風胴管を通過した熱風を前記乾燥部に供給して乾燥用の熱風として用いるようになっている。

一方、特許文献２のものは、調質タンク内に複数の風胴管を千鳥状に横設するとともに、バーナからの熱風が前記風胴管の各一端に供給されるように構成されている。前記各風胴管はバーナからの熱風によって加熱され、加熱された前記風胴管の間を流下する穀物を加熱する。また、この特許文献２のものも、前記各風胴管を通過した熱風が前記乾燥部に供給されて乾燥用の熱風として用いられるようになっている。

上記特許文献１，２のものはいずれも、乾燥部に流下する穀粒は、予め加熱部で加熱されて穀粒の内部水分が粒表面側に移行しているので、穀粒の徐水（乾燥）効率がよい。
特開平９−７９７４８号公報 特開昭６２−９１７４号公報

ところで、前述の循環式穀物乾燥機には以下の問題点があった。すなわち、熱エネルギーの使用ロスの問題である。上述の循環式穀物乾燥機は、バーナで生成した熱風は先に加熱部で使用され、該加熱部で使用後の熱風を乾燥部に供給して乾燥風として使用するため、該乾燥部に供給される熱エネルギーは、加熱部で消費された以外の残りの熱エネルギーとなる。加熱部を備えたこの種の循環式穀物乾燥機は、乾燥部で必要とする熱エネルギーの方が加熱部で必要とする熱エネルギーよりも多く必要であるとの知見があるので、好ましくは、バーナで生成した熱風は先に乾燥部に供給して使用するべきであるが、現状はこのようになっていない。

本発明は、上記問題点にかんがみ、バーナで生成した熱風の熱エネルギーを効率よく使用することができる循環式穀物乾燥機を提供することを技術的課題としたものである。

上記課題を解決するため、請求項１では、
穀物を加熱する加熱部を備えた穀物貯留タンクと、熱風供給風胴を挟んだ両側に穀物流下層及び熱風排風胴をそれぞれ有し、穀物流下層の穀物を熱風通風によって乾燥する乾燥部とを重設してなる循環式穀物乾燥機において、前記乾燥部は、遠赤外線を放射する遠赤外線放射管を熱風供給風胴内に横設するとともに、熱風発生装置を前記遠赤外線放射管の熱風供給側に接続し、また、前記加熱部は加熱管を複数配設し、該各加熱管は、熱風供給側を前記遠赤外線放射管の熱風排出側と連通するとともに、熱風排出側を排風ファンに連通する、という技術的手段を講じた。
これにより、熱風発生装置で生成した熱風は、乾燥部の遠赤外線放射管を通過して遠赤外線放射管を加熱した後、加熱部に供給されて加熱管を加熱する。加熱部では、加熱された加熱管の近傍を流下する穀物を加熱して、穀粒の内部水分を表面側に移行し、また、乾燥部の穀物流下層を流下する穀物は、遠赤外線放射管から放射される遠赤外線の放射熱によって更に加熱されるとともに、熱風通風によって乾燥される。

また、請求項２では、前記遠赤外線放射管の熱風発生装置に接続する側には、熱風発生装置から供給された熱風を攪拌してその一部を熱風供給風胴内に排出する熱風攪拌部を配設する、という技術的手段を講じた。これにより、熱風発生装置で生成された熱風は、遠赤外線放射管の熱風攪拌部において攪拌されて温度が均一化され、その熱風は、一部が熱風供給風胴内に排出されて乾燥用の熱風となり、残りは遠赤外線放射管を加熱した後に前記加熱部に供給されて加熱管の加熱用の熱風となる。

さらに、請求項３では、前記遠赤外線放射管内における熱風攪拌部に後続する部位には、遠赤外線放射管の温度を均一にする管路温度均一化手段を配設する、という技術的手段を講じた。これにより、管路温度均一化手段によって遠赤外線放射管の温度が均一化され、穀物流下層を流下する穀物をより均一に加熱することができる。

また、請求項４では、前記遠赤外線放射管の熱風排出側は、遠赤外線放射管の断面積よりも小さい断面積の管路を接続する、という技術的手段を講じた。これにより、前記加熱部に供給される熱風量は、前記管路により、熱風発生装置から乾燥部に供給される全量よりも制限された量となる。よって、乾燥部で必要な熱エネルギーを確実に確保することができる。また、請求項５において、前記遠赤外線放射管をまっすぐな形状とすることにより、乾燥部が大型化することがない。

本発明によれば、加熱部を備えた循環式穀物乾燥機において、熱風発生装置で生成した熱風を乾燥部で先に使用し、この後に加熱部で使用することができるので、熱風発生装置で生成した熱風の熱エネルギーを効率よく使用することができる。また、乾燥部（遠赤外線放射管）から加熱部（加熱管）に供給する熱風量の調節（低減）も行うので、乾燥部で必要な熱エネルギーは確実に確保できる。さらに、前記乾燥部の熱風供給風胴内には遠赤外線放射管を横設したので、乾燥部と加熱部の両方で遠赤外線の放射熱を穀物に当てることができ、乾燥効率が向上する。また、遠赤外線放射管はまっすぐな形状なので、乾燥部が大型化することがなく、循環式穀物乾燥機も大型化することもない。

以下、本発明の最良の実施の形態を説明する。本発明の循環式穀物乾燥機１について、その前側と後側の各斜視図を図１及び図２に示す。循環式穀物乾燥機１は、上部に穀物貯留部２、中部に加熱部３、下部に乾燥部４を順次重設する。循環式穀物乾燥機１の前側（図１における左側）の側面には、コントロールボックス５、熱風発生装置６及び昇降機７を配設する。該昇降機７は、供給側が前記乾燥部４の下方に配設された下部スクリュー１７（後述）の排出側と連通し、排出側が前記穀物貯留部２の上部搬送装置８の供給側と連通する。循環式穀物乾燥機１の後側（図２における左側）の側面には、排風ファン９を配設する。前記コントロールボックス５には、穀物の張込量や目標乾燥水分値などの乾燥条件を設定する乾燥条件設定部や、運転開始や停止の各ボタンなどを備えた運転操作部５ａを構成する。

次に図３、図４及び図５を参照しながら循環式穀物乾燥機１の内部構造を説明する。図３は循環式穀物乾燥機１の前側から見た縦断面図を示し、図４は循環式穀物乾燥機１の後側から見た縦断面図を示し、図５は循環式穀物乾燥機１の側面から見た縦断面図を示す。

前記加熱部３は穀物貯留部２の下部に、複数の加熱管１０を、循環式穀物乾燥機１の前側から後側にその長手方向を向けてかつ、互いに間隔を空けて横列に横設する。また、加熱管１０の下方にも加熱管１１を、後述する熱風供給風胴１３を挟んで左右に一対横設する。加熱管１０、１１の縦断面の上部は先尖り形状とし、穀物の流下を案内する。なお、加熱管１１において、縦断面の下部は、加熱管１０，１１を通過した熱風を前記排風ファン９に導く排風管（管路）１２であり、その側面は多孔壁１２ａで構成してある。

前記乾燥部４には前記熱風供給風胴１３を加熱管１０，１１と同じ向きで横設する。熱風供給風胴１３の左右の側壁は多孔壁１３ａで構成する。この多孔壁１３ａの更なる各側方には、この多孔壁１３ａと所定間隔を空けて多孔壁14を対設し、穀物流下層１５を構成する。多孔壁14の更に側方には、熱風排風胴１６を形成する。左右の穀物流下層１５は、その各下端がロータリーバルブ１９に連通するように傾斜状に形成してある。

前記熱風供給風胴１３内には、まっすぐな遠赤外線放射管２１を横設する。該
遠赤外線放射管２１の一方側は熱風発生装置６のバーナ６ａを接続し、他方側は前記加熱管１０，１１に連通した風路２２を接続する。前記加熱管１０，１１の熱風排出側（穀物乾燥機１の前側（図１における左側）は、前記風路１０ａを介して前記排風管１２の供給側と連通する。また、遠赤外線放射管２１の上面には、該遠赤外線放射管２１上への夾雑物の堆積を防止する傘部２１ｂである。なお、熱風供給風胴１３のバーナ６ａ側には、外気取り入れ口１３ｂを設ける。

前記遠赤外線放射管２１の詳細構造を図５、図６及び図７に示す。遠赤外線放射管２１には熱風攪拌部２３と管路温度均一化手段２４を構成する。遠赤外線放射管２１は管本体２１ａを有し、表面には加熱によって遠赤外線を放射する公知の塗料が塗布してある。前記熱風攪拌部２３は、遠赤外線放射管２１の管本体２１ａにおけるバーナ６ａに接続する側の端部に配設し、バーナ６ａの熱風供給側の先端部を内在して構成する。そして、熱風攪拌部２３は、バーナ６ａにおける熱風供給開口部６ｂと所定の距離をおいた位置に対設した、前記管本体２１ａの直径よりも小さい円板２５を有する（図７のＡ参照）。また、前記熱風供給開口部６ｂの周囲における管本体２１の全周には、開口部２６を構成するとともに、該開口部２６と熱風供給風胴１３とを連通する屈曲流路２７を配設する。該屈曲流路２７は、狭い流路にする方が熱風の攪拌作用が高まるので、より好ましい。一方、管路温度均一化手段２４は、管本体２１ａ内の長手方向の中央位置に、間隔をおいて順次配設した円板２８及び円板２９で構成する。円板２８は円板状で中央に開口部２８ａが形成してある（図７のＢ参照）。円板２９も円板状でかつ、前記管本体２１ａの直径よりも直径を小さくして形成してある（図７のＣ参照）。また、管本体２１ａの熱風排出側２１ｃは、前記管本体２１ａの断面積よりも風路面積が小さい前記風路２２を接続する。この風路面積の調整によって、前記加熱管１０，１１に供給する熱風量の調節が可能となる。また、風路２２に熱風量の調節板等を設けてもよい。このようにして、前記加熱部１０，１１への熱風調整手段２２ａを形成する。なお、熱風攪拌部２３から熱風が排出される部位には、２つの熱風温度センサー３１，３２が配設してある。なお、図７の（Ａ）に示す符号２５ｃ及び図７の（Ｃ）に示す符号２９ｂは、円板２５，２９を管本体２１ａにそれぞれ接続する接続板である。

前記ロータリーバルブ１９の下方には、下部スクリュー１７と漏斗状の集穀底板１８とで構成した集穀部２０を構成する。

前記熱風排風胴１６の排風ファン９側に設けた開口部１６ａ及び前記排風管１２の熱風排風側は、排風ボックス９ａを介して排風ファン９に連通させてある。なお、図２に示すように、前記風路２２はカバー３０によって覆ってある。

前記コントロールボックス５内には制御手段３３が配設してある。該制御手段は図８に示すように、中央演算部（以下、「ＣＰＵ」という）３４を有し、該ＣＰＵ３４に対して、読み出し専用記憶部（以下、「ＲＯＭ」という）３５、読み出し・書き込み兼用記憶部（以下、「ＲＡＭ」という）３６及び入出力回路（以下、「Ｉ／Ｏ」という）３７が接続する。またＩ／Ｏ３７には、熱風発生装置６、熱風温度センサー３１，３２、昇降機７、ロータリーバルブ１９、排風ファン９、下部スクリュー１７、上部搬送装置８、水分計４２及び運転操作部５ａが接続する。前記ＲＯＭ３５には、各部の制御を行うプログラムを内蔵する。

次に本発明の作用を説明する。穀物の張込を終えた循環式穀物乾燥機１の乾燥運転は、運転操作部５ａにおいて、穀物の張込量や目標乾燥水分値などの乾燥条件を設定し、乾燥運転を押すことによってスタートする。これにより、昇降機７、ロータリーバルブ１９、排風ファン９、下部スクリュー１７及び上部搬送装置８などが駆動を開始し、当該循環式穀物乾燥機１内において穀物の循環が開始される。また、熱風発生装置６も制御手段３３からの制御信号によって駆動を開始し、バーナ６ａを着火するとともにバーナファン（図示せず）を駆動する。バーナ６ａの燃焼レベルは運転当初、運転開始前に設定した張込量と目標乾燥水分値に基づいて所定レベルとされ、以後は前記熱風温度センサー３１，３２で検出する熱風温度が所定の熱風温度となるように制御される。前記熱風温度センサーを符号３１，３２と２つ設けたのは、両方の検出値から平均値を求めるためであり、また、万一、一方の熱風温度センサーが駄目になったときに残りの方で温度測定ができるようにしたためである。

前記バーナ６ａから供給される熱風は、遠赤外線放射管２１の熱風攪拌部２３に供給され、前記円板２５に衝突して熱風供給開口部６ｂの周囲に跳ね返った後、前記屈曲流路２７を通過して熱風供給風胴１３内に供給される。このように、円板２５への衝突と前記屈曲流路２７の通過によって熱風は、攪拌作用を受けて均一な温度となる。熱風供給風胴１３内に供給された熱風は、前記外気取り入れ口１３ｂからの外気と混合されて乾燥用の熱風となり、前記穀物流下層１５を通風する。また、バーナ６ａの熱風供給側を熱風攪拌部２３に内在したので、バーナ6ａの燃焼音の消音効果を奏する。バーナ６ａから熱風攪拌部２３に供給された熱風の一部は、前記開口部２５ａを通って前記管路温度均一化手段２４に向かう。該管路温度均一化手段２４に供給された熱風は、円板２８に衝突して管本体２１ａに当たるほか開口部２８ａを通過する。該開口部２８ａを通過した熱風は、円板２９に衝突して管本体２１ａに当たり、さらに前記風路２２に向かう。このように熱風が円板２８，２９に衝突して通過することによって、熱風が管本体２１ａに当たる回数が、管路体２１ａの長手方向の中間部以降の部位において増えるので、管本体２１ａの全体温度が均一化される。前記風路２２に向かう熱風は、前記風路２２の断面積が管本体２１の断面積よいも小さいので、加熱管１０，１１に供給する熱風量が制限される。これにより、加熱管１０，１１に供給する熱風量は、バーナ６ａ（熱風発生装置６）から乾燥部４に供給される全量よりも制限された量となるので、乾燥部４で必要な熱エネルギーを確実に確保することができる。以上のように、熱風供給風胴１３において温度が均一化された熱風及び、遠赤外線放射管２１から放射される遠赤外線の放射熱等によって、穀物流下層１５を流下する穀物は加熱及び熱風通風されて乾燥される。

前記加熱管１０，１１は前記風路２２から供給された熱風によって加熱され、当該加熱管１０，１１と接触又は周辺を流下する穀物を加熱する。加熱された加熱管１０，１１からは、遠赤外線による放射熱も放射されるので、遠赤外線放射熱を受けた穀粒は、内部水分が穀粒の表面側に移行される。これにより、乾燥部４での穀物の除水（乾燥）が効率よく行われる。前記加熱管１０，１１から排出された熱風は前記風路１０ａを通って前記排風管１２に供給され、前記排風ボックス９ａへの排風と、多孔壁１２ａから穀物流下層１５を介しての熱風排風胴１６への排風とに分かれ、最終的に排風ファン９から排出される。

以下、遠赤外線放射管２１の管路温度均一化手段２４の変形例を述べる（図９）。まず図９（Ａ）は、全周に複数の孔３７を形成した内管３８を管本体２１ａ内に設けた例である。前記孔３７の開口面積は、バーナ６ａ側から熱風排出側２１ｃに向かって徐徐に小さくしてある。また前記円板２５は、中央に開口部３９を設けた円板４０に換える。図９（Ａ）は以上の構成により、前記開口部３９から内筒３８に供給された熱風が、熱風排風側２１ｂに進むに連れて孔３７から通過し難い状態になるので、内筒３８内で熱風の滞留が生じる。したがって、熱風排風側２１ｂの熱風の滞留による加熱と、バーナ６ａ側においての、開口面積が大きい孔３７を通風して管本体２１ａに当接する加熱とのバランスがとれることにより、管本体２１ａの温度均一化が図れる。

次に図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）の例は、バーナ６ａからの熱風を、熱風排出側２１ｃとバーナ６ａ側との間を往復するように往復流路４１を形成したものである。これにより、熱風が管本体２１ａの長手方向の全体において往復するので、管本体２１ａの温度均一化が図れる。

以上のように本発明の循環式穀物乾燥機１は、バーナ６ａで生成した熱風を先に乾燥部４（遠赤外線放射管２１）に供給して使用した後、その熱風を加熱部３で必要な熱エネルギーを満たすだけ調節（低減）して加熱管１０，１１に供給するので、熱風の熱エネルギーの使用ロスが減少できる。また、加熱部３と乾燥部４の両方で遠赤外線の放射熱を穀物に当てることができるので、乾燥効率も向上する。さらには、乾燥部４に形成する遠赤外線照射装置を、熱風供給風胴１３内に横設できるようなまっすぐな遠赤外線放射管２１としたので、乾燥部３の大きさが従来のものと変わらず、乾燥機自体が大型化することがない。また、上述の乾燥効率の向上の効果により、容量を下げた安価な排風ファン９を使用したり、加熱管１０の本数を減らしたりして、乾燥効率は従来と同等でコスト低減した循環式穀物乾燥機を構成することも可能である。

循環式穀物乾燥機の前側からの斜視図である。 循環式穀物乾燥機の後側からの斜視図である。 循環式穀物乾燥機の前側からの縦断面図である。 循環式穀物乾燥機の後側からの縦断面図である。 循環式穀物乾燥機の側縦断面図である。 遠赤外線放射管の側縦断面図である。 遠赤外線放射管に設けた円板と管本体との関係を示す、正面から見た断面図である。 制御手段のブロック図である。 遠赤外線放射管の変形例を示す側縦断面図である。

符号の説明

１ 循環式穀物乾燥機
２ 穀物貯留部
３ 加熱部
４ 乾燥部
５ コントロールボックス
５ａ 運転操作部
６ 熱風発生装置
６ａ バーナ
６ｂ 熱風供給開口部
７ 昇降機
８ 上部搬送装置
９ 排風ファン
９ａ 排風ボックス
１０ 加熱管
１０ａ 風路
１１ 加熱管
１２ 排風管
１２ａ 多孔壁
１３ 熱風供給風胴
１３ａ 多孔壁
１３ｂ 外気取り入れ口
１４ 多孔壁
１５ 穀物流下層
１６ 熱風排風胴
１６ａ 開口部
１７ 下部スクリュー
１８ 集穀底板
１９ ロータリーバルブ
２０ 集穀部
２１ 遠赤外線放射管
２１ａ 管本体
２１ｂ 傘部
２１ｃ 熱風排出側
２２ 風路
２２ａ 熱風調整手段
２３ 熱風攪拌部
２４ 管路温度均一化手段
２５ 円板
２５ａ 開口部
２５ｃ 接続板
２６ 開口部
２７ 屈曲流路
２８ 円板
２８ａ 開口部
２９ 円板
２９ｂ 接続板
３０ カバー
３１ 熱風温度センサー
３２ 熱風温度センサー
３３ 制御手段（Ｉ／Ｏ）
３４ 中央演算部（ＣＰＵ）
３５ 読み出し専用記憶部（ＲＯＭ）
３６ 読み出し・書き込み兼用記憶部（）
３７ 孔
３８ 内管
３９ 開口部
４０ 円板
４１ 往復流路
４２ 水分計