JPH037867B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は籾等の穀物を高品質な状態に保持し
ながら乾燥する穀物乾燥機において、特に、乾燥
に必要な熱風を制御する熱風制御装置に関する。 穀物乾燥機による籾等の乾燥において、乾減率
に基づく熱風制御方法が提案されている。乾減率
とは一定時間に穀物の含水率が低減する割合をい
い、この乾減率に基づく熱風制御では、停止含水
率まで穀物を乾燥する過程において、所定の乾減
率を保持するように熱風、熱量を制御している。 しかしながら、上記の、乾減率に基づく熱風制
御方法で籾等を乾燥すると、乾燥後の籾の品質が
食味等の点で低下するという問題がある。これ
は、穀物が熱風乾燥される過程において、穀物温
度が高くなるためである。 また、米には各種のものがあるために、乾減率
を一つの種類にしか設定できないと、米の種類に
よつては胴割れなどが発生する可能性があり、ま
た乾燥時間が必要以上に長くなる可能性がある。 この発明は上述の問題を解消し、乾減率を籾の
種類に応じて最適なものに設定でき、品質を低下
させることなく穀物を乾燥し得る、穀物乾燥機に
於ける熱風制御装置の提供を目的とする。 この発明は、乾燥すべき籾等の穀物が所定温度
以上になればその品質が低下するという事実に鑑
みてなされたものであり、要約すれば、メモリに
予め複数種類の乾減率を記憶しておき、この中か
らスイツチによつて任意の乾減率を設定できるよ
うにし、設定した乾減率に基づく熱風制御を行う
過程において、穀物温度がつねに所定の制御値以
下になるように穀物乾燥機の熱風熱量を制御する
ことを特徴とする。 この発明における穀物温度の制御値は、たとえ
ば籾の場合実験により測定された約38℃の値であ
る。 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。 第１図は、この発明に係る熱風制御方法を適用
した穀物乾燥機の操作パネルの正面図、第２図は
同穀物乾燥機の制御ブロツク図、第３図は同穀物
乾燥機の乾燥部の要部構造を示す模式構造図であ
る。 この穀物乾燥機は、籾を乾燥対象とし、動作モ
ードに張込、通風乾燥、熱風乾燥、排出の合計四
つのモードを含む。第１図において、操作パネル
１上のモード設定部２には、張込ボタン３、乾燥
ボタン４、点火ボタン５、排出ボタン６が順に配
設され、各ボタンの上部には動作モード確認用ラ
ンプ７〜１２が設けられている。ランプ７は張込
中であることを表示し、ランプ８は乾燥に必要な
モータ類が駆動されていることを表示し、また同
様に、ランプ９は点火されたことを、ランプ１０
は後述の熱風発生装置６０の燃焼バーナがオンし
ていることを、ランプ１１は自動乾燥終了である
ことを、ランプ１２は排出中であることをそれぞ
れ表示する。すなわち、ランプ７の点灯は張込モ
ードであることを示し、ランプ８の単独点灯は通
風乾燥モードであることを示し、またランプ８，
１０の点灯は熱風乾燥モードであることを示し、
ランプ１２の点灯は排出モードであることを示
す。 操作パネル１の上方には、上記熱風乾燥モード
の動作終了制御値となる停止含水率の設定ボリユ
ーム１３と、穀物量を設定する穀物量設定スイツ
チ２１と、穀物の含水率、熱風温度および穀物温
度を選択的に表示する表示器１４とが配設されて
いる。表示選択は、表示切換ボタン１５でおこな
い、表示内容の指示は３個のランプ１６でおこな
う。 操作パネル１の下方には、穀物種類を設定する
穀物種類設定スイツチ１７と、タイマ用可変ボリ
ユーム１８と、乾燥特性を設定する乾燥特性設定
スイツチ１９と、熱風温度を補正する風温補正用
可変ボリユーム２０とが配置されている。穀物種
類設定スイツチ１７は、穀物の種類によつて制御
パラメータである乾減率、つまり乾燥速度を変え
るためのものであつて、５種の籾に対応した乾減
率がそれぞれ設定可能である。乾燥特性切換スイ
ツチ１９は、籾の種類に対応して定温、高速、標
準、安全１、安全２の合計５つのコース別に、乾
減率に基づく熱風制御の乾燥特性に変えるたもの
ものであり、また、コース選定により乾減率が定
まるとともに熱風発生装置６０の初期熱風温度が
定まる。タイマ用可変ボリユーム１８は、各動作
モードの実行時間およびその補正をおこなうため
のもので、この実施例では最大28時間の設定（但
し熱風乾燥モードにおいて）が可能である。な
お、このタイマ用可変ボリユーム１８を自動停止
の位置に設定すると、熱風乾燥モードの場合だけ
モード実行終了時点の判断が、上記停止含水率設
定ボリユーム１３と含水率との比較によつておこ
なわれる。 第２図に示すように、この穀物乾燥機の制御部
はCPU３０、制御プログラムを記憶するROM３
１、各種制御パラメータなどを記憶するRAM３
２、Ｉ／Ｏ３３，３４を含み、それらは相互にバ
ス接続される。 Ｉ／Ｏ３３には、２個のＡ／Ｄ変換器３７，３
８、上記操作パネル１の各スイツチおよびボリユ
ーム、表示器１４が接続され、Ｉ／Ｏ３４には、
後述の点火装置や電磁ポンプ６２等の各種駆動部
が接続される。Ａ／Ｄ変換器３７には、マルチプ
レクサ４０を介して、穀物温度を検出する穀温セ
ンサ３５、穀物含水率を検出する水分率計４２、
熱風温度を検出する熱風センサ３９および外気温
センサ３６が接続され、またＡ／Ｄ変換器３８に
は、マルチプレクサ４１を介してタイマ用可変ボ
リユーム１８、停止含水率設定ボリユーム１３、
乾燥特性設定スイツチ１９および風温補正用可変
ボリユーム２０が接続される。 ROM３１に、熱風制御プログラムが記憶され
ており、その制御プログラムには、穀物種類設定
スイツチ１７および乾燥特性スイツチ１９により
設定された乾減率で、水分率計４２による測定含
水率が停止含水率になるまで熱風乾燥を実行する
内容が含まれている。RAM３２には、第４図に
示すように、初期含水率、停止含水率、含水率、
外気温度、穀物温度および熱風温度の制御パラメ
ータを記憶するパラメータ領域P1〜P5、五つの
乾燥特性コース別に設定された乾減率テーブルを
記憶するテーブル領域Ｔ、および乾燥特性の種
類、穀物の種類、穀物量、穀温制御値のそれぞれ
を記憶する領域D1〜D4などが含まれる。後述の
熱風発生装置６０が発生する熱風の熱量は、熱風
センサ３９によつて測定した熱風温度で制御さ
れ、穀物量と外気温度との関係で一義的に決まる
値に初期設定される。初期設定された熱風温度の
値は領域P5に記憶される。また、設定された熱
風温度は外部から風温補正用可変ボリユーム２０
によつて＋５℃から−10℃の範囲で補正できる。
初期含水率は、燃焼状態になつたとき水分計４２
を起動して得られる値である。 上記コース別乾減率テーブルは、含水率20％で
高水分域と中低水分域とに分け、各コース別に乾
減率、すなわち１時間当りの含水率変化を実験に
より求めたものである。下表は一つの籾の種類に
対して得られた乾減率テーブルである。

【表】 ５種類の籾に対応してこのような表がテーブル
領域Ｔに記憶されている。なお、定温コースにお
いては、後述の乾減率コントロールも穀温コント
ロールも行われないので、これらのテーブルから
除かれている。 穀温制御値は例えば籾の場合38℃である。この
値は、38℃以上になると籾は食味等の点で品質低
下をきたすという実験結果から決められる。 このような構成において、第３図に示すよう
に、乾燥機に張り込まれた穀物５２は循環装置５
３と、ロータリバルブ５４，５５およびスクリユ
ーコンベア５６の搬送作用によつて、貯溜槽５１
から乾燥通路５７，５８と搬送路５９を経て再び
貯溜槽５１に搬送される。穀物５２はこのように
循環されながら順次乾燥通路５７，５８で熱風発
生装置６０から与えられる熱風ａ，ｂによつて乾
燥され、再び貯溜槽５１内に搬送される。この熱
風発生装置６０は、内部に燃焼バーナと送風機と
を有し、燃焼バーナの燃焼により穀物に熱風を与
える。このバーナに燃料タンク６３から燃料供給
用の燃料供給用パイプ６４を通じて燃料が供給さ
れる。したがつて、熱風熱量は燃料供給量と送風
量の両方で変えられる。また、このパイプ６４の
途中に、供給路を開閉する電磁弁６１と、パルス
駆動で燃料を供給する電磁ポンプ６２とが配設さ
れる。 また、電磁弁６１は図示しない制御手段によつ
て燃焼時に開かれる。更に、図示しないが、上記
燃焼バーナを点火する点火用ヒータ、ヒータ用燃
料供給路および点火用電磁弁も配設されている。
そして、貯溜槽５１には、水分計４２、穀温セン
サ３５が取り付けられ、さらに、乾燥通路には熱
風温度センサ３９が取り付けられている。 以下、この穀物乾燥機における各動作モードに
ついて説明する。 張込モードを実行する場合は、タイマ用可変ボ
リユーム１８により張込時間を設定し、張込ボタ
ン３を押すことにより張込をスタートする。ま
た、通風乾燥モードを実行する場合は、通風乾燥
時間をタイマ用可変ボリユーム１８により設定
し、乾燥ボタン４を押すことによりスタートす
る。さらに、排出モードを実行する場合は、排出
時間をタイマ用可変ボリユーム１８により設定
し、排出ボタン６を押してスタートする。これら
の三つの動作では、停止含水率設定ボリユーム１
３、穀物種類設定スイツチ１７、乾燥特性設定ス
イツチ１９、風温補正用可変ボリユーム２０およ
び穀物量設定スイツチ２１の設定位置に無関係
に、Ｉ／Ｏ３４を介してモータ類を駆動する。な
お、上記の各モードの実行中、各モードに対応す
るボタンを再度押すことにより、そのモードの実
行を中止できる。また、タイマ用可変ボリユーム
１８を自動停止位置にし、各ボタン操作でスター
トまたは中止を手動運転できる。 一方、熱風乾燥モードを実行する場合は、穀物
種類設定スイツチ１７、乾燥特性スイツチ１９、
停止含水率設定スイツチ１３、穀物量設定スイツ
チ２１および必要であれば風温補正用可変ボリユ
ーム２０をそれぞれ所定の位置に選択設定し、ま
たタイマ用可変ボリユーム１８を自動停止位置な
いし熱風乾燥実行時間の位置に設定し、乾燥ボタ
ン２および点火ボタン５を押してスタートする。
このモードでは、タイマ用可変ボリユーム１８が
自動停止位置に設定されているときには含水率が
停止含水率に一致したときに乾燥動作が終了し、
また自動停止位置以外に設定されているときには
その設定位置で定まる時間の経過後に乾燥動作が
自動的に終了する。 この熱風乾燥モードにおける熱風制御は、穀物
種類設定スイツチ１７と乾燥特性設定スイツチ１
９とでRAM３２から選択設定された目標乾減率
で、籾の含水率が停止含水率に達するまで電磁ポ
ンプ６２を駆動して行われる。このときの熱風発
生装置６０から発生される熱風の温度は、前述し
たように穀物量設定スイツチ２１、乾燥特性設定
スイツチ１９、外気温センサ３６からのデータに
基づいて初期設定され、また風温設定用可変ボリ
ユーム２０により補正される。 このような熱風制御の実行中に、乾減率コント
ロールのサブルーチンが１時間毎に割り込み、ま
た、10分毎に穀温コントロールのサブルーチンが
割り込む。この乾減率コントロールのサブルーチ
ンおよび穀温コントロールのサブルーチンのそれ
ぞれのフローチヤートを第５図ＡとＢに示す。 乾減率コントロールにおいて、まず１時間間隔
で含水率を測定し、その値と前回の測定値との差
から乾減率Ｋを求める（ステツプ70、71）。また、
このとき乾燥特性設定スイツチ１９の設定位置も
読み取られる（ステツプ72）。つぎに、測定した
含水率が20％を越しているか否かにより高水分域
が中低水分域の何れの乾燥状態にあるか判断され
る（ステツプ73）。何れかの乾燥状態と判断され
たならば、定温コース以外の高速、標準、安全
１、安全２の四つの乾燥特性コースのうち何れか
のコースに対応した乾減率が選択される（ステツ
プ74〜87）。すなわち、目標乾減率は、高水分域
にあるとき、高速、標準、安全１、安全２の四コ
ースに対応してS1〜S2に設定され、また、中低
水分域にあるとき、４コースに対応してS5〜S8
に設定される。なお、これらの値S1〜S8には前
述の表１のデータに示したように、例えば下式 S1＞S2＞S3＞S4 S5＞S6＞S7＞S8 の関係がある。 このようにして乾減率の修正が行われ、ステツ
プ88にて測定した乾減率Ｋと修正された目標乾減
率Ｓとの比較が行われ、測定乾減率Ｋが目標乾減
率Ｓより大きいとき熱風温度を３℃下げるように
電磁ポンプ６２が駆動され（ステツプ89）、また、
Ｓより小さいときはステツプ90に移る。このステ
ツプ90にて、目標乾減率Ｓと測定乾減率Ｋとの差
が0.2％より大きいとき、熱風温度を３℃上げる
ように電磁ポンプ６２が駆動される（ステツプ
91）。このような乾減率コントロールによれば、
含水率が20％以上か否かによつて高水分域が中低
水分域か判断され、その判断結果と設定された乾
燥特性コースから目標乾減率を乾減率テーブル中
から選択した最適な値に変更してその最適な乾減
率に基づく熱風制御に修正されるから、含水率変
化に対応した最適な乾燥速度で、胴割れなどを起
こすことなく籾乾燥を行うことができる。また、
乾減率テーブルを籾の種類ごとに設けているか
ら、籾の特性に応じた乾減率を選択設定できる。 一方、あらかじめ設定された穀温制御値（38
℃）に基づいて穀温コントロールが熱風乾燥モー
ドにおいて10分毎に行われる。第５図Ｂに示すよ
うに、穀温センサ３５により10分間隔でサンプル
し、その測定値が38℃以上であれば熱風温度を３
℃下げるように電磁ポンプ６２が駆動される（ス
テツプ100〜102）。このような３℃低減による風
温制御を行つたときは30分間穀温のサンプリング
を中止する（ステツプ103）。これは、熱風温度の
３℃低減によつて穀温が変化するのに通常30分程
度かかるからである。このような穀温コントロー
ルによつて穀温が38℃以上に上昇することが抑制
されるから、穀温上昇による品質低下が防がれ、
高品質に籾乾燥を行うことができる。 以上のようにこの発明の熱風制御方法によれ
ば、穀物をあがかじめ設定した乾減率にしたがい
熱風制御して乾燥する過程において、測定した穀
物温度が所定値以上になれば熱風の熱量を低減す
るという穀温コントロールを行うから、乾燥後の
穀物の品質が低下せず、最適な穀物乾燥制御に多
大の効果を有する。また、乾減率テーブルを設
け、乾燥特性切換スイツチによつて任意の乾減率
を設定できるようにしているために、乾燥コース
を使用者の判断によつて任意のものに設定するこ
とができる。例えば乾燥を早く終わらせたいとき
は乾減率の大きいコースを選び、胴割れ等を殆ど
起こさない安全な乾燥をしたいときは乾減率の小
さいコースを選ぶ等、そのときの状況に応じて好
みのコースを自由に設定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る熱風制御方法を適用
した穀物乾燥機の操作パネル１の正面図、第２図
は同穀物乾燥機の制御ブロツク図、第３図は同穀
物乾燥機の乾燥部の要部構造を示す模式構造図、
第４図は同穀物乾燥機の制御部内のRAM３２の
記憶領域を示す図、第５図は同穀物乾燥機におけ
る乾減率コントロールおよび穀温コントロールを
示すフローチヤートである。 ３０……CPU、３１……ROM、３２……
RAM、３５……穀温センサ、３６……外気温セ
ンサ、３９……熱風センサ、４２……水分計、６
０……熱風発生装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 穀物の含水率を測定する水分計と、穀物温度
   を測定する穀温センサと、 籾の種類と単位時間当たりの乾減率および初期
   熱風温度がそれぞれ異なる乾燥特性コースとを設
   定するスイツチ手段と、前記スイツチ手段で設定
   された籾の種類および乾燥特性コース毎に高水分
   域と中低水分域別に単位時間当たりの乾減率を予
   め記憶する乾減率テーブルと、一定時間毎に動作
   モードに入つて乾減率制御を行う乾減率制御手段
   と、一定時間毎に動作モードに入つて穀温制御を
   行う穀温制御手段とを備えるとともに、 前記乾減率制御手段は、前記水分計の測定値に
   基づいて現在の単位時間当たりの乾減率を求める
   乾減率算出手段と、前記水分計の測定値から現在
   の含水率が高水分域にあるのか中低水分域にある
   かを判定する水分率判定手段と、前記水分域判定
   手段で判定した水分域毎に、前記スイツチ手段に
   よつて設定した籾の種類および乾燥特性コースに
   対応する単位時間当たりの乾減率を、前記乾減率
   テーブルから選択して現在の単位時間当たりの目
   標乾減率として設定する手段と、この単位時間当
   たりの目標乾減率と前記現在の単位時間当たりの
   乾減率を比較する乾減率比較手段と、この乾減率
   比較手段において現在の単位時間当たりの乾減率
   が単位時間当たりの目標乾減率より大きいとき熱
   風温度を下げ、現在の単位時間当たりの乾減率が
   単位時間当たりの目標乾減率より小さく、かつ、
   その差が所定量以上であるとき熱風温度を上げ、
   所定量未満であるとき熱風温度を不変にする熱風
   温度制御手段と、を含み、 前記穀温制御手段は、予めメモリに記憶された
   穀物温度の上限値と前記穀温センサで測定した穀
   物温度とを比較する温度比較手段と、その測定し
   た穀物温度がその上限値を越えているとき熱風の
   熱量を低減する熱量低減手段と、を含んでなるこ
   とを特徴とする穀物乾燥機に於ける熱風制御装
   置。