JP3988602B2 - 穀粒乾燥機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱風発生器によって加熱される赤外線放射体を備える穀粒乾燥機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、赤外線を利用した穀粒乾燥機においては、穀粒の種類、処理量等によって乾燥温度を適正に制御すべく乾燥温度を検出しフィードバック制御し赤外線放射体を加熱する熱風発生器の加熱量を制御する構成としていた（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２７４４７６号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平１１−１４２５９号公報（段落（０００３））
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記の形態では、単一の温度検出器によって温度異常を検出するのみであるから、信頼性に欠けるものとなっている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のような技術的手段を講じた。
即ち、請求項１に記載の発明は、貯留室２、乾燥室３、集穀室４の順に積み重ねられ、繰出バルブ５２及び昇降機５の駆動によって穀粒を循環すべく構成し、集穀室４に設けた赤外線放射体６を熱風発生器の加熱によって発生する放射熱及び該赤外線放射体６からの排熱風によって循環する上記穀粒を乾燥する穀粒乾燥機において、穀粒の種類や処理量に応じて熱風発生器の出力を変更制御すべく構成し、前記集穀室４には前記繰出バルブ５２から落下する穀粒が流下する穀粒流下板５４を設け、該穀粒流下板５４には赤外線放射体からの赤外線の照射量を検出する赤外線センサ５５を設け、該赤外線センサ５５で検出した赤外線の照射量から繰出バルブ５２から落下する穀粒の流れの状態を検出する構成としたことを特徴とする穀粒乾燥機の構成とする。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【発明の効果】
請求項１に係る発明は、貯留室２、乾燥室３、集穀室４の順に積み重ねられ、繰出バルブ５２及び昇降機５の駆動によって穀粒を循環すべく構成し、集穀室４に設けた赤外線放射体６を熱風発生器の加熱によって発生する放射熱及び該赤外線放射体６からの排熱風に よって循環する上記穀粒を乾燥する穀粒乾燥機において、穀粒の種類や処理量に応じて熱風発生器の出力を変更制御すべく構成し、前記集穀室４には前記繰出バルブ５２から落下する穀粒が流下する穀粒流下板５４を設け、該穀粒流下板５４には赤外線放射体からの赤外線の照射量を検出する赤外線センサ５５を設け、該赤外線センサ５５で検出した赤外線の照射量から繰出バルブ５２から落下する穀粒の流れの状態を検出する構成としたことで、穀粒が正常に落下しているときは穀粒の層で赤外線が遮られてセンサ５５が検出する照射量が減少し、落下量が減少すると検出する照射量が増加することを利用して穀粒の流れの状態を検出できる。
【００１０】
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態を図面に基づき説明する。
１は穀粒乾燥装置の機枠で、内部には貯留室２、乾燥室３、集穀室４の順に積み重ねられ、外部に設ける昇降機５の駆動によって穀粒を循環させながら、乾燥室３部に設けた赤外線放射体６による放射熱、及び赤外線放射体６からの排熱風を浴びせて乾燥する構成である。
【００１２】
乾燥室３は、左右穀粒流下通路７，７の間に形成される熱風室８と、該穀粒流下通路７，７の外側に位置すべく機体後部側に配設する吸引ファン（図示せず）に連通する排風室１０，１０によって構成され、上記赤外線放射体６は、一端をバーナ１１に接続し断面円形状を呈し外周面に赤外線放射塗料を塗布するもので、該穀粒流下通路７，７を流下する穀粒に赤外線放射熱を浴びせるよう構成している。該赤外線放射体６他端からの排熱気は熱風室８内に放出されて適宜に機体後部側乃至前部側から導入する外気と混合しながら排風室１０，１０を流通して穀粒通路７，７…を横断する構成である。
【００１３】
１５，１５は繰り出しバルブで回転しながら所定量の穀粒を流下させる。１６は上記昇降機５に通じる下部移送装置、１７は昇降機５上部側に接続する上部移送装置で、貯留室２上部の拡散盤１８に穀粒供給できる。バーナ１１や穀粒循環機構等は、乾燥制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶するメモリを備えるコンピュータによって行なわれる。即ち、操作盤１９には液晶形態の表示部２０を設け、該表示部２０の下縁に沿って５個の押しボタン形態の張込・通風・乾燥・排出及び停止の各モードスイッチ２１〜２５を配設している。これらスイッチのほか、張込量設定スイッチ２６、穀粒種類に対応させた乾燥設定スイッチ２７、停止水分設定スイッチ２８等を備える。２９は緊急停止スイッチである。
【００１４】
内蔵の制御部３１は上記操作盤１７面のスイッチ情報や乾燥機機枠１各部に配設したセンサ類からの検出情報等を受けて必要な比較演算のもと、バーナ燃焼量の制御，穀粒循環系の起動・停止制御，表示部２０の表示内容制御等を行う。上記操作盤１９のスイッチ類は、張込・通風・乾燥・排出・通風の各設定のほか、穀粒種類、設定水分（仕上げ水分）、張込量、タイマ増・減等を設定できる。
【００１５】
図４は制御ブロック図を示し、上記操作盤１９を有する制御ボックスに内蔵するコンピュータの演算制御部３１には上記スイッチ類からの設定情報のほか、水分計３２検出情報、熱風室８に設ける熱風温度検出器３３の検出情報、外気温度検出器３４検出情報、外気湿度検出器３５の検出情報等が入力される。一方出力情報としては、バーナ１１の燃焼系３７信号、例えば燃料供給信号，その流量制御信号、あるいは上下移送装置１５，１６の各移送螺旋，昇降機５，繰出バルブ１５等の穀粒循環系モータとしての繰出バルブモータ３８・昇降機駆動モータ３９制御信号、吸引ファン９モータ制御信号，各表示部２０への表示出力等がある。
【００１６】
昇降機５はバケット式で、無端ベルト４０に多数のバケット４１，４１…を取り付け、外周を側壁５ａにより覆った構造で、バケット４１により集穀室４より出る穀粒を掬い上げて上昇し貯留室２へと運ぶ構成である。昇降機５の側壁５ａの正面内側に、一粒式水分計３２の図外穀粒取り込み部の前縁をバケット用無端ベルト４０のバケット４１の近くまで差し込んで設置し、側壁５ａの内側で、穀粒取り込み部下方に、図外穀粒送り螺旋の始端部をのぞませる。
【００１７】
水分計３２には、一対の電極ロールを備え、穀粒を一粒毎に圧砕しながらその電気抵抗値を水分電圧に換算して水分値を算出する構成であり、水分測定用の制御部を備えており、この制御部では所定粒数の換算水分値を平均処理して平均水分値を出力する構成とし各種乾燥制御あるいは表示出力するものである。
【００１８】
前記熱風温度検出器３３は、熱風室８内において赤外線放射体６の上方に位置させて設けている。なお図例では穀粒流下通路７，７への案内傾斜板部下方に位置される。この熱風温度検出器３３は、例えばサーミスタ３４によって構成されるものであるが、その表面に赤外線を反射する材料、例えば白色系樹脂コート、クロムめっき、ステンレス（ＳＵＳ）材被覆等を施して（イ）、赤外線を受けない構成としている（図５）。なお、３５はリード線である。
【００１９】
このように熱風温度検出器３３の外装を赤外線反射部材で被覆することによって、長期にわたり安定した乾燥制御ができ、信頼性の高い装置を提供できる。
図６，７は前記の外装を赤外線反射部材で被覆する熱風温度検出器３３に加えて、赤外線の影響を受け易い赤外線吸収材で被覆した熱風温度検出器４２を併設して設けている。なお、赤外線を吸収する材料としては、赤外線放射体６に塗料等黒色系樹脂コートあるいは表面を高温で酸化させたＳＵＳ材被覆等を施し（ロ）、赤外線を受ける構成がある。
【００２０】
上記のように、赤外線放射体６に赤外線反射部材を被覆する熱風温度検出器３３と赤外線吸収材を被覆する熱風温度検出器４２とを併設することによって、各出力値の比較ができ、赤外線の反射状況（パターン）や赤外線放射体６の異常を判定することができる。
【００２１】
即ち、バーナ１１の燃焼量を横軸にとり、縦軸に各熱風温度検出器３３及び４２の各検出値の温度差値は燃焼量（若しくは加温量）の大小に比例する関係にあり、さらにその適正範囲Ｒを示すと図８のようになり、この適正範囲Ｒから外れるときには種々の異常を推定しうる。例えば、適正範囲Ｒより高い範囲でのずれは、バーナ１１の赤外線放射体６に対する配置の偏り、赤外線放射体６に穴が空いたときなどに発生し、逆に適正範囲Ｒより低い範囲でのずれは、同じくバーナ１１の偏り、放射塗料の剥離などの原因によって発生する。このように適正範囲Ｒを外れると、異常と判断し、警告を発してバーナ１１を停止し通風乾燥に移行すべく制御部３０は各部に出力すべく構成している。
【００２２】
図９は、前記適正範囲Ｒよりも赤外線過多の状態を検出したとき、適正範囲Ｒになるようにバーナ１１燃焼量を低下制御し赤外線放射量を低減させるものである。適正ラインＬ１は燃焼量に基づき熱風温度検出器３３及び４２の検出温度差の適正状態の目安であり、所定値ラインＬ２は適正範囲を示している。したがって、検出値Ａは所定値ラインを外れた位置にあり、このため、燃焼量を適正ラインＬ１の検出温度差となるように所定量減少させる（図９中範囲ａ）。この修正点Ｂを当該乾燥の制御温度として設定乾燥温度を修正すべく変更する。修正点Ｂを通る修正ラインＬ３に変更し、あわせてこの修正点Ｂをもとに所定値ラインの修正も行うようにすればよい。
【００２３】
上記のように赤外線反射部材で被覆したものと、赤外線吸収部材で被覆したものとの熱風温度検出器の温度差値が赤外線放射量過多の状態となったときは、予め設定した適性値となるよう燃焼量を低下制御することにより、長期に渡り安定した乾燥制御を実現できる。
【００２４】
前記図６は、前記の熱風温度検出器４２のように、赤外線吸収材を被覆した温度検出器４３，４３…を、熱風室８に設置するほか、集穀室４の傾斜案内板４４部、あるいは繰出バルブ１５の繰出し部等、赤外線放射体の熱放射を受け易いところに配設してなり、前記のように一対の温度検出によって燃焼量に対する差値が適正範囲に入っているか否かを判定する構成としている。例えば、傾斜案内板４４面の前後に離れた位置に一対の上記温度検出器４３を配設して両者の検出温度差値をもって図８、９に示す適正範囲Ｒにあるか否かを判定するものである。こうして各部位の赤外線量を検出することにより、赤外線の反射パターンや放射体の異常を検知できこれに対応することによって、長期に渡り安定した乾燥制御ができ信頼性の高い装置を提供できる。なお、この場合には温度検出例としてはサーミスタのほかサーモスタットや温度ヒューズを利用してもよい。
【００２５】
また、図６において、符号４５は排風室に設けられた排風温度検出器を示す。該排風温度検出器４５と前記熱風室８に設けた温度検出器とから穀粒の温度Ｔｇを推定しようとするものである。この場合熱風室８の温度検出器としては前記符号４２の温度検出器のように温度吸収材を被覆する検出器４６を採用しこの検出値Ｔｈと、排風温度検出器４５の検出値Ｔｅとから、穀温Ｔｇはそれらの重み付き代数和によって、
Ｔｇ＝ａ×Ｔｈ＋（１００−ａ）×Ｔｅ （℃）
によって求められる。なお、ａは定数である。
【００２６】
従来、熱風温度と排風温度とから穀温を推定し、所定値以下になるように熱風温度を制限する構成としたが、赤外線放射を利用した穀粒乾燥機にあっては、穀粒の温度上昇に寄与する温度としては、従来の熱風温度検出器では低く見積もられてしまい、適切な穀温の推定ができず、穀温の異常上昇が発生する恐れがあったが、上記のように、赤外線の影響を受け易い赤外線吸収材で被覆した温度検出手段を設けて排風温度検出手段との組み合わせによって穀温を推定し、バーナの出力を制限するよう構成すると、放射熱の穀温上昇寄与分を含めて穀温を推定することができるので、適切な乾燥温度の管理を実行できる。
【００２７】
図１０，１１は、断面矩形の赤外線放射体５０を集穀室５１に配設して繰出しバルブ５２から繰出される穀粒が下部移送装置５３へ向け傾斜する穀粒流下板５４に沿って案内流下される間に赤外線照射する構成の乾燥機を示す。なお図１共通の構成は同じ符号を用いて示すものである。
【００２８】
上記の繰出しバルブ５２から落下して穀粒流下板５４に落下する穀粒を検出すべく赤外線センサ５５を設ける。穀粒が正常に落下しているときは穀粒の層で赤外線が遮られてセンサ５５の照射量が減少し、落下量が減少すると照射量が増加することを利用して穀粒の流れの状態を検出できる。
【００２９】
５６，５６は温度検出器で、左右の前記穀粒流下板５４，５４の裏面にあって前後中央に貼付したサーミスタ型温度センサによって構成される。すなわち、適宜外気風を導入しうる通気空間５７を形成すべく２重の板体によって構成するうちの上側に位置する穀粒案内板５４の裏面側に装着される構成である。もって、左右が所定時間ｔ０（例えば１分）毎に独立的に検出出力され、今回の温度検出値Ｔｎと前回の温度検出値Ｔｎ−１との比較による上昇値（Ｔｎ―Ｔｎ−１）が所定温度α以上（例えば２℃）であり、かつ連続してｍ回（例えば２回）検出されるか、又は当該検出温度が所定限界値（例えば１００℃）を越えると繰出バルブ１５の回転異常等による穀粒詰りと判定して各部に停止出力し（図１２（ロ））、この上昇値が所定以下であってかつ所定限界値未満の場合は正常運転と判定する構成である（図１２（イ） 又は（ハ））。温度検出器５６は上記のサーミスタ型温度センサを左右の穀粒流下板５４，５４の前後中央に設けるほか、前後に複数個設置して前後におけるセンサの平均値をもってＴｎ又はＴｎ−１としてもよい。
【００３０】
ところで、上記温度検出値Ｔｎは、次のように調整された温度Ｔ´ｎとしている。即ち、
Ｔ´ｎ＝（検出器温度Ｔｎ―外気温度ＴＡ）×β＋外気温度ＴＡ
（αは装置特有の調整値（例えば０．６））
である。このように構成することによって、赤外線放射体５０の影響による調整を行うことができ、正確な温度測定が可能である。上記調整温度Ｔ´ｎと、張込量Ｖ，乾燥速度Ｎ，外気温度ＴＡ等によって設定される設定温度ＴＨとから、バーナ５７燃焼量、即ち燃料供給量を増減制御するものである（図１３）。
【００３１】
上記の温度検出器５６，５６は左右の穀粒流下板５４，５４に夫々、いずれか一方が所定限界値γ（例えば１００℃）を越えると異常発生として直ちに乾燥停止制御されるが、左右検出値に誤差を生じ、バーナ５７の最大燃焼量では不測に当該限界値を越えてしまうこととなる。このため、片方の温度検出値５６が所定限界値γに達しても、その限界値γとの差が所定範囲δ（例えば２℃）内のときは、続けてｑ回（例えば５回）までは異常による停止制御を行わせないこととし、乾燥作業の継続を維持する構成としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 穀粒乾燥機の正断面図である。
【図２】 遠赤外線放射体の側断面図である。
【図３】 御盤正面図である。
【図４】 制御ブロック図である。
【図５】 熱風温度検出器一例を示す拡大図である。
【図６】 別実施例を示す穀粒乾燥機の正断面図である。
【図７】 熱風温度検出器の他の例を示す拡大図である。
【図８】 燃焼量−検出温度差関係グラフである。
【図９】 他の燃焼量−検出温度差関係グラフである。
【図１０】 他の例穀粒乾燥機の正断面図である。
【図１１】 集穀部の断面図である。
【図１２】 （イ）（ロ）（ハ）は異常高温検出一例を示すグラフである。
【図１３】 フローチャートである。
【符号の説明】
１…乾燥機枠、２…貯留室、３…乾燥室、４…集穀室、５…昇降機、６…赤外線放射体、７…穀粒流下通路、８…熱風室、１０…排風室、１１…バーナ、３３…熱風温度検出器、４２…熱風温度検出器

Claims (1)

1. 貯留室２、乾燥室３、集穀室４の順に積み重ねられ、繰出バルブ５２及び昇降機５の駆動によって穀粒を循環すべく構成し、集穀室４に設けた赤外線放射体６を熱風発生器の加熱によって発生する放射熱及び該赤外線放射体６からの排熱風によって循環する上記穀粒を乾燥する穀粒乾燥機において、穀粒の種類や処理量に応じて熱風発生器の出力を変更制御すべく構成し、
   前記集穀室４には前記繰出バルブ５２から落下する穀粒が流下する穀粒流下板５４を設け、該穀粒流下板５４には赤外線放射体からの赤外線の照射量を検出する赤外線センサ５５を設け、該赤外線センサ５５で検出した赤外線の照射量から繰出バルブ５２から落下する穀粒の流れの状態を検出する構成としたことを特徴とする穀粒乾燥機。

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