(57)【要約】      （修正有）【課題】排風循環による効率的な熱源利用を生かして、高速乾燥のみならず、エネルギ消費を抑えた省エネ乾燥を可能とする穀物乾燥機を提供する。【解決手段】排風循環式穀物乾燥機は、熱源によって温度調節可能な導入外気を排出ファンにより流通させて穀物を循環流動乾燥する穀物乾燥部と、この穀物乾燥部の排風を分流調節して導入外気に混合する排風調節部とを備えて構成され、上記穀物乾燥部の穀物温度（Ｔ１）が外気温度（Ｔ０）を越える場合に、熱源停止下で導入外気を流通させた上で、排風調節部により分流排風を導入外気に混合し、また、穀物温度（Ｔ１）が外気温度（Ｔ０）未満の場合に、熱源停止下で導入外気を流通させた上で、排風調節部により全排風を機外排出するものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源（５）によって温度調節可能な導入外気を排出ファン（６）により流通させて穀物を循環流動乾燥する穀物乾燥部（３）と、この穀物乾燥部（３）の排風を分流調節して導入外気に混合する排風調節部（Ｂ）とを備える排風循環式穀物乾燥機において、
上記穀物乾燥部（３）の穀物温度（Ｔ１）が外気温度（Ｔ０）を越える場合に、熱源停止下で導入外気を流通させた上で、排風調節部（Ｂ）により分流排風を導入外気に混合し、また、穀物温度（Ｔ１）が外気温度（Ｔ０）未満の場合に、熱源停止下で導入外気を流通させた上で、排風調節部（Ｂ）により全排風を機外排出することを特徴とする排風循環式穀物乾燥機。
【請求項２】
前記穀物乾燥部（３）の穀物温度（Ｔ１）が外気温度（Ｔ０）未満で且つ温度差（Ｔ０−Ｔ１）が所定値以上の場合に、穀物温度（Ｔ１）が外気温度（Ｔ０）に到達するまで熱源（５）の調節により導入外気を加温することを特徴とする請求項１記載の排風循環式穀物乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穀物乾燥部の排風を循環して穀物を乾燥する排風循環式穀物乾燥機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排風循環式穀物乾燥機は、特許文献１の例の如く、穀物乾燥部の排風室から排風ファンによって吸引排出された排風を機体後部の分流部から還流ダクトで機体前部に戻し、熱風と混合して穀物乾燥部の熱風室に供給することにより、効率よく高品質高速乾燥を可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１９７９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記穀物乾燥機は、効率的な熱源利用を可能とするものであっても、高速乾燥を目的とする限り、大きなエネルギ消費を避けることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、効率的な熱源利用を生かして、高速乾燥のみならず、エネルギ消費を抑えた省エネ乾燥を可能とする穀物乾燥機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、熱源によって温度調節可能な導入外気を排出ファンにより流通させて穀物を循環流動乾燥する穀物乾燥部と、この穀物乾燥部の排風を分流調節して導入外気に混合する排風調節部とを備える排風循環式穀物乾燥機において、上記穀物乾燥部の穀物温度が外気温度を越える場合に、熱源停止下で導入外気を流通させた上で、排風調節部により分流排風を導入外気に混合し、また、穀物温度が外気温度未満の場合に、熱源停止下で導入外気を流通させた上で、排風調節部により全排風を機外排出することを特徴とする。
【０００７】
上記制御により、穀温が外気温より高い場合は、導入外気によって穀物の蒸れを抑えるとともに、その余剰エネルギが排風の分流混合によって穀物乾燥に転用され、また、穀温が外気温より低い場合は、排風の分流混合なしに導入外気のエネルギによって穀物が乾燥される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記穀物乾燥部の穀物温度が外気温度未満で且つ温度差が所定値以上の場合に、穀物温度が外気温度に到達するまで熱源の調節により導入外気を加温することを特徴とする。
上記制御により、熱源による最小限の加熱によって通風による過大な穀温低下が防止される。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明の穀物乾燥機は、穀温が外気温より高い場合は、導入外気によって穀物の蒸れを抑えるとともに、その余剰エネルギが排風の分流混合によって穀物乾燥に転用され、また、穀温が外気温より低い場合は、排風の分流混合なしに導入外気のエネルギによって穀物が乾燥される。したがって、熱風供給によることなく、外気との温度差の利用による省エネ乾燥が可能となる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１の効果に加え、熱源による最小限の加熱によって穀温低下を防止して乾燥を行なうことができ、省エネ乾燥が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】乾燥制御システムのブロック構成図
【図２】省エネ乾燥制御のフローチャート
【図３】省エネ高速乾燥のフローチャート
【図４】水分値測定の層別区分例
【図５】層別水分値の例示グラフ
【図６】穀物乾燥機の穀物乾燥部の内部構成を説明する透視斜視図
【図７】穀物乾燥機の穀物乾燥部の内部構成を説明する正面図
【図８】排風調節部の要部背面斜視図
【図９】排風調節部の要部縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図６、図７は、それぞれ穀物乾燥機の穀物乾燥部の内部構成を説明する透視斜視図、正面図である。
穀物乾燥機は、機体の上部で穀粒を貯留する貯留部（不図示）から穀粒を受けつつ一定速度で下端から繰出しながら乾燥する穀物乾燥部３、この穀物乾燥部３で乾燥した穀粒を集めて再度貯留部に移送するための集穀部４とを設ける。そして貯留部に張り込まれた穀粒は穀物乾燥部３で乾燥されて集穀部４から再度貯留部に供給され調質される構成で外観が箱体状のいわゆる穀物循環式の構成である。そして、本実施の形態では、後述するバーナ５側を前側（前面）、排風ファン６側を後側（背面）と呼ぶ。
【００１３】
穀物乾燥部３については、機体の前面板３ａと背面板３ｂとの間に左右の穀粒流下通路１３，１３を架設し、それぞれの穀粒流下通路１３，１３を挟むように、左右の外側の熱風室８，８と中央の排風室１２とを形成する。左右の穀粒流下通路１３，１３は、熱風が透過可能な網材構成の穀粒流下通路であり、上端部を貯留部と連通し、両下端部を定量繰出弁１４に合流して下方の集穀部４に臨む。また、左右の穀粒流下通路１３，１３によって囲まれた排風室１２は、頂部を山形とする左右の傾斜ガイド部１３ａ，１３ａによって両流れに形成する。この左右の傾斜ガイド部１３ａ，１３ａは、前面板３ａと背面板３ｂとの間に架設した左右のフレーム１３ｂ、１３ｂによって支持する。
【００１４】
穀物乾燥部３の前面位置には外気を加熱するバーナ５を備えて熱風を熱風室８に供給する熱風供給部Ａを配置し、背面位置には排風室１２から排風を吸引排出する排風ファン６を備える排風調節部Ｂを配置する。
【００１５】
排風調節部Ｂは、要部の背面斜視図および縦断面図をそれぞれ図８、図９に示すように、背面板３ｂから箱体外側に排風ダクト２０を突出して設け、排風ダクト２０の上部に循環ダクト２１を連結するとともに、排風ダクト２０から前方に連通して背面板３ｂから箱体内側に向かって排風室１２に導入筒６ａを張出し、これをファン胴として固定翼６ｃと回転翼６ｂを取付けることにより排風ファン６をその先端が排風室１２内に張出すように構成する。また、導入筒６ａの上部にファンモータ６１を配置し、背面側に伝動ベルト６２を設けて回転翼６ｂを駆動する。
【００１６】
この伝動ベルト６２は、外付けのファンモータ６１によって回転翼６ｂを駆動することから、伝動ベルト６２が排風ファン６のファン胴を貫通するための開口からの排風漏れが避けられないが、ファンモータ６１が排風ファン６と一体的に排風室１２に内設されることから、外気に対する排風漏れを生じることなく、外付けのファンモータ６１による簡易なファン駆動部を構成することができる。
【００１７】
排風ダクト２０内には第一調節弁２３を設け、循環ダクト２１を上方に連通するとともに、この循環ダクト２１には第二調節弁２２を内設して両者を連動調節可能に排風を切替える切替弁として排風を分流可能に構成し、この循環ダクト２１から熱風室８，８を前面板３ａまで縦断する戻しダクト２７，２７を介して分流排風を熱風供給部Ａに供給し、この熱風供給部Ａでバーナ５からの熱風と混合して熱風室供給口Ｐより熱風室８，８に供給する
【００１８】
穀物乾燥機の乾燥作用について以下説明する。
排風調節部Ｂの排風ファン６の稼動により、熱風供給部Ａから熱風Ｈが左右の熱風室８，８に供給され、この熱風Ｈが左右の穀粒流下通路１３，１３を通過することによって穀粒を乾燥し、その排風Ｅが排風室１２から排風ファン６によって吸引排出され、また、排風Ｅの一部を循環ダクト２１から左右の戻しダクト２７，２７を介して箱体前側に戻され、熱風供給部Ａで熱風Ｈと混合して熱風室８，８に供給する。
【００１９】
図１は、排風循環式穀物乾燥機の乾燥制御システムのブロック構成図である。
乾燥制御システムは、機内に構成した穀物乾燥室の穀物を循環流動させる循環機構２、導入外気を熱源であるバーナー５によって加熱する加熱機構等を備えて穀物を循環流動させつつ乾燥させる穀物乾燥部３と、排風ファン６による排風を分流弁２２，２３によって導入外気に混合する循環ダクト２１による排風調節部Ｂと、これらの機器を目的に沿って動作制御する制御装置Ｆと、制御に必要な各種スイッチおよび、水分センサー１０、外気温センサー３１、穀温センサー３２を含む各種センサーの信号を入力して構成する。
【００２０】
制御装置Ｆは、熱風乾燥、排風循環乾燥、および省エネ乾燥の３つの制御区分による乾燥制御を操作盤（図示せず）で選択可能とする。すなわち、熱風乾燥制御は通常の乾燥速度による穀物乾燥区分であり、排風調節部Ｂを全開して排風を機外に全排出の状態で穀粒循環機構２、排風ファン６を稼動しつつ、バーナー５の燃焼量を制御して通常の乾燥速度で目的の水分値になるまで乾燥を行い、排風循環乾燥は、高品質高速乾燥を行う穀物乾燥区分であり、条件に応じて排風調節部Ｂを制御して分流した排風を熱風に混合しつつ目的の水分値になるまで乾燥を行い、また、省エネ乾燥制御は、以下に述べるように、外気温度を利用してバーナー５の燃焼量を抑えつつ乾燥する穀物乾燥区分である。
【００２１】
省エネ乾燥制御を選択した場合について詳細に説明すると、図２のフローチャートに示すように、通風循環開始処理のステップ１（以下において、「Ｓ１」の如く略記する。）により、穀粒循環機構２によって循環流動する穀物について排風ファン６を稼動することにより熱源停止下で導入外気を流通させ、次いで、で穀物温度の温度区分判定（Ｓ２ａ）により、穀物温度が外気温度Ｔ０以上であれば、排風調節部Ｂの分流調節、すなわち第一調節弁２３及び第二調節弁２２の分流調節により分流排風の多くを戻しダクト２７で戻して導入外気に混合し（Ｓ２ｂ）て穀物乾燥を行い、また、穀物温度が外気温度未満の場合の温度区分判定（Ｓ４ａ）により、その温度差が所定の範囲内であれば、排風調節部Ｂの分流調節により排風を全量機外排出し（Ｓ４ｂ）て穀物乾燥を行い、上記温度区分に応じた穀物乾燥（Ｓ２ｂ，Ｓ４ｂ）を穀物の水分が設定水分値になるまで繰り返す（Ｓ６）ことによって乾燥を終了する（Ｓ７）する。
【００２２】
上記乾燥制御により、穀温が外気温より高い場合は、導入外気によって穀物の蒸れを抑えるとともに、分流排風と外気との混合によって徐々に水分を抜くことにより余剰エネルギがロス無く穀物乾燥に転用されて乾燥効率を確保することができ、また、穀温が外気温より低い場合は温度差が小さい範囲に限り、排風の分流混合なしに導入外気のエネルギによって穀物が乾燥される。したがって、熱風供給によることなく、外気との温度差の利用による省エネ乾燥が可能となる。
【００２３】
また、上記温度区分を外れた場合、すなわち、乾燥の途中において穀物温度Ｔ１が外気温度Ｔ０未満でその温度差が所定の範囲に達したときは、外気温度Ｔ０に等しくなるまでの範囲でバーナー５を燃焼することによって穀物を加温し（Ｓ８ａ，Ｓ８ｂ）た上で上記温度区分に応じた穀物乾燥（Ｓ２ｂ，Ｓ４ｂ）を行う。
【００２４】
このような乾燥制御を構成することにより、通風乾燥による穀温の大幅な低下に伴う乾燥速度の極端な低下を回避することができるので、バーナー燃焼を最小限度に抑えつつ、乾燥を行なうことができ、省エネ乾燥を可能とする。この場合における熱源は、複雑な燃焼制御を要するバーナー燃焼によることなく、遠赤外線ヒータ等の簡易な補助熱源によって構成することが可能である。
【００２５】
（外気温度利用）
次に、燃焼乾燥における外気温度利用式乾燥（外気エンタルピー乾燥）による省エネ制御について説明する。
穀物の乾燥は、単位石数あたりに与えられるエンタルピーに対応し、このエンタルピーは外気温度からも十分にとることができるものであるから、外気温の低い夜間に乾燥を行うことによってエネルギが無駄になるので、乾燥仕上がり時刻を限定しない場合は、外気利用によることが最も省エネとなる。
【００２６】
このような省エネ乾燥を実現するために、２４時間式の時計により、乾燥終了時刻を乾燥機に任せる省エネ優先の乾燥モードによる自動乾燥を以下のように行う。すなわち、外気温度の低い夜間の乾燥を避け、温度が高くなった日中を利用し、外気温度センサと穀物水分、２４時間タイマーよって乾燥処理を判断する。
【００２７】
この乾燥制御システムは、時計によって夜間を判断し、外気温が低い場合は所定時間通風し、翌日まで待機し、外気温が上がってくると自動起動させ、そのタイミングは、時刻または外気温を作業者の選択による。例えば、１８時に穀物張込をしても、それ以降の外気温度が１０℃を下回るな場合は乾燥処理を先送りし、翌日の１０時頃の外気温が上がった頃に乾燥を開始することにより、外気温が２０℃に達することから、この１０℃差が省エネとなる。
【００２８】
（排風循環量の補正）
次に、張込時の穀温と外気温度との差の値によって排風循環量を補正する。例えば、排風循環量の補正は、「外気温度＋３℃」以上の穀温について低く、「外気温度−３℃」以下の穀温について高めに、間の穀温範囲についてやや高めに設定した３つの区分によって排風循環量を補正する。
【００２９】
従来は、乾燥時の胴割れを防ぐために別途設定しておいた穀物水分と排風絶対湿度との関係に添って排風循環量を制御していたことから、外気温度や乾燥速度の影響を受け、排風循環量の補正を行っていたが、胴割れ防止目的の排風循環制御をエネルギの効率化に変更するために、穀物自体が持っていたエネルギを考慮する必要があり、外気温度と穀温との関係よって排風循環量を補正することにより、省エネ乾燥につなげることができる。
【００３０】
次に排風循環乾燥を選択した場合の特徴について以下説明する。
燃焼乾燥運転モードを選択して運転を開始すると図８に示すとおり、排風調節部Ｂを制御して分流した排風をバーナで生成した熱風に混合しつつ乾燥を行う。
【００３１】
（仕上がり制御）
運転前に設定された水分値より設定値以内まで到達すると、乾燥の仕上がり制御の際に循環をなくして１００％の排気とする制御において、張込量に対して１循環に要する時間を算出し、これと同時に、仕上がり水分と設定乾燥速度とにより、終了までに必要な乾燥時間を算出し、これら両者のどちらかの短い方の時間で排風循環を停止させる。例えば、仕上水分が１５％、乾燥速度が１．０％／ｈｒ、１循環時間が１．２ｈｒの場合に、現在の水分が１７％の時は残り２時間を要するが、１循環時間の１．２時間で排風循環を止めることにより、仕上げ乾燥を１循環の範囲に収めることができ、省エネ度を向上するとともに、胴割れも少なくすることができる。
【００３２】
（省エネ高速乾燥）
次に、高速乾燥の省エネ制御について説明すると、初期水分が低いとストレスが少ないため仕上がり制御が不要なことから、排風循環による高速乾燥について省エネを行う場合は、図３のフローチャートに示すように、初期水分値の判定処理（Ｓ１１）により、初期水分値が低い場合（例えば、１８％以下の場合）においては、排風循環制御を継続（Ｓ１２）して仕上げ水分値まで乾燥制御（Ｓ１３）することにより、通常の仕上げに必要な時間の排風循環（Ｓ１４，Ｓ１５）を省略した分の省エネが可能となる。
【００３３】
（排風循環弁固定）
次に、排風循環弁の調節制御を行わずに排風混合を一定とする排風循環弁固定モードによる乾燥制御については、排風循環乾燥における高速乾燥は、排風循環率が変化して絶対湿度が変化することにより可能となることから、乾燥速度の最大限度を０．９％／ｈｒとして設定範囲を限定する。
【００３４】
（水分斑対応）
張込時の水分むらについては、穀物張込工程において水分値の測定を行い、水分むらによるバラツキが所定値以上の場合について、張込から通風循環運転を自動開始することにより、分散張込による間欠作業の間を利用して水分むらを抑えることができる。
【００３５】
水分むらは、張込み穀物を機体内で１循環することによって各層の水分値を測定することができ、例えば、図４の層別区分例のように、穀物乾燥部の縦方向に積み重なる層別の水分値分布によって把握される。すなわち、一巡測定によって得られる層別水分値は、張込穀物量が１０層の測定回数が１２回（ＬＶ１は３箇所測定する）の例について説明すると、図５の例示グラフに示すように、各層につき標本３２粒の測定水分値の平均を各層の平均水分値Ｍｎとし、これら各測定区分の層ＬＶ１〜ＬＶ１０それぞれの水分値Ｍ１〜Ｍ１０を検出し、さらに各層平均水分値の平均を張込穀物全体の初期平均水分値（Ｍｓ）として検出する。そして、これら各測定区分の層ＬＶ１〜ＬＶ１０による水分値Ｍ１〜Ｍ１０の分布状態から、その水分むらの程度を算出する。
【００３６】
詳細には、堆積層別の水分むら層個々の水分値Ｍ１，Ｍ２，…および初期平均水分Ｍｓとの差（Ｍ１−Ｍｓ），（Ｍ２−Ｍｓ）…をそれぞれ算出（Ｓ６）する。そして、連続して隣接する層の総和の絶対値が一番大きい数字、すなわち、上記「差」のデータ並びについて同符号で隣接している範囲の和を算出し、これら各範囲の「和」の絶対値について一番大きいものを水分むら係数Ｘとして水分むらの程度を表すことができる。
【符号の説明】
【００３７】
２      穀粒循環機構
３      穀物乾燥部
５      バーナー（熱源）
６      排風ファン
１０    水分センサー
２２    第２調節弁（分流弁）
２３    第１調節弁（分流弁）
３１    外気温センサー
３２    穀温センサー
Ｂ      排風調節部
Ｆ      制御装置
Ｔ０    外気温度
Ｔ１    穀物温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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