JP5104286B2 - 穀粒乾燥機 - Google Patents
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Description
上記穀粒乾燥機は、最緩速の乾燥循環運転によって乾燥目標水分値まで乾燥され、その後に継続する通風循環時間に及ぶ通風循環運転を合わせた循環動作によって水分むら収束に必要な循環時間が確保されることから、穀粒が乾燥目標に近い乾燥状態で乾燥時間が短い場合でも、過乾燥を招くことなく、循環運転によって水分むらの収束が可能となる。
穀粒乾燥機は、その正面図および側断面図をそれぞれ図1、図2に示すように、その機枠1の内部に上から貯留室2、乾燥部3、集穀室4の順に形成し、その外周部に設けた昇降機5の駆動によって穀物を循環させながら、バーナ6の燃焼と吸引ファン7とにより発生する熱風を乾燥部3で浴びせて乾燥する公知の形態である。乾燥部3の穀粒出口には正逆に回転しながら所定量の穀物を流下させる繰出しドラム8を備え、その繰出し穀粒を昇降機5に通じる集穀室4の下部移送装置9に受け、昇降機5の上部側に接続する上部移送装置10で貯留室2の拡散盤11に供給することにより、張込み穀粒が貯留室2の全面に均一に堆積貯留される。貯留室2に設けた張込量測定器2aは、張込み穀粒の堆積上面高さ位置を測定することにより張込量を把握することができる。
上記穀粒乾燥機は、貯留室2に張込まれた穀粒を循環しつつ設定の乾燥速度に沿って乾燥部3に乾燥熱風を供給する乾燥循環運転により乾燥目標水分まで順次乾燥処理する後述の運転制御部19を備えて構成され、この運転制御部19は、貯留室2の張込み穀粒を1循環させる間に張込量に応じた複数回の異なるタイミングで穀粒の水分値を測定する一巡測定を行い、この一巡測定によって得られた張込み穀粒の縦方向水分値分布からその水分むらの程度を把握し、この水分むらを穀粒の循環によって所定幅内に収束するために要する予定循環時間を算出し、この予定循環時間で乾燥目標水分に至る乾燥速度により乾燥循環運転を行う。
図4は上記制御のための制御構成ブロック図を示し、上記操作盤12を有する制御ボックスに内蔵する運転制御部19には上記スイッチ類からの設定情報のほか、水分計20の検出情報、昇降機5の投げ出し部における穀粒検出情報、熱風温度検出情報等が入力される。一方出力情報としては、バーナ6の燃焼系信号、例えば燃料供給信号,その流量制御信号、あるいは上下移送螺旋10,9、昇降機5、ロータリバルブ(繰出バルブ)8等の穀粒循環系モータ制御信号、吸引ファン7のモータ制御信号、操作盤12への表示出力等がある。
次に、上記構成の穀粒乾燥機における運転制御部19の制御処理について、フローチャートに沿って説明する。
穀粒乾燥機の運転制御は、図5のフローチャート(1)に示すように、穀粒の張込停止時点で張込量を検出(S1,S2)した上で乾燥運転を開始する。乾燥運転は、モータ、バーナー類の起動(S3)の後、張込量に応じた水分むら測定回数(S4)を算出し、貯留室2の張込み穀粒の水分むらの測定(S5)を行う。
この場合、層番号をn=1,2,…とする一般形表示で表すと、個々の層LVnの水分値Mnについて、同符号の連続範囲の(Mn−Ms)の和は絶対値で最大となる値である。この水分むら係数Xは、水分むらの程度を把握するための指標の一例である。
穀粒乾燥機の循環能力B(トン/時間)が7.5(トン/時間)で、張込穀粒量Wが籾が6トン、目標とする設定水分値Msetを14.5%とする。そして、図7の水分検出結果になったとする。そこで、各層のLV1からLV10の各層別平均値と全体の初期平均水分値Msである22.1との差を算出すると下記の通りとなる。
LV1 −0.8
LV1 +1.5
LV2 +1.9
LV3 +0.8
LV4 −1.6
LV5 −1.9
LV6 +2.2
LV7 +0.9
LV8 +1.7
LV9 −1.6
LV10 −1.4
4.2/1.4R<0.01となり循環回数R=17(回)となる。
さらに、水分むらを収束するための予定循環時間Hは
H=R×W/Bとなり、H=17×6/7.5=13.6となる。
なお、バーナ6が点火して乾燥開始後に図7及び図9に示すような張込穀粒量に応じた各層の平均水分値Mnをそれぞれ測定するが、この各層の平均水分値Mnの内の一つの層が目標とする水分値Msetよりも低い水分値(例えば14.3%)を測定したら図14及び図15に記載する制御を行なう。
また、全体の初期平均水分値Msが既に設定水分値Msetより下回っている場合には予定循環時間H通風循環を行い水分むらを収束してから停止する(S68)。
次に、乾燥中及び又は乾燥後の測定粒別バラツキの収束を予測算出する方法を説明する。
1粒水分計を備えて複数穀粒を測定する1回または複数回の測定によって水分バラツキを算出する手段と、その測定時の穀温を直接的または間接的に検出する手段と、これら両手段により規定偏差まで収束する所要時間をあらかじめ備えた穀物種別、穀温レベルにより、異なるデータより算出する手段と、その結果を表示する手段とによって構成する。
バラツキが収束するまでの時間は、乾燥後の後作業にとって重要であるが、従来これを予測、表示するものはなく、バラツキの多いもの、地区では幾日か貯留し、再乾燥または籾摺り作業をしていた。上記構成のように、穀温、穀物種別での収束データより規定偏差(1%程度を目途)に到達する時間を算出、表示すれば、作業の目途がつき楽にできる。(乾燥機内で収束できればより良いが、バラツキ偏差が大きい場合、次回の乾燥に支障を来すので、情報として収束までの時間を予測表示する。)
例えば、乾燥終了し、冷却通風循環時に水分むらおよび水分バラツキ偏差を測定し、このときの偏差が1.4%なら、1%になるまで何時間かを表から読み出して表示する。
1%までの収束時間のテーブルデータの例として、1.6%なら5時間、2%なら7時間、3%なら8時間を記憶しておき、仕上がり後の冷却通風循環(水分むらも検出する)時に平均偏差を検出し、1.6%ならこのテーブルデータを読み出して「水分バラツキは5時間で収束する見込みです。」と表示する。
水分バラツキが大きい場合は、従来の乾燥休止よりも時間を掛けてゆっくり乾燥した方が効果があることが判明したので、水分むら制御として乾燥設定の変更(遅くする)で対応し、それでも一定バラツキに収まらない見込みの時はメッセージを表示する。
なお、図13は穀温によるバラツキ収束状態を示す一例である。
良質米乾燥のための制御モードとしての良質米乾燥モード(水分むら+確認+冷却)の制御については、機内全体の水分むらを制御し、乾燥後に再度の確認工程を入れる。乾燥後に穀温により通風冷却し、穀温を検出し、その時間を変化させる水分バラツキを検出し、その収束予測時間を表示する。
全自動による乾燥制御については、籾摺り開始時刻を入力し、乾燥開始することで水分むら制御を含め、冷却もする全自動モードのフローを定める。
全自動モードは乾燥工程を乾燥機に全て任せる制御モードであり、仕上がり時刻(籾摺り時刻)を指定して仕上げるように、時計を備えて時刻を認識でき、乾燥機内全体の水分むらを測定把握する従前の機能、仕上がり時刻を指定入力できる構成を備えた穀粒循環型乾燥機において、乾燥開始により必要乾燥速度(開始時刻、仕上がり要求時刻、初期平均水分、仕上がり設定水分より算出)を算出する算出手段と、1〜2循環の仕上がり後の冷却時間を算出する算出手段と、また、開始後1循環分の水分むら測定で、水分むらにより乾燥時間(循環回数)を長くする必要の有無を判定する手段とによって構成する。
水分値補正については、乾燥仕上がり水分近辺になると、乾燥設定の如何にかかわらず、熱風温度を標準温度(張込量に応じた速度ふつうの温度)などの一定した基準に制御することにより、水分値精度の向上を図ることができる(乾燥速度差異による穀粒内の性能勾配を一定にする)。
水分計検出制御については、仕上水分近く(設定水分+1.5%近く)になると、張込量に応じて機内全体を複数層に分割し、それぞれの分割数に応じ高い数の移動平均処理を行ったものを水分値とする制御方法による。
詳細には、張込量を自動検出または手動で設定し、その張込量を乾燥機制御盤が把握できる構成のものの水分値検出方法に関し、張込量に応じて機内を複数層に分割し、その層位置での水分測定値を該当層の代表水分値とし、上記層は張込量によって層数が異なるので、その層数に応じた回数の移動平均を行い、水分値として算出制御する。
次に、仕上げ水分の均一化制御として、乾燥仕上げ近辺では張込量にかかわらず、燃焼量を一定値以下に制御する(仕上がり時に1循環の平均水分を求め、この値で停止制御する)方法について説明する。
従来の運転制御では、張込量にかかわらず時間当たりの乾減率を一定にすべく張込量に応じて熱風温度(設定温度)を変化させて乾燥を制御している。これは、乾減率がはやいと胴割れ、品質低下を招くので、これを考慮して張込量にかかわらず乾減率を設定し、同等な乾燥速度で乾燥しようとしているのであるが、乾燥仕上がり近くでは、燃焼量(熱風温度)を一定値以下に制御(設定水分値+0.5%〜1.5%程度の範囲になった場合)し、上記で燃焼量を下げた時点で1循環分の水分測定をし、この平均水分を求め、この値にて停止する(平均処理の中に青米カットや、低水分カット処理が入ることもあるが)。
循環張込制御については、搬送系モータの負荷を検出し、張込時負荷に余裕があるタイミングでロータリバルブを駆動し、機内穀粒を少しづつ循環し、初期バルブ駆動時のロータリバルブ負荷軽減および水分むら対応の張込時混合、高水分時の流れ不良を解消する。
メンテナンス管理については、各部品の交換時間を実績入力し、次回交換時の時期精度を向上する(液晶画面で各部品名および実駆動時間を算出し、指定入力して記憶しておく)ものである。
従来のメンテナンス管理例では、あらかじめ既定値として記憶した各部品の交換予定時間で報知する例があるが、対象とする穀物性状の差異などにより、実際の交換時間に差異があり、有効性の点で問題があった。
そこで、液晶表示等、文字を表示する表示盤を設けた乾燥機において、運転時間を積算して記憶する手段と、部品の交換を報知する手段と、部品交換した情報を入力し、記憶する手段(交換したときの使用時間を含め)と、既定値の各部品交換時間を実際の交換時間より、変更し次回交換時間を修正報知する手段とを設けて構成する。
乾燥データの記憶、保存の取扱いについては、従来は、メモリ効率向上のために初回水分測定開始後、保存開始としていたが、乾燥開始により保存し、乾燥終了時点でデータを確認、精査し、不要分はメモリーから削除することで効率化を図る。
乾燥開始時からの乾燥データを複数個分(10データ程度)保存する構成のものにおいて、異常発生時にその時のデータは保存し、次回の乾燥スタートでは排出または張込スイッチが押されないと修理未完と判定し、そのデータは保存せず既保存データの保護を図る。
そこで、乾燥開始してからの乾燥データを複数個保存する乾燥データの保存につき、乾燥データ中に異常発生時のトレーサビリティの関係で異常内容、発生時刻を含んで保存し、1乾燥で同じ異常が発生した場合(前回の異常発生後、排出、張込をしていないという条件を付加し)は乾燥データとして保存しない。
乾燥速度補正については、過去の乾燥記録を保存し、そのデータより個々の機体の乾燥速度が基準より差異があれば補正(熱風温度)して実行するように制御を構成する。
そこで、乾燥データを保存する手段と、その乾燥データより乾燥速度を算出する算出手段と、その乾燥速度と設定の乾燥速度を比較して設定熱風温度を補正する補正手段とを設ける。
もちろん乾燥データは毎回乾燥して更新されるので、新しいデータに置き換えて補正していく。(複数回の平均速度や、最新のデータのみで行う場合等が考えられる)
乾燥等の運転作業中に「調整」「運転状況」を調整または表示するモードを設け、すなわち、通常運転中は従来の表示項目である熱風温度、水分値、残時間および水分分布、乾燥経過などの通常運転中必要データを表示する。
このように、運転しながらバーナーの調整をしたりモータの過負荷状況を確認したりすることにより、運転を止めることなく、実運転時の精度良い調整状況の確認ができる。
従来の水分補正はあくまで停止時水分値の補正を行っており、水分計の誤差の補正という観点からの補正であり、自動水分計、張込量検出装置が付いている穀粒循環型乾燥機の仕上げ水分の補正に関しては、乾燥が停止してから排出するまでに、設置場所である納屋等の環境により、停止後の水分が戻ったり進むという現象があり、その都度運転作業者による補正を強いられていた。
従来の循環型穀粒乾燥機では、現在仕上がり予定間(あと何時間で、または何時何分頃に)を表示するものが多いが、従来は設定乾減率により、(現在水分値―停止設定水分値)/設定乾減率の算式により算出した時間を基準とし、停止後の冷却時間を補正した値としていたが、当然、仕上がり近辺の低水分域のほうが乾きにくく、予定時間が合わない場合があった。
その解決のために、乾減率設定(例えば、普通で0.7%/h)で割り算算出するのでなく、水分域によって乾減率を考えて割り算、算出することで残時間の予測精度を向上する。
3 乾燥部
19 運転制御部
20 水分計
H 予定循環時間
Hn 乾燥時間
K 通風循環時間
LVn 層
Mn 水分値
αn 予定乾燥速度
Claims (2)
- 貯留室(2)に張込まれた穀粒を循環しつつ設定の乾燥速度に沿って乾燥部(3)に乾燥熱風を供給する乾燥循環運転により乾燥目標水分まで順次乾燥処理する運転制御部(19)を備える穀粒乾燥機において、
上記運転制御部(19)は、貯留室(2)の張込み穀粒を1循環させる間に張込量に応じた複数回の異なるタイミングで穀粒の水分値を測定する一巡測定を行い、この一巡測定によって得られた張込み穀粒の縦方向水分値分布(Mn)からその水分むらの程度を把握し、この水分むらを穀粒の循環によって所定幅内に収束するために要する予定循環時間(H)を算出し、この予定循環時間(H)で乾燥目標水分に至る乾燥速度により乾燥循環運転をすることを特徴とする穀粒乾燥機。 - 前記運転制御部(19)は、予定循環時間(H)が最緩速の乾燥速度によって定まる最緩速乾燥時間(H3)を越える場合に、両時間の差を補充循環のための通風循環時間(K)としてこの通風循環時間(K)について通風状態で穀粒を循環する通風循環運転をすることを特徴とする請求項1記載の穀粒乾燥機。
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