JP6114443B1 - 穀粒熱風乾燥装置及び穀粒熱風乾燥における穀層厚調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】幅が可変の穀粒流下路により穀粒の水分含有率に応じて穀層厚を変えることで穀粒の乾燥時間の短縮、品質保持、乾燥温度の低減維持、また乾燥に要する燃料コストの節減ができる穀粒熱風乾燥装置及び穀粒熱風乾燥における穀層厚調整方法を提供する。【解決手段】穀粒熱風乾燥装置を構成する穀粒熱風乾燥機構２は、所定の間隔で立設する一対の固定樋３、３と、各固定樋３に対面した状態で横方向に変位可能で、熱風路１１と排風路１２を上下に画成する遮蔽板１０、１０が突設してある一対の可動板６を有する可動樋４と、一対の可動板を横方向に駆動する樋駆動部とから構成してある。可動樋と各固定樋とにより形成する穀粒流下路１３の幅Ｗは各可動板６を進退させて広狭調整することで、流下する穀粒の穀層厚Ｔを可変にできる。【選択図】図１

Description

本発明は、小麦等の穀粒を水分含有率に応じて熱風乾燥時の穀層厚を変化調整することで穀粒を乾燥むらなく均質に、早い速度で効率よく乾燥する穀粒熱風乾燥装置及び穀粒熱風乾燥における穀層厚調整方法に関する。

収穫した穀粒は貯蔵する間の穂発芽や品質劣化を防ぐために乾燥する必要があり、以前より種々の形式の穀粒乾燥装置が提案されている。その中の一形式として一定の間隔で列設した樋に一側の熱風胴９から熱風を吹き込み、他側の排風胴１１に流出させる間に樋の間を流下する穀粒を乾燥するようにした交互通風乾燥機が知られている（特許文献１）。

実公平７−８７５号公報

上述した特許文献を含む従来技術では、樋の間隔は通常約２５０ｍｍとし、熱風の温度は約５５℃で乾燥していることから、下記の問題がある。その１、樋の間を流下する穀粒の水分含有率が高く穀層厚が厚いと吸湿作用により穀粒に乾燥むらが生じる為、水分が均一になるには時間を要するという問題。その２、穀粒の穀層厚が厚いと乾燥用ファンの静圧を必要とするために大容量の動力を要するという問題。その３、穀粒の水分含有率と穀層厚とから熱風の温度を調整しないと乾燥に時間を要し、燃料コストが嵩むという問題である。

数値で具体的に説明すると、現状では穀層厚が２５０ｍｍの場合、静圧は１４０ｍｍＡｇが必要である。
一例として、含水率３２％の穀粒を半乾含水率１６％まで乾燥する場合、処理原料１ｋｇ当り２７ｍ^３/ｋｇ・処理原料以上の風量が必要であり、乾燥のためのファン動力は２２，５ｋｗ/ｔ・処理原料以上になる。
即ち、穀層厚が厚い程、また水分含有量が高い程、吸湿作用により熱風側穀粒と排気側穀粒に水分差が生じる為、乾燥速度に影響する。穀層厚が２５０ｍｍでは穀層通過風速は０，２７ｍ/Ｓ以上必要とするので大風量になる。

このように、大風量で高静圧を必要とするために、大容量の電動機が必要であるが、過去数度の試験結果では、熱風温度を一定にして穀層通過風速大＝大風量にした割には乾燥速度は比例して上がらない。
また、熱風温度を上げても、穀層厚が厚い場合には吸湿作用により、上記同様乾燥速度は比例して上がらない。特に、高水分時や乾燥初期は吸湿作用により蒸発水分量は少なく、上述の説明と同様に乾燥時間が掛かる。含水率３２％の穀粒を半乾含水率１６％まで乾燥する場合、標準型容量の乾燥機では熱風温度５５℃で乾燥速度は３％/ｈであり、乾燥に５，３時間を要する。

本発明は、上述した従来技術の幾多の問題点に鑑みなされたもので、穀粒の水分含有率に応じて穀層厚を変えることで穀粒の乾燥時間の短縮、品質保持、低品温の維持、また乾燥に要する燃料コストの節減ができる穀粒熱風乾燥装置及び穀粒熱風乾燥における穀層厚調整方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために構成した請求項１に係る本発明の手段は、ホッパーから供給されて流下する穀粒を熱風に接触させるための穀粒流下路を形成した穀粒熱風乾燥機構を有する穀粒熱風乾燥装置において、熱風が吹き込まれる前記穀粒熱風乾燥機構は、所定の間隔で立設する一対の固定樋と、該各固定樋に対面した状態で横方向に変位可能に立設され、熱風路と排風路を上下に画成する遮蔽板が突設してある一対の可動板を有して構成される可動樋と、該可動樋に設けられて該一対の可動板を横方向に駆動する樋駆動部とから構成し、該樋駆動部は、前記一対の可動板の間に立設したねじシャフトと、該ねじシャフトに螺合したナットと、該ナットに基端を軸着し、先端を前記可動板の各々に連結した一対の作動アームと、前記ねじシャフトを回転駆動するシャフト駆動体とから構成してあり、前記可動樋と前記各固定樋とで形成する前記穀粒流下路はその幅を前記樋駆動部により前記各可動板を進退させて広狭調整することにより、流下する穀粒の穀層厚を可変にしたものからなる。

そして、前記可動樋の可動板は、並立する前記一対の固定樋の間に横架した支持シャフトに摺動可能に支持させるとよい。

また、前記可動板を変位させて前記穀粒流下路の幅を広狭設定することにより、該穀粒流下路を流下する穀粒の穀層厚は、１２０〜１７０ｍｍの厚さに可変にしてある。

請求項４に係る本発明を構成する手段は、ホッパーから供給されて流下する穀粒を熱風に接触させて乾燥するための穀粒流下路は、所定の間隔で立設する一対の固定樋の間に可動樋を設けて形成し、該可動樋を構成する一対の可動板の間に立設してシャフト駆動体により回転駆動するねじシャフトに螺合したナットに、基端を軸着し、先端を前記可動板の各々に連結した一対の作動アームとから構成した樋駆動部により、該可動板を横方向に変位させて前記穀粒流下路の幅を広狭調整することにより流下する穀粒の穀層厚を可変にしたことにある。

そして、前記可動樋を変位させて前記穀粒流下路を広狭設定することにより、該穀粒流下路を流下する穀粒の穀層厚は、１２０〜１７０ｍｍの厚さに可変にするとよい。

本発明は上述の如く構成したから、下記の諸効果を奏する。
（１）固定樋に対して可動樋を変位させて穀粒流下路の幅を広狭設定し、穀粒の含水率に応じて穀層厚を変えるので、穀粒を短時間で乾燥することができる為、高温に長時間晒さないので品質を損なうことがなく、乾燥むらの無い品質に優れた乾燥処理が可能で、熱風生成のコストを節減することができる。
（２）一対の可動樋は樋駆動部によって円滑に、また穀粒流下路の間隔を均等に変位する構成にしたから、穀粒を均質に乾燥することができるし、効率的に乾燥することができる。
（３）可動樋は、並立する一対の固定樋の間に横架した支持シャフトに摺動可能に支持させてあるから、可動樋は上下動する事無く、水平状態に保持されて円滑に変位することができる。
（４）可動樋を変位させて穀粒流下路の幅を広狭設定して流下する穀粒の穀層厚を１２０〜１７０ｍｍの厚さに変えることができるので、水分含有率の異なる穀粒に対応した乾燥処理を効率的に行うことができる。

本発明の実施の形態に係る穀粒熱風乾燥装置の部分正面図である。 穀粒熱風乾燥機構における熱風の流れを示す平面図である。 穀粒熱風乾燥機構における排風の流れを示す平面図である。 図２中のＩＶ−ＩＶ矢示方向断面図である。 穀粒熱風乾燥機構の熱風側を示す部分斜視図である。 穀粒熱風乾燥機構の排風側を示す部分斜視図である。 穀粒流下路の幅を広げる樋駆動部の動作説明図である。 穀粒流下路の幅を狭める樋駆動部の動作説明図である。 穀粒流下路の幅を狭めた穀粒熱風乾燥機構の部分正面図である。 回転センサーの設置状態を示す説明図である。 超音波センサーの設置状態を示す説明図である。 可動板と連動する超音波センサーの作動説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１乃至図３において、１は穀粒熱風乾燥装置を構成し、鋼材を枠体状に組んで構成した支持体で、該支持体１は枠状に組んだ基台１Ａと、該基台１Ａに立設した４本の縦支柱１Ｂ、１Ｂ、・・と、該４本の縦支柱１Ｂの上端に枠状に連結した上梁１Ｃ、１Ｃ、・・とから構成してある、２は該支持体１により支持して設けた穀粒熱風乾燥機構を示す。３、３は該穀粒熱風乾燥機構２を構成する一対の固定樋で、該一対の固定樋３、３は横方向に約５４７.６ｍｍ離間して立設してある。そして、各固定樋３は三角形状に形成し、図示しない上部のホッパーに固定した屋根部３Ａと、多孔鋼板からなる一対の固定板３Ｂ、３Ｂと、該固定板３Ｂ、３Ｂの間に縦方向に離間して配設した複数の支持材３Ｃ、３Ｃ、・・とから構成してある。

４は前記一対の固定樋３、３の間に間隔を存して立設することにより後述する穀粒流下路１３を形成する可動樋を示す。５は該可動樋４を構成し、前記支持体１に支持させた三角形状の屋根部、６、６は可動樋４を構成し、屋根部５の下に配設した左右一対の可動板で、該各可動板６は金網やメッシュパネル等の通気性を有する板材で形成してある。
そして、各可動板６は固定樋３、３間の上端側に横架した支持棒７に横方向に変位可能に吊設し、中間部分は高さ方向に離間して固定樋３、３間に横架した複数本のスライド用支持シャフト８、８、・・・に無給油ブッシュ９を介して摺動可能に支持することで、固定樋３の固定板３Ｂに対面した状態で横方向に円滑に変位するように構成してある。

前記一対の可動板６、６の内側には一対の遮蔽板１０、１０が高さ方向に離間して複数組設けてある。該各一対の遮蔽板１０、１０は可動樋４内を上下に位置して熱風路１１と排風路１２を交互に画成するもので、各遮蔽板１０は可動板６の内面に内向きに突設してあり、可動板６、６が接離いずれの方向に変位しても熱風路１１と排風路１２を画成するようにしてある。
そして、図４及び図５に示すように、該熱風路１１の前端開口は吹込み口１１Ａになり、後端は閉塞板１１Ｂで閉塞してある。他方、排風路１２の前端は閉塞板１２Ａで閉塞してあり、後端開口は排気口１２Ｂになっている。

かくして、固定樋３と可動樋４によって穀粒流下路１３、１３、・・・が形成してあり、該各穀粒流下路１３に上方に配置した図示しないホッパーから穀粒が供給流下するようになっている。該各穀粒流下路１３は可動板６が左右に変位することで幅Ｗが拡縮変化し、穀層厚Ｔを変えることが出来るようにしてある。
そして、図示しない熱風供給機構で生成した熱風を吹込み口１１Ａから熱風路１１に吹込み、通気性のある可動板６を通って穀粒流下路１３に流入することで穀粒と接触した後、排風路１２側に流入して後端の排気口１２Ｂから図示しない排気機構側に排出するようにしてある。

１４は前記一対の可動板６、６を左右方向に変位させて各穀粒流下路１３の幅Ｗを広狭設定する樋駆動部を示す。１５は該樋駆動部１４を構成し、一対の可動板６、６の間に立設したねじシャフトで、該ねじシャフト１５は上下のシャフト本体１５Ａ、１５Ａをカップリング１５Ｂで連結して長尺に構成し、外周面に略全長にかけて雄ねじが形成してある。そして、ねじシャフト１５は、図１０に示すようにナット１７に設けた回転センサー１６によって回転動作の確認及び回転数の計測を行い、モニターに穀層厚Ｔを表示することも可能にしてある。

１７、１７、・・はねじシャフト１５に軸方向に所定の間隔で螺合した複数のナット、１８、１８は該各ナット１７に基端側を軸着し、先端側を可動板６に軸着した左右一対の作動アームで、該各作動アーム１８は途中部位をピン結合して折曲可能に構成してある。１９はねじシャフト１５を回転駆動するシャフト駆動体で、該シャフト駆動体１９は支持体１の基台１Ａに設置した電動式又は油圧式の駆動モーター１９Ａと、該駆動モーター１９Ａの出力軸に連結した伝動軸１９Ｂと、該伝動軸１９Ｂを傘歯車で構成したギアボックス１９Ｃによりねじシャフト１５に直角方向に連結し、駆動モーター１９Ａの回転をねじシャフト１５に伝達する構成にしてある。

上述の構成からなる樋駆動部１４は、シャフト駆動部１９によりねじシャフト１５を図６に示すように、矢示イ方向に回転駆動してナット１７を上昇させると、作動アーム１８が引寄せられて可動板６、６が固定樋３から離間する方向に変位する結果、穀粒流下路１３の幅Ｗが拡大する。他方、ねじシャフト１５を図７に示すように、矢示ロ方向の逆方向に回転駆動してナット１７を下降させると、作動アーム１８が伸長して可動板６、６を固定樋３に接近する方向に変位させる結果、穀粒流下路１３の幅Ｗを狭める。

そして、可動板６の下端に取付材２０Ａを介して例えば超音波センサー２０が設けてあり、該超音波センサー２０は一方の可動板６に取付け、他方の可動板６の移動距離を測定する。両可動板６、６は同時に作動するので移動距離は倍になるが、予め指示計に移動距離の半分＋可動樋組み付け時の距離で現在の穀層厚Ｔを指示するようにしてある。

２１は穀粒熱風乾燥機構２の下側に一体に設けた穀粒冷却機構で、該穀粒冷却機構２１の冷却路２１Ａは穀粒流下路１３の下方に続けて形成してある。穀粒流下路１３を流下する間に加熱された穀粒に冷却路２１Ａで冷風を接触させて冷却するもので、穀粒冷却機構２１は公知技術であるからその詳細は省略する。２２、２２、・・は各冷却路２１Ａの下端に設けた桝状の回転体からなる穀粒排出装置で、該穀粒排出装置２２の下側には図示しない排出ホッパーが設置してある。

本実施の形態は上述の構成からなるもので、次にその作用について説明する。穀粒熱風乾燥機構２の穀粒流下路１３にホッパーから均等に供給される穀粒は自重により穀粒流下路１３を流下し、熱風供給機構が吹込む熱風が接触して乾燥が行われる。この乾燥原理は従来技術と基本的に同じである。
更に、本実施の形態では、５５〜６０℃の熱風を各熱風路１１に吹き込んで穀粒流下路１３に流入させ、穀粒に接触させた後排風路１２から放出する。そして、穀粒流下路１３の幅Ｗは固定樋３と可動樋４とによって調整が可能で、流下する穀粒の穀層厚Ｔを可変にしたから、穀粒の含水率に応じた穀層厚Ｔに調整することで適切な乾燥温度の設定とインバーターによるファンの回転数調整により適切風量の設定が可能であり、穀粒の乾燥時間を短縮できるし、高温に長時間晒すことがないので品質を損なわないし、必要な風量も小さくできるので可動コストを節減できる。

本実施の形態によれば、刈取り初期の高水分時は穀層厚Ｔは薄く、刈取り後期の低水分時は穀層厚Ｔを厚くすることを基本とし、穀層厚Ｔは１２０〜１７０ｍｍの範囲で可変することが出来るので、最大静圧は１００ｍｍＡｇである。含水率３２％の穀粒を半乾含水率１６％まで乾燥する場合でも従来技術より穀層厚Ｔを薄くすることで１８ｍ^３/ｋｇ・原料の風量でよく従来技術の０，６７掛けで済む。従って、フアン動力は静圧減と風量の抑制により従来の半分以下にすることが可能である。
また、穀層通過風速は、試験で得た最も乾燥効率の良い０.１９〜０.２５ｍ/
Ｓの時が、水１ｋｇ蒸発させるのに必要なエネルギー量は最小となり、更に従来より穀層厚を薄くすることにより吸湿作用を抑えられる相乗効果により、６００〜８００ｋｃａｌ/水・kgが可能になる。

具体的には、適正風量を設定することにより、穀層厚Ｔを１２０ｍｍにして上下段乾燥樋の熱風平均温度６０℃で水分が３２％の穀粒を乾燥した場合、水１ｋｇ蒸発させるのに必要な熱量は７００〜８００ｋcal/水・kg内になる。
また、穀層厚を１７０ｍｍにして熱風温度５５℃で水分が２５％の穀粒を乾燥した場合、水１ｋｇ蒸発させるのに必要なエネルギー量は６００〜７００ｋcal/水・kg内になる。
このように、従来装置では水１ｋｇ蒸発させるのに必要な熱量は９００ｋcal/水・kg以上であったが、穀層厚が１２０〜１７０ｍｍの範囲では、６００〜８００ｋcal/水・kgの範囲内で最適な乾燥が可能である。
かくして、穀層厚Ｔを穀粒の含水率に応じて適正な厚さに調整することにより、乾燥速度が早くなり、乾燥装置内に滞留する時間が短くなるので乾燥装置の容積は従来の０.８掛けの大きさで済むことになる。

なお、本実施の形態において、一対の固定樋３、３の間に可動樋４を立設した構成を示したが、図４及び図５に示すように、固定樋３と可動樋４を交互に複数基立設して多数の穀粒流下路１３を形成する構成にしてもよいものである。

また、樋駆動部１４は、例えば、シリンダーのように伸縮動する駆動部により、梃の原理を応用してねじシャフトに代わるシャフトを上下動させ、該シャフトに固定したソケットに折曲可能な作動アームを連結して可動板６を進退させる構成にしてもよい。

２ 穀粒熱風乾燥機構
３ 固定樋
４ 可動樋
６ 可動板
８ スライド用支持シャフト
１０ 遮蔽板
１１ 熱風路
１２ 排風路
１３ 穀粒流下路
１４ 樋駆動部
１５ ねじシャフト
１７ ナット
１８ 作動アーム
１９ シャフト駆動体

Claims (5)

1. ホッパーから供給されて流下する穀粒を熱風に接触させるための穀粒流下路を形成した穀粒熱風乾燥機構を有する穀粒熱風乾燥装置において、熱風が吹き込まれる前記穀粒熱風乾燥機構は、所定の間隔で立設する一対の固定樋と、該各固定樋に対面した状態で横方向に変位可能に立設され、熱風路と排風路を上下に画成する遮蔽板が突設してある一対の可動板を有して構成される可動樋と、該可動樋に設けられて該一対の可動板を横方向に駆動する樋駆動部とから構成し、該樋駆動部は、前記一対の可動板の間に立設したねじシャフトと、該ねじシャフトに螺合したナットと、該ナットに基端を軸着し、先端を前記可動板の各々に連結した一対の作動アームと、前記ねじシャフトを回転駆動するシャフト駆動体とから構成してあり、前記可動樋と前記各固定樋とで形成する前記穀粒流下路はその幅を前記樋駆動部により前記各可動板を進退させて広狭調整することにより、流下する穀粒の穀層厚を可変にした穀粒熱風乾燥装置。
2. 前記可動樋の可動板は、並立する前記一対の固定樋の間に横架した支持シャフトに摺動可能に支持させてある請求項１記載の穀粒熱風乾燥装置。
3. 前記可動板を変位させて前記穀粒流下路の幅を広狭設定することにより、該穀粒流下路を流下する穀粒の穀層厚は、１２０〜１７０ｍｍの厚さに可変である請求項１記載の穀粒熱風乾燥装置。
4. ホッパーから供給されて流下する穀粒を熱風に接触させて乾燥するための穀粒流下路は、所定の間隔で立設する一対の固定樋の間に可動樋を設けて形成し、該可動樋を構成する一対の可動板の間に立設してシャフト駆動体により回転駆動するねじシャフトに螺合したナットに、基端を軸着し、先端を前記可動板の各々に連結した一対の作動アームとから構成した樋駆動部により、該可動板を横方向に変位させて前記穀粒流下路の幅を広狭調整することにより流下する穀粒の穀層厚を可変にした穀粒熱風乾燥における穀層厚調整方法。
5. 前記可動樋を変位させて前記穀粒流下路を広狭設定することにより、該穀粒流下路を流下する穀粒の穀層厚は、１２０〜１７０ｍｍの厚さに可変である請求項４記載の穀粒熱風乾燥における穀層厚調整方法。

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