(57)【要約】【課題】  穀物の乾燥に再生可能エネルギーを利用可能とする。【解決手段】  穀物乾燥設備は、穀物乾燥機１と熱供給装置２を備える。穀物乾燥機１は、穀物３が通過する乾燥室４と、乾燥室４に向けて熱風５を流通させる気体通路７と、気体通路７に設置された化石燃料バーナ８と、気体通路７の上流端側に設けられた空気入口１１と、を備える。熱供給装置２は、穀物乾燥機１の空気入口１１の上流側に設けられた熱交換器１３と、籾殻粉体燃料１５を燃焼させるバイオマス燃料バーナ１４と、温水ボイラ１６と、貯湯槽１７と、貯湯槽１７から熱交換器１３へ温水２１を循環供給する温水供給ライン１８と温水戻りライン１９とポンプ２０を備える。制御器２２は、乾燥室４に供給する熱風５の流量と温度に応じて、熱交換器１３へ温水２１を供給して、空気１２を昇温させてから、空気入口１１より気体通路７へ取り入れさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀物乾燥機と熱供給装置を備え、
前記穀物乾燥機は、
乾燥対象となる穀物が循環して通過する乾燥室と、
前記乾燥室に向けて熱風を流通させる気体通路と、
前記気体通路に設置されて、化石燃料を燃焼させて発生する燃焼ガスを前記気体通路内に放出する化石燃料バーナと、
前記気体通路における気体流通方向の上流端側に設けられた空気入口と、を備え、
前記熱供給装置は、
前記穀物乾燥機の前記空気入口の上流側に設けられた熱交換器と、
バイオマス燃料を燃焼させるバイオマス燃料バーナと、
前記バイオマス燃料バーナが取り付けられた温水ボイラと、
前記温水ボイラで発生する温水を前記熱交換器へ循環供給する温水供給ライン、温水戻りライン、および、ポンプと、
制御器と、を備えたこと
を特徴とする穀物乾燥設備。
【請求項２】
前記熱供給装置は、前記温水ボイラで発生する温水を、前記熱交換器へ循環供給する前に貯留する貯湯槽を備えた
請求項１記載の穀物乾燥設備。
【請求項３】
前記熱供給装置の前記バイオマス燃料バーナは、籾殻を粉砕処理した籾殻粉体燃料を使用する
請求項１または２記載の穀物乾燥設備。
【請求項４】
乾燥対象となる穀物が循環して通過する乾燥室と、前記乾燥室に向けて気体を流通させる気体通路と、前記気体通路に設置されて、化石燃料を燃焼させて発生する燃焼ガスを前記気体通路内に放出する化石燃料バーナと、前記気体通路における気体流通方向の上流端側に設けられた空気入口と、を備えた穀物乾燥機の前記空気入口の上流側に取り付ける熱交換器と、
バイオマス燃料を燃焼させるバイオマス燃料バーナと、
前記バイオマス燃料バーナが取り付けられた温水ボイラと、
前記温水ボイラで発生する温水を前記熱交換器へ循環供給する温水供給ライン、温水戻りライン、および、ポンプと、
制御器と、を備えたこと
を特徴とする熱供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穀物の乾燥に用いる穀物乾燥設備、および、該穀物乾燥設備に用いる熱供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
籾や麦などのイネ科の穀物や、大豆や小豆などのマメ科の穀物、更には蕎麦など、多様な種類の穀物を乾燥する穀物乾燥機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この穀物乾燥機は、灯油などの化石燃料を燃料とするバーナを備えた構成とされている。これにより、穀物乾燥機では、バーナで化石燃料を燃焼し、燃焼ガスを外部から取り入れる空気で希釈して熱風を発生させ、この熱風を、穀物が上方から下方へ通過するように循環供給される乾燥室に通すことで、穀物を乾燥させるようにしてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２７８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に示された従来の穀物乾燥機は、穀物の乾燥に用いる熱風を発生させるための燃料として、化石燃料のみを使用しており、再生可能エネルギーへの転換は特に図られていない、というのが実情である。
【０００６】
そこで、本発明は、穀物の乾燥に再生可能エネルギーを利用することができて、化石燃料の消費量の削減化を図ることができる穀物乾燥設備、および、該穀物乾燥設備に用いる再生可能エネルギー利用方式の熱供給装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために、穀物乾燥機と熱供給装置を備え、前記穀物乾燥機は、乾燥対象となる穀物が循環して通過する乾燥室と、前記乾燥室に向けて熱風を流通させる気体通路と、前記気体通路に設置されて、化石燃料を燃焼させて発生する燃焼ガスを前記気体通路内に放出する化石燃料バーナと、前記気体通路における気体流通方向の上流端側に設けられた空気入口と、を備え、前記熱供給装置は、前記穀物乾燥機の前記空気入口の上流側に設けられた熱交換器と、バイオマス燃料を燃焼させるバイオマス燃料バーナと、前記バイオマス燃料バーナが取り付けられた温水ボイラと、前記温水ボイラで発生する温水を前記熱交換器へ循環供給する温水供給ライン、温水戻りライン、および、ポンプと、制御器と、を備えた構成を有する穀物乾燥設備とする。
【０００８】
前記熱供給装置は、前記温水ボイラで発生する温水を、前記熱交換器へ循環供給する前に貯留する貯湯槽を備えた構成としてある。
【０００９】
前記熱供給装置の前記バイオマス燃料バーナは、籾殻を粉砕処理した籾殻粉体燃料を使用する構成としてある。
【００１０】
また、乾燥対象となる穀物が循環して通過する乾燥室と、前記乾燥室に向けて気体を流通させる気体通路と、前記気体通路に設置されて、化石燃料を燃焼させて発生する燃焼ガスを前記気体通路内に放出する化石燃料バーナと、前記気体通路における気体流通方向の上流端側に設けられた空気入口と、を備えた穀物乾燥機の前記空気入口の上流側に取り付ける熱交換器と、バイオマス燃料を燃焼させるバイオマス燃料バーナと、前記バイオマス燃料バーナが取り付けられた温水ボイラと、前記温水ボイラで発生する温水を前記熱交換器へ循環供給する温水供給ライン、温水戻りライン、および、ポンプと、制御器と、を備えた構成を有する熱供給装置とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の穀物乾燥設備によれば、穀物の乾燥に再生可能エネルギーを利用することができて、化石燃料の消費量の削減化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明の熱供給装置によれば、前記穀物乾燥設備を容易に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】穀物乾燥設備の実施形態を示す概略図である。
【図２】穀物乾燥設備における気体通路の空気入口の付近を拡大して示す切断側面図である。
【図３】穀物乾燥設備における温水ボイラを拡大して示す切断側面図である。
【図４】穀物乾燥設備の制御系を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の穀物乾燥システムについて、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、穀物乾燥設備の実施形態を示す一部切断概略側面図である。図２は、穀物乾燥設備における穀物乾燥機に備えた気体通路の空気入口の付近を拡大して示す切断側面図である。図３は、穀物乾燥設備における熱供給装置に備えた温水ボイラの部分を拡大して示す切断側面図である。図４は、穀物乾燥設備の制御系を示すブロック図である。
【００１６】
本実施形態の穀物乾燥設備は、図１に示すように、穀物乾燥機１と、再生可能エネルギー利用方式の熱供給装置２とを備えた構成とされている。
【００１７】
穀物乾燥機１は、基本的な構成として、乾燥対象となる穀物３が循環して通過する乾燥室４と、乾燥室４に熱風５を供給する熱風供給部６とを備えた構成とされている。
【００１８】
更に、熱風供給部６は、乾燥室４に向けて気体を流通させる気体通路７と、化石燃料としての灯油９を使用する形式のバーナであって、燃焼ガス１０を気体通路７内に放出するよう気体通路７に設置された化石燃料バーナ８と、気体通路７における気体流通方向の上流端側に設けられた空気入口１１と、を備えた構成とされている。これにより、熱風供給部６は、化石燃料バーナ８で灯油９を燃焼させて発生させる燃焼ガス１０を、気体通路７内で、空気入口１１より取り入れる空気１２により希釈して熱風５を発生させ、この熱風５を、気体通路７を経て乾燥室４へ送ることができる。
【００１９】
熱供給装置２は、基本的な構成として、穀物乾燥機１の熱風供給部６における空気入口１１に対して、空気取り入れ方向の上流側に設けられた熱交換器１３と、バイオマス燃料として、たとえば、籾殻を粉砕して製造した籾殻粉体燃料１５を燃焼させるバイオマス燃料バーナ１４と、バイオマス燃料バーナ１４が取り付けられた温水ボイラ１６と、温水ボイラ１６に接続された貯湯槽１７と、貯湯槽１７と熱交換器１３とを接続する温水供給ライン１８および温水戻りライン１９と、貯湯槽１７から熱交換器１３へ温水２１を循環供給するポンプ２０と、を備えた構成とされている。
【００２０】
更に、本実施形態の穀物乾燥設備は、穀物乾燥機１および熱供給装置２の制御を行う制御器２２を備えている。
【００２１】
先ず、本実施形態における穀物乾燥機１の具体的な構成について説明する。
【００２２】
穀物乾燥機１は、穀物３を貯留可能な上下に延びる容器２３を備えている。
【００２３】
容器２３は、上端側に、穀物３の投入口２４を備えている。容器２３の下部は、ホッパ形状とされ、その下端側に排出口２５が設けられている。排出口２５には、空気の吹き抜けを防ぎながら穀物３を排出させるロータリーバルブなどの排出装置２６が設けられている。
【００２４】
なお、排出装置２６は、排出口２５での空気の吹き抜けを防ぎつつ、容器２３内の穀物３を排出させることができるものであれば、ロータリーバルブ以外の任意の形式の排出装置を採用してもよいことは勿論である。
【００２５】
容器２３の上下方向の中間部には、中央部分に、上下方向に設定された寸法で延びる熱風室２７が設けられている。熱風室２７の側壁は、乾燥対象の穀物３は通過不可能なサイズの図示しない孔やスリット、網などを備えた通気性を有する壁となっている。
【００２６】
容器２３には、熱風室２７よりも下方となる位置の側壁に、横方向に延びる気体通路７が、側壁を内外方向に貫通する配置で取り付けられている。
【００２７】
気体通路７は、気体流通方向の下流側が、容器２３の内側に位置している一端側とされている。気体通路７の一端側は、上向きに屈曲させられて、熱風室２７の下端側に接続されている。
【００２８】
なお、気体通路７と熱風室２７は、熱風室２７の側壁の外周位置での穀物３の上下方向の移動をできるだけ円滑に行わせる、という観点から考えると、図１に示すように、気体通路７と熱風室２７が一連に繋がる一体物として形成されていることが好ましい。しかし、気体通路７と熱風室２７は、別体として製造されて、フランジやその他の連結構造を介して連結された構成であってもよいことは勿論である。
【００２９】
本実施形態では、図２に示すように、容器２３の外側に突出して配置されている気体通路７の他端側には、端壁２８が設けられていて、この端壁２８の中央部に、化石燃料バーナ８が、気体通路７の他端寄り部分の中心線に沿う姿勢で設けられている。
【００３０】
気体通路７は、他端側に、断面形状が角形とされた部分を、設定された長さ寸法で備えている。
【００３１】
空気入口１１は、気体通路７の他端側における角形断面形状とされた部分の底面に、上下方向に貫通する開口として設けられている。
【００３２】
これにより、気体通路７では、後述する誘引ファン２９（図１参照）の運転に伴い、空気入口１１を通して空気１２を気体通路７内に吸入することができる。このため、化石燃料バーナ８で灯油９を燃焼させて発生させる高温の燃焼ガス１０は、気体通路７内で、空気入口１１を通して吸入される空気１２との混合により希釈されて温度が低下した熱風５とされ、この熱風５が、図１に示すように、気体通路７を通して熱風室２７に導かれる。
【００３３】
図１に示すように、容器２３の側壁には、熱風室２７と内外方向に対向する配置となる個所に、排風室３０が設けられている。図１では、排風室３０は、容器２３の側壁の外周に、ジャケット状に設けられた構成例を示してある。
【００３４】
排風室３０は、熱風室２７と対向して配置された側壁が、乾燥対象の穀物３は通過不可能なサイズの図示しない孔やスリット、網などを備えた通気性を有する壁となっている。
【００３５】
これにより、容器２３の内部では、熱風室２７と排風室３０との間の空間が、穀物３が上方から下方へ通過可能な乾燥室４とされている。また、容器２３の内部では、乾燥室４よりも上方の空間が、乾燥室４に導入される以前の穀物３が貯留された貯留部３１とされ、乾燥室４よりも下方の空間が、乾燥室４を通過した後の穀物３が集合する集合部３２とされている。
【００３６】
更に、排風室３０には、排風室３０の内部の空気を吸入して排風室３０の外部へ吐出する誘引ファン２９が設けられている。
【００３７】
これにより、誘引ファン２９を運転すると、熱風室２７内の熱風５が、乾燥室４を通過して排風室３０へ引き込まれる。これに伴い、熱風室２７に接続されている気体通路７では、前述した空気入口１１からの空気１２の吸入が行われる。
【００３８】
したがって、乾燥室４では、熱風室２７から乾燥室４を経て排風室３０へ向かう熱風５が、乾燥室４に存在している穀物３の粒子同士の隙間を流通するようになるため、穀物３を昇温させて乾燥を促すことができる。
【００３９】
更に、容器２３の排出口２５に設けられた排出装置２６の出口側には、循環装置３３の入口側が接続されている。
【００４０】
循環装置３３は、たとえば、図１に示すように、排出装置２６から排出される穀物３を受けて横方向へ搬送する搬送コンベヤ３４と、搬送コンベヤ３４より受け取る穀物３を上向きに搬送する昇降機３５と、昇降機３５から穀物３を受け取るシュート３６とを、上流側から順に備えた構成とされている。シュート３６の出口は、容器２３の投入口２４に接続されている。
【００４１】
これにより、穀物乾燥機１は、排出装置２６および循環装置３３を運転すると、容器２３内にて、貯留部３１から下降して乾燥室４を通過し、その後、集合部３２を経て排出口２５に到達した穀物３を、排出装置２６により順次容器２３から取り出すと共に、取り出された穀物３は、循環装置３３により投入口２４まで搬送して、容器２３内へ再び投入することができる。
【００４２】
したがって、穀物乾燥機１では、容器２３内に貯留された穀物３を、乾燥室４を上方から下方へ循環して通過させることができると共に、穀物３が乾燥室４を通過するときに、前記したように乾燥室４を流通する熱風５と接触させて、穀物３の乾燥処理を行うことができる。
【００４３】
なお、循環装置３３は、図示しないが、穀物３の搬送経路の途中位置、たとえば、昇降機３５の下端寄りの位置に、乾燥処理に供する穀物３を外部から供給して容器２３内に張り込むために使用するホッパのような穀物供給部を備えている。また、循環装置３３は、図示しないが、乾燥処理された後の穀物３を外部へ取り出す機構も備えている。
【００４４】
次に、本実施形態における熱供給装置２の具体的な構成について説明する。
【００４５】
熱供給装置２の熱交換器１３は、図２に示すように、一端側が空気１２の入口３７ａとされ、他端側が出口３７ｂとされた筒状のフレーム３７と、フレーム３７の内側に空気１２の流通方向と交差する姿勢で配置されて、フレーム３７に保持された複数の伝熱管３８と、各伝熱管３８の両端側がそれぞれ接続されたヘッダー３９およびヘッダー４０と、を備えた構成とされている。
【００４６】
なお、図示しないが、各伝熱管３８には、フレーム３７内を流通する空気１２に対する伝熱面積を拡大するためのフィンや突起を備えた構成としてもよい。
【００４７】
熱交換器１３は、フレーム３７の入口３７ａが下向き、出口３７ｂが上向きとなる姿勢で、出口３７ｂが気体通路７の空気入口１１に連通するように配置され、この状態で、フレーム３７における出口３７ｂ側の端部が、気体通路７の下側に取り付けられている。
【００４８】
また、熱交換器１３は、フレーム３７の入口３７ａに、空気１２中のごみなどが空気１２と一緒に入口３７ａより入ることを防ぐための網、多孔板、ルーバーなどによるフィルタ部４１を備えている。
【００４９】
一方のヘッダー３９に備えた温水入口４２は、温水供給ライン１８を介して貯湯槽１７に接続されている。他方のヘッダー４０に備えた温水出口４３は、貯湯槽１７に、温水戻りライン１９を介して接続されている。更に、温水供給ライン１８と温水戻りライン１９のいずれか一方は、ポンプ２０を備えている。図１では、温水供給ライン１８にポンプ２０を備えた構成が示してある。これにより、ポンプ２０を運転すると、熱交換器１３には、貯湯槽１７から、温水２１が、温水供給ライン１８と温水戻りライン１９を介し循環して供給される。
【００５０】
熱交換器１３に温水入口４２から供給された温水２１は、ヘッダー３９からヘッダー４０に向けて、各伝熱管３８内を流通する。このため、熱交換器１３では、フレーム３７内を入口３７ａから出口３７ｂに向けて流通する空気１２を、各伝熱管３８内を流通する温水２１との熱交換により昇温させることができる。
【００５１】
これにより、熱交換器１３は、出口３７ｂが接続されている気体通路７の空気入口１１から気体通路７に吸入される空気１２を、貯湯槽１７から供給される温水２１が有する熱により事前に昇温させることができる。
【００５２】
各伝熱管３８内を流通して空気１２との熱交換に使用された後の温度低下した温水２１は、ヘッダー４０で集合させられた後、温水戻りライン１９を経て貯湯槽１７に戻される。
【００５３】
バイオマス燃料バーナ１４は、図１に示すように、籾殻粉体燃料１５の貯槽４４に、燃料供給装置４５を介して接続されている。
【００５４】
籾殻粉体燃料１５は、籾殻を図示しない粉砕装置で粉砕処理して、平均粒径が１００μｍ〜１５００μｍ、より好ましくは、平均粒径が２００μｍ〜１０００μｍ、更に好ましくは、平均粒径が３５０μｍ〜６００μｍの粉砕物としたものである。籾殻粉体燃料１５の平均粒径として前記のような寸法が好ましい理由は、籾殻粉体燃料１５の燃焼をバイオマス燃料バーナ１４で行うときに、バイオマス燃料バーナ１４の燃焼室４６に付着物が発生することを抑制するため、および、籾殻粉体燃料１５の生産性を高めて生成時のコストの低減を図るためである。
【００５５】
燃料供給装置４５は、貯槽４４より切り出される籾殻粉体燃料１５を、空気等の搬送気体を用いて空気輸送する形式のものを採用すればよい。なお、燃料供給装置４５は、籾殻粉体燃料１５をバイオマス燃料バーナ１４へ供給する段階を、搬送気体を用いた空気輸送によって行うようにしてあれば、それ以前の段階については、スクリューなどの搬送具で籾殻粉体燃料１５を搬送する機構を備えていてもよい。
【００５６】
バイオマス燃料バーナ１４は、たとえば、図３に示すように、内部に円筒状の燃焼室４６を備えている。燃焼室４６の軸心方向の一端側（図３では右端側）は端壁４６ａで閉塞され、軸心方向の他端側（図３では左端側）は開放されて火炎の出口４７とされている。
【００５７】
更に、バイオマス燃料バーナ１４は、籾殻粉体燃料１５を燃焼室４６に供給する供給管４８と、燃焼室４６に燃焼用空気４９を供給する空気供給管５０と、図示しない点火バーナなどの点火手段とを備えた構成とされている。
【００５８】
供給管４８の上流側には、籾殻粉体燃料１５の燃料供給装置４５が接続されている。
【００５９】
これにより、バイオマス燃料バーナ１４の燃焼室４６には、供給管４８から、籾殻粉体燃料１５が搬送気体と共に吹き込まれて供給される。
【００６０】
空気供給管５０は、燃焼室４６の周壁における端壁４６ａ寄り位置に、燃焼室４６の内径と同様か、または、その内径よりも小さい円の接線方向に沿う配置で設けられていることが好ましい。更に、このように配置された空気供給管５０は、図示しないが、燃焼室４６の周壁における周方向の複数個所に設けられた構成としてもよい。この構成によれば、空気供給管５０より燃焼室４６内に燃焼用空気４９を供給すると、燃焼室４６内に燃焼用空気４９による旋回流を形成することができる。この場合、供給管４８は、燃焼用空気４９の旋回流の内側に籾殻粉体燃料１５を供給する配置とすることが好ましい。
【００６１】
空気供給管５０の上流側には、送風機５１が空気ライン５２を介して接続されている。空気ライン５２には、燃焼用空気４９の供給量を調整する流量調整弁５３が設けられている。
【００６２】
空気供給管５０から燃焼室４６への単位時間あたりの燃焼用空気４９の供給量は、同じ単位時間で供給管４８より燃焼室４６へ供給される籾殻粉体燃料１５に含まれる揮発分の燃焼に必要とされる酸素を含む空気量と同等か、それよりも多い空気量とするが、籾殻粉体燃料１５の粒度に応じて燃焼が維持されるように、空気ライン５２上の流量調整弁５３の制御により適切に調整される。
【００６３】
これにより、バイオマス燃料バーナ１４では、燃焼室４６にて、供給管４８より供給される籾殻粉体燃料１５を、空気供給管５０より供給される燃焼用空気４９と混合すると共に、前記点火手段で点火させることができる。
【００６４】
籾殻粉体燃料１５は、燃焼用空気４９と混合された状態で点火されると、粒径の小さい粒子ほど速やかに燃焼し、その燃焼熱により、より大きな粒径の粒子では、揮発分が可燃性ガスとなり、それに伴って固定炭素および灰分を含む固形分が生成する熱分解が進行する。
【００６５】
このように可燃性ガスと固形分が生成すると、可燃性ガスが主に燃焼することで火炎が発生する。
【００６６】
したがって、バイオマス燃料バーナ１４の出口４７からは、前記可燃性ガスが主に燃焼されることで生じた燃焼ガス５４と、未燃の固定炭素を含む炭素含有灰５５とが排出されるようになる。
【００６７】
ところで、籾殻は、反応性の高い二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含んでおり、この二酸化ケイ素が籾殻粉体燃料１５の燃焼時に８００℃を超えるような高温の燃焼場に曝される時間が長くなると、二酸化ケイ素のクリストバライトへの結晶化が進行する。クリストバライトは、発がん性が示唆されている物質である。そのため、籾殻粉体燃料１５を燃焼させる際には、クリストバライトの生成はできるだけ抑制することが望まれる。
【００６８】
そこで、本実施形態におけるバイオマス燃料バーナ１４は、定常運転時に、籾殻粉体燃料１５の熱分解により生じた固定炭素が燃焼室４６内に留まる時間、すなわち、燃焼室４６内で籾殻粉体燃料１５が燃焼部の熱に曝される時間が、長くとも数秒、より好ましくは１秒以下となるように、燃焼室４６の容積や軸心方向の長さが設定されている。
【００６９】
更に、本実施形態では、バイオマス燃料バーナ１４は、煙管ボイラ形式の温水ボイラ１６に取り付けて、バイオマス燃料バーナ１４の出口４７より排出される炭素含有灰５５は、燃焼ガス５４と一緒に温水ボイラ１６に受け入れて、冷却媒体となる水５６との熱交換により、燃焼ガス５４ごと炭素含有灰５５の温度を８００℃以下の温度まで速やかに冷却するようにしてある。
【００７０】
本実施形態では、温水ボイラ１６は、前記したように、バイオマス燃料バーナ１４で籾殻粉体燃料１５を燃焼させる際に発生する燃焼ガス５４および炭素含有灰５５の温度を８００℃以下の温度まで速やかに冷却する、という目的を達成するために、以下のような構成とされている。
【００７１】
すなわち、温水ボイラ１６は、図３に示すように、水５６が貯留される缶体５７と、缶体５７内に配置された燃焼ガス導入部５８、複数の煙管５９、ガス集合部６０とを備えた構成とされている。なお、図３では、図示する便宜上、水５６にドットのハッチングが付してある。
【００７２】
缶体５７は、たとえば、上下に延びる円筒形状とされ、燃焼ガス導入部５８は缶体５７の下部に配置され、ガス集合部６０は缶体５７の上部に配置され、複数の煙管５９は、燃焼ガス導入部５８とガス集合部６０との間に配置された構成としてある。
【００７３】
燃焼ガス導入部５８は、天井壁部５８ａと底壁部５８ｂと側壁部５８ｃとを備えて、内部に空間部が形成された構成とされている。
【００７４】
燃焼ガス導入部５８は、缶体５７の内径寸法よりも小径で中空の円筒形状とされている。天井壁部５８ａは、側壁部５８ｃの外周面より外方へ張り出していて、天井壁部５８ａの外周面が缶体５７の側壁の内面に接続されている。天井壁部５８ａの張り出している外周縁部には、円周方向の複数個所に孔５８ｄが設けられており、孔５８ｄを通して天井壁部５８ａの上下方向に水５６が通過可能となっている。したがって、燃焼ガス導入部５８は、天井壁部５８ａと底壁部５８ｂと側壁部５８ｃの外面が水５６に接して冷却される構造となっている。
【００７５】
側壁部５８ｃの周方向の１個所と、その外周側に位置する缶体５７の側壁との間には、横向きの筒状部材６１が設けられている。缶体５７の中心寄りに位置する筒状部材６１の一端側（図３では左端側）は、側壁部５８ｃに、燃焼ガス導入部５８の内部空間と連通するように取り付けられている。筒状部材６１の他端側（図３では右端側）は、缶体５７の側壁に貫通するように取り付けられている。
【００７６】
筒状部材６１には、缶体５７の外側からバイオマス燃料バーナ１４の出口４７側が挿入して取り付けられている。これにより、温水ボイラ１６は、バイオマス燃料バーナ１４の出口４７から排出される燃焼ガス５４と炭素含有灰５５を、燃焼ガス導入部５８に導入することができる。
【００７７】
複数の煙管５９は、燃焼ガス導入部５８とガス集合部６０との間に、上下方向に延びる姿勢で平行に配置されている。各煙管５９の下端側は、燃焼ガス導入部５８の内部空間と連通する状態で、天井壁部５８ａに取り付けられている。これにより、天井壁部５８ａが各煙管５９の下端側の管寄せとなり、燃焼ガス導入部５８内の燃焼ガス５４と、燃焼ガス５４によって搬送される炭素含有灰５５は、各煙管５９内に分散して流入する。
【００７８】
ガス集合部６０は、天井壁部６０ａと底壁部６０ｂと側壁部６０ｃとを備えて、内部に空間部が形成された構成とされている。
【００７９】
ガス集合部６０は、缶体５７の内径寸法よりも小径の円筒形状とされている。ガス集合部６０の底壁部６０ｂは、側壁部６０ｃの外周面より外方へ張り出していて、底壁部６０ｂの外周面が缶体５７の側壁の内面に接続されている。底壁部６０ｂの張り出している外周縁部には、円周方向の複数個所に孔６０ｄが設けられており、孔６０ｄを通して底壁部６０ｂの上下方向に水５６が通過可能となっている。したがって、本実施形態では、ガス集合部６０も、燃焼ガス導入部５８と同様に、天井壁部６０ａと底壁部６０ｂと側壁部６０ｃの外面が水５６に接して冷却される構造となっている。
【００８０】
各煙管５９の上端側は、ガス集合部６０の内部空間と連通する状態で、底壁部６０ｂに取り付けられている。これにより、底壁部６０ｂが各煙管５９の上端側の管寄せとなり、各煙管５９内を流通した燃焼ガス５４および炭素含有灰５５は、その後、ガス集合部６０に入り集合する。
【００８１】
側壁部６０ｃの周方向の１個所には、その外周側で缶体５７の側壁に内外方向に貫通するように取り付けられたガス排出ダクト６２の一端側（図３では右端側）が、ガス集合部６０の内部空間と連通するように取り付けられている。これにより、ガス集合部６０に集合した燃焼ガス５４および炭素含有灰５５は、ガス集合部６０からガス排出ダクト６２を通して缶体５７の外部へ排出することができる。
【００８２】
したがって、温水ボイラ１６では、バイオマス燃料バーナ１４の出口４７から排出されて、燃焼ガス導入部５８に導入される燃焼ガス５４および炭素含有灰５５を、燃焼ガス導入部５８の各壁部５８ａ，５８ｂ，５８ｃ、各煙管５９の管壁、更には、ガス集合部６０の各壁部６０ａ，６０ｂ，６０ｃを介して、缶体５７に貯留されている水５６と熱交換を行わせて、速やかに冷却することができる。また、この熱交換により、温水ボイラ１６では、缶体５７内の水５６を昇温させて、温水２１にすることができる。
【００８３】
温水ボイラ１６の缶体５７には、上部寄りの位置に水取出口６３が設けられ、下部寄りの位置に水戻し口６４が設けられている。水取出口６３には、ポンプ６６を備えた循環ライン６５の上流側端部が接続され、この循環ライン６５の下流側端部が、図１、図３に示すように、貯湯槽１７に接続されている。更に、貯湯槽１７に上流側端部が接続された別の循環ライン６７の下流側端部が、水戻し口６４に接続されている。
【００８４】
これにより、温水ボイラ１６は、缶体５７内で生じる温水２１を、貯湯槽１７との間で循環させつつ、貯湯槽１７には、設定された量の温水２１を貯留しておくことができる。
【００８５】
なお、温水ボイラ１６は、燃焼ガス導入部５８の内部の温度を常時８００℃以下に冷却できるように、缶体５７内の水５６の容量、および、貯湯槽１７を介して温水２１を供給する外部への熱の供給量が設定されている。
【００８６】
更に、図３に示すように、温水ボイラ１６のガス排出ダクト６２の他端側（図３では左端側）には、灰回収装置としてのサイクロン６８が接続されている。
【００８７】
サイクロン６８は、上部が円筒形状とされ、下部が下方へ向けて縮径する円錐筒形状とされた外筒６８ａと、外筒６８ａの上端側を閉塞する天井壁６８ｂと、天井壁６８ｂの中央部を貫通させて上方から外筒６８ａの中心部に同心状に挿入配置された内筒６８ｃと、を備えた構成とされている。サイクロン６８の外筒６８ａの下端側には、炭素含有灰５５を捕集する捕集ボックス６９が設けられている。
【００８８】
これにより、温水ボイラ１６のガス排出ダクト６２を通して排出される燃焼ガス５４および炭素含有灰５５は、サイクロン６８内で燃焼ガス５４中から固体粒子である炭素含有灰５５が分離される。炭素含有灰５５は、捕集ボックス６９に捕集される。
【００８９】
炭素含有灰５５が分離された燃焼ガス５４は、内筒６８ｃの上端側から排出されるので、図示しない処理部に送って適宜処理するようにすればよい。一方、炭素含有灰５５は、捕集ボックス６９から回収できるので、燻炭として利用したり、二酸化ケイ素の供給源、固定炭素源などとして利用すればよい。
【００９０】
本実施形態では、サイクロン６８は、籾殻粉体燃料１５に由来する炭素含有灰５５の更なる冷却を図るために、水冷構造とすることが、より好ましい。
【００９１】
具体的には、サイクロン６８の外筒６８ａおよび天井壁６８ｂの外側には、外筒６８ａにおけるガス排出ダクト６２の接続部を除く領域に、ジャケット７０が設けられている。サイクロン６８の内筒６８ｃの外側と、捕集ボックス６９の外側には、それぞれジャケット７１とジャケット７２が設けられている。ジャケット７２は、ジャケット７０に直接連通する構成としてもよく、ジャケット７２とジャケット７０とを独立させ、図示しない循環ラインで連通させる構成としてもよい。図３では、ジャケット７２はジャケット７０に直接連通させた構成を示している。
【００９２】
また、ガス排出ダクト６２における缶体５７の外方へ突出している部分の外側には、ジャケット７３が設けられている。
【００９３】
ジャケット７２の底面部には、冷却水７４の入口７２ａが設けられている。ジャケット７０の上端側に設けられた出口７０ａは、ジャケット７１の入口７１ａに、接続ライン７５を介して接続されている。ジャケット７１の出口７１ｂは、ジャケット７３の入口７３ａに接続ライン７６を介して接続されている。ジャケット７３の出口７３ｂは、図示しない熱利用設備に接続されている。
【００９４】
なお、灰回収装置としては、炭素含有灰５５の冷却が特に必要でない場合は、水冷構造を備えない形式のサイクロンを用いてよいことは勿論であり、また、燃焼ガス５４中から炭素含有灰５５を分離して回収することができる機能を備えていれば、バグフィルタや、その他の既存の集塵装置など、サイクロン以外の任意の形式の灰回収装置を採用してもよいことは勿論である。
【００９５】
図３において、７７は缶体５７内への給水手段である。また、温水ボイラ１６は、図示しないが、各部の温度変化に伴う寸法の変化を吸収して過大な応力集中が生じないようにするための手段を適宜備えている。
【００９６】
また、温水ボイラ１６と貯湯槽１７との間の循環ライン６５と循環ライン６７は、図示しない断熱材で被覆して放熱を抑えるようにしてある。同様に、貯湯槽１７と熱交換器１３との間の温水供給ライン１８と温水戻りライン１９（図１参照）も、図示しない断熱材で被覆して放熱を抑えるようにしてある。
【００９７】
次いで、本実施形態における制御器２２について説明する。
【００９８】
制御器２２には、穀物乾燥機１に備えた水分計７８および温度計７９と、化石燃料バーナ８と、誘引ファン２９と、熱供給装置２の温水供給ライン１８に備えた流量調節弁８０と、貯湯槽１７に備えた温度計８１と、バイオマス燃料バーナ１４が、図示しない信号ラインを介して接続されている。
【００９９】
水分計７８は、穀物乾燥機１による乾燥処理中の穀物３の水分を計測するものである。なお、水分計７８は、穀物３の水分を自動的に計測する機能を備えていれば、任意の形式の水分計７８を採用してよい。たとえば、水分計７８は、処理中の穀物３をサンプリングして容器２３の外部に取り出して水分を計測するものであってもよいし、容器２３内に貯留されている穀物３の水分をセンサなどにより計測するものなど、従来使用あるいは提案されている任意の計測方式のものを採用してよい。
【０１００】
水分計７８は、穀物３の水分の計測を行うと、得られた水分計測値Ａを、制御器２２へ送る機能を備えている。
【０１０１】
温度計７９は、穀物乾燥機１の乾燥室４へ供給される熱風５の温度を計測するものである。なお、図１では、温度計７９が、気体通路７に設置された構成例を示した。これに対し、温度計７９は、乾燥室４へ供給される熱風５の温度を計測することができれば、たとえば、熱風室２７に設置されていてもよいし、乾燥室４内に設置されていてもよいし、その他、図示した以外の位置に設置されていてもよいことは勿論である。
【０１０２】
温度計７９は、熱風５の温度を計測すると、得られた熱風温度計測値Ｂを、制御器２２へ送る機能を備えている。
【０１０３】
化石燃料バーナ８は、その運転を制御することに伴い、灯油９の燃焼により発生させる熱量と、燃焼ガス１０の量とを変化させることができる。したがって、化石燃料バーナ８で発生させる熱量を増加させることは、燃焼ガス１０を空気１２で希釈して発生させる熱風５の温度上昇につながる。一方、化石燃料バーナ８で発生させる熱量を減少させることは、熱風５の温度が、空気入口１１から気体通路７に取り入れられる空気１２の温度に近付くことにつながる。
【０１０４】
誘引ファン２９は、その運転を制御することにより、乾燥室４から排風室３０へ吸引する熱風５の量を変化させることができる。したがって、誘引ファン２９の運転の制御では、乾燥室４に流通させる熱風５の流量（風量）の制御と共に、空気入口１１から気体通路７へ取り入れられる空気１２の量、すなわち、熱交換器１３を流通する空気１２の流量の制御を行うことができる。
【０１０５】
流量調節弁８０は、その制御により、貯湯槽１７から温水供給ライン１８を介して熱交換器１３へ供給される温水２１の流量を増減させることができる。この際、流量調節弁８０は、全閉状態にすることで、熱交換器１３への温水２１の供給を停止することができる。一方、流量調節弁８０を全開状態とした場合は、温水２１は、温水供給ライン１８、熱交換器１３、温水戻りライン１９による流通抵抗と、ポンプ２０の能力とで決まる最大流量で熱交換器１３へ供給される。
【０１０６】
したがって、流量調節弁８０の開方向への操作は、熱交換器１３へ供給する温水２１の流量を増加させることができて、熱交換器１３で温水２１と熱交換する空気１２へ与える熱量を増加させることにつながる。よって、この流量調節弁８０の開方向への操作では、熱交換器１３を通過して気体通路７の空気入口１１に達する空気１２の温度上昇を図ることができる。一方、流量調節弁８０の閉方向への操作は、熱交換器１３へ供給する温水２１の流量を減少させるので、熱交換器１３で温水２１と熱交換する空気１２へ与える熱量を減少させることにつながる。よって、この流量調節弁８０の閉方向への操作では、熱交換器１３を通過して気体通路７の空気入口１１に達する空気１２の温度が、機外の気温に近付くことになる。
【０１０７】
温度計８１は、貯湯槽１７に貯留されている温水２１の温度を計測するものである。温度計８１は、貯湯槽１７内の温水２１の温度を計測すると、得られた温水温度計測値Ｃを、制御器２２へ送る機能を備えている。
【０１０８】
バイオマス燃料バーナ１４は、その運転を制御することに伴い、籾殻粉体燃料１５の燃焼により発生させる熱量を変化させることができる。このため、バイオマス燃料バーナ１４で発生させる熱量を増加させることは、温水ボイラ１６から貯湯槽１７へ送る温水２１の温度上昇につながる。一方、バイオマス燃料バーナ１４で発生させる熱量を減少させることは、温水ボイラ１６から貯湯槽１７へ送られる温水２１の温度低下につながる。
【０１０９】
制御器２２は、図４に示すように、第１の制御部２２ａと、第２の制御部２２ｂとを備えている。
【０１１０】
第１の制御部２２ａは、穀物乾燥機１の水分計７８から水分計測値Ａを受け取る機能と、温度計７９から熱風温度計測値Ｂを受け取る機能と、受け取った水分計測値Ａおよび熱風温度計測値Ｂに応じて、誘引ファン２９と化石燃料バーナ８へそれぞれ指令Ｄと指令Ｅを与える機能と、を備えている。
【０１１１】
なお、一般に、穀物を穀物乾燥機で乾燥処理する場合は、穀物の種類と、穀物の張り込み時の水分、現在の水分に応じて、乾燥処理時に所望される穀物の水分の低減速度（毎時乾減率）は決まっている。また、穀物乾燥機では、乾燥室へ、熱風を或る温度と或る流量で供給した場合に得られる穀物の水分の低減速度は、乾燥室の容量と、乾燥処理対象となる穀物の種類、穀物の張り込み量、機外の気温や湿度のような環境条件、などの種々の条件に応じて決まる。
【０１１２】
そこで、従来の穀物乾燥機では、乾燥工程中の穀物の水分を連続計測、あるいは、設定された時間間隔で計測して、或る経過時間に穀物の水分が予め計画した値になるように、乾燥室へ供給する熱風の温度と流量の自動制御が行われている。
【０１１３】
本実施形態における制御器２２の第１の制御部２２ａは、前述した従来の穀物乾燥機で行われている自動制御と同様に、乾燥室４に供給する熱風５の温度と流量の制御を行う機能を備えている。
【０１１４】
具体的には、第１の制御部２２ａには、乾燥処理対象となる穀物３の種類、穀物３の張り込み量、機外の気温や湿度のような環境条件が、図示しない入力パネルの操作で入力される。この際、機外の気温や湿度は、図示しないセンサで計測して第１の制御部２２ａに自動入力されるようにしてもよい。
【０１１５】
なお、穀物乾燥機１が製造された時点で乾燥室４の容量は決まっている。
【０１１６】
この状態で、第１の制御部２２ａは、水分計７８から乾燥工程中の穀物３の水分に関する水分計測値Ａを受け取ると、前記入力された情報と乾燥室４の容量の条件とを基に、或る経過時間に穀物３の水分を計画した値にするために、乾燥室４へ供給すべき熱風５の温度と流量の目標値を求める処理を行う。なお、第１の制御部２２ａで、乾燥室４へ供給する熱風５の温度と流量の目標値を求める処理は、従来の穀物乾燥機で乾燥室へ供給する熱風の温度と流量の自動制御を行う場合と同様の基準や規則に従って求めるようにすればよい。
【０１１７】
次に、第１の制御部２２ａは、乾燥室４へ供給する熱風５の流量が、求めた熱風５の流量目標値に一致するように誘引ファン２９を運転するための指令Ｄを、誘引ファン２９へ与える処理を行う。
【０１１８】
更に、第１の制御部２２ａは、温度計７９から受け取る熱風温度計測値Ｂが、求めた熱風５の温度目標値に一致するように、化石燃料バーナ８へ運転の指令Ｅを与える処理を行う。
【０１１９】
この指令Ｅは、熱風温度計測値Ｂが、求めた熱風５の温度目標値よりも低い場合は、化石燃料バーナ８へ、灯油９の燃焼で発生させる熱量を増加させる指示の指令となる。一方、熱風温度計測値Ｂが、求めた熱風５の温度目標値よりも高い場合は、化石燃料バーナ８への指令Ｅは、灯油９の燃焼で発生させる熱量を減少させる指示の指令となる。更に、この指示に従い化石燃料バーナ８で発生させる熱量を減少させても、熱風温度計測値Ｂが温度目標値よりも高い場合は、指令Ｅは、化石燃料バーナ８に運転停止を指示する指令となる。
【０１２０】
なお、実際には、不感帯を適宜設定して、熱風温度計測値Ｂが、熱風５の温度目標値付近で変化しても、第１の制御部２２ａから化石燃料バーナ８へ与える指令Ｅが発生熱量の増加と減少とで切り替わる頻度が過大にならないようにすればよい。
【０１２１】
この第１の制御部２２ａからの指令Ｅを受け取ることにより、化石燃料バーナ８では、運転の制御が行われる。これにより、穀物乾燥機１では、化石燃料バーナ８で灯油９を燃焼させて発生させる燃焼ガス１０が、誘引ファン２９の運転に伴い空気入口１１より気体通路７へ取り入れられた空気１２により希釈されて、温度目標値に沿う温度に調整された熱風５が、気体通路７から、熱風室２７を経て乾燥室４へ供給される。
【０１２２】
第２の制御部２２ｂは、熱供給装置２にて、熱交換器１３へ供給される熱量を制御する機能を備えるものである。図４に示すように、第２の制御部２２ｂは、温度制御部８２と流量制御部８３とを備えている。
【０１２３】
温度制御部８２は、貯湯槽１７に貯留する温水２１について設定される温水温度目標値を記憶する機能と、温度計８１から、貯湯槽１７内の温水２１についての温水温度計測値Ｃを受け取る機能と、温水温度計測値Ｃが、設定された温水温度目標値に一致するよう温水ボイラ１６に備えたバイオマス燃料バーナ１４へ運転の指令Ｆを与える機能と、を備えている。
【０１２４】
なお、貯湯槽１７内の温水２１は、熱交換器１３へ循環供給されることで生じる放熱や、自然放熱により、時間経過と共に温度低下する傾向にある。
【０１２５】
そこで、温度制御部８２は、温水温度計測値Ｃが温水温度目標値よりも低くなると、バイオマス燃料バーナ１４へ、籾殻粉体燃料１５の燃焼で発生させる熱量を増加させる指示の指令Ｆを与える。一方、温水温度計測値Ｃが温水温度目標値を超過すると、バイオマス燃料バーナ１４へ、発生させる熱量を減少させる指示の指令Ｆを与えるようにしてある。
【０１２６】
なお、実際には、不感帯を適宜設定して、温水温度計測値Ｃが、温水温度目標値付近で変化しても、温度制御部８２からバイオマス燃料バーナ１４へ与える指令Ｆが発生熱量の増加と減少とで切り替わる頻度が過大にならないようにすればよい。
【０１２７】
この温度制御部８２からの指令Ｆを受け取ることにより、バイオマス燃料バーナ１４では、運転の制御が行われる。これにより、バイオマス燃料バーナ１４を備えた温水ボイラから、貯湯槽１７へ供給される温水２１の温度が制御されて、貯湯槽１７内の温水２１の温度は、温水温度目標値でほぼ一定に保持される。
【０１２８】
このように、貯湯槽１７内の温水２１の温度がほぼ一定に保持されている状態では、熱交換器１３へ供給される熱量は、熱交換器１３に対する温水２１の供給量に依存して定まる。
【０１２９】
ところで、熱交換器１３は、製造された時点で、構造や伝熱管３８の材質などに応じて、各伝熱管３８内を流通する温水２１から、フレーム３７内を流通する空気１２への伝熱量や熱交換の効率に関する性能が決まっている。
【０１３０】
このため、熱交換器１３では、入口３７ａから取り込む空気１２の温度と、貯湯槽１７から熱交換器１３へ供給される温水２１との温度差が或る値に決まり、フレーム３７内を流通する空気１２の流量が或る値に決まった条件の下では、熱交換器１３に供給される温水２１の流量と、熱交換器１３を通過することによって昇温する空気１２の温度上昇量とは、比例関係のような相関関係がある。
【０１３１】
なお、熱交換器１３の入口３７ａから取り込む空気１２の温度は、機外の気温として容易に検出することができる。また、熱供給装置２を設置した時点で、貯湯槽１７と熱交換器１３とを温水供給ライン１８を介して接続した構造が決まるため、貯湯槽１７から温水供給ライン１８を経て熱交換器１３へ供給される温水２１の温度は、機外の気温を考慮した計算によって求めることができる。よって、熱交換器１３の入口３７ａから取り込む空気１２の温度と、貯湯槽１７から熱交換器１３へ供給される温水２１との温度差も、計算によって求めることができる。
【０１３２】
また、フレーム３７内を流通する空気１２の流量は、第１の制御部２２ａからの指令Ｄに応じた誘引ファン２９の運転によって決まるため、その情報は、第１の制御部２２ａから取得することができる。
【０１３３】
流量制御部８３は、前記相関関係を、機外の気温と、貯湯槽１７から熱交換器１３へ供給される温水２１との温度差の変化、および、フレーム３７内を流通する空気１２の流量の変化に対応して求める機能を備えている。あるいは、流量制御部８３は、前記温度差の変化、および、前記流量の変化に応じた相関関係を記憶していてもよい。
【０１３４】
また、流量制御部８３は、第１の制御部２２ａから、乾燥室４へ供給する熱風５の温度目標値と流量目標値を取得する機能を備える。
【０１３５】
更に、流量制御部８３は、フレーム３７内を流通する空気１２の流量が流量目標値となる条件の下で、熱交換器１３を通過することによって昇温する空気１２の温度を温度目標値とするために必要な熱交換器１３へ供給する温水２１の流量を、温水流量目標値として前記相関関係から求める機能と、求めた温水流量目標値に対応した流量で温水２１が熱交換器１３へ供給されるように、流量調節弁８０へ開閉作動の指令Ｇを与える機能と、を備えている。
【０１３６】
なお、流量制御部８３は、第１の制御部２２ａから、乾燥室４へ供給する熱風５の温度目標値と流量目標値を取得する機能に代えて、第１の制御部２２ａと同様に、穀物乾燥機１の水分計７８から受け取る水分計測値Ａと、温度計７９から受け取る熱風温度計測値Ｂを基に、乾燥室４へ供給する熱風５の温度目標値と流量目標値を求める機能を備えていてもよい。
【０１３７】
この流量制御部８３からの指令Ｇを受け取ることにより、流量調節弁８０では、開閉作動が制御される。これにより、熱供給装置２では、熱交換器１３に対し、貯湯槽１７から温水流量目標値に応じた流量で温水２１が供給される。このため、熱交換器１３では、入口３７ａから取り入れる空気１２を、フレーム３７内を通過する間に、温水２１との熱交換により乾燥室４へ供給する熱風５の温度目標値に対応する温度まで昇温させてから、空気入口１１より気体通路７へ取り入れさせることができる。
【０１３８】
なお、制御器２２は、乾燥室４へ供給する熱風５の温度の制御に関して、第１の制御部２２ａによる化石燃料バーナ８の制御と、第２の制御部２２ｂの温度制御部８２による流量調節弁８０の制御を介した熱交換器１３へ供給する温水２１の流量の制御の２つの系統を備えている。この２つの制御系統のうち、制御器２２は、第２の制御部２２ｂの温度制御部８２による制御を、第１の制御部２２ａによる制御よりも優先して実施する機能を備えている。
【０１３９】
したがって、制御器２２は、本実施形態の穀物乾燥設備を運転するときには、先ず、第２の制御部２２ｂの温度制御部８２により、熱交換器１３へ供給する温水２１の流量の制御を行うことで、熱交換器１３を通過して空気入口１１から気体通路７へ取り入れられる空気１２の温度を、乾燥室４へ供給する熱風５の温度目標値まで昇温させるよう制御する。
【０１４０】
熱交換器１３を通過することにより、空気入口１１から気体通路７へ取り入れられる空気１２の温度が、乾燥室４へ供給する熱風５の温度の温度目標値に達する場合は、制御器２２は、第１の制御部２２ａから化石燃料バーナ８への運転の指令Ｅは発しない。
【０１４１】
よって、この場合は、熱交換器１３へ供給される熱、すなわち、バイオマス燃料バーナ１４における籾殻粉体燃料１５の燃焼熱に由来する熱のみを用いて、穀物乾燥機１の乾燥室４へ供給する熱風５を発生させることができる。
【０１４２】
これに対し、穀物乾燥機１にて乾燥室４へ供給する熱風５の流量目標値と温度目標値が高い場合は、温度制御部８２により、熱交換器１３へ供給する温水２１の流量が最大になるよう流量調節弁８０を開操作しても、空気入口１１から気体通路７へ取り入れられる空気１２の温度が、乾燥室４へ供給する熱風５の温度目標値に達しない場合が考えられる。
【０１４３】
この場合、制御器２２は、第１の制御部２２ａの機能により、化石燃料バーナ８の運転を開始させる。これにより、熱交換器１３を通過した空気１２は、空気入口１１から気体通路７へ取り込まれた後に、化石燃料バーナ８で灯油９を燃焼させて発生させる燃焼ガス１０の熱により、乾燥室４へ供給する熱風５の温度目標値に対応する温度まで昇温させることができる。
【０１４４】
なお、熱供給装置２は、図１に示すように、温水供給ライン１８と温水戻りライン１９との間に、流量調節弁８５付きの外部循環ライン８４を備えた構成として、この外部循環ライン８４に、図示しない別の穀物乾燥機１の空気入口１１に付設された熱交換器１３を接続した構成としてもよい。
【０１４５】
また、この外部循環ライン８４は、給湯装置、暖房装置、発電装置（バイナリ発電装置）、吸収式冷凍機、その他、各種の図示しない熱需要機器に接続された構成としてもよい。
【０１４６】
以上の構成としてある本実施形態の穀物乾燥設備を使用する場合は、先ず、熱供給装置２にて、温水ボイラ１６に備えたバイオマス燃料バーナ１４を運転して、貯湯槽１７に、所定の温水温度目標値に対応する温度の温水２１を貯留する。
【０１４７】
また、穀物乾燥機１は、容器２３内に、乾燥処理対象の穀物３を張り込んでおく。
【０１４８】
この状態で、穀物乾燥機１で、循環装置３３の運転を開始すると、容器２３に貯留されている穀物３は、乾燥室４を上方から下方へ循環して通過する。
【０１４９】
穀物乾燥機１では、制御器２２の第１の制御部２２ａの機能により、誘引ファン２９が運転されて、乾燥室４に対しては、所定の流量目標値に対応する流量で熱風５が供給される。
【０１５０】
この乾燥室４へ供給される熱風５は、熱交換器１３における温水２１との熱交換により、あるいは、それに加えて、化石燃料バーナ８で発生させる燃焼ガス１０の熱により、所定の温度目標値に対応する温度まで昇温されている。
【０１５１】
よって、穀物乾燥機１では、乾燥室４を循環して通過する穀物３に対し、乾燥室４に所定の流量と温度で供給される熱風５を当てて、穀物３の乾燥処理を行うことができる。
【０１５２】
この際、本実施形態の穀物乾燥設備では、穀物乾燥機１の乾燥室４に供給する熱風５を、熱交換器１３における温水２１との熱交換のみで所定の温度まで昇温させることができる場合は、化石燃料バーナ８を運転しなくてよい。よって、この場合は、穀物乾燥機１で使用する熱風５の熱源は、温水２１の発生元である温水ボイラ１６のバイオマス燃料バーナ１４での籾殻粉体燃料１５の燃焼熱とすることができる。
【０１５３】
また、本実施形態の穀物乾燥設備では、穀物乾燥機１の乾燥室４に供給する熱風５を、熱交換器１３における温水２１との熱交換のみで所定の温度まで昇温させることができない場合は、その不足した温度分の昇温のみを、化石燃料バーナ８の運転で行うようにすればよい。
【０１５４】
したがって、本実施形態の穀物乾燥設備は、穀物乾燥機１で穀物３の乾燥に用いる熱風５の熱源として、再生可能エネルギーである籾殻粉体燃料１５を利用することができて、化石燃料である灯油９の消費量の削減化を図ることができる。
【０１５５】
また、本実施形態の穀物乾燥設備は、穀物乾燥機１の空気入口１１の上流側に備えた熱交換器１３へ熱を供給する媒体として、バイオマス燃料バーナ１４を備えた温水ボイラ１６で発生させ、貯湯槽１７に貯留した温水２１を用いている。
【０１５６】
なお、バイオマス燃料を燃焼させて発生させる燃焼熱を、穀物乾燥機の熱源として用いるための容易に実現可能な手法の一つとしては、バイオマス燃料を燃焼させて発生する燃焼ガスを、希釈して熱風とし、その熱風を穀物乾燥機の乾燥室に通風する構成が考えられる。また、別の手法としては、バイオマス燃料を燃焼させる燃焼室に伝熱管を配置し、この伝熱管に空気を流通させることで熱風とし、この熱風を穀物乾燥機の乾燥室に通風する構成が考えられる。
【０１５７】
ところが、一般に、バイオマス燃料は、化石燃料に比してエネルギー密度が低いために、バイオマス燃料を燃焼させる装置には、化石燃料のタンクに比して大きな容積を有するバイオマス燃料の貯槽を付設する必要がある。一方、穀物乾燥機の付近には、穀物の搬入作業や搬出作業を行うための作業スペース、たとえば、搬送用の車両を乗り入れるスペースなどを確保する必要がある。よって、バイオマス燃料を燃焼させる装置は、穀物乾燥機とは分離して設置することが求められる場合が多い。
【０１５８】
このとき、前記したように、バイオマス燃料を燃焼させる装置から、穀物乾燥機まで熱風を導く構成では、空気の単位体積当たりの熱容量が比較的小さいために、穀物乾燥機で必要とされる熱量を供給するためには、水を熱媒として使用する場合に比して、大径の空気ダクトと、容量の大きな送風機が必要になる。また、空気配管は、断熱材で被覆する必要があるため更に径が大きくなってしまう。そのため、バイオマス燃料を燃焼させる装置と穀物乾燥機との間に、大口径の保温材付きダクトを長く配管しなければならず、配管施工費が嵩み、配管ルートの確保などが問題になってしまう。
【０１５９】
これに対し、本実施形態の穀物乾燥設備では、穀物乾燥機１には、空気入口１１の上流側に熱交換器１３を設置し、この熱交換器１３には、熱媒体として、空気に対して単位体積当たりの熱容量が大きな温水２１を供給するようにしてある。このため、熱交換器１３と貯湯槽１７との接続に用いる温水供給ライン１８と温水戻りライン１９は、前述した空気配管に比して大幅に径の小さい配管とすることができる。よって、配管ルートの確保が容易であり、配管施工費を抑える効果も得ることができる。
【０１６０】
更に、熱供給装置２では、バイオマス燃料バーナ１４の燃料として、籾殻を粉砕処理して製造した籾殻粉体燃料１５を使用しているため、燃焼の制御による発熱量の調整について、バイオマスをそのまま燃焼させる装置に比して、応答性を高めることができる。よって、本実施形態では、制御器２２は、第２の制御部２２ｂの温度制御部８２の機能により貯湯槽１７に貯留された温水２１の温度を、所定の温水温度目標値に制御する場合の制御性の向上化を図ることができる。
【０１６１】
また、バイオマス燃料バーナ１４の燃料として、籾殻粉体燃料１５を使用しているため、たとえば、本実施形態の穀物乾燥装置が、カントリーエレベータやライスセンターなど、穀物３として籾の乾燥と調整処理を行う施設に設置されている場合は、籾殻粉体燃料１５を、施設の外部から調達せずに、施設内で生じる籾殻を原料に製造することができる。
【０１６２】
また、籾殻粉体燃料１５の貯槽４４は、籾殻をそのまま貯蔵する場合に使用される貯槽に比して、小型化を図ることができる。
【０１６３】
なお、籾殻が発生する期間は、籾の乾燥、調整期間と同様に９月、１０月辺りに集中しており、場合によっては、籾殻粉体燃料１５が、不足することが考えられる。しかし、たとえ籾殻粉体燃料１５が不足した場合でも、本実施形態の穀物乾燥設備では、化石燃料バーナ８で灯油９を燃焼させることで、燃焼ガス１０を空気１２で希釈した熱風５を発生させることができるため、穀物３の乾燥処理を、何ら問題を生じることなく継続して実施することができる。
【０１６４】
また、バイオマス燃料バーナ１４では、籾殻粉体燃料１５に代えて、籾殻以外のバイオマスを粉砕して製造した粉体燃料を使用するようにしてもよい。この場合にも、本実施形態の穀物乾燥設備では、穀物乾燥機１で穀物３の乾燥に用いる熱風５の熱源として、再生可能エネルギーを利用することができて、化石燃料である灯油９の消費量の削減化を図るという効果を得ることができる。
【０１６５】
更に、本実施形態の穀物乾燥設備は、貯湯槽１７を備えるようにしてあるため、熱交換器１３へ供給する温水２１の温度の制御性について、温水ボイラ１６から熱交換器１３へ温水２１を直接供給する場合に比して向上させることができる。
【０１６６】
なお、前記の理由から、本実施形態の穀物乾燥設備は、貯湯槽１７を備える構成とすることが好ましいが、貯湯槽１７を省略した構成としてもよいことは勿論である。
【０１６７】
更に、貯湯槽１７からは、外部循環ライン８４を介して、図示しない別の穀物乾燥機の空気入口の上流側に設けられた熱交換器へ、温水２１を供給するようにしてもよい。このようにすれば、それぞれ異なる乾燥処理を行っている複数の穀物乾燥機１に対して、共通のバイオマス燃料バーナ１４、温水ボイラ１６、貯湯槽１７を備えた熱供給装置２から熱を供給することが可能になる。
【０１６８】
更に、穀物３の乾燥処理は、実施時期が、その穀物３の収穫時期に限られる。そのため、熱供給装置２を穀物乾燥機１に対してのみ熱を供給する専用のものとした場合は、熱供給装置２の使用時期、稼働時間が限定されることが考えられる。これに対し、本実施形態では、熱供給装置２が、温水２１を供給する能力を備えるものである。このため、外部循環ライン８４を、給湯装置、暖房装置、発電装置（バイナリ発電装置）、吸収式冷凍機、その他、各種の図示しない熱需要機器に接続した構成とすることで、熱供給装置２は、再生可能エネルギーを使用して温水を発生させる装置として通年で使用することが可能になる。
【０１６９】
更に、熱供給装置２は、バイオマス燃料バーナ１４および温水ボイラ１６を、図３に示した如き構成としてある。
【０１７０】
これにより、バイオマス燃料バーナ１４では、燃焼室４６にクリンカ状の付着物が生じることを防止すると共に、籾殻粉体燃料１５の熱分解処理によって生じる炭素含有灰５５は、燃焼室４６に留まる時間の短縮化を図ることができる。更に、炭素含有灰５５は、燃焼室４６の出口４７から出た時点で、温水ボイラ１６の燃焼ガス導入部５８内で速やかに８００℃以下にすることができる。
【０１７１】
このため、本実施形態におけるバイオマス燃料バーナ１４は、籾殻に由来する籾殻粉体燃料１５を使用する場合には、籾殻粉体燃料１５に含まれる二酸化ケイ素が、燃焼室４６にて籾殻粉体燃料１５の燃焼部の熱に曝される時間の短縮化を図ることができる。このため、熱供給装置２は、バイオマス燃料バーナ１４で籾殻粉体燃料１５を使用しても、二酸化ケイ素の結晶化によるクリストバライトの生成の防止を図ることができる。
【０１７２】
したがって、熱供給装置２では、サイクロン６８から回収される炭素含有灰５５を、クリストバライトを含まないものとすることができ、よって、この回収された炭素含有灰５５は、燻炭と同様に、土壌に混ぜることで土壌の保水性を高めたり、土壌中の菌を増やしたりするための土壌改良材として使用することができる。また、炭素含有灰５５を土壌に戻すことで、炭素を土壌中に固定化することができる。
【０１７３】
前記実施形態では、本発明を、穀物乾燥機１と熱供給装置２とを備える穀物乾燥設備として説明した。
【０１７４】
これに対し、本発明は、既存の穀物乾燥機１に後付け可能な熱供給装置２のみを備えた構成であってもよい。
【０１７５】
この場合、熱交換器１３は、フレーム３７の出口３７ｂ側に、既存の穀物乾燥機１における空気入口１１の形状に対応する形状の出口３７ｂを有するフレーム３７を備える構成とし、更に、フレーム３７の出口３７ｂ側に、既存の穀物乾燥機１における空気入口１１に取り付けるための図示しない取付部、たとえば、フランジのような取付部を備えた構成とすればよい。この取付部は、既存の穀物乾燥機１における空気入口１１に設けられているフィルタ部や、フィルタ部を備えた蓋に代えて、空気入口に取り付け可能な構成を備えていてもよい。
【０１７６】
この場合、熱供給装置２の制御器２２は、第２の制御部２２ｂのみを備えて、第１の制御部２２ａを省略した構成とすればよい。また、この場合は、既存の穀物乾燥機１が、第１の制御部２２ａと同様の機能を有する制御器を備えていることが一般的であるため、流量制御部８３は、既存の穀物乾燥機１の制御器から、乾燥室４へ供給する熱風５の温度目標値と流量目標値を取得する機能を備えるようにすればよい。または、流量制御部８３は、穀物乾燥機１の水分計７８から受け取る水分計測値Ａと、温度計７９から受け取る熱風温度計測値Ｂを基に、乾燥室４へ供給する熱風５の温度目標値と流量目標値を求める機能を備えていてもよい。
【０１７７】
以上の構成としてある熱供給装置２によれば、既存の穀物乾燥機１に対する構造的な改造は、空気入口１１の上流側に熱交換器１３を取り付けるという構成のみで、穀物乾燥機１で穀物３の乾燥に用いる熱風５の熱源として、再生可能エネルギーである籾殻粉体燃料１５を利用することができて、化石燃料である灯油９の消費量の削減化を図ることができる。
【０１７８】
なお、熱供給装置２の適用対象となる既存の穀物乾燥機１は、乾燥対象となる穀物３が循環して通過する乾燥室４と、乾燥室４に熱風５を供給する熱風供給部６とを備え、更に、熱風供給部６が、乾燥室４に向けて気体を流通させる気体通路７と、化石燃料を使用する形式のバーナであって、燃焼ガス１０を気体通路７内に放出するよう気体通路７に設置された化石燃料バーナ８と、気体通路７における気体流通方向の上流端側に設けられた空気入口１１と、を備えた構成であれば、図１に示した以外の任意の形式の穀物乾燥機１に適用してもよい。
【０１７９】
なお、本発明は、前記実施形態にのみ限定されるものではない。
【０１８０】
穀物乾燥機１に備えられた化石燃料バーナ８は、灯油以外の化石燃料を使用するものであってもよい。
【０１８１】
各図に示した熱供給装置２における熱交換器１３、バイオマス燃料バーナ１４、温水ボイラ１６、貯湯槽１７の形状や、相対的なサイズは、図示するための便宜上のものであり、実際の形状や、サイズの比を反映したものではない。
【０１８２】
前記実施形態では、バイオマス燃料バーナ１４で燃焼させるバイオマス燃料として、籾殻の粉砕物である籾殻粉体燃料１５を用いる例を示した。これに対し、バイオマス燃料は、たとえば、間伐材、製材端材、剪定枝等の木質バイオマスを原料として破砕機で破砕処理して製造した破砕物（チップ）や、おが粉、木質バイオマスより製造したペレットなどを用いるようにしてもよい。更に、バイオマス燃料としては、籾殻と木質由来以外のバイオマスや、微生物由来のバイオマスを用いるようにしてもよい。
【０１８３】
バイオマス燃料バーナ１４および温水ボイラ１６は、バイオマス燃料として籾殻粉体燃料１５を使用することが考えられる場合は、図３に示した如き構成とすることが好ましいが、籾殻に由来する燃料を使用しないことが決まっている場合は、バイオマス燃料を使用できれば、図３に示した以外の構成を備えていてもよい。
【０１８４】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１８５】
１  穀物乾燥機
２  熱供給装置
３  穀物
４  乾燥室
５  熱風
７  気体通路
８  化石燃料バーナ
９  灯油（化石燃料）
１０  燃焼ガス
１１  空気入口
１３  熱交換器
１４  バイオマス燃料バーナ
１５  籾殻粉体燃料（バイオマス燃料）
１６  温水ボイラ
１７  貯湯槽
１８  温水供給ライン
１９  温水戻りライン
２０  ポンプ
２１  温水
２２  制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019060541.tif 000006