JP4985064B2 - 穀物乾燥機 - Google Patents

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Description

この発明は、うるち籾及びもち籾を乾燥する穀物乾燥機に関するものである。
穀物乾燥機において、循環乾燥作業中における被乾燥もち籾を透過光又は色彩選別器によりはぜ率を経時的に検出し、得られたもち籾のはぜ率があらかじめ設定されたは設定値以上になると、循環乾燥作業を自動停止し、所定時間放置した後に取り出すようにした穀物乾燥機は公知である(特許文献1)。
特開平1−224051号公報
前記の穀物乾燥機では、もち籾専用の検出器によりもち籾のはぜ率を検出するものであり、穀物乾燥機でうるち籾の乾燥作業をするには、水分計を別に設けなければならず、コスト高となる不具合があった。
そこで、この発明はこのような不具合を解消し、穀物乾燥機の一粒型の水分計を有効に利用して、もち籾のはぜ率及びうるち籾の水分値を検出するようにし、前記不具合を解消しようとするものである。
請求項1の発明は、うるち籾乾燥モードを設定するうるち籾乾燥設定手段、及び、もち籾乾燥モードを設定するもち籾乾燥設定手段を備え、多数のサンプル籾を一粒ずつ水分測定して算出した平均水分値を測定水分値とする水分測定手段を設け、前記うるち籾乾燥モードに設定した場合には、予め設定した目標水分値に前記測定水分値が到達すると乾燥作業を終了し、もち籾乾燥モードに設定した場合には、予め設定した目標水分値に到達したサンプル粒数が所定比率を超えると乾燥作業を終了する構成としたことを特徴とする穀物乾燥機とする。
前記構成によると、うるち籾乾燥モードによる乾燥作業中には、水分測定手段により多数のサンプル籾を一粒ずつ水分測定してその平均水分値が算出され、予め設定した目標水分値に測定水分値が到達すると乾燥作業が停止される。
また、もち籾乾燥モードによる乾燥作業中には、水分測定手段により多数のサンプル籾を一粒ずつ水分測定してその平均水分値が算出され、予め設定した目標水分値に到達したサンプル粒数が所定比率を超えると、乾燥作業が停止される。
請求項1の発明は、一粒型の水分測定手段を利用して、もち籾のはぜ率を向上させながら乾燥作業をしながらうるち籾を目標水分値に乾燥することができ、コスト高にすることなくもみ籾およびうるち籾を適切に乾燥することができる。
以下この発明の実施の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うるち籾・穀物乾燥機の全体構成について説明する。
1は乾燥機の機枠で、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には穀物流下通路9,9を形成し、穀物流下通路9,9の内側にはバーナ5に対向する放射体6を配設し、隣接する穀物流下通路9,9の間には吸引ファン7のファン胴に通じる左右排風室8,8を配設し、穀物流下通路9,9の下端合流部に繰出バルブ10,10を設け、この繰出バルブ10,10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12b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間隔部に取込み口(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一粒づつの水分値に換算する公知のものである。
次に、乾燥機の穀粒乾燥について説明する。
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を流下し熱風を浴びながら集穀室4に繰り出される。集穀室4で流下しながら放射体6の放射熱で暖められた穀粒は下部搬送装置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に循環移送される。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により乾燥機の操作盤31について説明する。
操作盤31の盤面には、穀粒を張り込む張込スイッチSW0、通風乾燥スイッチSW1、バーナ5の燃焼を開始し乾燥作業を開始する乾燥スイッチSW2、貯溜室2内の穀粒を機外に排出する排出スイッチSW3、機体の各種駆動を停止すると共にブザーを停止する停止スイッチSW4、乾燥用穀物種類を選択する穀物種類設定スイッチSW6、水分値設定スイッチSW7、張込量を設定する張込量設定スイッチSW8、乾燥時間を増減するタイマの増加スイッチSW9、乾燥時間を減少する減少スイッチSW10、緊急停止スイッチSW11の各種操作スイッチや、各種表示項目をデジタル表示する表示部32、乾燥機の各種異常を表示する異常表示モニタ33等を設けている。
また、前記穀物種類設定スイッチSW6の左側には、うるち(普通)籾、もち籾及び麦類の穀物種類を表示する穀物種類表示部34aと、この穀物種類表示部34aの籾類及び麦類の乾燥モードに対応する穀物表示装置34b,…(表示ランプで構成しているが、発光ダイオード、液晶表示装置等で構成してもよい)からなる穀物種類設定表示装置34を設けている。そして、穀物種類設定スイッチSW6のON操作毎に、穀物種類表示部34aの籾類あるいは麦類の複数の乾燥モードが選択され、対応する穀物表示装置34bが点灯するように構成している。
また、水分値設定スイッチSW7の左側には、水分値を表示する水分値表示部35aと、この水分値表示部35aの複数の水分値表示に対応する水分値表示装置35b,…とからなる水分設定表示装置35を設けている。そして、水分値設定スイッチSW7のON操作毎に、水分値表示部35aの水分値が順次切り替えられ、対応する水分値表示装置35bが点灯するように構成している。また、この水分値表示装置35b,…の右側端部には水分値制御を停止しタイマ乾燥制御のみを可能にする水分値制御切りスイッチ38を設けている。
また、張込量設定スイッチSW8の左側には、張込量を表示する張込量表示部36aと、この張込量表示部36aの複数の張込量表示に対応する張込量表示装置36b,…とからなる張込量設定表示装置36を設けている。そして、張込量設定スイッチSW8のON操作毎に、張込量表示部36aの張込量が順次切り替えられ、対応する張込量表示装置36bが点灯するように構成している。
次に、図4に基づき制御ブロック構成について説明する。
バーナ風胴25の上方に設けたコントロールボックス45にはコントローラ(CPU)41を設けている。コントローラ41の入力側には、各種スイッチ及びセンサを接続している。コントローラ41の入力側には、張込スイッチSW0、通風乾燥スイッチSW1、乾燥スイッチSW2、排出スイッチSW3、停止スイッチSW4、タイマの増加スイッチSW9、タイマの減少スイッチSW10、緊急停止スイッチ11を接続し、また、入力回路を介して外気温度センサSE1、熱風温度センサSE2、排風温度センサSE3、水分計電極温度センサSE4及び水分センサSE5等を接続している。
また、コントローラ41には入力回路を介して穀物種類設定スイッチSW6、水分値設定スイッチSW7、張込量設定スイッチSW8を接続し、また、出力回路を介して穀物種類設定表示装置34の穀物表示装置34b,…、水分設定表示装置35の水分表示装置35a,…、張込量設定表示装置36の張込量表示装置36b,…を接続している。
また、コントローラ41の出力側には、出力回路を介して送風機モータM1、昇降機モータM2、繰出バルブモータM3、バーナ燃焼系のバーナファンモータ(図示省略)、バーナ気化筒モータ(図示省略)、燃料供給用の電磁ポンプ(図示省略)、燃料バルブ(図示省略)、イグナイタ(図示省略)、水分計モータ(図示省略)を接続し、また、出力回路を介して各種表示項目のデジタル表示をする表示部32、乾燥機の各種異常表示用の異常表示モニタ33等を接続している。
コントローラ41のバーナ駆動信号は電磁ポンプ(図示省略)のON/OFF信号及び大小供給信号、バーナ気化筒モータ(図示省略)の回転数指令信号、バーナファンモータ(図示省略)の回転数指令信号、イグナイタ(図示省略)の通電信号等があり、燃料供給量、燃焼空気供給量及び気化筒回転数を同調制御し液体燃料を気化燃焼させる。
また、乾燥作業中には、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燃料供給用の電磁ポンプ(図示省略)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、穀物水分が目標水分値になると乾燥作業を停止する。
次に、コントローラ41の穀物種類選択について説明する。
穀物種類設定スイッチSW6を操作してうるち籾、もち籾の設定か麦類の設定かの判定がなされ、籾類設定であると判定されると、穀物種類設定スイッチSW6のON操作により、うるち籾の場合には穀物種類表示装置34の穀物表示装置34bの乾燥速度「おそい」、「ふつう」、「はやい」が順次切り替えられると共に、該当する穀物表示装置34bが点灯し、また、もち籾の場合にはもち籾の穀物表示装置34bが点灯する。
また、前記穀物種類の設定が読み込まれて麦類設定と判定されると、穀物種類設定スイッチSW6のON操作により穀物種類表示装置34の穀物種類表示部34aの「小麦」、「大麦」、「ビール麦(図示省略)」に順次切り替えられると共に、該当する穀物表示装置34bが点灯する。
次ぎに、籾類あるいは麦類選択に伴う乾燥目標水分値の設定制御について説明する。まず、うるち籾、もち籾設定か麦類設定かを判定し、うるち籾設定の場合には、次いで、水分値設定スイッチSW7のON操作によりうるち籾目標水分値領域である例えば13.5%から17%の水分値が順次選択され、水分値設定スイッチSW7のOFF操作後に所定時間経過すると、選択された水分値に設定されてメモリー42に書き込まれる。
また、もち籾設定である場合には、次いで、水分値設定スイッチSW7のON操作によりもち籾目標水分値領域である例えば14%以下の水分値が選択され、水分値設定スイッチSW7のOFF操作後に所定時間経過すると、選択された水分値に設定されてメモリー42に書き込まれる。
また、うるち籾、もち籾設定か麦類設定かを判定し、麦類設定である場合には、次いで、水分値設定スイッチSW7がON操作により、麦類の目標水分値領域である例えば12.0%から16%が順次選択され、水分値設定スイッチSW7のOFF操作後に所定時間経過すると、選択された水分値に設定されてメモリー42に書き込まれる。
前記構成によると、うるち籾、もち籾あるいは麦類の乾燥穀物種類が選択されると、その穀物種類に対応した限られた目標水分値領域の中から水分値を選択設定すればよく、水分値の設定操作を簡単化することができる。
次に、図3に基づき水分値制御切りスイッチ38による乾燥制御について説明する。
操作盤31の水分値表示装置35には水分値制御切りスイッチ38を設けている。この水分値制御切りスイッチ38は、麦類の低水分の乾燥作業、及び、籾の追い乾燥作業に対応するもので、水分値制御切りスイッチ38をONすると、水分値乾燥停止制御を停止してタイマにより乾燥時間を設定するタイマ乾燥制御のみができるように変更される。そして、この状態では張込スイッチSW0、通風乾燥スイッチSW1あるいは排出スイッチSE3をON操作しても、これらの張込作業、通風乾燥作業、穀物排出作業には移行しなくなる。そして、増加スイッチSW9及び減少スイッチSW10を操作してタイマ制御による乾燥時間を設定し、乾燥スイッチSW2をONして乾燥作業を開始し、設定乾燥時間が終了すると乾燥作業が自動的に停止され、停止スイッチSW4のONにより乾燥作業が終了する。
また、水分値制御切りスイッチ38をOFFにすると、水分値停止乾燥制御あるいはタイマ乾燥制御の可能な自動乾燥モードに復帰すると共に、水分値制御切りスイッチ38のON操作前の目標水分値設定の状態に戻される構成である。
また、水分値制御切りスイッチ38がOFF状態の待機状態では、水分値設定スイッチSW7をONする毎に、水分設定表示装置35の水分表示部5aの水分値が11、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、17、18%、及び、水分値設定スイッチSW7に順次切り替えられ、その度に該当する水分表示装置35bが点灯する。また、水分値設定スイッチSW7がONの状態では、水分値設定スイッチSW7をONする毎に、水分値設定スイッチSW7を除いて、水分設定表示装置35の水分値が11、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、17、18%に順次切り替えられ、その度に水分表示装置35bが点灯する。
従来構成にあっては、自動乾燥モードにおいて水分値乾燥停止制御の切りモードがないため、小麦等の乾燥作業時には例えば12%の目標水分値以下になると、水分計による停止制御によりすぐに乾燥作業が停止し、12%以下の希望水分値まで乾燥できないという不具合があった。
しかし、前記構成によると、水分値制御切りスイッチ38をONする簡単な操作により、水分値停止乾燥制御からタイマ乾燥制御に移行することができ、麦類の低水分乾燥作業及び籾の追い乾燥作業に対応することができ、前記不具合を解消することができる。また、水分値制御切りスイッチ38をOFFにし、自動乾燥モードに復帰させると、前回作業時の仕上げ目標水分値に設定された状態で復帰するので、目標水分値を再度設定する必要がなく、復帰操作を簡単にすることができる。
次に、もち籾乾燥時におけるもち米のはぜ率(白化率)精度の向上策について説明する。
もち米の乾燥作業時には、所定サンプル粒数の平均水分値が目標水分値に到達により乾燥作業を停止するのではなく、所定サンプル粒数の平均水分値が例えば14%の目標水分値に到達し、且つ、目標水分値に到達したサンプル粒数が所定比率以上になると、乾燥作業を停止するものである。
もち籾の乾燥では目標水分値に合わて乾燥作業を停止するよりも、乾燥仕上がり時のはぜている(白化)ことがより大切である。もち米の白化の条件は水分値が14%以下ということとぐらいしか判明していないため、乾燥を進めて水分値を減らしすぎると、胴割れ等の不具合が生じる場合がある。また、もち米の白化度合いを目視確認する必要があるために手間がかかる。また、単に目標水分値の平均値が14%以下になっても、バラツキが広範囲であると白化している穀粒数が多くなることがある。このような不具合を解消しようとするものである。
出願人はクレナイもちについてうるち籾のはぜ率の試験データを得た。即ち、全体の水分値では仕上げ水分値が14%台だと白化した割合が75%〜80%程度だったのに対し、13%台半ばまで乾燥すると白化した割合が90%にまで到達する。すなわち、単粒レベルの水分値が14%以上であると、はぜ率が低下することである。
しかして、一粒式水分計26により水分値測定をし、全サンプル粒数中に14%以下の水分値の粒数が例えば9〜8割になると、目標水分値に到達したと判定し、乾燥作業を停止するものである。
また、図5(A)に示すように、サンプル粒数の水分値が13%〜15%までの狭い範囲に分布し、14%のところに水分値の分布の山があり、且つ、14%以下の水分値の穀粒が基準比率(例えば、90〜80%)を超えている場合には、乾燥作業を停止する。
また、図5(B)に示すように、サンプル粒数の水分値が13%〜15%の範囲に分布し、13%と15%のところに水分値分布の山がり広い範囲にわたりバラツキがあり、且つ、水分値14%以下の穀粒数が前記基準比率を超えていても乾燥作業の停止をしないで、所定時間の休止乾燥(熱風乾燥を停止し、吸引ファン7を駆動した通風乾燥)に移行し、水分値の均一化を図った後に停止する。
また、乾燥作業開始時あるいは乾燥作業開始直後の例えば水分値18%のサンプル粒毎の水分値を測定し、バラツキが大きい場合には、はぜ率が低くなると判定し、熱風乾燥作業を停止して所定時間にわたり乾燥作業を停止したり、あるいは、通風乾燥をしたり、あるいは、左右の繰出バルブ10,10の繰り出し時間を長短に変更し、貯溜室2の穀粒層の混合を図りながら水分値のバラツキの解消を図り、その後に熱風乾燥作業を開始する。このようにすることにより、はぜ率の精度向上を図ることができる。
また、サンプル粒の水分値の標準偏差も乾燥制御の停止要素とし、目標水分値付近の測定データが「標準偏差α<所定値」で且つ平均水分値14%以下のときに乾燥作業を終了するようにすると、はぜ率の精度向上を図ることができる。
また、乾燥作業中の水分値が「測定水分値≦目標水分値+1.5%」になると、水分値測定の時間間隔を狭くして水分値を測定し、目標水分値付近の測定データが「標準偏差α<所定値」で且つ平均水分値14%以下のときに、熱風乾燥作業を終了するようにしても、はぜ率の精度向上を図ることができる。
また、乾燥作業の水分値が「測定水分値≦目標水分値+1.5%」になると、水分値測定の時間間隔を狭くして水分値測定をし、目標水分値付近の測定データが「標準偏差α>所定値」で且つ平均水分値14%以下のときには、熱風乾燥作業を停止して所定時間にわたり乾燥作業を停止したり、あるいは、所定時間にわたり通風乾燥をしたり、あるいは、所定時間にわたり左右の繰出バルブ10,10の繰り出し時間を長短に変更し、貯溜室2の穀粒層を混合しながらバラツキの解消を図り、その後に乾燥作業を終了するようにしても、はぜ率の精度向上を図ることができる。
また、乾燥停止にあたり、熱風発生用のバーナ5を停止し、その後に吸引ファン7を所定時間駆動して停止するまでの時間を、うるち籾乾燥モードのときには、例えば4分間とし、もち籾乾燥モードのときには、例えば短い2分間とする。そして、前記排出スイッチSW3をオンし穀粒排出時には、うるち籾乾燥モードのときには、吸引ファン7を駆動しながら穀粒を排出し、もち籾乾燥モードのときには、吸引ファン7の駆動を停止する。
前記構成によると、操作を簡単にしながら、うるち籾乾燥終了後の穀温を迅速に冷却してすぐに籾摺作業に移ることができ、また、もち籾乾燥終了後の穀温を高い状態で保持すると、はぜ率を促進させることができる。
また、もち籾乾燥モードにおいて、乾燥停止にあたり、バーナ5を停止し、その後に吸引ファン7を所定時間駆動して停止する際に、バーナ7で発生した熱風を放射体6におくり遠赤外線を発生させながら穀粒を乾燥するタイプでは、放射体の温度を放射体温度センサ(図示省略)で検出し、不具合の発生しない温度まで放射体が冷却されると、吸引ファン7の駆動を停止するように構成する。前記構成によると、操作を簡単化にしながら、もち籾乾燥終了後の穀温を比較的高く保持し、水分の移行を促進して水分値を均一化しははぜ率を促進させることができる。
また、もち籾乾燥モードにおいて、乾燥停止にあたり、バーナ5を停止し、その後に吸引ファン7を所定時間駆動して停止しする際に、前記熱風温度センサSE2により熱風温度を検出すると共に、外気温度センサSE1により外気温度を検出し、外気温度と熱風温度との差が例えば10度以下になると、吸引ファン7の駆動を停止するように構成する。前記構成によると、操作を簡単にしながら、もち籾乾燥終了後の穀温を比較的高く保持し、水分の移行を促進して水分値を均一化しははぜ率を促進させることができる。
また、もち籾乾燥モードにおいて、乾燥停止時にバーナ5を停止し、その後に吸引ファン7を所定時間駆動して停止し乾燥作業を終了するにあたり、目標水分値に近くなると、バーナ5の燃焼量を通常よりも多くして穀粒温度を高くし、その後にバーナ5を停止し、次いで吸引ファン7を所定時間駆動して停止するように構成しても、穀温を高くして水分の移行を促進し、水分値を均一化しははぜ率を促進させることができる。
また、もち籾乾燥モード及びうるち籾乾燥モードにおいて、乾燥作業を停止するにあたり、バーナ5を停止し、次いで吸引ファン7を所定時間駆動して停止し乾燥作業を終了するにあたり、穀粒の張込量から一循環に要する時間を所定の計算式により算出する。そして、何回循環させて乾燥作業を終了させるかを、オペレータが設定スイッチ(図示省略)により設定し、吸引ファン7の駆動時間を長短に設定できる。前記構成によると、もち籾乾燥モードあるいはうるち籾乾燥モードに合った穀温で乾燥作業を終了させることができる。
次に、コントローラ41の他の制御について説明する。
前記コントローラ41にカレンダー機能を持たせ、乾燥作業を開始するにあたり、直前の乾燥作業運転から例えば3か月経過後に乾燥スイッチSW2がオンされた場合には、今シーズンの最初の乾燥作業と判定する。そして、乾燥作業の終了後には、自動的に乾燥設定補正モードに移行する。すると、前記表示部32に水分値補正画面が表示され、増加スイッチSW9あるいは減少スイッチSW10を操作により、水分値を増減補正する。水分値補正が終了すると、次いで、乾燥速度画面が表示され、同様な操作により乾燥速度の補正が終了すると、設定補正モードが終了し、通常乾燥モードに復帰する。なお、図6はそのフローチャートを示し、図7の(A)と(B)と(C)は表示部32の表示画面を示すものである。
穀粒の収穫シーズン毎に天候や発育状態が相違し、目標水分値の過剰乾燥傾向あるいは過小乾燥傾向が発生する。前記構成によると、収穫シーズンに合わせた乾燥状態に補正することができ、適正な乾燥をすることができる。
また、次のように構成してもよい。昇降機11駆動用モータ(図示省略)の負荷電流値を昇降機負荷電流センサ(図示省略)により検出し、複数の異常判定をしようとするものである。負荷電流センサが昇降駆動基準電流値よりも所定比率高い通常異常電流値を検出すると、昇降機11に設けた水分計26のゴミ溜り異常と判定し、異常表示モニタ33の昇降機表示燈を点滅し、表示部32の表示画面に水分計の確認及びゴミ除去の異常表示する。また、検出電流値が昇降駆動基準電流値よりも所定比率低い負荷電流値を検出すると、前記繰出バルブ10,10駆動用の繰出バルブモータ(図示省略)の不良と判定し、異常表示モニタ33の繰出バルブ10,10の表示燈を点滅し、表示部32の表示画面に繰出バルブ10,10の点検をするようにとの異常表示する。前記構成によると、昇降機モータの負荷電流センサの検出データにより、複数の異常判定をすることができ、不具合箇所を迅速に発見し、メンテナンスが容易になる。
穀物乾燥機の切断側面図 穀物乾燥機の一部切断した正面図 操作盤の正面図 制御ブロック図 サンプル粒の水分値の分布を示すグラフ フローチャート 表示部の表示画面
符号の説明
1 穀物乾燥機
2 貯溜室
3 乾燥室
4 集穀室
5 バーナ
6 放射体
7 吸引ファン
8 排風室
9 穀物流下通路
10 繰出バルブ
26 水分計SE5 水分センサ
41 コントローラ

Claims (1)

  1. うるち籾乾燥モードを設定するうるち籾乾燥設定手段、及び、もち籾乾燥モードを設定するもち籾乾燥設定手段を備え、多数のサンプル籾を一粒ずつ水分測定して算出した平均水分値を測定水分値とする水分測定手段を設け、前記うるち籾乾燥モードに設定した場合には、予め設定した目標水分値に前記測定水分値が到達すると乾燥作業を終了し、もち籾乾燥モードに設定した場合には、予め設定した目標水分値に到達したサンプル粒数が所定比率を超えると乾燥作業を終了する構成としたことを特徴とする穀物乾燥機。
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