JPS5971976A - 穀粒乾燥機におけるバ−ナの熱風制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 乾燥機により穀粒を乾燥する場合、乾燥速度が速すぎる
と穀粒に胴割れを生じ、遅すぎると乾燥が仕上がるまで
に時間がかかって能率が悪いという弊害を生ずる。

この弊害を回避するには、終始適当な一定の乾燥速度で
乾燥し続けることが必要である。

乾燥速度は穀粒の含水率（％）の単位時間当シの減少値
であるから、ある時間の含水率をａ。

それよ多単位時間後の含水率をｂとすると、その時点の
乾燥速度Ｐ（５７時間）は、ｐ　＝　ａ　−ｂ　　　　
　　　　　（１式）いま乾燥速度Ｐのときに穀粒よシ蒸
発する水の単位時間当シの重量すなわち除水量Ｑ（Ｋｇ
／時間）は、ある時間の穀粒の重量をＡ（Ｋｇ）、それ
より単位時間後の穀粒の重量をＢ（Ｋｇ　）とすると、 Ｑ＝Ａ−Ｂ（２式） ところで水分を除いた穀粒個有の重量は乾燥前後で変シ
ないから次式が成立つ。

Ａ−Ａ−＝Ｂ−Ｂ　−（３式） ％式％ （１式）と（３式）よｐｂおよびＢを求めて（２式）に
代入すると、 Ｑ＝Ａ　（１−”−１）（４え、 　−Ｐ ■　−□ となる。

一般に籾や麦の適正な乾燥速度Ｐは０．６から１．２（
５７時間）丑での範囲内であるが、仮シにＰ　＝　０．
８で一定として１０００　Ｋ　ｇの穀粒全体から毎時間
蒸発する除水量Ｑを（４式）から求めると、Ａ　＝　１
０００Ｋｇだから ａ＝２５（％）のときは、Ｑ＝１１（Ｋｇ／時間）ａ＝
２（１（％）のときけ、Ｑ　＝　１０　（Ｋｇ／時間）
ａ＝１５（％）のときは、Ｑ　＝　９．３　（Ｋｇ／時
間）となる。

同様にＰ　＝　１．０　、０．９および０．７でそれぞ
れ一定とした場合について、含水率に対応する除水量Ｑ
を（４式）より計算し、それぞれの場合の含水率と除水
ｆＭ、　Ｑの関係をグラフに示すと第４図のとおりにな
る。

このように乾燥速度Ｐをある一定の値に決めると、除水
量Ｑは含水率ａと穀粒の重量Ａから（４式）の計算にょ
シ求まるが、含水率ａが違ってもＱの値は実用上無視で
きる程度の微差しかないことが、第４図のグラフより明
らかである。

従ってあらかじめ含水率ａを適当々一定の　　　値（た
とえばａ＝２０％）に設定しておけば、その設定値と乾
燥中の？、シ粒の重＊：Ａの測定値にもとづいて最適な
乾燥速度Ｐに々るような除水量Ｑを逐次計算で求めるこ
とができ、その除水量Ｑと実際の除水量ｑが一致するよ
うにバーナの熱風を制御すれば、乾燥速度Ｐを終始一定
の最適値に保持することができ穀粒の胴割れも生じ々い
。

しかして穀粒に熱風を浴せて乾燥する場合、穀粒から蒸
発した水は排風に含１れ機外に排出されるから、実際の
除水量ｑの値は、熱風と排風の絶対湿度の差と熱風の単
位時間当シの風量Ｗ（Ｋｇ）との積より求凍る。

絶対湿度は空気ＩＫｇ当シに含まれる水のグラム数であ
るから、これをキログラム数に換算すると、実際の除水
量ｑについて次式が成シ立つ。

ｑ−（排風の絶対湿度−熱風の絶対湿度）ｘ　ｏ、ｏｏ
ｌｘ　ｗ　（ｘｇ／時間）　　　（５式）熱風と排風の
絶対湿度差は両者の温度差に比例するからその比率をｋ
とすると、 となる。

そこで乾燥機を実際に運転するとき、通常の熱風温度は
４０６Ｃから５０’Ｃの間であり、いま仮シに熱風の絶
対湿度が４乃至８　（ｇ／　Ｋｇ）で、排風温度２１°
Ｃ乃至２７°Ｃだとすると、第５図の湿り空気線図に破
線で示すようにそのときの排風温度における絶対湿度は
表１のとおシにそれぞれ求まる。

とれよシその範囲内でｋの値は０．４２であることが判
明する。

従って（５式）と（６式）から ｑ＝（熱風の温度−排風の温度）Ｘｏ、４２ｍＸＷ（７
式） となる。ここでｍは乾燥機と穀粒の温度上昇等によυ失
う分を差し引いた効率で乾燥機の機種や仕様および穀粒
の種類品質などにより決まる一定の補償係数である。

０．４２ｍは定数だからこれをに１とし、まだ熱風の温
度をＴａ　（０Ｃ）、排風の温度をＴｂ（０Ｃ）とすれ
ば、（７式）は次のように書き直すことができる。

ｑ＝（Ｔａ−Ｔｂ　）ｘ　ｋｌＸＷ　　（８式）この（
８式）より実際の除水量ｑは、あらかじめ補償係数ｍな
いしに１と風量Ｗを決めておけば、熱風と排風の温度Ｔ
ａおよびＴｂを測定することによりそれらの測定値から
求めることができる。

このようにして（８式）から求めた実際の除水量ｑを、
（４式）から求めた基準の除水量Ｑに一致するように乾
燥することにより乾燥速度Ｐを一定にする制御装置を、
発明者らは以前に＋４ｊ　ＩＦｆｔ昭５７−９８７７２
号として提案したが、その従来装置は風量Ｗを一定のま
ま熱風温度Ｔａのみを制御して除水量ｑを基準の除水ｔ
　Ｑに一致するので、乾燥する穀粒ｔＡ（Ｋｇ）が多く
基準の除水量Ｑが大きいときは、熱風温度Ｔａを高くす
ることにより（８式）における排風温度Ｔｂとの温度差
を大きくし、逆に乾燥するｐ）粒量Ａ　（Ｋｇ　）が少
なく除水量Ｑが小さいときに熱風温度Ｔａを低く設定し
排風温度Ｔｂとの温度差を小さくする必要があった。

この従来装置における穀粒量Ａ（Ｋｇ）と熱風の設定溶
度Ｔａ（０Ｃ）との関係をグラフに示すと、第６図の破
線のとおシである。

とのグラフからも明らかなように、従来装置では乾燥す
る穀粒量Ａの多少により熱風温度Ｔａの差が大きく、バ
ーナの燃焼状態を穀粒量Ａにより大巾に調整しなければ
なら々いばかりか、少惜の穀粒を乾燥する場合には熱風
温度Ｔａを低くして排に温度Ｔｂとの差を小さくするの
で、熱効率（ここで熱効率とは燃料の発熱量と穀粒から
蒸発する水の蒸発熱との比率をいう）が悪く不経済であ
るという欠点があった。

ところでそもそも乾燥速度Ｐが一定の場合に、穀粒を乾
燥するのに必要なエネルギー量Ｅは穀粒量Ａに比例する
と共に、熱風温度Ｔａと風量Ｗの積により決まるから次
式が成シ立つ０ エネルギー量Ｅ＝に２Ｘ穀粒量Ａ　　（９式）エネルギ
ー量Ｅ＝に３Ｘ熱風温度ＴａＸ風量Ｗ（１（）式） （ｋ２およびに３は比例定数） これらの式から明らかなとおり、穀粒量Ａが多い場合も
少ない場合も同一の乾燥速度Ｐで乾燥するには、穀Ｒｆ
ｉｔ　Ａが多い場合それに比例してエネルギーｚＥも大
きくする必要があシ、それには熱風温度Ｔａだけ上昇す
るよりも熱風温度Ｔａと風ｔＷの両者を増大しだほうが
、熱風温度Ｔａ自体の上昇分が少なくて足シる。同様に
、穀粒量Ａが少ない場合それに比例してエネルギー−９
Ｅを小さくする必要があるが、それには熱風温度Ｔａだ
け下降するよシも風量Ｗも熱風温度Ｔａと一緒に減少し
たはうが、熱風温度Ｔａ自体の下降外が少なくて足りる
のである。

本発明は、との点に着目して熱風の風ｆａ　Ｗを穀粒ｉ
ｔＡに応じて増減するととにより、上記従来の欠点を解
消することを目的とする。

すなわち本発明では第６図の実線に示すように、乾燥す
る穀粒素人が多いときは、（１０式）における風量Ｗの
値も増大して、それにより熱風温度Ｔａを従来よシ低く
設定する。

また穀粒量Ａが少ないときは、風量Ｗも減少することに
よ多熱風温度Ｔａを従来よジ高く設定する。

とのように穀粒量Ａに応じて熱風温度Ｔａを設定したら
、その設定した温度Ｔａに々るようにバーナを燃焼させ
ると共に、初期設定した風量ＷＯと熱風と排風の温度Ｔ
ａおよびＴｂの測定値とから（８式）により実際の除水
量ｑを計測し、この除水量ｑ　７′：　（４式）による
計算で求めた基準の除水量Ｑに一致するように風量Ｗを
制御するのである。

次に本発明を図面に示す実施例にもとづいて説明する。

１は乾忰機の貯留室でその底面中央に断面が逆Ｖ字形の
山形板２を設け、その左右に対向して誘導斜板３，３を
設屓する。山形板２の両側縁と誘導斜板３，３の下縁に
それぞれ多孔板４を接続し、その相対する２枚１糾の多
孔板４により乾燥室５，５を形成する。

乾燥室５，５の下端の排出口はロータリバルブ６を介し
樋状の流穀室７にのぞ丑せ、その中央の凹溝に横架する
送穀ラセン８の送出端を昇穀機９の下部取入口に姑続す
る。

昇穀機９の上部には給穀ラセン１ｏを接続しその終端を
貯留室１の天井板中央に吊シ下げる拡散板１１の上方に
開口する。

そして乾燥後の正面と背面に相対してバーナ１２と吸引
ファン１３をを付け、バーナ１２を左右の乾燥室５，５
の内側の熱風室１４にのぞ才せると共に、７アン１３を
乾燥室５，５の外側と乾燥イ４５の外壁により凹まれた
排風室１５に接続する。１６は熱風室１４のバーナ１２
と反対（ｉｌｌを閉鎖する遮板である。

穀粒は昇穀機９と給穀ラセン１０を経て拡散板１１によ
り貯留ｖｌ内に平均に張込まれ、乾燥室５を流下する。

その際バーナ１２の熱風が中央の熱風室１４から左右の
乾燥室５に進入し流下中の穀粒を乾燥して湿気を含んだ
排風が排風室１５を経て７アンＩ３によシ核外に排気す
る。

乾燥後の穀粒はロータリバルブ６の回転によシ流穀室７
に落ち、送穀ラセン８と昇穀機９によシ再び貯留室１に
戻る。

しかして本発明では乾燥機の熱風室１４と排風室１５の
内部に温度センサｓａ　、ｓｂをそれぞれ取付け、これ
によシ実際の熱に温度Ｔａと排ｉ温度Ｔｂを測定する。

また乾燥機底部の支脚１７に抵抗線ひずみ計のような重
量を電気量に変換するセンサを内蔵し、とのセンサの信
号を受信して乾燥機内の穀粒の重量Ａ（Ｋｇ）に比例し
だ電圧を出力する穀粒量測定回路１９を設ける。

穀粒量測定回路１９は、貯粒室１の内壁に圧力検知スイ
ッチまたは光電スイッチ１８を上下に数個等間隔に並べ
て構成してもよい。この場合、乾燥が進むに従い穀粒全
体の体積が縮小して上方のスイッチ１８が露出し、これ
を穀粒の重量変化に換算して重、−ｔＡ（Ｋｇ）に比例
した電圧を出力する。

次に穀粒量測定回路１９を熱風温度設定回路２０に接続
し、しかして回路１９の出力に応じて回路２０によシ機
内の穀温が一定になるように熱風温度を設定する。

２１は比較回路で、その入力側に熱風温度設定回路２０
と熱風の温度センサＳａを接続し、これによシ比較回路
２１の出力側に接続した電磁弁のような、バーナ１２の
燃料系統に介在した燃刺制御装Ｒ２２を操作して、実際
の熱風温度が設定温度に等しくなるように燃料の流量を
制御してバーナ１２を燃焼する。

次に穀粒量測定回路１９を基準除水量設定回路２３に接
続し、この回路２３によシ、穀粒量Ａの測定値およびあ
らかじめ設定した含水４％ａならびに乾燥速度Ｐの値か
ら、基準となるべき計算上の除水量Ｑを（４式）にもと
づいて算出し、その算出した値に比例した電圧を出力す
る。

一方、温度センサＳａ、Ｓｂを実測除水量計算回路２４
に接続し、この回路２４によシ熱風温度Ｔａ　、排風温
度Ｔｂおよび初期設定した風量ＷＯＯ値から実際の除水
量ｑを（８式）にもとづいて演算し、その値ｑに比例し
た電圧を出力する。

そして回路２３と回路２４の出力側を比較回路２５に接
続し、回路２５の出力側を増巾回路２６に接続して回路
２３乃至２６により風量設定回路２７を構成し、その出
力側を吸引７アン１３のモータ２９の回転数制御回路２
８に接続する。これによシ実測した実際の除水量ｑが割
算により求めた基準の除水量Ｑに等しくなるように、吸
引ファン１３のモータ２９の回転数を調整して熱風の風
量Ｗを制御する。

風量Ｗとモータ２９の回転数との関係はあらかじめ実測
し両者の関係を記憶しておく。

なおこのようにあらかじめ記憶した関係に従って風量Ｗ
を調節するかわりに、熱風室１４または排風室１５の気
圧から風量を測定し、その測定値と回路２７の設定風量
Ｗとを比較し、両者の偏差を０にするようなフィードバ
ック制御によ多風量を制御してもよい。

しかして乾燥が進むに従い乾燥機に張込んだ穀粒の全重
量Ａは当然ながら減少するが、本発明においては、熱風
温度設定回路２０にょシ、穀粒ｔ　Ａの減少に応じて熱
風温度Ｔａも第６図の実線に示すようにやや低下し、ま
た基準除水量設定回路２３により、基準の除水量Ｑもそ
の時々の穀粒量Ａに応じて算出される。

一方、排風温度Ｔｂは乾燥が進むに従い上昇するので、
熱風と排風の温度差すなわち（８式）における（’ｌ’
ａ−Ｔｂ）は、乾燥が進むに従い小さく々る。従って本
発明では熱風の風量Ｗを乾燥が進むに従い増大するよう
に制御し、（８式）の除水量ｑの値を除水量Ｑに等しく
するのである。

これを要するに本発明においては、乾燥速度Ｐを一定と
する除水ｉｉ、　Ｑを、乾燥が進むに従い減少するその
時々の穀粒量への測定値に応じて計算により求め、この
基準の除水量Ｑと実際の除水量ｑがいつも一致するよう
にバーナの熱風の風量を制御するので、乾燥速度Ｐが乾
燥時間全体を通して常に一定で、その時々の穀粒量Ａに
適した除水量で乾燥できるだめ胴割れの発生を防止でき
、品質良好な穀粒に乾燥でき、また穀粒量を設定せずに
実際に測定するので、設定ミスによるトラブルが発生す
る余地がないという効果を生ずる。

しかも本発明でに熱用の風量Ｗを増減することによって
、実際の除水量ｑを、穀粒量′Ａと含水率ａより求めた
基準の除水−１ｆＱに一致させるので、穀粒量Ａが多い
場合と少ない３４１合とで熱風温度Ｔａの差が少なく、
このためバーナ１２の調整中が小さくて足りるばかシで
なく、少量−の穀粒を乾燥する場合に熱風温度Ｔａを甚
くすることにより風量Ｗを小さくできるので、熱風が乾
燥室５を通過する速度が遅く、従って熱風と穀粒との接
触時間が長くなシ、このため熱風と排風の温度差（Ｔａ
−Ｔｂ　）が従来に比べて大きくなって、熱風のエネル
ギーが効率よく穀粒からの水の蒸発熱に転移して熱効率
の良い乾燥ができ、燃料費を節約できるという効果を生
ずる。

穀粒量Ａが少ない場合も、従来にくらべて熱風温瓜Ｔａ
は低いので、穀温の上昇をおさえ穀粒の胴割れを防ぐこ
とができるという効果を生ずる。

また本発明では実際の除水量ｑを熱風と排風の絶対湿度
差からではなく温度差から求めるので、高価な湿度計は
必要なく安価な温度センサにより高１／ｆｌＷの計測が
できるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した穀粒乾燥機の縦断正面図、第
２図はその横断平面図、第３図はその制御系統のブロッ
ク図、第４図は１０００Ｋｇの穀粒を乾燥速度Ｐ（５７
時間）一定で將燥した場合の除水量Ｑと含水率との関係
を乾燥速度Ｐをパラメータにして示すグラフ。第５図は
湿シ空気線図で熱風と排風の温度と絶対湿度の関係を示
す。第６図は乾燥速度Ｐ−一定の場合における乾燥すべ
き穀粒量Ａ（Ｋｇ）と熱風の設定温度’ｒａ（’ｃ）と
の関係を示すグラフで、破線は従来装置のものを示し、
実線は本発明装置のものを示す。 代理人　　牧　　　哲　部（ほか２名）第１図 第３ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 乾燥する穀粒量に応じて設定した熱風温度になるように
   バーナを燃焼制御すると共に、熱風と排風の温度差およ
   び初期設定した熱風風量から実測した除水量ｐが、その
   時々の穀粒量の測定値と設定の含水率に応じて計算によ
   シ求めた基準の除水量Ｑに一致するようにバーナの熱風
   の風量を制御し、もって乾燥速度を一定に保つととを特
   徴とする穀粒乾燥機におけるバーナの熱風制御装置。