(57)【要約】【課題】  簡単な方法で生成した一定湿度の乾燥用空気を利用して穀類を高品質で乾燥させると共に、太陽熱を有効活用できる穀物除湿乾燥方法およびその装置を提供する。【解決手段】  温室ハウス１を区画して形成した乾燥室１３内に３列の乾燥箱２を配置し、各列の乾燥箱２をそれぞれ約３日間で乾燥処理する。この場合、乾燥処理１日目の高湿度排気、乾燥処理２日目の中湿度排気、および、乾燥処理３日目の低湿度排気を混合して、これらの混合した排気を太陽光受光シート１０または加温機により加温して、一定湿度の乾燥用空気を生成する。そして、一定湿度の乾燥用空気は、穀物の乾燥用空気として、乾燥用送風機４から送風ダクト３を介して乾燥箱２に送風され穀物を除湿乾燥させた後、高湿度ないし低湿度の排気として、乾燥室１３から、受光結露室１４、送風機室１５へと循環されて再利用される。【選択図】  図２
2005337568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温室ハウスを区画して形成した乾燥室に３列の乾燥箱を配置し、各列の乾燥箱をそれぞれ約３日間で乾燥処理する穀物除湿乾燥方法であって、乾燥処理１日目の高湿度排気、乾燥処理２日目の中湿度排気、および、乾燥処理３日目の低湿度排気を混合し、この混合した排気を太陽光受光シートまたは加温機により加温して一定湿度の乾燥用空気を生成し、この一定湿度の乾燥用空気を、穀物の乾燥用空気として再利用することを特徴とする穀物除湿乾燥方法。
【請求項２】
温室ハウス内に配置した穀物除湿乾燥装置であって、該穀物除湿乾燥装置は、前記温室ハウス内を区画して形成した乾燥室に配置した３列の乾燥箱と、各列の乾燥箱から排出される乾燥処理後の排気を混合する混合手段と、この混合手段の下流側に設けられ、乾燥処理後の排気を再利用するために加温して一定湿度の乾燥用空気を生成する太陽光受光シートまたは加温機からなる加温手段と、を備えることを特徴とする穀物除湿乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡便な方法で一定湿度の乾燥用空気をつくり、穀類を高品質で乾燥させ、かつエネルギーを有効に活用する温室ハウス内の穀物除湿乾燥方法およびこの方法に使用する穀物除湿乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の穀物除湿乾燥方法またはその装置として、特許文献１に係る穀類乾燥方法およびその装置では、乾燥箱と、送風装置と、ドライエアージョネレータ（ＤＡＧ）と、制御盤からなる除湿乾燥装置を構成し、変化する外気条件に対応してＤＡＧを制御するために、外気温度センサ、外気湿度センサ、送風温度センサ、送風湿度設定機、圧力設定機、ＤＡＧコントローラ、送風機コントローラ、インバータ、湿度調整弁などを備えて、送風量とコンプレッサを制御して、穀物の平衡水分に相当する除湿乾燥空気を得ている。
しかしながら、特許文献１の除湿乾燥装置では、各種センサや制御機器などを用いているため、装置全体のコストが高くなってしまう。また、１つの機器が故障すると、装置全体が機能しなくなり、適正な除湿乾燥空気を生成できないため、穀物の品質の劣化を招いてしまうおそれがある。また、特許文献１の除湿乾燥装置では、籾の乾燥過程において、終期の排気湿度は７０％程度であるが、特に、初期の排気湿度は９０％以上、中期の排気湿度は８５％程度であり、これらの排気湿度は、標準設定である外気設計条件８０％よりも高い排気湿度であるため、初期および中期の高湿度の排気を再利用すると、乾燥させた穀物を吸湿させてしまうおそれがある。
【０００３】
また、特許文献２に係る穀物の除湿乾燥制御方法では、外気用温度センサ、外気用湿度センサ、乾燥用空気湿度センサを備えたコントロール装置を用いて、除湿機、加温機を制御して穀物の平衡水分相当湿度の乾燥用空気を送風している。そして、特許文献２の穀物の除湿乾燥制御方法では、籾乾燥の場合、外気湿度が設定湿度６０％以下の５０％位では、送風機のみの運転をするため下層が過乾燥になり品質の劣化を招くおそれがある。
また、特許文献２の穀物の除湿乾燥制御方法では、外気温度２０℃、外気湿度９０％の条件で小麦平衡水分相当湿度約５０％の乾燥用空気を生成するケースを想定すると、一般的な除湿能力つまりヒートポンプの成績係数４．４の除湿機（消費電力６．７ＫＷ、除湿能力２０．３Ｋｇ／ｈ）で、３８０ｍ3／ｍｉｎの送風量の場合、送風機通過後の空気は、２３．６℃、湿度６０．２％となる。次に、この送風機通過後の空気を加温器で２８．９℃に加温すると湿度５０％となり、この乾燥用空気を使用して排気湿度が９５％になると、排気温度は２１．６℃となり、外気温度２０℃よりも高くなるため、穀物の上層部で結露して、穀物の劣化を招くおそれがある。
【０００４】
特許文献３に係る穀物の乾燥方法では、外気温度、外気相対湿度、穀物を通過した排気温度および排気相対湿度の４つの要素の高低を、検出器、除湿機運転判断部で判断させて、排気をリサイクル或は放出して乾燥効率を図っている。また、穀物の安全風量比を確保するために種々のケースを想定して複雑な制御をしている。
しかしながら、特許文献３に係る穀物の乾燥方法では、粉塵の多い、湿度の高い環境で使用する場合、検出器が備える湿度センサの感湿部が結露して、感湿部に粉塵が付着して、感知湿度の数値に大きな誤差が生じて、設定湿度より高い湿度で乾燥運転したり、乾燥不足となったり、あるいは、設定湿度が低すぎて、過乾燥となったり、その結果、品質の劣化を招くおそれがある。
また、特許文献４に係る穀物の乾燥貯留用建家では、排気の温度および湿度と、外気条件を比較して、排気条件が外気条件よりよい場合には、外壁テントおよび内壁テントに設けた連通窓を開閉することにより、排気を利用することができるが、昼夜により温度および湿度が激しく変化する場合、連通窓の開閉操作が煩雑となり、作業者の負担が極めて大きくなってしまう。
【特許文献１】特公平６−４１８３２号公報
【特許文献２】特公平７−７２６６６号公報
【特許文献３】特許第３２７１０２６号公報
【特許文献４】特許第３２５２２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
今後益々国際化が進み、米などの穀類の更なる関税引き下げが要求され、国産米はさらに厳しい価格競争を強いられる状況にある。そこで、集約化を図り、大規模農家および担い手農家の育成、そしてそれらの農家の経営支援をする施策が打ち出されているが、日本の食料自給率の維持、向上のためには、米を初めとして全ての農作物の生産コストの低減が重要な課題となっている。
一方、米を中心とした穀類乾燥施設も火力乾燥を導入してから４０年余経過し、一部除湿乾燥も普及しているが、未だに火力乾燥が主流となっている。今後の環境問題などを考えた場合、いつまでも化石エネルギーだけに依存するわけにはいかない。もっと環境に配慮した自然エネルギーの活用を考慮する必要がある。
また、国内の穀類乾燥施設は、米が主流で、一部麦や大豆などを乾燥している施設も存在するが、総じてカントリーエレベータを除く乾燥施設の稼働日数は年間２０日から４０日程度と非常に低い状況にある。そこで、穀類乾燥時期以外の約１１ヶ月間を穀類以外の農産物生産に利用できれば生産コスト低減につながることが期待できるが、現状では、日本農業の経営基盤向上に貢献する穀類乾燥施設は存在しない。
このような状況をみると、安全風量比確保のために簡単な制御を導入し、必要なスイッチ操作だけで自動的に乾燥処理が進行し、所定時間後に乾燥処理が終了するという簡単な穀物乾燥施設が望まれる。このような穀物乾燥施設であれば、その日に収穫した穀物を乾燥施設に搬入した後は、自動的に乾燥処理が進行するので、作業効率が向上し、生産コスト低減に資することになる。
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、除湿機、乾燥箱、加温機および送風機を備えた穀物除湿乾燥装置を、太陽熱利用の温室ハウス内に設置し、自然エネルギーと排気を有効活用して、簡単な操作で、かつ、低建設費でランニングコストを低減させることができる高品質の穀物除湿乾燥方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の穀物除湿乾燥方法に係る発明は、温室ハウスを区画して形成した乾燥室に３列の乾燥箱を配置し、各列の乾燥箱をそれぞれ約３日間で乾燥処理する穀物除湿乾燥方法であって、乾燥処理１日目の高湿度排気、乾燥処理２日目の中湿度排気、および、乾燥処理３日目の低湿度排気を混合し、この混合した排気を太陽光受光シートまたは加温機により加温して一定湿度の乾燥用空気を生成し、この一定湿度の乾燥用空気を、穀物の乾燥用空気として再利用することを特徴とする。
また、上記課題を達成するために、請求項２に記載の穀物除湿乾燥装置に係る発明は、温室ハウス内に配置した穀物除湿乾燥装置であって、該穀物除湿乾燥装置は、前記温室ハウス内を区画して形成した乾燥室に配置した３列の乾燥箱と、各列の乾燥箱から排出される乾燥処理後の排気を混合する混合手段と、この混合手段の下流側に設けられ、乾燥処理後の排気を再利用するために加温して一定湿度の乾燥用空気を生成する太陽光受光シートまたは加温機からなる加温手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の穀物除湿乾燥方法に係る発明によれば、温室ハウスを区画して形成した乾燥室内に配置した３列の乾燥箱を、それぞれ約３日間で乾燥処理する場合、乾燥処理１日目の高湿度排気、乾燥処理２日目の中湿度排気、乾燥処理３日目の低湿度排気を混合した後に、この混合した排気を、太陽光受光シートまたは加温器を利用して加温処理するだけで、一定湿度の穀物の乾燥用空気として再利用することができるので、外気条件にかかわらず低コストで高品質の穀物の乾燥処理を行うことができる。
また、請求項２に記載の穀物除湿乾燥装置に係る発明によれば、温室ハウス内を区画して形成した乾燥室に配置した３列の乾燥箱と、各列の乾燥箱から排出される排気を混合する混合手段と、この混合手段の下流に、乾燥処理後の排気を加温して一定湿度の乾燥用空気を生成する太陽光受光シートまたは加温機からなる加温手段を設けたので、外気条件にかかわらず低コストで高品質の穀物の乾燥処理を行うことができる穀物除湿乾燥施設を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、太陽熱利用の温室ハウス内に、除湿機、乾燥箱、加温機および送風機を備えた穀物除湿乾燥装置を設置した穀物除湿乾燥施設、特に、温室ハウス内を区画して形成した乾燥室内に３列の乾燥箱を配置した穀物除湿乾燥施設に係る実施の形態を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４に示すように、温室ハウス１は、図示しないハウス骨組で構成された山形状屋根および壁がガラスまたは透明シートなどの被覆材で被覆されており、この温室ハウス１内に、屋根との間に適宜の空間を形成するように太陽熱を回収する太陽光受光シート１０を配設すると共に、温室ハウス１内の床面と太陽光受光シート１０との間に間仕切り１６を設けている。ここで、太陽光受光シート１０が、本発明の「加温手段」を構成する。
そして、太陽光受光シート１０と間仕切り１６により区画形成された温室ハウス１内の空間が乾燥室１３に、また、屋根と太陽光受光シート１０との間の温室ハウス１内の空間が受光結露室１４に、さらに、乾燥室１３と受光結露室１４を除いた温室ハウス１内の他の空間が送風機室１５に、それぞれ形成されている。
ここで、送風機室１５の上方は、受光結露室１４と連通されているため、乾燥室１３から排出された乾燥処理後の排気は、受光結露室１４を通過する際に、太陽光受光シート１０で回収された太陽熱により加温されて除湿された後、送風機室１５に導かれて、一定湿度の乾燥用空気として乾燥用送風機４により再び乾燥箱２に供給されて再利用される。
また、後述するように、乾燥室１３内に３列の乾燥箱２を配置した場合、各列の乾燥箱２から排出される各排気は、乾燥室１３内あるいは乾燥室１３から受光結露室１４に導入される過程で混合されるので、乾燥室１３あるいは乾燥室１３から受光結露室１４に至る流通路が、本発明の「混合手段」を構成する。
【０００９】
乾燥室１３の上部に配設された太陽光受光シート１０は、温室ハウス１の屋根の形状とほぼ同様の山形状に形成され、ハウス骨組に取付けられた太陽光受光シート受け材１１により支持されている。また、太陽光受光シート１０は、一端が間仕切り１６の上部に連結されると共に、他端は温室ハウス１のシャッター９が設けられた外壁内面付近まで延長されているが、太陽光受光シート１０の他端と外壁内面との間には適宜間隔の隙間が形成されている。そして、図２に示すように、乾燥箱２内の穀物を乾燥処理した後の排気が、隙間を介して実線矢印のように循環されると共に、シャッター９の開状態で換気用送風機８を作動させることにより、破線矢印のように換気用空気を流通させるようにしている。この換気用送風機８は、送風機室１５を形成する温室ハウス１の外壁面の上方に設置されており、乾燥用空気の湿度の下がり過ぎを防止するために運転される。
また、太陽光受光シート１０の両側部はそれぞれ下方に傾斜して延設されて、それぞれの側端部は、温室ハウス１の外壁内面と太陽光受光シート受け材１１との間に設けられた結露水受樋１７に接続されている。この場合、太陽光受光シート１０は、山形状の太陽光受光シート受け材１１に支持されているため、太陽光受光シート１０の表面に結露した結露水は、結露水受樋１７に向けて流れた後、結露水受樋１７に案内されて屋外に排出され、乾燥箱３の上に落下することがない。
【００１０】
乾燥室１３の床面には、３列の乾燥箱移動レール１２が敷設されており、１列で１日分の収穫量を処理できるように各乾燥箱移動レール１２上に複数個の乾燥箱３が移動自在に配置される。本実施の形態では、３列の乾燥箱移動レール１２が敷設され、各乾燥箱移動レール１２上にそれぞれ７つの乾燥箱２を配置して、３日分の収穫量の穀物の乾燥処理を一度に行うことができるようにしている。
そして、各乾燥箱移動レール１２と並列にそれぞれ送風ダクト３が併設されており、これらの送風ダクト３は、図示しないフレキシブルダクトを介して各乾燥箱２に着脱自在に接続される。各送風ダクト３の乾燥用送風機４側には、風量調節用の送風ダンパー５が、それぞれ間仕切り１６付近に設けられている。これらの送風ダンパー５は、乾燥処理する穀物の種類により送風空気量を調整する場合に使用される。
【００１１】
送風機室１５には、各乾燥箱移動レール１２と各送風ダクト３に対応させて、乾燥用送風機４、除湿機６および加温機７が、それぞれ配設されている。各乾燥用送風機４は、それぞれ間仕切り１６付近で送風ダクト３に接続されている。そして、各乾燥用送風機４に、それぞれ除湿機６および加温機７が接続されている。
本実施の形態では、除湿機６は、後述する除湿能力や消費電力が定格の機種を使用して、湿度制御は不要としているが、種々の除湿能力や消費電力を備えた除湿機を使用することもできる。
また、加温機７は、太陽光の受熱エネルギーと同等の熱量を供給できるものであり、化石エネルギー、電気エネルギー、バイオエネルギーなどの適宜のエネルギーで作動されるが、除湿乾燥装置の処理能力を考慮して、一定湿度の乾燥用空気を供給できるように温度設定されており、本発明の「加温手段」を構成する。なお、太陽光は断続的に得られることがあるので、太陽光の強さを判定する日射計を設置して、日射量に対応させて加温機７を制御することもできる。
なお、本実施の形態では、各乾燥箱移動レール１２に合わせて、乾燥用送風機４、除湿機６および加温機７をそれぞれ１台ずつ３組に配設しているが、大容量の乾燥用送風機４、除湿機６および加温機７を１台ずつ設置して、各列の送風ダクト３に接続することもできる。
【００１２】
また、温室ハウス１の送風機室１５とは反対側の壁面には、乾燥箱２の搬出入および換気用のシャッター９が設けられている。そして、乾燥室１３内に乾燥箱２を搬入する際には、シャッター９を開放した状態で、フォークリフトなどを利用して乾燥箱２を乾燥箱移動レール１２上に載置した後、人力または適宜の動力で乾燥箱２を乾燥箱移動レール１２上で移動させて、次々と送風機４側に整列させる。その後、各乾燥箱２を送風ダクト３に接続させると共に、シャッター９を閉じて、乾燥用送風機４などの運転スイッチを操作することにより、穀物の乾燥処理作業が開始されることになる。
一般に、太陽光を利用できる時間は１日当り６時間程度であり、夜間運転の際に除湿乾燥装置の監視をしない場合には、乾燥用空気の循環による温度上昇があるので、乾燥用空気の湿度の下がり過ぎを防止するために、約６時間おきに換気用送風機８を運転してシャッター９を自動的に開閉させるようにしている。
【００１３】
次に、本実施の形態に係る穀物除湿乾燥装置を利用した穀物の乾燥処理について説明する。
まず、収穫した穀物をコンバインのタンクよりトラックに積まれた乾燥箱２に移し替えて、乾燥箱２を圃場から穀物除湿乾燥施設である温室ハウス１まで運搬する。その後、温室ハウス１のシャッター９を開放して、フォークリフトなどを利用して乾燥箱２を乾燥室１３内の乾燥箱移動レール１２上に降ろし、人力または適宜の動力で送風機４側に移動させて整列させる。
そして、各乾燥箱２を送風ダクト３に接続すると共にシャッター９を閉めた後に、乾燥用送風機４、除湿機６、加温機７および換気用送風機８の運転スイッチを入れて、その列の各乾燥箱２に接続した送風ダクト３に乾燥用空気を供給して、乾燥箱２内に収容した穀物の乾燥処理作業を開始する。なお、太陽光が存在する場合は、加温機７を作動させる必要はない。
そして、約３日間の乾燥処理が終了した時点で、穀物の含水率を測定し、規定水分に乾燥していれば、その列の乾燥用送風機４、除湿機６および加温機７の運転を停止して、穀物の乾燥処理作業を終了する。
その後、乾燥処理後の乾燥箱２をシャッター９側に移動させて、フォークリフトなどで籾摺り室へ移送して籾摺り袋詰め出荷、あるいは貯留施設へ投入し一次貯留させる。
このように、本実施の形態では、コンバイン袋を一袋ずつ開き、荷受ホッパーに投入する作業、またはコンテナから荷受けホッパーへ投入する粉塵の多い環境での作業が解消される。
また、太陽光を受光できない雨天の日や夜間は加温機７を運転させるが、太陽光を受光できる場合には加温機７の運転を停止させるだけでよい。さらに、温室ハウス１内の換気は、時間設定して、換気用送風機８の運転とシャッター９の開閉を自動的に連動させることができるため、夜間の監視作業は不要となる。
そして、本実施の形態では、乾燥室１３内に３列の乾燥箱移動レール１２が敷設されており、各列の乾燥箱２内の穀物は、それぞれ約３日間で乾燥処理される。
その場合、例えば、一列目の乾燥箱２から乾燥処理３日目の低湿度排気が、二列目の乾燥箱２から乾燥処理２日目の中湿度排気が、また、三列目の乾燥箱２から乾燥処理１日目の高湿度排気が、それぞれ排出されるように、各列は１日ずつずらして乾燥処理される。
【００１４】
次に、各列の乾燥箱２内の穀物の乾燥処理を、約３日間で乾燥処理する場合に、前提となる乾燥用空気の湿度変化について説明する。
図５のグラフに示すように、例えば、従来のドライエアージェネレータ（ＤＡＧ）による籾の除湿乾燥の場合、湿度５７〜６５％の乾燥用空気（図５の乾燥湿度の変位を表す線）は、乾燥用送風機から乾燥箱へ送風されると、乾燥箱内の穀物の水分を除去して、初期は湿度９５％以上で排気（図５の排気湿度の変位を表す線）され、その後、約４０時間経過後に湿度約９０％程度となり、さらに、約４８時間の乾燥時間が経過すると湿度８５％程度となり、最終的に約７２時間（３日間）の乾燥時間が経過する乾燥終了時には湿度６５％程度の排気となる。
このように、外気温度（図５の外気温度の変位を表す線）および外気湿度（図５の外気湿度の変位を表す線）が大きく変化しても、排気湿度は大きく変化することなく、なだらかなカーブで変化することがわかる。
【００１５】
そして、図６のグラフに示すように、例えば、乾燥室内の３列の乾燥箱に収容した籾を、各列をそれぞれ２４時間ずつずらして、含水率２４％から除湿乾燥する場合、各列の乾燥箱の除湿乾燥時間は２４時間ずつずれるため、３列分を混合した混合排気の湿度は、図６のグラフ及び図７のグラフと表に示すように、初期は９１％台、中期は８６％台、終期は８１％台、平均で約８６．６％になる。
したがって、３列の乾燥箱内の籾を乾燥処理した後の排気を混合した混合排気の湿度差は２４時間を通じて１０％程度であり、外気温度や外気湿度などの外気条件が大きく変化しても、平均湿度約８６．６％の一定湿度の混合排気を作り出すことが可能となることがわかる。
しかしながら、各列の乾燥箱に収容した籾の除湿乾燥時間を２４時間ずつずらした場合、３列の排気を混合した混合排気の湿度は、２４時間を通じて１０％程度変化するため、平均湿度約８６．６％の混合排気を送風すると、図８のグラフと表に示すように、籾の下層の含水率は２４．７％から１３．８％に、また、籾の上層の含水率は２４．７％から１５．９％となり、下層の籾に比べて上層の籾は乾燥されないことがわかる。
【００１６】
そこで、本実施の形態では、平均湿度約８６．６％の混合排気を、太陽熱を回収する受光シート１０または加温機７により加温して、設定湿度約６０％の乾燥用空気を生成して、この一定湿度の乾燥用空気を再利用（循環）するようにした。
ここで、平均湿度約８６．６％の混合排気を加温する場合、昼間は、太陽光受光シート１０で太陽熱を回収して利用すると共に、除湿機６および乾燥用送風機４の供給熱量が放熱量よりも多いため、混合排気を循環させてある程度時間が経過すると、混合排気の温度が高くなり、水分を多く含む空気状態に変化して、かなりの結露状態となる。
しかしながら、太陽光受光シート１０が、乾燥箱２の上方に配設されているので、結露水は温室ハウス１の壁側に案内されて結露水受樋１７から屋外に排出され、乾燥箱２内の穀物の上層に落下することはない。
また、夜間は、太陽光の代りに加温機７を利用して、太陽光と同等の熱量を供給する。この場合、混合排気は温室ハウス１上部で結露することにより湿度が低下し、また、結露時の凝縮熱は混合排気に還元されて除湿機６に導入されるため、除湿機６の負荷は小さくなり、省エネにも資することとなる。
従来の穀物除湿乾燥装置では、外気温度が低い場合、除湿機の除湿能力が低下し、一定湿度の乾燥用空気を得ることができないため乾燥時間がかなり延長され、翌日の収穫に支障をきたすことがあったが、本発明の実施の形態に係る穀物除湿乾燥装置を利用することにより、低温時の乾燥処理も可能となる。
【００１７】
以下、図９〜図１５に基づいて、本実施の形態で得られる湿度約６０％の一定湿度の乾燥用空気の算出方法を説明する。
まず、具体的数値を用いて、図９〜図１１の表に示す乾燥用空気の湿度（約６０％）を算出する計算式を説明する。
（イ）基本となる符号および式は以下の通りである。
（１）除湿機消費電力の付加熱量：Ｑ１＝Ｐ１＊８６０(Kcal/h)、Ｐ１：除湿機消費電力      (KW)
（２）乾燥用送風機消費電力の付加熱量：Ｑ２＝Ｐ２＊８６０＊η１＝６０２＊Ｐ２(Kca      l/h)、Ｐ２：送風機消費電力(KW)、η１(空気への熱伝達率)＝０．７
（３）太陽光受熱量：Ｑｓ＝ｑｓ＊Ａ１＊η２＝１４４＊Ａ１(Kcal/h)、ｑｓ(籾の収穫      時期の平均的日射量)：３６０(Kcal/h/m2)、η２(太陽光集熱効率)＝０．４      、Ａ１：太陽光集熱面積(m2)
（４）放熱量：ＱＬ＝ｈ＊Ａ２＊(ｔ３−ｔ０)＝３．２＊Ａ２＊(ｔ３−ｔ０) (Kcal/      h)、ｈ(被覆材の放熱係数)＝３．２(Kcal/h/m2/℃)、Ａ２：放熱面積(m2)      、ｔ３：温室ハウス内排気温度、ｔ０：外気温度
（５）除湿機の除湿量：Ｍｊ(Kg/h)
（６）結露水量：Ｍｄ＝Ｋ＊Ａ３＊(Ｘ３−Ｘ１')、Ｋ(結露係数)＝２０(Kg/m2)/(K      g/Kg')、Ａ３：結露面積(m2)、Ｘ３：穀層上部排気の絶対湿度(Kg/Kg')、Ｘ１'      ：外気の飽和絶対湿度(Kg/Kg')
（７）乾燥用空気量：Ｇ＝ｑ＊６０／ｖ１(Kg'/h)、ｑ：送風量(m3/min)、ｖ１：外気      の比容積(m3/Kg')
【００１８】
（ロ）そして、乾燥用空気（乾燥用送風機４の出口）の湿度は、以下の式から計算できる。
（１）除湿後乾燥用空気の絶対湿度：Ｘ２＝Ｘ１−Ｍｊ／Ｇ(Kg/Kg')、Ｘ１：取入れ空気      の絶対湿度(Kg/Kg')
（２）除湿後乾燥用空気のエンタルピー：ｉ２＝ｉ１＋Ｑ１／Ｇ＋Ｑ２／Ｇ、ｉ１：外気      のエンタルピー(Kcal/Kg')
ここで、Ｘ２、ｉ２から乾燥用空気の温度ｔ２(℃)を算出し、同様に、ｔ２から飽和蒸気圧Ｐｓ２(mmHg)を、また、Ｘ２から水蒸気分圧Ｐｗ２(mmHg)を算出し、Ｐｗ２／Ｐｓ２から相対湿度ψ２(%)を算出する。
【００１９】
（ハ）そして、乾燥用空気は、乾燥箱２に送風されると、穀物の水分を除去して高い湿度の排気となる。ここで、穀物温度の上昇は極小なので無視し、乾燥用空気は断熱冷却して排気となると仮定できるので、穀層上部排気のエンタルピーｉ３は、ｉ３＝ｉ２となる。
また、穀層上部排気の湿度ψ３は、図７に示す３列平均排気湿度に相当する。
なお、図９〜図１１の穀層上部排気の計算用湿度ψ３’は、ψ３を求めるための計算過程での数値である。
そして、ｉ３、Ｘ３から、温度ｔ３、湿度ψ３および露点温度ｔｄ３を算出する。
【００２０】
（ニ）その後、排気は、受光結露室１４を通過する間に、Ｘ１’＜Ｘ３またはｔ０＜ｔｄ３の条件で結露し絶対湿度が低下する。同時に温室ハウス１の被覆材より大気へ放熱しながら、太陽光を受光して排気温度が上昇するので、結露受光室１４通過後の排気絶対湿度Ｘ４とエンタルピーｉ４は、Ｘ４＝Ｘ３―Ｍｄ／Ｇ、ｉ４＝ｉ３＋Ｑｓ／Ｇ−ＱＬ／Ｇとなる。同様に、Ｘ４とｉ４から、温度ｔ４と湿度ψ４を算出する。
【００２１】
（ホ）結露受光室１４通過後の絶対湿度Ｘ４およびエンタルピーｉ４の排気は、温度ｔ１、湿度ψ１の取入れ空気として、除湿機６および加温機７に導入され、乾燥用送風機４より乾燥箱２へ送風され、循環・再利用される。
なお、加温機７は、太陽光からの受熱がない場合にのみ運転される。また、スタート時は、太陽光のない通常の外気を取入れ空気として計算しているので、太陽光および加温機のない通常の除湿機のみの乾燥用空気の湿度(ψ３)とする。さらに、乾燥用空気の湿度の下がり過ぎを防止するために、約６時間おきに換気用送風機８を運転してシャッター９を自動的に開閉させるようにしているので、約６時間に１回、外気と換気すると仮定して、計算結果は６時間までとした。
【００２２】
（ヘ）最後に、穀物水分除去量ｍｋ(kg/h)を、穀層上部排気の絶対湿度Ｘ３と乾燥用空気の絶対湿度Ｘ２との差に、乾き空気量Ｇを乗じて、ｍｋ＝（Ｘ３−Ｘ２）＊Ｇから算出する。この単位時間当りの水分除去量が多いか少ないかが穀物乾燥時間に影響する。穀物乾燥時間が長くかかると、除湿機および乾燥用送風機の消費電力が多くなり、ランニングコストも増加することになる。
【００２３】
図９〜図１１は、本発明の実施の形態に係る穀物除湿乾燥装置を利用して穀物を乾燥処理した結果を示すものであり、外気条件として、外気（取入れ空気）温度ｔ０＝２０℃、取入れ湿度ψ１＝８５％の場合で、乾燥用送風機の送風量ｑ＝３８０(m3/min)、消費電力７．５ＫＷの除湿機および消費電力１１．０ＫＷの乾燥用送風機を用いて、籾２０トンを収納した温室ハウス内の除湿乾燥施設を想定した。
なお、図９〜図１１において、「除湿機のみ」の項目は、スタート時のことであり、「除湿機のみ」の項目では、結露受光後排気の項は無視する。
そして、図９は、図７に示す初期の３列平均排気湿度９１％の場合を、図１０は、図７に示す中期の３列平均排気湿度８６．５％の場合を、図１１は、図７に示す終期の３列平均排気湿度８２％の場合を、それぞれ仮定排気湿度として計算した結果を示す。
また、図１２は、図９〜図１１の乾燥用空気の湿度（ψ２）の推移を集計した結果を、図１３は、図９〜図１１の穀物水分除去量（ｍｋ）の推移を集計した結果を、それぞれ示す。
【００２４】
図９〜図１１並びに図１２に示すように、乾燥用空気の湿度（ψ２）は、設定湿度６０％に対して、最低の湿度値が終期（図１１）の６時間後の５６．０％であり、また、最高の湿度値が初期（図９）の２時間後の６２．６％であり、その差は６．６％である。また、全体の平均湿度は、５９．３％であり、設定湿度６０％とほぼ同様の乾燥用空気が得られることがわかる。
この結果が示すように、本発明の実施の形態に係る穀物除湿乾燥装置を利用した場合、図５に示す従来のＤＡＧ（ドライエアージェネレータ）を利用した除湿乾燥処理よりも高品質の乾燥処理をすることができることがわかる。
つまり、従来の高度な制御を必要とするＤＡＧ装置では、図５に示すように、乾燥用空気の湿度は５７％〜６５％で変位し、その差は８％であるのに対して、本発明の実施の形態に係る穀物除湿乾燥装置を利用した場合は、乾燥用空気の湿度は５６．０％〜６２．６％で変位し、その差は６．６％であり、太陽光受光シート１０または加温機７を使用するだけであるにもかかわらず、一定湿度約６０％の乾燥用空気を送風して、穀物を規定水分に乾燥させて、高品質の乾燥処理ができるのである。
【００２５】
なお、図９〜図１１並びに図１２に示すように、送風量が３８０(m3/min)で、除湿機だけの場合、乾燥用空気の平均湿度は６５．２％であり、設定湿度６０％を得ることができない。そこで、計算上は、送風量を２９０(m3/min)まで下げると、２４．５℃で設定湿度６０％の乾燥用空気を得ることができるが、安全風量比が低下するため下げることはできない。また、除湿機だけの場合には、送風量が３８０(m3/min)で外気湿度が７５％の時に、湿度５９．１％の乾燥用空が得られるが、外気湿度が限定されるため、計画的な乾燥処理をすることはできない。
これに対して、本発明の実施の形態に係る穀物除湿乾燥装置では、乾燥用空気の湿度を低くする場合には、送風ダンパー５を絞って送風量を下げ、また、乾燥用空気の湿度を高くする場合には、送風ダンパー５を開いて送風量を上げることにより、所望する適宜の湿度に設定することができる。
また、籾類と麦類の平衡含水率は異なるので、温度条件にもよるが、籾類は６０％前後、麦類は５０％前後の一定湿度の乾燥用空気に設定される。麦類の場合は、送風ダンパーを絞り、送風量を１９０(m3/min)にすれば、湿度５０％程度の乾燥用空気が得られる。
【００２６】
次に、図１３の表に示すように、本発明の実施の形態に係る穀物除湿乾燥装置では、穀物水分除去量(ｍｋ)は平均で４８．０(Kg/h)であり、除湿機のみの場合の穀物水分除去量３３．８(Kg/h)に比べて、１４２％と大きく改善されており、乾燥時間を短縮することが可能となる。そして、除湿機６や乾燥用送風機４の運転時間も短縮されるため、ランニングコストを低減することができる。
なお、図９〜図１１の表に現われていないが、本実施の形態では、乾燥箱２の穀物の堆積可能な高さは１ｍ以下で投入量は一定であり、送風量も一定であるので、設計どおりの安全風量比が得られ、高品質の除湿乾燥処理ができる。
【００２７】
図１４および図１５は、外気条件として、外気（取入れ空気）温度ｔ０＝１０℃、取入れ湿度ψ１＝８５％の場合で、乾燥用送風機の送風量ｑ＝３８０(m3/min)、消費電力７．５ＫＷの除湿機および消費電力１１．０ＫＷの乾燥用送風機を用いて、籾２０トンを収納した温室ハウス内除湿乾燥施設を想定した結果を示すものである。
図１４に示すように、乾燥用空気の湿度（ψ２）は、設定湿度６０％に対して、最低の湿度値が終期の６時間後の５９．３％であり、また、最高の湿度値が初期の２時間後の６４．０％であり、その差は４．７％である。また、全体の平均湿度は、６１．３％である。この場合も、設定湿度６０％とほぼ同様の乾燥用空気を得ることができる。
また、図１５に示すように、穀物水分除去量(ｍｋ)は平均で３４．６(Kg/h)であり、除湿機のみの場合の穀物水分除去量２０．０(Kg/h)に比べて、１７２．７％と大きく改善されている。
そして、図１４に示すように、外気温度ｔ０が１０℃の場合、除湿機のみでは、乾燥用空気の湿度は６８．６％であり、乾燥能力がないことがわかる。また、図１５の結果と図１３の結果を対比すると、穀物水分除去量は、３３．８(Kg/h)から２０．０(Kg/h)へと、約４０％も減少している。
これに対して、本実施の形態では、穀物水分除去量は、４８．０(Kg/h)から３４．６(Kg/h)へと、約２８％減少しているだけであり、外気温度ｔ０が１０℃の場合でも、依然として除湿能力が高いことがわかる。
また、図１３および図１５に示すように、本実施の形態の穀物水分除去量と除湿機のみの場合の穀物水分除去量と対比した場合、１４２％から１７２．７％へと大きく改善されており、本実施の形態では、外気温度が低い場合でも除湿効果は高く、寒冷地区あるいは晩成の遅い収穫時期の地域でも、品質の高い除湿乾燥が可能となる。
【００２８】
また、図示はしないが、外気温度２０℃、外気湿度５０％の場合でも、平均湿度５９．６％の乾燥用空気を得ることができる。
この場合、除湿機のみでは、湿度４３．０％の乾燥用空気となり、例えば、籾を乾燥した場合には、過乾燥となり、品質を劣化させることになる。また、除湿機を停止して乾燥用送風機による送風のみにした場合でも、乾燥用空気は乾燥用送風機の付加熱量により加温され、温度２１．２℃、湿度４５．３％になり、送風のみでも過乾燥となる。
また、穀物水分除去量は、中期の３列平均排気湿度８６．５％の場合、本実施の形態では４５．０(Kg/h)であり、良好な除湿能力を有するが、除湿機のみの場合、６９．３(Kg/h)であり、本実施の形態よりも高いが、品質を劣化させる除湿乾燥処理であり、単純には比較できない。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態に係る穀物除湿乾燥装置を利用した穀物の乾燥処理について、省エネ化、低コスト化を実現するものとして説明してきたが、湿度センサ−や日射計などを設置して、これらの検知信号を利用して加温機、換気用送風機、シャッターなどを自動制御することにより、より精度の高い穀物の乾燥処理を行うこともできる。
また、本発明の実施の形態を、乾燥室内に３列の乾燥箱を配置する場合について説明してきたが、本発明は、３列または３個の整数倍の乾燥箱を配置した穀物除湿乾燥装置に適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る穀物除湿乾燥装置を示す平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の右正面図である。
【図４】図１の左正面図である。
【図５】ドライエアージョネレータ(ＤＡＧ)による除湿乾燥処理を、温度、湿度および乾燥時間で示すグラフである。
【図６】図５に示すグラフを、２４時間(１日)ずつずらしてグラフ化すると共に、３つのグラフの平均湿度をグラフ化して示す。
【図７】図６に示す３つのグラフの平均湿度を、３列平均排気湿度の２４時間の推移として、表とグラフで示す。
【図８】図５に示すドライエアージョネレータ(ＤＡＧ)で籾の除湿乾燥処理をした場合の籾の水分変化を、表とグラフで示す。
【図９】本発明の実施の形態に係る穀物除湿乾燥装置を利用した穀物の除湿乾燥処理の結果を示す表であり、外気が、温度２０℃、湿度８５％で、初期の３列平均排気湿度９１％の場合の計算結果を示す表である。
【図１０】図９と同様の条件の表であり、中期の３列平均排気湿度８６．５％の場合の計算結果を示す表である。
【図１１】図９と同様の条件の表であり、終期の３列平均排気湿度８２．０％の場合の計算結果を示す表である。
【図１２】図９〜図１１の表における乾燥用空気湿度の推移を集計した結果を示す表である。
【図１３】図９〜図１１の表における穀物水分除去量の推移を集計した結果を示す表である。
【図１４】図１２と同様の表であり、外気が温度１０℃の場合で、乾燥用空気湿度の推移を集計した結果を示す表である。
【図１５】図１３と同様の表であり、外気が温度１０℃の場合で、穀物水分除去量の推移を集計した結果を示す表である。
【符号の説明】
【００３１】
１；温室ハウス、２；乾燥箱、３；送風ダクト、４；乾燥用送風機、５；送風ダンパー、６；除湿機、７；加温機、８；換気用送風機、９；シャッター、１０；太陽光受光シート、１１；太陽光受光シート受材、１２；乾燥箱移動レール、１３；乾燥室、１４；受光結露室、１５；送風機室、１６；間仕切り、１７；結露水受樋。
【図１】
2005337568.tif 000003
【図２】
2005337568.tif 000004
【図３】
2005337568.tif 000005
【図４】
2005337568.tif 000006
【図５】
2005337568.tif 000007
【図６】
2005337568.tif 000008
【図７】
2005337568.tif 000009
【図８】
2005337568.tif 000010
【図９】
2005337568.tif 000011
【図１０】
2005337568.tif 000012
【図１１】
2005337568.tif 000013
【図１２】
2005337568.tif 000014
【図１３】
2005337568.tif 000015
【図１４】
2005337568.tif 000016
【図１５】
2005337568.tif 000017