干燥装置的制作方法

专利名称：干燥装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及谷粒和香菇等的农产品和海产品、或木材等的干燥装置。
背景技术：
专利文献1 (日本特开2007-10247号公报)记载了一种使排风返回与暖风 合流进行干燥的干燥装置。
另外，在专利文献2 (日本特开昭61-195266号7>|艮)及专利文献3 (日 本特许2599270号乂>|艮)记载了如下内容在干燥初期的排出暖风的混合比为 较高数值时减少再利用的排出暖风的量，随着干燥进行达到干燥中期、完成期， 增加阶段性利用的排出暖风的量。
在专利文献1中虽然记载了为达到作为目标的排风绝对湿度而对排风量燥。
另夕卜，在专利文献2和专利文献3中，对于缩短干燥时间的技术无任何记载。

发明内容
本发明的目的在于持续并稳定地进行以高速进行干燥且防止谷粒的粒体 破裂的干燥方法。
本发明为解决上述问题，采用以下的技术方案。
即、方案1的发明为一种干燥装置，其具备使干燥用暖风作用于干燥对 象物进行干燥的干燥部3,使通过干燥对象物后的排风与上述干燥用暖风合流 的返回通道41、 44以及对排风的返回量进行调节的调节装置22、 23,其特征 在于:设有第一计算部，其算出由上述干燥用暖风和上述排风的合流空气得 到的干燥风在干燥室13中的绝对湿度HD;第二计算部，其算出该干燥风的 饱和7jc蒸气压(saturated water vapor pressure)的绝对湿度(absolute humidity) HF;比较部，其对干燥风的绝对湿度HD和饱和水蒸气压的绝对湿度HF进行比较；以及控制部F1，其用于在^r测到上述干燥风的绝对湿度HD达到饱和 水蒸气压的绝对湿度HF或者高于设定在该绝对湿度HF附近的上限绝对湿度 卩-HF时，对上述调节装置22、 23输出使排风返回量减少的信号；在检测到上
的下限绝对湿度a.HF时，对上述调节装置22、 23输出使排风返回量增加的信 号。
方案2的发明为一种干燥装置，其具备使干燥用暖风作用于干燥对象物 进行干燥的干燥部3,使通过干燥对象物后的排风与上述干燥用暖风合流的返 回通道41、 44，以及对排风的返回量进行调节的调节装置22、 23,其特征在 于设有检测干燥中的干燥对象物水分的水分测量计10;假想排风绝对湿 度计算部，其基于用该水分测量计IO检测出的干燥对象物的水分值算出上述 排风的假想排风绝对湿度U;设定部，其用于将上述假想排风绝对湿度U设 定在处在干燥室13中的干燥风的饱和水蒸气压的绝对湿度HF或设定在该绝 对湿度HF附近的上限绝对湿度p.HF、和设定成比该饱和水蒸气压的绝对湿度 HF低规定值的下限绝对湿度a.HF的范围的上述排风返回量或排风返回比率； 以及控制部F2，其用于使调节装置22、 23工作以便达到所设定的排风返回量 或排风返回比率。
方案3的发明在方案2的发明的J^出上，其特征是，其构成为，设有检测 外部气体绝对湿度Z的外部气体绝对湿度检测部，在检测到该外部气体绝对 湿度Z向高于规定值一侧变动时，进行使排风返回量减少规定量或使排风返 回比率降低规定值的修正，在检测到该外部气体绝对湿度Z向低于规定值一 侧变动时，进行使排风返回量增加规定量或使排风返回比率上升规定值的修 正。
另夕卜，方案4的发明在方案2或3的发明的基础上，其特征是，其构成为， 设有基于输入到控制部F2的干燥对象物的水分>^测结果算出干燥对象物的水 分減少率(每单位时间干燥的水分的比例)(decreasing drying rste) W的水分 减少率计算部，在该水分减少率W向大于规定值一侧变动时，进行使排风返 回量减少规定量或使排风返回比率降低规定值的修正，在该水分减少率W向 小于规定值一侧变动时，进行使排风返回量增加规定量或使排风返回比率上升规定值的修正。
本发明的效果如下。
在方案1的发明中，在检测到干燥风的绝对湿度HD达到饱和水蒸气压的 绝对湿度HF或者高于设定在该绝对湿度HF附近的上限绝对湿度J3.HF时，由 于对上述调节装置22、 23进行输出以使排风返回量减少，所以可以将干燥对 象物千燥到不会超过饱和水蒸气压而结露并使其被水汽笼罩而又不会损坏品 质的程度，在干燥部3内绝对湿度HA低于设定成比饱和水蒸气压的绝对湿度 HF低而的绝对湿度a'HF时，由于对上述调节装置22、 23进行输出以使排风 返回量增加，所以通过将包含在排风中的热和水分供给干燥对象物，从而向干 燥对象物内部供给较多的热的同时，通过利用从干燥对象物中吸收了的排风中 的水分将要从干燥对象物的表面蒸发的水分抑制在干燥对象物的内部，从而可 减少干燥对象物内部的水分梯度。因此，既能以高速使其干燥，又能使干燥对 象物的内部难于产生龟裂。
在方案2记载的发明中，基于用水分测量计10检测出的干燥对象物的水 分值算出上述排风的假想排风绝对湿度U，为了控制将排风向上述返回通道 41、 44返回的排风返回量或者相对于整个排风量的排风返回比率，从而使上 述假想排风绝对湿度U处在干燥室13中的干燥风的饱和水蒸气压的绝对湿度
气压的绝对湿度HF低规定值的下限绝对湿度a*HF的范围，通过将在干燥对 象物的水分值较高的干燥初期将含有较多水分量的排风量供给到干燥部3,从 而可对干燥对象物表面给予必要的水分的同时给予热。因此，可使干燥对象物 内部的水分梯度处于较小的状态，同时由于使干燥对象物内部的温度上升，所 以可进行粒体破裂少的高速千燥。另外，通过与用水分测量计IO检测出的谷 粒的水分值相应地调节返回到干燥部3的排风量，从而无需检测排风湿度的湿 度传感器，不会造成成本的提高。
在方案3记载的发明中，由于在检测到外部气体绝对湿度向高于规定值一 侧变动时，进行使排风返回量比规定量减少或排风返回比率比规定值降低的修 正；在检测到该外部气体绝对湿度向低于规定值一侧变动时，进行使排风返回 量增加规定量或使排风返回比率上升规定值的修正；因而，可跟随外部气体的变动修正为所需水分的返回量的同时，可持续地进行干燥处理。
另外，在方案4的发明中，由于在水分减少率向比规定值大一侧变动时，
进行使排风返回量减少规定量或使排风返回比率降低规定值的修正；在该水分 减少率向比规定值小 一侧变动时，进行使排风返回量增加规定量或使排风返回 比率上升规定值的修正；因而，即使水分减少率变动，同样地也可修正为适当 水分的返回量的同时，可继续干燥处理。


图l是谷粒干燥机整体的正视图。
图2是谷粒干燥机整体的侧视图。
图3是说明谷粒干燥机整体的内部的立体图。
图4是说明干燥部和集谷部的结构的立体图。
图5是说明干燥部和集谷部的结构的正视图。
图6是说明第一调节阀和第二调节阀的联动结构的排风扇的侧视图(图 6A)及后视图(图6B)。
图7是表示排风供给管道和排风分散箱及排风扇的立体图。 图8是方框图。 图9是流程图。
图IO是表示绝对湿度变动的概要图。
图ll是说明燃烧箱及暖排风通道箱内部的立体图。
图12是说明燃烧箱内部的侧视图。
图13是说明燃烧箱内部的立体图。
图14是干燥行程和谷粒温度或谷粒水分值的关系的图表。 图15 (A)、图15 (B)是对供给谷粒的热进行说明的图。 图16是表示排风绝对湿度和谷粒水分值的关系的图。 图17是流程图。 图18是方框图。
图19是表示变更外部气体温度及变更对利用进入量的排风进行回流的比 例的图表。 图中l-主体；5-燃烧器；5a-燃烧器的燃烧盘面；6-排风扇；ll-暖风室; 13-谷粒流下通道；20-排风管道；22-第二调节阀；23-第一调节阀； 23a-回转轴；24-杆；44-第二返回通道；k-燃烧器的燃烧盘面位置； e-第五排风开口部；Q-燃烧火焰。
具体实施例方式
下面，对将本实施方式用在谷粒干燥机的情况进行说明。
图1、图2是表示谷粒干燥机的整体的图，图3是说明谷粒干燥机的内部 的立体图。在长方体形状的主体1的内部从上依次设有贝i存谷粒的贝i存部2、 使在贮存部2中贮存的谷粒向下流动的同时进行干燥的干燥部3以及收集在干 燥部3中干燥了的谷粒的集谷部4。并且，其结构具有如下所谓循环式谷粒干 燥机的结构，即将进入到贮存部2的谷粒在千燥部3干燥后供给到集谷部5， 再重新供给到贮存部2并进行调质处理。
再有，在本实施方式中，将主体l的长度方向s称之为前后方向，将宽度 方向t称之为左右方向。
在主体1的前后方向的前侧且与干燥部3面对的左右中央位置，安装有在 正面一侧形成多个狭缝状的外部气体吸入50的燃烧箱40,在该燃烧箱40内 容纳配有燃烧器5。并且，以使燃烧器5的燃烧盘面5d与主体1 一侧相对的 方式放置燃烧器5。
在主体l的前后方向的后侧设有位于与干燥部3相对的左右中央位置的排 风扇6。
另外，在主体1的前后方向的前侧的与燃烧箱40邻接的位置上设有将谷 粒升起的升降机7，在主体1的上部内装有移送螺旋(未图示)，并设有将用 升降机7升起的谷粒搬送到贮存部2的上部搬送装置8及将混入到用上部搬送 装置8搬送中的谷粒中的稻草屑等的夹杂物吸引除去的吸尘风扇9。
标号IO是检测谷粒水分的水分测量计，安装在升降机7上，并在每个设 定时间通过检测在升起中的谷粒中提取的样品谷粒的每个单粒的电阻值，从而 计算出水分值。
干燥部3的结构如下，在主体1的左右两侧设有由燃烧室5生成的干燥暖 风通过的暖风室11,在主体1的左右中央部设有与排风扇6连通的排风室12，在暖风室11和排风室12之间设有谷粒流下通道13,在谷粒流下通道13的下 端部设有将谷粒向集谷部4输送的回转式导阀14，通过回转式导阀14的转动 使积存室2的谷粒依次通过。
在集谷部4设有将谷粒向升降机7搬送的下部螺旋15。
排风扇6在剖面圆形的扇体6a内部安装有轴流式风扇风扇6b和给予用风 扇风扇6b发生的排风压力的固定板6c，在排风扇6的排风排出一侧连接有剖 面圆形的排风管道20。
如图6、图7所示，在排风管道20内设有调节对将排风向排风管道20外 和排风供给管道21排出的量的比例的第一调节阀23。
在排风管道20的上部设有用于将排风供给主体1内侧的剖面为方形的排 风供给管道21，在排风供给管道21的排风入口设有调节向排风供给管道21 内供给的排风量的第二调节阀22。
第一调节阀23和第二调节阀22做成分别用横向轴心的回转轴23a及回转 轴22a回转的结构，其中，在回转轴23a上连结有调节阀驱动电动机25。第 一调节阀23和第二调节阀22用连结杆24连接，并做成第一调节阀23和第二 调节阀22的回转动作联动的结构。在第二调节阀22位于全闭位置ga排风不 向排风供给管道21内排出时，第一调节阀23位于全开位置fa,将排风全部排 向机外。
反之，在第二调节阀22位于全开位置gb，排风向排风供给管道21内排 出最多的排风时，第一调节阀23位于以最多排风量向排风供给管道21 —侧排 风的关闭位置fb。再有，第一调节阀23和第二调节阀22分别做成能进行无级 开闭调节的结构，用控制部Fl适当调节排向排风供给管道21排出的排风量。
如图8、图9所示，例如在控制部F1中，通过以下运算设定排风返回量。 即、构成如下在形成于暖风室11和排风室12之间的上述谷粒流下通道12 中，设有检测作用于该通道内13内谷粒的干燥风温度T的温度传感器30和 检测该干燥风的相对湿度Hs的相对湿度传感器31,将这些检测结果向控制部 Fl输入。
上述控制部Fl与存储部ME1连接，存储有相当于湿润空气线图的数据、 相当于各干燥风温度的饱和水蒸气压的绝对湿度HF的数值、以及作为用于进行判断是否位于饱和水蒸气压附近的阈值的系数a、 (3及将绝对湿度HF乘以 该系数a的a.HF(例如a-0.7)的值及绝对湿度HF乘以该系数(3的p'HF(例 如卩=0.1)的值。该控制部F1构成有第一、第二计算部、比较部，其中，由 第一计算部从上述冲企测温度T和检测相对湿度H s算出绝对湿度HD ( = f ( T， Hs)，由第二计算部算出检测温度为T时的饱和水蒸气压的绝对湿度HF。并
测到作为具有谷粒的干燥室的谷粒流下通道13内的干燥风的绝对湿度(HD) 高于设定在该绝对湿度(HF)附近的上限绝对湿度((3'HF)时，将排风返回 量控制到减少一侧。另外，比较部在判断为该干燥风的绝对湿度HD为将绝对 湿度HF乘以系数a的下限绝对湿度a.HF的数值以下时，将排风返回量控制 到增加一侧。
因此，在判断为干燥风的绝对湿度HD在上限绝对湿度P.HF以下，干燥 风的绝对湿度HA比下限绝对湿度cfHF大时，则判断为干燥风位于饱和水蒸 气压附近且不超过饱和水蒸气压的程度，使排风循环量维持其状态。
在上述控制中，取代上限绝对湿度而代之为饱和水蒸气压的绝对湿度HF， 通过判断是否到达该绝对湿度HF也具有同样的效果。
通过进行如上所述的控制的同时，对适当的排风循环量进行反馈控制，可 控制排风循环量。再有，构成如下通过排风返回量的增减控制，例如按照预 先设定的每单位步进量驱动上述调节阀驱动电动机23，使第一调节阀23的回 转角度与每隔单位角度A0联动。
如上所述，构成如下通过排风返回量的计算，决定第一调节阀23的回 转角度e，使调节阀驱动电动机23进行正反转if关动直到用组装在轴23a上的 角度检测传感器23b检测出回转角度e为止。再有，由于第二调节阀22与第 一调节阀23联动，因而做成不检测其回转角度的结构，但也可以以两调节阀 独立进行回转调节的方式构成，这种情况可分别设置角度检测传感器及调节阀 驱动电动才几。
这里，若根据图10，将在干燥用暖风与返回排风合流并作用于干燥室内， 作为排风排出的状况来说明绝对湿度的变化，则是将规定绝对湿度的外部气体 用燃烧器加热后与排风合流。虽然通过加热绝对湿度没有变化，但绝对湿度因与排风的合流而上升，在从暖风室进入到干燥室(谷粒留下通道13)时(在 本申请中，将干燥室内的流通空气作为"干燥风")，则干燥风因与谷粒的接触 而使绝对湿度立即上升之后，以绝对湿度不太增高的状态通过排风室。在本发
明中，如上述的说明，对返回排风量进行调节控制，使其处于图17所示的上 限绝对湿度P.HF至下限绝对湿度crHF的范围内。
在第 一调节阀23位于以最多排风量向排风供给管道21 —侧排出排风的关 闭位置fb时，为使在排风管道20下部的内周面20a和第 一调节阀23的该周 边之间形成规定间隔的间隙z，从而做成使从第一调节阀23的回转轴23a到 外周的长度b比从排风管道20的中心到内周面20a的长度短，使第一调节阀 23的面积比排风管道20的开口面积小的结构。标号j是第一调节阀23的回转 轨迹。
另外，通过将在第一调节阀23位于以最多排风量向排风供给管道21 —侧 排出排风的关闭位置fb做成如图4所示位于向前下方倾斜的结构，将第二调 节阀22做成位于向后下方倾斜的结构，从而易于将排风向排风供给管道21 内引导。
在排风供给管道21和主体1之间，从排风扇6的上部沿左右两侧设有排 风分散箱26,该排风分散箱26形成将通过了排风供给管道21内的排风向左 右两侧分散的排风分散通道。并做成用第一排风开口部m连通排风分散箱26 的左右两端部和形成后述暖风室内贯通通道的返回管道27的后端部。
返回管道27为在左右的暖风室11内具备沿着前后方向的筒形状的通道， 在本实施方式中，形成为剖面形状为上部尖的梯形。
在主体1和燃烧箱40之间具备通过主体1内返回了的排风通过的第一返 回通道41和在内部形成用燃烧器5生成的暖风所通过的暖风通道42的暖排风 通过箱43。并且，在^:成用第二排风开口部p连通返回管道27的一端和第一 返回通道41的结构的同时，做成用第三排风开口部r连通第一返回通道41和 形成于燃烧箱40的左右两侧的第二返回通道44的结构。在燃烧箱40的下方 形成有尘埃贮存箱45。并做成在尘埃贮存箱45的左右两侧的上端部形成有第 四排风开口部d并与第二返回通道44连通的结构。
下面，基于图11至图13对暖排风通过箱43的结构进行详细叙述。暖排风通过箱43内的暖风通道42设有用笫一暖风开口部c与燃烧箱 40连通的第一暖风通道46和将通过了第一暖风通道46的暖风从第二暖风开 口部v经第三暖风开口部w向暖风室11供给的第二暖风通道47。
第一返回通道41和第二暖风通道47在主体1的正面左右两侧形成为上下 两段，第一暖风通道46在左右中央一侧设置在与燃烧箱40对置的位置。第一 暖风开口部c形成于第一暖风通道46及燃烧箱40的中央部。
再有，在本实施方式中，将从排风供给管道21至第二返回通道44的排风 所通过的路径统称为"返回通道"。
在燃烧箱40内与燃烧器5的左右邻接设置的第二返回通道44中设有排出 排风的第五排风开口部e。第五排风开口部e的位置比燃烧器5的燃烧盘面位 置k朝向主体l侧设置，并形成为多个狭缝状。并且，第五排风开口部e与燃 烧器5的燃烧盘面5d —样与主体1 一侧对置地形成。
并且，构成为，将从第五排风开口部e排出的排风和用燃烧器5生成的暖 风在位于燃烧器5的燃烧火炎Q —侧的暖排风混合部40a进行混合，使混合 后的暖排风通过暖风通道42即依次通过第 一暖风通道46和第二暖风通道47， 向暖风室ll供给。
另夕卜，如图7及图8所示，第五排风开口部e向主体下侧形成还形成有多 个狭缝。
做成如下结构在燃烧器5的上方且比燃烧盘面位置k靠主体1一侧，设 有吸引燃烧器5的一次空气并向燃烧器5供给的燃烧器风扇5a,由于位于燃 烧火焰Q的上方而预热变暖并通过空气管道5b可向燃烧器5进行送风。
标号70是检测有无风的流动的风检测板。5c是向燃烧器5供给燃料的燃 料泵。
在暖排风通过箱43的侧壁上设有用于确认燃烧火焰Q的状态的狭缝状的 燃烧火焰确认用开口部43a，由于不仅能确认燃烧火焰的状态还能导入外部气 体，所以难以用暖风通过的暖排风通过箱43的热来加热侧壁。
其次，对用燃烧器5生成了的暖风受到排风扇6的吸引作用并作为干燥风 从暖风室11作用于流下通道13的谷粒之后，成为排风而经排风室.12及返回 通道，直到与暖风混合向暖风室ll供给的过程进行说明。用燃烧器5生成了的暖风从燃烧箱40通过第一暖风开口部c，并从第一 暖风通道46通过第二暖风开口部v、第二暖风通道47、第三暖风通道w向暖 风室11供给。
暖风室11内的暖风作为干燥风通过在形成有多个狭缝(省略图示)的谷 粒流下通道13中流下的谷粒内，作用于谷粒并吸收水分再向排风室12排出， 作为排风利用排风扇6排出到排风管道20。
排风管道20内的排风通过第一调节阀23及第二调节阀22的开度控制将 适当所需的排风量为经返回通道再次向暖风室11 一侧进行循环而向排风供给 管道21供给。
供给到排风供给管道21的排风在排风分散箱26内左右分散，从第一排风 开口部m供给到返回管道27。并且，返回管道27内的排风从第二排风开口部 p经第一返回通道41、第三排风开口部r、第二返回通道44，并从第五排风开 口部e与从燃烧器5的燃烧火焰Q的侧面喷出燃烧火焰Q的方向平行地排出， 在位于与燃烧器盘面相对的位置的暖排风混合部40a与暖风混合，再从第一暖
风开口部c供给到第一暖风通道46。再有，包含在第二返回通道44的排风中 的尘埃因自重落下，并通过第四排风开口部d而贮存在尘埃贮存箱45中。 其次，对与本实施方式的结构相关的作用及效果进行说明。 通过将来自排风扇6排风向暖风室ll供给，从而在用燃烧器5供给的暖风 中增加排风中的热，并可4吏其作用于暖风室11或者流下通道13中的谷粒，可 在短时间内使谷粒温度上升。并且，通过控制排风的返回量，从而可提高作用 于谷粒流下通道13的谷粒的干躁暖风的绝对湿度，并可抑制从谷粒表面的气化 量。
即、在供给与排风混合后的干燥暖风时，则干燥风由要从谷粒表面蒸发的 气化量变高的谷粒表面的绝对湿度抑制，另一方面，作用于谷粒的干燥风的热 主要促进谷粒温度的上升，提高谷粒内的水分流动性，可减少谷粒单位的内部 和表面侧的水分梯度，可减少粒体破裂，且能以高速进行干燥作业。
通过从返回管道27到将排风供给到第一暖风通道46之前，在经与燃烧箱 40邻接的第二返回通道44从第五排风开口部e在燃烧器5的燃烧火焰Q的侧 面以与燃烧火焰Q的喷出方向平行的状态将排风向暖排风混合部40a排出，从而可以使燃烧火焰Q不形成紊流焰，而使燃烧器5进行稳定的燃烧。并且， 由于在燃烧器5的燃烧一侧使其与排风合流，可通过返回排风量的变化减小通 过燃烧器5周边的风量变化，可减少燃烧火焰Q的变化。并且，可促进排风 和暖风的混合。并且，由于排风不直接面对燃烧器5，所以可防止因尘埃或水 分等的作用而导致燃烧器5的劣化。
另外，可使排风中的尘埃较多地落下并堆积在尘埃贮存箱45内，并可减 少供给到第一暖风通道46及暖风室11内的尘埃量。通过将返回通道邻接燃烧 箱40设置，从而可提高排风的保温性。
如本实施方式，在用燃烧器5直接加热外部气体并将包含在燃烧气体中的 空气供给干燥对象物的干燥机中，虽然发生在用燃烧器5的燃烧火焰Q加热 包含尘埃的排风时尘埃燃烧，并将该燃烧后的尘埃供给谷粒而降低谷粒品质的 情况，但根据本实施方式，因尘埃的燃烧很难进行，可防止谷粒的品质降低。
其次，对本实施方式的干燥控制进行说明。
图14是表示伴随着干燥作业的谷粒温度的变化和水分值的变化的图表， Ll表示本实施方式的干燥工序，L2表示现有的干燥工序。另外，L3表示本实 施方式的水分值的变化，L4表示现有的水分值的行程。
L2是现有的干燥工序，是使燃烧器5的燃烧量为固定情况的图表，但表 示的是开始燃烧之后谷粒温度逐渐上升，直到到达最终水分，谷粒温度以大致 固定的斜率上升。
与此相对，Ll的干燥行程进行如下的行程。
首先，在燃烧器5的燃烧开始之后，在规定时间(例如，进入谷粒进行一 次循环的时间)中，将笫一调节阀23全部打开，以大致全量将排风排出到机 外，防止在刚开始燃烧后，发生较多的尘埃再次从返回通道向暖风室11内供 给(干燥初期全量向机外排出工序Al )。
在经过规定时间时，调节第一调节阀23和第二调节阀22，从而使返回排 风的比例以规定以上(例如75%以上)的状态暂时为一定，将从排风扇20排 出的大部分排风向返回通道一侧排出，供给到暖排风混合部40a内。并且，排 风和用燃烧器5发生的暖风混合,从暖风室11向流下通道12中的谷粒供纟W干 燥初期全量返回工序A2 )。由此，水分由于供给的热而要从谷粒表面蒸发，但因与热同时供给的水分 被抑制，水分保留在谷粒内部。并且，对于谷粒温度，通过将排风的热加在由 燃烧器生成的热中并给予谷粒，从而可给予较多的热而使谷粒温度急速上升。
再有，在该工序中，返回量由外部气体温度修正，外部气体温度越高，以
使返回的排风的比例越低的方式调节第一调节阀23和第二调节阀22。另外， 该工序是在全部干燥工序中返回排风最多的工序。
其后，每隔设定时间进行返回包含与用水分测量计l(H全测的谷粒水分值 相对应的水分量的排风绝对湿度Ha的排风的调节(排风绝对湿度返回工序 A3)。并且，对谷粒流下通道13内供给低于保护水蒸气压且处于饱和水蒸气 压附近的排风绝对湿度Ha的排风，即使其超过饱和水蒸气压而不结露的程度。
在接近最终水分值时，通过对第一调节阀23和第二调节岡22调节控制， 以使排风依次排出到机外的比例提高，从而使谷粒温度逐渐，并到达设定水分， 可尽快地进行结束干燥作业后的稻谷脱壳工序(完工排出工序A4 )。
这里，以谷粒为例，用图15说明干燥理论即，对谷粒给予水分和热的情 况。在现有的干燥控制中，如图15 (A)所示，若将用燃烧器5发生的供给谷 粒的干燥暖风提供的干燥热量作为100，则在干燥初期中，主要消耗的热量为 作为用于蒸发谷粒内水分的热量的气化热量(例如95 ),其余的热量用于谷粒 温度的上升。即，干燥初期由于谷粒的水分值较高，因而供给的热量多用于水 分的气化。由此，仅仅通过单纯地增加干燥热量，则与谷粒内部一侧相比促进 了谷粒表面 一侧的干燥，反而使谷粒中的水分梯度增高而导致粒体容易破裂。
与此相对，对于本实施方式的干燥控制，如图15 (B)所示，在干燥初期 通过使排风返回而生成少见定条件的干燥暖风，则可进行高速干燥而粒体又难于 破裂。即、将用燃烧器5发生的热量作为100,若再将包含在排风中的排风的 热量50加在该干燥暖风的热量中，则排风与干燥暖风合流而成的热量整体为 150。这里，通过将排风与干燥暖风合流而产生的新的干燥风的条件发现如下 绝对湿度比饱和水蒸气附近的上限绝对湿度低，且比相对该饱和水蒸气压设定 为规定限度的下限绝对湿度高。例如，稻谷干燥的情况，在从上限的饱和水蒸 气压的绝对湿度至下限控制在从该饱和水蒸气压的状态最大低30%的下限绝 对湿度的范围内。上限、下限的绝对湿度的值4艮据干燥对象物的种类和环境分别进行设定。
并且，在新的干燥风作用于谷粒时，给予热量后的谷粒中的水分要从谷粒 表面气化，另一方面，通过将绝对湿度调整到如上所述的饱和水蒸气压附近且 饱和水蒸气压以下，从而可抑制水分从谷粒表面蒸发，所给予的热量作用于谷 粒内部，例如，用于气化的热量的热量比现有的95低为60，用于谷粒温度上
升的热量为90。由此，谷粒温度虽急剧上升，但可促进谷粒中的水分转移而
不会使水分梯度急剧增高，很难发生粒体破裂。
并且，如后所述，由于能与干燥中所检测的谷粒的水分值相应地调节返回 排风的排风量，所以无需检测排风湿度的湿度传感器，不会提高成本，另夕卜，
可在干燥的同时对干燥对象物给予适当的水分，即谷粒流下通道13保持低于
饱和水蒸气压且保持饱和水蒸气压附近程度的水分。
可知以上说明的新的干燥风的条件是通过将利用燃烧器5得到的干燥暖 风和排风合流而得到的。即、作用于谷粒的干燥风吸收水分并作为排风排出， 但着眼于该排风的绝对湿度，调整排风返回量。
这里，如图16的图表所示，通过试验可知排风绝对湿度大致与谷粒的水 分值对应。即、谷粒的水分值越高排风绝对湿度也越高。再有，如到现在为止 的记载，虽然暖风室11的干燥暖风在谷粒流下通道13内作为干燥风而作用于 谷粒，并从排风室12进行排风，但其中由于干燥风和排风的绝对湿度大致相 等(图10中存在"绝对湿度HD^假想排风绝对湿度，，的关系)，所以排风绝 对湿度的检测或推测可假想为谷粒流下通道13内干燥风的绝对湿度。
谷粒水分值越高排风绝对湿度越高是因为要从谷粒表面气化的水蒸气压 高，为了抑制它而需要相应较多的排风湿度，随着干燥作业的推进，谷粒水分 值越下降，则从谷粒气化的水分量越少，用于抑制谷粒中的水分的水分量可以 较少。在本实施例中，将图16的关系图表存储在控制部F2的存储部ME中， 或者通过求出将水分值作为变量的回归式，从而构成算出假想排风绝对湿度U 的假想排风绝对湿度计算部，做成基于检测水分值的数据假想所需的排风绝对 湿度HD的结构。
若超过饱和水蒸气压则结露，有可能使谷粒被水汽笼罩而损坏品质，但通 过以不超过饱和水蒸气压的程度对谷粒给予包含在排风中的热和水分，从而可将较多的热供给到谷粒内部的同时，利用排风中的水分将要从谷粒表面蒸发的 水分抑制在谷粒对象物的内部。若向谷粒内部供给热，由于可促进内部水分向 表面侧的转移，所以可减少谷粒内部的水分梯度，能使其高速干燥而难以发生 谷粒内部的龟裂等。
并且，利用上述假想排风绝对湿度U与谷粒的水分值Mn大致对应的见 解可在谷粒干燥中控制排风返回量，基于图17的流程图、图18的方框图对其 一个例子进行说明。
在开始干燥运转的同时，利用外部气温传感器38、外部气体湿度传感器 39进行外部气温TA、外部气体湿度HA的检测、谷粒的水分值Mn的检测， 并将这些检测数据输入到控制部F2。控制部F2基于外部气温TA和外部气体 湿度HA算出外部气体绝对湿度Z,基于每隔规定时间的水分值的检测结果， 水分减少率计算部算出水分减少率。再有，该控制部F2调出上述图16的检测 水分值Mn和假想排风绝对湿度U的关系。
控制部F2不仅以上述假想排风绝对湿度U、水分减少率、以及预先输入 的谷粒的进入量，还以假想排风绝对湿度U为基础算出排风返回量。再有， 基于这些条件的排风返回量的关系，谷粒的干燥风的绝对湿度HD如上所述， 将饱和水蒸气压附近作为上限绝对湿度P .HF，将规定值以下作为下限绝对湿 度a HF ( a <卩=,这些上限绝对湿度卩.HF及下限绝对湿度a HF可预先 通过实验等求出适当的值。再有，还可以取代理论上的绝对湿度HF，而用该 假想排风绝对湿度U和由排风温度TE的检测来假想的(假想排风绝对湿度U 的)饱和水蒸气压HF'来代替，上限绝对湿度为P .HF',下限绝对湿度a 'HF'。
基于上述排风返回量的计算，设定第一调节阀23的角度6 ，对调节阀驱 动电动机25进行正反转联动输出使其达到该角度，使第一调节阀23及第二调 节阀22动作。
另外，继续干燥，定期检测外部气温TA、外部气体湿度HA以及水分值 Mn,每次都算出外部气体绝对湿度Z和水分减少率W (每单位时间干燥的水 分的比例)，在该值与上一次的值不同而变动时修正排风返回量。即、在外部 气体绝对湿度Z下降时，为了确保预定的千燥风绝对湿度(大致等于假想排 风绝对湿度U),控制部F2修正第一调节阀23的角度e，以便修正并增加排风的返回量；反之，在外部气体绝对湿度Z增加时，修正并减少排风返回量。 另外，通过检测水分值Mn,在水分减少率W变动时，同样地进行排风返 回量的增、减修正。即，在水分减少率W变高时，由于包含在返回排风中的 水分比例变高，所以控制部F2修正第一调节阀23的角度e，以便修正并减少 排风返回量；相反的场合，对其进行增加修正。
再有，在图17、图18的例子中，虽做成以外部气体绝对湿度Z、水分减 少率W、进入量以及假想排风绝对湿度U为基础进行第一调价阀23的动作角 度0的设定控制以修正排风返回量的结构，但也可以利用修正相对第一调节阀 23的目标值的偏差的上述图9的控制方法来进行。这种情况下，由于以规定
偏差，所以可极为细致地控制排风的返回量。
其次，利用代表数值对用于调节调节阀的开度的控制例子进行说明。 用外部气体温度传感器检测出的外部气温为20°C，用外部气体湿度传感 器检测出的外部气体湿度HA为70% ，由控制部F2算出的外部气体绝对湿度 Z为13g/m3。并且，在上述图16中，设定的情况为作为与用水分测量计IO
25g/m3。并且，在如下的情况下本实施例的排风扇7的风量为1900kg/h，供 给到谷粒干燥机的谷粒(稻谷)量为800kg,表示干燥速度的水分减少率(每 一小时所干燥的水分的比例)为1.2%/h，由下式求出将何种程度比例的排风 返回到暖风室11中。
假想排放绝对湿度(U)-外部气体绝对湿度(Z) = 12 (g/m3)(式1)
外部气体可吸水的最大吸水量
12x1900/1000^23 (kg) (式2) 并且，每一小时从谷粒中除去的水分量
800 (kg) xl.2 (%/h) =9.6 (kg/h) (式3) 根据式2和式3
23/(9.6+23 ) ^0.71—71% (式4) 即、为使从排风扇7排出的排风量的71%返回到暖风室11中而控制调节 阀驱动电动机25，并控制第一调节阀23的e角，由此，调节第二调节阀22。即、在存储部ME中预先存储与排风的返回比例相当的上述第一调节阀23的 回转角度0,并基于上述计算结果使调节阀驱动电动机25进行正反转联动， 以便与排风比例71 %相对应。
若对上述运算式进一步详细叙述，根据由上述外部气温传感器TA和上述
出外部气体Z,并将外部气体绝对湿度Z和根据由水分测量计10检测出的谷 粒水分的条件而预先设定的排风的绝对湿度(大致等于假想排风绝对湿度U) 的差异(增加水量)作为外部气体可吸收的最大吸水量进行运算(式1和式2 )。 并且，另一方面，求出通过干燥作业从谷粒中蒸发的蒸发水量(本实施方式中， 在上述每一小时中从谷粒中除去的水分量)(式3)，增加水量相对于与通过干 燥作业的蒸发水量相加得到的值的比例则可认为是返回排风的比例。 即、上述式4表示为
增加水量/ (从谷物中蒸发的水量+增加水量)。
该式对于所谓对千燥对象物连续发挥干燥作用的干燥机尤其有效。 但是，如本实施方式，在使谷粒循环于贮存部2和干燥部3并交替进行干 燥作用和调质处理作用(所谓的调和)的谷粒干燥机中，如上所述，若使在干 燥部中供给热和水分的谷粒在贮存部2循环，在供给的热和水分过多的情况 下，通过谷粒内部的水分的转移进行从谷粒表面的干燥，存在增加谷粒的粒体 破裂的情况。
于是，尤其是对于谷粒干燥机的情况，可以改变式4而基于下述式5进行 干燥控制。
增加水量/ (从谷物中蒸发的水量+排风的绝对湿度(大致等于假想排风绝 对湿度U)) (式5)
23/ ( 9.6+47.5 )舀0.42 即、要返回42 %的排风。
再有，47.5 (kg)是从上述的假想排风绝对湿度(U)为25g/m3和排风扇 的风量1900kg/h中算出的。
47.5 = 25xl，/l 000 (式6)
在以调和方式进4亍干燥的循环型干燥机中，为了抑制停留在贮存部2期间 的表面干燥，在式5中，为达到设定为通过贮存部2的绝对湿度的排风的绝对湿度，变更并修正在每单位时间内通过谷物内的风所具有的总水量。
再有，在对第一调节阀23及第二调节岡22进行调节以使比排风量的71 %更多的量返回到暖风室11内的情况下，由于返回量越多而返回的水分量也 越多，所以难以从谷粒中除去新的水分。另外，在对第一调节阀23及第二调 节阀22进行调节以使比排风量的71 %更少的量返回到暖风室11内的情况下， 由于返回到暖风室11中的热量变少，所以谷粒温度很难上升，千燥速度变慢。
才艮据本实施方式的式子，通过调节返回排风的比例，通过尽可能地适当利 用从排风扇6排出的排风所带的热，即吸水力，从而可进行燃烧效率良好的干 燥作业。
图19是表示基于根据上述图16的谷粒水分值和假想排风绝对湿度对所设 定的返回排风的比例进行修正的图。
作为修正条件，表示外部气温和谷粒进入量。即，外部气温越高，则以降 低返回排风的比例的方式进行修正。并且，曲线M1、 M2、 M3、 M4、 M5表 示按各进入量进行的排风返回率的修正，进入量越多，则以降低返回排风的比 例的方式进^ffi务正。
由于外部气温越高，越促进谷粒的干燥，所以可相应地降低返回排风的量。 另外，由于进入量越多，则谷粒温度上升的最高温度增高，所以可相应地降低 返回排风的量。
在上述实施例中，对以调节阀的回转角度e控制排风返回量的结构进行了
说明，但也可以检测返回量自身进行控制，或者也可以是是控制相对总排风量 的排风返回比例的方式。
另外，在本实施方式中，虽将表示干燥速度的水分减少率设为1.2%,但 根据水分减少率可改变返回排风的比例。
再有，在本实施方式中，虽由外部气体湿度传感器HA求出外部气体绝对 湿度Z，但也可以取代外部气体湿度传感器而由外部气温基准决定外部气体绝 对湿度并将作为代用值。
在本实施方式中，记载了稻、麦、豆等的谷粒干燥机，但除此之外也可以 用于将从香菇、木材和海产品等的从天然品中获Jf又的物质、将在干燥对象物的 表面部分和内部中心部分伴有水分梯度的物质作为干燥对象物的干燥机的情况。
权利要求
1. 一种干燥装置，具备使干燥用暖风作用于干燥对象物进行干燥的干燥部(3)，使通过干燥对象物后的排风与上述干燥用暖风合流的返回通道(41、44)，以及对排风的返回量进行调节的调节装置(22、23)，其特征在于设有第一计算部，其算出由上述干燥用暖风和上述排风的合流空气得到的干燥风在干燥室(13)中的绝对湿度(HD)；第二计算部，其算出该干燥风的饱和水蒸气压的绝对湿度(HF)；比较部，其对干燥风的绝对湿度(HD)和饱和水蒸气压的绝对湿度(HF)进行比较；以及控制部(F1)，其用于在检测到上述干燥风的绝对湿度(HD)达到饱和水蒸气压的绝对湿度(HF)或者高于设定在该绝对湿度(HF)附近的上限绝对湿度(β·HF)时，对上述调节装置(22、23)输出使排风返回量减少的信号；在检测到上述干燥风的绝对湿度(HD)低于设定成比饱和水蒸气压的绝对湿度(HF)低规定值的下限绝对湿度(α·HF)时，对上述调节装置(22、23)输出使排风返回量增加的信号。
2. —种干燥装置，具备使干燥用暖风作用于干燥对象物进行干燥的干燥部(3 )，使通过干燥对象物后的排风与上述干燥用暖风合流的返回通道(41 、 44 )， 以及对排风的返回量进行调节的调节装置(22、 23)，其特征在于设有检测干燥中的干燥对象物水分的水分测量计(10);假想排风绝对湿度计算部，其基于用该水分测量计(10)检测出的干燥对 象物的水分值算出上述排风的假想排风绝对湿度(U);设定部，其用于将上述假想排风绝对湿度(U)设定在处在干燥室(13) 中的干燥风的饱和水蒸气压的绝对湿度(HF)或设定在该绝对湿度(HF)附 近的上限绝对湿度(P.HF)、和设定成比该饱和水蒸气压的绝对湿度(HF)低 规定值的下限绝对湿度(a.HF)的范围的上述排风返回量或排风返回比率；以 及控制部(F2)，其用于使调节装置(22、 23)工作以便达到所设定的排风 返回量或排风返回比率。
3. 根据权利要求2所述的干燥装置，其特征在于其构成为，设有检测 外部气体绝对湿度(Z)的外部气体绝对湿度检测部，在检测到该外部气体绝 对湿度(Z)向高于规定值一侧变动时，进行使排风返回量减少规定量或使排 风返回比率降低规定值的修正，在检测到该外部气体绝对湿度(Z)向低于规 定值一侧变动时，进行使排风返回量增加规定量或使排风返回比率上升规定值 的修正。
4. 根据权利要求2或3所述的干燥装置，其特征在于，其构成为，设有 基于输入到控制部(F2)的干燥对象物的水分检测结果算出干燥对象物的水分 减少率(W)的水分减少率计算部，在该水分减少率(W)向大于规定值一侧 变动时，进行使排风返回量减少规定量或使排风返回比率降低规定值的修正， 在该水分减少率(W)向小于规定值一侧变动时，进行使排风返回量增加规定 量或使排风返回比率上升规定值的修正。
全文摘要
本发明提供一种干燥装置，其能持续并稳定地以高速进行干燥且能防止谷粒的粒体破裂。该干燥装置设有控制部(F1)，在检测到干燥风的绝对湿度(HD)达到饱和水蒸气压的绝对湿度(HF)或者高于设定在该绝对湿度(HF)附近的上限绝对湿度(β·HF)时，则对上述调节装置(22、23)输出使排风返回量减少的信号；在检测到上述干燥风的绝对湿度(HD)低于设定成比饱和水蒸气压的绝对湿度(HF)低规定值的下限绝对湿度(α·HF)时，则对上述调节装置(22、23)输出使排风返回量增加的信号。
文档编号F26B21/04GK101424482SQ20071019413
公开日2009年5月6日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年10月31日
发明者向山直树, 西野荣治 申请人:井关农机株式会社