JP4756976B2 - 穀物の含水率算出方法 - Google Patents

Description

本発明は、穀物を循環させながら、熱風によって加熱された雰囲気によって乾燥すると共に、乾燥効率に寄与する機器特有の係数、又は穀物特有の係数が予め定められた穀物乾燥機に用いられ、前記穀物の循環経路の途中に配設された含水率計測装置により計測される穀物の含水率を基準として、この含水率を穀物の温度に基づいて補正することにより、穀物の含水率を得る穀物の含水率算出方法に関するものである。

穀物乾燥機では、乾燥開始前に乾燥終了時の穀物の含水率の設定値を設定しておき、含水率計測装置によって穀物を定期的にサンプリングして含水率を計測し、当該計測した含水率が前記設定値に達した（下回った）時点で、乾燥を終了させるようになっている。

上記含水率計測装置では、電気抵抗式水分計が適用されるのが一般的である（特許文献１及び特許文献２参照）。電気抵抗は、穀物の温度によって変動するため、穀物の温度が変化すると計測した値が変動する。

なお、電気抵抗は、穀物の水分が多い（含水率が高い）ほど小さく、穀物の温度も高いほど小さい。すなわち、含水率は穀物の温度が上がると高くなるため、マイナス側への補正が必要なる。

ところで、穀物乾燥機では、灯油バーナー等を用いて熱風を生成し、この生成した熱風を穀物の循環空間へ送り込むことで、当該穀物を乾燥するようにしているため、乾燥中の穀物は外気の温度よりも高い温度となっており、上記のようなマイナス側への補正が、正確な含水率を得るために必須となる。

１つの方法としては、含水率計測装置によってサンプリングした穀物をしばらく放置し、余分な熱を放出した状態で含水率を計測するようにすれば正確な含水率を得ることができるが、相当の放熱時間を要し、乾燥効率の低下を招くことになる。

これを解消するためには、穀物の温度を予測して、計測した含水率に対して補正をかけることがなされている。
特開昭６３−９５３４６号公報 特開昭６３−９０７４９号公報

しかしながら、従来の補正は、前記灯油バーナーで生成された熱風の温度に、単純に係数をかけただけのものであり、穀物の温度の予測の精度としては低い。また、予測の精度を上げようとすると、穀物の乾燥における最悪の状態（すなわち、過乾燥状態）を起こす可能性を高め、かえって適用し難い結果を招いている。

本発明は上記事実を考慮し、過乾燥という最悪の事態を回避し、かつ穀物の温度を正確に予測することで、乾燥中に精度の高い含水率を得ることができる穀物の含水率算出方法を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明は、穀物を循環させながら、熱風によって乾燥する穀物乾燥機に用いられ、前記穀物の循環経路の途中に配設された含水率計測装置により計測される穀物の含水率を基準として、前記穀物の含水率を得る穀物の含水率算出方法であって、乾燥開始からの経過時間に応じて前記穀物の温度が上昇する時間の範囲内で設定された初期乾燥期間では、前記穀物の温度ｘを、前記乾燥される穀物の種類ごとに設定するか又は前記穀物乾燥機の乾燥効率に基づき穀物乾燥機ごとに設定した係数１及び係数２、前記乾燥される穀物の温度に上昇が生じない外気の温度Ｔ、前記熱風の温度ｂ、外気温度センサにより検出される外気の温度ａに基づき、補正後の含水率が真の含水率よりも低くなる穀物の温度が得られる計算式
ｘ＝ａ＋（Ｔ−ａ）×ｂ×係数１＋係数２
を用いて算出し、前記含水率計測装置で計測された前記含水率を、前記算出した穀物の温度ｘに基づいて補正する、ことを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、穀物を循環させながら、熱風によって乾燥する穀物乾燥機に用いられ、前記穀物の循環経路の途中に配設された含水率計測装置により計測される穀物の含水率を基準として、前記穀物の含水率を得る穀物の含水率算出方法であって、乾燥開始からの経過時間に応じて前記穀物の温度が上昇する時間の範囲内で設定された初期乾燥期間では、穀物の温度ｘを、前記乾燥される穀物の種類ごとに設定するか又は前記穀物乾燥機の乾燥効率に基づき穀物乾燥機ごとに設定した係数１及び係数２、前記乾燥される穀物の温度に上昇が生じない外気の温度Ｔ、前記熱風の温度ｂ、外気温度センサにより検出される外気の温度ａに基づき、補正後の含水率が真の含水率よりも低くなる穀物の温度が得られる計算式
ｘ＝ａ＋（Ｔ−ａ）×ｂ×係数１＋係数２
を用いて算出し、前記含水率計測装置で計測された前記含水率を、前記算出した穀物の温度ｘに基づいて補正し、前記初期乾燥期間が経過した初期乾燥期間後では、穀物の温度Ｎを、前記初期乾燥期間で算出された前記穀物の温度ｘ、前記乾燥される穀物の種類ごとに設定するか又は前記穀物乾燥機の乾燥効率に基づき穀物乾燥機ごとに設定した係数３、外気の温度の変化が穀物の温度に与える影響の度合いＣ、前記熱風の温度ｂ、前記乾燥開始からの経過時間としている乾燥時間ｚ、前記外気温度センサにより検出される外気の温度ａ、前記初期乾燥期間の外気の温度ｙに基づき、計算式
Ｎ＝ｘ＋（ａ−ｙ）×Ｃ＋（ｂ−ａ）×ｚ×係数３
を用いて算出し、前記含水率計測装置で計測された含水率を、前記算出した穀物の温度Ｎに基づいて補正する、ことを特徴としている。

この発明によれば、穀物の温度を予測するにあたり、熱風の温度に加え、従来は考慮されていなかった乾燥時間、外気の温度を含めたため、精度の高い穀物の温度予想が可能となる。また、穀物乾燥装置の機種毎に設定される乾燥効率に寄与する係数を設定しておくことで、乾燥装置の機種間の乾燥効率差も是正することができる。

さらに、この機種による係数に代えて、穀物の種類による係数を設定することもできる。

なお、乾燥時間は、長ければ長いほど穀物の含水率が低くなるため、乾燥時間を例えば、初期乾燥期間内と初期乾燥期間後とに分類し、穀物の温度の予測誤差の許容値を変更することで、含水率の変化度合いに則した穀物の温度の予測が可能である。なお、一般的には初期乾燥期間内は穀物の含水率が高いため、比較的予測誤差の許容値が広くとれる。一方、初期乾燥期間後は穀物の含水率が目標値に迫っているため、比較的予測誤差の許容値を狭くすることが好ましい。

また、発明によれば、初期乾燥期間と、初期乾燥期間後とで、穀物の温度を予測する計算式を分ける。

初期乾燥期間に適用する計算式は、前記補正後の含水率が、同一条件の下での真の含水率よりも低い含水率となるように設定する。すなわち、間違っても過乾燥が起きなければ誤差が大きくても特に問題はない。言い換えれば、乾燥が順調に実行されていることさえわかればよい。

一方、初期乾燥期間後に適用する計算式は、初期乾燥期間内での計算結果を基準として、外気の温度の変化に応じた穀物の温度変化分と、熱風の温度と外気の温度との差、乾燥時間、並びに乾燥効率とから得られる穀物の温度変化分と、を加減算する。

例えば、外気の温度の変化に応じた穀物の温度変化分とは、外気の温度の変化分の１／２が穀物の温度に寄与することが経験上知得されたため、これを穀物の温度予測に利用する。

また、熱風の温度と外気の温度との差や乾燥時間は、熱風と外気の温度との差が大きければ大きいほど穀物へ与える熱量が大きいため、これに穀物乾燥機又は穀物の乾燥効率を加味した変化分を穀物の温度予測に利用する。

これにより、正確な穀物の温度予測が可能となる。

したがって、初期乾燥期間に適用する計算式及び初期乾燥期間後に適用する計算式を用いた穀物の温度予測では、少なくとも、熱風の温度に所定の係数を掛け合わせた補正による穀物の温度予測に比べ、格段に精度が向上する。また、過乾燥という最悪の事態は回避することができる。

以上説明した如く本発明では、過乾燥という最悪の事態を回避し、かつ穀物の温度を正確に予測することで、乾燥中に精度の高い含水率を得ることができるという優れた効果を有する。

図１には、本実施の形態の穀物乾燥機１０の概略構成図が示されている。

本実施の形態に係る穀物乾燥機１０は、所謂循環式乾燥型であり、穀物乾燥機１０は、上部の貯留部１２と下部の乾燥部１４とを備えている。

乾燥部１４には、網状壁面で仕切られた流下路１６が形成されており、貯留部１２の穀物が流下して通るようになっている。

隣り合う流下路１６の間には交互に熱風室１８、排風室２０が形成されている。熱風室１８には操作盤１９の電源スイッチ２３、作業選択スイッチ３１及び運転スイッチ２１の操作により作動する図示しないバーナー及び吸引ファンによって熱風が送られ、熱風室１８から流下路１６を通って排風室２０側へ流れるようになっている。

このバーナー及び吸引ファン等の運転時間は、プログラムタイマ設定部２５で所望の時間に設定することができるようになっている。さらに、乾燥部の熱風の温度は温度設定ツマミ２７で設定でき、温度はほぼ一定に保持できるようになっている。

この熱風により、流下路１６内の穀物が乾燥される。

運転スイッチ２１の近傍には停止スイッチ２９が併設され、この停止スイッチ２９の操作で穀物乾燥機１０を完全停止させることができるようになっている。この場合、穀物乾燥機１０を運転させるための初期データ（穀物の含水率、穀物乾燥機１０内の温度及び湿度等）はまだ記憶されている。前記電源スイッチ２３のＯＦＦによってこれらのデータの全てがリセットされるようになっている。

流下路１６の下端開口部にはロータリバルブ２２が近設されており、乾燥された穀物を下ホッパ２４内へ落下させるようになっている。

下ホッパ２４の底部にはスクリューコンベア２６が設けられており、穀物をバケットコンベア２８の下部へ供給する。

この穀物はバケットコンベア２８により貯留部１２の上方へ持ち上げられ、回転式均分機３０上に落下されるようになっている。

回転式均分機３０上の穀物は、遠心力を受けて貯留部１２内へ落下し、蓄積された穀物の上表層は、所謂すり鉢状となっている。すなわち、穀物は一定の間隔で循環される。

穀物の適正な単位循環時間は、穀物の種類によって、それぞれ異なっており、穀物切り換えスイッチ３３により、乾燥する穀物に合わせて循環時間が設定されるようになっている。

バケットコンベア２８の下部には、含水率計測装置３２が配設され、穀物をすくい上げるバケット２８Ａの反転時に穀物の一部が含水率計測装置３２内へと案内されて含水率が計測されるようになっている。

含水率計測装置３２では、サンプリングされた穀物の含水率を所定時間（本実施の形態では、少なくとも３０分）毎に計測してその値をＡ／Ｄ変換器３６を介してマイクロコンピュータ３８へ送出する。

穀物乾燥機１０を停止させるための乾燥終了時の穀物仕上がり含水率、すなわち目標含水率設定値は、含水率設定ツマミ３７の操作により設定され、その設定値がマイクロコンピュータ３８へ供給されるようになっている。マイクロコンピュータ３８ではこの目標含水率設定値と穀物の含水率とが一致した時点で穀物乾燥機１０を停止させると共に、この停止時点の穀物の含水率を記憶する。

ここで、含水率計測装置３２における含水率の計測値は、穀物の温度によって変動し、穀物乾燥機１０内で乾燥されている穀物の温度は、乾燥時間によって変化するため、結果として、計測値自体が正確な含水率を表していない場合がある。言い換えれば、穀物の温度を主体とした、温度補償が必要となる。

そこで本実施の形態では、バーナーにより生成される熱風の温度、外気の温度並びに乾燥時間を組み合わせた計算式により、穀物の温度を予測し、この予測された穀物の温度に基づいて計測した含水率を補正するようにした。

計算式は、大きく分けて、初期乾燥期間内に適用する第１の計算式と、初期乾燥期間後に適用する第２の計算式と、を使い分けるようにしている。

（乾燥時の温度変化特性）
図２は、熱風の温度、外気の温度、並びにこれらに影響される穀物の温度を対象とした乾燥時間による変化を示す特性図である。

この図２では、熱風の温度と外気の温度とが乾燥開始から徐々に下降していく例を示している。しかし、実際には上昇していく場合もあるし、下降・上昇変動する場合もある。なお、熱風の温度は外気の温度に一定値を加算した温度に設定してあるため、外気の温度と平行に推移する。

一方、穀物の温度は、初期乾燥期間内（本実施の形態では、乾燥開始から３０分までの間）では、急激に上昇し、初期乾燥期間後は、緩やかに変化していくことがわかる。すなわち、初期乾燥期間内と、初期乾燥期間後とでは、非線形と言えるほど温度変化の特性が異なる。

そこで、初期乾燥期間内での穀物の温度の予測（本実施の形態では、乾燥開始から３０分後とした）の際は、予測時の外気の温度ａ、予測時の熱風の温度ｂ、並びに穀物乾燥機１０に依存する係数１、係数２に基づいて設定した第１の計算式（１）により初期乾燥期間内の穀物の温度ｘを演算予測するようにした。

ｘ＝ａ＋（４０℃−ａ）×ｂ×係数１＋係数２・・・（１）
ここで、（４０℃−ａ）×ｂは、外気の温度ａが低いほど穀物の温度の上昇が大きく、外気の温度ａが４０℃のときに穀物の温度の上昇が０になるということを経験上知得したため、これを穀物の温度予測に利用する。

係数１及び係数２は、穀物乾燥機１０によって予め設定されている係数であり、穀物乾燥機１０毎の乾燥効率に依存する。

次に、初期乾燥期間後での穀物の温度の予測（本実施の形態では、初期乾燥期間内の穀物の温度を起点として３０分毎とした）の際は、前記第１の計算式（１）で得られた初期乾燥期間内の穀物の温度ｘ、初期乾燥の外気の温度ｙ、予測時の外気の温度ａ、予測時の熱風の温度ｂ、乾燥開始からの時間ｚ、並びに穀物乾燥機１０に依存する係数３に基づいて設定した第２の計算式（２）により初期乾燥期間後の穀物の温度Ｎを演算予測するようにした。

Ｎ＝ｘ＋（ａ−ｙ）×0.5＋（ｂ−ａ）×ｚ×係数３・・・（２）
ここで、（ａ−ｙ）×0.5は、外気の温度ａの変化が穀物の温度に与える影響は１／２であることを経験上知得したため、これを穀物の温度予測に利用する。例えば、外気の温度ａが１０℃下がると穀物の温度は５℃下がる。また、（ｂ−ａ）×ｚは、熱風の温度ｂと外気の温度ａの差に乾燥時間ｚをかけた分だけ穀物の温度が上昇するということを経験上知得したため、これを穀物の温度予測に利用する。

係数３は、穀物乾燥機１０によって予め設定されている係数であり、穀物乾燥機１０毎の乾燥効率に依存する。

以下の表１は、異なる機種の穀物乾燥機１０毎に設定される係数１乃至係数３の具体的な数値である。

穀物の温度を予測する場合には、この表１から適用される穀物乾燥機１０毎のパラメータを読み出し、かつ現在の外気の温度を取り込んで、上記第１の計算式（１）及び第２の計算式（２）に代入して演算を実行することになる。

例えば、上記表１の機種の内、「４５ＡＦ」という機種の穀物乾燥機１０を用いた場合の第１の計算式（１）による演算は、外気の温度が２０℃、熱風の温度ｂが７５℃であるとすると、
初期乾燥期間内の穀物の温度（予測値）ｘ
＝20＋（40−20）×75×0.008＋5＝37.0℃
となる。

また、第２の形成式（２）による演算では、予測時の外気の温度ａが１０℃、初期乾燥の外気の温度ｙが２１℃、予測時の熱風の温度ｂが６５℃、乾燥時間ｚが２０時間であるとすると、
初期乾燥期間後の穀物の温度（予測値）Ｎ
＝37＋（10−21）×0.5＋（65−10）×20×0.007＝39.2℃
となる。

なお、前記演算例は機器特有(機種毎）の係数が定められた穀物乾燥機１０に適用する場合を示したが、機器とは関わりなく、穀物特有（穀物の種類毎）の係数が定められた穀物乾燥機１０に適用する場合もある。以下の表２は、穀物の種類毎に設定されている係数１乃至係数３の具体的な数値である。この数値を第１の計算式（１）及び第２の計算式（２）に代入して演算を実行することになる。

図３は、上記の穀物の温度予測演算を実行するためのマイクロコンピュータ３８における制御を機能的に示したブロック図である。なお、この図３に示す各ブロックは、あくまでもマイクロコンピュータ３８における制御を機能的に示したものであり、ハード構成を限定するものではない。

前記含水率計測装置３２は、前述したようにＡ／Ｄ変換器３６を介して補正実行制御部１００に接続されている。

補正実行制御部１００には、マイクロコンピュータ３８における主制御を司る乾燥実行制御部１０２の乾燥時間監視部１０４が接続されており、乾燥開始からの時間を認識できるようになっている。

補正実行制御部１００では、初期乾燥期間内における含水率測定時期（本実施の形態では、乾燥開始から３０分後）、並びにこの初期乾燥期間内での含水率計測時から３０分毎に、前記含水率計測装置３２からの計測値（Ａ／Ｄ変換器３６を介して）を取り込み、取り込んだ含水率計測値を含水率一時メモリ１０６へ送出する。この含水率一時メモリ１０６では、受け入れた含水率計測値を一時記憶する。

また、補正実行制御部１００では、前記含水率計測時期に、外気温度取込部１０８、係数読出部１１０、熱風温度読出部１１２、並びに計算式読出部１１４のそれぞれに対して、処理を実行する実行指示信号を出力する。

外気温度取込部１０８には、外気温度センサ１１６と初期乾燥外気温度データメモリ１１８が接続されている。外気温度取込部１０８では、前記実行指示信号をトリガとして外気の温度を取り込む。取り込んだ外気の温度ａは、穀物温度演算部１２０へ送出される。

また、乾燥開始時に検出した外気の温度ａを初期乾燥の外気の温度ｙとして初期乾燥外気温度データメモリ１１８に記憶する。第２の計算式（２）を適用して演算する場合には、この初期乾燥の外気の温度ｙを初期乾燥外気温度データメモリ１１８から読み出し、穀物温度演算部１２０へ送出する。

係数読出部１１０には、係数データメモリ１２２が接続されている。この係数読出部１１０では、前記実行指示信号に基づいて、初期乾燥期間内の場合は係数１、係数２が係数データメモリ１２２から読み出され、初期乾燥期間後の場合は係数３が読み出される。

読み出された係数１、係数２、或いは係数３は穀物温度演算部１２０へ送出される。

熱風温度読出部１１２には、熱風温度データメモリ１２４が接続されている。熱風温度読出部１１２では、前記実行指示信号に基づいて、熱風の温度データを読み出す。読み出された熱風の温度データは、穀物温度演算部１２０へ送出される。

また、計算式読出部１１４には、計算式データメモリ１２６が接続されている。計算式データメモリ１２６には、予め前述した第１の計算式（１）及び第２の計算式（２）が格納（記憶）されている。

計算式読出部１１４では、初期乾燥期間内では第１の計算式（１）が読み出され、初期乾燥期間後では、第２の計算式（２）が読み出され、それぞれ穀物温度演算部１２０へ送出する。

また、穀物温度演算部１２０には、前記乾燥時間監視部１０４から乾燥時間が入力されるようになっている。

この結果、穀物温度演算部１２０には、第１の計算式（１）或いは第２の計算式（２）と、当該計算式に必要なデータ（外気の温度ａ（初期乾燥の外気の温度ｙを含む）、熱風の温度ｂ、係数１乃至係数３、乾燥時間ｚ）が揃うことになり、第１の計算式（１）による計算、続いて第２の計算式（２）による計算が実行される。なお、第１の計算式（１）による計算結果、すなわち初期乾燥期間内の穀物の温度ｘは、初期乾燥期間穀物内温度メモリ１２８に記憶され、第２の計算式（２）の１パラメータとして適用されるようになっている。

穀物温度演算部１２０によって演算された穀物の温度は、含水率補正部１３０に送出される。この含水率補正部１３０には、前記含水率一時メモリ１０６が接続されている。含水率補正部１３０では、取り込まれた含水率計測値と穀物の温度とに基づいて含水率の補正が実行され、その補正された含水率データは、乾燥実行制御部１０２並びに出力部１３２に送出される。

乾燥実行制御部１０２では、入力された含水率に基づいて乾燥の完了時期を判断する。

また、出力部１３２では、ドライバ４０を介して表示器４２へ含水率データを送出し、表示する。

以下に本実施の形態を図４及び図５のフローチャートに従い説明する。

図４は、穀物の温度を予測演算する基本制御ルーチンである。

ステップ１５０では、初回かそれ以外かを判別するためのフラグＦをリセットし、次いでステップ１５２へ移行して、過去のデータをリセットしてステップ１５４へ移行する。

ステップ１５４では、外気の温度ａを検出し、次のステップ１５６では初期乾燥の外気の温度ｙとして登録（格納）する。

次のステップ１５８では、タイマｔ（本実施の形態では、ｔ＝３０分）をスタートさせ、ステップ１６０へ移行する。

ステップ１６０では、タイマ時間ｔが経過したか否かが判断され、肯定判定されるとステップ１６２へ移行して、当該タイマｔをリセットスタートさせ、ステップ１６４へ移行する。

ステップ１６４では、累積乾燥時間ｚに今回のタイマ時間ｔを加算し、新たな累積乾燥時間ｚとし、ステップ１６６へ移行する。ステップ１６６では、フラグＦがセット（１）されているか否かが判断される。このフラグＦがリセット（０）されている場合は、乾燥初期（最初）の穀物の温度予測時期であると判断し、ステップ１６８へ移行する。

ステップ１６８では、外気の温度ａを検出し、次いでステップ１７０では、熱風の温度ｂ、係数１並びに係数２をそれぞれ読出し、ステップ１７２へ移行する。

ステップ１７２では、第１の計算式（１）を読出し、次いでステップ１７４へ移行して、この第１の計算式（１）に、上記変数にそれぞれの数値を代入し、初期乾燥期間内の穀物の温度予測値ｘ（以下、必要に応じて単に「予測値ｘ」という）を演算する。

次のステップ１７６では、演算された予測値ｘを格納し、次いでステップ１７８で予測値ｘを乾燥実行制御部１０２や、表示器４２へ表示するためのドライバ４０等へ出力し、ステップ１８０へ移行する。

ステップ１８０では、フラグＦをセット（１）し、ステップ１６０へ移行する。

ステップ１６０では、穀物の温度の予測値演算をしている間を含め、次の予測値演算時期である時間ｔが経過したか否か判断され、肯定判定されると、ステップ１６２へ移行する。

ステップ１６２では、当該タイマｔをリセットスタートさせ、ステップ１６４へ移行する。ステップ１６４では、累積乾燥時間ｚに今回のタイマ時間ｔを加算し、新たな累積乾燥時間ｚとし、ステップ１６６へ移行する。

ステップ１６６では、フラグＦがセット（１）されているか否かが判断される。このフラグＦがリセット（０）されている場合は、初期乾燥期間後の穀物の温度予測時期であると判断し、ステップ１８２へ移行する。

ステップ１８２では、外気の温度ａを検出し、次いでステップ１８４では、熱風の温度ｂ、初期乾燥期間内の穀物の温度予測値ｘ、初期乾燥の外気の温度ｙ、乾燥時間ｚ、並びに係数３をそれぞれ読出し、ステップ１８６へ移行する。

ステップ１８６では、第２の計算式（２）を読出し、次いでステップ１８８へ移行して、この第２の計算式（２）に、上記変数にそれぞれの数値を代入し、初期乾燥期間の穀物の温度予測値Ｎ（以下、必要に応じて単に「予測値Ｎ」という）を演算する。

次のステップ１９０では、演算された予測値Ｎを乾燥実行制御部１０２や、表示器４２へ表示するためのドライバ４０等へ出力し、ステップ１９２へ移行する。

ステップ１９２では、乾燥が終了したか否かが判断され、否定判定された場合には、ステップ１６０へ戻り、上記肯定を時間ｔ（３０分）おきに繰り返す。また、ステップ１９２で肯定判定された場合は、このルーチンは終了する。

図５は、上記穀物の温度予測値演算ルーチンに同期、かつ並行して実行される含水率補正制御ルーチンである。

ステップ２００では、バケット２８Ａを駆動して穀物のサンプリング処理を実行し、次いでステップ２０２で、サンプリングした穀物の含水率の計測を行う。

計測された含水率は、穀物の温度によって適正な値とならない場合がある。そこで、本実施の形態では、図４のフローチャートにより演算した予測値ｘ、或いは予測値Ｎを用いて、計測した含水率を補正する（ステップ２０４、２０６）。

ステップ２０４によって補正がなされた含水率は、ステップ２０８において表示器４２に表示され、ステップ２１０へ移行する。

ステップ２１０では、補正後の含水率と、目標の含水率との比較によって、乾燥終了時期か否かが判断され、否定判定された場合はこのまま終了する。また、ステップ２１０で肯定判定されると、ステップ２１２へ移行して乾燥停止処理が実行され、終了する。

（初期乾燥期間内に第１の計算式（１）を適用する理由）
穀物の温度は乾燥し始めの３０分まで急激に上昇し、その後緩やかに変化（下降）する。刈り取り直後の穀物の温度は、外気の温度とほぼ同じと考えられるが、刈り取り直後の高水分の穀物の温度予測としては、精度はあまり要求されない。

むしろ、一度乾燥した後に再乾燥を行う場合は、再乾燥の初回から穀物の温度が高く、かつ精度も要求される。

従って、初回から穀物の温度が高いと予測しておく必要があるため、第１の計算式（１）を用いる。これにより、真の穀物の温度よりも演算による予測温度が高い場合、補正後の含水率は真の含水率よりも低くなり、少なくとも過乾燥にはならない。結果として、予測が外れても最悪の事態を回避することができる。

なお、乾燥終了後に１日くらい放置しても穀物の温度はほとんど下がらない。もし、穀物の温度が常温まで戻ったものを再乾燥したとしても、初回の含水率は、低い方向に外れるが、３０分後（初期乾燥期間後）には、真の穀物の温度に近い温度を予測できるため、大きな問題にはならない。

（初期乾燥期間後に計算式（２）を適用する理由）
乾燥初期の外気の温度と、初期乾燥期間内の穀物の予測温度を記憶しておき、それに対して現在の外気の温度、現在の熱風の温度、乾燥時間によって穀物の温度を予測する。すなわち、外気の温度が穀物の温度に与える影響は、約１／２であることが経験上、分かっている。例えば、外気の温度が乾燥開始時よりも１０℃下がると、穀物の温度は５℃下がることになる。

また、熱風の温度と外気の温度との差に、乾燥時間と、穀物乾燥機１０特有の係数３をかけた分、穀物の温度が上昇する。すなわち、時間の要素があるため、長時間乾燥させるほど予測される穀物の温度は高くなる。

これらを総合して、第２の計算式（２）を作成し、初期乾燥期間後の穀物の温度予測の演算を実行することで、ほぼ正確な穀物の温度を取得することができる。

以上説明したように本実施の形態では、穀物の温度が急激に上昇する初期乾燥期間内と、穀物の温度が比較的安定する初期乾燥期間後と、で異なる計算式（第１の計算式（１）及び第２の計算式（２））を用いて、穀物の温度予測値を演算するようにしたため、初期乾燥期間内では、比較的精度は低いが、少なくとも穀物の過乾燥がおきない予測値ｘを得ることができ、一方、初期乾燥期間後では、比較的精度が高く、含水率の補正に適した予測値Ｎを得ることができる。

なお、本実施の形態では、初期乾燥期間を乾燥開始から３０分としたが、これは、穀物乾燥機１０の機種等によって様々であり、限定されるものではない。好ましくは、穀物乾燥機１０と、被乾燥物である穀物とを用いた乾燥シミュレーションを行ない、適正な初期乾燥期間を設定することが望ましい。

本実施の形態に係る穀物乾燥機の概略構成図である。 乾燥開始から時間経過に伴う、外気の温度、熱風の温度、穀物の温度の変化を示す特性図である。 本実施の形態に係り、穀物の温度予測演算を実行するためのマイクロコンピュータ３８における制御を機能的に示したブロック図である。 本実施の形態に係る穀物の温度を予測演算する基本制御ルーチンを示すフローチャートである。 本実施の形態に係る穀物の温度予測値演算ルーチンに同期、かつ並行して実行される含水率補正制御ルーチンを示す制御フローチャートである。

符号の説明

１０ 穀物乾燥機
１２ 貯留部
１４ 乾燥部
１６ 流下路
１８ 熱風室
１９ 操作盤
２０ 排風室
２１ 運転スイッチ
２２ ロータリバルブ
２３ 電源スイッチ
２４ 下ホッパ
２５ プログラムタイマ設定部
２６ スクリューコンベア
２７ 温度設定ツマミ
２８ バケットコンベア
２８Ａ バケット本体
２９ 停止スイチ
３０ 回転式均分機
３１ 作業選択スイッチ
３２ 含水率計測装置
３６ Ａ／Ｄ変換器
３７ 含水率設定ツマミ
３８ マイクロコンピュータ
４０ ドライバ
１００ 補正実行制御部
１０２ 乾燥実行制御部
１０４ 乾燥時間監視部
１０６ 含水率一時メモリ
１０８ 外気温度取込部
１１０ 係数読出部
１１２ 熱風温度読出部
１１４ 計算式読出部
１１６ 外気温度センサ
１１８ 初期外気温度データメモリ
１２０ 穀物温度演算部
１２２ 係数データメモリ
１２４ 熱風温度データメモリ
１２６ 計算式データメモリ
１２８ 初期乾燥期間穀物温度メモリ
１３０ 含水率補正部
１３２ 出力部

Claims (2)

1. 穀物を循環させながら、熱風によって乾燥する穀物乾燥機に用いられ、前記穀物の循環経路の途中に配設された含水率計測装置により計測される穀物の含水率を基準として、前記穀物の含水率を得る穀物の含水率算出方法であって、
   乾燥開始からの経過時間に応じて前記穀物の温度が上昇する時間の範囲内で設定された初期乾燥期間では、前記穀物の温度ｘを、
   前記乾燥される穀物の種類ごとに設定するか又は前記穀物乾燥機の乾燥効率に基づき穀物乾燥機ごとに設定した係数１及び係数２、前記乾燥される穀物の温度に上昇が生じない外気の温度Ｔ、前記熱風の温度ｂ、外気温度センサにより検出される外気の温度ａに基づき、補正後の含水率が真の含水率よりも低くなる穀物の温度が得られる計算式
   ｘ＝ａ＋（Ｔ−ａ）×ｂ×係数１＋係数２
   を用いて算出し、
   前記含水率計測装置で計測された前記含水率を、前記算出した穀物の温度ｘに基づいて補正する、
   ことを特徴とする穀物の含水率算出方法。
2. 穀物を循環させながら、熱風によって乾燥する穀物乾燥機に用いられ、前記穀物の循環経路の途中に配設された含水率計測装置により計測される穀物の含水率を基準として、前記穀物の含水率を得る穀物の含水率算出方法であって、
   乾燥開始からの経過時間に応じて前記穀物の温度が上昇する時間の範囲内で設定された初期乾燥期間では、穀物の温度ｘを、
   前記乾燥される穀物の種類ごとに設定するか又は前記穀物乾燥機の乾燥効率に基づき穀物乾燥機ごとに設定した係数１及び係数２、前記乾燥される穀物の温度に上昇が生じない外気の温度Ｔ、前記熱風の温度ｂ、外気温度センサにより検出される外気の温度ａに基づき、補正後の含水率が真の含水率よりも低くなる穀物の温度が得られる計算式
   ｘ＝ａ＋（Ｔ−ａ）×ｂ×係数１＋係数２
   を用いて算出し、
   前記含水率計測装置で計測された前記含水率を、前記算出した穀物の温度ｘに基づいて補正し、
   前記初期乾燥期間が経過した初期乾燥期間後では、穀物の温度Ｎを、
   前記初期乾燥期間で算出された前記穀物の温度ｘ、前記乾燥される穀物の種類ごとに設定するか又は前記穀物乾燥機の乾燥効率に基づき穀物乾燥機ごとに設定した係数３、外気の温度の変化が穀物の温度に与える影響の度合いＣ、前記熱風の温度ｂ、前記乾燥開始からの経過時間としている乾燥時間ｚ、前記外気温度センサにより検出される外気の温度ａ、前記初期乾燥期間の外気の温度ｙに基づき、計算式
   Ｎ＝ｘ＋（ａ−ｙ）×Ｃ＋（ｂ−ａ）×ｚ×係数３
   を用いて算出し、
   前記含水率計測装置で計測された含水率を、前記算出した穀物の温度Ｎに基づいて補正する、
   ことを特徴とする穀物の含水率算出方法。

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