JP2014092311A - 穀物乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の乾燥速度による穀物乾燥に加え、水分斑収束の取扱いにおいてもオペレータの意向を反映することができる穀物乾燥機を提供する。
【解決手段】穀物乾燥機は、乾燥速度候補の中から設定された乾燥速度（Ｖ０）により張込穀物の乾燥運転が可能に構成され、上記張込穀物の層別水分値測定手段（２０）と、測定された層別水分値の収束に要する循環時間（Ｈ）を算出する演算手段と、上記乾燥条件の表示手段（１３ａ）と、水分斑の取扱いのために選択可能な水分斑収束モードとを設け、この水分斑収束モードにより、乾燥時間が上記循環時間（Ｈ）以上となる範囲で乾燥速度（Ｖ１）の再設定とその表示を可能とするものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、貯留室に張込まれた穀物を乾燥部に循環させて順次熱風乾燥する穀物乾燥機に関するものである。

穀物乾燥機は、特許文献１の例の如く、穀物を貯留室に張込み、その穀物を乾燥部から再度貯留室まで１循環させる間に穀物層別の分布水分値検出を行い、その分布幅に基づいて水分斑収束に必要な循環時間を算出し、この循環時間に応じた乾燥速度によって所定の水分値まで乾燥運転を行うことにより、水分斑を所定の範囲内に抑えて一様な穀物乾燥を可能とするものである。

特開２００９−１５６４８１号公報

しかしながら、特許文献１による乾燥制御は、オペレータの意向に関係なく乾燥速度が設定されることから、オペレータにとって分かり難く、乾燥終了までの見通しが立たず、乾燥工程前後の作業の連係にも困難を来すという問題があった。

本発明は、所望の乾燥速度による穀物乾燥に加え、水分斑収束の乾燥制御においてもオペレータの意向を反映することができる穀物乾燥機を提供することにある。

請求項１に係る発明は、オペレータが設定した乾燥速度（Ｖ０）および張込量、到達水分値に基づいて、張込穀物を循環させつつ熱風乾燥する穀物乾燥機において、 上記張込穀物の層別水分値の測定手段（２０）と、測定された層別水分値の収束に要する循環時間（Ｈ）及び上記設定した乾燥速度（Ｖ０）から到達水分値に到達するまでの乾燥時間を算出する演算手段と、水分斑の収束を行うために選択可能な水分斑収束モードとを設け、この水分斑収束モードを選択すると、上記循環時間（Ｈ）以上となる乾燥時間に対応する水分斑収束用の乾燥速度（Ｖ１）に移行する共に、乾燥条件の表示手段（１３）に該乾燥速度の変更を表示することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記水分斑収束モードによる乾燥速度（Ｖ１）の設定は、設定可能な乾燥速度の速度域の中間速度以下の範囲に限ることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、オペレータが設定した乾燥速度（Ｖ０）および張込量、到達水分値に基づいて、張込穀物を循環させつつ熱風乾燥する穀物乾燥機において、上記張込穀物の層別水分値の測定手段（２０）と、測定された層別水分値の収束に要する循環時間（Ｈ）及び上記設定した乾燥速度（Ｖ０）から到達水分値に到達するまでの乾燥時間を算出する演算手段と、水分斑の収束を行うために選択可能な水分斑収束モードとを設け、この水分斑収束モードは、乾燥時間が上記循環時間（Ｈ）に最も近い乾燥速度（Ｖ２）を設定可能な乾燥速度の中から選定し、この乾燥速度（Ｖ２）による乾燥時間（Ｈ２）が上記循環時間（Ｈ）に満たない場合に、その不足時間（Ｋ）を熱風停止による通風循環することを特徴とする。

請求項１の発明により、所望の乾燥速度（Ｖ０）の設定によって張込穀物を乾燥することができ、また、オペレータによる水分斑収束モードの選択時は、層別水分値の測定手段（２０）と循環時間（Ｈ）の算出手段とにより、上記乾燥時間（Ｈ０）が上記循環時間（Ｈ）より短い場合に、乾燥時間が循環時間（Ｈ）以上となる範囲で乾燥速度（Ｖ１）を再設定することにより、その乾燥条件による穀物乾燥とともに表示手段（１３ａ）によって乾燥条件が表示されることから、オペレータの意向に沿う乾燥速度の設定を行いつつ、水分斑収束モードの選択時には水分斑解消のための乾燥速度に移行し、またその旨を表示することで、オペレータにとって乾燥条件が理解し易い。

請求項２の発明により、請求項１の効果に加え、設定可能な乾燥速度の速度域の中の高速域のものは、水分斑の収束に必要な循環時間（Ｈ）を満たさない可能性が高いので、水分斑収束モードを選択すると乾燥速度の速度域の中間速度以下の範囲に限定することにより、効率よく乾燥条件の選択が可能となる。

請求項３に係る発明により、水分斑収束のための循環時間に近い乾燥時間の乾燥速度（Ｖ２）を選定することから、穀物乾燥と水分斑収束とが近接範囲で終了し、また、選定された乾燥速度による乾燥時間が循環時間に満たない場合については、水分斑収束のための不足時間（Ｋ）の通風循環を付加することで、水分斑の収束が可能となる。従って、無用な乾燥時間の長時間化を回避しつつ、適切な水分斑の収束を行うことができる。

穀物乾燥機の正面図 穀物乾燥機の側断面図 制御盤見取図（ａ）およびタッチパネル表示例（ｂ） 制御構成ブロック図 乾燥運転制御のフローチャート 循環時間算出のフローチャート 水分むら層の区分例 測定回数区分の図表例 一巡測定と関係水分値の図表例 水分むら層の一巡測定値の例示グラフ

上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
穀物乾燥機は、その正面図および側断面図をそれぞれ図１、図２に示すように、その機枠１の内部に上から貯留室２、乾燥部３、集穀室４の順に形成し、その外周部に設けた昇降機５の駆動によって穀物を循環させながら、バーナ６の燃焼と吸引ファン７とにより発生する熱風を乾燥部３で浴びせて乾燥する公知の形態である。乾燥部３の穀物出口には正逆に回転しながら所定量の穀物を流下させる繰出しドラム８を備え、その繰出し穀物を昇降機５に通じる集穀室４の下部移送装置９に受け、昇降機５の上部側に接続する上部移送装置１０で貯留室２の拡散盤１１に供給することにより、張込み穀物が貯留室２の全面に均一に堆積貯留される。貯留室２に設けた張込量測定器２ａは、張込み穀物の堆積上面高さ位置を測定することにより張込量を把握することができる。

バーナ６および昇降機５をはじめとする穀物循環機構等は、運転制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶するメモリを備えるコンピュータによって行なわれる。即ち、操作盤１２には、その制御盤見取図を図３（ａ）に示すように、タッチパネル形態の設定表示部１３とデジタル表示部１３ａを設け、この表示部１３，１３ａの下縁に沿って押しボタン形態の運転スイッチ１４〜１７、及び緊急停止スイッチ１８等を配置して構成する。

設定表示部１３は、その拡大表示例を図３（ｂ）に示すように、穀物設定、張込量、水分設定、速度設定、乾燥モード、水分補正を選択操作する例であり、具体的には、上記速度設定は、「ふつう」を中心に、「おそい」「ややおそい」「ややはやい」「はやい」の５段階の乾燥速度から選択でき、上記乾燥モードは、速度設定の乾燥速度Ｖ０による「標準モード」、後述の水分斑収束の取扱いを含む「水分斑収束モード」等があり、合わせてガイドメッセージを表示する。

デジタル表示部１３ａは、乾燥指標となる温度、水分、残時間の３項目を切替式に英数字表示し、また、該当する場合は異常内容コード番号等を表示する。
運転スイッチ１４〜１７は、順に、張込・通風・乾燥・排出の各運転用スイッチである。

内蔵の制御部は操作盤１２のスイッチ情報や乾燥機の機枠１の各部に配設したセンサ類からの検出情報等を受けて所定の演算処理により、バーナ燃焼量の制御、穀物循環系の起動・停止制御、表示部１３，１３ａの表示内容制御等を行う。上記操作盤１２は、張込・乾燥・排出・通風の各設定のほか、タイマ増・減等を設定できる。

上記構成の穀物乾燥機について、その運転制御の大要を説明する。
上記穀物乾燥機は、貯留室２に張込まれた穀物を循環しつつ設定の乾燥速度Ｖ０に沿って乾燥部３に乾燥熱風を供給する乾燥運転により乾燥目標水分まで順次乾燥処理する後述の運転制御部１９を備えて構成される。この運転制御部１９は、貯留室２の張込み穀物を１循環させる間に張込量に応じた複数回の異なるタイミングで穀物の水分値を測定する一巡測定を行い、この一巡測定によって得られた張込み穀物の縦方向水分値分布からその水分むらの程度を把握し、この水分むらを穀物の循環によって所定幅内に収束するために要する収束時間である予定循環時間Ｈを算出し、この予定循環時間Ｈで乾燥目標水分に至る乾燥速度Ｖ１により乾燥運転を行う。

上記運転制御部１９により、張込み穀物の一巡測定によって得られた縦方向の水分むらに基づく予定循環時間Ｈについて乾燥目標水分まで乾燥運転をすることにより、水分むらの収束に必要な循環時間に応じて乾燥目標水分まで適切な運転制御が行われ、乾燥の仕上がりと同時に水分むらの収束が可能となる。

また、運転制御部１９は、予定循環時間Ｈが最緩速の乾燥速度Ｖ３によって定まる最緩速乾燥時間Ｈ３を越える場合に、両時間の差を補充循環のための通風循環時間Ｋとして通風状態で穀物を循環する通風運転を行う。

この場合、最緩速Ｖ３で乾燥目標水分値までの乾燥運転に通風循環時間Ｋに及ぶ通風運転を加えることによって必要な循環時間Ｈが確保されることから、乾燥時間の延長による過乾燥を招くことなく、通風運転によって水分むらの収束が可能となる。

以下において上記運転制御について詳細に説明する。
図４は上記制御のための制御構成ブロック図を示し、上記操作盤１２を有する制御ボックスに内蔵する運転制御部１９には上記スイッチ類およびタッチパネル１３からの設定情報のほか、水分計２０の検出情報、昇降機５の投出し部における穀物検出情報、熱風温度検出情報等が入力される。一方出力情報としては、バーナ６の燃焼系信号、例えば燃料供給信号，その流量制御信号、あるいは上下移送螺旋１０，９、昇降機５、ロータリバルブ（繰出バルブ）８等の穀物循環系モータ制御信号、吸引ファン７のモータ制御信号、操作盤１２への表示出力等がある。

（制御処理）
次に、上記構成の穀物乾燥機における運転制御部１９の制御処理について、フローチャートに沿って説明する。
穀物乾燥機の運転制御は、そのフローチャートを図５に示すように、張込運転制御を行う第１の処理ステップ（以下において、「Ｓ１」の如く略記する。）に続いて乾燥運転に入り、乾燥条件の各種設定（Ｓ２ａ）、乾燥開始（Ｓ２ｂ）を受けて乾燥モードの判定（Ｓ２ｃ）を行う。

乾燥モードの判定（Ｓ２ｃ）が「水分斑収束」でない場合は、設定による乾燥速度Ｖ０で乾燥制御（Ｓ３ａ，Ｓ３ｂ）し、目標水分値に到達した時点（Ｓ３ｃ）で乾燥を終了する（Ｓ３ｄ）。
乾燥モードの判定（Ｓ２ｃ）が「水分斑収束」であれば、水分斑検出による循環時間算出処理（Ｓ４ａ）により、水分斑の収束に必要な循環時間Ｈを算出する。その詳細な処理内容は、別掲のフローチャートにより後述する。

上記循環時間Ｈが算出されると、乾燥速度Ｖ０から算出される乾燥時間Ｈ０について上記循環時間Ｈに対する比較判定（Ｓ４ｂ）を行う。
この比較判定（Ｓ４ｂ）により、乾燥時間Ｈ０が上記循環時間Ｈより長い場合は、前記同様にその乾燥速度による乾燥制御（Ｓ３ｂ，Ｓ３ｄ）を行うことにより、設定の乾燥速度Ｖ０の終了により必要な循環時間Ｈを確保して水分斑の収束が可能となる。

また、比較判定（Ｓ４ｂ）により、上記乾燥時間Ｈ０が循環時間より短い場合は、乾燥時間Ｈ１が上記循環時間Ｈより長くなる乾燥速度からの再度の選択（Ｓ４ｃ）による乾燥速度Ｖ１を求め、その結果、最緩速の乾燥速度Ｖ３の選択によってもその乾燥時間Ｈ３についての比較判定（Ｓ４ｄ）が上記循環時間Ｈより短い場合、すなわち、最緩速による乾燥時間Ｈ３の終了による循環時間Ｈの不足分Ｋにより水分斑が収束されない場合にあっては、不足分Ｋの通風循環を追加（Ｓ４ｆ）する乾燥制御を行う制御部１９を構成する。
すなわち、水分斑収束モードを選択した場合に乾燥速度「ふつう」による乾燥時間と水分斑収束に必要な循環時間を比較し、循環時間が長い場合には「ややおそい」に移行して同様に乾燥時間と循環時間を比較し、最緩速（「おそい」）の乾燥時間でも循環時間より短い場合には、最緩速（「おそい」）の乾燥時間と循環時間との差を通風循環するものである。

上記通風循環は、上記循環時間Ｈが乾燥時間Ｈ３を超える場合に、半乾燥状態で、好ましくは、水分値が１８％の時点から、循環時間Ｈが乾燥時間Ｈ３を超える時間分の熱風停止を付加することにより、過剰な乾燥を招くことなく、大幅な水分斑を収束して所定の水分値まで穀物の乾燥を行うことができる。

上述の構成による運転制御部１９を備えて設定の乾燥速度Ｖ０で穀物を乾燥する穀物乾燥機は、張込穀物の層別水分値の測定手段２０と、測定された層別水分値の収束に要する循環時間Ｈを算出する演算手段と、乾燥条件の表示手段１２とを設け、水分斑収束に要する循環時間Ｈ以上の乾燥時間となる範囲で必要により設定した乾燥速度Ｖ１により熱風乾燥する水分斑収束モードを選択可能に設けることにより、所望の乾燥速度の選択によって張込穀物を乾燥することができ、また、水分斑収束モードの選択時は、循環時間Ｈ以上の乾燥時間となる範囲で乾燥速度Ｖ１が再設定されると、その乾燥条件による穀物乾燥とともに操作部１２の表示手段１３ａによって乾燥条件が表示されることから、オペレータの意向に沿う水分斑収束乾燥とともに新たな乾燥条件による作業の見通しを得ることができる。

この場合において、乾燥速度の速度域の高速域のものは、水分斑の収束に必要な循環時間Ｈを満たさない可能性が高いので、水分斑収束モードによる乾燥速度の再設定の際に、乾燥速度の速度域の中間速度以下の範囲に限定することにより、効率よく乾燥条件の選択が可能となる。
すなわち、オペレータが最初に乾燥速度を「ややはやい」又は「はやい」を設定した後に、水分斑収束モードを選択した場合には、まず乾燥速度「ふつう」に移行し、その乾燥時間と循環時間を比較（Ｓ４ｂ）し、後は、図５のフローチャートに沿って移行する。
または、オペレータが乾燥速度を設定する前に、水分斑収束モードを選択した場合には、乾燥速度は「ふつう」「ややおそい」「おそい」を選択可能とし、「ややはやい」「はやい」の高速領域の乾燥速度の選択を規制する構成としても良い。

また、他の乾燥運転制御例として、水分斑収束モードにおいて、乾燥時間が循環時間Ｈに最も近い乾燥速度Ｖ２を選定し、対応する乾燥時間Ｈ２が前記循環時間Ｈに満たない場合について、その不足分を熱風停止による通風循環として付加することを選択可能に構成することにより、乾燥の長時間化を回避することができるとともに、水分斑の取扱いについて状況に応じた対応が可能になる。

すなわち、乾燥時間が水分斑収束時間に最も近くなる乾燥速度を選定することにより穀物乾燥と水分斑収束とが殆ど同時期に終了することとなるので、穀物乾燥の終了時に水分斑が未収束となる場合において、水分斑収束のための通風循環の付加を選択した場合にあっても僅かな時間延長で水分斑の収束が可能となり、また、通風循環を付加することなく打切りの選択によって水分斑収束が未了であっても、水分斑は収束直前で小さく抑えられる。

上記水分斑の取扱いにおいて、乾燥速度を緩速側に切替えて循環時間Ｈを満たすようにすると、例えば、循環時間Ｈが２４ｈｒ、「ややはやい」に設定した乾燥速度Ｖ０による乾燥時間Ｈ０が２２ｈｒであり、この乾燥速度Ｖ０に代えて緩速側の「ふつう」に再設定した乾燥速度Ｖ１による乾燥時間Ｈ１が２９ｈｒである場合は、２ｈｒの通風循環を付加する方が、短時間で斑収束を図りつつ乾燥が終了することとなる。

このように、循環時間Ｈを満たすように乾燥速度を緩速側に切替えることによって乾燥の長時間化を招くことがあるので、上記のように、選定された乾燥速度について、通風循環の付加を選択可能にすることで、付加の有無のいずれについても、長時間化を回避しつつ、状況に応じた水分斑の取扱いが可能になる。
また、上記の通風循環の付加の代りに熱風温度を１〜２℃低下する補正を行う構成することによっても、上記同様に、長時間化を回避しつつ、状況に応じた水分斑の取扱いが可能になる。

（循環時間算出）
ここで、前述の循環時間の算出処理について詳細に説明する。
循環時間算出処理は、図７のフローチャートに示すように、穀物の張込停止と張込量の設定に代る張込量の検出までの前記張込運転（Ｓ１）に続く乾燥運転の開始から始る。乾燥運転は、モータ、バーナー類の起動（Ｓ３）の後、張込量に応じた水分むら測定回数（Ｓ４）を算出し、貯留室２の張込み穀物の水分むらの測定（Ｓ５）を行う。

水分むらは、例えば、図７の水分むら層の区分例のように、貯留室２の縦方向に積み重なる層別の水分値分布によって把握される。各層の水分の測定は、貯留室２の張込み穀物を機体内で１循環することによって測定することができるので、張込量に応じて設定した図８の測定回数区分の図表例に従い、穀物が一巡する間の所要時点で水分測定をする一巡測定による。

この一巡測定によって得られる層別水分値は、張込穀物量がＬＶ１０で測定回数が１２回（ＬＶ１は３箇所測定する）の例について説明すると、図９の一巡測定と関係水分値の図表例および図１０の例示グラフに示すように、各層につき標本３２粒の測定水分値の平均を各層の平均水分値Ｍｎとし、これら各測定区分の層ＬＶ１〜ＬＶ１０それぞれの水分値Ｍ１〜Ｍ１０を検出し、さらに各層平均水分値の平均を張込穀物全体の初期平均水分値（Ｍｓ）として検出する。そして、これら各測定区分の層ＬＶ１〜ＬＶ１０による水分値Ｍ１〜Ｍ１０の分布状態から、その水分むらを所定範囲内に収束するために必要な混合循環時間としての予定循環時間Ｈを算出（Ｓ６〜Ｓ８）する。

予定循環時間Ｈについて詳細に説明すると、まず、堆積層別の水分むら層個々の水分値Ｍ１，Ｍ２，…および初期平均水分値Ｍｓとの差（Ｍ１−Ｍｓ），（Ｍ２−Ｍｓ）…をそれぞれ算出（Ｓ６）する。そして、連続して隣接する層の総和の絶対値が一番大きい数字、すなわち、上記「差」のデータ並びについて同符号で隣接している範囲の和を算出し、これら各範囲の「和」の絶対値について一番大きいものを水分むら係数Ｘとする。この場合、層番号をｎ＝１，２，…とする一般形表示で表すと、個々の層ＬＶｎの水分値Ｍｎについて、同符号の連続範囲の（Ｍｎ−Ｍｓ）の和は絶対値で最大となる値である。この水分むら係数Ｘは、水分むらの程度を把握するための指標の一例である。

この水分むら係数Ｘと穀物種別と対応して得られる穀物定数Ａ（例えば、籾は１．４、小麦は２）とから、算式Ｘ／ＡＲ＜０．０１を満たす循環回数Ｒを算出（Ｓ７）し、この循環回数Ｒと張込量Ｗ、循環能力Ｂによって予定循環時間Ｈを算出（Ｓ８）する。

２ 貯留室
３ 乾燥部
４ 集穀室
５ 昇降機
６ バーナ
７ 吸引ファン
１２ 操作盤
１３ 設定表示部
１３ａ デジタル表示部
１９ 運転制御部
２０ 水分計
Ｈ 予定循環時間
Ｈ０ 設定乾燥時間
Ｈ１ 再設定乾燥時間
Ｈ２ 選定乾燥時間
Ｈ３ 最緩速乾燥時間
Ｋ 通風循環時間
Ｖ０ 設定乾燥速度
Ｖ１ 再選定乾燥速度
Ｖ２ 選定乾燥速度
Ｖ３ 最緩速乾燥速度

Claims (3)

1. オペレータが設定した乾燥速度（Ｖ０）および張込量、到達水分値に基づいて、張込穀物を循環させつつ熱風乾燥する穀物乾燥機において、
   上記張込穀物の層別水分値の測定手段（２０）と、測定された層別水分値の収束に要する循環時間（Ｈ）及び上記設定した乾燥速度（Ｖ０）から到達水分値に到達するまでの乾燥時間を算出する演算手段と、水分斑の収束を行うために選択可能な水分斑収束モードとを設け、この水分斑収束モードを選択すると、上記循環時間（Ｈ）以上となる乾燥時間に対応する水分斑収束用の乾燥速度（Ｖ１）に移行する共に、乾燥条件の表示手段（１３）に該乾燥速度の変更を表示することを特徴とする穀物乾燥機。
2. 前記水分斑収束モードによる乾燥速度（Ｖ１）の設定は、設定可能な乾燥速度の速度域の中間速度以下の範囲に限ることを特徴とする請求項１記載の穀物乾燥機。
3. オペレータが設定した乾燥速度（Ｖ０）および張込量、到達水分値に基づいて、張込穀物を循環させつつ熱風乾燥する穀物乾燥機において、
   上記張込穀物の層別水分値の測定手段（２０）と、測定された層別水分値の収束に要する循環時間（Ｈ）及び上記設定した乾燥速度（Ｖ０）から到達水分値に到達するまでの乾燥時間を算出する演算手段と、水分斑の収束を行うために選択可能な水分斑収束モードとを設け、この水分斑収束モードは、乾燥時間が上記循環時間（Ｈ）に最も近い乾燥速度（Ｖ２）を設定可能な乾燥速度の中から選定し、この乾燥速度（Ｖ２）による乾燥時間（Ｈ２）が上記循環時間（Ｈ）に満たない場合に、その不足時間（Ｋ）を熱風停止による通風循環することを特徴とする穀物乾燥機。

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