JP4447333B2 - 穀物保管庫 - Google Patents

Description

本発明は、籾や玄米等の穀物を保管するための穀物保管庫に関し、特に寒冷地で使用するのに好適な穀物保管庫に関する。

収穫した籾や玄米等の穀物を袋詰めし、低温条件下で貯蔵する際に穀物保管庫が用いられる。この種の穀物保管庫の先行技術としては、下記特許文献１に記載された穀物保管庫があり、以下に簡単に説明する。

図５に示されるように、この穀物保管庫１２０では、箱体状に形成されると共に袋詰めされた複数の穀物袋１２２を収容可能な穀物保管庫本体１２４を備えている。穀物保管庫本体１２４の前面は開放されており、左右一対の扉１２６によって開閉されるようになっている。また、穀物保管庫本体１２４の頂部には、クーラユニット１２８が配設されている。このクーラユニット１２８を作動させることにより、冷気が穀物保管庫本体１２４内へ送り込まれ、穀物保管庫本体１２４の内部が所定温度（例えば、約５℃〜約１５℃）に維持されるようになっている。
特許第３１７１８１５号公報

しかしながら、上記従来の穀物保管庫１２０による場合、穀物を低温貯蔵するためにクーラユニット１２８を設けているが、例えば、寒冷地等では元々気温が低いため、クーラユニット１２８を使用しなくても外気を工夫して利用すれば穀物を低温貯蔵することができる可能性があり、それが実現できれば構造の簡素化、軽量化並びに製造コスト、ランニングコストの削減を図ることができる等のメリットがある。

本発明は上記事実を考慮し、クーラユニットを廃止しても穀物を適正に低温貯蔵することができる穀物保管庫を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る穀物保管庫は、断熱構造の箱体として構成された穀物保管用の穀物保管庫本体と、この穀物保管庫本体に一体的に設けられると共に当該穀物保管庫本体の穀物保管室と隔成され、ヒートパイプによって外気の冷熱が伝導される補助室と、穀物保管庫本体と補助室とを相互に連通する送給路及び吸入路と、送給路に設けられて当該送給路を開閉可能な第１開閉手段と、吸入路に設けられて当該吸入路を開閉可能な第２開閉手段と、補助室内の気温又は外部の気温を検出する補助室・外気温検出手段と、庫内の気温を検出する内気温検出手段と、補助室内に設けられ、作動することにより補助室の内気と穀物保管室の内気とを強制的に循環させる強制循環手段と、庫内の気温の方が補助室内の気温又は外部の気温よりも高い場合には、第１開閉手段及び第２開閉手段を開放状態にすると共に強制循環手段を作動させ、庫内の気温の方が補助室内の気温又は外部の気温よりも低い場合には、第１開閉手段及び第２開閉手段を閉止状態にすると共に強制循環手段の停止状態を維持させる制御手段と、を有することを特徴としている。

請求項１記載の本発明によれば、補助室・外気温検出手段によって検出された補助室の気温又は外部の気温が内気温検出手段によって検出された庫内の気温よりも低い場合（例えば、収穫後の東北地方では１０月〜１１月の平均気温は６℃前後であり、１２月〜２月の平均気温は３℃前後である）には、制御手段によって、第１開閉手段及び第２開閉手段が開放状態にされると共に強制循環手段が作動される。強制循環手段が作動すると、送給路から補助室内の冷気が穀物保管庫本体内の穀物保管室へ強制的に送給される。また、穀物保管室の内気は、吸入路から補助室内へ吸い込まれる。補助室はヒートパイプによって外気と同温になっているため、補助室内へ吸い込まれた内気はここで冷やされて冷気となる。このようにして補助室の内気と穀物保管室の内気とが強制的に循環される。これにより、穀物保管庫室は冷気で満たされるので、穀物を低温で貯蔵することができる。

一方、補助室・外気温検出手段によって検出された補助室の気温又は外部の気温が内気温検出手段によって検出された庫内の気温よりも高い場合（例えば、東北地方では初夏の６月頃で２０℃〜２５℃前後である）には、制御手段によって、第１開閉手段及び第２開閉手段が閉止状態にされると共に強制循環手段が停止状態で維持される。なお、補助室内の気温は外部の気温とほぼ同じである。この場合、仮に外気温が２０℃〜２５℃前後であったとすると、穀物保管庫本体の内部は約１５℃位まで昇温される。しかし、これは穀物袋内の穀物表面部のみが約１５℃位に昇温されるのみで、穀物袋内の穀物中心部は穀物自体の断熱作用によりそれ程昇温されず、１０℃前後に保持される。従って、第１開閉手段及び第２開閉手段を閉止状態に維持しておけば、庫内は穀物の適正な低温貯蔵温度とされる約１５℃以下に保持され、穀物は好適な状態で保管される。

このように本発明によれば、穀物保管庫本体にヒートパイプが接続された補助室を一体的に設け、補助室の内気と穀物保管室の内気とを必要に応じて循環させる構成としたので、従来のように穀物保管庫にクーラユニットを設ける必要がない。さらに、本発明の場合、外気導入型ではなく、ヒートパイプを使った内気循環型であるため、冷却効率が良く、除湿手段を設ける必要もない。

以上説明したように、請求項１記載の穀物保管庫は、断熱構造の箱体として構成された穀物保管用の穀物保管庫本体と、この穀物保管庫本体に一体的に設けられると共に当該穀物保管庫本体の穀物保管室と隔成され、ヒートパイプによって外気の冷熱が伝導される補助室と、穀物保管庫本体と補助室とを相互に連通する送給路及び吸入路と、送給路に設けられて当該送給路を開閉可能な第１開閉手段と、吸入路に設けられて当該吸入路を開閉可能な第２開閉手段と、補助室内の気温又は外部の気温を検出する補助室・外気温検出手段と、庫内の気温を検出する内気温検出手段と、補助室内に設けられ、作動することにより補助室の内気と穀物保管室の内気とを強制的に循環させる強制循環手段と、庫内の気温の方が補助室内の気温又は外部の気温よりも高い場合には、第１開閉手段及び第２開閉手段を開放状態にすると共に強制循環手段を作動させ、庫内の気温の方が補助室内の気温又は外部の気温よりも低い場合には、第１開閉手段及び第２開閉手段を閉止状態にすると共に強制循環手段の停止状態を維持させる制御手段と、を有するので、クーラユニットを廃止しても穀物を適正に低温貯蔵することができるという優れた効果を有する。

〔第１実施形態〕
以下、図１〜図３を用いて、第１実施形態に係る穀物保管庫１０について説明する。なお、この第１実施形態は、参考例とする。

図１には、本実施形態に係る穀物保管庫１０の全体構成が縦断面視にて示されている。この図に示されるように、穀物保管庫１０は、前面が開放された箱体形状に形成されかつ内部が穀物保管室１２として用いられる穀物保管庫本体１４を備えている。なお、穀物保管庫本体１４の前面には図示しない扉（片開き、両開きのいずれでもよい）が取り付けられており、扉を開放させることにより穀物が詰め込まれた穀物袋１６を出し入れすることができるようになっている。

上記穀物保管庫本体１４の壁は、高断熱構造とされている。本実施形態では、一例として、鋼板で構成された内板１８及び外板２０と、両者の間に介在された厚さ１０〜２０ｃｍ程度の発泡スチロールで構成された断熱層２２と、によって壁が構成されている。穀物保管庫本体１４の底壁にはスノコ２４が置いてあり、その上に穀物袋１６が積み上げられている。スノコ２４の下には、活性炭やゼオライト等の外孔質材料によって構成された除湿手段としての吸湿剤２６が敷かれている。

また、穀物保管庫本体１４の頂壁には、外気導入路としての吸気管２８及び内気排出路としての排気管３０がそれぞれ接続されている。吸気管２８は一例としてＬ字管とされており、一端部は穀物保管庫本体１４の頂壁に差し込まれて庫内（穀物保管室１２）と連通されている。また、吸気管２８の他端部には強制換気手段としての吸気ファン３２及びファンモータ３４（図２参照）が配設されており、ファンモータ３４が作動することにより吸気ファン３２が回転し外気が吸い込まれるようになっている。さらに、穀物保管庫本体１４の頂壁の下面側には、吸気管２８の一端部と対面するように風向板３６が配設されている。この風向板３６によって、吸気管２８の一端部から送給される冷気が天井に沿って流れるようになっている。

また、排気管３０は一例としてＪ字管とされており、一端部は穀物保管庫本体１４の頂壁に差し込まれて庫内（穀物保管室１２）と連通されている。また、排気管３０の他端部は外部に開放されている。

上記吸気管２８の垂直部（一端部の近傍）には、シャッタ開閉モータ３８（図２参照）によって開閉作動する第１開閉手段としての吸気シャッタ４０が配設されている。同様に、排気管３０の垂直部（一端部の近傍）には、第２開閉手段としての排気シャッタ４２が配設されている。排気シャッタ４２は吸気シャッタ４０と図示しない連結手段を介して連結されており、吸気シャッタ４０の作動に同期して開閉作動するようになっている。なお、本実施形態では、構造の簡素化及び低コスト化の観点から、単一のシャッタ開閉モータ３８で吸気シャッタ４０及び排気シャッタ４２の双方を作動させるように構成したが、排気シャッタ４２側にも専用のシャッタ開閉モータを追加して両者を個別に開閉作動させる構成を採ってもよい。

また、穀物保管庫本体１４の外部には、外部の気温を測定するための外気温検出手段としての外気温検出センサ４４が配設されている。さらに、穀物保管庫本体１４の内部には、庫内（穀物保管室１２）の気温を測定するための内気温検出手段としての内気温検出センサ４６が配設されている。

上述した外気温検出センサ４４及び内気温検出センサ４６は制御手段としてのコントローラ４８（図２参照）に接続されており、常時検出結果が出力されるようになっている。また、ファンモータ３４及びシャッタ開閉モータ３８もコントローラ４８に接続されており、その作動が制御されるようになっている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

以下、寒冷地で籾や玄米等の穀物を収穫して穀物保管庫１０を使って低温貯蔵する場合を例にして説明する。

図３に示されるように、まず、ステップ１００で、外気温検出センサ４４によって検出された外気温（ｔｏ）が、内気温検出センサ４６によって検出された庫内の気温（ｔｉ）以上であるか否かが判断される。否定された場合、即ち外気温（ｔｏ）の方が庫内の気温（ｔｉ）よりも低い場合（例えば、収穫後の東北地方では１０月〜１１月の平均気温は６℃前後であり、１２月〜２月の平均気温は３℃前後である）には、ステップ１０２へ移行し、シャッタ開閉モータ３８が正転駆動されて吸気シャッタ４０が開放状態とされる。またこれに連動して、排気シャッタ４２も開放状態とされる。さらに、ファンモータ３４が駆動される。ファンモータ３４が駆動されると吸気ファン３２が回転し、吸気管２８から外気（冷気）が強制的に取り込まれて、穀物保管庫本体１４内へ供給される（図１に外気の流れを実線矢印で示す）。これにより、穀物保管庫本体１４の内部は冷気で満たされるので、穀物を低温で貯蔵することができる。なお、外気よりも温度が高い穀物保管庫本体１４の内気は、排気管３０から穀物保管庫本体１４外へ排出される（図１に内気の流れを破線矢印で示す）。

上記の外気導入制御は、真冬（例えば、東北地方では１２月〜２月の平均気温は３℃前後である）の間も行われる。これにより、穀物に冷熱が十分蓄積される（３℃前後）。なお、穀物は庫内においても呼吸活動をしているため、庫内の温度は外気温より少し上がる傾向にある。

一方、ステップ１００で肯定された場合、即ち外気温（ｔｏ）が庫内の気温（ｔｉ）と同じか高かった場合（例えば、東北地方では初夏の６月頃で２０℃〜２５℃前後である）には、ステップ１０４へ移行し、シャッタ開閉モータ３８が逆転駆動されて吸気シャッタ４０及び排気シャッタ４２が閉止状態とされる。また、ファンモータ３４は停止状態とされ、その状態が維持される。この場合、仮に外気温が２０℃〜２５℃前後であったとすると、穀物保管庫本体１４の内部は約１５℃位まで昇温される。しかし、これは穀物袋１６内の穀物表面部のみが約１５℃位に昇温されるのみで、穀物袋１６内の穀物中心部は穀物自体の断熱作用によりそれ程昇温されず、１０℃前後に保持される。従って、吸気シャッタ４０及び排気シャッタ４２を閉止状態に維持しておけば、庫内は穀物の適正な低温貯蔵温度とされる約１５℃以下に保持され、穀物は好適な状態で保管される。

このように本実施形態に係る穀物保管庫１０では、穀物保管庫本体１４に吸気管２８及び排気管３０を設けると共に当該吸気管２８及び排気管３０内にシャッタ開閉モータ３８によって開閉動作を行う吸気シャッタ４０及び排気シャッタ４２を設け、更に吸気管２８に外気を強制的に取り込む吸気ファン３２及び吸気ファンモータ３４を設けたので、低温の外気を必要に応じてそのまま穀物保管庫本体１４内に取り込むことができる。従って、従来のように穀物保管庫にクーラユニットを設ける必要がない。その結果、本実施形態によれば、クーラユニットを廃止しても穀物を適正に低温貯蔵することができる。

また、前記の如く、本実施形態に係る穀物保管庫１０によれば、クーラユニットを廃止することができるため、穀物保管庫の構造の簡素化、軽量化並びに製造コスト、ランニングコストの削減を図ることができる等のメリットも得られる。

さらに、本実施形態に係る穀物保管庫１０では、穀物保管庫本体１４のスノコ２４の下に多孔質材料によって構成された吸湿剤２６を設置したので、穀物保管庫本体１４内の空気中の余剰水分が吸湿剤２６によって吸着除去される。これにより、穀物保管庫本体１４内に低温貯蔵されている穀物の品質が空気中の余剰水分によって損なわれるのを防止することができる。その結果、本実施形態によれば、低コストで、低温貯蔵される穀物の品質を良好に保持することができる。

また、本実施形態に係る穀物保管庫１０では、穀物保管庫本体１４を高断熱構造で構成したので、庫内温度の上昇を効果的に抑制することができる。加えて、吸気管２８及び排気管３０に吸気シャッタ４０及び排気シャッタ４２を設けることにより、吸気ファン３２の停止時における断熱効果の低下を最小限に抑えることができる。

〔第２実施形態〕
以下、図４を用いて、本発明の第２実施形態に係る穀物保管庫５０について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図４に示されるように、この第２実施形態に係る穀物保管庫５０では、外気を導入せず、内気を循環させる内気循環型とした点に特徴がある。

具体的に説明すると、穀物保管庫本体１４の頂壁の上面には、箱状に構成されたケーシング５２がボルト５４で取り付けられている。穀物保管庫本体１４の頂壁にケーシング５２が組み付けられた状態では、穀物保管庫本体１４の頂壁によって、穀物保管庫本体１４の内部に形成された穀物保管室１２とケーシング５２の内部に形成された補助室５６とが上下に隔成されている。

さらに、補助室５６は、仕切り板５８によって第１補助室６０と第２補助室６２とに左右に分けられている。第１補助室６０に接する頂壁には、穀物保管室１２と第１補助室６０とを相互に連通する送給路としての送給管６４が差し込まれている。送給管６４の上部には、シャッタ開閉モータ３８によって作動する第１開閉手段としての送給シャッタ６６が配設されている。同様に、第２補助室６２に接する頂壁には、穀物保管庫室１２と第２補助室６２とを相互に連通する吸入路としての吸入管６８が差し込まれている。吸入管６８の上部には、送給シャッタ６６と連動して作動する第２開閉手段としての吸入シャッタ７０が配設されている。

さらに、上述したケーシング５２の仕切り板５８の上部には貫通孔７１が形成されており、かかる貫通孔７１内に強制循環手段としての送給ファン７２が貫通状態で取り付けられている。送給ファン７２の送給口７２Ａは第１補助室６０内に下向きに開放されており、送給ファン７２の駆動部７２Ｂは第２補助室６２内の上部に配設されている。

また、穀物保管庫本体１４の外部には、外部の気温を測定する補助室・外気温検出手段としての外気温検出センサ４４が配設されている。

さらに、上述したケーシング５２の側壁（第２補助室６２側の側壁）には、ヒートパイプ７４が取り付けられている。ヒートパイプ７４について補足すると、ヒートパイプは熱伝導ロスを極力無くすために考案されたロスレス伝導管と呼ばれるもので、構造的にはアルミニウムやステンレス製のパイプにガラス繊維や網状の細い銅線束を入れたうえにフレオンやアンモニアなどの熱媒体を詰めたものである。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

低温貯蔵システムの制御は、基本的には前述した第１実施形態と同様である。すなわち、 図３に示されるように、まず、ステップ１００で、外気温検出センサ４４によって検出された外気温（ｔｏ）が、内気温検出センサ４６によって検出された庫内の気温（ｔｉ）以上であるか否かが判断される。否定された場合、即ち外気温（ｔｏ）の方が庫内の気温（ｔｉ）よりも低い場合（例えば、収穫後の東北地方では１０月〜１１月の平均気温は６℃前後であり、１２月〜２月の平均気温は３℃前後である）には、ステップ１０２へ移行し、シャッタ開閉モータ３８が正転駆動されて送給シャッタ６６が開放状態とされる。またこれに連動して、吸入シャッタ７０も開放状態とされる。さらに、ファンモータ３４が駆動される。ファンモータ３４が駆動されると送給ファン７２が回転し、第２補助室６２内で生成された冷気が送給管６４を介して穀物保管庫本体１４内へ強制的に送給される（図４に冷気の流れを実線矢印で示す）。これにより、穀物保管庫本体１４の内部は冷気で満たされるので、穀物を低温で貯蔵することができる。なお、外気よりも温度が高い穀物保管庫本体１４の内気は、吸入管６８から第２補助室６２内へ吸い込まれて（図４に内気の流れを破線矢印で示す）、ヒートパイプ７４によって冷却される。

上記の内気循環制御は、真冬（例えば、東北地方では１２月〜２月の平均気温は３℃前後である）の間も行われる。これにより、穀物に冷熱が十分蓄積される（３℃前後）。なお、穀物は庫内においても呼吸活動をしているため、庫内の温度は外気温より少し上がる傾向にある。

一方、ステップ１００で肯定された場合、即ち外気温（ｔｏ）が庫内の気温（ｔｉ）と同じか高かった場合（例えば、東北地方では初夏の６月頃で２０℃〜２５℃前後である）には、ステップ１０４へ移行し、シャッタ開閉モータ３８が逆転駆動されて送給シャッタ６６及び吸入シャッタ７０が閉止状態とされる。また、ファンモータ３４は停止状態とされ、その状態が維持される。この場合、仮に外気温が２０℃〜２５℃前後であったとすると、穀物保管庫本体１４の内部は約１５℃位まで昇温される。しかし、これは穀物袋１６内の穀物表面部のみが約１５℃位に昇温されるのみで、穀物袋１６内の穀物中心部は穀物自体の断熱作用によりそれ程昇温されず、１０℃前後に保持される。従って、送給シャッタ６６及び吸入シャッタ７０を閉止状態に維持しておけば、庫内は穀物の適正な低温貯蔵温度とされる約１５℃以下に保持され、穀物は好適な状態で保管される。

このように本実施形態に係る穀物保管庫５０では、穀物保管庫本体１４にヒートパイプ７４が接続された補助室５６を一体的に設け、補助室５６内の冷気と穀物保管庫本体１４の穀物保管室１２の内気とを強制的に循環させる送給ファン７２及びファンモータ３４を設けたので、ヒートパイプ７４よって冷やされた第２補助室６２内の内気と穀物保管庫本体１４内の内気とを循環させることができる。従って、従来のように穀物保管庫にクーラユニットを設ける必要がない。その結果、本実施形態によれば、クーラユニットを廃止しても穀物を適正に低温貯蔵することができる。

〔実施形態の補足説明〕
（第１実施形態について）
本実施形態では、吸気ファン３２を外気導入路としての吸気管２８側に設けたが、これに限らず、排気ファンを内気排出路としての排気管３０側に設けてもよいし、両者に設けてもよい。例えば、排気管３０に排気ファンを設ける構成を採った場合でも、排気ファンによって穀物保管庫本体１４の内気が強制的に吸引排気されることにより、穀物保管室１２内が負圧になるため、必然的に吸気管２８側から外気が吸引される。

また、本実施形態では、吸湿効果を上げるために穀物保管庫本体１４の底壁上に外孔質材料によって構成された吸湿剤２６を敷設したが、これに限らず、多孔質材料ではない吸湿剤を使うようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、穀物保管庫本体１４の壁を高断熱構造で構成したが、どの程度の断熱効果が要求されるかは穀物保管庫１０が使用される地域の平均気温等によって変わるため、基本的には穀物保管庫本体が断熱構造の壁によって構成されていればよい。本実施形態のように二枚の内板１８及び外板２０と断熱層２２で構成された三層構造のものでもよいし、二層或いは四層以上の層構造で断熱壁を構成してもよい。なお、この点は、第２実施形態でも同様である。

（第２実施形態について）
本実施形態では、穀物保管庫本体１４の外部に外気温検出センサ４４を配設したが、ヒートパイプ７４によって補助室５６内の気温は外気温にほぼ等しいことから、補助室５６内に補助室内気温検出センサを配設してもよい。

また、本実施形態では、穀物保管庫本体１４の頂壁の上面に箱体形状のケーシング５２をボルト５４で取り付けることで補助室５６を構成したが、必ずしもそのように構成する必要はなく、例えば、Ｕ字管のような管構造で構成されたものを上下逆向きに取り付ける構成を採ってもよい。この場合、Ｕ字管の内部が補助室となり、入口部が吸入路、出口部が送給路として機能する。

第１実施形態（参考例）に係る穀物保管庫の全体構成を示す縦断面図である。 図１に示される穀物保管庫の低温貯蔵システムの制御構成を示すブロック図である。 図１に示される穀物保管庫の低温貯蔵システムの制御内容を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る穀物保管庫の全体構成を示す図１に対応する縦断面図である。 従来例に係る穀物保管庫の全体構成を示す正面図である。

符号の説明

１２ 穀物保管室
１４ 穀物保管庫本体
１６ 穀物袋
２２ 断熱層
４４ 外気温検出センサ（補助室・外気温検出手段）
４６ 内気温検出センサ（内気温検出手段）
４８ コントローラ（制御手段）
５０ 穀物保管庫
５６ 補助室
６４ 送給管（送給路）
６６ 送給シャッタ（第１開閉手段）
６８ 吸入管（吸入路）
７０ 吸入シャッタ（第２開閉手段）
７２ 送給ファン（強制循環手段）
７４ ヒートパイプ

Claims (1)

1. 断熱構造の箱体として構成された穀物保管用の穀物保管庫本体と、
   この穀物保管庫本体に一体的に設けられると共に当該穀物保管庫本体の穀物保管室と隔成され、ヒートパイプによって外気の冷熱が伝導される補助室と、
   穀物保管庫本体と補助室とを相互に連通する送給路及び吸入路と、
   送給路に設けられて当該送給路を開閉可能な第１開閉手段と、
   吸入路に設けられて当該吸入路を開閉可能な第２開閉手段と、
   補助室内の気温又は外部の気温を検出する補助室・外気温検出手段と、
   庫内の気温を検出する内気温検出手段と、
   補助室内に設けられ、作動することにより補助室の内気と穀物保管室の内気とを強制的に循環させる強制循環手段と、
   庫内の気温の方が補助室内の気温又は外部の気温よりも高い場合には、第１開閉手段及び第２開閉手段を開放状態にすると共に強制循環手段を作動させ、庫内の気温の方が補助室内の気温又は外部の気温よりも低い場合には、第１開閉手段及び第２開閉手段を閉止状態にすると共に強制循環手段の停止状態を維持させる制御手段と、
   を有することを特徴とする穀物保管庫。

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