JPH07324868A

JPH07324868A - 穀物乾燥空気制御方法およびその装置

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Publication number: JPH07324868A
Application number: JP13934894A
Authority: JP
Inventors: Sumio Hayashi; 純男林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】穀物に送風する乾燥空気の送風量を、静圧セ
ンサーで監視し乾燥空気用ダンパーで調節して穀物に適
応した相対湿度にする。【構成】外気を蒸発器６で冷却除湿し、凝縮器７で加
熱して除湿空気に生成し、穀物に送風する乾燥空気を、
外気用ダンパー11で流量調節した外気と前記除湿空気と
を混合して生成する乾燥空気制御方法において、送風通
路３の送風機12の近傍に乾燥空気用ダンパー17、流体圧
力センサー18を設け、外気温度Ｔ、冷却除湿した空気の
温度Ｔ₁ 、除湿空気の温度Ｔ₂ 、および送風する乾燥空
気の静圧Ｖを検出して制御装置16で演算し、この演算結
果によって、乾燥空気用ダンパー17を作動させ乾燥空気
の送風量を調節する。これにより簡単に相対湿度を広範
囲で調節でき、被乾燥物の種類を増やすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、穀物の乾燥を行うため
の乾燥空気を、各種穀物の条件に適応させるようにした
穀物乾燥空気制御方法およびその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、穀物を乾燥するために、外気また
は循環空気を除湿して乾燥空気としたものを穀物層に送
風することが行われている。乾燥空気は穀物が過乾燥と
ならないように送風量や湿度が設定され、また、穀物の
種類や穀物量により調節される。乾燥空気は穀物の平衡
含水率に適応するように調整するのが良く、例えば、図
７に示す籾米の平衡含水率と図８に示す小麦の平衡含水
率は温度湿度が同じでも異なっている。また、外気を除
湿して使用する場合には、天候、地域によって取り入れ
る外気の湿度が異なるので外気の湿度を検出して除湿機
の効率を上げ運転経費の無駄を少なくなるようにしてい
る。

【０００３】除湿機を使用して穀物を乾燥する装置の一
例を図６に示す（特願昭59-247910号公報参照）。外気
は第１の外気取入通路１と第２の外気取入通路２から取
入れられ、送風通路３を通り乾燥ビン（乾燥室）４に貯
蔵された穀物ｍと接触するようにされている。

【０００４】第１の外気取入通路１には除湿機５が設け
られ、蒸発器６および凝縮器７が通路内に設置されてい
る。符号８は減圧器であり、符号９は圧縮機である。第
２の外気取入通路２にはモータ10で作動する外気用ダン
パー11が設置されている。また、送風通路３には送風機
12が設けられている。そして、外気取入通路１の入口の
蒸発器６前方に外気温度センサー13（温度Ｔを検出）が
配設され、蒸発器６と凝縮器７の間に第１の温度センサ
ー14（温度T₁を検出）が配設され、外気取入通路１の出
口の凝縮器７の後方に第２の温度センサー15（温度T₂を
検出）が配設されている。

【０００５】外気温度センサー13、第１の温度センサー
14および第２の温度センサー15の出力端は制御装置16に
接続され、制御装置16の出力端は外気用ダンパー11に接
続されている。除湿機５が働いたときは、上記公報に記
載されているように、外気温度センサー13によって検出
した温度Ｔ、外気の湿球温度（露点温度）T_D、第１の温
度センサー14によって検出した温度T₁とにおいて、T₁＜
T_D＜Ｔの関係にある。これら検出信号（温度Ｔ，T₁，
T₂）を制御装置16において演算し、外気用ダンパー11の
開閉動作を制御するようになっている。

【０００６】また、外気温度Ｔが０〜25℃の範囲である
とき、露点温度T_Dの湿り空気の絶対湿度m₁は次式で求め
られる。 m₁＝Ao＋BoT_D＋CoＴ_D ² (g/Kg) ……（１）このときAo，Bo，Coは周知の値をとり、Ao＝3.85ｇ／K
g，Bo＝0.215 g/Kg℃，Co＝0.0165g/Kg℃² である。

【０００７】また、除湿機効率KeをＴ，Ｓ（Ｔ−Ｔ
_D ），T₁の関数として表すことができ、外気温度Ｔ＝20
℃、露点温度T_D＝17℃の取入空気に対するT₁＝14.8℃で
あれば、最大除湿機効率Ke＝3.4 が得られる。また、こ
の時T₂は25.6℃であることも計算される。また、除湿機
５が最大効率で運転されるための条件は相互の温度Ｔ，
T₁，T₂の関係が T₂＋0.55T₁−1.7T＋0.25℃＝０ ……（２）のときである。

【０００８】外気温度Ｔ、冷却後の温度T₁、加温後の温
度T₂を各温度センサーが検出することにより、除湿機５
が式（２）で示す関係になるように運転されるが、式
（２）の関係にならなければ、制御装置16によって外気
用ダンパー11を閉方向または開方向に作動させ、式(12)
の関係が得られるように外気を導入する。この導入量は
各温度センサから検出された温度の式（２）から導かれ
た端数（Ｔ₂ の値）により決定される。従って、この端
数により外気用ダンパー11の開度が調節されるのであ
る。

【０００９】この除湿機５は外気の湿度の変動にかかわ
らずほぼ60％程度の乾燥空気を発生するように設定さ
れ、除湿機効率Keが最大値になるように、すなわち、外
気の湿度を考慮し除湿量が最大値を示すように制御さ
れ、籾米を乾燥するようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに、籾米と小麦では仕上水分（含水率）が異なる。即
ち、図７および図８に示すように、籾米の平衡含水率と
温度、相対湿度の関係、同じく小麦の平衡含水率は異な
る数値を示す。籾米では流通のためほぼ15％の含水率に
仕上げる。このために必要な乾き空気の相対湿度は65％
程度である。一方、小麦の流通のための仕上げ水分（含
水率）は12％程度である。このために必要な乾燥空気の
相対湿度は、大気温度が15度Ｃ程度の時、40％程度の相
対湿度が要求されることが分かる。

【００１１】したがって、上記の籾米と小麦とを一台の
乾燥装置を兼用して使用する場合、外気用ダンパー11を
働かす制御装置16は、外気温度センサー13と第１，２温
度センサーの検出信号を受けてそれぞれ異なる演算をす
る。また、一度に乾燥させる穀物量も差異があるので、
送風量を含め、装置の設定値を切り換える必要がある。
そこで、より簡易な手段で確実に乾燥空気の相対湿度を
制御できるものが望まれている。

【００１２】本発明は除湿機に通る単位時間当たりの空
気量によって送風空気の湿度が決定されることに着眼
し、混合した乾燥空気の送風量を調節することで乾燥空
気を被乾燥物に適した湿度に制御する穀物乾燥空気制御
方法およびその装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
穀物乾燥空気制御方法は、穀物に送風する乾燥空気を、
外気を除湿乾燥して生成する穀物乾燥空気制御方法にお
いて、送風する乾燥空気の一部または全部を、外気を機
械の最大効率で除湿乾燥して生成し、この乾燥空気の送
風量を段階的または連続に調節することを特徴とする。

【００１４】また、請求項２記載の穀物乾燥空気制御方
法は、外気を冷却除湿した後、加熱して除湿空気に生成
し、穀物に送風する乾燥空気を、前記除湿空気と外気と
を混合して生成する穀物乾燥空気制御方法において、外
気温度、冷却除湿した空気の温度および除湿空気の温度
を検出して演算し、この演算結果と送風する乾燥空気の
静圧とにより、外気の流量または乾燥空気の送風量を調
節することを特徴とする。

【００１５】また、請求項３記載の穀物乾燥空気制御装
置は、上記方法を実施するための乾燥空気制御装置は、
蒸発器および凝縮器を有する除湿機を第１の外気取入通
路に設置し、第２の外気取入通路に外気用ダンパーを設
け、第１の外気取入通路と第２の外気取入通路との出口
を連絡し、該接続した連絡口を送風機を設置した送風通
路を介して穀物乾燥ビンに連絡した穀物乾燥装置におい
て、前記第１の外気取入通路の入口と、前記蒸発器およ
び凝縮器の各流路下流側に外気温度センサー、第１の温
度センサーおよび第２の温度センサーを配置すると共
に、前記送風通路の送風機の近傍に乾燥空気用ダンパー
を設けると共に、流体圧力センサーを配置し、これら温
度センサーおよび流体圧力センサーの検出信号を入力し
て前記外気用ダンパーおよび乾燥空気用ダンパーを作動
する制御装置を設けたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明の請求項１記載の穀物乾燥空気制御方法
における作用は、外気を最大効率で除湿乾燥するので、
所定の送風量に対する乾燥空気の極大湿度が求められ、
この乾燥空気に対し、送風量を増減することで乾燥空気
の湿度を段階的または連続に調節でき、目盛りを設定す
ることで所定の湿度に合わせることができる。

【００１７】また、請求項２記載の穀物乾燥空気制御方
法における作用は、外気温度、冷却除湿した空気の温
度、除湿空気の温度を検出することによって除湿機から
送られる除湿空気の相対湿度を求めることができ、穀物
に送風する乾燥空気の静圧を検出することにより外気の
流量または乾燥空気の送風量を調節して、乾燥空気の相
対湿度を各種被乾燥物の平衡含水率に適応させることが
できる。

【００１８】また、本発明の請求項３記載の穀物乾燥空
気制御装置においては、取入れられる外気の温度Ｔ、蒸
発器を通過後の温度Ｔ₁ および凝縮器を通過後の温度Ｔ
₂ を外気温度センサー、第１，２温度センサーによって
検出し、この検出信号によって制御回路において各箇所
の相対湿度を演算し、除湿機を最大運転効率で作動させ
ることができる。さらに、流体圧力センサーによって送
風する乾燥空気の静圧を検出し、制御回路において乾燥
空気用ダンパーを作動させ送風量を変えて、送風機を通
った乾燥空気の相対湿度を被乾燥物に適した相対湿度に
することができる。

【００１９】なお、外気温度が氷結温度以下にある場
合、あるいは大気の相対湿度が低い場合は、外気用ダン
パーを全開にして除湿機の効率を下げて目的とする乾燥
空気の相対湿度を得ることができる。また、乾燥空気用
ダンパーを使用することで、発生湿度を広い範囲で調節
可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳述する。本発明の穀物乾燥空気制御方法についての説
明は、その方法を実施するための穀物乾燥空気制御装置
の説明と合わせて説明する。また、従来技術で説明した
部材については同一符号を付して説明を省略する。

【００２１】図１に示すように、乾燥ビン４のなかに収
容した穀物ｍは、送風機12によって、乾燥ビン４の底部
から乾燥空気を送り込んで乾燥するようになっている。
乾燥空気は第１の外気取入通路１で生成された除湿空気
と第２の外気取入通路２を通った外気を混合して作ら
れ、送風通路３から供給されるようになっている。第１
の外気取入通路１には蒸発器６および凝縮器７が設置さ
れ、第２の外気取入通路２には外気用ダンパー11が設置
されている。また、送風通路３には送風機12、乾燥空気
用ダンパー17および静圧計（流体圧力センサー）18が設
けられている。

【００２２】また、第１の外気取入通路１の入口に外気
温度センサー13が取付けられ、蒸発器６および凝縮器７
の流路下流側にそれぞれ第１の温度センサー14、第２の
温度センサー15が取付けられている。これら温度センサ
ー13，14，15は制御装置16に接続され、また、静圧計18
も制御装置16に接続されている。静圧計18は送風機12の
流路下流側に取付けられ吐出圧力（静圧Ｖ）が測定され
るが、吸引圧力を測定する場合は、送風機12と除湿機５
との間に静圧計18を乾燥空気用ダンパー17と共に設置す
る。

【００２３】ここで、除湿機５の効率を一定にした状態
で送風量を変化させた場合について説明する。図２に示
すように、単位出力当りの風量を50ｍ³ ／毎分とし、外
気湿度80％（大気温度15度Ｃ）を取り入れた場合の排出
空気の湿度を57.5％にする装置において、送風量を25ｍ
³ ／毎分にすると排出空気の湿度は43.9％になり、送風
量を変化させることで広い範囲にわたって湿度を調節す
ることができ、20ｍ³／毎分と半分以下に絞ることによ
って38.2％の相対湿度のドライエヤーを得ることが出来
る。即ち、小麦の含水率12％まで乾燥させるには総風量
を絞ることで達成できる。これらの数値は図１に示す装
置の最大効率を表している。

【００２４】また、一般に、送風機12の特性は図３に示
すように、送風機ａ，送風機ｂ，送風機ｃにおいて、吐
出圧力を高くすれば送風量（発生風量）が減少すること
がわかる。

【００２５】また、前述したように、送風する乾燥空気
の総量は、除湿機５を通る空気と外気用ダンパー11を通
る空気であり、外気用ダンパー11を開閉作動させて除湿
機５を通る空気の量を変化させると、外気温度センサー
13、第１の温度センサー14および第２の温度センサー15
の検出信号は変化する。したがって、除湿機５を最大効
率で働かせるには送風量および外気用ダンパー11の開度
の関係が決まってくる。

【００２６】したがって、外気温度センサー13、第１の
温度センサー14および第２の温度センサー15の検出信号
を制御装置16に入力することで、外気用ダンパー11を開
閉作動させて除湿機５を効率よく働かせることができ
る。

【００２７】また、乾燥空気用ダンパー17を開閉作動さ
せることで通路の圧力が変化し、これを静圧計18により
監視する。乾燥空気用ダンパー17を作動させて送風量を
変化させると、除湿機５を常に最大効率で働かせている
場合は、この静圧計18を監視することで、送風通路３の
乾燥空気の相対湿度を前述した乾燥空気用ダンパー17の
操作によって調節することができる。これによって籾米
や小麦などの異なった穀物でも適応する湿度を乾燥空気
用ダンパー17の開度によって調節することができ、好適
な乾燥を行うことができる。

【００２８】以上のことから、除湿機５を最大効率で働
かせるように制御装置16で設定し、制御装置には、図４
に示すように、乾燥空気用ダンパー17の開閉角度を所定
の値にそれぞれ段階的に設定した複数の切換スイッチ19
を横方向に配設し、吸入湿度の指示計20を縦方向に設置
し、これの縦横罫に対応させて湿度のデータ表21（図２
参照）を明記させた構成のものがある。始動時には、吸
入湿度の指示計20を読み取り、読取値の横方向に並んだ
データのうち、目的のデータが書かれている位置の上方
の切換スイッチ19を作動させる。切換スイッチ19を入れ
ることで、好適な相対湿度となる乾燥空気用ダンパー17
の開閉角度が選択され、外気用ダンパー11が作動し、簡
単に被乾燥物に見合った乾燥空気を送風することができ
る。図に示す指示計20は指示値が高さとなって示される
ものである。

【００２９】また、図５に示すように、直接、湿度を３
つの切換スイッチ22によって設定し、その数値は表示器
23でモニターされる。始動スイッチ24を入れることによ
ってモニターの数値にしたがって乾燥空気用ダンパー17
が回転し、静圧計18の検出値が設定値と同じになったと
きに、乾燥空気用ダンパー17の駆動を停止する。符号25
は機械の停止スイッチである。

【００３０】乾燥ビンを使用した乾燥処理においては、
概して、貯留量が多くなると送風機12の静圧は上昇する
が、はたしてどこまで上昇するかと云うと、乾燥ビン設
計、即ちビンの床、通風面積に影響され、また、穀物の
堆積高に影響される。即ち堆積高が高くても圧力によら
ないことがある。反面穀物層が薄く、特に小量の乾燥を
行う場合で、小麦の乾燥など小量の仕上げ乾燥を行う場
合、相対湿度を低くしたい場合があるが、送風機５の静
圧と風量の関係を利用すれば、乾燥ビンの通風床面積、
堆積高さに関係なく乾き空気の調節が自在に分かり、且
つ、送風量が特性より分かっているので、穀物単位量当
りの風量比が計算出来る大きいメリットがある。風量比
が分かると云うことは安全な乾燥と同時に乾燥のスピー
ド、省エネルギーにも結びつくものである。また、コン
トロールシステム自体が非常に安価に制作することが出
来る。

【００３１】なお、大気を取り込んで除湿乾燥するた
め、大気の相対湿度が乾燥に最適な相対湿度よりも低い
場合には、外気ダンパーを全開するか、除湿機を制御し
て凝縮器を通過した空気の温度を所望する相対湿度と一
致するように調整する。これにより、乾燥過剰を防止す
ることができると共に、除湿機５の運転費を節約するこ
とができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上説明した方法によって行
い、また、そのための装置を使用して乾燥空気を生成す
るものであり、各所に設けた温度センサからの検出信号
によって、除湿機から送風される除湿空気の相対湿度を
演算結果により明らかにするもので、高価な湿度計を使
用しない利点がある。除湿機は常に最大効率で使用し、
また、外気を混合した乾燥空気を穀物に送風するので送
風量全体を除湿機に通すわけではないので除湿機の電力
を節約できる。また、乾燥用ダンパーを制御して送風量
を調節し、乾燥空気の相対湿度を各種被乾燥物に適した
相対湿度にすることができるので、乾燥させることので
きる穀物の種類を増やすことができ、除湿機の効率と合
わせ、簡易な方法で確実に乾燥空気を制御することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により実施する穀物乾燥装置の構
成図である。

【図２】実施例の除湿機の送風量に対する最大効率時の
湿度を示す図である。

【図３】実施例の各種送風機の吐出圧力に対する風量を
示すグラフである。

【図４】実施例の制御装置のパネル面を示す構成図であ
る。

【図５】実施例の制御装置の他の仕様のパネル面を示す
構成図である。

【図６】従来の乾燥装置の構成図である。

【図７】従来の籾米の平衡含水率を示す図である。

【図８】従来の小麦の平衡含水率を示す図である。

【符号の説明】

１第１の外気取入通路２第２の外気取入通路３送風通路４穀物乾燥ビン５除湿機６蒸発器７凝縮器 11 外気用ダンパー 12 送風機 13 外気温度センサー 14 第１温度センサー 15 第２温度センサー 16 制御装置 17 乾燥空気用ダンパー 18 流体圧力センサーＴ外気温度Ｔ₁ 冷却除湿した空気の温度Ｔ₂ 除湿空気の温度Ｖ送風する乾燥空気の静圧

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】穀物に送風する乾燥空気を、外気を除湿
乾燥して生成する穀物乾燥空気制御方法において、送風
する乾燥空気の一部または全部を、外気を機械の最大効
率で除湿乾燥して生成し、この乾燥空気の送風量を段階
的または連続に調節することを特徴とする穀物乾燥空気
制御方法。
【請求項２】外気を冷却除湿した後、加熱して除湿空
気に生成し、穀物に送風する乾燥空気を、前記除湿空気
と外気とを混合して生成する穀物乾燥空気制御方法にお
いて、外気温度、冷却除湿した空気の温度および除湿空
気の温度を検出して演算し、この演算結果と送風する乾
燥空気の静圧とにより、外気の流量または乾燥空気の送
風量を調節することを特徴とする穀物乾燥空気制御方
法。
【請求項３】蒸発器および凝縮器を有する除湿機を第
１の外気取入通路に設置し、第２の外気取入通路に外気
用ダンパーを設け、第１の外気取入通路と第２の外気取
入通路との出口を連絡し、該接続した連絡口を送風機を
設置した送風通路を介して穀物乾燥ビンに連絡した穀物
乾燥装置において、前記第１の外気取入通路の入口と、前記蒸発器および凝
縮器の各流路下流側に外気温度センサー、第１の温度セ
ンサーおよび第２の温度センサーを配置すると共に、前
記送風通路の送風機の近傍に乾燥空気用ダンパーを設け
ると共に、流体圧力センサーを配置し、これら温度セン
サーおよび流体圧力センサーの検出信号を入力して前記
外気用ダンパーおよび乾燥空気用ダンパーを作動する制
御装置を設けたことを特徴とする穀物乾燥空気制御装
置。