(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
除湿機により温度と湿度とが調節された空気を送風機によりビン内に供給して、ビン内に貯留されている穀物の水分と温度を調整するようにした穀物の除湿乾燥方法において、
送風機より供給される調節済み空気の一部を分岐して再度除湿機の吸い込み側に循環させるとともに、ビン内の穀物の乾燥状態に応じて、調節済み空気の分岐量を変更し、それにより、ビン内に供給される空気の乾燥能力を改善することを特徴とする穀物の除湿乾燥方法。
【請求項２】
除湿機により温度と湿度とが調節された空気を送風機によりビン内に供給して、ビン内に貯留されている穀物の水分と温度を調整するようにした穀物の除湿乾燥装置において、
少なくとも除湿機と送風機とは同じ室内に設置されており、かつ、送風機とビンとの間のダクト部分には、前記室内に解放する開口を持つ分岐ダクトが設けられ、分岐ダクトの開口には流量調整可能な弁装置が設けられ、かつ、分岐ダクトより上流側のダクト部分にはダンパー手段が設けられていることを特徴とする穀物の除湿乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は穀物の除湿乾燥方法及び装置に関し、特に、ライスセンター、カントリーエレベーター等の穀物の乾燥貯留施設を除湿乾燥方式で使用する場合に有効な穀物の除湿乾燥方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ライスセンター、カントリーエレベーター等の穀物の乾燥貯留施設において、従来の火力乾燥方式に加えていわゆる除湿乾燥方式が普及してきている。火力乾燥方式はバーナー等の熱源により送風温度を高めることより乾燥速度が早められる利点があるが、高品質の穀物を得るためには温度管理に十分注意を払うことが必要であり、また、比較的高温の空気を用いる場合が多いことから、同一のビンを乾燥と貯留の双方の目的で用いることは困難である。
【０００３】
除湿乾燥方式は、原則、外気とほぼ同じ温度の空気を穀物に送気するものであり、乾燥速度は火力乾燥方式に比べて遅い代わりに、温度温度管理は容易であり穀物の品質を低下させない利点があると共に、乾燥と貯留とを同一のビン内で行うことも可能であり、安全で高品質な自然乾燥法として有効に用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、除湿乾燥施設を寒冷地に設置する場合、特に、収穫後期は外気温度が低くなりがちであり、必然的に乾燥速度が低下する。そのために乾燥施設の稼働時間が長くなってランニングコストが高くなる恐れがあり、従来、寒冷地においては大規模な除湿乾燥施設が普及し難いといわれてきた。
【０００５】
外気温度が低いと乾燥速度が低下するのは、いわゆる乾燥定数が低くなるためであり、穀物中の水分が穀粒表面に移動する速度が遅くなるからである。なお、
乾燥定数  Ｋ＝ａ・ｅｘｐ（−ｂ／Ｔ）
ａ：穀物の種類によって決まる定数
ｂ：穀物の種類によって決まる定数
Ｔ：絶対温度
【０００６】
また、除湿乾燥方式では除湿機が用いられるが、外気が低温になるほど蒸発器に霜（結露）が発生し易くなる。蒸発器に発生した霜が拡大すると除湿効率が低下するために、いろいろな除霜方法が考案されているが、穀物乾燥の分野では、送風機をその都度停止することができないこと、また最も簡便であり低コストであること等の理由から、圧縮機を一時停止して外気温度を利用し除霜する方法が一般的である。ところが、圧縮機の停止中は乾燥空気を生成することができないので、せっかく乾燥した穀物へ高湿度の外気をそのまま送風することとなり、その間、逆に穀物を加湿する現象が起きる場合がある。さらに、昼間の比較的温度が高い時の送風を受けて穀温が上昇している籾に対して夜間の冷たい空気を送風することは、籾を冷却することとなり乾燥速度を低下させる要因となり易い。
【０００７】
そのために、特に寒冷地での除湿乾燥施設においては、夜間の送風を停止することも考慮されるが、穀物は規定水分以下（籾の場合約１５％、小麦の場合約１３％）にならないと、放置していても変質しない状態とはならず、その水分まで低下していない穀物を変質させないためには最低限の量の送風（「品質を保持するたの最低風量比」）が必要とされる。そのために、穀物が高水分の状態では、夜間長時間送風を止めることができない。
【０００８】
上記のような理由から、特に寒冷地での除湿乾燥方式の採用は、外気温度が低下すればするほど除霜のための時間が長くなり、除湿機が有効に稼働する時間が短くなってしまう傾向にある。このために、高品質の穀物が得られるものの、収穫期間内の処理量に対する制限が課せられることとなり、大規模な除湿乾燥方式による乾燥処理施設が普及し難くなっている。
【０００９】
寒冷地での除湿機による乾燥貯留施設において、このような乾減率の低下を回避するための対策として、従来、補助的な加温装置が使用されてきている。加温装置としては、重油バーナーあるいは電熱ヒーターや温水ボイラー等が用いられるが、バーナーの場合は火災の原因となったり、不完全燃焼による臭いや煤の付着等の危険があり品質上の問題が発生する危険がある。電熱ヒーターの場合は多くの電力を必要とし、運転経費が増大し、また、温水ボイラーの場合は設置費用が大きくなる。
【００１０】
また、除湿機の運転時間を長くすることや、夜間でも送風温度が低くならないような方策として、乾燥処理施設をビン内の穀物層を通過した後の排気を除湿機に戻すいわゆる「排気循環型」とし、夜間、外気温度が低下したときでも、除湿機に入る吸気温度を低下させない方法が提案されているが（特開昭６１−２７４７８号公報参照）、排気循環方式は、循環排気の除塵対策が必要となり高価となること、排気は通常高湿であるから条件によっては外気より不利な場合があること、等の不都合を有している。
【００１１】
また、除湿機の運転時間を長くするために、蒸発器内にヒーターを内蔵したり、冷媒の流れる方向を変えて、通常凝縮器側へ流れている高温の冷媒を蒸発器側へ一時的に流したりして霜取り時間を少しでも短くすることも行われているが、外気温度が低くなっていれば前記した乾燥定数Ｋも低くなっており、この方法が乾減率の向上に与える影響は少ない。
【００１２】
本発明の目的は、除湿乾燥方法を用いる穀物の乾燥貯留施設が持つ上記のような不都合を解消することにあり、既存の施設にわずかな改良を施すだけで低コストでかつ乾減率を大きく改善することができる穀物の除湿乾燥方法及びそのための装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、寒冷地での特に夜間の運転に除湿機を効率的に運転し、除霜時間を少なくすることのできる除湿乾燥方法及びそのための装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明による穀物の除湿乾燥方法は、除湿機により温度と湿度とが調節された空気を送風機によりビン内に供給して、ビン内に貯留されている穀物の水分と温度を調整するようにした穀物の除湿乾燥方法であって、送風機より供給される調節済み空気の一部を分岐して再度除湿機の吸い込み側に循環させ、それにより、ビン内に供給される空気の乾燥能力を改善することを特徴とする。その際に、ビン内の穀物の乾燥状態に応じて処理済み空気の分岐量を変更調節することにより、より目的を達成することができる。
【００１４】
さらに、本発明は上記課題を解決するために、除湿機により温度と湿度とが調節された空気を送風機によりビン内に供給して、ビン内に貯留されている穀物の水分と温度を調整するようにした穀物の除湿乾燥装置であって、少なくとも除湿機と送風機とは同じ室内に設置されており、かつ、送風機とビンとの間のダクト部分には、前記室内に解放する開口を持つ分岐ダクトが設けられていることを特徴とする穀物の除湿乾燥装置を開示する。前記分岐ダクトの開口には流量調整可能な弁装置を設け、かつ、分岐ダクトより上流側のダクト部分にはダンパー手段を設けることにより、より目的を達成することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により本発明による穀物の除湿乾燥方法及び装置をより詳細に説明する。
図１は本発明による穀物の除湿乾燥方法を実施するための除湿乾燥貯留施設の一実施例を示す。図において、５０は穀物の乾燥及び貯留のための諸設備を収容するための建物であり、一方側に外気取り入れ口５１、他方側に排気口５２が設けられ、さらに、建物内部を仕切って機械室１０とビン収容室３０とに区分する中間壁５３が設置されている。機械室には、後記する形態の除湿機１１と送風機２１とが設けられ、ビン収容室３０には複数の（この実施例では２個の）穀物を収容可能なビン３１が設けられる。
【００１６】
除湿機１１は、蒸発器１２、圧縮器１３、凝縮器１４とをケーシング１５内に持つ従来知られた形態のものであり、ケーシング１５の上方開口１６にはエアーダンパー１７が設けられ、また、その一部は送風機２１の吸引口２２に接続している。送風機２１も通常知られた形態の遠心型送風機であり、その吐出口近傍にはダンパー２３が設けられる。さらに、該吐出口には連絡ダクト２５が接続されており、該連結ダクト２５は前記した中間壁５３を通って、ビン収容室３０内に達している。また、連絡ダクト２５の機械室１０内に位置する部位であって前記ダンパー２３より下流側には、機械室１０内に解放した開口２６を持つ分岐ダクト２７が設けられ、該分岐ダクト２７の開口２６近傍には流量調整可能な弁装置２８が取り付けられている。
【００１７】
ビン３１は、従来知られた除湿乾燥装置等に用いられている穀物乾燥及び貯留用のビンと同じものであり、下方部に設けられる多孔板３４と、その下方のエアーダクト３２と、該エアーダクト３２を通過する空気をビン３１内に供給するためのエアーダクトダンパー３３とを有しており、前記連絡ダクト２５は該エアーダクト３２に接続している。なお、図において、４０はビン３１内に収容された穀物４０である。
【００１８】
次に、この装置の運転方法を説明する。ビン３１内に所要量の穀物４０を収容した後に、除湿機１１及び送風機２１を作動させる。送風機２１の吸引力により外気Ｑが建物５０の外気取り入れ口５１から機械室１０内に導入され、除湿機１１に蒸発器１２側及び開口１６の双方から吸い込まれる。蒸発器１２側から吸い込まれた外気Ｑ１  は蒸発器１２で露点以下に冷却され絶対湿度が低くなり、凝縮器１４で再び加温され、ケーシング１５の開口１６から流入する外気（２次空気）Ｑ２  と混合して乾燥空気となり送風機２１に吸収される。なお、エアーダンパー１７を調節することにより流入外気Ｑ１  は除湿を効率的に行う量に調節可能である。
【００１９】
送風機２１からの乾燥空気Ｑ３  （＝Ｑ１  ＋Ｑ２  ）は、連絡ダクト２５部を通過する過程で、ビン３１のエアーダクト３２側へ送られる空気Ｑ４  と分岐ダクト２７を通りその開口２６から機械室１０内に送られる空気Ｑ５  とに分けられる。空気Ｑ４  と空気Ｑ５  の分配比率は、送風機２１の吐出口近傍に設けたダンパー２３と分岐ダクト２７の開口部に設けた弁装置２８を調節することにより、所要の値に調整可能である。
【００２０】
ビン３１のエアーダクト３２側へ送られる乾燥空気Ｑ４  はエアーダクトダンパー３３からビン３１内に入り、そこに収容されている穀物４０の水分を奪いながら上昇して、排気口５２から排気される。一方、分岐ダクト２７から機械室１０内に流出した空気Ｑ５  は建物５０の外気取り入れ口５１から流入する外気Ｑと混合して再び除湿機１１側に吸い込まれる。
【００２１】
今、除湿機１１の成績係数をＳ、圧縮機１３での消費動力をＰ１  、送風機２１の動力をＰ２  と仮定すると、外気（Ｑ１  、Ｑ２  ）は、圧縮機１３で消費した動力Ｐ１  のＳ倍分のエネルギーと、送風機２１の動力Ｐ２  分のエネルギーが付加された状態で、トータル風量Ｑ３  の乾燥空気となって連結ダクト２５へ送気される。乾燥処理の過程において、ビン３１内の穀物４０に対するその含有水分に応じた「品質を保持するための最低風量比」は計算可能であり、それに基づき穀物４０の乾燥に必要とされる最低限の風量を算出する。そして、該算出された最低限の風量が前記したビン３１のエアーダクト３２側へ送られる空気量Ｑ４  とされ、残りの風量（Ｑ３  −Ｑ４  ）が前記した分岐ダクト２７を通りその開口２６から機械室１０内に送られる空気Ｑ５  とされ、そのような割合とるようにも逃がし弁装置２８を開閉する。
【００２２】
穀物の乾燥処理において、収穫後期になると、ビン３１内の穀物の水分率は乾燥が進んでいるので低くなっているし、収穫された穀物自体の当初水分も低くなるのが一般的である。従って、乾燥に必要最低限の風量Ｑ４  は収穫後期になれば（すなわち、外気温が低くなっていくにつれて）少なくてよいことになり、結果として、余分な風量（分岐ダクト２７側に分岐される風量）Ｑ５  の割合が多くなる。
【００２３】
弁装置２８を通り分岐ダクト２７から放出された余分な風量Ｑ５  は、前記したように除湿機１１と送風機２１のエネルギーを付加された状態にあり、外気Ｑと混入されて再び除湿機１１に吸い込まれていくときに、そのときの混合外気Ｑ１１とＱ２２は、実際の外気Ｑの温度よりΔＴだけ温度が上昇していることになり、かつ相対湿度も低くなっている。その混合外気Ｑ１１とＱ２２はさらに除湿機１１と送風機２１のエネルギーを付加されてビン３１側へ送風される。
除湿機１１としてＤＡＧ２００００型（１５ＫＷ）（ヤンマー農機製）と送風機２１としてＤＳＦ８０型（５５ＫＷ）（ヤンマー農機製）を用い、以下の条件で乾燥空気をビン３１へ送風する場合について考察する。
【００２４】
条件、６０ＨＺの電源を用い、大気条件は１０℃、９０％とし、
また、除湿機蒸発器側の吸い込み風量  Ｑ１  ＝  ４８０    ｍ３  ／ｍｉｎ
除湿機の２次空気風量          Ｑ２  ＝  ５２０    ｍ３  ／ｍｉｎ
送風機発生風量                Ｑ３  ＝１０００    ｍ３  ／ｍｉｎ
乾燥ビン送風量                Ｑ４  ＝    ２００    ｍ３  ／ｍｉｎ
送風機室戻し風量              Ｑ５  ＝    ８００    ｍ３  ／ｍｉｎ
とすると、それぞれの温度と湿度は、
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となる。このＱ５  が再度除湿機１１から吸収される。その結果、
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というようにエネルギーが付加されていき、Ｎ回目には、
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となり、本発明を採用することにより除湿機１１に吸引される空気は、大気条件は１０℃、９０％であるにもかかわらず、温度１３．５℃、湿度６４．７％の外気を吸い込む場合と同じ運転条件を得ることができ、除湿機の運転時間を大幅に延ばすことができる。また、穀物側に送風する空気も、最終的（Ｎ回目）には温度１６．９℃、湿度５０．２％となり、一回目での条件である温度１３．６℃、湿度６８．５％により乾燥する場合と比較して、乾燥能力が大幅に増大することが分かる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明による穀物の除湿乾燥方法及び装置によれば、従来知られた除湿乾燥施設における送風機とビンとの間のダクト部分に機械室側に解放する分岐ダクトを設けるという簡単な改善のみによって、除湿機の運転の効率化及び乾燥能力の向上が可能となり、寒冷地での大型除湿乾燥施設の設置・運営が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による穀物の除湿乾燥方法及び装置を説明する図。
【符号の説明】
５０…建物、１０…機械室、１１…除湿機、２１…送風機、２５…連絡ダクト、３０…ビン収容室、３１…ビン、Ｑ（Ｑ１  ，Ｑ２  ）…外気、Ｑ３  ，Ｑ４  …乾燥空気（処理済み空気）、Ｑ５  …分岐された乾燥空気
【図１】
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