JPS58193082A - 穀物乾燥機に於ける熱風制御方法 - 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】 この発明は、穀物を熱風によって乾燥する穀物乾燥機に
於いて、特に乾燥に必要な熱風熱量を制御する熱風制御
方法に関する。

穀物乾燥機における籾、麦等の乾燥において、乾減率に
基つ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吐減する割合をい
い、この乾減率に基つく熱風制御方法は、停止含水率ま
で穀物を乾燥する過程において、あらかじめ設定した乾
減率を保持するように熱風熱針を制御している。

この熱風制御に関し、従来の穀物乾燥機では、穀物乾燥
過程で、乾燥室への穀物桿入側かあるいは穀物排出側の
何れかにおいて測定した穀物の含水率から乾減率を求め
、熱風乾燥を行っている。

しかしながら、乾燥室通過前の穀物の含水率からのみに
よって乾減率をコントロールする場合には、熱風を与え
た効果が乾燥室通過して妙・ら現われるために、熱風制
御が遅れ、捷だ、乾燥室通過後の穀物の含水率からのみ
によって乾減率をコントロールする場合には、乾・炭室
導入前の熱風を与えるへき穀物の含水率が不明となって
制御が不正確になるなど、あらかじめ設定した穀物の含
水率にそうように熱風制御することが困難となり、しか
も、両コントロールとも外気の温度や配度等の影響を受
けやすく正確な乾減率による熱風制御を行えなかった。

この発明は、」二連の点に鑑み、乾燥環境の影響を受け
ることなく、穀物の乾減率があらかじめ設定した乾減率
に正確にそうように熱風制御が行える、穀物乾燥機に於
ける熱風制御方法の提供を１」的とする。

この発明は、要約す′ｉ′Ｌは、 乾燥室通過前後の穀物の含水率から乾減率を求め、求め
た乾減率があらかじめ設定した乾燥曲線から決まる乾減
率にそうように熱風熱量を制御することを特徴とする。

この発明における乾燥室とは、穀物を鎖環しながら、あ
るいは循環させることなく搬送する搬送路中に熱風が供
給される箇所をいう。

以下、この発明に係る熱風制御方法の制御原理を、循環
しながら穀物乾燥を行う場合の一例をもとに説明する。

ます、含水率一時間の乾燥曲線によりあらかしめ制御す
る乾減率Ｇ１　を設定しておく　そして、ある時刻にお
いて、乾燥室の導入側とｎ１４出側のそれぞれの穀物の
含水率を測定する。乾燥室通過前後で６１！］定した穀
物の含水率の値をＷｌ、Ｗ２とする。例えは、測定の結
果、Ｗｌ、Ｗ２がそれぞれ２０％、１９．３％であった
とすると、この場合、穀物が乾燥室を通過する間に熱風
によって０７％の水分が奪われたことになる。この奪わ
れる水分口は熱風の温度と風量によってほぼ決甘り、風
量一定の場合熱風温度のみで乾燥速度を制御できる。

ところで、実験によれは乾燥室を通過した穀物は一循環
して再度乾燥室に戻る丑でに多少水分値が変わる。上記
の測定例では、乾燥室を通過したとき１９３％であった
のが、循環通路を経て乾燥室付近に達したときには１９
１％に低下する。そこで、この点を考慮して穀物の乾減
率を修正し、ド式で示す、より正確な乾減率Ｇを求める
。

Ｇ＝（Ｗｌ−Ｗ２−Ｋ）／Ｊ　　（％／ｈ）・・・（１
）ここで、補正項には一般に穀物乾燥機の特性や穀物種
類に応じて異なる値である。丑だ、Ｊは穀物の循環時間
である。

そして、この乾減率Ｇとあらかじめ設定した乾減率ＧＯ
とを比較し、その比較結果に基つき熱風熱量を加減する
。すなわち、乾減率Ｇと乾減率Ｇ１との差ハＧ　（＝Ｇ
−Ｇ、）が正のとさ、熱風熱量を減らし、また、△Ｇが
負のとき熱風熱量を増加する。

このように熱風を受ける前と後との乾燥過程での時間差
がある、乾燥室前後の二点間で含水率を測定し、その測
定値の差から求めた乾減率をあらかじめ設定した乾減率
にそうようにすれば、設定した乾減率に正確にそった熱
風乾燥を行うことができる。穀物を循環させない乾燥機
においても同様の熱風制御原理に基つき、乾燥室前後の
含水率洪」定から正確な熱風乾燥制御を行える。

以下、この発明の実施例を図面を参ｊ！セし一〇説明す
る。

第１図は、この発明に係る熱風制御方法を悪用した循環
式穀物乾燥機の操作パネルの正面図、第２図は同循環式
穀物乾燥機の制御ブロック図、第３図は同循環式穀物乾
燥機の乾燥部の要部構造を示す模式構造図である。

この循環式穀物乾燥機は、木、麦類を乾燥対象とし、動
作モードに張込７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４９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、壕だ同様に、ランプ９は点火されたこと
を、ランプｌＯは後述の熱風発生装置６ｏ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７０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、丑だラシ７’８．１０の点灯は熱風乾燥
モードであることをボし、ランプ１２０点灯は排出モー
ドであることを示す。

操作パネルｌ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ューム１３と穀物
の含水率、熱風幅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ａ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１
６で倉こなう。

操作パネル１の下方には、穀物種類に応じて乾燥曲線を
選択設定する穀物種類設定スイッチ１７と、タイマ用−
１」変ボリューム１８と、然風湖度を補正する風温補正
用可変ボリューム１９とが配設されている。穀物種類設
定スイッチ１７は、穀物の種類によってあらかじめ実験
により求められた含水率一時間の乾燥曲線を設定するだ
めのものである。この乾燥曲線は、たとえは第４図の折
ｊ線Ｃ１に示すように含水率の変化に対応して乾減率が
段階的に変わる乾燥特性を示すものなどであって含水率
の時間的変化を表す関数であり、単に一つの乾減率によ
る直線的なものも含筐れ、この実施例では５品種の籾、
３品種の小麦およびヒール麦のそれぞれについて実験に
より求めた鹸適な乾・屈曲線に関するデータが、後述す
るｌ＜ＡＭ３２にテーブルとして記憶きれており、穀物
種類設定スイッチ１７０回転位置に対応して選択設定さ
れる。

タイマ用口」変ボリューム１８は、各動作モートノ実行
時間およびその補正をおこなうためのものであり、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＋＋Ｊ能である。なお、このタイマ用可変ボ
リューム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
止含水率設定ボリューム１３と測定含水率との比較によ
っておこなわれる。

第２図に示すように、この穀物乾・操機の制御部はＣＰ
Ｕ３０．制御プログラムを記憶するＲＯＭ３１゜各種制
御パラメータやレジスタ類を記憶しバッテリパックアン
プされたＲＡＭ３２．Ｉ／３３．３４　を含み、それら
は相互にパス接続される。

１１０３３には、２個のＡ／Ｄ変換器３７．３８、上記
操作パネルｌの各スイッチおよびボリューム類、表示器
１４が接続され、Ｉ／Ｄ３４　には、後述の点火装置や
送風装置や電磁ポンプ６２等の各種駆動−１路が接続さ
れる。Ａ／Ｄ変換器３７（では、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、熱風温度を
検出する熱風センサ３６、穀物の含水率を検出する水分
計３９と、外気温度を測定する外気温センサ４２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「り変ホリューム１８と停止含水率設
定ボリューム１３と風潟補正用ｕＪ変ボリューム１９と
が接続される。なお、水分計３９は乾燥室の穀物導入側
および穀物排出側にそｔｌそれ配置される水分計センサ
部４３．４４を（Ｊ’Ｌ、Ｋ燥室通過ＯＭ後における穀
物の含水率を測定する。捷た、乾燥室通過前後の含水率
を測定する二つの水分計を併設して、それらの水分計の
出力をマルチプレクサ４０に接続１〜でもよい。

ＲＯＭ３１には、穀物種類設定スイッチ１７により設定
された穀物乾燥曲線にしたがい、水分計；）９による測
定含水率が停止含水率になる丑で熱風乾燥を実行するプ
ログラムなどが記憶されている。

１だ、ＲＡＭ３２には、第５図に示すように、−期含水
率、停止含水率、・役物の乾・穿・室通過前の含水率９
通過後の含水率、穀物温度、然風枯１１瓜嘔よび外気幅
度の制御データを記・トヘする・・ラメータ鎮域Ｐ１〜
ｐ７．，１物の種類毎のに屈曲線データおよび穀物温度
、然風幅度、外気温度により決する、−循環の測定含水
率の補正項にのテーブルを記憶するテーブル領ｆｔＣＴ
１．Ｔ２と、穀物種類、循環時間Ｊなどを記憶する領域
Ｓｌ　、５２などが台筐れている。熱風センサ３６によ
り測定される熱風温度は、後述の熱風発生装置６０が発
生する熱風の熱量を制御するだめの制御パラメータにな
る。

初期含水率は燃焼状態になったとき水分計３９を起動し
て得られる乾燥室通過前の含水率の値である。なお、表
示器１４に表示される含水率の値は、あらかじめ乾燥室
通過前または通過後の何れかの含水率に設定される。

上記乾燥曲線データは、穀物に応じて実験により求めら
れた、含水率一時間に関する乾燥特性データであり、前
述したように、−例えば第４図の折れ線Ｃ１のように、
段階的に乾減率が変わるようなテーブルとしてテーブル
領域Ｔ１に与えられている。捷た、補正項には、穀物の
種類に応じて実験により求められた、−循環の測定含水
率を補正するための値であり、普通１％以下である。循
環時間は穀物が乾燥室を出て循環通路を介して乾燥室に
再び導入されるまで一循環する間の時間であり、普通数
１０分ないし１時間程度であって乾燥機毎に決まる。

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５３と、ロータリパ
ルプ５４．５５およびスクリューコンベア５６の搬送作
用によって、２室に分かれた乾燥室５７．５８および循
環通路５９を通じて再び貯溜槽５１に搬送される。乾燥
室５７．５８は乾燥通路を形成し、熱風発生装置６０に
より熱風が貯溜槽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から燃料供給路の燃料供給用バイブロ４を
通じて燃料が供給される。したがって、熱風熱量は燃料
供給量と送風量の両方で変えられる。１だ、このバイブ
ロ４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って燃焼時
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内に穀物センサ３５が取り付けられ
、また、乾燥室５７．５８の入口に水分計センサ部４３
が、また搬送路５９の搬入口付近に水分計センサ部４４
が配置されており、更に乾燥室５７．５８の外壁に熱風
センサ３９が取り付けられている。

以下、この循環式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、タイマ用可変ボリューム
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ューム
１８により設定し、乾・膿ボタン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ューム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ューム１３、穀物種類設定ス
イッチ１７．風温補正用可変ボリューム１９の設定位置
に無関係にｌ１０３４を介してモータ類を駆動する。

一方、熱風乾燥モードを実行する場合は、穀物種類設定
スイッチ１７、停止含水率設定スイッチ１３、および必
要であれば風温補正用可変ボリューム１９をそれぞれ所
定の位置に選択設定し、筐−たタイマ用可変ボリューム
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、タイマ用可変ボリューム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壕る時間
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では、穀物種類設定スイッチ１７に
よりＲＡＭ３２　から選択設定された乾燥曲線にしたが
い、含水率が停止含水率に達する捷で電磁ポンプ６２を
駆動するという、乾燥曲線による熱風制御が行われる。

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、乾燥曲線や外気温度などから初期設定され、捷た風
温設定用可変ボリューム１９の回転位置により＋５°Ｃ
から一１０°Ｃの範囲で補正可能である。

このような熱風制御の実行中に、含水率の変化に対応し
て乾減率が、あらかじめ設定した乾燥曲線にしたがうよ
うに１時間毎に修正制御はれる。

以下、その修正制御ルーチンを第６図に示したフローチ
ャートによって説明する。

ここで、あらかじめ選択設定された含水率一時間の関係
は、前述した第４図の折れ線ＣＩで示されるものである
とする。すなわち、乾燥開始持ｔ。

から時刻ｔ１まで最も速い乾燥温度で乾燥し、つぎに時
刻ｔ２まで少し遅い乾燥速度になり、時刻ｔ３で更に遅
い乾燥速度にするように設定されている。

そこで乾減率の修正のために時刻［において水分計３９
により、乾燥室通過前の含水率Ｗ１と通過後の含水率Ｗ
２とが測定される（ステップ８０）。

史に、補正項にの決定のために穀物種類が読み出され、
外気温度、穀物温度、熱風温度が測定される（ステップ
８１〜８５）。このようにして穀物が一循環するときの
乾減率Ｇ（％／時）が、前記（１）式に基つき求められ
る（ステップ８６）。

次に、あらかじめ設定した折れ線Ｃ１の含水率一時間の
関係から時刻ｔにおける乾減率σ１を読み出し、乾減率
Ｇとの差ΔＧを求める（ステップ８７．８８）。そして
このΔＧが正のとき、熱風温度を上げるように熱風発生
装置６０を駆動しくステップ９０）、筐た負のときは下
げるように熱風発生装置６０を駆動する（ステップ９１
）。

このようにして熱風制御きれたときの実際の含水率変化
は、第４図の０２のようにＣ１に近似した曲線を描く。

上述のように、乾燥室通過前と通過後との穀物から測定
して得た含水率によって一循環における乾減率を求める
から、熱風乾燥過程で、実際の乾減率に、はぼ等しい値
が得られ、それ故その値を基にして速やかに乾減率を修
正することができ正確な熱風制御を行える。捷た、乾燥
室前後の含水率を把握しているから、外気温度や湿度の
影響を受けることなく、最適な乾燥曲線にそって穀物を
乾燥し得る。

以上のように、この発明に係る熱風制御方法によれば、
乾燥室前後の含水率から乾減率を求めることによって、
設定乾減率にそって、高精度に乾減率のコントロールを
行え、しかも外気温度や湿度等の影響を受けることなく
、最適な乾燥制御を行える利点を有する。

【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循環
式穀物乾燥機の操作パネル１の正面図、第２図は同循環
式穀物乾燥機の制御ブロック図、第３図は同循環式穀物
乾燥機の乾燥部の要部構造を示す模式構造図、第４図は
ＲＡＭ３２に記憶きれる乾燥曲線の一例を示す含水率一
時間図、第５図は同循環式穀物乾燥機の制御部内のＲＡ
Ｍ３２の記憶領域を示す図、第６図は同循環式穀物乾燥
機における、乾減率制御動作を示すフローチャートであ
る。 ３０・・・ＣＰｔＪ、　　　　　　３１・・・ＲＯＭ。 ３２・・・ＲＡＭ、　　　　　　３６・・・熱風センサ
、３９・・・水分計、 ４３．４４・・・水分計上ンサ部、 ５７．５８　・・乾燥室、　　５９・・・循環通路、６
ｏ・・・熱風発生装置。 出願人　辰本餡弘 代理人　弁理士　小　森　久　犬

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）乾燥通路を通して穀物を乾燥室にて熱風を与え、
   乾燥室通過前の穀物の含水率と、乾燥室通過後の穀物の
   含水率とを測定し、それらの含水率の差から乾減率を求
   め、求めた乾減率があらかじめ設定した乾減率にそうよ
   うに熱風熱量を制御する、循環式穀物乾燥機に於ける熱
   風制御方法。