JP4362673B2 - 循環式穀物乾燥機の排出バルブ制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穀物、例えば、籾（もみ）や麦などを乾燥させるための循環式穀物乾燥機に関し、より詳しくは、排出バルブの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の循環式穀物乾燥機は、穀物の貯留部、穀物に熱風を送風する乾燥部及び穀物を乾燥機外に排出する排出部を順次重設した乾燥機本体と、前記排出部と接続して穀物を前記貯留部に還流させる昇降機と、穀物の水分値を測定する水分計となどから構成されている。前記排出部には、乾燥部からの穀物を下方に繰り出す排出バルブと、該排出バルブから繰り出された穀物を前記昇降機の下部に搬送するスクリューとが設けられており、前記排出バルブの作動は、乾燥機の制御部によって制御されている。このような循環式穀物乾燥機は、乾燥運転が開始されると、穀物は、乾燥機本体内を循環され、前記乾燥部を通過する際に熱風を受けて乾燥され、穀物水分値が予め設定した所定水分値になるまで乾燥機本体内を循環される。
【０００３】
前記循環式穀物乾燥機において、乾燥運転中、穀物水分値が高いほど循環速度を速くするように排出バルブの制御を行うものが、例えば、特開平１−２３０９７７号公報に開示されている。これによると、高水分値の穀物は、熱風によって必要以上の熱量を受けた場合、穀物の温度上昇による変質が懸念されることから、穀物水分値が高いときには、排出バルブの作動時間を長くすることにより循環速度を速くして乾燥部で熱風を受ける時間を短くするようにして、穀物の変質による食味の低下を防止するようにする、と示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この循環式穀物乾燥機においては、穀物水分値が低くなるに従って循環速度が遅くなるため、次のような問題が懸念される。循環速度を遅くすると、穀物が前記乾燥部を通過する時間が長くなり、当該穀物は熱風を受ける時間が長くなる。穀物水分値が低い約１８％以下の穀物を更に乾燥するときにおいては、胴割れ発生防止のため乾減率を例えば時間当たり約０．６％以下と小さ目に設定するが、熱風を穀物に長時間送風すると、穀物の表層と内部との水分差が大きくなり、胴割れを発生させる懸念がある。このため、熱風温度を下げて乾減率を更に小さく設定することで、穀物の表層と内部との水分差を小さくし、胴割れの発生を防ぐことはできた。しかし、これでは仕上がり水分値までの乾燥時間が長くなることになり好ましくない。
【０００５】
本発明は、上記問題にかんがみ、穀物水分値が低い約１８％以下の穀物を更に乾燥するとき、胴割れによる穀物品質の低下を防止し、乾燥時間も従来と同等の時間で行う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するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、
請求項１によれば、
穀物を貯留する貯留部と、
熱風を送風して穀物を乾燥する乾燥部と、
該乾燥部の穀物を下方に繰り出す排出バルブを備えるとともに繰り出された穀物を乾燥機外に排出する排出部と、を順次重設し、
該排出部から排出された穀物を前記貯留部に還流する還流部と、
熱風を発生させて前記乾燥部に当該熱風を供給する熱風発生部と、
穀物水分を検出する水分検出部と、
該水分検出部の検出値に基づいて前記排出バルブ及び熱風発生部の制御を行う制御部と、を備えた循環式穀物乾燥機において、
乾燥運転中において、前記水分検出部の検出値が穀物水分値の低下に伴って所定の水分値になった時点ごとに、前記排出バルブの作動を制御して穀物循環速度を段階的に速くするとともに、熱風発生部を制御して乾燥部に供給する熱風の温度も段階的に低くして乾減率を任意の乾減率で徐徐に小さくする、という技術的手段を講じた。
【０００７】
これにより、乾燥運転中、前記水分検出部の検出値が低くなるに従って、穀物が乾燥部を通過する時間は短時間となり、また、穀物に送風される熱風温度は水分値が大きいときの熱風温度に比べて低くなり、さらに、乾燥部において穀物が流下する位置が循環するごとに異なるという作用が生じる。水分検出値が低い１８％以下の穀物の乾燥においては、低温熱風が短時間送風されるため１循環での乾減率が従来よりも小さくなり、また、循環するごとに乾燥部において穀物が流下する位置が異なるので穀物に均一に熱風を送風できるため、穀物の表層と内部とにおいて胴割れを発生させるほどの水分差が生じることがない。よって、胴割れによる穀物品質の低下を防止することができる。また、従来と同じ任意の乾減率となるように循環速度を速くして循環回数を増やし、また、熱風温度も制御しているので、乾燥時間を従来と同様にすることができる。
【０００８】
【０００９】
また、請求項２により、
前記排出バルブの作動制御を間欠作動させるとともに、前記水分検出部の検出値が所定の検出値になった時点ごとに１回の作動時間を長く、かつ停止時間を短く作動させるように制御することにより、穀物水分値が低くなるほど穀物の循環速度を速くすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明による好適な実施例を図１〜図４により説明する。図１は、穀物乾燥機の一部を破断した正面図である。図２は、同乾燥機の一部を破断した側面図である。図３は、同穀物乾燥機の乾燥部の平断面図である。図４は、同乾燥機の制御ブロック図である。符号１で示す穀物乾燥機１は、上部から穀物を貯留する貯留タンク２と、送風路３と排風路４及び前記貯留タンク２に接続した穀物流下槽５とが、前側Ａと後側Ｂとにかけて配された複数の有孔板６で仕切られて形成された乾燥部７と、該乾燥部７の穀物流下槽５に接続され傾斜した無孔板５ｂを介して穀物を間欠排出させる排出バルブ８と排出した穀物を横搬送するスクリューコンベア９とからなる排出部１０とが順次重設してある。さらに、排出部１０と貯留タンク２とはバケットコンベア１１及スクリューコンベア４３とからなる還流部を介して接続されており、穀物は貯留タンク２から乾燥部７、そして乾燥部７から排出部１０を経て前記還流部１１，４３により再び貯留タンク２へ投入され循環を繰り返すものである。なお、バケットコンベア１１の上部には、バケットコンベアモータ２５ｃが備えてある。
【００１１】
また、前記貯留タンク２の下部には、複数の通風管１２を前後方向に架設して形成された加熱部１３を備えてある。穀物乾燥機１の乾燥部７の前側Ａ下部には、灯油を燃料として燃焼するバーナー装置（熱風発生部）１４が設けてある。さらに穀物乾燥機１の後側Ｂには、前記排風路４に接続した排風ファン２０が備えてある。該排風ファン２０には、ファンモータ２５ａが装備されている。前記バーナー装置１４と複数の通風管１２とは、前風路１５を介して接続してあり、一方、複数の通風路１２の穀物乾燥機１の後側Ｂと送風路３とは後風路１６を介して接続してある。該後風路１６には、各通風路１２を通過した熱風に外気を混合させて当該熱風温度を低下させるための外気取入口１７が備えてあるとともに、前記乾燥部７の送風路３に導入される熱風の温度を検出する熱風温度センサー２１が備えてある。前記バーナー装置１４で発生させた加熱風は、前記排風ファン２０の吸引作用によって、前記前風路１５、各通風管１２及び後風路１６介して前記送風路３に入り、この後、穀物流下層５及び排風路４を介して排風ファン２０から穀物乾燥機１外部に排風されるようになっている。前記バケットコンベア１１の側部には穀物の水分値を検出する水分計１８が備えてある。穀物乾燥機１の前側Ａには制御部２２が設けてあり、該制御部２２は、前記水分計１８、熱風温度センサー２１、バーナー装置１４、及び排出バルブ８を駆動させる取り出し部モータ２５ｂのそれぞれに接続してあり、前記水分検出部１８が検出した穀物の水分値に応じてバーナー装置１４及び排出バルブ８の制御を行う。なお、排出バルブ８は、間欠的に駆動するように制御される。
【００１２】
次に、図４を参照しながら、穀物乾燥機１の制御ブロック図を説明する。前記制御部２２は、ＣＰＵ２２ｂを中心とし、該ＣＰＵ２２ｂに接続した入出力ポート２２a、読み出し専用の記憶部（以下「ＲＯＭ」という。）２２ｃ及び書き込み・読み込み用の記憶部（以下「ＲＡＭ」という）２２ｄから構成してある。前記ＲＯＭ２２ｃには、後述する運転プログラムのほか、排出バルブオンタイムＲや熱風目標温度Ｈが予め記憶してある。前記入出力ポート２２aには、Ａ／Ｄ変換器２３を介して前記熱風温度センサー２１が、Ａ／Ｄ変換器２４を介して前記水分計１８がそれぞれ接続してある。また、前記入出力ポート２２aには、バーナー装置１４が接続してあるほか、モータ駆動回路２５を介してファンモータ２５ａ、取り出し部モータ２５ｂ及びバケットコンベアモータ２５ｃが接続してあり、さらに、入力部２９も接続してある。該入力部２９には、張り込み量を設定する張り込み設定スイッチ２９ａ、仕上がり水分を設定する水分設定スイッチ２９ｂ、張り込みを開始する張り込みボタン２９ｃ、乾燥を開始する乾燥ボタン２９ｄ及び穀物を排出する排出ボタン２９ｅ等が備えてある。
【００１３】
前記ＲＯＭ２２ｃには、運転プログラム等が予め記憶してある。
【００１４】
次に、上記穀物乾燥機１の作用について、図５に示した運転プログラムを基にしながら説明する。穀物乾燥機１の電源をＯＮにすると（ステップ１）、前記ＣＰＵ２２ｂは、ＲＯＭ２２ｃに記憶された運転プログラム、を読み出して実行を開始し、熱風目標温度Ｈ、排出バルブオンタイムＲ及びカウントＣのそれぞれに０（ゼロ）を入力する（スッテップ２）。次に、穀物を乾燥機に張込む（図示せず）。この後、張込量Ｗ及び仕上水分値Ｓ１をそれぞれ前記張り込み設定スイッチ２９ａ及び水分設定スイッチ２９ｂで設定する（ステップ３，４）。スッテップ５では、熱風目標温度Ｈの初期値設定が行われる。この熱風目標温度Ｈの初期値設定は、前記張込量Ｗと、外気温度センサー（図示せず）の値に基づいた予め設定された温度が設定される。
【００１５】
乾燥ボタン２９ｄをＯＮにすると（スッテップ６）、排出バルブオンタイムＲの初期値設定が行われる（スッテップ７）。この初期値は、所定の値（時間）とし、後に設定されるまでの暫定的な値とするものである。この後、ファンモータ２５ａ、取り出し部モータ２５ｂ及びバケットコンベアモータ２５ｃをそれぞれ駆動開始させ（スッテップ８）、排風ファン２０、排出バルブ８、スクリューコンベア９，４３及びバケットコンベア１１が作動開始する。次に、前記バーナー装置１４を点火させて熱風を発生させ（スッテップ９）、該熱風は、前述のように各通風管１２、送風路３、穀物流下層５及び排風路４を介して排風ファン２０から乾燥機１の外部に排風される。次に、水分計１８によって穀物の水分値Ｓ2を検出する（ステップ１０）。
【００１６】
次のステップ１１では、検出された水分値Ｓ２に基づいて、排出バルブオンタイムＲを設定し直す（ステップ１１）。この排出バルブオンタイムＲの設定は、ＲＯＭ２２ｃに予め設定された排出バルブオンタイムＲに基づいて行うものであり、穀物が籾の場合における一例を図６に示す。図６には、張込量Ｗが最高レベルにおける水分値Ｓ２に対応した排出バルブオンタイムＲの設定時間が示してある。この図６によると、３０秒間を１サイクルとしてこの間に駆動する排出バルブオンタイムＲは、水分値Ｓ２が２４％以上のときは１６秒、水分値Ｓ２が２０％以上２４％未満のときは１８秒、水分値Ｓ２が１８％以上２０％未満のときは２１秒、水分値Ｓ２が１４％以上１８％未満のときは２５秒とする。この各水分値Ｓ２における排出バルブオンタイムＲの設定値については、後述する熱風目標温度Ｈをも考慮し、各水分値に応じて設定する任意の乾減率となるような値が設定してある。排出バルブ８が作動しない間は、調質時間となる。このように、排出バルブオンタイムＲは、水分値Ｓ２が低水分値になるに従って時間を前述のように段階的に長くしてある。
【００１７】
次のステップ１２では、熱風目標温度Ｈを検出された水分値Ｓ２に基づいて設定し直す。この水分値Ｓ２に対応した熱風目標温度Ｈの設定は、前記ＲＯＭ２２ｃに予め設定された熱風目標温度Ｈに基づいて行うものであり、前記図６に一例を示す。この図６によると、水分値Ｓ２が２４％以上のときは５８℃、水分値Ｓ２が２０％以上２４％未満のときは５４℃、水分値Ｓ２が１８％以上２０％未満のときは４４℃、水分値Ｓ２が１４％以上１８％未満のときは４０℃とする。このように、熱風目標温度Ｈは、水分値Ｓ２が低水分値になるに従って前述のように段階的に低く設定してある。
【００１８】
前記ＲＯＭ２２ｃに予め設定したこれら排出バルブオンタイムＲ及び熱風目標温度Ｈは、穀物水分値が低水分値になるほど乾減率の値が小さくなるように設定してある。
【００１９】
次のスッテップ１３では、Ｓ１とＳ２との関係が「仕上水分設定値Ｓ１≧水分検出値Ｓ２」の条件を満たすかどうかを比較し、条件を満たさないときにはステップ１０に戻り、条件を満たしているときはステップ１３に進む。該ステップ１３では、カウントＣに１を加算する。ステップ１５では、「カウントＣ＝３」の条件を満たしているかどうかを比較し、満たしていなければステップ１０に戻り、満たしていれば穀物の乾燥が仕上水分値Ｓ１まで仕上っているとしてスッテップ１６に進み、バーナー装置１４の消火を行い、そして、ファンモータ２５ａ、取り出し部モータ２５ｂ及びバケットコンベアモータ２５ｃの駆動を停止させ（ステップ１７）、運転プログラムが終了する（ステップ１８）。
【００２０】
穀物乾燥機１内の穀物は、貯留タンク２から穀物流下層５に流下する間に、バーナー装置１４からの熱風によって加熱された複数の通風管１２からの放射熱を受けて加熱され、加熱された穀物は穀物流下層５で熱風を受けて乾燥され、仕上水分設定値Ｓ１になるまで機内循環される。
【００２１】
次に、本発明の特徴的な作用について説明する。前述のように排出バルブ８の駆動は、穀物の水分値Ｓ２が低水分値になるに従って間欠的に駆動する排出バルブ８のオンタイムＲを長くするようにしてある。このため、穀物の水分値Ｓ２が低水分値になるに従って、穀物乾燥機１内を循環する速度が速くなり、穀物流下層５を通過する時間が短くなる。一方、熱風目標温度Ｈは、穀物の水分値Ｓ２が低水分値になるに従って段階的に低くするようにしてある。本発明の排出バルブオンタイムＲ及び熱風目標温度Ｈの制御の作用について、図６の例を基にしながら更に説明する。水分値が２４％以上のときは、熱風目標温度Ｈを高くし、排出バルブオンタイムＲを短くすることで、穀物に高温の熱風を送風して乾減率が大きくしてある。水分値が２４％未満１８％以上の領域になると、乾減率の大きさによって胴割れが生じる懸念があるため、排出バルブオンタイムＲは徐々に長く、熱風目標温度Ｈは徐々に低くし、徐々に乾減率が小さくしてある。そして、水分値が１８％以下になると、結合水を蒸発することになり乾減率の大きさによって最も胴割れが生じる懸念があることから、排出バルブオンタイムＲは更に長く、熱風目標温度Ｈは更に低くし、乾減率が更に小さくしてある。
【００２２】
水分検出値が低い１８％以下の穀物の乾燥においては、低温熱風が短時間送風されるため１循環での乾減率が従来よりも小さくなるので、穀物の表層と内部とにおいて胴割れを発生させるほどの水分差が生じることがない。よって、胴割れによる穀物品質の低下を防止することができる。また、従来と同じ任意の乾減率となるように循環速度を速くして循環回数を増やしているので、乾燥時間を従来と同様にすることができる。
【００２３】
なお、１８％以下の低水分域で胴割れが生じないもう一つの理由としては、循環の回数が多いため、穀物流下層５を流下する位置が異なることである。つまり、穀物流下層５の厚み方向において、熱風が入る側を流下する穀物は熱風が出る側の穀物よりも乾燥が進むことになるが、循環回数を多くすることで循環するごとに穀物流下層５を流下する穀物の位置が変わり、２循環連続して熱風が入る側の位置を流下することがなくなる。よって、複数の循環によって、乾燥部において熱風が穀物に均一に送風されるためである。
【００２４】
また、図５のフローチャートで示してはいないが、乾燥運転開始直後に前記水分計１８によって検出した穀物水分値が高水分値、例えば、穀物の種類が籾の場合、約２４％以上、また、小麦の場合には、約３０％以上のときには、前記制御部２２は、所定時間、前記排出バルブ８の制御を穀物水分値が低水分域に行う制御と同様に、排出バルブ８のオンタイムを長くして循環速度を速くするとよい。このような高水分域の穀物は、循環速度を速くして穀物に送風して表面部分の水分をある程度す速く除去することで、仕上水分値に乾燥するまでの時間を短縮することができる。また、運転初期に起こることが懸念される複数の前記通風管１２の上端部に穀物が滞留することを防止することができ、さらに、穀物の流下がスムーズになる。なお、前記所定時間とは、適宜設定しればよく、例えば、籾のときには、籾が乾燥機内を１循環するまでの時間とし、小麦のときには、小麦が乾燥機内を２循環するまでの時間としてもよい。
【００２５】
穀物の張込量Ｗが最高レベルよりも低いレベルの場合には、前記排出バルブオンタイムＲ及び熱風目標温度Ｈは、図６に示した値よりもそれぞれ全体的に下げた値に設定する。
【００２６】
穀物の循環速度の変更手段について、上記実施の形態では、排出バルブ８のオンタイム時間を変更する例を示したが、この例に限ることなく、具体的には説明しないが排出バルブ８の回転速度を変更するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、乾燥運転中において、前記水分検出部の検出値が穀物水分値の低下に伴って所定の水分値になった時点ごとに、前記排出バルブの作動を制御して穀物循環速度を段階的に速くするとともに、熱風発生部を制御して乾燥部に供給する熱風の温度も段階的に低くして乾減率を任意の乾減率で徐徐に小さくするようにしたので、乾燥運転中、前記水分検出部の検出値が低くなるに従って、穀物が乾燥部を通過する時間が短時間となり、また、穀物に送風される熱風温度が低くなり、さらに、乾燥部において穀物が流下する位置が循環するごとに異なるという作用が生じる。これにより、水分検出値が低い１８％以下の穀物の乾燥においては、穀物の表層と内部とにおいて胴割れを発生させるほどの水分差が生じることがなく、よって、胴割れによる穀物品質の低下を防止することができる。
また、本発明によれば、水分検出部の検出値が低くなるに従って、循環速度を速くして循環回数を増やし、かつ熱風温度を低温に制御することにより、乾減率を従来と同じ任意の乾減率にすることができるので、従来と同様の乾燥時間にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を実施した穀物乾燥機の一部を破断した正面図である。
【図２】 本発明を実施した穀物乾燥機の一部を破断した側面図である。
【図３】 本発明を実施した穀物乾燥機の乾燥部の平断面図である
【図４】 本発明を実施した穀物乾燥機の制御ブロック図である。
【図５】 制御装置における制御フローチャートである。
【図６】 水分値に対応した排出バルブオンタイムＲの設定時間及び熱風目標温度Ｈを示した図である。
【符号の説明】
１ 穀物乾燥機
２ 貯留タンク
３ 送風路
４ 排風路
５ 穀物流下槽
５ｂ 無効板
６ 有孔板
７ 乾燥部
８ 排出バルブ
９ スクリューコンベア
１０ 排出部
１１ バケットコンベア
１２ 通風管
１３ 加熱部
１４ バーナー装置（加熱風発生部）
１５ 前風路
１６ 後風路
１７ 外気導入口
１８ 水分計（水分検出部）
２０ 排風ファン
２１ 熱風温度センサー
２２ 制御部
２２ａ 入出力ポート（Ｉ／Ｏ）
２２ｂ ＣＰＵ
２２ｃ 読み出し専用の記憶部（ＲＯＭ）
２２ｄ 書き込み・読み込み用の記憶部（ＲＡＭ）
２３ Ａ／Ｄ変換器
２４ Ａ／Ｄ変換器
２５ モータ駆動回路
２５ａ ファンモータ
２５ｂ 取り出し部モータ
２５ｃ バケットコンベアモータ
Ａ 穀物乾燥機の前側
Ｂ 穀物乾燥機の後側

Claims (3)

1. 穀物を貯留する貯留部と、
   熱風を送風して穀物を乾燥する乾燥部と、
   該乾燥部の穀物を下方に繰り出す排出バルブを備えるとともに繰り出された穀物を乾燥機外に排出する排出部と、を順次重設し、
   該排出部から排出された穀物を前記貯留部に還流する還流部と、
   熱風を発生させて前記乾燥部に当該熱風を供給する熱風発生部と、
   穀物水分を検出する水分検出部と、
   該水分検出部の検出値に基づいて前記排出バルブ及び熱風発生部の制御を行う制御部と、を備えた循環式穀物乾燥機において、
   乾燥運転中において、前記水分検出部の検出値が穀物水分値の低下に伴って所定の水分値になった時点ごとに、前記排出バルブの作動を制御して穀物循環速度を段階的に速くするとともに、熱風発生部を制御して乾燥部に供給する熱風の温度も段階的に低くして乾減率を任意の乾減率で徐徐に小さくすることを特徴とする循環式穀物乾燥機の排出バルブ制御装置。
2. 前記排出バルブの作動制御を間欠作動させるとともに、前記水分検出部の検出値が所定の検出値になった時点ごとに１回の作動時間を長く、かつ停止時間を短く作動させるように制御する請求項１記載の循環式穀物乾燥機の排出バルブ制御装置。
3. 前記所定の水分値は、２４％以上の高水分領域、２４％未満１８％以上の中水分領域及び１８％以下の低水分領域とする請求項１又は請求項２に記載の循環式穀物乾燥機の排出バルブ制御装置。

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