JP4940694B2

JP4940694B2 - 穀物乾燥機

Info

Publication number: JP4940694B2
Application number: JP2006048333A
Authority: JP
Inventors: 正史弓立; 浩人森本
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2026-02-24
Also published as: JP2007225224A

Description

この発明は、米麦や豆類等を乾燥する循環式穀物乾燥機に関するものである。

循環式穀物乾燥機において、穀物循環系の複数の穀物搬送手段及び送風機の駆動を複数の交流モータにより行ない、モータの駆動回路にインバータ（周波数変換器）を接続して周波数制御を行い、穀物搬送手段の作動速度の遅速制御と、送風量の変更制御を同時に行い、籾・麦、そば、大豆等の穀粒種別の乾燥に適応する熱風温度及び熱風量と搬送速度を適正化するものは公知である（特許文献１）。
特開２００２−１７４４８９号公報

前記循環式穀物乾燥機にあっては、大豆を乾燥する場合には、熱風温度を下げ、循環搬送速度を遅くして乾燥するものであるが、乾燥作業中には常時循環搬送しながら乾燥するものであるため、大豆の損傷を少なくするのにもおのずから限界があり、また、熱風温度を低くすると循環搬送回数が増加するため大豆の損傷防止にも一定の限界があった。また、インバータを使用するためコスト高になっていた。

そこで、この発明は、循環式穀物乾燥機を利用して豆類を乾燥するにあたり、乾燥作業の際に循環しても豆類に傷が付き難く、かつコスト高にならないことを課題とする。

請求項１の発明は、貯溜室（２）、乾燥室（３）及び集穀室（４）を上方から下方に順次配設し、前記乾燥室（３）の穀物流下通路（９）には燃焼装置（５）側に通じる熱風室（６）と吸引排気ファン（７）側に通じる排風室（８）を配設し、前記穀物流下通路（９）の下方に繰出手段（１０）を設け、米麦又は豆類を選択して乾燥作業を行なう循環式の穀物乾燥機において、米麦の乾燥作業を選択した場合には燃焼装置（５）の燃焼開始時から繰出手段（１０）が短い間隔での断続運転で乾燥作業を行なう構成とし、豆類の乾燥作業を選択した場合には燃焼装置（５）の燃焼開始時から設定時間若しくは豆類が設定水分に到達したことを検出すると、繰出手段（１０）を設定時間駆動し、再度繰出手段（１０）を停止した状態で通風乾燥と熱風乾燥との組み合わせで乾燥作業を行なう構成とし、外気温度センサ（ＳＥ３）を設け、外気温度が基準外気温度よりも高い場合には、熱風乾燥時間を短くし通風乾燥時間を長くするように設定し、外気温度が基準外気温度よりも低い場合には、熱風乾燥時間を長くし通風乾燥時間を短くするよう設定することを特徴とする穀物乾燥機とする。

請求項２の発明は、貯溜室（２）、乾燥室（３）及び集穀室（４）を上方から下方に順次配設し、前記乾燥室（３）の穀物流下通路（９）には燃焼装置（５）側に通じる熱風室（６）と吸引排気ファン（７）側に通じる排風室（８）を配設し、前記穀物流下通路（９）の下方に繰出手段（１０）を設け、米麦又は豆類を選択して乾燥作業を行なう循環式の穀物乾燥機において、米麦の乾燥作業を選択した場合には燃焼装置（５）の燃焼開始時から繰出手段（１０）が短い間隔での断続運転で乾燥作業を行なう構成とし、豆類の乾燥作業を選択した場合には燃焼装置（５）の燃焼開始時から設定時間若しくは豆類が設定水分に到達したことを検出すると、繰出手段（１０）を設定時間駆動し、再度繰出手段（１０）を停止した状態で通風乾燥と熱風乾燥との組み合わせで乾燥作業を行なう構成とし、外気湿度センサ（ＳＥ４）または熱風湿度センサ（ＳＥ５）を設け、これらの検出外気湿度及び検出熱風湿度に応じて、基準湿度よりも湿度が高い場合には、熱風乾燥時間を長くして通風乾燥時間を短くするようにし、また、基準湿度よりも湿度が低い場合には、熱風乾燥時間を短くし通風乾燥時間を長くするよう設定することを特徴とする穀物乾燥機とする。

本願発明によると、水分が高い未乾燥の豆類を循環させると傷が付き易かったが本発明によりある程度豆類の水分を低くしてから循環をするために豆類を傷つけ難くすることができる。また、インバータ等を用いること必要がなく安価なものにすることができる。また、外気温度を加味して燃料を節約しながら乾燥することができる。また、外気湿度の影響を抑えながら迅速に乾燥することができる。

以下この発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
まず、図１及び図２に基づきこの発明を実施する循環式穀物乾燥機の全体構成について説明する。

１は穀物乾燥機の機枠で、この機枠１内には貯溜室２、乾燥室３及び集穀室４を上方から下方に順次配設している。乾燥室３には左右穀物流下通路９，９を形成し、左右穀物流下通路９，９の内側にはバーナ５側のバーナ胴に通じる熱風室６を配設し、穀物流下通路９，９の左右外側には吸引排気ファン７側のファン胴に通じる左右排風室８，８を配設し、各穀物流下通路９，９の下端合流部に設ける繰出バルブ１０の往復回転により、穀物を所定量づつ繰り出しながら流下させ、穀物に熱風を浴びせて乾燥するように構成している。

前記機枠１の外側には集穀室４の前後一側に集めた穀物を貯溜室２に揚穀還元する昇降機１１を立設している。この昇降機１１内には上下に軸架した駆動プーリ１２ａ及び従動プーリ（図示省略）にバケットベルト１３を巻き掛け、集穀室４の底部に設ける下部搬送装置１４により乾燥穀物を前後一側に移送し、昇降機１１により揚穀するように構成している。この昇降機１１で揚穀された穀物は、昇降機１１の揚穀投げ口１１ａから上部搬送装置１６の始端側に供給し、更に上部搬送装置１６により横送して貯溜室２の上部中央部に配設する回転拡散板１８に送り、貯溜室２内に拡散落下させるように構成している。

前記昇降機１１、下部搬送装置１４、上部搬送装置１６から構成されている穀物循環系は、昇降機１１の機枠上部に配設している昇降機モータ（図示省略）により駆動される。また、昇降機１１における上下中途部の壁面には、バケットベルト１３の上昇行程と下降行程の左右間隔部内に取込み口（図示省略）を設けて、この取込み口（図示省略）の下方部位に水分計２６を着脱自在に配設している。この水分計２６は、例えば一対の電極ロール間でサンプル粒を１粒づつ圧縮粉砕し、その抵抗値を電気的に処理して穀粒の水分値に換算する公知のものである。次に、米又は麦の場合の穀物乾燥機の乾燥作業について説明する。

張込ホッパ（図示省略）から昇降機１１を利用して貯溜室２に所定量の穀物を張り込む。次いで、穀物種類、乾燥仕上水分値等を設定し乾燥作業を開始する。貯溜室２内の穀物は乾燥室３を流下しながら熱風を浴び繰出バルブ１０で繰出されて集穀室４に流下する。熱風により乾燥された穀類は下部搬送装置１４で一側に移送され、次いで昇降機１１により揚穀され、上部搬送装置１６に引き継がれ再び貯溜室２に循環され、暫くの間調質作用を受ける。このような行程を繰り返しながら仕上水分値に到達すると、乾燥作業は終了する。

次に、図３〜図５に基づきバーナ５について説明する。
バーナ５は例えば気化型バーナに構成されている。ケーシング２７の正面側に燃焼筒２８を設け、ケーシング２７内にはバーナモータＭ３を設け、バーナモータＭ３の前方に突出するモータ軸３０に逆円錐形状の拡散体３１を取り付け、この拡散体３１の周囲を覆うように気化筒３２を設け、この気化筒３２の開放側周縁部に微粒化燃料案内用のガイド板３３を延長状に設けている。

また、ケーシング２７の下方には送風ファン３４を配設し、送風ファン３４から送風案内筒３５を介してケーシング２７内に燃焼用空気を送るように構成している。また、ケーシング２７側から燃焼筒２８の中心部に向けて第二送風筒３５ａを延出し、燃焼筒２８の中心部前面には燃焼盤３６を嵌合装着し、この燃焼盤３６には複数のガス噴出孔３６ａ，…を設けている。また、燃焼筒２８には正面視において外周側へ膨出する膨出部２８ａを形成し、この膨出部２８ａに一対の電極部からなる点火手段としてのイグナイタ３８を設け、ノズル３９から供給される灯油の微粒化燃料にイグナイタ３８により着火する構成としている。４０は燃焼炎の有無を検出するフレームロッドで、燃焼中の炎電流を検出し制御部に出力する。

前記送風案内筒３５の上方に電磁ポンプ４６を設け、電磁ポンプ４６の駆動により燃料の灯油を気化バーナ５に供給し、イグナイタ３８の通電により点火し着火燃焼する構成である。そして、熱風温度センサＳＥ２の検出熱風温度と設定熱風温度とを比較し、その差異により電磁ポンプ４６のオンタイム駆動を変更制御して燃料供給量を調整し、検出熱風温度が所定の設定範囲になるように制御する構成である。

乾燥作業にあたり、バーナ５は電磁ポンプ４６からの供給燃料にイグナイタ３８に通電し点火することにより燃焼が開始される。即ち、バーナモータＭ３の回転により気化筒３２が回転し、ファンモータＭ４の回転により送風ファン３４が回転し燃焼用空気が導入される。また、ノズル３９からの燃料は高速回転している拡散体３１に衝突しながら微粒化され、気化筒３２の内周面にそって拡散流動しガイド体３３により外周側に案内され、イグナイタ３８により点火される。次いで、燃焼火炎による輻射熱で気化筒３２の内周面を移行する微粒化燃料はガス化されて燃焼盤３６の裏面に導かれ、ここから表面側に噴出し青火で燃焼する。バーナ駆動信号は電磁ポンプ４６のＯＮ／ＯＦＦ信号及び大小供給信号、バーナモータＭ３の回転数指令信号、ファンモータＭ４の回転数指令信号、イグナイタ３８の通電信号等がある。

次に、図６及び図７により制御ブロック構成と操作盤５０について説明する。
バーナ胴４４（図２に示す）の上方にコントロールボックス４５を設け、コントロールボックス４５内に制御部４９を設けている。制御部４９の入力側には、入力インターフェイスを介して複数のスイッチ及びセンサを接続している。即ち、操作盤５０に配設している張込スイッチＳＷ１、乾燥スイッチＳＷ２、排出スイッチＳＷ３、停止スイッチＳＷ４、穀物種類スイッチＳＷ５、仕上水分設定スイッチＳＷ６、張込量設定スイッチＳＷ７、乾燥時間増加スイッチＳＷ８、乾燥時間減少スイッチＳＷ９、水分計２６、フレームロッドＳＥ１、熱風温度センサＳＥ２、外気温度センサＳＥ３、外気湿度センサＳＥ４、熱風湿度センサＳＥ５及び張込量検出センサＳＥ６を接続している。

また、制御部４９の出力側には、出力回路、駆動手段を介して昇降機モータＭ１、繰出バルブモータＭ２、バーナ５用の電磁ポンプ４６、バーナモータＭ３、送風ファン３４駆動用のファンモータＭ４、イグナイタ３８を接続している。

操作盤５０には図７に示すように、８セグメント型の表示部５１を設け、表示部５１の側方には熱風温度表示灯５１ａ、穀物水分表示灯５１ｂ、乾燥残時間表示灯５１ｃ、穀物張込残量表示灯５１ｄ及び燃料消費量表示灯５１ｅを設け、これらの表示灯を点滅しながら表示部５１にこれらのデータを切り替えて表示するように構成している。

また、張込スイッチＳＷ１、乾燥スイッチＳＷ２、排出スイッチＳＷ３、停止スイッチＳＷ４、穀物種類スイッチＳＷ５、仕上水分設定スイッチＳＷ６、張込量設定スイッチＳＷ７、乾燥時間増加スイッチＳＷ８、乾燥時間減少スイッチＳＷ９、ブザー停止スイッチＳＷ１０、水分補正スイッチＳＷ１１を設けている。前記制御部４９は、予め設定記憶されている熱風設定温度と熱風温度センサＳＥ２の検出熱風温度とを比較し、その差が小になるように周期的にオンされる電磁ポンプ４６のオンタイム信号を長短に変更制御しながら乾燥作業をし、穀物水分が仕上げ水分値になると乾燥作業を停止する。

また、次のように乾燥制御をしてもよい。例えば、乾燥スイッチＳＷ２を所定時間内に２回オンすると、高速乾燥モードに設定される。この高速乾燥モードは、水分値２０％以上の高水分穀物に対してバーナ５の燃料燃焼量を通常乾燥制御の１．５〜２倍近くにして高温熱風により高速で乾燥するものである。そして、穀物水分値が２０％に到達すると、燃料燃料量を複数回に分けて所定時間毎に燃焼量を順次低下調節しながら通常燃料量に移行する。

穀物水分値が２０％まで低下した段階で、燃料燃料量を一挙に通常燃料量まで低下させると、燃焼量を低下させた時点で穀物内部の水分傾斜が急激に緩くなり乾燥が進まないという不具合が発生する。

しかし、前記のように、多量の燃料燃料量を複数回に分けて所定時間毎に順次低下調節しながら通常燃料量に移行させ、熱風温度を順次降下させながら緩やかに乾燥を低下させることにより、穀物の胴割れを防止しながら全体の乾燥速度を速くすることができる。

また、次のように乾燥制御をしてもよい。外気温度センサＳＥ３により時系列的に所定時間毎に外気温度を検出し、昼夜の外気温度差を算出する。そして、その外気温度差が大のときには、高い温度を加算して熱風基準温度を高く補正し、また、差が小のときには、低い温度を加算して熱風基準温度を低く補正する。

この昼夜の外気温度差による熱風基準温度の補正は、夜間の冷え込みに伴い熱風の相対湿度が上昇すると、乾燥が進みにくくなるのを防止するための熱風温度補正である。
穀物乾燥機は通常、外気温度２０度Ｃをベースにして熱風基準温度を設定し補正をしている。夜間に気温が極端に下がらない場所なら良いが、昼夜の気温の差が大きく、夜間の熱風相対湿度が上昇するような場所では通常の熱風温度基準をそのまま適用すると乾燥が進まないという不具合が発生する。そこで、このような不具合を解決しようとするものである。

通常の熱風温度制御では、昼間の外気温度が２０度Ｃで、夜間の外気温度が１５度Ｃに低下すると、夜間の熱風基準温度を２度Ｃ下げる補正をしている。この基準をそのまま適用すると、昼夜の気温の差が大きく、夜間の熱風相対湿度が上昇するような場所での熱風温度制御では、昼間の外気温度が２０度Ｃであるのに対して、夜間の外気温度が１０度Ｃであるとすると、夜間の熱風基準温度を３度Ｃ下げることになる。しかし、これでは相対湿度が高くなり乾燥速度が遅くなる。

しかして、時系列的に外気温度の変化を把握し、昼夜の外気温度差が所定基準温度よりも大きくなり相対湿度が高くなる状況では、熱風基準温度を基準よりも大きな比率で熱風温度を高く補正し、乾燥の遅れを防止するものである。

また、次のように構成してもよい。張込スイッチＳＷ１をＯＮし張込作業を開始すると、表示部５１の穀物張込残量表示灯５１ｄが点滅し、表示部５１が穀物張込残量表示に切り替えられる。しかして、張込量検出センサＳＥ６から制御部４９に穀物張込量が検出入力され、所定の計算式により張込残量が算出され、表示部５１に張込可能残量がキログラムあるいは％で表示される。

また、張込スイッチＳＷ１のＯＮに続いて停止スイッチＳＷ４をＯＮすると、その間の張込量、あるいは、停止スイッチＳＷ４のＯＮ時における張込残量を表示するように構成している。

前記構成によると、張込残量を事前に把握することができ、コンバインでの収穫刈取作業の目安とすることができ、収穫穀物が穀物乾燥機に入らずに高水分のままで放置されるような不具合を防止し、円滑に収穫乾燥作業をすることができる。

また、表示部５１を利用して、穀物張込量の乾燥に要するバーナ５の必要燃焼量を表示するように構成してもよい。乾燥スイッチＳＷ２をＯＮして乾燥作業が開始されると、張込穀物量、張込穀物の初期水分値、燃料供給用の電磁ポンプ４６のオン時間、乾燥予定時間から所定の計算式により燃料消費量が算出され、燃料消費量表示灯５１ｅを点滅しながら表示部５１に燃焼消費量が表示される。

前記構成によると、乾燥作業開始時に当該乾燥作業に必要な燃料を事前に把握することができて、燃料タンクに必要燃料を事前に確保することができ円滑に乾燥作業をすることができる。

次に、循環式穀物乾燥機による大豆の乾燥制御について説明する。
穀物種類スイッチＳＥ５により穀物種類を大豆に設定すると、これに応じて穀物の循環制御、熱風温度制御及び水分制御が大豆用プログラムに切り替えられる。しかして、繰出バルブ１０による穀物の繰り出し駆動が、米麦用のごく短い間隔での断続運転ではなく、例えば、３０分あるいは１時間に１回の割合で穀物流下通路９内の乾燥大豆を入れ替えるよう繰出バルブ１０を駆動制御する構成としている。

また、熱風温度制御が大豆用に変更される。米麦乾燥では張込量に応じて熱風温度の範囲を決めて、水分乾減率を１時間に０．５〜０．９％程度に設定しているが、この乾燥速度では大豆の表面に皺が発生する。そこで、バーナ５の燃焼量を米麦乾燥に比べて相当少なくし、例えば、水分乾減率を１時間に０．１〜０．３％程度の低いレベルに設定する。

前記のように、乾燥室３の穀物流下通路９，９に一回分の大豆を供給し、例えば、３０分あるいは１時間にわたり流下を停止し、熱風を浴びせて乾燥を継続して数％水分を除去し、その後に繰出バルブ１０を作動して穀物流下通路９内の乾燥大豆を排出し、貯溜室３内の次回の乾燥する大豆と入れ替えるようにする。

しかして、比較的長い時間をかけて停止状態で大豆の表面を乾かした後に入れ替えることとなり、表面の皺を防ぎながら乾燥し、循環回数を減らし搬送中の損傷を少なくすることができる。

なお、大豆乾燥モードを選択するに際しては、下部搬送装置１４及び上部搬送装置１６や、繰出バルブ１０のクリアランスを変更調節することとなる。
また、乾燥温度制御をするにあたり、熱風乾燥と、通風乾燥（燃焼を停止）との組み合わせにし、例えば、１時間が乾燥時間単位であるとすると、初めの１０分間は熱風乾燥、次の３０分間は通風乾燥、次の１０分間は熱風乾燥とする。このように、乾燥開始から繰出バルブ１０で繰出すまで熱風乾燥と通風乾燥を組み合わせることにより、大豆の損傷を防止しながら大豆乾燥をすることができる。

そして、穀物乾燥機内の大豆の略全てが一回目の乾燥作業を行い数％程度の水分を除去した後は米麦同様に連続して循環して所望の水分まで乾燥作業を行なっても良い。また、一回目と同様の乾燥作業を所望の水分になるまで継続しても良い。

また、熱風温度制御をするにあたり、外気湿度センサＳＥ４及び／または熱風湿度センサＳＥ５を設け、これらの検出外気湿度及び検出熱風湿度に応じて、基準湿度よりも湿度が高い場合には、所定の計算式により熱風乾燥時間を長くして通風乾燥時間を短くするようにし、また、湿度が低い場合には、熱風乾燥時間を短くし通風乾燥時間を長くするように、熱風乾燥時間あるいは通風乾燥時間を設定するようにしてもよい。

外気温度に応じて、所定の計算式により基準外気温度よりも外気温度が高い場合には、熱風乾燥時間を短くし通風乾燥時間を長くするようにし、また、外気温度が低い場合には、熱風乾燥時間を長くし通風乾燥時間を短くするようにして熱風乾燥時間あるいは通風乾燥時間を長短に設定するようにしてもよい。

なお、外気温度が基準高外気温度のときには、熱風乾燥時間をゼロにし、通風乾燥だけで乾燥するようにしてもよい。
前記構成とすることにより、外気湿度の影響を抑えながら迅速に乾燥し、外気温度を加味して燃料を節約しながら乾燥することができる。

穀物乾燥機の一部切断した正面図穀物乾燥機の切断側面図バーナの斜視図バーナの一部切断した側面図バーナの一部の切断側面図制御ブロック図操作盤の正面図

２貯溜室
３乾燥室
４集穀室
５バーナ
６熱風室
７吸引排気ファン
８排風室
９穀物流下通路
１０繰出手段（繰出バルブ）
４９、Ｍ２繰出駆動手段（制御部、繰出バルブモータ）
４６、４９（電磁ポンプ、制御部）

Claims

貯溜室（２）、乾燥室（３）及び集穀室（４）を上方から下方に順次配設し、前記乾燥室（３）の穀物流下通路（９）には燃焼装置（５）側に通じる熱風室（６）と吸引排気ファン（７）側に通じる排風室（８）を配設し、前記穀物流下通路（９）の下方に繰出手段（１０）を設け、米麦又は豆類を選択して乾燥作業を行なう循環式の穀物乾燥機において、
米麦の乾燥作業を選択した場合には燃焼装置（５）の燃焼開始時から繰出手段（１０）が短い間隔での断続運転で乾燥作業を行なう構成とし、
豆類の乾燥作業を選択した場合には燃焼装置（５）の燃焼開始時から設定時間若しくは豆類が設定水分に到達したことを検出すると、繰出手段（１０）を設定時間駆動し、再度繰出手段（１０）を停止した状態で通風乾燥と熱風乾燥との組み合わせで乾燥作業を行なう構成とし、
外気温度センサ（ＳＥ３）を設け、外気温度が基準外気温度よりも高い場合には、熱風乾燥時間を短くし通風乾燥時間を長くするように設定し、外気温度が基準外気温度よりも低い場合には、熱風乾燥時間を長くし通風乾燥時間を短くするよう設定することを特徴とする穀物乾燥機。
貯溜室（２）、乾燥室（３）及び集穀室（４）を上方から下方に順次配設し、前記乾燥室（３）の穀物流下通路（９）には燃焼装置（５）側に通じる熱風室（６）と吸引排気ファン（７）側に通じる排風室（８）を配設し、前記穀物流下通路（９）の下方に繰出手段（１０）を設け、米麦又は豆類を選択して乾燥作業を行なう循環式の穀物乾燥機において、
米麦の乾燥作業を選択した場合には燃焼装置（５）の燃焼開始時から繰出手段（１０）が短い間隔での断続運転で乾燥作業を行なう構成とし、
豆類の乾燥作業を選択した場合には燃焼装置（５）の燃焼開始時から設定時間若しくは豆類が設定水分に到達したことを検出すると、繰出手段（１０）を設定時間駆動し、再度繰出手段（１０）を停止した状態で通風乾燥と熱風乾燥との組み合わせで乾燥作業を行なう構成とし、
外気湿度センサ（ＳＥ４）または熱風湿度センサ（ＳＥ５）を設け、これらの検出外気湿度及び検出熱風湿度に応じて、基準湿度よりも湿度が高い場合には、熱風乾燥時間を長くして通風乾燥時間を短くするようにし、また、基準湿度よりも湿度が低い場合には、熱風乾燥時間を短くし通風乾燥時間を長くするよう設定することを特徴とする穀物乾燥機。