(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥処理すべき穀物の中から複数の穀粒をサンプル抽出し、各穀粒の水分値を計測する水分計と、前記各穀粒の水分値を統計処理することにより、前記乾燥処理すべき穀物の水分値を演算する演算手段と、前記演算手段で演算された前記水分値と所定の目標水分値とを比較し、前記演算手段で演算された前記水分値が所定の目標水分値になるように、前記乾燥処理の制御をする制御手段と、少なくとも穀物の種類と性状に応じた複数の前記統計処理方法を予め格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納されている前記複数の統計処理方法の中から一の統計処理方法を前記演算手段の前記統計処理方法に設定する操作手段と、を備え、
前記複数の統計処理方法は、不稔粒と未熟粒を含めて水分値を演算する第１の方法と、不稔粒は含めないが未熟粒を含めて水分値を演算する第２の方法と、不稔粒と未熟粒を含めないで水分値を演算する第３の方法とからなることを特徴とする穀物乾燥機。
【請求項２】
前記操作手段は、前記水分計に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の穀物乾燥機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記演算手段により演算された前記水分値に基づいて不稔粒の多少や未熟粒の多少を判断して表示手段に警告表示をさせることを特徴とする請求項１又は２に記載の穀物乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穀物を自動乾燥させる穀物乾燥機に関し、特に、穀物の種類や穀物の性状等に応じて、最適な乾燥処理方法を選択可能とする穀物乾燥機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、籾米を乾燥させるための穀物乾燥機が知られている。この穀物乾燥機は、貯留室と乾燥室及び集穀室が連通した本体部と、昇降機と、水分計とを備え、貯留室から集穀室へ降下する穀物を乾燥室で乾燥させると共に、集穀室に到達した穀物を昇降機で貯留室へ循環させることにより、循環乾燥を行っている。また、乾燥中の穀粒をサンプル抽出して水分計で水分値を計測し、その水分値が所定の目標値になると、自動的に乾燥処理を停止するようになっている。
【０００３】
ここで、一般的には、サンプル抽出した個々の穀粒の水分値を計測し、水分値の単純平均値が所定の目標値になると、乾燥処理を停止させていた。
【０００４】
また、他の穀物乾燥機では、水分値の単純平均値を求めた後、サンプル抽出した穀粒の中から、その単純平均値を基準として所定の許容範囲内の水分値を有する穀粒のみを更に選択し、その選択された穀粒の水分値の単純平均値が所定の目標値になった時点で、乾燥処理を自動停止するようにしたものがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の穀物乾燥機にあっては、前者の水分値の単純平均値に基づいて乾燥処理の停止判断を行うこととすると、不稔粒が多い場合には、籾米全体の乾燥状態が不十分なままで乾燥処理を停止してしまい、再度、通過乾燥を行う必要が生じるという問題があった。
【０００６】
一方、単純平均値を基準として所定の許容範囲内の水分値を有する穀粒のみの平均値に基づいて乾燥処理の停止判断を行うこととすると、未熟粒が多い場合等では、籾摺り時間（籾摺り処理の所要時間）によっては、整粒の水分値が１〜１．５パーセント程度戻ってしまい、整粒の水分値が所望の目標値から大きくずれてしまう等の不都合を生じる問題があった。尚、このような不都合を改善するために、ユーザーが籾摺り時間を微調整したり、整粒の性状を逐一観察しながら水分値を調整する等の手法を講じる場合があるが、ユーザーにとって作業が煩雑となる等の問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を克服するためになされたものであり、穀物の乾燥処理を最適制御し得るようにした穀物乾燥機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の穀物乾燥機は、乾燥処理すべき穀物の中から複数の穀粒をサンプル抽出し、各穀粒の水分値を計測する水分計と、前記各穀粒の水分値を統計処理することにより、前記乾燥処理すべき穀物の水分値を演算する演算手段と、前記演算手段で演算された前記水分値と所定の目標水分値とを比較し、前記演算手段で演算された前記水分値が所定の目標水分値になるように、前記乾燥処理の制御をする制御手段と、少なくとも穀物の種類と性状に応じた複数の前記統計処理方法を予め格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納されている前記複数の統計処理方法の中から一の統計処理方法を前記演算手段の前記統計処理方法に設定する操作手段と、を備え、前記複数の統計処理方法は、不稔粒と未熟粒を含めて水分値を演算する第１の方法と、不稔粒は含めないが未熟粒を含めて水分値を演算する第２の方法と、不稔粒と未熟粒を含めないで水分値を演算する第３の方法とからなることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によると、サンプル抽出して穀粒の水分値を算出する際の統計処理方法が予め複数種類備えられており、ユーザーがこれらの中から最適の統計処理方法を選択設定することで、その統計処理によって穀物の実際の水分値が求められる。そして、穀物の実際の水分値が目標水分値となるように、乾燥処理が行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、図１は、本実施形態に係る穀物乾燥機の構造を模式的に示した構造図であり、同図（ａ）は主として内部構造を、同図（ｂ）は外観構造を示している。
【００１１】
図１において、この穀物乾燥機１は、集穀室２、乾燥室３、貯留室４が連設されて成る本体部５と、本体部５の側方に併設された昇降機６を備えて構成されている。
【００１２】
集穀室２の前部には横送コンベア２ａ、乾燥室３の前部にはバーナー等から成る加熱器３ａ、乾燥室３の後部には排風機３ｂが設けられ、乾燥室３と集穀室２の間には複数の回転バルブ３ｃが設けられ、貯留室４の上部には上部コンベア４ａが設けられている。更に、昇降機６の下部にはホッパ７、昇降機６の側部には水分計８、昇降機６の上部にはスロワ９、上部コンベア４ａには排塵機１０が設けられている。
【００１３】
ここで、加熱器３ａと排風機３ｂによって乾燥室３内に温風を生じさせ、回転バルブ３ｃによって貯留室４から集穀室２へ繰り出される穀物を、この温風によって強制乾燥させるようになっている。排塵機１０は、本体部５内に発生する不要な塵や埃を外部へ排出するために設けられている。
【００１４】
横送コンベア２ａと昇降機６及び上部コンベア４ａは、乾燥処理が開始される前には、乾燥処理すべき穀物を貯留室４内に搬送し、乾燥処理が開始されると、集穀室２に溜まった穀物を再び貯留室４へ搬送することにより、循環乾燥を行なうようになっている。
【００１５】
また、図１には示されていないが、ユーザーが穀物乾燥機１を操作するための操作部が備えられており、この操作部には、図２の平面図に示すような操作盤（操作パネル）１１が備えられている。
【００１６】
図２において、操作盤１１には、液晶ディスプレイ等から成る表示部１２と、各種の操作スイッチ１３〜２３が設けられている。操作スイッチ１３〜２１は、押し釦スイッチで形成され、操作スイッチ２２，２３は、ダイヤル式のボリュームスイッチで形成されている。
【００１７】
ユーザーがこれらの操作スイッチ１３〜２３を操作すると、穀物乾燥機１の動作を制御することができ、また、表示部１２には、穀物乾燥機１の動作状況や、操作スイッチ１３〜２３で選択された内容が表示される。
【００１８】
図３は、穀物乾燥機１の動作を制御する制御系の構成を示すブロック図である。同図において、予め設定されているシステムプログラムを実行することにより穀物乾燥機１全体の動作を制御するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等を有する制御部２４が備えられている。
【００１９】
制御部２４には、上記の表示部１２と操作スイッチ１３〜２３が接続される他、インタフェースポート（図示省略）を介して駆動回路２５〜２８が接続され、制御部２４の指示にしたがって各駆動回路２５〜２８から、排風機３ｂ、排塵機１０、コンベア２ａ，４ａ、昇降機６及び加熱器３ａに電力を供給する。
【００２０】
更に、制御部２４には、複数の穀粒をサンプル抽出して各穀粒の水分値を計測する水分計８と、乾燥室３の内部温度を検出する温度センサ２９と、穀物乾燥機１に異常が生じた場合に強制的に動作を停止させるための安全装置３０が接続されている。尚、水分値とは、穀粒に含まれている水分の重量百分率（含水率：％）をいう。）。
【００２１】
そして、水分計８と温度センサ２９から出力される検出信号を制御部２４が受信し、それによって得られる水分値と温度のデータに基づいて、上記の各駆動回路２５〜２８の電力供給量をフィードバック制御することにより、穀物の水分値を目標の水分値（以下、目標水分値という）Ｍｎにするように乾燥処理が行われる。
【００２２】
次に、操作盤１１の機能を説明する。表示切替スイッチ１３は、表示部１２の表示態様を選択又は変更するために設けられている。例えば、ユーザーが表示切替スイッチ１３を押圧する毎に、表示内容が切り替わり、穀物乾燥機１の操作方法に関する案内情報や、乾燥処理中に得られる計測データ等を表示させることができる。
【００２３】
穀物選択スイッチ１４は、乾燥処理すべき穀物の種類を選択するために設けられており、ユーザーが穀物選択スイッチ１４を押圧する度に、実際の水分値を演算するための統計処理方法を選択することができるようになっている。より具体的には、籾米を乾燥させる場合には、３種類の籾米に応じて予め複数の演算モードが準備されており、ユーザーが穀物選択スイッチ１４により何れか１つの演算モードを選択指定すると、その選択指定された演算モードの統計処理によって、実際の水分値を演算するようになっている。
【００２４】
乾燥パターンスイッチ１５は、乾燥時の熱風温度を選択指定するために設けられており、ユーザーが乾燥パターンスイッチ１５を押圧する度に、標準温度、低温、食味等の設定パターンを指定できるようになっている。
【００２５】
乾燥運転モードスイッチ１６は、連続乾燥、２段乾燥、通風乾燥等、乾燥運転と停止のモードを選択指定するために設けられており、ユーザーが乾燥運転モードスイッチ１６を押圧する度に、これらの運転モードを切り替え選択できるようになっている。
【００２６】
そして、乾燥パターンスイッチ１５と乾燥運転モードスイッチ１６を組み合わせて選択指定することにより、乾燥方法を穀物の性状や用途に応じて決めることができる。
【００２７】
張込スイッチ１７は、乾燥処理を開始する前に、穀物を貯留室４内に蓄えるための指示を行うために設けられている。乾燥スイッチ１８は、貯留室４内に穀物を蓄えた後、乾燥処理を開始させるために設けられている。排出スイッチ１９は、乾燥処理された穀物を集穀室２から外へ搬出するために設けられている。停止スイッチ２０は、乾燥処理を終了させるために設けられている。電源スイッチ２３は、穀物乾燥機１に設けられている主電源の電源投入と遮断を行うために設けられている。
【００２８】
穀物量設定スイッチ２１は、乾燥処理すべき穀物の量を予め設定するために設けられており、穀物量設定スイッチ２１の回動角度に応じて穀物量を指定するようになっている。
【００２９】
水分設定スイッチ２２は、乾燥処理の終了時点における穀物の水分値を指定するために設けられている。すなわち、上記の目標水分値Ｍｎを指定するために設けられており、ユーザーが水分設定スイッチ２２で所望の目標水分値Ｍｎを指定して乾燥処理を開始させると、水分計８で計測される水分値が目標水分値Ｍｎになった時点で、乾燥処理を自動的に停止するようになっている。尚、水分設定スイッチ２２も、その回動角度に応じて目標水分値Ｍｎを指定するようになっている。
【００３０】
次に、かかる構造を有する穀物乾燥機１の乾燥処理の動作について、図４ないし図８を参照して説明する。図４は、穀物乾燥機１の動作を説明するためのフローチャート、図５は、水分値算出方法の種類を説明するための説明図、図６ないし図８は、水分値算出方法のアルゴリズムを説明するための説明図である。尚、一例として、籾米を乾燥する際の動作について説明する。
【００３１】
図４において、ユーザーが乾燥スイッチ１８により乾燥処理の開始を指示すると、ステップＳ１００，Ｓ１０２において駆動回路２５〜２８が作動し、排風機３ｂ、回転バルブ３ｃ、排塵機１０、コンベア２ａ，４ａ、昇降機６を動作させるための各種モータが起動し、更に、加熱器３ａであるバーナーが起動する。
【００３２】
次に、ステップＳ１０４において、ユーザーが穀物選択スイッチ１４、乾燥パターンスイッチ１５、乾燥運転モードスイッチ１６、穀物量設定スイッチ２２を操作し、更に水分設定スイッチ２３により所望の目標水分値Ｍｎを設定すると、制御部２４は夫々の操作スイッチで設定された設定条件の情報を入力して、乾燥処理の制御を開始する。
【００３３】
ここで、籾米を乾燥させる際の水分値の算出方法として、図５に示すような上記３つの演算モードが準備されている。
【００３４】
穀物選択スイッチ１４により第１の演算モードが設定されると、サンプル抽出される全ての穀粒の水分値の単純平均値Ｍ１を算出し、この単純平均値Ｍ１を実際の水分値Ｍcとして、目標水分値Ｍｎとの比較を行うようになっている。すなわち、サンプル抽出された複数の穀粒（本実施形態では、約２００粒）の中に不稔粒や未熟粒が含まれていても、それらを区別することなく、全ての水分値の単純平均値Ｍcを算出するようになっている。
【００３５】
したがって、ユーザーは、不稔粒や未熟粒の混合割合が低いと判断した場合に、穀物選択スイッチ１４を操作して、第１の演算モードを設定するようになっている。
【００３６】
また、実際に不稔粒や未熟粒の混合割合が低い場合には、図６のヒストグラムに示すように、計測される水分値の分布が単純平均値Ｍcに集中し且つ偏差（分散）が小さくなる。このため、不稔粒や未熟粒の混合割合が低い場合に第１の演算モードを設定すると、実際の水分値を正確に算出することができ、最適な乾燥処理を行うことが可能となる。
【００３７】
第２の演算モードが設定されると、サンプル抽出される複数の穀粒のうち、不稔粒の水分値を算出対象から除外し、残りの未熟粒と成熟粒の水分値の平均値Ｍ２を実際の水分値Ｍccとして目標水分値Ｍｎとの比較を行うようになっている。
【００３８】
すなわち、不稔粒の混合割合が高いと、図７のヒストグラムに示すように、水分値の低い範囲に不稔粒に起因する分布、それより高い範囲に不稔粒以外の分布が生じることとなるため、これらの単純平均値Ｍcを算出したのでは、その単純平均値Ｍcは、同図中の実線で示すように、実際の水分値より低い値となってしまう。よって、この単純平均値Ｍcを実際の水分値として目標水分値Ｍｎとの比較したのでは、乾燥処理の時間が最適な処理時間より短くなってしまう場合がある。
【００３９】
そこで、水分値の低い範囲ＣＵＴに含まれる穀粒の計測値を除外し、残りの計測値の平均値Ｍccを実際の水分値とすることにより、最適な乾燥処理を行うようにしている。つまり、水分値の低い範囲ＣＵＴに含まれる穀粒を除外して平均値Ｍccを算出すると、その平均値Ｍccは、図７中の点線で示すように、実際の水分値を反映する値となり、この平均値Ｍccと目標水分値Ｍｎとを比較することによって、乾燥処理時間の最適化を実現するようにしている。
【００４０】
尚、単純平均値Ｍcに対して所定の偏差σの外の範囲を、水分値の低い範囲ＣＵＴとして判断するようになっており、偏差σは実験等によって得られる水分値を統計処理して最適な値に決められている。
【００４１】
更に、単純平均値Ｍcと上記平均値Ｍccとの差が所定のしきい値より大きい場合には、表示部１２に、不稔粒の割合が多いことを示す警告表示が行われる。
【００４２】
第３の演算モードが設定されると、サンプル抽出される複数の穀粒のうち、不稔粒及び未熟粒の水分値を算出対象から除外し、残りの成熟粒の水分値の平均値を実際の水分値Ｍccとして、目標水分値Ｍｎとの比較を行うようになっている。例えば、乾燥処理を終了し、その当日中に籾摺りを実施するような場合に、第３の演算モード設定することにより、最適な水分値の整粒を得るための乾燥処理が行われる。
【００４３】
すなわち、図８のヒストグラムに示すように、未熟粒の水分値の範囲ＣＵＴ２を除去することにより得られる平均値Ｍc1と、不稔粒の水分値の範囲ＣＵＴ１を除去することにより得られる平均値Ｍc2は、これら未熟粒や不稔粒の影響を受けて実際の水分値からずれることになるため、上記の範囲ＣＵＴ１とＣＵＴ２に該当する水分値を算出対象から除外し、残りの成熟粒の水分値の平均値Ｍccを算出する。そして、この平均値Ｍccと目標水分値Ｍnを比較することにより、当日に籾摺を行うのに最適な乾燥処理を実現するようにしている。
【００４４】
尚、単純平均値Ｍc1に対して所定の偏差σ1の外の範囲を、水分値の高い範囲ＣＵＴ２として判断し、単純平均値Ｍc2に対して所定の偏差σ2の外の範囲を、水分値の低い範囲ＣＵＴ１として判断するようになっており、これらの偏差σ1，σ2は実験結果等を統計処理して最適な値に決められている。
【００４５】
更に、上記の平均値Ｍccと単純平均値Ｍc2との差が所定のしきい値より大きいときは、表示部１２に、未熟粒の割合が多いことを示す警告表示が行われる。
【００４６】
再び図４（ａ）において、上記のステップＳ１０４において乾燥処理の条件が設定されると、制御部２４内のプログラムタイマー（図示省略）が計時動作を開始し、次に、ステップＳ１０６において、水分計８に対して水分値の測定開始を指示する。
【００４７】
ここで、水分計８は、制御部２４とは独立に、同図（ｂ）に示すフローチャートに基づいて動作し、計測結果を割り込み処理によって制御部２４に返送するようになっている。すなわち、水分計８は、同図（ｂ）のステップ２００において、水分値の計測開始の指示を受けるまで待機し、その指示が成されるとステップＳ２０２において、上記第１〜第３の演算モードのうちの設定された演算モードの情報を取得し、次に所定数の穀粒をサンプル抽出して（ステップＳ２０４）、各穀粒の水分値を計測する（ステップＳ２０６）。更に、設定された演算モードに従って、実際の水分値Ｍccを演算し（ステップＳ２０８）、その演算結果（水分値）Ｍccを制御部２４に返送した後（ステップＳ２１０）、再びステップＳ２００の待機状態となる。
【００４８】
次に、図４（ａ）中のステップＳ１０８では、温度センサ２９で検出される実測温度と乾燥パターンスイッチ１５で設定されたパターンデータに基づいて、最適温度を計算し、更に、ステップＳ１１０において、その計算結果に基づいて加熱器３ａの温度を制御する。
【００４９】
次に、ステップＳ１１２において、水分計８から送信されてきた上記水分値Ｍccや動作状況等の情報を表示部１２に表示した後、水分値Ｍccが目標水分値Ｍnに達したか否か判断する（ステップＳ１１４）。更に、ステップＳ１１４では、図７及び図８に示したように、水分値Ｍccと単純平均値Ｍcの差が所定のしき値より大きい場合や、水分値Ｍccと単純平均値Ｍc2の差が所定のしき値より大きい場合には、表示部１２に警告表示を行う。
【００５０】
ステップＳ１１４において、水分値Ｍccが目標水分値Ｍnに達した場合（「ＹＥＳ」の場合）には、乾燥処理を停止し（ステップＳ１２０）、更に、停止スイッチ２０が押圧された否か判断し（ステップＳ１２２）、押圧された場合には、ステップＳ３００に移行して、一連の乾燥処理を完全に終了して、次のユーザーからの指示待ち状態となる。
【００５１】
ステップＳ１１４において、水分値Ｍccが目標水分値Ｍnに達していない場合（「ＮＯ」の場合）には、停止スイッチ２０が押圧された否か判断し（ステップＳ１１６）、押圧された場合には、ステップＳ３００に移行して、一連の乾燥処理を完全に終了して、ユーザーからの指示待ち状態となる。
【００５２】
一方、ステップＳ１１６において停止スイッチ２０が押圧されていない場合には、次に、ステップＳ１１８において、上記プログラムタイマーの計時値が所定時間Ｔ（例えば、約３０分）を経過した値となったか否か判断し、所定時間Ｔが経過していなければステップＳ１０８からの処理を繰り返し、所定時間Ｔが経過していればステップＳ１０６からの処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ１１８の判断処理によって、水分計８による水分値の計測を時間Ｔ毎に実施するようになっている。
【００５３】
このように、本実施形態によれば、サンプル抽出して穀粒の水分値を算出する際の演算方法（統計処理による演算方法）を、予め複数種類備えておき、ユーザーがこれらの中から最適の演算方法を選択設定するようにしたので、穀物の種類や穀物の性状等に応じて、最適な乾燥処理を設定することができる。特に、乾燥処理後の穀物の品質を最適状態にすることが可能となる。
【００５４】
尚、本実施形態では、水分計８が水分値を演算してその演算結果Ｍccを制御部２４へ送信するという構成にしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、水分計８ではサンプル抽出と個々の穀粒の水分値を計測し、制御部２４側で、これらの計測結果に基づいて水分値を演算するようにしてもよい。
【００５５】
また、演算モードの設定を行うための穀物選択スイッチ１４を、本穀物乾燥機１の操作盤１１に設ける場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、水分計８の端部に穀物選択スイッチ１４を設けておき、水分計８に対して演算モードを直接指示するようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、サンプル抽出して穀粒の水分値を算出する際の統計処理方法を予め複数種類備えておき、これらの中から最適の統計処理方法を選択設定して実際の水分値を演算するようにしたので、穀物の種類と性状等に応じた最適の乾燥処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の穀物乾燥機の構造を模式的に示した構造図である。
【図２】操作盤の構成を示す平面図である。
【図３】制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の穀物乾燥機の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】水分値算出方法の種類を説明するための説明図である。
【図６】水分値算出方法のアルゴリズムを説明するための説明図である。
【図７】水分値算出方法のアルゴリズムを更に説明するための説明図である。
【図８】水分値算出方法のアルゴリズムを更に説明するための説明図である。
【符号の説明】
１…穀物乾燥機
２…集穀室
３…乾燥室
３ａ…加熱器
４…貯留室
５…本体部
６…昇降機
８…水分計
１２…表示部
１４…穀物選択スイッチ
１５…乾燥パターンスイッチ
１６…乾燥運転モードスイッチ
２４…制御部
【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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