(57)【要約】【課題】チェックビンの内部に、高いエネルギー効率で小麦を冷却する熱交換機を組み込むことを可能にし、かつ、チェックビンに一時的に貯留する小麦の量の減少を可能な限り防止した穀粒の冷却装置を提供すること。【解決手段】冷却する空気を導入する空気供給装置と、導入された空気を穀粒の間を通過させて熱交換させる熱交換機本体と、熱交換して温度の上昇した空気を排出する空気排出装置とを有する穀粒の冷却装置において、空気供給装置から供給される空気を穀粒の間に導入して分散させる空気供給樋と、穀粒との間で熱交換を行って温度の上昇した空気を空気排出装置に排出する空気排出樋との対を熱交換機本体の内部に複数段に設け、この複数段の空気供給樋と空気排出樋との対が、少なくとも２組の空気供給装置と空気排出装置との対に接続されていることを特徴とする穀粒の冷却装置。【選択図】図１
2004074011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀粒を冷却するための空気を導入する空気供給装置と、この空気供給装置によって導入された空気を穀粒の間を通過させ、穀粒と空気との間で熱交換を行わせる熱交換機本体と、穀粒と熱交換を行って温度の上昇した空気を排出する空気排出装置とを有する穀粒の冷却装置であって、
前記空気供給装置から供給される空気を穀粒の間に導入して分散させる空気供給樋と、穀粒との間で熱交換を行って温度の上昇した空気を集めて前記空気排出装置に排出する空気排出樋との対が、前記熱交換機本体の内部に複数段に設けられており、
この複数段に設けられた空気供給樋と空気排出樋との対が、少なくとも２組の空気供給装置と空気排出装置との対にそれぞれ接続されていることを特徴とする穀粒の冷却装置。
【請求項２】
前記少なくとも２組設けられた空気供給装置と空気排出装置との対の少なくとも一つが、それぞれ外気に連通する給気ポンプと排気ポンプとを有しており、他の空気供給装置と空気排出装置との対の少なくとも一つが空気冷却装置とポンプとを有し、閉回路で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の穀粒の冷却装置。
【請求項３】
それぞれ外気に連通する前記給気ポンプと前記排気ポンプとを有する前記空気供給装置と空気排出装置との対において、前記給気ポンプと前記排気ポンプとの少なくとも一方が風量の調節が可能なポンプであって、前記空気供給装置で供給される空気量Ｑｉと前記空気排出装置で排出される空気量Ｑｏとをほぼ一致させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の穀粒の冷却装置。
【請求項４】
前記空気供給装置と空気排出装置との対における空気供給装置が、空気冷却装置によって所定の温度に冷却された空気を前記空気供給樋に供給する冷却空気供給装置であることを特徴とする請求項２または３に記載の穀粒の冷却装置。
【請求項５】
前記給気ポンプと前記排気ポンプとを有する前記空気供給装置と空気排出装置との対に接続される前記空気供給樋と空気排出樋との対の少なくとも一つが最上段に、前記閉回路で接続される前記空気供給装置と空気排出装置との対に接続される前記空気供給樋と空気排出樋との対の少なくとも一つが最下段に配置されており、最上段の空気供給樋と空気排出樋との対で主として潜熱による冷却を、最下段の空気供給樋と空気排出樋との対で主として顕熱による冷却を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の穀粒の冷却装置。
【請求項６】
前記空気供給樋と前記空気排出樋との断面形状が、いずれも中央部が上に凸であって下部が開放されている形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の穀粒の冷却装置。
【請求項７】
前記空気供給樋が下側に前記空気排出樋が上側に、それぞれ相互に平行であってかつ千鳥状に対をなして配置されていることを特徴とする請求項６に記載の穀粒の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穀粒を冷却するための空気を導入する空気供給装置と、この空気供給装置によって導入された空気を高温の穀粒の間を通過させて、穀粒と空気との間で熱交換を行わせる熱交換機本体と、高温の穀粒と熱交換を行うことによって温度の上昇した空気を集めて排出する空気排出装置とを有し、高温の穀粒を空気で冷却するようにした穀粒の冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製粉装置（ミル）によって小麦等の穀粒を製粉する際に、原料となる穀粒の温度が高いと粉砕能力が落ちて、製品となる小麦粉等の穀粉の歩留りが悪くなることは以前から知られていた。この現象は、夏などに暑い日が続くようになると顕著になるものであって、小麦を貯留する大型のサイロから搬送コンベアで搬送された小麦が、製粉するミルの直前で小麦を一時的に貯留するチェックビン（バッファのための小型のサイロ）に到達したときの温度が４０℃を超えるような高温になると、この高温の小麦を製粉した小麦粉の歩留りが明らかに悪くなる現象が生じていた。しかし、従来は、これは止むを得ないものとして格別の対策をとることもなく放置されていた。
【０００３】
実験の結果、この現象は、小麦を１０℃程度冷却して、３０℃程度の温度にすることによって大幅に改善されることが明らかになった。しかし、小麦を製粉する際には、１０ｔ／ｈｒ〜２０ｔ／ｈｒ程度の製粉能力を有する大型の製粉装置を使用するのが通例であり、小麦を貯留しているサイロも屋外に設置された非常に大型のものであって、この大型のサイロに貯留されている小麦全体をまとめて冷却するのでは非常に大型の冷却装置を必要とし、また、冷却された空気を小麦の間を通すことによってサイロの小麦全体を冷却するためには、空気冷却装置や送風装置が大型化するとともに、その後に、小麦をミルに搬送する搬送コンベアで再び温度が上昇するので、エネルギー効率が非常に悪いものとならざるを得なかった。
【０００４】
これに対しては、ミルの直前で小麦を一時的に貯留するチェックビンにおいて小麦を冷却することも考えられるが、通常のチェックビンの容量は、ミルへの供給量に換算すると数分〜十数分程度で消費する小麦を貯留する容量しかなく、製粉装置全体を収納している建物との関係もあって、チェックビンを大きくして容量を増加することも困難なことが多い。このため、チェックビンの内部に小麦を冷却する熱交換装置を配置するためには、短時間で効率よく冷却することが必要であり、冷却空気の風量を大きくして、エネルギー効率の高い冷却をすることが必要不可欠となる。
【０００５】
しかしながら、従来の穀粒の冷却装置は、単に冷却空気を送り込むだけのものが多く、短時間で効率よく、かつエネルギー効率の高い冷却をするための方法はほとんど検討されていなかった。そのため、従来の穀粒の冷却装置では、単に空気供給装置で適当な量の冷却空気を送り込むだけのものであって、空気供給装置から冷却空気を送り込み、空気排出装置で温度の上昇した空気を排出するように構成された穀粒の冷却装置でも、空気供給装置から導入される空気の温度や空気量および空気排出装置で排出される空気の温度や空気量はきちんと管理されておらず、熱交換機の内部における冷却空気の流れがどのようにエネルギー効率に関係するかについても全く考慮されていなかった。
【０００６】
本出願人は、この現状を解決するために、特願２００１−１９０７０６号「穀粒の冷却装置」により、従来技術よりも短時間で効率よく冷却でき、かつエネルギー効率の高い穀粒の冷却装置を提案した。この装置は、中央部が上に凸であって下部が開放されている断面形状の空気供給樋と空気排出樋とを、空気供給装置と空気排出装置とに接続して構成されており、この空気排出装置と空気供給装置との間を閉回路として外気の流入を防止し、穀粒と空気の間の熱交換を対向型の熱交換とすることによってエネルギー効率を高くし、温度が上昇した空気をふたたび空気冷却装置で冷却するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の「穀粒の冷却装置」をさらに効率化することを目的とするものであり、より具体的には、ミルに供給する小麦を一時的に貯留するバッファとしての小型のサイロであるチェックビンの内部に、さらに高いエネルギー効率で小麦を冷却することができる熱交換機を組み込むことを可能にするとともに、この熱交換機をチェックビンの内部に組み込むことによって、チェックビンに一時的に貯留する小麦の量が減少することを可能な限り防止した穀粒の冷却装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するため、本発明に係る穀粒の冷却装置は、穀粒を冷却するための空気を導入する空気供給装置と、この空気供給装置によって導入された空気を穀粒の間を通過させ、穀粒と空気との間で熱交換を行わせる熱交換機本体と、穀粒と熱交換を行って温度の上昇した空気を排出する空気排出装置とを有する穀粒の冷却装置であって、前記空気供給装置から供給される空気を穀粒の間に導入して分散させる空気供給樋と、穀粒との間で熱交換を行って温度の上昇した空気を集めて前記空気排出装置に排出する空気排出樋との対が、前記熱交換機本体の内部に複数段に設けられており、この複数段に設けられた空気供給樋と空気排出樋との対が、少なくとも２組の空気供給装置と空気排出装置との対にそれぞれ接続されていることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、前記少なくとも２組の空気供給装置と空気排出装置との対の少なくとも一つがそれぞれ外気に連通する給気ポンプと排気ポンプとを有しており、他の空気供給装置と空気排出装置との対の少なくとも一つが空気冷却装置とポンプとを有し、閉回路で接続されていることが好ましく、さらに、それぞれ外気に連通する前記給気ポンプと前記排気ポンプとを有する前記空気供給装置と空気排出装置との対において、前記給気ポンプと前記排気ポンプとの少なくとも一方が風量の調節が可能なポンプであって、前記空気供給装置で供給される空気量Ｑｉ　と前記空気排出装置で排出される空気量Ｑｏ　とをほぼ一致させるように構成することが好ましい。
【００１０】
また、前記空気供給装置と空気排出装置との対における空気供給装置が、空気冷却装置によって所定の温度に冷却された空気を前記空気供給樋に供給する冷却空気供給装置であることが好ましく、あるいは、前記給気ポンプと前記排気ポンプとを有する前記空気供給装置と空気排出装置との対に接続される前記空気供給樋と空気排出樋との対の少なくとも一つが最上段に、前記閉回路で接続される前記空気供給装置と空気排出装置との対に接続される前記空気供給樋と空気排出樋との対の少なくとも一つが最下段に配置されており、最上段の空気供給樋と空気排出樋との対で主として潜熱による冷却を、最下段の空気供給樋と空気排出樋との対で主として顕熱による冷却を行うことが好ましい。
【００１１】
さらに、前記空気供給樋と前記空気排出樋との断面形状が、いずれも中央部が上に凸であって下部が開放されている形状であることが好ましく、そして、前記空気供給樋が下側に前記空気排出樋が上側に、それぞれ相互に平行であってかつ千鳥状に対をなして配置されていることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の穀粒の冷却装置について、添付の図面に示される好適実施例に基づいて説明する。ここで、図１は本発明の一実施形態に係る穀粒の冷却装置を示す正面図、図２は同右側面図、図３は同左側面図、図４は空気供給樋と空気排出樋との配列を示す側断面図である。
【００１３】
本実施形態に係る穀粒の冷却装置は、穀粒、例えば小麦（本実施形態に係る穀粒の冷却装置は、小麦の製粉するミルに組み合わせて好適に使用されるものなので、以下、小麦を例にして説明する）を冷却するための空気を導入して、小麦と空気との間で熱交換を行わせることによって小麦を冷却するものであって、小麦の間を分散して通過するように空気を供給し、小麦と空気との間で熱交換する熱交換機本体１０として、小麦を貯留するサイロ、特に、小麦を製粉する直前に一時的に貯留するチェックビン１２を使用するものである。
【００１４】
そして、この熱交換機本体１０を構成するチェックビン１２の上部には、図示されていない大型のサイロから小麦を供給する搬入コンベア１４が設けられており、また、チェックビン１２の下部には、図示されていないミルに小麦を搬送する搬出コンベア１８が設けられており、この搬出コンベア１８に小麦を排出するロート状のダクト１６が設けられている。
【００１５】
ここで、前述したように、ミルを収納している建物との関係もあって、チェックビン１２の容量（特に高さ）を大きくすることができないことが多い。このため、搬入コンベア１４は、可能な限りチェックビン１２の容量（高さ）に制限を与えないように背の低い搬送コンベアとすることが望ましい。また、ダクト１６も、チェックビン１２の容量を可能な限り大きくするために、全高さの低いものとすることが望ましく、本実施形態では、チェックビン１２の底面を４分割し、そのそれぞれにダクト１６を設けてミルに小麦を搬送する搬出コンベア１８に接続して、この搬出コンベア１８内で４ヶ所のダクト１６から流出した小麦を合流させることによって、全高さの低いダクト１６を構成している。
【００１６】
チェックビン１２の両側面には、チェックビン１２に小麦を冷却するための空気を導入するための空気供給装置の一部となる給気管２０，２２と、小麦と熱交換を行って温度の上昇した空気を排出するための空気排出装置の一部となる排気管２４，２６とが配置されている。そして、本実施形態に係る給気管２０，２２および排気管２４，２６は、図２および図３からも明らかなように、それぞれ上下の２段に構成されており、給気管２０，２２に接続する接続部２０ａ，２２ａおよび排気管２４，２６に接続する接続部２４ａ，２６ａによってチェックビン１２に接続されている。
【００１７】
この給気管２０，２２に接続する接続部２０ａ，２２ａは、チェックビン１２の前後方向の幅全体に広がっており、小麦を冷却するための空気をほぼ均一な圧力および流量でチェックビン１２の内部に設けられた後述する空気供給樋２８に導入して小麦の間に分散させるように構成されている。また、排気管２４，２６に接続する接続部２４ａ，２６ａも、同様に、チェックビン１２の前後方向の幅全体に広がっており、小麦と熱交換を行って温度の上昇した空気を後述する空気排出樋３０で集めて回収し、チェックビン１２の幅方向の全体からスムーズに排出できるようになっている。
【００１８】
図４は、給気管２０，２２の接続部２０ａ，２２ａおよび排気管２４，２６の接続部２４ａ，２６ａにそれぞれ接続された空気供給樋２８と空気排出樋３０との配列を示す側面断面図である。図に示すように、熱交換機本体１０を構成するチェックビン１２の内側には、その断面形状が、中央部が上に凸であって下部が開放されている形状に形成された空気供給樋２８と空気排出樋３０とが、チェックビン１２の全幅にわたって、相互に平行に複数段にわたって並列して設けられており、図４から明らかなように、上側の空気排出樋３０の間の中央に下側の空気供給樋２８が配置されていて、空気供給樋２８と空気排出樋３０とは相互に千鳥状に配置されている。
【００１９】
空気供給樋２８は、給気管２０，２２から供給された空気を小麦の間に導入して分散させるものであり、また、空気排出樋３０は、小麦との間で熱交換を行って温度の上昇した空気を集めて排気管２４，２６から排出するものであって、空気供給樋２８が下側に、空気排出樋３０が上側に配置されている。そして、この下側の空気供給樋２８と上側の空気排出樋３０とで空気供給樋と空気排出樋との対３２となっており、空気供給樋と空気排出樋との対３２が上下に複数段にわたって配置されている。ここで、図４に示す実施形態では、この段数が２段となった図が示されている。
【００２０】
チェックビン１２の内部には、図示されていないが、一時的に貯留されている小麦が充満して流下しているので、空気供給樋２８から導入された小麦を冷却するための空気は、空気供給樋２８の下端から溢流するとともに、空気排出樋３０から吸引されているので、図４に矢印で示すように、小麦（図示されていない）の間を通過しながら上昇することによって熱交換を行い、小麦を冷却した後、空気排出樋３０で集められて排出される。
【００２１】
上段の空気供給樋と空気排出樋との対３２において、空気供給樋２８ａは、チェックビン１２の右側の側壁に設けられた開口部３４を介して給気管２０の接続部２０ａに連通しており、空気排出樋３０ａはチェックビン１２の左側の側壁に設けられた開口部３６を介して排気管２４の接続部２４ａに連通している。同様に、下段の空気供給樋と空気排出樋との対３２においても、空気供給樋２８ｂは給気管２２の接続部２２ａに、空気排出樋３０ｂは排気管２６の接続部２６ａに開口部（図示されていない）を介して連通している。
【００２２】
従って、上段の空気供給樋２８ａと上段の空気排出樋３０ａとにそれぞれ連通している上段の給気管２０と排気管２４の接続部２０ａ，２４ａも対になっており、同様に、下段の空気供給樋２８ｂと下段の空気排出樋３０ｂとにそれぞれ連通している下段の給気管２２と排気管２６の接続部２２ａ，２６ａも対になっている。そして、３段以上の空気供給樋２８と空気排出樋３０の対がチェックビン１２の内部に配置されているときには、それぞれの空気供給樋と空気排出樋との対に対応する同じ段数の給気管と排気管との対が設けられていて、それぞれ空気供給樋と空気排出樋に連通するように構成されている。
【００２３】
この上段の給気管２０と排気管２４との対を含む第１の空気供給装置と空気排出装置との対には、給気管２０の側に、モータ３８で駆動されるストレーナ４０付きの給気ポンプ４２が接続されており、一方、排気管２４の側にはモータ４６で駆動される排気ポンプ４８が接続されている。この給気ポンプ４２および排気ポンプ４８は、少なくとも一方が風量の調整可能な可変流量ポンプであって、後述するように、給気ポンプ４２と排気ポンプ４８との風量を一致させることができることが望ましい。また、給気管２０の側には、図示のように、空気冷却装置４４を設けて、冷却空気供給装置とすることもできる。
【００２４】
下段の給気管２２と排気管２６との対を含む第２の空気供給装置と空気排出装置との対は、空気供給装置と空気排出装置とが一連の閉回路で接続された構造を有しており、その中間にモータ５０で駆動される送風ポンプ５２と空気冷却装置５４とを有する閉回路で接続されていて、上述の空気排出装置の一部である排気管２６から排出された空気がそのまま空気冷却装置５４で冷却され、再び冷却空気となって空気供給装置の一部である給気管２２からチェックビン１２に供給される。
【００２５】
ここで、図１〜図３に示されている記号Ａ，Ｂは、図１において下段の給気管２２と上段の給気管２０の一部が重なっていて、配管の経路が不明確となっているのでこれを明らかにするもので、図１のＡと図２のＡとが接続され、図１のＢと図３のＢとが接続されることを示している。
【００２６】
さらに、この給気管２０および排気管２４には、風量調整ゲート２０ｂおよび２４ｂが設けられており、接続部２０ａから導入される小麦を冷却するための空気の風量と、接続部２４ａから排出される小麦と熱交換を行って温度の上昇した空気の風量とを調節可能としており、上段の空気供給樋２８ａと上段の空気排出樋３０ａにおける風量のバランスを調整することが可能となっている。なお、下段の空気供給樋２８ｂと下段の空気排出樋３０ｂにおける風量は、閉回路のため自動的に同一となる。
【００２７】
空気供給樋と空気排出樋との対３２を３段以上設けるときには、中間の段の空気供給樋と空気排出樋との対に、下段の空気供給樋２８ｂと空気排出樋３０ｂとの対と同様に、接続部２２ａおよび接続部２６ａと同様の接続部を設けて、第２の空気供給装置と空気排出装置との対と同様の空気供給装置と空気排出装置との対を接続する。あるいは、２段以上の接続部を一括してまとめ、第２の空気供給装置と空気排出装置との対に接続することもできる。このように構成することによって、エネルギー効率は低くなるが、新たな第２の空気供給装置と空気排出装置との対を設けることなく、安価に空気供給樋と空気排出樋との対の段数を増加することができる。
【００２８】
また、中間の段の空気供給樋と空気排出樋との対に、上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａとの対と同様に、接続部２０ａおよび接続部２４ａと同様の接続部を設けて、第１の空気供給装置と空気排出装置との対と同様の空気供給装置と空気排出装置との対を接続することも可能である。そして、２段以上の接続部を一括してまとめ、第１の空気供給装置と空気排出装置との対に接続することもできる。このように構成することによって、第２の空気供給装置と空気排出装置との対の場合と同様に、エネルギー効率は低くなるが、新たな第１の空気供給装置と空気排出装置との対を設けることなく、安価に空気供給樋と空気排出樋との対の段数を増加することができる。
【００２９】
本発明の穀粒の冷却装置は、以上に述べたように構成されており、上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａとの対に、小麦を冷却するための空気として、第１の空気供給装置と空気排出装置との対から、外気を直接または空気冷却装置４４で冷却した空気を供給し、熱交換機１０で小麦と熱交換を行って温度の上昇した空気を外気に排出する。
【００３０】
上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａとの対に、小麦を冷却するための空気として、外気を直接または空気冷却装置４４で冷却した空気を供給すると、クリーニングの際に小麦の表面に付着した水や小麦に含まれている水分が蒸発して、その潜熱で小麦を冷却することができる。この場合、供給される空気は乾燥していることが必要であり、必ずしも冷却された空気である必要はなく、エネルギー効率の点でも冷却する必要はない。
【００３１】
このように、上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａとの対によって小麦を冷却するときには、主として小麦の表面に付着した水や小麦に含まれている水分が蒸発して、その潜熱によって小麦が冷却され、空気排出樋３０ａから排出される空気は、湿度が高く、温度がチェックビン１２に投入される小麦の温度とほぼ同じ温度まで上昇した空気となる。もちろん、チェックビン１２に投入される小麦の温度は、前述したように、外気より高い温度となっているので、外気との温度差によって顕熱による冷却も生じるが、水分が蒸発することによって生じる潜熱で冷却される方がはるかに大きいものとなる。
【００３２】
また、下段の空気供給樋２８ｂと空気排出樋３０ｂとの対には、小麦を冷却するための空気として、第２の空気供給装置と空気排出装置との対から、閉回路で接続された空気冷却装置５４で冷却した空気を供給し、熱交換機１０で小麦と熱交換を行って温度の上昇した空気をふたたび空気供給装置に戻す。このように、下段の空気供給樋２８ｂと空気排出樋３０ｂとの対には、小麦を冷却するための空気として、閉回路に接続された空気冷却装置５４で所定の温度まで冷却した空気を供給するので、上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａとの対から供給された空気で冷却した小麦より温度が低く、熱交換機１０で小麦と熱交換を行って、小麦をさらに冷却することができる。
【００３３】
この場合には、主として空気と小麦の温度差による顕熱によって小麦が冷却される。もちろん、空気冷却装置５４で所定の温度まで冷却した空気は乾燥しているので、水分の蒸発によって潜熱による冷却も生じるが、上段の冷却において小麦が乾燥しているとともに、下段の空気供給樋２８ｂに供給される空気の温度が低いので、潜熱による乾燥は比較的わずかであって、主として顕熱によって小麦が冷却される。
【００３４】
以下に、実際の温度を例示して具体的に説明する。チェックビン１２に投入される小麦の温度を、前述したように４０℃とし、外気温を３０℃、冷却されてダクト１６から搬出される小麦の温度を３０℃に冷却するとすれば、搬送コンベア１４から４０℃の小麦がチェックビン１２に投入されて、チェックビン１２の内部を４０℃の小麦が流下する。
【００３５】
一方、チェックビン１２の内部の上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａとの対では、下側に空気供給樋２８ａが、上側に空気排出樋３０ａが対となって配置されているので、空気供給樋２８ａから供給された３０℃の外気は、下側の空気供給樋２８ａから上側の空気排出樋３０ａに向かって、流下する小麦の間を分散して、小麦の流れに対向して上昇するので、小麦と空気との熱交換は対向型の熱交換となって小麦を冷却する。
【００３６】
このとき、小麦を冷却する熱源としては、前述したように、小麦に付着した水や小麦に含まれる水分が蒸発して発生する潜熱と、小麦の温度（４０℃）と外気温（３０℃）との差による顕熱とがあるが、潜熱の方がはるかに大きい熱源となる。そして、この熱交換は対向型の熱交換となるので、空気流の上端（空気排出樋３０ａの下端）では、小麦に付着した水や小麦に含まれる水分の蒸発によって湿度が高くなり、ほぼ投入された小麦の温度（４０℃）にまで上昇した空気が空気排出樋３０ａに集められて排出される。
【００３７】
この冷却によって、小麦の温度が例えば３６℃まで下げられたとすると、下段の空気供給樋２８ｂと空気排出樋３０ｂとの対では、温度が３６℃まで下がった小麦を３０℃まで冷却すれば足りることになる。ここで、空気冷却装置５４で冷却された空気の温度を１０℃とすれば、下段の空気供給樋２８ｂから供給される１０℃の空気が流下する小麦の間を分散して上昇し、対向流型の熱交換となって３６℃の小麦を冷却することになり、比較的容易に３０℃まで冷却することができる。
【００３８】
以上の説明では、空気流による小麦との熱交換が対向流型の熱交換となることを前提として説明したが、実際には、第１の空気供給装置と空気排出装置との対による上段の空気供給樋と空気排出樋との対における空気の流れと、第２の空気供給装置と空気排出装置との対による下段の空気供給樋と空気排出樋との対における空気の流れとがチェックビン１２の内部で混合すると、十字流型の熱交換となってエネルギー効率が低下する。このため、本実施形態では、空気供給装置から供給される空気の風量Ｑｉ　と空気排出装置から排出される空気量Ｑｏ　を一致させて、それぞれの空気供給樋と空気排出樋との対から漏洩する空気流を無くすように配慮している。
【００３９】
すなわち、第１の空気供給装置と空気排出装置との対においては、給気ポンプ４２または排気ポンプ４８の少なくとも一方に風量の調節可能な可変流量ポンプを使用しているので、給気ポンプ４２と排気ポンプ４８との風量（質量風量）を一致させることが可能になっており、熱交換機本体１０に供給される空気量と排出される空気量を一致させて、熱交換機本体１０の内部での空気量の増減をなくして、熱交換機本体１０の内部に空気が出入することをなくすことができる。
【００４０】
一方、第２の空気供給装置と空気排出装置との対においては、下段の空気排出樋３０ｂに接続する接続部２６ａと空気供給樋２８ｂに接続する接続部２２ａとが、閉回路によって空気冷却装置５４および送風ポンプ５２に接続されているので、空気排出樋３０ｂから排出される空気の風量（質量風量）は、閉回路の途中で空気冷却装置５４で冷却されたとしても、空気供給樋２８ｂから供給される空気の風量（質量風量）と常に一致するので、熱交換機本体１０の内部に空気が出入することは生じない。
【００４１】
さらに、給気管２０および排気管２４に設けられた風量調整ゲート２０ｂおよび２４ｂによって、接続部２０ａから供給される小麦を冷却するための空気の風量と接続部２４ａから排出される小麦と熱交換を行って温度の上昇した空気の風量を調節して、上段の空気供給樋２８ａから供給される空気の風量（質量風量）と空気排出樋３０ａで回収して排出される空気の風量（質量風量）一致させることができる。
【００４２】
上段の給気管２０と排気管２４との対を含む第１の空気供給装置と空気排出装置との対と、下段の給気管２２と排気管２６との対を含む第２の空気供給装置と空気排出装置との対との間との風量の差が大きく、これによって、上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａと、下段の空気供給樋２８ｂと空気排出樋３０ｂとの間に空気の流れが生じることを防止するためには、第２の空気供給装置と空気排出装置との対に閉回路で連通した送風ポンプ５２の駆動モータ５０の回転数をインバータ（図示されていない）で変更し、あるいは送風ポンプ５２の下流に風量調整ゲート（図示されていない）を設けることによって、上段と下段との風量を一致させることができる。
【００４３】
従って、本実施形態では、給気管２０，２２から供給される空気量Ｑｉと排気管２４，２６から排出される空気量Ｑｏをそれぞれ一致させることができるので、上段の空気供給樋２８ａから供給された空気は全て空気排出樋３０ａから排出されることになり、下段の空気供給樋２８ｂから供給された空気は閉回路で連通された空気排出樋３０ｂから全て排出されるので、理論上は、上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａとの対と、下段の空気供給樋２８ｂと空気排出樋３０ｂとの対との間に空気の流れが生じないことになる。
【００４４】
このように上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａとの対と、下段の空気供給樋２８ｂと空気排出樋３０ｂとの対との間の空気の流れがほとんど生じなくなるように構成すると、熱交換が行われる際の小麦と空気の流れは、図４に示すように、チェックビン１２内を流下する小麦（図示されていない）に対して対向するように空気が流れ、ほぼ完全な対向流型の熱交換となって、短時間でかつエネルギー効率の高い冷却を行うことができる。
【００４５】
そして、このように構成すると、第１の空気供給装置と空気排出装置との対から小麦を冷却するための空気を供給して排出する上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａとの対では、通常、小麦より温度の低い外気をそのままあるいは適宜冷却して供給し、小麦と熱交換して湿度が高くなり温度が上昇した空気はそのまま外気に放出するので、エネルギー効率の高い冷却を行うことができる。
【００４６】
一方、閉回路を通じて接続された第２の空気供給装置と空気排出装置との対から小麦を冷却するための空気を供給して排出する下段の空気供給樋２８ｂと空気排出樋３０ｂとの対では、小麦と熱交換を行って外気温とほぼ同じか外気温よりも高い温度に上昇した空気を冷却しなければならないので、冷却する温度差は大きくなるが、熱交換が行われる際の小麦と空気の流れをほぼ完全な対向流型の熱交換とすることによって、平行流型や十字流型の熱交換に比べて、はるかに高いエネルギー効率で熱交換することができる。
【００４７】
また、小麦を冷却する空気を全て閉回路で循環させる方法に比べると、上段の空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａとの対で一旦冷却された小麦をさらに冷却すれば足りるので、小麦と熱交換を行うことによって上昇する空気の温度は格段に低くなって、エネルギー効率を高くすることができる。
【００４８】
空気供給樋と空気排出樋との対を３段以上に構成するときには、中段および最下段の空気供給樋と空気排出樋との対を第２の空気供給装置と空気排出装置との対に接続して、中段および最下段の空気供給樋と空気排出樋との対を閉回路を通じて小麦を冷却する空気を供給，排出する空気供給樋２８ｂと空気排出樋３０ｂとの対とすることが望ましい。このように構成すると、閉回路で連通された空気供給樋と空気排出樋との対に接続される空気供給樋２８ｂと空気排出樋３０ｂとの対が複数段になり、小麦と空気の流れを対向流型の熱交換に維持することがより困難になるが、外気に開放されている空気供給樋２８ａと空気排出樋３０ａによって潜熱で冷却した小麦をさらに冷却空気で２段階にわたって冷却するので、冷却する温度差が小さくなり、エネルギー効率をより高くすることができる。
【００４９】
そして、この熱交換機は、ミルに供給する小麦を一時的に貯留するバッファとしての小型のサイロであるチェックビンの内部に、空気供給樋と空気排出樋を組み込むことによって熱交換機としたものであって、チェックビンに一時的に貯留する小麦の量が減少することを可能な限り防止した穀粒の冷却装置を提供することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明に係る穀粒の冷却装置は、穀粒を冷却するための空気を導入する空気供給装置と、この空気供給装置によって導入された空気を穀粒の間を通過させ、穀粒と空気との間で熱交換を行わせる熱交換機本体と、穀粒と熱交換を行って温度の上昇した空気を排出する空気排出装置とを有する穀粒の冷却装置において、空気供給装置から供給される空気を穀粒の間に導入して分散させる空気供給樋と、穀粒との間で熱交換を行って温度の上昇した空気を集めて空気排出装置に排出する空気排出樋との対が、熱交換機本体の内部に複数段に設けられており、この複数段に設けられた空気供給樋と空気排出樋との対が、少なくとも２組の空気供給装置と空気排出装置との対にそれぞれ接続されているので、熱交換が行われる際の小麦と空気の流れを対向流型の熱交換とすることができ、高いエネルギー効率で小麦を冷却することができる熱交換機を組み込むことを可能にするとともに、この熱交換機をチェックビンの内部に組み込むことによって、チェックビンに一時的に貯留する小麦の量が減少することを可能な限り防止した穀粒の冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態に係る穀粒の冷却装置の構成例を示す正面図である。
【図２】図１に示した穀粒の冷却装置の右側面図である。
【図３】図１に示した穀粒の冷却装置の左側面図である。
【図４】空気供給樋と空気排出樋との配列を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１０　熱交換機本体
１２　チェックビン
１４　搬入コンベア
１６　ダクト
１８　搬出コンベア
２０，２２　給気管
２０ａ，２２ａ　接続部
２０ｂ　風量調整ゲート
２４，２６　排気管
２４ａ，２６ａ　接続部
２４ｂ　風量調整ゲート
２８　空気供給樋
３０　空気排出樋
３２　空気供給樋と空気排出樋との対
３４，３６　開口部
３８，４６，５０　モータ
４０　ストレーナ
４２　給気ポンプ
４４，５４　空気冷却装置
４８　排気ポンプ
５２　送風ポンプ
【図１】
2004074011.tif 000003
【図２】
2004074011.tif 000004
【図３】
2004074011.tif 000005
【図４】
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