JPH0746028B2 - 穀物乾燥機の熱風温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、循環型穀物乾燥機の熱風温度制御装置に係
り、常に一定以下の乾減率で穀物を乾燥させ得て、穀物
の胴割れ等を防止し得る熱風温度制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来の穀物乾燥機の熱風温度制御装置としては、例えば
特公昭59−29794号公報に開示の如く、穀物に浴びせる
熱風の設定温度と検出温度とを比較し、その差に応じて
バーナへの送油量を増減させて熱風温度を制御するもの
が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、この熱風温度御装置にあっては、バーナへの
送油量の増減を穀物量に関係なく一定幅で行っているた
め、穀物に水分ムラが多いと、乾燥中に熱風温度が不要
に上下動し、乾燥率を一定に維持することが難しく、特
に乾燥する穀物量が少量の場合に、穀物が高温の熱風を
浴びる時間が相対的に長くなって、過乾燥あるいは吸湿
による胴割れが発生するという不都合があった。

即ち、一般的に穀物乾燥機における乾減率αと熱風温度
Tc及び穀物量Ｗ（A:満量、B:中量、C:少量＝端数）との
関係は、第６図に示すようになり、熱風温度Tcを一定幅
ΔTc変更した場合、乾減率αの増減幅（Δα１〜Δα
３）は穀物量Ｗによって異なる。したがって、穀物量Ｗ
に関係なく熱風温度Tcを一定幅ΔTc＝Δt1変更すると、
穀物量Ｗが端数Ｃの場合の乾減率αの増減幅Δα３は、
Ｗが満量Ａの場合の約２倍となって、0.2〜0.3％／時間
（ｈ）ぐらい乾減率αが変化することになり、特に水分
ムラが多く熱風温度が上下動する場合において、乾減率
αを一定以下に抑えることが極めて困難となる。

一方、穀物乾燥機には、穀物に所定温度の熱風を浴びせ
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循環型
穀物乾燥機がある。この循環型乾燥機は、貯留室を循環
する間のテンパリングによって、穀物の水分ムラを少な
くし、穀物単粒の不均一な水分減少を和らげて、胴割れ
の発生をなくすものであるが、胴割れを完全に防ぐため
にはテンパリングに要する時間を長くとるために循環時
間を長くする必要があり、乾燥時間が長期化してしまう
問題があった。

そこで、この発明の目的は上述の不都合を除去し、循環
型乾燥機の循環時間を短縮しながら、穀物量に関係なく
常に一定以下の乾減率で穀物を乾燥させ得て、胴割れが
生じることがなく、乾燥時間を長びかすことのない循環
型穀物乾燥機の熱風温度制御装置を実現するにある。

［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、穀物に所定温度
の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
乾燥する循環型穀物乾燥機において、穀物の循環時間を
１時間以内になるように循環モータを制御して、穀物の
水分を単粒水分計を用いて測定するとともに、この測定
した水分値データに基づいて乾減率を算出する手段と、
この乾減率が所定の曲線に沿うべく、熱風温度と外気温
度の差の10から20％相当の変更幅で前記熱風の所定温度
を変更する手段と、この変更した熱風の所定温度を、一
循環以上の相当する水分測定間隔の整数倍の時間保持す
る手段とを具備することを特徴とする。

［作用］ 上述の如く構成したことにより、単粒水分計を用いて測
定した穀物の水分値データから乾減率を算出し、この乾
減率が常に一定以下になるように循環型穀物乾燥機の熱
風温度を変更させる。これによって、穀物が多い場合に
は熱風温度を上昇させ、穀物が少ない場合には熱風温度
を低下して、穀物量に無関係に乾燥率が一定以下になる
ように制御される。そして、乾減率が常に一定以下にな
るように熱風温度が変更されるので、テンパリングに要
する時間を短縮でき、循環型穀物乾燥機の穀物循環時間
を１時間以内に制御することができる。また、熱風温度
の変更を、熱風温度と外気温度の差の10から20％相当の
変更幅とするともに、一旦変更した熱風の所定温度を一
循環以上の相当する水分測定間隔の整数倍の時間保持す
るようにしたので、外気温度に応じて熱風温度の変更幅
を変えて不必要な熱風温度の変更を避けることができ、
また、熱風温度を変更する度に穀物を貯留部に循環して
テンパリングするため、水分ムラによる不要な熱風温度
の上下動を避けることができて、乾減率を常に一定以下
に維持することができる。

したがって、循環型穀物乾燥機において、穀物量に関係
なく胴割れを防止し得るとともに、乾燥時間を長びかせ
ることなく乾燥することができる。

［実施例］ 次に、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。第１〜３図においてこの発明を実施した穀物乾燥
機の構成を説明する。

まず、第１、２図において、穀物乾燥機１は、乾燥部２
と貯留部３と集穀部４とを有し、揚穀機５で揚上された
穀物は、図示しない上部搬送手段により搬送されて貯留
部３内に均分落下され、乾燥部２で乾燥された後、集穀
部４下部に集められ、図示しない下部搬送手段により揚
穀機５下部まで移送されて再び貯留部３まで揚上される
という循環を繰り返しつつ乾燥される。６は揚穀機５上
部から穀物を機外に排出するときに使用する排出管であ
る。

この循環を行うべく、揚穀機５と上・下部搬送手段とを
駆動する搬送機モータ７と、繰り出しバルブ（図示せ
ず）を駆動する循環モータ８とを設け、この搬送機モー
タ７と循環モータ８は、後述する穀物種、穀物量により
回転速度が変化する。また、穀物中の夾雑物を排出する
排塵機モータ９を揚穀機５上部に設ける。

前記乾燥部２には、穀物を熱風により乾燥させる熱風発
生装置を設ける。即ち、乾燥部２の前面には高温の空気
を発生するバーナ10を設けるとともに、背面側には排風
機モータ11の回転により高温の空気を吸引し、機外に排
出する排風機12を設ける。これにより、乾燥部２に熱風
を貫流させ穀物を乾燥する。このバーナ10の前面には、
制御盤13を設け、また、揚穀機５の前面には、穀物を乾
燥機１内に張り込むときに使用するホッパー14及び張込
まれた穀物の水分値を一粒ずつ採取して検知する単粒水
分計15とを設ける。

第３図は、制御装置の要部たる制御回路のブロック図で
ある。図において、16〜18は各種センサ群で、16は外気
温度センサ、17は熱風温度センサ、18は穀温センサ、19
〜21は乾燥条件設定スイッチ群で、19は停止水分設定ス
イッチ、20は穀物種設定スイッチ、21は穀物量設定スイ
ッチ、22〜25は操作スイッチ群で、22は張込スイッチ、
23は乾燥運転スイッチ、24は排出スイッチ、25は停止ス
イッチである。

また、26は各種安全スイッチ群、27は乾燥モードを切換
えるモード切換スイッチ、28はA/D変換回路、29はエン
コーダ、30はCPU（中央演算処理装置）である。このCPU
30は、ROM（リードオンリーメモリ）、RAM（ランダム・
アクセスメモリ）等を中心としたマイクロ・コンピュー
タで構成され、後述の如く穀物乾燥機１の各種運転を制
御する。

さらに、31は穀物乾燥機１の故障箇所を表示するモニタ
ー表示器、32は数字表示器で前記単粒水分計15で測定し
た水分値と熱風温度センサ17で検出した熱風温度とを交
互にデジタル表示する。33は各種警報を発生するブザ
ー、34はバーナ駆動回路、35はモータ駆動回路で、前記
CPU30の出力する制御信号に従って夫々の負荷を駆動す
る。即ち、バーナ駆動回路34は、点火ヒータ36、点火バ
ルブ37、電磁ポンプ38、バーナ用ファンモータ39を駆動
制御し、また、モータ駆動回路35は、前記搬送機モータ
７、循環モータ８、排塵機宅ータ９、排風機モータ11及
び水分計モータ40を駆動制御する。次に、この発明に係
る制御装置の動作の一例を第４図のフローチャートに基
づき説明する。

まず、穀物乾燥機１の電源をON（50）し、前記穀物種設
定スイッチ20により、乾燥する穀物の品種Ｋ（籾、麦、
ビール麦等）を設定（51）するとともに、前記穀物量設
定スイッチ21により穀物量Ｗを設定（52）する。

そして、乾燥運転スイッチ23をオン（53）すると、CPU3
0は、前記ステップ（52）で設定した穀物量Ｗに応じ、
予め定めた、設定熱風温度Tsの変更幅Δtxを記憶（54）
する。この設定熱風温度Tsの変更幅Δtxは、穀物量に応
じて決められるとともに、設定熱風温度Tsと外気温度セ
ンサ16で検出した外気温度との差（Ts−外気温度）の10
から20％相当の値に設定され、例えば、Ｗが２以下の場
合は、熱風温度を一回当り２度Ｃ上下させ得る周波数f1
であり、Ｗが３〜４の場合は、一回当り３度Ｃ上下させ
得る周波数f2であり、Ｗが５以上の場合は、一回当り４
度Ｃ上下させ得る周波数f3である。なお、この穀物量Ｗ
を表わす数字１〜５は穀物乾燥機１に付された数字で、
例えば数字２は10〜14石の穀物量に相当する。

次に、CPU30は、モータ駆動回路35及びバーナ駆動回路3
4に制御信号を出力し、各モータを駆動させるととも
に、バーナ10を点火（55）する。そして、単粒水分計15
が作動して乾燥機１内の穀物を一粒ずつ、例えば200個
採取してその水分値を測定（56）し、この測定した200
個の水分値データに基づき次のようなデータ処理（57）
を行う。即ち、200個のデータから平均水分値Ｍμと最
大値と最小値を求め、この最大値と最小値の区間を、例
えば0.5％毎に分けて複数の区間を設定して、 各区間の度数（データ数）を求めるとともに、各区間の
度数を最高値測からチェックし、その度数が所定数以
上、例えば５個以上になる最初の区間の水分値M1を求め
る。なお、この区間水分値M1としては、その区間の中央
値が好ましいが、区間の幅が小さい場合は、区間の最小
値あるいは最大値を用いてもよい。

区間水分値M1が求まると、CPU30は、この区間水分値M
1、既に設定してある穀物種Ｋ及び穀物量Ｗ、前記外気
温度センサ16で検出した外気温度等の各データを読み込
み（58）、平均水分値Ｍμが停止水分値Mt以下か否かを
判断（59）する。この判断（59）でNOの場合は、所定の
演算式に基づいて設定熱風温度Tsを算出（60）するとと
もに、穀物量Ｗ、平均水分値Ｍμ等に基づき、穀物の一
循環時間T1が30分から60分となるように前記循環モータ
８等の回転を制御（61）し、前記ステップ（57）で算出
した平均水分値Ｍμに基づき、乾減率α（測定乾減率）
が一定以内、例えば理想的な乾減率曲線に対して、±0.
1〜±0.2％/h以内か否かを判断（62）する。ここで、乾
減率αは、例えば次の式により算出する。

α＝Mo/2×T₂ 但し、 MO＝（Ｍμｎ−３＋Ｍμｎ−２）一（Ｍμｎ−１＋Ｍμ
ｎ） T₂:水分測定間隔 そして、判断（62）でNOの場合は、所定時間T3経過した
か否かを判断（63）し、続いて乾減率αが所定乾減率α
０より大きいか否かを判断（64）する。この判断（64）
でYES、即ちαがα０より大きい場合は、設定熱風温度T
sを、前記ステップ（54）で穀物量Ｗに応じて記憶した
変更幅Δtxだけ下げ、また逆に、判断（64）でNOの場
合、即ちαがα０より小さい場合は、設定熱風温度Tsを
Δtxだけ上げる。そして、上下させた設定熱風温度Tsを
保持するための所定時間T3をタイマーに設定（67）し、
設定熱風温度Tsと前記熱風温度センサ17で検出した（測
定）熱風温度Tbとを比較するステップ（68）〜（69）に
移る。ここで、上下させた設定熱風温度Tsを保持するた
めの所定時間T3は、水分測定間隔T₂の整数倍の時間に設
定する。

なお、判断（62）でYESの場合、及ひ判断（63）でNOの
場合は、共にステップ（68）へジャンプする。ここで、
判断（63）は、前述したように所定時間T3、即ちステッ
プ（67）で設定した時間T3が経過したか否かを判断する
ものてあり、設定熱風温度Tsの変更が一度も行われてい
ない場合、T3はＯとなる。

前記ステップ（68）〜（69）は、測定した熱風温度Tbが
設定熱風温度Tsに対して規格値β内か否かを判断するも
ので、ステップ（68）で上限側の規格値＋βに対する比
較を、ステップ（69）で下限側の規格値−βに対する比
較を行う。このステップ（68）でNOの場合、即ち、熱風
温度Tbが、上限の規格値βを上回る場合は、穀物に浴び
せる熱風温度を下げるべく、バーナ10に燃料を送る電磁
ポンプ38の駆動周波数を温度差に応じて所定数fnだけ減
少（70）させ、また、ステップ（64）でNOの場合、即
ち、熱風温度Tbが、下限の規格値βを下回る場合は、電
磁ポンプ38の駆動周波数を所定数fnだけ増加（71）さ
せ、それぞれ規格値β外に出た熱風温度Tbを規格値β内
に戻すように制御する。

ステップ（70）、（71）で電磁ポンプ38の駆動周波数を
所定数Fn増減させた場合、又は、ステップ（68）、（6
9）で共にYES、即ち、熱風温度Tbが設定熱風温度Tsの上
下の規格値β内にあるときは、電磁ポンプ38の駆動周波
数を増減させることなく、水分測定間隔T2（但しT1＜T2
＜2T1）、例えば30分が経過したか否かを判断（72）
し、この判断（72）でYESの場合は、前記ステップ（5
6）に戻りNOの場合はステップ（68）へ戻る。また、前
記判断（59）でYESの場合、即ち、平均水分値Ｍμが停
止水分値Mt以下になった場合は、バーナ10を停止（73）
させるとともに、各モータを停止（74）させ、乾燥を終
了（75）する。

なお、ステップ（57）で区間水分値M1を算出するための
区間の度数は、測定する穀物が100〜300個の場合、３〜
10個であれば、良質粒の分布の立ち下がりを的確にとら
えることが実験により確認されている。

このようにこの発明に係る熱風温度制御装置にあって
は、一粒ずつ測定した水分値データから乾減率αを算出
し、この乾減率αが一定の乾減率曲線に沿うように、穀
物に浴びせる熱風温度を予め設定した変更幅で変更する
とともに、この変更した熱風温度を所定時間T3保持する
ため、水分ムラによる不要な熱風温度の上下動を防止し
得て、少量の穀物であっても胴割れを発生させることな
く乾燥することができる。また、穀物量Ｗが満量の場合
に、熱風温度の変更幅を大きく設定しているため、乾減
率αの増減が大きく、乾減率αの補正を短時間に行うこ
とができて、乾燥時間を長びかせることがない。

第５図はこの発明の他の実施例を示すフローチャートで
あり、上記実施例と同一ステップには同一符号を付し
て、その詳細な説明は省略する。この実施例の特徴は、
設定熱風温度Ts変更（ステップ66、67）後の保持時間T3
を水分測定間隔T2（ステップ65）の２倍とした点にあ
る。即ち、図に示すように、ステップ（62）で乾減率α
が一定以下か否かを判断し、この判断（62）で、乾減率
αが一定以下でなく熱風温度を変更する必要がある場合
（NOの場合）に、判断（62）のNOが連続して発生したか
否かを判断（80）し、この判断（80）でNOの場合、即ち
連続してNOが発生していない場合は設定熱風温度Tsを変
更し、判断（80）でYESの場合、即ち連続してNOが発生
した場合は、設定熱風温度Tsを変更せずにステップ（6
8）へジャンプする。

したがって、この実施例においては、連続しての熱風温
度の変更を行わないため、熱風温度変更後の保持時間T3
を水分測定間隔T2の２倍とすることができ構成を簡略化
し得る。この実施例においても、上記実施例と同様の作
用効果が得られることは明らかである。

なお、上記各実施例においては、設定熱風温度の変更幅
Δtxが３段階である場合について説明したが、この発明
はこれに何ら限定されず、例えば、変更幅を大・小の２
段階あるいは穀物量設定スイッチの目盛毎に対応した複
数段階に設定してもよく、また、各段階の変更幅も、穀
物量Ｗが多い場合には大きく、Ｗが少ない場合には小さ
くなる範囲で適宜に設定し得るものである。

さらにまた、上記各実施例におけるフローチャートも一
例であって、この発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、適宜変更が可能であることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明に係る循環型穀物
乾燥機の熱風温度制御装置にあっては、単粒水分計で測
定した水分値データから乾減率を算出し、この乾減率が
一定の乾減率曲線に沿うように、穀物に浴びせる熱風温
度を熱風温度と外気温度の差に応じて変更するととも
に、この変更した熱風温度を一循環以上の相当する水分
測定間隔の整数倍の時間保持するようにしたものであ
る。これによって、穀物量に無関係に乾減率が一定以下
になるように制御され、また、このように乾減率が常に
一定以下になるように熱風温度が変更されることから、
テンパリングに要する時間を短縮でき、循環型穀物乾燥
機の穀物循環時間を１時間以内に制御することができ
る。さらには、外気温度に応じて熱風温度の変更幅を変
るので不必要な熱風温度の変更を避けることができ、ま
た、熱風温度を変更する度に穀物を貯留部に循環してテ
ンパリングするため、水分ムラによる不要な熱風温度の
上下動を避けることができて、乾減率を常に一定以下に
維持することができる。

したがって、循環型穀物乾燥機において、穀物量に関係
なく胴割れを防止し得るとともに、乾燥時間を長びかせ
ることなく乾燥することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は循環型穀物乾燥機の正面図、第２図は第１図の
右側面図、第３図は制御回路のブロック図、第４図は制
御装置の動作の一例を示すフローチャート、第５図は同
他の実施例を示すフローチャート、第６図は乾減率と熱
風温度等との関係を示すグラフである。 １……循環型穀物乾燥機、２……乾燥部、３……貯留
部、４……集穀部、５……揚穀機、13……制御盤、15…
…単粒水分計、30……CPU、Ｗ……穀物量、Ｍμ……平
均水分値、M1……区間水分値、Ts……設定熱風温度、Δ
tx……変更幅。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イ．穀物に所定温度の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循環型穀物乾
   燥機において、 ロ．穀物の循環時間を１時間以内になるように循環モー
   タを制御して、穀物の水分を単粒水分計を用いて測定す
   るとともに、この測定した水分値データに基づいて乾減
   率を算出する手段と、 ハ．この乾減率が所定の曲線に沿うべく、熱風温度と外
   気温度の差の10から20％相当の変更幅で前記熱風の所定
   温度を変更する手段と、 ニ．この変更した熱風の所定温度を、一循環以上の相当
   する水分測定間隔の整数倍の時間保持する手段、 とを具備する循環型穀物乾燥機の熱風温度制御装置。