JPH04203884A - 穀物乾燥機の熱風温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、穀物乾燥機の熱風温度制御装置に係り、特
にその制御の基準とする非乾燥穀物の測定水分値との熱
風温度との関係に関する。

［従来の技術］ 穀物乾燥機の熱風温度を制御することは、穀物の乾燥を
行ううえでどのようなことに留意して乾燥を行うかとい
う技術の具体化にほかならない。

これまでは非乾燥穀物の水分値をその平均値として捉え
ることが一般的であった。又、穀物の品質劣化、食味低
下を防止するために、乾燥初期は比較的低温で乾燥する
ことが良いとされていた。

（！！業機械学会関西支部報、平成２年６月発行第１６
６号） し・かし、若干の改良案も提案されているう例え−ば、
特開平１−１８９４８６号公報及び特開平２−１４０５
８８号公報を挙げる。前者においては、水分バラツキの
大きい試料穀物の乾燥を行う場合でも、吸湿胴側れが少
ないようにするため、穀物の水分値を、単に平均値とし
て求めるのでなく、さらにまた標準偏差を加えると言う
のでもなく、最高水分値から所定割合を除いた代表水分
値を根拠として熱風温度を制御している。又、後者にお
いては、試料穀物の食味低下を防止するため、つまり発
芽率の低下を防止するため、穀物の水分値を単に平均値
として捉えるのではなく、複数の穀物水分値データを複
数の区間に分けて、その最高値側の区間水分値に基づい
て熱風温度を制御している。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の乾燥の方法を実施して見ると、次のような問題が
明らかである。

ア、水分値を平均値として初期低温で乾燥すると、乾燥
所要時間が長くなって従来−日で処理していた農作業が
その時間内で処理できず、日程が狂うという不都合が生
ずる。

イ、水分バラツキが大きい場合も小さい場合も、水分値
（平均値）が同じなら、同じような制御を行うことにな
って、適正な乾燥がてきないから無駄が多い。

つ、最高水分値から所定割合を除いた代表水分値を根拠
とした場合、そこにいわゆる所定割合をとのように決定
したら好ましいかが未だ判然としていない。のみならず
、初期低温での乾燥を行うとすれば、それだけ所要時間
が長くなる不都合を生ずる。

工、又、水分値を最高値側の区間水分値とする場合にお
いては、未熟米の混入が多くて水分値のバラツキが大き
い場合、つまり水分値の分布曲線が極端に高水分側に長
く尾を引くような場合には、区間水分値がなかなか低く
ならず、初期低温の温度制御を行うと、その初期状態か
ら抜けられなくていつまでも低温乾燥が続くことになり
、乾燥時間が極端に長くなる不都合を生した。

［発明の目的コ そこでこの発明は、上述の問題点を解消すべく、試料穀
物の水分値を、特にその値が大きい場合に好ましい値で
代表させ、それによって乾燥用の熱風温度を制御して、
穀物の品質劣化、つまり食味の低下、発芽率の低下を防
止した乾燥を実現する穀物乾燥機の熱風温度設定装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、熱風発生装置と
穀物に熱風を浴びせる乾燥室と穀物を非通風下にてテン
バリングする貯留室とを有し、前記両室に穀物を循環さ
せて乾燥する穀物乾燥機において、前記循環の経路に設
けて試料穀粒を採取し、複数個の穀粒の水分値を一粒ず
つ検出する水分計と、前記水分計が検出した水分値デー
タから、それらの平均値、中央値及び標準偏差とを算出
する演算装置と、前記熱風の温度を検出するべく設けた
熱風温度センサと、前記演算装置が算出した中央値と標
準偏差とを合計した合算値が予め設定した水分値Ｍｒよ
り高いとき、前記熱風の温度を、その合算値に基づいて
設定する熱風温度設定装置と、前記前記熱風温度設定装
置により設定された設定熱風温度を、前記熱風温度セン
サが検出した熱風温度が上回らないように、前記熱風発
生装置を制御する制御装置とを具備したことを特徴とす
る。

［作　用］ この発明によれば、まず非乾燥穀物の水分が高い領域に
おいて、測定する穀物の水分値を代表するものとして、
中央値と標準偏差との合算値を用いたので、試料穀物の
実際の水分値分布に適合した代表値とすることができ、
この値に基づいて乾燥制御を行うとき、試料穀物の水分
値のバラツキが大きい場合も小さい場合も不都合の最も
少ない乾燥を行うことができる。つまり、バラツキが大
きいとき、従来の平均値と中央値とは差が大きくなるが
、穀物を最終的に処理する、例えば、籾摺選別処理をす
る段階で、高水分側の穀物は未熟粒が多いために取り除
かれるので、結果として残フた穀粒の平均水分値は元の
中央値に近い値となる。又、バラツキが小さいときはも
とより平均値と近似しているのであるから、問題が無い
。従って、食味が低下しないよう水分バラツキに応じて
、高木分粒の分布を加味した乾燥を実現できる。そして
乾燥所要時間も極端に長引くことがない。

［実施例］ 以下、この出願の発明について、図示した実施例に基づ
いて詳細に説明する。

第１〜２図は、この発明を実施した穀物乾燥機の一例を
示す説明図である。

図において、符号１でしめず穀物乾燥機は、その上部に
穀物を非通風状態で収容する貯留室２と、その下部に連
設して内部に収容した穀物に乾燥風を浴びせることがで
きる乾燥室３と、さらに前記乾燥室３から排出された穀
物を受ける集穀室４とを有する。前記乾燥室３は通気性
の仕切板３ａ、３ａ、・・により縦方向に仕切って、前
記貯留室２に連なる穀物流路３ｂ、３ｂとこれらの両側
に位置する熱風路３ｃ及び排風路３ｄ、３ｄとを−形成
するとともに、前面にはバーナ装置５を、背面には排風
機６を設けて熱風発生装置とし、乾燥用の熱風が前記穀
物流路３ｂ、３ｂｃを横切るように通風可能としている
。又、前記穀物流路３ｃ、３ｃの下端にはそれぞれ内部
の穀物を定量ずつ排出できる回転弁７．７を設ける。そ
して、前記集穀室４の底部にはスクリューコンベヤ８を
設けて、落下した穀物を横方向に搬送する。

搬送された穀物は、側方に立設した昇降機９に達して揚
上され、上部に設けた上部搬送機１００作用で再び前記
貯留室２に還元されることで、この循環を繰り返す。な
お、符号１１は、穀物の循環経路に設けて試料穀物を自
動的に採取して試料穀物の水分を検出する水分計である
。又、１２は乾燥機１の前面に設けた、制御装置を含む
操作盤である。

第３図は、この発明の詳細な説明するためのブロック図
である。ＣＰＵ装置２０は所定の演算プログラム等を記
憶しているＲＯＭと、その都度入力される設定値及び各
種センサが検出する値等を記憶するＲＡＭ等を中心とし
たマイクロコンピュータであり、後述する演算処理機能
と制御機能とを果たす。

このＣＰＵ装置２０に接続するのは、サーモスタット、
サーマルリレー、穀粒詰まりスイッチ等の各種安全スイ
ッチ群２１と、穀物を内部に張り込む作業を選定する張
り込みスイッチ、乾燥運転を選定する乾燥スイッチ、穀
物を機外へ排出する作業を選定する排出スイッチ及び全
体を停止させる停止スイッチ等を含む操作スイッチ群２
２と、外気温センサ、熱風温度センサ、穀温センサ等の
各種センサ群２３を接続したＡ／Ｄ変換回路２４と、停
止水分設定スイッチ２５、穀物種設定スイッチ２６及び
穀物量設定スイッチ２７等を接続したエンコーダ２８と
、さらに穀物乾燥機ｌの故障箇所を表示するモニタ表示
器２９と、前記水分計１１で検出した水分値及び熱風温
度センサが検出した熱風温度等を表示する数字表示器３
０と、故障等が生じた場合に操作者に知らせるため警告
を発する警告表示器３１と、前記バーナ装置５を点火さ
せ、燃料流量を制御するバーナ駆動回路３２と、乾燥機
１の各部に設けた各種のモータ（水分計駆動、排風機駆
動、昇降機駆動、回転弁駆動、スクリューコンベヤ駆動
等）３３を接続したモータ駆動回路３４等である。

次にこの発明の作用について説明する。

まず張り込み作業を行う。図において、図示しないホッ
パから穀物を投入すれば、昇降機９は穀物を揚上して上
部搬送機１０を経由して貯留室２内へ張り込むことがで
きる。

次に乾燥作業に入る。第４図のフローチャートによって
説明する。ステップ５０（以下同様に、Ｓ５０と表わす
、）で電源をＯＮして、次にエンコーダ２８を介して、
諸データ、つまり穀物種Ｋ、穀物量Ｗ及び乾燥目標であ
る停止水分（１［Ｍｔ等を操作盤１２により入力設定す
る（Ｓ５１）。次いで、Ｓ５２で乾燥スイッチをＯＮＬ
／て乾燥作業を選定すると、Ｓ５３に進みモータが駆動
して排風機６やスクリューコンベヤ８等が運転を始める
とともに、バーナ装置５に点火する。バーナ駆動回路３
２は所定のプログラムに従い徐々こご燃料を増量して熱
風温度を設定値に維持するように制御する。そして、穀
物は乾燥機１内部を循環しながら、前記乾燥室３て熱風
を浴びて乾燥する。

その間において、穀物水分の測定が始まり、水分計１１
は循環中の穀物を抽出して所定粒数の水分値を検出する
（Ｓ５４）。この水分計１１は前記乾燥機１の穀物循環
経路に設け、所定の時間間隔で試料穀粒を採取して、そ
の水分値を検出するもので、−度に数十ないしは舌金の
穀粒を一粒ずつ測定する形式である。検出されたデータ
はＣＰＵ装置２０に入力されて、所定の演算式によりデ
ータ処理され（Ｓ５５）、平均値マ、中央値マ、標準偏
差罹及び合算値Ｍｘ（＝７十Ｆ）等を算出する。次のＳ
５６ては、データ（Ｋ、Ｗ、Ｍｔ、Ｔｅ、Ｍｘ、ｘ、等
）の読み込みをし、次にＳ５７で熱風温度設定を行う。

この際の設定熱風温度Ｔｈは、穀物種Ｋ、穀物量Ｗ、外
気温Ｔｅ等により経験的に得られた演算式で算出するも
ので、乾燥運転中はぼ一定の値を示すものである。（も
ちろん外気温の変化による影響はある） 次いてＳ５Ｂに進み、前記平均値Ｘが停止水分値Ｍｔよ
り大きいか否かの確認をする。ＹＥＳの場合、Ｓ５９に
進み、合算値Ｍｘが所定の水分値Ｍｒより大きいか否か
を判断する。

この場合の水分値Ｍｒは、穀物の乾燥初期において高温
にざらされた場合に発芽能力に支障を生ずるとされる温
度範囲の下限、すなわち約２５℃前後を目安として予め
ＣＰＵ装置２０のＲＯＭに記憶させる。

Ｓ５９てＹＥＳの場合、Ｓ６０に進み、ＣＰＵ装置２０
により熱風温度Ｔｓを設定する。この設定熱風温度Ｔｓ
は、第５図に示すように、従来の熱風温度設定において
、設定熱風温度Ｔｈを穀物種Ｋ、穀物ｔｗ、外気温度Ｔ
ｅによフて定めていたのに対し、これらの条件に加えて
、乾燥の対象である穀物の水分値を設定熱風温度算出の
基礎に置くものであり、しかもその水分値Ｍｘを従来の
ように平均値Ｙを使用するのではなく＾十８という穀物
水分のバラツキ状況によって変化する値、つまり穀物の
実態に即した水分値を使用して設定熱風温度を算出しよ
うとする。その結果、設定熱風温度Ｔｓは乾燥機内の穀
物水分のバラツキを反映した形で、バラツキが大きいと
きは低く、小さいときは比較的高くなるよう変化する値
（図中、Ｔ　Ｓ　＋　Ｔ　ｓ　’で示す）となる、前記
水分値Ｍｒとの関係を踏まえてあらかじめ定めた温度で
、これもＣ’ＰＵ装置２０のＲＯＭに記憶している。

次いでＳ６１にて所定時間の経過を確認したら、再びＳ
５４にジャンプして前記Ｓ５４〜５６０までの各ステッ
プを繰り返す。

又、前記Ｓ５９でＮｏの場合、すなわち穀物の乾燥が進
んで初期低温乾燥を必要としない水分に達した□場合、
Ｓ６１ヘジヤンブし、熱風温度の設定を通常の算出基準
で算出した設定熱風温度Ｔｈで行う。

又、前記Ｓ５８において、Ｎｏの場合穀物水分Ｘは停止
水分値Ｍｔに達したことを意味するので、Ｓ６２に進み
、バーナ装置５の燃焼を停止すべく燃料の供給を停止し
、次いでモータを停止する（Ｓ６３）ことで、−切の乾
燥運転が終了する（Ｓ６４）。

乾燥が終了して乾燥機が運転を停止したならば、排出作
業を選定する排出スイッチをＯＮＬ、て運転させれば、
これも従来通り、前記回転弁７、スクリューコンヘヤ８
、昇降機９の駆動によって、内部の穀物を取り出すこと
ができる。

なお、上記の説明では省略しているが、第６図に示すよ
うに、一般に穀粒の水分値データは中心に対して上下方
向に対称に現われる分布状況ではなく、実際には不要と
なる未熟粒の影響で、常に上の方向、すなわち水分が高
い方向に長く尾を引く曲線で表わされる分散傾向にあり
、測定水分値Ｍｘとして中央値τと標準偏差σとを合算
した値を利用していることには、その特性からして、初
期低温熱風による運転を、より長くなりやすいのを阻止
する効果がある。この測定水分値としてのＭｘが穀粒の
整粒（良質の穀粒として位置付けられるもの）の分布に
おける高水分側の限界値とよく符合していることから、
この値を熱風温度制御に使用するわけて、統計的に同じ
ような処理を行うのであれば、他の値、例えばＸ＋−Ｊ
Ｖ（、平均値と標準偏差）やマ＋Ｒ／２（平均値と領域
幅）などの値を利用する場合でも、類似の効果を得られ
る。

又平均値７は、停止制御のために利用しているが、これ
は別途水分値のバラツキ状況を把握するのに利用して、
乾燥運転の中断、即ち乾燥途中てのテンバリングを３〜
１０時間という範囲で実施する場合の時間設定にも利用
しうるものである。

［効　果］ 上記の通りであるから、この発明は、次の効果を奏する
。

■穀物、特に籾を乾燥する場合に、初期の穀物水分が高
い間は穀粒自体の温度（穀温）を低く維持して乾燥を行
うので、籾の品質を低下させる発芽率の低下及び胴割れ
を防止して、食味低下を防止できる。

■同時に試料穀粒の水分がバラツキが大きい状態てあっ
ても、未熟粒を実質的に除くような水分代表値を得て初
期低温の熱風乾燥時間を規制しているので、従来の代表
値である平均値等を利用している場合に比べて、穀物の
水分バラツキに応じて低温熱風乾燥時間が自動的に調整
され、食味を損なわない乾燥条件を維持しながら、効率
のよい時間での乾燥を行うことができる。そのため、円
滑な農作業のサイクルを可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる乾燥機の一例を示す側面で示
す説明図、第２図は同じくその断面を示す説明図、第３
図はこの発明の詳細な説明用ブロック図、第４図は同じ
く乾燥運転におけるフローチャート、第５図は同じく穀
物水分のバラツキと設定熱風温度Ｔｓの関係を示す説明
図、第６図は同じく穀粒水分のバラツキと合算値との関
係を示す説明図である。 １は穀物乾燥機、２は貯留室、３は乾燥室、４は集穀室
、５はバーナ装置、６は排風機、７は回転弁、８はスク
リューコンベヤ、９は昇降機、１０は上部搬送機、１１
は水分計、１２は操作盤、２０はＣＰＵ装置、２１は安
全スイッチ群、２２は操作スイッチ群、２３は各種セン
サ群、２４はＡ／Ｄ変換回路、２８はエンコーダ、３０
は数字表示器、３２はバーナ駆動回路、３４はモータ駆
動回路である。 特許出願人　　　静岡製機株式会社 代表者　銘木　１夫 第３５！ｆｆ 電　　ＡＩＩＩ！＋ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱風発生装置と穀物に熱風を浴びせる乾燥室と穀
   物を非通風下にてテンパリングする貯留室とを有し、前
   記両室に穀物を循環させて乾燥する穀物乾燥機において
   、次のＡ〜Ｅの各構成を具備したことを特徴とする穀物
   乾燥機の熱風温度制御装置。 Ａ、前記循環の経路に設けて試料穀粒を採取し、複数個
   の穀粒の水分値を一粒ずつ検出する水分計、 Ｂ、前記水分計が検出した水分値データから、それらの
   平均値、中央値及び標準偏差とを算出する演算装置、 Ｃ、前記熱風の温度を検出するべく設けた熱風温度セン
   サ、 Ｄ、前記演算装置が算出した中央値と標準偏差とを合計
   した合算値が予め設定した水分値Ｍｒより高いとき、前
   記熱風の温度を、その合算値に基づいて設定する熱風温
   度設定装置 Ｅ、前記熱風温度設定装置により設定された設定熱風温
   度を、前記熱風温度センサが検出した熱風温度が上回ら
   ないように、前記熱風発生装置を制御する制御装置。