KR100967118B1

KR100967118B1 - 건조장치

Info

Publication number: KR100967118B1
Application number: KR1020070119762A
Authority: KR
Inventors: 에이지 니시노; 나오키 무코우야마
Original assignee: 이세키노우키가부시키가이샤
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2010-07-05
Also published as: JP5125419B2; JP2009109137A; KR20090044945A; CN101424482A; CN101424482B

Abstract

(과제) 고속으로 건조하고, 또한 곡립의 몸통 깨짐을 방지한다고 하는 건조 방법을 계속해서 안정되게 행한다.

(해결수단) 건조풍의 절대습도(HD)가 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)에 도달하거나 또는 이 절대습도(HF)의 근방에 설정한 상한 절대습도(β·HF)를 상회하는 것을 검출하면 상기 조절장치(22, 23)에 대하여 배풍 리턴량을 감소시키는 신호를 출력하고, 상기 건조풍의 절대습도(HD)가 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)보다 소정치 낮게 설정한 하한 절대습도(α·HF)를 밑도는 것을 검출하면 상기 조절장치(22, 23)에 대하여 배풍 리턴량을 증가시키는 신호를 출력하는 제어부(F1)를 설치했다.

건조장치

Description

건조장치{DRYING DEVICE}

본 발명은 곡립이나 표고버섯 등의 농산물이나 해산물, 혹은 목재 등의 건조장치에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 배풍을 되돌려서 열풍과 합류시켜서 건조하는 건조장치에 대해서 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에는, 건조 초기에 있어서의 배풍/열풍의 혼합비가 높은 값일 때에는 재이용하는 배풍/열풍의 양을 적게, 건조가 진행되어서 건조 중기, 말기가 됨에 따라서 단계적으로 이용하는 배풍/열풍의 양을 증가시키는 내용에 대해서 기재되어 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개 2007-10247호 공보

[특허문헌 2] 일본 특허공개 소61-195266호 공보

[특허문헌 3] 일본 특허 2599270호 공보

특허문헌 1에 있어서는, 목표로 하는 배풍 절대습도로 되도록 배풍량을 조절하는 내용에 대해서 기재되어 있지만, 어떠한 배풍 절대습도를 목표로 해서 건조를 행하면 좋은지에 대해서 기재되어 있지 않다.

또한, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 있어서는, 건조 시간을 단축하는 기술에 대해서는 조금도 기재가 없다.

본 발명은 고속으로 건조하고, 또한 곡립의 몸통 깨짐을 방지한다고 하는 건조 방법을 계속해서 안정되게 행하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이하와 같은 기술적 수단을 강구했다.

즉, 청구항 1에 따른 발명은, 건조 대상물에 건조용 열풍을 작용시켜서 건조하는 건조부(3)와, 건조 대상물 통과 후의 배풍을 상기 건조용 열풍에 합류시키는 리턴통로(41, 44)와, 배풍의 리턴량을 조절하는 조절장치(22, 23)를 구비한 건조장치에 있어서, 상기 건조용 열풍과 상기 배풍의 합류 공기에 의한 건조풍의 건조실(13) 내에 있어서의 절대습도(HD)를 산출하는 제 1 산출부와, 상기 건조풍의 포화 수증기압(saturated water vapor pressure)에 있어서의 절대습도(absolute humidity)(HF)를 산출하는 제 2 산출부와, 건조풍의 절대습도(HD)와 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)를 비교하는 비교부와, 상기 건조풍의 절대습도(HD)가 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)에 도달하거나 또는 이 절대습도(HF)의 근방에 설정한 상한 절대습도(β·HF)를 상회하는 것을 검출하면 상기 조절장치(22, 23)에 대하여 배풍 리턴량을 감소시키는 신호를 출력하고, 상기 건조풍의 절대습도(HD)가 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)보다 소정치 낮게 설정한 하한 절대습도(α·HF)를 밑도는 것을 검출하면 상기 조절장치(22, 23)에 대하여 배풍 리턴량을 증가시키는 신호를 출력하는 제어부(F1)를 설치한 것을 특징으로 하는 건조장치로 한다.

청구항 2에 따른 발명은, 건조 대상물에 건조용 열풍을 작용시켜서 건조하는 건조부(3)와, 건조 대상물 통과 후의 배풍을 상기 건조용 열풍에 합류시키는 리턴통로(41, 44)와, 배풍의 리턴량을 조절하는 조절장치(22, 23)를 구비한 건조장치에 있어서, 건조 중의 건조 대상물의 수분을 검출하는 수분계(10)와, 상기 수분계(10)에서 검출한 건조 대상물의 수분값에 기초하여 상기 배풍의 가상 절대습도(U)를 산출하는 가상 절대습도 산출부와, 상기 가상 절대습도(U)를, 건조실(13) 내의 건조풍의 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF) 또는 상기 절대습도(HF) 근방에 설정한 상한 절대습도(β·HF)와, 상기 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)보다 소정치 낮게 설정한 하한 절대습도(α·HF)의 범위로 하는 상기 배풍 리턴량 또는 배풍리턴 비율로 설정하는 설정부와, 설정된 배풍 리턴량 또는 배풍 리턴 비율로 조절장치(22, 23)를 작동하는 제어부(F2)를 설치한 것을 특징으로 하는 건조장치로 한다.

청구항 3에 따른 발명은, 청구항 2에 있어서, 외기 절대습도(Z)를 검출하는 외기 절대습도 검출부를 설치하고, 상기 외기 절대습도(Z)가 소정치 높은 측으로의 변동을 검출하면 배풍 리턴량을 소정량 감소하거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 저하시키는 보정을 행하고, 상기 외기 절대습도(Z)가 소정치 낮은 측으로의 변동을 검출하면 배풍 리턴량을 소정량 증가하거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 상승시키는 보정을 행하는 구성으로 한 것이다. 또한 청구항 4에 따른 발명은, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 제어부(F2)에 입력된 건조 대상물의 수분검출 결과에 기초하여 건조 대상물의 건감률(mean drying)(W)을 산출하는 건감률 산출부를 설치하고, 상기 건감률(W)이 소정치 큰 측으로 변동할 때는 배풍 리턴량을 소정량 감소하거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 저하시키는 보정을 행하고, 상기 건감률(W)이 소정치 작은 측으로 변동할 때는 배풍 리턴량을 소정량 증가하거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 상승시키는 보정을 행하는 구성으로 한 것이다.

(발명의 효과)

청구항 1의 발명에서는, 건조풍의 절대습도(HD)가 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)에 도달하거나 또는 이 절대습도(HF)의 근방에 설정한 상한 절대습도(β·HF)를 상회하는 것을 검출하면 상기 조절장치(22, 23)에 배풍 리턴량을 감소하도록 출력하기 때문에, 포화 수증기압을 초과하여 결로해서 건조 대상물이 물크러져 품질이 손상되지 않을 정도로 건조하고, 건조부(3) 내 절대습도(HA)가 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)보다 낮게 설정한 절대습도(α·HF)를 밑돌면 상기 조절장치(22, 23)에 배풍 리턴량을 증가하도록 출력하는 것이기 때문에, 배풍 중에 포함되는 열과 수분을 건조 대상물에 부여함으로써 건조 대상물 내부에 많은 열을 공급함과 아울러, 건조 대상물의 표면으로부터 증발하려고 하는 수분을 건조 대상물로부터 흡수한 배풍 중의 수분에 의해 건조 대상물의 내부에 억지함으로써 건조 대상물 내부의 수분 구배를 작게 할 수 있다. 따라서, 고속으로 건조시키는 것이면서, 건조 대상물의 내부에 균열을 일으키기 어렵게 할 수 있다.

청구항 2의 발명에 있어서는, 수분계(10)에서 검출한 건조 대상물의 수분값에 기초하여 상기 배풍의 가상 절대습도(U)를 산출하고, 상기 가상 절대습도(U)가 건조실(13) 내의 건조풍의 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF) 또는 상기 절대습도(HF) 근방에 설정한 상한 절대습도(β·HF)와 상기 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)보다 소정치 낮게 설정한 하한 절대습도(α·HF)의 범위에 들어가도록, 상기 리턴통로(41, 44)로 배풍을 되돌리는 배풍 리턴량 또는 전체 배풍량에 대한 배풍 리턴 비율을 제어하기 때문에, 건조 대상물의 수분값이 높은 건조 초기라고 할지라도 많은 수분량을 포함한 배풍량을 건조부(3)에 공급함으로써 건조 대상물의 표면에 필요한 수분을 부여하면서 열을 부여할 수 있다. 그 때문에 건조 대상물 내부의 수분 구배를 작은 상태로 하면서 건조 대상물 내부의 온도를 상승시키기 때문에 몸통 깨짐이 적은 고속의 건조를 행할 수 있다. 또한 건조부(3)로 되돌아가는 배풍량을 수분계(10)에서 검출하는 곡립의 수분값에 대응해서 조절함으로써 배풍의 습도를 검출하는 습도센서를 필요로 하지 않아 비용상승으로 되지 않는다.

청구항 3에 기재된 발명에 있어서는, 외기 절대습도가 소정치 높은 측으로의 변동을 검출하면 배풍 리턴량을 소정량 감소하거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치저하시키는 보정을 행하고, 상기 외기 절대습도가 소정치 낮은 측으로의 변동을 검출하면 배풍 리턴량을 소정량 증가하거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 상승시키는 보정을 행하기 때문에, 외기의 변동에 추종해 필요한 수분의 리턴량으로 보정하 면서 건조 처리를 계속해서 행할 수 있다.

또한 청구항 4의 발명에 있어서는, 건감률이 소정치 큰 측으로 변동할 때는 배풍 리턴량을 소정량 감소하거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 저하시키는 보정을 행하고, 상기 건감률이 소정치 작은 측으로 변동할 때는 배풍 리턴량을 소정량 증가하거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 상승시키는 보정을 행하기 때문에, 마찬가지로 건감률의 변동이 있어도 적정한 수분의 리턴량으로 보정하면서 건조 처리를 계속할 수 있다.

본 실시형태를 곡립 건조기에 사용했을 경우에 대하여 설명한다.

도 1, 도 2는 곡립 건조기의 전체를 나타내는 도면, 도 3은 곡립 건조기의 내부를 설명하는 사시도이며, 직육면체 형상의 본체(1)의 내부에 상부로부터 곡립을 저장하는 저장부(2), 저장부(2)에서 저장한 곡립을 하방으로 유하하면서 건조하는 건조부(3), 건조부(3)에서 건조한 곡립이 모이는 집곡부(4)를 설치한다. 그리고 저장부(2)에 채워진 곡립은 건조부(3)에서 건조되어서 집곡부(4)에 공급되고, 다시 저장부(2)에 공급되어 조질(調質)되는 구성의 소위 순환식의 곡립 건조기의 구성이다.

또한, 본 실시형태에서는 본체(1)의 길이 방향(s)을 전후 방향, 폭 방향(t)을 좌우 방향이라고 부른다.

본체(1)의 전후 방향 앞측이고 또한 건조부(3)에 대향하는 좌우 중앙 위치에 슬릿상의 외기 도입구(50)를 정면측에 다수 형성한 버너 케이스(40)를 부착하고, 상기 버너 케이스(40) 내에는 연소 버너(5)를 수용 배치하고 있다. 그리고, 연소 버너(5)의 연소반면(燃燒盤面)(5d)을 본체(1)측과 대향하도록 연소 버너(5)를 적재하고 있다.

본체(1)의 전후 방향의 뒤측에는 건조부(3)에 대향하는 좌우 중앙 위치에 배풍 팬(6)을 설치한다.

또한, 본체(1)의 전후 방향 앞측이고 버너 케이스(40)에 인접하는 위치에는 곡립을 양곡(揚穀)하는 승강기(7)를 설치하고, 본체(1)의 상부에는 이송 나선(도시하지 않음)을 내장하고, 승강기(7)에 의해 양곡된 곡립을 저장부(2)에 반송하는 상부 반송장치(8) 및 상부 반송장치(8)에 의해 반송 중인 곡립에 혼입되는 짚 부스러기 등의 협잡물을 흡인 제거하는 흡진 팬(9)을 설치하고 있다.

10은 곡립의 수분을 검출하는 수분계이고, 승강기(7)에 부착하여 설정 시간마다 양곡 중인 곡립 중 샘플 곡립을 받아 들여 단일입자마다의 전기 저항값을 검출함으로써 수분값을 산출한다.

건조부(3)는 본체(1)의 좌우 양측에 연소 버너(5)에서 생성한 건조 열풍이 통과하는 열풍실(11)을 설치하고, 본체(1)의 좌우 중앙부에 배풍 팬(6)과 연통하는 배풍실(12)을 설치하고, 열풍실(11)과 배풍실(12) 사이에는 곡립 유하 통로(13)를 설치하고, 곡립 유하 통로(13)의 하단부에는 곡립을 집곡부(4)에 보내는 로터리 밸브(14)를 설치하고, 로터리 밸브(14)의 회전에 의해 저장실(2)의 곡립이 순차적으로 통과하는 구성이다.

집곡부(4)에는 곡립을 승강기(7)에 반송하는 하부 나선(15)을 설치하고 있 다.

배풍 팬(6)은 단면 원형의 팬 몸통(6a) 내부에 축류식의 팬 날개(6b)와, 팬 날개(6b)에서 발생시키는 배풍에 압력을 부여하는 고정판(6c)을 내장하고, 배풍 팬(6)의 배풍 배출측에는 단면 원형의 배풍 덕트(20)를 연결하고 있다.

도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 배풍 덕트(20) 내에는 배풍을 배풍 덕트(20) 밖과 배풍 공급 덕트(21)로 배출하는 양의 비율을 조절하는 제 1 조절밸브(23)를 설치하고 있다.

배풍 덕트(20)의 상부에는 배풍을 본체(1) 내측에 공급하기 위한 단면 사각형의 배풍 공급 덕트(21)를 설치하고, 배풍 공급 덕트(21)의 배풍 입구에는 배풍 공급 덕트(21) 내에 공급되는 배풍의 양을 조절하는 제 2 조절밸브(22)를 설치하고 있다.

제 1 조절밸브(23)와 제 2 조절밸브(22)는 횡축심의 회전축(23a) 및 회전축(22a)으로 각각 회전하는 구성으로 하고, 이 중 회전축(23a)에는 조절밸브 구동 모터(25)를 연결하고 있다. 제 1 조절밸브(23)와 제 2 조절밸브(22)는 연결 로드(24)로 연결하여, 제 1 조절밸브(23)와 제 2 조절밸브(22)의 회전 동작이 연동하는 구성으로 하고 있다. 제 2 조절밸브(22)가 완전 폐쇄위치(ga)에 있고 배풍이 배풍 공급 덕트(21) 내에 배출되지 않을 때에는, 제 1 조절밸브(23)가 완전 개방위치(fa)에 있고 배풍을 모두 기기 밖으로 배출된다.

반대로 제 2 조절밸브(22)가 완전 개방위치(gb)에 있고, 배풍이 가장 배풍 공급 덕트(21) 내에 가장 많은 배풍이 배출될 때에는, 제 1 조절밸브(23)가 가장 배풍의 양을 배풍 공급 덕트(21)측으로 배풍을 배출하는 폐쇄위치(fb)에 위치한다. 또, 제 1 조절밸브(23)와 제 2 조절밸브(22)는 각각 무단계로 개폐 조절할 수 있는 구성으로 하고, 배풍 공급 덕트(21)에 배출하는 배풍량을 제어부(F1)에서 적당하게 조절하고 있다.

도 8, 도 9에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 제어부(F1)에서는 이하의 연산에 의해 배풍 리턴량을 설정한다. 즉, 열풍실(11)과 배풍실(12) 사이에 형성되는 상기 곡립 유하 통로(13)에, 상기 통로(13) 내 곡립에 작용하는 건조풍의 온도(T)를 검출하는 온도센서(30)와, 상기 건조풍의 상대습도(Hs)를 검출하는 상대습도 센서(31)를 설치하고, 이들의 검출 결과를 제어부(F1)에 입력하는 구성으로 한다.

상기 제어부(F1)에는, 기억부(ME1)를 접속하여 습기 공기선도에 상당하는 데이터, 건조풍 온도마다에 있어서의 포화 수증기압에 상당하는 절대습도(HF)의 값,및 포화 수증기압 근방인지의 여부의 판정을 행하기 위한 임계값으로 하는 계수(α, β) 및 상기 계수(α)에 절대습도(HF)를 곱한 α·HF(예를 들면 α=0.7), 및 계수(β)에 절대습도(HF)를 곱한 β·HF(예를 들면 β=0.1)의 값을 기억하고 있다. 상기 제어부(F1)에는 제 1, 제 2 산출부, 비교부가 구성되고, 이 중 제 1 산출부에 의해 상기 검출 온도(T)와 검출 상대습도(Hs)로부터 절대습도(HD)(=f(T,Hs))를, 제 2 산출부에 의해 검출 온도(T)시의 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)를 각각 산출하는 것이다. 그리고 비교부는 이들 절대습도(HD)와 절대습도(HF)의 각각의 값을 비교함으로써 곡립이 존재하는 건조실로서의 곡립 유하 통로(13) 내에 있어서의 건조풍의 절대습도(HD)가, 이 절대습도(HF)의 근방에 설정한 상한 절대습도(β· HF)를 상회하는 것을 검출하면, 배풍 리턴량을 감소측으로 제어한다. 또한 비교부는 상기 건조풍의 절대습도(HD)가 계수(α)에 절대습도(HF)를 곱한 하한 절대습도(α·HF)의 값 이하라고 판정될 때는, 배풍 리턴량을 증가측으로 제어한다.

따라서, 건조풍의 절대습도(HD)가 상한 절대습도(β·HF) 이하이고, 건조풍의 절대습도(HA)가 하한 절대습도(α·HF)보다 크다고 판정되면, 건조풍은 포화 수증기압 근방이며 또한 포화 수증기압을 초과하지 않는 정도라고 판정되어서 배풍 순환량은 그 상태를 유지시킨다.

상기 제어 중, 상한 절대습도 대신에 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)로 대체하고, 이 절대습도(HF)에 도달하였는지의 여부에 의해서도 동일한 효과가 있다.

상기와 같은 제어를 행하면서, 적정한 배풍 순환량으로 피드백 제어함으로써 배풍 순환량을 제어할 수 있다. 또한, 배풍 리턴량의 증감 제어에 의해, 예를 들면 상기 조절밸브 구동모터(25)를 미리 설정한 단위 스텝마다 작동해서 제 1 조절밸브(23)의 회전각도(θ)를 단위각도(Δθ)마다 연동하는 구성으로 한다.

상기와 같이, 배풍 리턴량의 연산에 의해 제 1 조절밸브(23)의 회전각도(θ)가 결정되어, 축(23a)에 장착된 각도 검출센서(23b)에서 회전각도(θ)가 검출될 때 까지 조절밸브 구동모터(25)를 정역전 연동하는 구성으로 하고 있다. 또한, 제 2 조절밸브(22)는 제 1 조절밸브(23)에 연동하는 것이기 때문에, 그 회전각도는 검출하지 않는 구성으로 하고 있지만, 양 조절밸브를 독립적으로 회전 조절하도록 구성해도 좋고, 이 경우에는 각각에 각도 검출센서 및 조절밸브 구동모터를 설치하는 것이다.

여기에서, 도 10에 의해 건조용 열풍이 리턴배풍과 합류해서 건조실 내에 작용하고, 배풍으로서 배출되는 상황을 절대습도의 변화를 설명하면, 소정 절대습도의 외기는 버너에서 가열된 후 배풍과 합류한다. 가열에 따라서는 절대습도의 변화는 없지만, 배풍과의 합류에 의해 절대습도는 상승하고, 열풍실로부터 건조실(곡립 유하 통로(13))로 들어가면(본 출원에서는 건조실 내의 유통 공기를 「건조풍」이라고 하고 있다), 건조풍은 곡립과의 접촉에 의해 절대습도는 즉시 상승하고 이후 그다지 절대습도는 높아지지 않은 상태로 배풍실로 빠져 나가는 것이다. 본 발명에서는 상기의 설명과 같이, 도 17에 있어서의 상한 절대습도(β·HF)로부터 하한 절대습도(α·HF)의 범위가 되도록 리턴 배풍의 양을 조절 제어하는 것이다.

제 1 조절밸브(23)가 가장 배풍의 양을 배풍 공급 덕트(21)측으로 배풍을 배출하는 폐쇄위치(fb)에 있을 때에, 배풍 덕트(20)의 하부의 내주면(20a)과 제 1 조절밸브(23)의 그 둘레가장자리(23a) 사이에 설정 간격의 간극(z)이 생기도록 제 1 조절밸브(23)의 회전축(23a)으로부터 외주까지의 길이(b)를 배풍 덕트(20)의 중심으로부터 내주면(20a)까지의 길이보다 짧게 하고, 제 1 조절밸브(23)의 면적을 배풍 덕트(20)의 개구 면적보다 작게 구성하고 있다. j는 제 1 조절밸브(23)의 회전 궤적이다.

또한 제 1 조절밸브(23)가 가장 배풍의 양을 배풍 공급 덕트(21)측으로 배풍을 배출하는 폐쇄위치(fb)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 앞이 처지는 경사에 위치하는 구성으로 하고, 제 2 조절밸브(22)는 뒤가 처지는 경사에 위치하는 구성으로 함 으로써, 배풍을 배풍 공급 덕트(21) 내에 안내하기 쉽게 하고 있다.

배풍 공급 덕트(21)와 본체(1) 사이에는 배풍 공급 덕트(21) 내를 통과한 배풍을 좌우 양측으로 분산하는 배풍 분산 통로가 되는 배풍 분산 케이스(26)를 배풍 팬(6)의 상부로부터 좌우 양측에 걸쳐서 설치한다. 배풍분산 케이스(26)의 좌우 양단부와 후술하는 열풍실 내 관통통로를 형성하는 리턴 덕트(27)의 후단부를 제 1 배풍 개구부(m)에서 연통하는 구성으로 하고 있다.

리턴 덕트(27)는 좌우의 열풍실(11) 내 전후 방향을 따라 구비하는 통형상의 통로이고, 본 실시형태에서는 단면형상으로 상부가 뾰족한 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다.

본체(1)와 버너 케이스(40) 사이에는 본체(1) 내를 통과해서 되돌려진 배풍이 통과하는 제 1 리턴통로(41)와 연소 버너(5)에서 생성된 열풍이 통과하는 열풍 통로(42)를 내부에 형성하는 열풍/배풍 통과 케이스(43)를 구비하고 있다. 그리고, 리턴 덕트(27)의 일단과 제 1 리턴통로(41)를 제 2 배풍 개구부(p)에서 연통하는 구성으로 함과 아울러, 제 1 리턴통로(41)와 버너 케이스(40)의 좌우 양측에 형성하는 제 2 리턴통로(44)를 제 3 배풍 개구부(r)에서 연통하는 구성으로 하고 있다. 버너 케이스(40)의 하방에는 진애 저장 케이스(45)를 형성하고 있다. 진애 저장 케이스(45)의 좌우 양측의 상단부에 제 4 배풍 개구부(d)를 형성해서 제 2 리턴통로(44)와 연통하는 구성으로 하고 있다.

도 11에서 도 13에 기초하여 열풍/배풍 통과 케이스(43)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.

열풍/배풍 통과 케이스(43) 내의 열풍 통로(42)는, 버너 케이스(40)와 제 1 열풍 개구부(c)에서 연통하는 제 1 열풍 통로(46)와, 제 1 열풍 통로(46)를 통과한 열풍을 제 2 열풍 개구부(v)로부터 제 3 열풍 개구부(w)를 거쳐서 열풍실(11)에 공급하는 제 2 열풍 통로(47)를 설치하고 있다.

제 1 리턴통로(41)와 제 2 열풍 통로(47)는 본체(1)의 정면 좌우 양측에 있어서 상하 2단으로 형성하고, 제 1 열풍 통로(46)는 좌우 중앙측에 있어서 버너 케이스(40)에 대향하는 위치에 설치하고 있다. 제 1 열풍 개구부(c)는 제 1 열풍 통로(46) 및 버너 케이스(40)의 중앙부에 형성하고 있다.

또한, 본 실시형태에서는 배풍 공급 덕트(21)로부터 제 2 리턴통로(44)에 이르기까지의 배풍이 통과하는 경로를 총칭해서 리턴통로라고 부른다.

연소 버너(5)의 주위에 대하여 설명한다.

버너 케이스(40) 내에 있어서 연소 버너(5)의 좌우에 인접해서 설치하는 제 2 리턴통로(44)에는 배풍을 배출하는 제 5 배풍 개구부(e)를 형성한다. 제 5 배풍 개구부(e)의 위치는 연소 버너(5)의 연소반면 위치(k)로부터 본체(1)측을 향해서 형성하고, 다수의 슬릿상으로 형성하고 있다. 그리고, 제 5 배풍 개구부(e)는 연소 버너(5)의 연소반면(5d)과 같은 본체(1)측과 대향하도록 형성하고 있다.

그리고, 제 5 배풍 개구부(e)로부터 배출되는 배풍과 연소 버너(5)에서 생성된 열풍이 연소 버너(5)의 연소 불꽃(Q)측에 위치하는 열풍/배풍 혼합부(40a)에서 혼합되어, 혼합된 열풍/배풍이 열풍 통로(42), 즉 제 1 열풍 통로(46)와 제 2 열풍 통로(47)의 순서로 통과하여 열풍실(11)에 공급되는 구성이다.

또한 제 5 배풍 개구부(e)는 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 본체 하측을 향해서도 다수의 슬릿이 형성되어 있다.

연소 버너(5)의 상방이며 또한 연소반면 위치(k)보다 본체(1)측에는 연소 버너(5)의 1차 공기를 흡인해서 연소 버너(5)에 공급하는 버너 팬(5a)을 설치하고, 연소 불꽃(Q)의 상방에 위치함으로써 난기화하여 공기 덕트(5b)를 통해서 연소 버너(5)에 송풍할 수 있는 구성으로 하고 있다.

70은 바람의 흐름의 유무를 검출하는 바람 검지판이다. 5c는 연소 버너(5)에 연료를 공급하는 연료 펌프이다.

열풍/배풍 통과 케이스(43)의 측벽에 연소 불꽃(Q)의 상태를 확인하는 슬릿상의 연소 불꽃 확인용 개구부(43a)를 형성하여 연소 불꽃의 상태를 확인할 수 있을 뿐 아니라 외기를 도입할 수 있기 때문에 열풍이 통과하는 열풍/배풍 통과 케이스(43)의 열에 의해 측벽이 뜨거워지기 어렵게 하고 있다.

다음에 연소 버너(5)에서 생성한 열풍이 배풍 팬(6)의 흡인 작용을 받아서 건조풍으로서 열풍실(11)로부터 유하 통로(13)의 곡립에 작용한 후, 배풍이 되어서 배풍실(12) 및 리턴통로를 거치고, 열풍과 혼합되어 열풍실(11)에 공급될 때까지의 과정에 대하여 설명한다.

연소 버너(5)에서 생성한 열풍은 버너 케이스(40)로부터 제 1 열풍 개구부(c)를 통과하고, 제 1 열풍 통로(46)로부터 제 2 열풍 개구부(v), 제 2 열풍 통로(47), 제 3 열풍 개구부(w)를 통과해서 열풍실(11)에 공급된다.

열풍실(11) 내의 열풍은 다수의 슬릿(도시생략)을 형성하는 곡립 유하 통 로(13)를 유하하는 곡립 내를 건조풍으로서 통과하고, 곡립에 작용해서 수분을 흡수하여 배풍실(12)에 배출되어, 배풍 팬(6)에서 배풍 덕트(20)에 배풍으로서 배출된다.

배풍 덕트(20) 내의 배풍은 제 1 조절밸브(23) 및 제 2 조절밸브(22)의 개도의 제어에 의해 적당하게 필요한 배풍량을 리턴통로를 거쳐서 다시 열풍실(11)측으로 순환하도록 배풍 공급 덕트(21)에 공급된다.

배풍 공급 덕트(21)에 공급된 배풍은 배풍 분산 케이스(26)에서 좌우로 분산되어져, 제 1 배풍 개구부(m)로부터 리턴 덕트(27)에 공급된다. 그리고, 리턴 덕트(27) 내의 배풍은 제 2 배풍 개구부(p)로부터 제 1 리턴통로(41), 제 3 배풍 개구부(r), 제 2 리턴통로(44)를 거쳐서 제 5 배풍 개구부(e)로부터 연소 버너(5)의 연소 불꽃(Q)의 측방으로부터 연소 불꽃(Q)이 분출되는 방향과 병행되어서 배출되어, 연소 버너 반면과 대향하는 위치에 있는 열풍/배풍 혼합부(40a)에서 열풍과 혼합되어 제 1 열풍 개구부(c)으로부터 제 1 열풍 통로(46)에 공급된다. 또한, 제 2 리턴통로(44)의 배풍에 포함되는 진애는 자체 중량에 의해 낙하해서 제 4 배풍 개구부(d)를 통과해서 진애 저장 케이스(45)에 저장된다.

다음에 본 실시형태의 구성에 따르는 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

배풍 팬(20)으로부터의 배풍을 열풍실(11)에 공급함으로써 연소 버너(5)에서 공급하는 열풍에 배풍 중의 열이 가해져, 열풍실(11) 나아가서는 유하 통로(13)의 곡립에 작용시킬 수 있어서 단시간에 곡물온도를 상승시킬 수 있다. 그리고, 배풍의 리턴량을 제어함으로써 곡립 유하 통로(13)의 곡립에 작용하는 건조 열풍의 절 대습도를 높게 하여, 곡립 표면으로부터의 기화량을 억제할 수 있다.

즉, 배풍과 혼합된 건조 열풍을 공급하면, 건조풍은 곡립 표면으로부터 증발하려고 하는 기화량을 높게 한 곡립 표면의 절대습도에 의해 억지하는 한편, 곡립에 작용하는 건조풍의 열은 주로 곡물온도의 상승을 촉진하고, 곡립 내의 수분 유동성을 높이고, 곡립 단위의 내부와 표면측의 수분 구배를 작게 할 수 있어, 몸통 깨짐이 적고, 또한 고속으로 건조 작업을 행할 수 있다.

리턴 덕트(27)로부터 제 1 열풍 통로(46)에 배풍을 공급할 때까지 버너 케이스(40)에 인접하는 제 2 리턴통로(44)를 거쳐서 제 5 배풍 개구부(e)로부터 연소 버너(5)의 연소 불꽃(Q)의 측방에 있어서 연소 불꽃(Q)의 분출 방향과 병행 상태에서 열풍/배풍 혼합부(40a)에 배풍을 배출함으로써, 연소 불꽃(Q)이 난류하지 않고 안정된 연소 버너(5)의 연소를 행할 수 있는 것이다. 또한 연소 버너(5)의 연소측에서 배풍을 합류시키기 때문에 리턴 배풍량의 변화에 의한 연소 버너(5) 주변을 통과하는 바람의 양의 변화를 작게 할 수 있고, 연소 불꽃(Q)의 변화를 작게 할 수 있다. 그리고, 배풍과 열풍의 혼합을 촉진시킬 수 있다. 그리고, 배풍을 연소 버너(5)에 직접 노출시키지 않음으로써 진애나 수분 등의 작용에 의한 연소 버너(5)의 열화를 방지할 수 있다.

또한 진애 저장 케이스(45)에 배풍 중의 진애를 대부분 낙하 퇴적시키는 것이 가능하게 되고, 제 1 열풍 통로(46) 및 열풍실(11)에 공급되는 진애의 양을 감소시킬 수 있다. 리턴통로를 버너 케이스(40)에 인접해서 설치함으로써 배풍의 보온성을 향상시킬 수 있다.

본 실시형태와 같이, 외기를 직접 연소 버너(5)에서 가열해서 연소가스에 포함된 공기를 건조 대상물에 공급하는 건조기에 있어서는, 진애가 포함되는 배풍을 연소 버너(5)의 연소 불꽃(Q)으로 가열하면 진애가 연소하고, 상기 연소한 진애가 곡립에 공급되어서 곡립의 품질이 저하되는 경우가 발생하고 있었지만, 본 실시형태에 의해 진애의 연소가 되기 어려워 곡립의 품질 저하를 방지할 수 있다.

다음에 본 실시형태의 건조 제어에 대하여 설명한다.

도 14는 건조 작업에 따르는 곡립 온도의 변화 및 수분값의 변화를 나타내는 그래프이며, L1은 본 실시형태의 건조 공정을 나타내고, L2는 종래의 건조 행정을 나타낸다. 또한 L3은 본 실시형태의 수분값의 변화를 나타내고, L4는 종래의 수분값의 행정을 나타낸다.

L2는 종래의 건조 공정으로, 연소 버너(5)가 연소량을 일정하게 했을 경우의 그래프이지만, 연소를 개시하고나서 점차로 곡립 온도가 상승하고, 마무리 수분에 도달할 때까지 곡립 온도가 대략 일정한 기울기로 상승하고 있는 것을 나타내고 있다.

그것에 대하여 L1의 건조 행정은 이하의 행정을 행한다.

우선, 연소 버너(5)의 연소 개시 후, 소정 시간(예를 들면 채워진 곡립이 1순환하는 시간)에 있어서는 제 1 조절판(23)을 완전 개방하여 배풍을 대략 전량을 기기 밖으로 배출하여, 연소 개시 직후에 많이 발생하는 진애가 다시 리턴통로로부터 열풍실(11) 내에 공급되는 것을 방지한다(건조 초기 전량 기기 밖 배출공정A1).

소정 시간 경과하면, 되돌리는 배풍의 비율이 소정 이상(예를 들면 75%이상) 의 상태에서 잠시 일정하게 되도록 제 1 조절판(23)과 제 2 조절판(22)을 조절하고, 배풍 팬(20)으로부터 배출된 배풍의 대부분을 리턴통로측에 배출하고, 열풍/배풍 혼합부(40a) 내에 공급된다. 그리고, 배풍과 연소 버너(5)에서 발생한 열풍과 혼합되어, 열풍실(11)로부터 유하 통로(13)의 곡립에 공급된다(건조 초기 전량 리턴공정A2).

그 때문에 공급된 열에 의해 수분이 곡립의 표면으로부터 증발하려고 하지만, 열과 함께 공급된 수분에 의해 억지되어 수분이 곡립 내부에 머문다. 그리고 곡립 온도에 대해서는 연소 버너에서 생성한 열에 배풍의 열이 플러스되어서 곡립에 부여됨으로써, 많은 열이 주어져 곡립 온도가 급격하게 상승한다.

또한, 이 공정은 외기 온도에 의해 리턴량이 보정되어, 외기 온도가 높아질수록 되돌리는 배풍의 비율을 낮게 하도록 제 1 조절판(23)과 제 2 조절판(22)을 조절하고 있다. 또한 이 공정은 전체 건조 공정에서 가장 많은 배풍을 원상태로 되돌리는 공정이다.

그 후에 설정 시간마다 수분계(10)에서 검출하는 곡립 수분값에 따른 수분량을 포함하는 배풍 절대습도(Ha)의 배풍을 되돌리는 조절을 행한다(배풍 절대습도 리턴공정A3). 그리고, 곡립 유하 통로(13) 내가 포화 수증기압을 초과해서 결로하지 않을 정도로, 즉 포화 수증기압 미만이고 또한 포화 수증기압 근방이 되는 배풍 절대습도(Ha)의 배풍을 공급한다.

마무리 수분값에 가까워지면, 제 1 조절밸브(23)와 제 2 조절밸브(22)는 배풍을 순차 기기 밖으로 배출하는 비율을 높게 하도록 조절 제어함으로써 곡립 온도 를 순차적으로 저하시켜, 설정 수분에 도달해서 건조 작업 종료한 후의 매갈이 공정을 빠르게 행할 수 있도록 하고 있다(마무리 배출공정A4).

여기에서, 곡립을 예로 건조 이론, 즉, 곡립에 수분과 열을 준다고 하는 것을 도 15로 설명한다. 종래의 건조 제어에서는 도 15(A)에 나타내는 바와 같이, 연소 버너(5)에서 발생해서 곡립에 공급된 건조 열풍에 의한 건조 열량을 100이라고 하면, 건조 초기에는 주로 곡립 내의 수분이 증발되기 위한 열량인 기화열량으로 소비되고(예를 들면 95), 나머지는 곡립 온도의 상승에 사용된다. 즉, 건조 초기는 곡립의 수분값이 높기 때문에 공급된 열량의 대부분이 수분의 기화에 사용된다. 그 때문에 건조 열량을 단순하게 증가시키는 것만으로는 곡립 표면측의 건조가 곡립 내부측보다 촉진되어, 오히려 곡립 중의 수분 구배가 높아져서 몸통 깨짐이 일어나기 쉬워져 버린다.

그것에 대하여, 본 실시형태의 건조 제어에 대해서는, 도 15(B)에서 나타내는 바와 같이, 건조 초기에 배풍을 되돌려서 소정 조건의 건조 열풍을 생성함으로써 몸통 깨짐이 일어나기 어렵고 고속 건조를 가능하게 하는 것이다. 즉, 연소 버너(5)에서 발생한 열량을 100이라고 하고, 또한 이 건조 열풍의 열량에 배풍 중에 포함되는 배풍의 열량 50이 가해진다고 하면, 건조 열풍에 배풍이 합류한 열량 전체는 150이 된다. 여기에서 건조 열풍에 배풍이 합류함으로써 생기는 새로운 건조풍의 조건은, 절대습도가 포화 수증기압 근방의 상한 절대습도보다 낮고, 또한 그 포화 수증기압에 대하여 소정 한도로 설정한 하한 절대습도보다 높은 것을 지견하고 있다. 예를 들면 벼의 건조의 경우, 상한의 포화 수증기압에 있어서의 절대습도 로부터 하한은 이 포화 수증기압의 상태로부터 최대로 30%정도 낮은 하한 절대습도의 범위에서 제어된다. 상한·하한의 절대습도의 값은 건조 대상물의 종류나 환경에 의해 각각 설정되는 것이다.

그리고, 새로운 건조풍이 곡립에 작용하면 열량을 부여받은 곡립 중의 수분이 곡립 표면으로부터 기화하려고 하는 한편으로, 절대습도가 상기와 같이 포화 수증기압 근방이며 또한 포화 수증기압 이하로 조정됨으로써 곡립 표면으로부터의 수분증발은 억지되고, 부여되는 열량은 곡립 내부에 작용하고, 예를 들면 기화열량에 사용되는 열량은 종래의 95보다 낮은 60이 되고, 곡물온도 상승에 사용되는 열량이 90이 된다. 그 때문에 곡립 온도가 급격하게 상승하지만 곡립 중의 수분이행이 촉진되어 수분 구배가 급격하게 높아지지 않아 몸통 깨짐이 발생하기 어려운 것이다.

그리고, 리턴 배풍의 배풍량을, 후술과 같이 건조 중에 검출하는 곡립의 수분값에 대응해서 조절할 수 있기 때문에, 배풍의 습도를 검출하는 습도센서 등을 필요로 하지 않아 비용상승으로 되지 않고, 또한 적정한 수분, 즉 곡립 유하 통로(13)가 포화 수증기압 미만이고 또한 포화 수증기압 근방을 유지하는 정도의 수분을 건조 대상물에 부여하면서 건조할 수 있다.

이상에 설명한 새로운 건조풍의 조건은, 연소 버너(5)에 의한 건조 열풍과 배풍의 합류에 의해 얻어지는 것을 지견하고 있다. 즉, 곡립에 작용하는 건조풍은 수분을 흡수해서 배풍이 되어서 배출되지만, 이 배풍의 절대습도에 착안해서 배풍 리턴량을 조정하려고 한다.

여기에서, 도 16의 그래프로 나타낸 바와 같이 배풍 절대습도는 곡립의 수분 값에 대략 대응하고 있는 것이 시험에 의해 지견되어 있다. 즉, 곡립의 수분값이 높을수록 배풍 절대습도도 높아져 있다. 또한, 지금까지 기재된 바와 같이, 열풍실(11)의 건조 열풍은 곡립 유하 통로(13) 내에서 건조풍으로서 곡립에 작용하고, 배풍실(12)로부터 배풍되지만, 이 중 건조풍과 배풍의 절대습도는 대략 동일하기 때문에(도 10중, 「절대습도(HD)≒가상 배풍 절대습도(U)」의 관계에 있다), 배풍 절대습도의 검출 혹은 추정은 곡립 유하 통로(13) 내 건조풍의 절대습도를 가상할 수 있다.

곡립 수분값이 높을수록 배풍 절대습도가 높은 것은, 곡립 표면으로부터 기화하려고 하는 수증기압이 높기 때문에 그것을 억제하기 위해서 그 만큼 많은 배풍 습도를 필요로 하고 있기 때문이며, 건조 작업이 진행되어 곡립 수분값이 내려갈수록 곡립으로부터 기화하는 수분량이 줄어들고, 곡립 중의 수분을 억지하기 위한 수분량이 적어도 좋아지기 때문이다. 본 실시예에서는, 도 16의 관계 그래프를 제어부(F2)의 기억부(ME)에 기억하거나, 또는 수분값을 변수로 한 회귀식을 구함으로써 가상 절대습도(U)를 산출하는 가상 절대습도 산출부를 구성하고, 검출 수분값의 데이터에 기초하여 필요로 하는 배풍 절대습도(HD)를 가상하는 구성으로 하고 있다.

포화 수증기를 초과하면 결로해서 곡립이 물크러져서 품질이 손상될 우려가 있지만, 초과하지 않을 정도로 배풍 중에 포함되는 열과 수분을 곡립에 부여함으로써 곡립 내부에 많은 열을 공급함과 아울러, 곡립의 표면으로부터 증발하려고 하는 수분을 배풍 중의 수분에 의해 곡물 대상물의 내부에 억지한다. 곡립 내부에 열을 공급하면 내부 수분의 표면측의 이행이 촉진되기 때문에, 곡립 내부의 수분 구배를 작게 할 수 있고, 고속으로 건조시키는 것이면서 곡립의 내부가 균열 등을 일으키기 어렵게 할 수 있다.

그리고, 상기 가상 배풍 절대습도(U)는 곡립의 수분값(Mn)에 대략 대응하고 있는 지견을 가지고 곡립 건조에 있어서 배풍 리턴량을 제어하지만, 그 일례에 대해서 도 17의 플로우챠트, 도 18의 블럭도에 기초하여 설명한다.

건조 운전을 개시함과 아울러, 외기 온도센서(38), 외기 습도센서(39)에서 외기온도(TA)·외기습도(HA)의 검출, 곡립의 수분값(Mn)의 검출이 행하여지고, 이들의 검출 데이터가 제어부(F2)에 입력된다. 제어부(F2)에서는, 외기온도(TA)와 외기습도(HA)에 기초하여 절대습도(Z)를 산출하고, 소정 시간마다의 수분값의 검출 결과에 기초하여 건감률 산출부는 건감률을 산출한다. 또한, 이 제어부(F2)는 상기 도 16에 있어서의 검출 수분값(Mn)과 가상 배풍 절대습도(U)의 관계를 호출한다.

제어부(F2)는 상기의 가상 절대습도(U), 건감률, 및 미리 입력된 곡립의 도입량에 더해, 가상 배풍 절대습도(U)를 근거로 하여 배풍 리턴량을 산출한다. 또한, 이들의 조건에 기초하는 배풍 리턴량의 관계는, 곡립의 건조풍의 절대습도(HD)가 상기한 바와 같이 포화 수증기압 부근을 상한 절대습도(β·HF)로 하고, 소정치 이하를 하한 절대습도(α·HF)(α<β)로 하지만, 이들 상한 절대습도(β·HF) 및 하한 절대습도(α·HF)는 실험 등에 의해 미리 적당한 값을 구해 둔다. 또한, 이론상의 절대습도(HF) 대신에, 상기 가상 절대습도(U)와 배풍온도(TE)의 검출에 의해 가상되는(가상 절대습도(U)에 있어서의) 포화 수증기압(HF')으로 대체하고, 상한 절대습도(β·HF'), 하한 절대습도(α·HF')로 해도 된다.

상기 배풍 리턴량의 산출에 기초하여 제 1 조절밸브(23)의 각도(θ)가 설정되고, 이 각도가 되도록 조절밸브 구동모터(25)에 정역전 연동 출력되어, 제 1 조절밸브(23) 및 제 2 조절밸브(22)가 작동한다.

또 건조가 계속되어 정기적으로 외기온도(TA)·외기습도(HA), 및 수분값(Mn)을 검출하고, 그때마다 절대습도(Z)나 건감률(W)(단위시간당 건조되는 수분의 비율)을 산출하지만, 이 값이 전회의 값과 달리 변동했을 때에는 배풍 리턴량을 보정한다. 즉 절대습도(Z)가 내려가면 예정의 건조풍 절대습도(대략 배풍 절대습도(U)와 같다)를 확보하기 위해서 배풍의 리턴량을 증가 보정하고, 반대로 절대습도(Z)가 오르면 배풍 리턴량을 감소 보정하도록, 제어부(F2)는 제 1 조절밸브(23)의 각도(θ)를 보정한다.

또한 수분값(Mn)의 검출에 의해 건감률(W)이 변동하면, 마찬가지로 배풍 리턴량의 증가·감소 보정이 행하여진다. 즉 건감률(W)이 높아지면 리턴 배풍에 포함되는 수분비율이 높아지므로 배풍 리턴량을 감소 보정하고, 반대의 경우에는 증가 보정하도록 제어부(F2)는 제 1 조절밸브(23)의 각도(θ)를 보정한다.

또한, 도 17, 도 18에 있어서의 예에서는, 절대습도(Z), 건감률(W), 도입량, 및 가상 배풍 절대습도(U)를 바탕으로, 배풍 리턴량을 제 1 조절밸브(23)의 작동 각도(θ)의 설정 제어를 행하는 구성으로 했지만, 제 1 조절밸브(23)의 목표값에 대한 편차를 보정하는 상기 도 9의 제어 방법에 의해 행해도 된다. 이 경우에는, 소정 시간간격을 두고 포화 수증기압 근방이며 이 포화 수증기압 상당의 절대습도(HF)와의 편차를 알게 되므로, 배풍의 리턴량을 세밀하게 제어할 수 있다.

다음에 조절밸브의 개도를 조절하기 위한 제어예에 대해서 대표 수치를 사용하여 설명한다.

외기 온도센서에서 검출된 외기온도(TA)가 20℃이고, 외기 습도센서에서 검출된 외기습도(HA)가 70%이며 제어부(F2)에서 연산된 절대습도(Z)가 13g/㎥라고 한다. 그리고, 상술의 도 16에서 수분계(10)로 검출한 곡립 수분값에 대응해서 설정되어 있는 제어 목표로 하는 배풍의 가상 배풍 절대습도(U)가 25g/㎥일 경우로 한다. 그리고, 본 실시예의 배풍 팬(7)의 풍량은 1900kg/h이고, 곡립 건조기에 공급된 곡립(벼)량을 800kg, 건조속도를 나타내는 건감률(한시간당 건조되는 수분의 비율)을 1.2%/h라고 했을 경우, 어느 정도의 비율의 배풍을 열풍실(13)로 되돌릴지를 이하의 식으로부터 구한다.

가상 배풍 절대습도(U)-절대습도(Z)=12(g/㎥) (식1)

외기를 흡수할 수 있는 최대 흡수량은

12×1900/1000≒23(kg) (식2)

그리고, 한시간당 곡립으로부터 제거되는 수분량은

800(kg)×1.2(%/h)=9.6(kg/h) (식 3)

B2의 식과 B3의 식으로부터

23/(9.6+23）≒ 0.71→71% (식4)

즉, 배풍 팬(7)으로부터 배출되는 배풍량의 71%를 열풍실(11)에 되돌리기 위해 조절밸브 구동모터(25)를 제어해서 제 1 조절밸브(23)의 θ각을 제어하고, 이것에 의해 제 2 조절밸브(22)를 조절한다. 즉, 배풍의 리턴 비율에 알맞은 상기 제 1 조절밸브(23)의 회전각도(θ)를 미리 기억부(ME)에 기억해 두고, 상기 계산 결과에 기초하는 배풍 비율 71%에 대응하도록 조절밸브 구동모터(25)를 정·역전 연동한다.

상술의 연산식에 대해서 더욱 상세하게 설명하면, 상기 외기 온도센서(TA)와 상기 외기 습도센서(HA)에서 각각 검출된 외기의 온도와 습도로부터 제어부(F2)에서 외기의 절대습도(Z)를 연산하고, 외기의 절대습도(Z)와 수분계(10)에서 검출된 곡립 수분의 조건으로부터 미리 설정되는 배풍의 절대습도(U)의 차이(증가 수량)를 외기를 흡수할 수 있는 최대의 흡수량으로서 연산한다(식 1과 식 2). 그리고, 한편으로는 건조 작업에 의해 곡립으로부터 증발하는 증발 수량(본 실시형태에서는 상술의 한시간당 곡립으로부터 제거되는 수분량)을 구하고(식 3), 증가 수량이 건조 작업에 의한 증발 수량과 합산된 값에 대한 비율이, 배풍을 돌려주는 비율로 생각하는 것이다.

즉, 상기 식 4는

증가 수량/(곡물로부터 증발하는 수량+증가 수량)

을 나타내고 있다. 이 식에 있어서는, 소위 연속적으로 건조 대상물에 건조 작용을 하는 건조기에 대해서 특히 유효하다.

단, 본 실시형태와 같이 곡립을 저장부(2)와 건조부(3)를 순환시켜서 건조 작용과 조질작용(소위 템퍼링)을 교대로 행하는 곡립 건조기에 있어서는, 상술한 바와 같이 건조부에서 열과 수분을 공급한 곡립이 저장부(2)에 순환되면, 공급하는 열과 수분이 지나치게 많았을 경우에 곡립 내부의 수분의 이행보다 곡립 표면으로 부터의 건조가 진행되어 곡립의 몸통 깨짐이 증가할 경우가 있다.

그래서, 특히 곡립 건조기의 경우에는 식 4 대신에 하기의 식 5에 기초하여 건조 제어를 행해도 좋다.

증가 수량/(곡물로부터 증발하는 수량+배풍의 절대습도(U)) (식5)

23/(9.6+47.5）≒ 0.42 즉, 42%의 배풍을 되돌리도록 한다.

또한, 47.5(kg)이란 상술의 절대습도(U)의 25g/㎥와 배풍 팬의 풍량 1900kg/h로부터 산출된다.

47.5=25×1900/1000 (식6)

템퍼링 방식으로 건조를 행하는 순환형의 건조기에 있어서는, 저장부(2)에 정류하고 있는 동안의 표면 건조를 억제하기 위해서, 식 5에서는 저장부(2)를 통과하는 절대습도가 설정하는 배풍의 절대습도가 되도록, 단위시간당 곡물 내를 통과하는 바람이 가지는 총수량을 변경 보정한다.

또한, 제 1 조절밸브(23) 및 제 2 조절밸브(22)가 배풍량의 71%보다 많은 양을 열풍실(11)로 되돌리도록 조절되었을 경우에는, 많아지면 말아질수록 되돌리는 수분량이 많아지기 때문에 곡립으로부터 새롭게 수분을 제거하기 어려워진다. 또한 제 1 조절밸브(23) 및 제 2 조절밸브(22)가 배풍량의 71%보다 적은 양을 열풍실(11)로 되돌렸을 경우에는 열풍실(11)에 되돌려지는 열량이 적어지기 때문에, 곡립의 온도의 상승이 어려워져 건조속도가 느려진다.

본 실시형태의 식으로부터 배풍을 돌려주는 비율을 조절함으로써 배풍 팬(6)으로부터 배출된 배풍이 띠는 열, 즉 흡수력을 가능한 한 적정하게 이용함으로써 연소효율이 좋은 건조 작업을 행할 수 있다.

도 19는 상술의 도 16에 기초하는 곡립 수분값과 가상 배풍 절대습도에 기초하여 설정하는 배풍을 되돌리는 비율을 보정하는 것을 나타내는 도면이다.

보정하는 조건으로서 외기온도와 곡립 도입량을 나타내고 있다. 즉, 외기온도가 높을수록 배풍을 되돌리는 비율을 저감시키도록 보정한다. 그리고 곡선 M1, M2, M3, M4, M5는 도입량마다에 의한 배풍 리턴율의 보정을 나타내고, 도입량이 많을수록 배풍을 되돌리는 비율을 저감시키도록 보정한다.

외기온도가 높아질수록 곡립의 건조가 촉진되므로 그 만큼 배풍을 되돌리는 양을 저감할 수 있다. 또한 도입량이 많을수록 가장 상승하는 곡물온도가 높아지기 때문에 그만큼 배풍을 되돌리는 양을 저감할 수 있다.

상기 실시예에서는, 배풍 리턴량을 조절밸브의 회전각도(θ)로써 제어하는 구성에 대하여 설명했지만, 리턴량 자체를 검출해서 제어해도 좋고, 또는 전체 배풍량에 대한 배풍 리턴 비율을 제어하는 형태이어도 좋다.

또한 본 실시형태예에서는 건조 속도를 나타내는 건감률을 1.2%로 했지만, 건감률에 의해 배풍을 되돌리는 비율이 변경된다.

또한, 본 실시형태에서는 외기 습도센서(HA)로부터 외기의 절대습도(Z)를 구하고 있지만, 외기 습도센서 대신에 외기 온도기준에 의한 외기의 절대습도를 정해서 이것을 대용값으로 해도 된다.

본 실시형태에서는, 벼·보리·콩 등의 곡립 건조기에 대해서 기재했지만, 그 이외에 표고버섯이나 재목이나 해산물 등의 자연으로부터 채취된 것으로, 건조 대상물의 표면 부분과 내부 중심부분에 수분 구배를 수반하는 것을 건조 대상물로 하는 건조기의 경우에도 이용가능하다.

도 1은 곡립 건조기 전체의 정면도,

도 2는 곡립 건조기 전체의 측면도,

도 3은 곡립 건조기 전체의 내부를 설명하는 사시도,

도 4는 건조부와 집곡부의 구성을 설명하는 사시도,

도 5는 건조부와 집곡부의 구성을 설명하는 정면도,

도 6은 제 1 조절밸브와 제 2 조절밸브의 연동 구성을 설명하는 배풍 팬의 측면도(A) 및 배면도(B),

도 7은 배풍 공급 덕트와 배풍 분산 케이스와 배풍 팬을 나타낸 사시도,

도 8은 블럭도,

도 9는 플로우챠트,

도 10은 절대습도의 변동을 나타내는 개요도,

도 11은 버너 케이스 및 열풍/배풍 통과 케이스의 내부를 설명하는 사시도,

도 12는 버너 케이스 내부를 설명하는 측면도,

도 13은 버너 케이스 내부를 설명하는 사시도,

도 14는 건조행정과 곡립 온도, 또는 곡립 수분값의 관계를 나타내는 그래프,

도 15는 곡립에 공급하는 열에 대하여 설명하는 도면(A) (B),

도 16은 배풍 절대습도와 곡립 수분값의 관계를 나타내는 도면,

도 17은 플로우챠트,

도 18은 블럭도,

도 19는 외기온도 및 도입량에 의한 배풍을 환류하는 비율을 변경하는 것을 나타내는 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 본체 5 : 연소 버너

5a : 연소 버너의 연소반면 6 : 배풍 팬

11 : 열풍실 13 : 곡립 유하 통로

20 : 배풍 덕트 22 : 제 2 조절판

23 : 제 1 조절판 23a : 회전축

24 : 로드 44 : 제 2 리턴통로

k : 연소 버너의 연소반면 위치 e : 제 5 배풍 개구부

Q : 연소 불꽃

Claims

건조 대상물에 건조용 열풍을 작용시켜서 건조하는 건조부(3);

건조 대상물 통과 후의 배풍을 상기 건조용 열풍에 합류시키는 리턴통로(41, 44); 및

배풍의 리턴량을 조절하는 조절장치(22, 23)를 구비한 건조장치에 있어서:

상기 건조용 열풍과 상기 배풍의 합류 공기에 의한 건조풍의 건조실(13) 내에 있어서의 절대습도(HD)를 산출하는 제 1 산출부;

상기 건조풍의 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)를 산출하는 제 2 산출부;

건조풍의 절대습도(HD)와 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)를 비교하는 비교부; 및

상기 건조풍의 절대습도(HD)가 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)에 도달하거나 또는 이 절대습도(HF)의 근방에 설정한 상한 절대습도(β·HF)를 상회하는 것을 검출하면 상기 조절장치(22, 23)에 대하여 배풍 리턴량을 감소시키는 신호를 출력하고, 상기 건조풍의 절대습도(HD)가 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)보다 소정치 낮게 설정한 하한 절대습도(α·HF)를 밑도는 것을 검출하면 상기 조절장치(22, 23)에 대하여 배풍 리턴량을 증가시키는 신호를 출력하는 제어부(F1)를 설치한 것을 특징으로 하는 건조장치.
건조 대상물에 건조용 열풍을 작용시켜서 건조하는 건조부(3);

건조 대상물 통과 후의 배풍을 상기 건조용 열풍에 합류시키는 리턴통로(41, 44); 및

배풍의 리턴량을 조절하는 조절장치(22, 23)를 구비한 건조장치에 있어서:

건조 중의 건조 대상물의 수분을 검출하는 수분계(10);

상기 수분계(10)에서 검출된 건조 대상물의 수분값에 기초하여 상기 배풍의 가상 절대습도(U)를 산출하는 가상 절대습도 산출부;

상기 가상 절대습도(U)를, 건조실(13) 내의 건조풍의 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF) 또는 상기 절대습도(HF) 근방에 설정한 상한 절대습도(β·HF)와, 상기 포화 수증기압에 있어서의 절대습도(HF)보다 소정치 낮게 설정한 하한 절대습도(α·HF)의 범위로 하는 상기 배풍 리턴량 또는 배풍 리턴 비율로 설정하는 설정부; 및

설정된 배풍 리턴량 또는 배풍 리턴 비율로 조절장치(22, 23)를 작동하는 제어부(F2)를 설치한 것을 특징으로 하는 건조장치.
제 2 항에 있어서, 외기 절대습도(Z)를 검출하는 외기 절대습도 검출부를 설치하고, 상기 외기 절대습도(Z)가 전회 검출된 값보다 높은 측으로의 변동을 검출하면 배풍 리턴량을 소정량 감소시키거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 저하시키는 보정을 행하고, 상기 외기 절대습도(Z)가 전회 검출된 값보다 낮은 측으로의 변동을 검출하면 배풍 리턴량을 소정량 증가시키거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 상승시키는 보정을 행하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 건조장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 제어부(F2)에 입력된 건조 대상물의 수분검출 결과에 기초하여 건조 대상물의 건감률(W)을 산출하는 건감률 산출부를 설치하고, 상기 건감률(W)이 전회 검출된 값보다 높은 측으로 변동할 때는 배풍 리턴량을 소정량 감소시키거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 저하시키는 보정을 행하고, 상기 건감률(W)이 전회 검출된 값보다 낮은 측으로 변동할 때는 배풍 리턴량을 소정량 증가시키거나 또는 배풍 리턴 비율을 소정치 상승시키는 보정을 행하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 건조장치.