JP6195225B2 - 穀物乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、乾燥部の排風戻し制御によって籾類および蕎麦類を乾燥する穀物乾燥機に関するものである。

特許文献１の穀物乾燥機は、高湿度の排風を利用する排風戻し機構により、熱源を効率的に生かしつつ、籾類等の胴割れを防止して、籾類の乾燥処理を可能とするとともに、排風戻し量の調節により絶対湿度を高くして豆類の良好な乾燥を可能に構成したものである。

特開２０１２−１２７６２１号公報

しかしながら、蕎麦類の乾燥の場合には、籾類や豆類より塵埃の混入量が多いことから、排風戻しによって塵埃の排出が抑えられることから、乾燥後においても混入塵埃が残留するという問題があった。

本発明は、蕎麦類の乾燥の際に、混入塵埃を効果的に排出して塵埃の残留を抑えつつ、胴割れのない良好な乾燥を可能とす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、熱風により穀物を熱風乾燥する乾燥室（３）と穀粒を循環させる穀粒循環装置（５）と、目標水分値まで穀粒を乾燥制御する制御装置（Ｓ）と、熱風乾燥で生じた排風を乾燥室（３）に戻す排風戻し機構（１１）と、籾を乾燥する籾乾燥モード及び蕎麦乾燥モードを備える穀物乾燥機において、蕎麦乾燥モード時における排風戻し機構（１１）による排風戻し作動の開始時を蕎麦の水分値が設定水分値以下とし、該排風戻し作動の開始時の蕎麦の水分値は籾乾燥モード時における籾の水分値より低いことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記穀粒循環装置（５）は、穀粒の循環速度を調節可能に構成し、前記蕎麦乾燥モードによる前記排風戻し機構（１１）の作動時に減速して前記籾乾燥モードの場合より低速で循環動作することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記穀粒中の混入塵埃を能力可変に分離排出する排塵機（１５ａ）を設け、その排塵能力を乾燥開始時に強く、その後に弱く制御することを特徴とする。

請求項１に係る発明により、上記穀物乾燥機は、多くの塵埃を伴っている蕎麦について設定水分値になるまでは排風戻し制御を行わないことで、塵埃を十分に機外に排出するとともに、排風戻し工程によって胴割れのない良好な乾燥が可能となる。

請求項２に係る発明により、請求項１に係る発明の効果に加え、蕎麦乾燥モードの場合は、熱風乾燥工程の後の排風戻し工程の開始時から減速して穀粒を循環することから、それまでの熱風乾燥工程について蕎麦の蒸れが抑えられるとともに、その後に続く排風戻し工程では低速の循環動作によるソフトな取扱いにより蕎麦の傷みが抑えられるので、蕎麦について良好な乾燥を確保することができる。

請求項３に係る発明により、請求項２に係る発明の効果に加え、乾燥工程の当初における高能力の排塵により、乾燥によって軽量化する穀粒の飛散を招くことなく、混入塵埃を乾燥早期に効率よく分離排出することができる。

乾燥機の正面視による内部構成図 乾燥機の側面視による内部構成図 操作盤の見取図 システム構成ブロック図 排風戻し機構の側面視による動作説明図 フローチャート

（全体構成）
本発明の実施の形態として、穀物乾燥機に基づいて以下説明する。
図１および図２は、それぞれ穀物乾燥機の正面視と側面視による内部構成図である。
箱体１の内部には上部から穀物を貯留する貯留室２と、穀物を乾燥する乾燥室３を設ける。
箱体１の前方には穀物を揚穀する昇降機５と、バーナケース６を設け、バーナケース６内に熱風を生成する燃焼バーナ７を設ける。箱体１の後方には排風室８と連通する排風ダクト９を設け、排風ダクト９の後面に排風ファン１０を設ける。排風ファン１０の上面には排風戻しダクト１１の一端を連結し、排風戻しダクト１１の他端を箱体１に連結する。排風戻しダクト１１の排風流入口１２は排風ファン１０の内部と連通し、排風供給口１３は熱風室１４と連通する構成である。
箱体１の上部には昇降機５で揚穀された穀物を横搬送する上部ラセン１５と排塵装置１５ａとを設ける。

乾燥室３の左右中央部には熱風室１４を設け、熱風室１４内部には遠赤外線放射体１６を設けている。熱風室１４の左右両側には穀物が流下する穀物流下通路１９を設け、穀物流下通路１９の外側には排風室８を設ける。
穀物流下通路１９の下端部には穀物を繰り出すロータリバルブ１７を設け、ロータリバルブ１７の下方には穀物を昇降機５へ搬送する下部ラセン１８を設ける。
バーナケース６は外気を取り入れる外気導入用のスリット６ａを多数形成している。燃焼バーナ７は間欠燃焼をするガンタイプのバーナを搭載している。

排風ファン１０は外筒２４内に横軸心の回転軸２０ａにより回転する回転翼２０と、回転翼２０から排出された排風を整流する固定翼２１と、内筒２５と、回転翼２０により排出された排風の一部を排風戻しダクト１１側に案内する排風案内板２２を設ける。固定翼２１は回転翼２０の後方に位置し、捻れ形状の排風の整流面を左右両側に備え、背面視で放射状に設定間隔で多数設ける。固定翼２１の外端は外筒２４に取り付け、固定翼２１の内端は内筒２５に取り付ける。内筒２５と固定翼２１は、回転翼２０により発生させる風に圧力をかけることで、熱風の吸引能力を向上させるためのものである。

排風案内板２２は隣接する固定翼２１の間に、後上がり傾斜姿勢に設ける。排風案内板２２の前端は排風流入口１２の下方に位置する構成とし、排風案内板２２の後端は排風流入口１２の後端よりも後方に位置する構成である。排風案内板２２の一端を固定翼２１の一方の整流面に取り付け、他端を隣接する固定翼２１の対向面に取り付ける。すなわち、排風案内板２２と固定翼２１とは交差する方向に取り付ける構成である。排風案内板２２は上部の固定翼２１に設ける。そして、排風戻しダクト１１の左右幅の範囲の固定翼２１に設けている。排風案内板２２は固定翼２１の上下方向の略中央に取り付けている。そのため、隣り合う排風案内板２２の取り付け位置の位相が異なる。
排風案内板２２には排風通過孔、実施例では多数のスリット２２ａを形成している。スリット２２ａは他にも丸孔や角孔等、形状はいろいろ考えられる。

排風戻しダクト１１内には排風戻しダクト１１内に流入する排風量を調節する排風調節弁２６を設ける。排風調節弁２６は排風調節弁モータ２７で横軸心に回動可能に構成する。排風戻しダクト１１は、排風ファン１０の上面から上下方向に延びる第一ダクト部１１ａと、第一ダクト部１１ａの上端部と箱体１の背面とを接続する第二ダクト部１１ｂとから構成し、第一ダクト部１１ａ内に排風調節弁２６を設ける。第二ダクト部１１ｂは前広がりに開口面積を大きくする構成としている。

遠赤外線放射体１６は第一円筒部３０と、該第一円筒部３０から折り返す第二円筒部３１を一体的に構成し、第一円筒部３０と第二円筒部３１は共に中空状に形成される。第一円筒部３０の前端の開口部を燃焼バーナ７と対向する構成とし、第二円筒部３１の前端の開口部を左右側に向けている。

（乾燥システム）
次に、操作盤Ｕについて説明する。
操作パネルについて説明する。
図３は操作パネルの見取図であり、図４は乾燥システムのブロック構成図である。
制御部Ｓを内蔵する操作パネルＵの正面側には、張込スイッチ３２・通風スイッチ３３・乾燥スイッチ３４・排出スイッチ３５・停止スイッチ３６の運転スイッチを設けている。また、乾燥運転中の熱風温度・測定水分値・乾燥運転の終了までの残時間を順次表示する運転表示パネル４５を設けている。また、張込量を設定するための張込量スイッチ３７・到達目標水分値を設定する水分設定スイッチ３８・張込量スイッチ３７及び水分設定スイッチ３８の設定数値を表示する設定表示パネル３９、設定表示パネル３９の設定値を変更する数値増減スイッチ４０を設けている。また、乾燥対象の穀物種類を設定する穀物設定スイッチ４１・乾燥速度を設定する乾燥速度設定スイッチ４２を設けている。
熱風室１４内の温度を検出する熱風温度検出センサ４３、外気温度を検出する外気温度センサ４４を設けている。

次に、燃焼制御と排風調節弁２６による乾燥制御について説明する。
本実施の形態の燃焼バーナ７はいわゆるガンタイプバーナであり、バーナ用送風ファン５２で風を供給し、燃料タンク（図示せず）からポンプ５０で繰り出した燃料をノズル（図示せず）から噴霧し、イグナイタ５１で発火させて燃焼するバーナである。

燃焼能力は一定であり、常時燃焼すると乾燥温度は高温で一定となる。しかしながら、穀物乾燥機は穀物の張込量や外気温度によって必要な乾燥温度を変更制御する必要があるので、燃焼工程と燃焼停止工程を設定時間（例えば１分）の周期で行う間欠燃焼により乾燥温度を制御する。すなわち、目標とする乾燥温度が低い程、１周期における燃焼工程時間を短くし（例えば３０秒）、１周期における燃焼停止工程時間を長く（例えば３０秒）する。目標とする乾燥温度が高い程、１周期における燃焼工程時間を長く（例えば４５秒）し、燃焼停止工程時間を短く（例えば１５秒）する。

乾燥運転について説明すると、オペレータが張込スイッチ３２を操作すると昇降機５及び上部ラセン１５が駆動して張込穀物を順次、貯留室２内に張込む。そして、張込運転が終了すると、オペレータは張込量スイッチで張込穀粒量を設定し、水分設定スイッチ３８で到達目標水分値（例えば１４％）を設定し、穀物設定スイッチ４１で対象穀物を設定し、乾燥速度設定スイッチ４２で乾燥速度を設定する。

次に、乾燥スイッチ３４を操作すると乾燥運転が開始され、ロータリバルブ１７、下部ラセン１８、昇降機５、上部ラセン１５の循環系が駆動を開始すると共に、燃焼バーナ７が燃焼を開始する。燃焼バーナ７で生成される熱風は排風ファン１０の吸引作用で遠赤外線放射体１６の内部を通過し、第二円筒部３１の前端の開口部から熱風室１４に流入する。そして、熱風室１４から網体で形成される穀物流下通路１９内に流入し、穀物に作用する。そして、穀物から水分を奪った熱風は排風室８へ流入し、次いで排風ダクト９を経て排風ファン１０により機外方向へ排風として排出される。熱と水分を帯びた排風の一部は排風戻しダクト１１を経て熱風室１４に供給され、乾燥作業に利用される。穀物は熱風と、遠赤外線放射体１６から発生する遠赤外線の作用と、排風戻しダクト１１から戻された排風により乾燥作用を受ける。

（排風戻し制御）
図５は排風戻し機構の側面視による動作説明図である。
排風調節弁２６は設定された張込量及び乾燥速度と、水分計５３で測定される穀物水分値、外気温度等の条件に基づいて調節動作がなされる。例えば、乾燥初期には穀温を上昇させるべく排風を排風戻しダクト１１側へ戻す割合を高くし、乾燥運転の継続により、水分計５３で測定される水分値が低下するにつれて排風戻しダクト１１側へ戻す割合を徐々に低下させ、到達目標水分値に近づくとほとんど全ての排風を機外に排出するように排風調節弁２６を制御する。

本実施の形態では、排風調節弁２６が全開状態の場合、すなわち、最も多くの排風量を排風戻しダクト１１を経て熱風室１４に供給した場合でも、排風が排風案内板２２のスリット２２ａを通過したり、排風案内板２２を取り付けていない部分の固定翼２１の間を通過するため、熱風室１４に供給される排風の割合は全排風量の約４割である。
燃焼バーナ７は、前述の通り、燃焼工程と燃焼停止工程を設定時間毎の周期（１分）で行う。

乾燥運転中に、燃焼工程から燃焼停止工程に移行すると、排風を熱風室１４に戻す量を増加する側に補正するよう排風調節弁２６を制御する。そして、当該燃焼停止工程の終了までに排風調節弁２６を前回の燃焼工程時の位置に戻す制御を行う。

本実施の形態の乾燥制御は、排風に含まれる乾燥熱量と水分を穀物に供給することで、穀粒表面からの水分蒸発を抑止し、供給される熱量が穀粒内部に作用することで、穀温が急激に上昇して穀粒中の水分移行が促進されても水分勾配が急激に高くならず、穀物の胴割れが発生し難くするものである。そのため、燃焼停止工程中の急激な穀温の低下による胴割れの発生を防止するため、燃焼工程停止中は熱風室１４に戻す排風量を増加させ、乾燥熱量と水分を更に付与することで穀温を維持し、胴割れを防止することができる。

本実施の形態のポンプ５０は繰り出し能力が一定のポンプを１つ備える構成であるが、別実施例として２つのポンプを設け、２つのポンプの使い分けで高温と低温を調節することもできる。すなわち、目標とする乾燥温度が高温域の場合には２つのポンプを使用し、目標とする乾燥温度が低温域の場合には１つのポンプを使用する。

本実施の形態の排風ファン１０及び排風戻しダクト１１は排風ダクト９の左右中央部から左右一側に偏倚する構成としている。そして、排風供給口１３が箱体１の左右中央部に形成される構成である。このため、組み立て時に排風ダクト９の組付け方向を上下反対にすることで排風ファン１０を左右他側に偏倚させること、すなわちオフセットすることも可能である。これにより、穀物乾燥機の設置場所に応じて排風ファン１０を所望の場所に設置することができる。

本実施の形態の排風案内板２２により、簡単な構成で回転翼２０から排出された排風の一部を排風戻しダクト１１に案内することができる。また、箱体後方に突出する排風ファン１０の長さが長くならないので穀物乾燥機の設置をし易くすることができる。
また、排風案内板２２の左右両端部を隣接する固定翼２１の左右側面、すなわち排風の整流面に取り付けることで、排風案内板２２の取り付け構成を強固にすることができる。

また、排風案内板２２は上部に設ける固定翼２１に取り付けることで、排風を集中的に上方の排風戻しダクト１１に案内することができ、また、排風調節弁２６を全閉にして排風を排風戻しダクト１１に案内しないときには、排風案内板２２を設けていない下部の固定翼２１間からも排風が排出されるので排風の機外排出を阻害することを少なくすることができる。

また、排風案内板２２には多数のスリット２２ａを形成することで、排風の一部を排風戻しダクトに案内することができながら、排風による排風案内板２２への圧力が低減し、騒音を小さくすることができる。また、排風調節弁２６を全閉にして排風を排風戻しダクト１１に案内しない場合には排風を円滑に機外に排出することができる。

排風案内板２２は隣接する固定翼２１の間に、後上がり傾斜姿勢に設け、排風案内板２２の前端は排風流入口１２の下方に位置する構成とし、排風案内板２２の後端は排風流入口１２の後端よりも後方に位置する構成にすることで、排風を効率良く排風戻しダクト１１へ案内すると共に、排風による排風案内板２２への圧力が低減し、騒音を小さくすることができる。

（蕎麦類乾燥制御）
次に、蕎麦類の乾燥制御について説明する。
上記構成の穀物乾燥機について、蕎麦乾燥モードを設けて籾類の乾燥と異なる乾燥制御を行う。

上記構成の穀物乾燥機は、図６にフローチャートを示すように、上記熱風乾燥装置による熱風乾燥工程によって排風放出下で穀粒を乾燥し、乾燥運転開始時の水分値が設定以上の場合には熱風乾燥工程を行い、発生した排風は乾燥室３へ戻す制御を行わず、略全量塵埃と共に機外に排出する。そして、設定以下の水分値に達した時点から目標水分値まで排風戻し機構による排風戻し工程に移行する。

籾乾燥モード時には乾燥開始時の籾の水分値が３１％以下になると排風戻し工程による乾燥運転を行い、蕎麦乾燥モードでは、籾乾燥モードの場合より低い水分値（例えば、２０％）の水分値になると排風戻し工程による乾燥運転を開始する。これにより、籾と比較して多くの塵埃を伴っている蕎麦類について、水分計の故障等の原因となる塵埃を早期に排出した上で、排風戻し乾燥によって胴割れを抑えた良好な乾燥が可能となる。

また、穀粒循環装置は、インバータ制御等によって循環速度を調節可能に構成し、蕎麦乾燥モードにおける排風戻し工程の循環速度を減速して籾乾燥モードの場合より低速で循環制御可能に構成する。詳細には、穀粒循環装置は、ロータリバルブ１７から下部ラセン１８、昇降機５、上部ラセン１５等によって構成され、一連の移送速度を切換え制御可能に構成し、蕎麦乾燥モードの場合には、熱風乾燥工程時は籾乾燥モード時と同じ速度の循環を行い、排風戻し工程が開始されると、籾乾燥モードより低速で穀粒を循環する。これにより、前工程である熱風乾燥工程により蕎麦の蒸れを抑えるとともに、その後に続く排風戻し工程では低速の循環速度により蕎麦の傷みが抑えられるので、蕎麦について良好な乾燥を確保することができる。

また、排塵機１５ａは、インバータ制御、外気導入口制御等により、穀粒中の混入塵埃の排塵能力を調節制御可能に構成し、蕎麦乾燥モードにおいて、その排塵能力を乾燥開始時に強く、乾燥の進行につれて弱く制御する。このように、乾燥工程の当初における高能力の排塵により、乾燥によって軽量化する蕎麦の実の飛散を招くことなく、混入塵埃を乾燥早期に効率よく分離排出することができる。

以上のほか、燃焼バーナ７の駆動制御に関し、蕎麦や大豆の乾燥においては、張込量が少ないと低加温になるので、ガンバーナでは断続燃焼を行う。この場合において、あまり小まめに断続すると未燃ガスが出ることから、一回の燃焼時間が所定時間より短くならないように、インターバルの期間を通常より長くすることにより、放射体の加温度を保つことができる。

例えば、オンタイム５秒、オフタイム５５秒の１分周期の制御になった場合は、オンタイム１０秒、オフタイム１１０秒の２分周期に変更することにより、燃焼中の放射体の温度を上げることができる。

３ 乾燥室（熱風乾燥装置）
５ 昇降機（穀粒循環装置）
１１ 排風戻しダクト（排風戻し機構）
１５ａ 排塵機
２６ 排風調節弁（排風戻し機構）
Ｓ 制御部（制御装置）

Claims (3)

1. 熱風により穀物を熱風乾燥する乾燥室（３）と穀粒を循環させる穀粒循環装置（５）と、目標水分値まで穀粒を乾燥制御する制御装置（Ｓ）と、熱風乾燥で生じた排風を乾燥室（３）に戻す排風戻し機構（１１）と、籾を乾燥する籾乾燥モード及び蕎麦乾燥モードを備える穀物乾燥機において、
   蕎麦乾燥モード時における排風戻し機構（１１）による排風戻し作動の開始時を蕎麦の水分値が設定水分値以下とし、該排風戻し作動の開始時の蕎麦の水分値は籾乾燥モード時における籾の水分値より低いことを特徴とする穀物乾燥機。
2. 前記穀粒循環装置（５）は、穀粒の循環速度を調節可能に構成し、前記蕎麦乾燥モードによる前記排風戻し機構（１１）の作動時に減速して前記籾乾燥モードの場合より低速で循環動作することを特徴とする請求項1に記載の穀物乾燥機。
3. 前記穀粒中の混入塵埃を能力可変に分離排出する排塵機（１５ａ）を設け、その排塵能力を乾燥開始時に強く、その後に弱く制御することを特徴とする請求項２に記載の穀物乾燥機。