JP5428530B2 - 排風循環式穀物乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、排風ダクトから分流した排風を還流ダクトによって穀物乾燥部に還流して穀粒等の排風循環乾燥を行う排風循環式穀物乾燥機に関するものである。

特許文献１の例の如く、穀物乾燥部の排風を排出する排風ダクトから排風の一部を分流し、還流ダクトによって穀物乾燥部に還流することにより、熱風供給部による熱風とともに混合供給して排風循環乾燥を行う排風循環式穀物乾燥機が知られている。
この排風循環式穀物乾燥機は、水分計による穀物水分値に応じて排風の一定率を循環することにより、熱風排出に伴う加熱ロスを抑えつつ、所定の穀物乾燥速度によって穀物品質を確保しつつ効率よく穀物乾燥運転をすることができる。

また、乾燥ムラがある場合は、穀物乾燥機を停止してある程度の高温状態に保持する休止工程を設けることにより、穀粒相互間の水分移行を促して水分値を均一化することができる。

特開２００８−２２４１９９号公報

しかしながら、排風循環によって高速乾燥を行っている間は穀物表面が高温高湿の状態であることから、いきなり休止工程に移行すると穀物が蒸れることがあり、これを避けるために通風を行うと穀温の低下を招き、効果的な水分移行が抑えられて乾燥ムラが解消されないという問題があった。

本発明の目的は、排風循環による穀物乾燥処理における休止工程により穀物乾燥機を停止してある程度の高温状態に保持する場合において、穀物の蒸れを抑えつつ、所定の穀温を維持することにより、効率よく水分均一化を促すことができる穀物乾燥機を提供することにある。

請求項１に係る発明は、箱体内部に、穀粒が流下する穀粒流下通路（１３）と、熱風室（８）および排風室（１２）とを形成し、排風室（１２）から排風ファン（６）で吸引された排風を箱体外側に排出案内する排風ダクト（２０）を設け、排風ダクト（２０）を通過する排風を熱風室（８）に供給する循環ダクト（２１）を設け、
排風ファン（６）を箱体内側に設け、排風ダクト（２０）及び循環ダクト（２１）を箱体外側に設け、排風ファン（６）から排出された排風を切替弁（２２，２３）により循環側に分流し、この分流排風を熱風室（１２）に循環して穀物乾燥をする排風循環乾燥制御と、この排風循環乾燥制御における検出する穀物水分値が別途設定の休止基準水分値に達すると穀物乾燥を停止する乾燥休止制御とを行う制御部（Ｆ）を備え、上記制御部（Ｆ）は、排風循環乾燥制御における検出水分値が休止基準水分値に到達するまでの所定の水分値範囲について切替弁（２２，２３）を全排出まで徐々に開いて排風循環率を所定速度で漸減させた後に乾燥休止制御を行うことを特徴とする。

上記排風循環式穀物乾燥機は、制御部により、検出する穀物水分値が休止基準水分値の近傍の所定の水分値に到達すると排風循環率が所定速度で漸減し、休止基準水分値に到達すると排風の全排出動作をするとともに穀物乾燥動作を停止する。

請求項２に係る発明は、箱体内部に、穀粒が流下する穀粒流下通路（１３）と、熱風室（８）および排風室（１２）とを形成し、排風室（１２）から排風ファン（６）で吸引された排風を箱体外側に排出案内する排風ダクト（２０）を設け、排風ダクト（２０）を通過する排風を熱風室（８）に供給する循環ダクト（２１）を設け、
排風ファン（６）を箱体内側に設け、排風ダクト（２０）及び循環ダクト（２１）を箱体外側に設け,排風ファン（６）から排出された排風を切替弁（２２，２３）により循環側に分流し、この分流排風を穀物乾燥部（３）に循環して穀物乾燥をする排風循環乾燥制御と、この排風循環乾燥制御における経過時間が別途設定の休止基準時刻に達すると穀物乾燥を停止する乾燥休止制御とを行う制御部（Ｆ）を備え、上記制御部（Ｆ）は、排風循環乾燥制御における経過時間が休止基準時刻に到達するまでの所定の時間範囲について切替弁（２２，２３）を全排出まで徐々に開いて排風循環率を所定速度で漸減させた後に乾燥休止制御を行うことを特徴とする。

上記排風循環式穀物乾燥機は、制御部により、経過時間が休止基準水分値の近傍の所定の時間に到達すると排風循環率が所定速度で漸減し、休止基準時刻に到達すると排風の全排出動作をするとともに穀物乾燥動作を停止する。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２の構成において、前記制御部は、乾燥休止制御中は、切替弁の排出全閉制御を行うことを特徴とする。
上記排風循環式穀物乾燥機は、排出全閉の切替弁により、外気が遮断される。

請求項１に係る発明の排風循環式穀物乾燥機は、機体外側への排風ダクト（２０）の突出量が抑えられることから、穀粒流下通路（１３）の必要寸法を確保しつつ、機体全長の短縮化が可能となる。
また、制御部により、検出水分値に応じた排風循環率で排風循環乾燥動作をし、検出水分値が休止基準水分値の近傍の所定の水分値に到達すると排風循環率が所定速度で漸減し、休止基準水分値に到達すると排風の全排出動作をするとともに穀物乾燥動作を停止することから、上記排風循環式穀物乾燥機は、休止基準水分値における穀物乾燥の停止時には、排風の還流による蒸れを抑えつつ、穀温を高く維持することができ、その結果、水分移行を促進して水分斑の均一化を図ることができる。

請求項２に係る発明の排風循環式穀物乾燥機は、機体外側への排風ダクト（２０）の突出量が抑えられることから、穀粒流下通路（１３）の必要寸法を確保しつつ、機体全長の短縮化が可能となる。
また、制御部により、検出水分値に応じた排風循環率で排風循環乾燥動作をし、その経過時間が休止基準水分値の近傍の所定の時間に到達すると排風循環率が所定速度で漸減し、休止基準時刻に到達すると排風の全排出動作をするとともに穀物乾燥動作を停止することから、上記排風循環式穀物乾燥機は、休止基準時刻における穀物乾燥の停止時には、排風の還流による蒸れを抑えつつ、穀温を高く維持することができ、その結果、水分移行を促進して水分斑の均一化を図ることができる。

請求項３に係る発明の排風循環式穀物乾燥機は、請求項１または請求項２の効果に加え、排出全閉の切替弁による外気遮断作用により、乾燥休止中の穀温保持が容易となり、また、外気による水分変動が抑えられる。

穀物乾燥機の穀物乾燥部の内部構成を説明する透視斜視図 穀物乾燥機の穀物乾燥部の内部構成を説明する正面図 排風排出部の要部背面斜視図 排風排出部の要部縦断面図 穀物乾燥部の通風流線を表す作用平面図 乾燥機の動作制御のシステム構成図 乾燥機の動作制御のフローチャート１ 乾燥機の動作制御のフローチャート２ 開始時期の特性線図 係数特性線図（ａ）および開始時期の特性線図（ｂ）

上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図１、図２は、それぞれ穀物乾燥機の穀物乾燥部の内部構成を説明する透視斜視図、正面図である。
穀物乾燥機は、機体の上部で穀粒を貯留する貯留部（不図示）から穀粒を受けつつ一定速度で下端から繰出しながら乾燥する穀物乾燥部３と、この穀物乾燥部３で乾燥した穀粒を集めて再度貯留部に移送するための集穀部４とを設ける。そして貯留部に張り込まれた穀粒は穀物乾燥部３で乾燥されて集穀部４から再度貯留部に供給され調質される構成で外観が箱体状のいわゆる穀物循環式の構成である。そして、本実施の形態では、後述するバーナ５側を前側（前面）、排風ファン６側を後側（背面）と呼ぶ。

穀物乾燥部３については、機体の前面板３ａと背面板３ｂとの間に左右の穀粒流下通路１３，１３を架設し、それぞれの穀粒流下通路１３，１３を挟むように、左右の外側の熱風室８，８と中央の排風室１２とを形成する。左右の穀粒流下通路１３，１３は、熱風が透過可能な網材構成の穀粒通路であり、上端部を貯留部と連通し、両下端部を定量繰出弁１４に合流して下方の集穀部４に臨む。また、左右の穀粒流下通路１３，１３によって囲まれた排風室１２は、頂部を山形とする左右の傾斜ガイド部１３ａ，１３ａによって両流れに形成する。この左右の傾斜ガイド部１３ａ，１３ａは、前面板３ａと背面板３ｂとの間に架設した左右のフレーム１３ｂ、１３ｂによって支持する。

穀物乾燥部３の前面位置には外気を加熱するバーナ５を備えて熱風を熱風室８に供給する熱風供給部Ｓを配置し、背面位置には排風室１２から排風を吸引排出する排風ファン６を備える排風排出部Ｔを配置する。

排風排出部Ｔは、要部の背面斜視図および縦断面図をそれぞれ図３、図４に示すように、背面板３ｂから箱体外側に排風ダクト２０を突出して設け、排風ダクト２０の上部に循環ダクト２１を連結するとともに、排風ダクト２０から前方に連通して背面板３ｂから箱体内側に向かって排風室１２に導入筒６ａを張出し、これをファン胴として固定翼６ｃと回転翼６ｂを取付けることにより排風ファン６をその先端が排風室１２内に張出すように構成する。また、導入筒６ａの上部にファンモータ６１を配置し、背面側に伝動ベルト６２を設けて回転翼６ｂを駆動する。

この伝動ベルト６２は、外付けのファンモータ６１によって回転翼６ｂを駆動することから、伝動ベルト６２が排風ファン６のファン胴を貫通するための開口からの排風漏れが避けられないが、ファンモータ６１が排風ファン６と一体的に排風室１２に内設されることから、外気に対する排風漏れを生じることなく、外付けのファンモータ６１による簡易なファン駆動部を構成することができる。

排風ダクト２０内には第一調節弁２３を設けて循環ダクト２１を上方に連通し、この循環ダクト２１には第二調節弁２２を内設して両者を連動調節可能に排風を切替える切替弁として構成し、この循環ダクト２１から熱風室８，８を前面板３ａまで縦断する戻しダクト２７，２７を介して戻し排風を混合ダクトＡに供給し、混合ダクトＡでバーナ５からの熱風と混合して熱風室供給口Ｐより熱風室８，８に供給する。

そして、第一調節弁２３は第一調節弁調節モータ２３ｍでその開度を調節し、第二調節弁２２は第二調節弁調節モータ２２ｍでその開度を調節する構成であり、この２つの調節弁２２，２３で、排風ファン６で排出された排風を箱体外側に排出案内する割合と循環ダクト２１側に案内する割合を調節している。
例えば、排風を全て箱体外側に排出するときには第二調節弁２２を全閉とすると共に、第一調節弁２３を全開とし、排風を全て箱体内側に戻すときには第二調節弁２２を全開とし第一調節弁２３を全閉とする。

また、排風ファン６やファンモータ６１、伝動ベルト６２の取付けおよびメンテナンスのために、上記循環ダクト２１は着脱可能に構成する。本実施の形態では、着脱する部材は図示しないが、ノブボルト等で着脱可能としており、また、循環ダクト２１と第二調節弁２２は一体構成としている。

この循環ダクト２１によって覆われる範囲の背面板３ｂに排風室１２の形状の開口Ｗを形成し、かつ、左右の傾斜ガイド部１３ａ，１３ａを支持して前面板３ａに至る左右のフレーム１３ｂ、１３ｂに沿って背面板３ｂから左右のガイドレール６３，６３を設け、この左右のガイドレール６３，６３によってモーターベースを吊るようにしてファンモータ外付けの排風ファン６を出し入れ可能に支持する。

上記構成の穀物乾燥機は、穀物乾燥部３の通風流線を表す作用平面図を図５に示すように、穀物乾燥部３の排風室１２内に導入筒６ａを張り出し、この導入筒６ａをファン胴とする排風ファン６を排風室１２の内部に張り出して構成することにより、背面側への排風ダクト２０の突出量が抑えられることから、穀粒流下通路１３の必要寸法を確保しつつ、機体全長の短縮化が可能となる。また、循環ダクト２１を備える場合についても、背面板３ｂから循環ダクト２１の構成に必要な最小限度の突出寸法増加で済むことから、機体の全長寸法を抑えてコンパクトに構成することができる。

また、排風排出部Ｔの排風ファン６の稼動により、熱風供給部Ｓから熱風が左右の熱風室８，８に供給され、この熱風が左右の穀粒流下通路１３，１３を通過することによって穀粒を乾燥し、その排風が排風室１２から排風ファン６によって吸引排出され、また、排風の一部を循環ダクト２１から左右の戻しダクト２７，２７を介して箱体前側に戻され、混合ダクトＡで熱風と混合して熱風室８，８に供給することにより、高速乾燥が可能となる。

この場合において、穀粒流下通路１３を通過した排風が排風室１２の中央部に突出した位置から吸引されることから、穀粒流下通路１３，１３の乾燥作用が平均化されるので、上記穀物乾燥機は、穀粒流下通路１３，１３における穀物通過位置による乾燥斑を少なくすることができ、均一な乾燥が可能となる。

図５の作用について、説明する。
排風は循環ダクト２１から戻しダクト２７，２７及び混合ダクトＡを経て箱体前側の熱風室に供給されるものと、戻しダクト２７，２７の後端部周囲にある熱風室８，８の開口部分Ｒから熱風室８，８の後ろ側に供給されるものがある。

熱風はバーナ５から排風ファン６の作用と熱風室８，８の後ろ側に供給される排風の作用で、熱風室８，８の前後中央側に多く引き寄せられる。そのため、熱風が箱体内全体に平均化されて分布しやすくなり、また、排風との混合が良好になり、穀粒流下通路１３，１３における穀物通過位置による乾燥斑を少なくすることができ、均一な乾燥が可能となる。

その他の技術的な特長点をまとめると、以下のとおりである。
第１に、排風室１２は、頂部を左右の傾斜ガイド部１３ａ，１３ａによって山形に形成するとともに、それぞれの下部に穀粒流下通路１３，１３を形成し、これら左右の穀粒流下通路１３，１３の間に排風ファン６を配置してその上部の左右の傾斜ガイド部１３ａ，１３ａの間に駆動用のファンモータ６１を配置することにより、傾斜ガイド部１３ａ，１３ａによって挟まれる空間に外付けのファンモータ６１が収容されることから、無駄なスペースを生かして簡易な構成の乾燥装置をコンパクトに構成することができる。

第２に、ファンモータ６１は、背面板３ｂの内方に配置するとともに、排風ダクト２０の排出側から分流する循環ダクト２１を着脱可能に設けて熱風室８，８に戻し可能に構成するとともに、循環ダクト２１によって覆われる範囲内の背面板３ｂに排風室１２の開口Ｗを形成し、ファンモータ６１のモーターベースを左右のガイドレール６３，６３で支持することにより、ファンモータ外付けの排風ファン６を背面板３ｂの開口から滑り込ませるようにして容易に組付けができ、また、特段の点検蓋を要することなく、循環ダクト２１を取外すだけで、背面板３ｂの開口Ｗからファンモータ６１と伝動ベルト６２のメンテナンスが可能となる。

（乾燥制御）
乾燥機の動作制御は、システム構成図を図６に示すように、制御部Ｆの入力側には、温度センサＴＡ、湿度センサＨＡ、水分計１０等の信号を入力し、これらの状態に応じて機器制御可能に、バーナ５、排風ファン６、切替弁を構成する第一調節弁２３と第二調節弁２２等の構成機器を出力側に接続する。

制御部Ｆによる具体的な乾燥制御について図７のフローチャート１に基づいて説明すると、乾燥作業中は水分計１０で検出する穀物水分値に応じた排風循環率になるように第一調節弁２３及び第二調節弁２２とを調節制御する排風戻し制御を行なう。

排風循環により高速乾燥する乾燥方法において、張込まれた穀物水分の層ムラを除去するために、乾燥途中で休止乾燥を取込む場合に、所定の休止基準水分値で休止する設定については、この休止基準水分値の近傍（例えば、＋０．５％）まで乾燥が進んだことを判定する制御処理ステップＳ１（以下において、「Ｓ１」の如く略記する。）により、条件を満たした時は、徐々に、即ち、時間毎に排風循環率を低下させ（Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ）るよう第一調節弁２３及び第二調節弁２２とを設定角度毎に調節制御し、循環無し又は少量の循環量にした上で、休止水分値に到達した時点において、乾燥機を休止させる（Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ）。バーナのポストパージの時間も含める。

所定の経過時間によって休止する設定の場合は、図８のフローチャート２に示すように、休止基準水分値に代えて休止基準時刻（Ｓ１２ｂ）を用い、その時刻に近づくと（例えば、３０分前から）排風循環率を徐々に低下させる（Ｓ１１）るよう第一調節弁２３及び第二調節弁２２とを設定角度毎に調節制御する。

（休止工程）
乾燥機の休止制御は、排風の温度を監視することにより、胴割が発生しないレベルまで穀温を下げた後に行う。また、休止乾燥モード運転中の休止時は、空気の出入りを防止するために切替弁を全閉にする（Ｓ３ｃ）。この全閉制御によって運転休止時に切替弁を閉じることで、空気の出入りを防ぎ、外気の影響を受けにくくすることで、余計な乾燥進行を防ぎ、機体内の穀物状態の均一化を進めることができる。

このように、上記排風循環式穀物乾燥機は、制御部により、検出水分値に応じた排風循環率で排風循環乾燥動作をし、検出水分値が休止基準水分値の近傍の所定の水分値に到達すると排風循環率が所定速度で漸減し、休止基準水分値に到達すると排風の全排出動作をするとともに穀物乾燥動作を停止する。

したがって、上記排風循環式穀物乾燥機は、休止基準水分値における穀物乾燥の停止時には、排風の戻しによる蒸れを抑えつつ、穀温を高く維持することができ、その結果、水分移行を促進して水分斑の均一化を図ることができる。

（停止工程）
乾燥機の停止制御は、高速乾燥の場合は乾燥が速いので運転終了が夜半であることが多く、乾燥穀物の取出までの長時間の放置の間に、外気条件によって休止運転中に空気の出入りが起こると、通風部のみが乾燥が進んだり、あるいは水分が戻ったりすることがあることから、排風ダクトの排出側を閉じて外気の出入りを防止するモードを設け、乾燥が仕上がり、本機運転を終了する際は、切替弁を全閉に制御する（Ｓ５ａ〜Ｓ５ｃ）。

（循環工程）
次に、排風循環の開始時期については、運転開始から所定時間の経過を待ってもごみが多い時は燃焼悪化を招き、また、運転開始からの穀物一巡を待っていると時間が無駄になることがあるので、図９の開始時期の特性線図に示すように、初期水分値に応じて排風循環開始時期を決定することにより、無駄時間を抑えつつ、バーナ燃焼を確保することができる。

また、穀物の張込量により穀物の一巡時間を算出した上で、図１０（ａ）の係数特性線図に示すように、上記の初期水分値による排風循環開始時期を係数化し、その係数を穀物の一巡時間に積算することにより、図１０（ｂ）の開始時期の特性線図に示すように、張込量と対応した排風循環開始時期を得ることができる。

３ 穀物乾燥部
５ バーナ
６ 排風ファン
１０ 水分計
１４ 定量繰出弁
２０ 排風ダクト
２１ 循環ダクト
２２ 第二調節弁（切替弁）
２３ 第一調節弁（切替弁）
２７ 還流ダクト
Ｆ 制御部

Claims (3)

1. 箱体内部に、穀粒が流下する穀粒流下通路（１３）と、熱風室（８）および排風室（１２）とを形成し、排風室（１２）から排風ファン（６）で吸引された排風を箱体外側に排出案内する排風ダクト（２０）を設け、排風ダクト（２０）を通過する排風を熱風室（８）に供給する循環ダクト（２１）を設け、
   排風ファン（６）を箱体内側に設け、排風ダクト（２０）及び循環ダクト（２１）を箱体外側に設け、
   排風ファン（６）から排出された排風を切替弁（２２，２３）により循環側に分流し、この分流排風を熱風室（１２）に循環して穀物乾燥をする排風循環乾燥制御と、この排風循環乾燥制御における検出する穀物水分値が別途設定の休止基準水分値に達すると穀物乾燥を停止する乾燥休止制御とを行う制御部（Ｆ）を備え、
   上記制御部（Ｆ）は、排風循環乾燥制御における検出水分値が休止基準水分値に到達するまでの所定の水分値範囲について切替弁（２２，２３）を全排出まで徐々に開いて排風循環率を所定速度で漸減させた後に乾燥休止制御を行うことを特徴とする排風循環式穀物乾燥機。
2. 箱体内部に、穀粒が流下する穀粒流下通路（１３）と、熱風室（８）および排風室（１２）とを形成し、排風室（１２）から排風ファン（６）で吸引された排風を箱体外側に排出案内する排風ダクト（２０）を設け、排風ダクト（２０）を通過する排風を熱風室（８）に供給する循環ダクト（２１）を設け、
   排風ファン（６）を箱体内側に設け、排風ダクト（２０）及び循環ダクト（２１）を箱体外側に設け、
   排風ファン（６）から排出された排風を切替弁（２２，２３）により循環側に分流し、この分流排風を穀物乾燥部（３）に循環して穀物乾燥をする排風循環乾燥制御と、この排風循環乾燥制御における経過時間が別途設定の休止基準時刻に達すると穀物乾燥を停止する乾燥休止制御とを行う制御部（Ｆ）を備え、
   上記制御部（Ｆ）は、排風循環乾燥制御における経過時間が休止基準時刻に到達するまでの所定の時間範囲について切替弁（２２，２３）を全排出まで徐々に開いて排風循環率を所定速度で漸減させた後に乾燥休止制御を行うことを特徴とする排風循環式穀物乾燥機。
3. 前記制御部（Ｆ）は、乾燥休止制御中は、切替弁（２２，２３）を排出全閉制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の排風循環式穀物乾燥機。

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