JPH1163764A

JPH1163764A - 低温貯蔵装置

Info

Publication number: JPH1163764A
Application number: JP22638897A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Miyazaki; 馨一宮崎; Takehisa Mizutani; 壮尚水谷; Naoki Hashimoto; 直樹橋本; Takeshi Okuya; 毅奥矢
Original assignee: SEIBUTSUKEI TOKUTEI SANGYO GIJUTSU KENKYU SUISHIN KIKO; Yokogawa Electric Corp
Current assignee: SEIBUTSUKEI TOKUTEI SANGYO GIJUTSU KENKYU SUISHIN KIKO; Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-22
Also published as: JP3204629B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スチールサイロに太陽光が照射されても、サ
イロ内部の温度分布が均一に保持できる低温貯蔵装置を
提供すること。【解決手段】円筒形の構造材製サイロの側壁に設けら
れた複数の側壁ジャケット１０と、底部に設けられた取
出口２２を有する円錐状の下部ジャケット２０と、頭部
に設けられた投入口３２を有する蓋部ジャケット３０と
を有するサイロ部と、この複数の側壁ジャケットの側壁
に設けられた温度センサ４０と、この複数の側壁ジャケ
ットと下部ジャケットに対して、冷媒を供給するポンプ
手段５０とを有する低温貯蔵装置において、前記側壁ジ
ャケットの一部について温度上昇があるときは、当該側
壁ジャケットに対する冷媒供給を増加させることを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、米、小麦、小豆、
大豆、トウモロコシ等の穀類やペレット等の食品加工品
を保存する低温貯蔵装置に関し、特に屋外設置のサイロ
に太陽光が照射して温度分布に偏りが生じる場合の温度
制御性の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】低温貯蔵装置は、例えば本出願人の提案
にかかる特開平８−３５７５３号公報に開示されている
ように、冬季に取り込んだ雪あるいは氷塊を貯える氷室
を備えたシステムが知られている。このような装置にお
いて、貯蔵庫には屋外設置型のスチールサイロが用いら
れており、別途建設される雪氷庫から冷風を供給して貯
蔵庫の内部を摂氏２〜５度の低温に保持することが行わ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スチー
ルサイロは大略円筒形をしているので、太陽光が照射さ
れると、その方向の側壁温度が上昇して、サイロ内部の
温度も上昇し低温貯蔵装置の温度の均一性が崩れてしま
うという課題があった。そこで、サイロ側壁に流す冷水
の量を増大させて、太陽光が照射された側壁温度が他の
周囲側壁と同様になるように制御する場合もあるが、冷
水の循環流量が増大するため、運転エネルギが増大する
という課題があった。本発明は上述の課題を解決したも
ので、スチールサイロに太陽光が照射されても、サイロ
内部の温度分布が均一に保持できる低温貯蔵装置を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の請求項１の低温貯蔵装置は、円筒形の構造
材製サイロの側壁に設けられた複数の側壁ジャケット１
０と、底部に設けられた取出口２２を有する円錐状の下
部ジャケット２０と、頭部に設けられた投入口３２を有
する蓋部ジャケット３０とを有するサイロ部と、この複
数の側壁ジャケットの側壁に設けられた温度センサ４０
と、この複数の側壁ジャケットと下部ジャケットに対し
て、冷媒を供給するポンプ手段５０とを有する低温貯蔵
装置において、前記側壁ジャケットの一部について温度
上昇があるときは、当該側壁ジャケットに対する冷媒供
給を増加させることを特徴としている。

【０００５】本発明の請求項１では、スチール等の構造
材製サイロは、側壁ジャケット１０と、下部ジャケット
２０と、蓋部ジャケット３０で構成されており、投入口
３２より穀物をサイロに投入して、取出口より穀物を取
り出す。サイロ内部の温度制御は、温度センサにより側
壁温度を測定して、設定値になるようにポンプ手段を運
転しているが、一部だけ温度上昇が見られたり、温度上
場の予想される場合には一部のジャケットのみを冷却す
るとよい。

【０００６】この場合、請求項２のように、冷媒として
雪氷庫に格納された雪や氷によって冷却された水にする
とよい。寒冷地では、冬場に豊富に雪氷が得られる地域
では、安価な冷熱源である。請求項３のように、冷水を
雪氷庫からポンプ手段によって側壁ジャケットと下部ジ
ャケットに供給され、この雪氷庫に帰還される循環形の
構成とすると、夏場でも熱効率が高くなり、雪氷の消費
量が少なくてすむ。

【０００７】次に、請求項４のように、側壁ジャケット
を３以上が組み合わせられて構造材製サイロの円筒周面
を形成する構造にするとよい。すると、太陽の熱輻射に
よってある角度のサイロ表面の温度が上昇しても、この
温度上昇した部分の側壁ジャケットを冷却することで、
対処できる。この場合、請求項５のように、冷媒を下部
ジャケット側から蓋部ジャケット側に供給すると、側壁
ジャケット内部で冷媒中の気泡は蓋部ジャケット側に浮
き上がるので、冷媒の流体としての連続性が常時維持さ
れる。また、請求項６のように、冷媒を蓋部ジャケット
側から下部ジャケット側に供給すると、自然流下式とな
るので、冷媒を蓋部ジャケットに送るポンプに無用な圧
力の作用することがない。更に、請求項７のように、側
壁ジャケットには、側壁内部での冷媒の流れを規制する
整流板を装着すると、冷媒と側壁ジャケットとの熱交換
が円滑に行える。

【０００８】次に、請求項８のように、温度センサの測
定値から、太陽光の輻射方向を演算する手段を設ける
と、オペレータにとって何故サイロ側壁の一部に温度上
昇があるのか容易に判る。請求項９のように、温度セン
サの測定値から、太陽光の輻射方向を演算する手段と、
当該サイロの設置されている地域の気象情報から気温や
太陽熱輻射の値を予測して、前記ポンプ手段により事前
に流量を制御する手段とを設け、前記サイロ内部の設定
値に対する温度変動を抑制する構成とすると、フィード
フォワード制御によって円滑な温度制御ができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を説明
する。図１は本発明の一実施例を示すサイロの構成図で
ある。図において、側壁ジャケット１０は、円筒形の構
造材製サイロの側壁に設けられたもので、ここでは中心
に対して４分割して円筒周面を形成している。下部ジャ
ケット２０は、サイロの底部に設けられた取出口２２を
有する円錐状のもので、円錐の角度は１００度になって
いる。蓋部ジャケット３０は、サイロの頭部に設けられ
たもので、投入口３２を有する。例えば、サイロとして
５０ｔ型の場合には、高さ９ｍ、内径４ｍ程度として、
全溶接構造のスチールサイロにするとよい。サイロの構
造材料としては溶接の容易な鋼鉄製の場合が多いが、ス
テンレス、アルミニューム、チタン、繊維強化プラスチ
ック（ＦＲＰ）等でも差し支えない。

【００１０】側壁ジャケット１０等で、もし冷水の漏れ
が生じるとサイロに収容された穀物に対して悪い影響を
あたえる。そこで、漏れ防止のための材料検査、開先／
仮組検査、溶接検査、浸透探傷試験等の被破壊検査、水
圧試験等を行う。また、サイロ内部は摂氏５度程度に保
持する必要があるのに対して、サイロは屋外に設置する
ため風水害の影響を直接受ける。そこで、サイロの外表
面には温度の影響を緩衝するための断熱材を設置して、
冷却に用いる雪の貯蔵量を少なくする必要がある。そこ
で、ポリスチレンフォーム、発泡ウレタン、グラスウー
ル等の断熱材を蓋部ジャケット３０に装着して、蓋部ジ
ャケット３０を冷却しなくても必要なサイロ内部温度を
維持する。

【００１１】温度センサ４０は、側壁ジャケット１０に
設けられた側壁温度計４２と、中央貫通パイプ６０に装
着された中央温度計４４とがある。ポンプ５０（図示せ
ず）は，側壁ジャケット１０と下部ジャケット２０に対
して、雪氷庫で冷却された冷水を供給する。好ましく
は、蓋部ジャケット３０にも冷水を供給するとよい。蓋
部サンプリング口３４は、サイロの上段並びに中段の穀
物試料を取り出すのに用いる。下サンプリング口６２
は、サイロの下段の穀物試料を取り出すのに用いる。ベ
ース板７０は、サイロを設置するのに用いる。

【００１２】図２は、温度計や湿度計の配置状態の説明
図で、（Ａ）はサイロの正面図、（Ｂ）はサイロの平面
図である。ここでは、側壁ジャケット＃１〜＃４毎に側
壁温度計４２は、サイロ内部の上段に〜、サイロ内
部の中段に〜、サイロ内部の下段に〜(12)が設け
られている。また、下部ジャケット２０に底板に温度計
(13)〜(14)が設けられている。また、サイロ外部の側壁
ジャケット＃１〜＃４毎に側壁温度計として、(15)〜(1
8)が設けられている。下部ジャケット２０の外側に温度
計(19)が設けられている。サイロ中央の温度計として、
上段には温度計(20)〜(21)が設けられ、中段には温度計
(22)〜(23)が設けられ、下段には温度計(24)〜(25)が設
けられている。サイロ中央の湿度計として、上段には湿
度計(27)〜(28)が設けられ、中段には湿度計(29)〜(30)
が設けられ、下段には湿度計(31)〜(32)が設けられてい
る。蓋部ジャケット３０のサイロ空隙の湿度計として(3
3)が設けられている。

【００１３】このように構成された装置においては、サ
イロ外部の側壁ジャケット＃１〜＃４毎の側壁温度計(1
5)〜(18)を用いて太陽の輻射方向を定めるとよい。ま
た、サイロ内部の側壁温度計〜(14)、(20)〜(25)を用
いて、サイロ内部の温度が均一になるように側壁ジャケ
ット＃１〜＃４や下部ジャケット２０に対する冷水流量
を制御する。

【００１４】図３は、雪氷庫とサイロ間の管路図で、
（Ａ）は雪氷庫からサイロへの管路、（Ｂ）はサイロか
ら雪氷庫への管路である。雪氷庫の融水ピットには、融
雪水が流れこむ構造としているので、電極式レベル計で
水位を測定し、オーバーフロー孔を設けて余剰融雪水は
排水する。融水ピットの融雪水は、水中ポンプで汲み上
げられて、電磁流量計等の測定器で流量を測定し、温度
計で水温を測定しつつ、バルブを介して側壁ジャケット
＃１〜＃４や下部ジャケット２０に冷水が供給される。
各側壁ジャケット＃１〜＃４や下部ジャケット２０の温
度状態に応じて、個別に冷却水を送るとよい。

【００１５】各側壁ジャケット＃１〜＃４や下部ジャケ
ット２０から送られた帰還水は、電磁流量計等の測定器
で流量を測定し、温度計で水温を測定しつつ、循環水ピ
ットに帰還される。循環水ピットの冷水は、雪氷で冷却
して、融水ピットに送られる。ここでは、流量計と温度
計を用いて、熱収支を演算しているが、予めサイロ内部
の温度と必要な冷水量を演算しておけば、個別の管路に
流量計や温度計を設置しないで、共通化したり、省略し
ても差し支えない。

【００１６】図４は、制御を説明する流れ図である。管
理用制御コンピュータでは、融水ピットの水位、水中ポ
ンプの運転状態、冷水流量や冷水温度、サイロの各部の
温度や湿度等の管理データの計測を開始する（Ｓ２）。
そして、定期サンプリングによりサイロに貯蔵された穀
類の品質を分析し（Ｓ４）、良好に保持されていれば保
存を継続するが、カビの発生とか色の変化等の異常が生
じたときは、穀類をサイロから取り出す（Ｓ６）。サイ
ロの各部の温度や湿度等の管理データの計測は重要なの
で独立して行い（Ｓ８）、定刻および要求があったとき
はデータの印字を行う（Ｓ１０）。

【００１７】そして、サイロの内壁温度が設定値以上か
判断し（Ｓ１２）、冷えていれば穀類の保存に問題はな
いから戻しとする。また、外気温度や気象データパラメ
ータを用いて予測演算を行う（Ｓ１４）。そして、現実
に設定値以上の部位や、設定値以上に温度上昇すること
が予想される部位がどこか判断し（Ｓ１６）、サイロの
一部分にのみ温度上昇があるのか（Ｓ２０）、全体に温
度上昇が生じているのか（Ｓ４０）によって対処の仕方
が代わる。

【００１８】部分的に設定温度より上昇している場合に
は、該当するジャケットはどれか判断する（Ｓ２２）。
そして、このジャケットに冷水を供給する電磁弁を開く
（Ｓ２４）。そして、水中ポンプを起動して（Ｓ２
６）、融水ピットから冷水供給を開始する（Ｓ２８）。
そして、設定温度以下に冷却されるまで冷水供給を継続
し（Ｓ３０）、設定温度以下に冷却されたならば、該当
する冷水供給電磁弁を閉じる（Ｓ３２）。そして、水中
ポンプを停止する（Ｓ３４）。

【００１９】全体に温度上昇が生じている場合には、全
ての冷水供給をする電磁弁を開く（Ｓ４２）。そして、
水中ポンプを起動して（Ｓ４４）、融水ピットから冷水
供給を開始する（Ｓ４６）。そして、設定温度以下に冷
却されるまで冷水供給を継続し（Ｓ４８）、設定温度以
下に冷却されたならば、全ての冷水供給電磁弁を閉じる
（Ｓ５０）。そして、水中ポンプを停止する（Ｓ５
２）。

【００２０】なお、上記実施例においては、側壁ジャケ
ットを４個に分割した例を示したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、３個や５個以上に分割してもよ
い。また、ジャケットの冷却水として雪氷庫に格納され
た雪や氷で冷却されたものを示したが、他の冷媒を用い
て冷却しても差し支えない。また、一部のジャケットに
温度上昇のあるときは、当該ジャケットにのみ冷却水を
供給する場合を示したが、隣接するジャケットにも冷却
水を供給するようにしてもよい。この場合には、当該ジ
ャケットと隣接するジャケットとの冷却水流量との割合
は、熱収支計算などによって予めテーブル化しておいて
もよく、また随時測定しながら冷却水流量をオンオフ制
御したり、ＰＩ制御してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、温度センサ４０により側壁ジャケットの一部
について温度上昇があったことを検知したときは、ポン
プ手段５０により、この側壁ジャケットに対する冷媒供
給を増加させる。これにより、ポンプの運転を効率的に
行いながら、サイロ内部の温度が設定値になるように制
御している。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、冷媒として
雪氷庫に格納された雪や氷によって冷却された水にして
いるので、寒冷地のように冬場に豊富に雪氷が得られる
地域では、安価な冷熱源となる。請求項３の発明によれ
ば、冷水を雪氷庫からポンプ手段によって側壁ジャケッ
トと下部ジャケットに供給され、この雪氷庫に帰還され
る循環形の構成しているので、夏場でも熱効率が高くな
り、雪氷の消費量が少なくてすむ。なお、蓋部ジャケッ
トに冷水を供給しても差し支えない。

【００２３】次に、請求項４の発明によれば、側壁ジャ
ケットを３以上が組み合わせられて構造材製サイロの円
筒周面を形成する構造にしているので、太陽の熱輻射に
よってある角度のサイロ表面の温度が上昇しても、この
温度上昇した部分の側壁ジャケットを冷却することで対
処できる。この場合、請求項５の発明によれば、冷媒を
下部ジャケット側から蓋部ジャケット側に供給する構造
にすると、側壁ジャケット内部で冷媒中の気泡は蓋部ジ
ャケット側に浮き上がるので、冷媒の流体としての連続
性が常時維持される。また、請求項６の発明によれば、
冷媒を蓋部ジャケット側から下部ジャケット側に供給す
る構造にすると、自然流下式となるので、冷媒を蓋部ジ
ャケットに送るポンプに無用な圧力の作用することがな
い。更に、請求項７の発明によれば、側壁ジャケットに
は、側壁内部での冷媒の流れを規制する整流板を装着す
る構造なので、冷媒と側壁ジャケットとの熱交換が円滑
に行える。

【００２４】次に、請求項８の発明によれば、温度セン
サの測定値から、太陽光の輻射方向を演算する手段を設
けているので、オペレータにとって何故サイロ側壁の一
部に温度上昇があるのか容易に判る。請求項９の発明に
よれば、温度センサの測定値から、太陽光の輻射方向を
演算する手段と、当該サイロの設置されている地域の気
象情報から気温や太陽熱輻射の値を予測して、前記ポン
プ手段により事前に流量を制御する手段とを設け、前記
サイロ内部の設定値に対する温度変動を抑制する構成と
すると、フィードフォワード制御によって円滑な温度制
御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すサイロの構成図であ
る。

【図２】温度計や湿度計の配置状態の説明図である。

【図３】雪氷庫とサイロ間の管路図である。

【図４】制御を説明する流れ図である。

【符号の説明】

１０側壁ジャケット２０下部ジャケット３０蓋部ジャケット４０温度計５０ポンプ

フロントページの続き (72)発明者水谷壮尚東京都武蔵野市中町２丁目９番32号横河電機株式会社内 (72)発明者橋本直樹東京都武蔵野市中町２丁目９番32号横河電機株式会社内 (72)発明者奥矢毅東京都武蔵野市中町２丁目９番32号横河電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形の構造材製サイロの側壁に設けられ
た複数の側壁ジャケット（１０）と、底部に設けられた
取出口（２２）を有する円錐状の下部ジャケット（２
０）と、頭部に設けられた投入口（３２）を有する蓋部
ジャケット（３０）とを有するサイロ部と、この複数の側壁ジャケットの側壁に設けられた温度セン
サ（４０）と、この複数の側壁ジャケットと下部ジャケットに対して、
冷媒を供給するポンプ手段（５０）とを有する低温貯蔵
装置において、前記側壁ジャケットの一部について温度上昇があるとき
は、当該側壁ジャケットに対する冷媒供給を増加させる
ことを特徴とする低温貯蔵装置。
【請求項２】前記冷媒は、雪氷庫に格納された雪や氷に
よって冷却された水であることを特徴とする請求項１記
載の低温貯蔵装置。
【請求項３】前記冷水は、雪氷庫からポンプ手段によっ
て側壁ジャケットと下部ジャケットに供給され、この雪
氷庫に帰還されることを特徴とする請求項２記載の低温
貯蔵装置。
【請求項４】前記側壁ジャケットは、３以上が組み合わ
せられて前記構造材製サイロの円筒周面を形成すること
を特徴とする請求項１記載の低温貯蔵装置。
【請求項５】前記側壁ジャケットは、鋼製であって、前
記冷媒は下部ジャケット側から蓋部ジャケット側に供給
されることを特徴とする請求項４記載の低温貯蔵装置。
【請求項６】前記側壁ジャケットは、鋼製であって、前
記冷媒は蓋部ジャケット側から下部ジャケット側に供給
されることを特徴とする請求項４記載の低温貯蔵装置。
【請求項７】前記側壁ジャケットには、側壁内部での冷
媒の流れを規制する整流板を装着したことを特徴とする
請求項５又は６記載の低温貯蔵装置。
【請求項８】前記温度センサの測定値から、太陽光の輻
射方向を演算する手段を設けたことを特徴とする請求項
１記載の低温貯蔵装置。
【請求項９】前記温度センサの測定値から、太陽光の輻
射方向を演算する手段と、当該サイロの設置されている地域の気象情報から気温や
太陽熱輻射の値を予測して、前記ポンプ手段により事前
に流量を制御する手段と、を設け、前記サイロ内部の設定値に対する温度変動を抑
制することを特徴とする請求項１記載の低温貯蔵装置。