JP2627478B2 - 腐敗防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、穀物、牧草等を対象に
した乾燥装置に用いられる腐敗防止装置にかかるもので
ある。

【０００２】

【従来技術】穀物、牧草等を対象にした乾燥装置の従来
例として最も普遍的なものの一例として、一つの火力乾
燥機と、十数個のサイロとを備え、火力乾燥機を用いて
サイロ内の穀物の乾燥を、数次にわたって段階的に進め
るように構成したものがある。

【０００３】また、他の乾燥装置として図４に示す乾燥
装置がある。この乾燥装置は、バーナー50からの空気を
送風機51により乾燥機52に送ってこの乾燥機52内に送ら
れてくる穀物を乾燥するようにしている。

【０００４】また、さらに他の乾燥装置として図５に示
す乾燥装置がある。この乾燥装置は、ヒートポンプ60の
蒸発器60a により外気を冷却して除湿し、ヒートポンプ
60の凝縮器60b により吸入空気を暖め、この暖められた
空気を除湿しない外気と混合して混合気体を得、この混
合気体を送風機51により乾燥機61に送って穀物を乾燥す
るものである。また、最近、一部には除湿機を備えたタ
イプの乾燥装置が用いられている。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】気温が高く、穀物や牧草等が
濡れている場合には、穀物や牧草等は極めて腐敗しやす
い。そして、気温が高く、収穫時に濡れた含水率28％の
穀物をわずかに一日間、腐敗させないために必要な風量
は、全国農業共同組合連合会 施設・資材部発行「共乾
施設の手引き」に示されるように、気温が低く、収穫時
に濡れなかった含水率22％の穀物に対して必要とされる
風量に比して、優に60倍になってしまう。

【０００６】このように大きな風量に対処し得るように
設備を設けることは、経済的には殆ど不可能であるの
で、濡れた穀物を持ち込まないように規制されている。
しかし、多くの農家が兼業農家であって、収穫が土曜日
と日曜日に集中するために、雨天においても収穫が行な
われ、規制が遵守されていないのが実情である。

【０００７】ところで、一回の乾燥を終了するのに、ま
る２日間近く時間がかかるが、一旦、一つのサイロの乾
燥に着手すると、途中で打ち切ることができないので、
濡れた穀物がまる２日間近く濡れた状態となって腐敗し
てしまうことがあるという問題があった。

【０００８】この問題点の解決を図るために、本願出願
人は既に平成５年６月８日に恒久的な解決のための装置
（熱回収装置）を提案し、これを出願（特願平5-164326
号）した。

【０００９】しかしながら、この平成５年６月８日出願
の装置は、既設の乾燥装置の更新により達成されるもの
であり、設備運用上あるいはコスト上その更新は容易な
ものではなくその対策が望まれている。なお、仮に更新
するにしても大きな容量（気温が低く、かつ含水率が低
い場合に比して約60倍）の施設を設ける必要があって極
めて不経済であった。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、農産物乾燥装置における農産物の腐敗防止を低廉化
を図って達成できる腐敗防止装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
農産物乾燥装置の送気管と排気管とを、前記農産物乾燥
装置からの廃棄ガスを浄化して浄化ガスを得る除塵装置
及び前記浄化ガスが供給される室を介して連通し、前記
室内に、圧縮若しくは液化した酸素または窒素を取り入
れてその断熱膨張または気化により周囲から熱を奪う冷
却装置を設け、前記冷却装置に設ける前記酸素または窒
素の吐出部を前記送気管側における室との接続部分に挿
入し、前記接続部分と前記吐出部との間に前記室に連通
する空間部を形成し、前記吐出部を前記送気管に向けた
ノズルとし、前記室を切り替え弁を介して大気に連通し
たことを特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１
記載の構成おいて、切り替え弁は、前記排気管に介装し
て設けられ、前記室と大気との連通または前記室と農産
物乾燥装置との連通を切換え可能であることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】本発明は、上述したように構成したことによ
り、圧縮若しくは液化した酸素または窒素が断熱膨張ま
たは気化して吐出部から噴出し、この際、冷却装置が室
内の空気または除塵装置からの浄化ガスから熱を奪う。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
基づいて説明する。液化された酸素または窒素（以下、
適宜冷媒という）を収納したローリー１に締切弁１ａを
介して冷却装置である気化器２の気体供給管２ａが接続
され、その他端から数本の吸熱管２ｂが渦巻き状に周回
して、その他端は一本の分離槽２ｃ内に開口し、気化器
２は冷却除湿室３内に収納されている。また、分離槽２
ｃの上端から二本ないし三本の吸気管２ｄが分岐し、そ
れぞれに気体調節弁２ｅが装着され、先端に空気エジェ
クタ４のノズル（吐出部）４ａが接続されている。ノズ
ル４ａの周囲は、鉛直な混合室４ｂに囲まれ、その他端
に接する移行部４ｃにより断面が縮小され、その他端に
平行部４ｄが接続されている。ノズル４ａは、末広ノズ
ルにされている。平行部４ｄは、十分長くされ、この平
行部４ｄと混合室４ｂの内面は脱水装置５の一部を構成
する、吸水性の強い不織布からなる通水層５ａに被覆さ
れ、さらにその内面は、吸水性の材料からなる吸湿板５
ｂに被覆され、その下端は、冷却除湿室３内に突き出し
て、毛細管現象を利用して、付着した水滴を冷却除湿室
３内に排出するように構成されている。混合室４ｂの他
端に接続されたディヒューザ４ｅの断面は、十分緩やか
に断面が拡大されて、合流室６に開口している。空気エ
ジェクタ４のノズル４ａの径と平行部４ｄの径の比率
は、十分に大量の空気を吸い込んで、気化した冷媒と空
気（または浄化ガス）の混合気体の温度が、０℃を超え
る温度になるようにされている。特に、農産物乾燥装置
であるサイロ８内の温度を維持するための空気エジェク
タ４は、維持する温度を、極力低くできるように、より
多くの浄化ガスひいては排気ガスを吸い込むように構成
されている。

【００１４】合流室６内に送気管７が開口し、その他端
はサイロ８内の下部に開口している。サイロ８の上部に
は、排気管９が開口し、その他端は、サイクロンからな
る除塵装置10の分離室10a の下端に斜めに開口してい
る。分離室10a の大きさと、その下部の傾斜部10b の傾
斜とはそれぞれ十分に大きくされている。傾斜部10b の
下方の排気口10c は大気中に開口している。

【００１５】除塵装置１０の分離室１０ａの頂面の中心
に開口する通気管１１の他端は、大気中と冷却除湿室３
内の下部の中心に開口する吸気管１２に合流し、合流点
には切り替え弁１３が装着され、大気中からの吸入量及
び吸気管１２からの吸入量の割合を加減できるように構
成されている。吸気管１２の上端は、冷却除湿室３の床
面から突き出して、その上部は、遮蔽板１２ａにより遮
蔽されている。また、冷却除湿室３の底面には、Ｕ字状
の排水管３ａが設けられ、予め水封されている。なお、
一切の部分は、断熱材１４に被覆されている。

【００１６】次は、作用について説明する。締切弁１ａ
を開けば、ローリー１内の液化された冷媒が、気化器２
の気体供給管２ａを通じて、吸熱管２ｂ内に流入し、冷
却除湿室３内の空気に暖められて気化する。したがっ
て、気体調節弁２ｅを開けば空気エジェクタ４のノズル
４ａから気体が噴出し、混合室４ｂ内の空気が、平行部
４ｄに移動され、冷却除湿室３内が負圧になる。したが
って、切り替え弁１３を操作して、冷却除湿室３内を大
気中に連通させれば、外気が冷却除湿室３内に流入し、
ますます吸熱管２ｂ内の液化された冷媒が加温され、分
離槽２ｃ内で気化して、ノズル４ａからの気化された冷
媒の噴出と吸気管１２からの空気の吸引の勢いが、相乗
的に強くなる。液化された冷媒の気化に伴って、空気が
冷却されて水蒸気が凝結するが、上述した通り、気化さ
れた冷媒を混合した後に、サイロ８内に送られる混合気
体の温度が０℃を超える温度となるように、空気エジェ
クタ４が設計されているので、冷却除湿室３内において
水滴が氷結するようなことはない。したがって、水滴は
冷却除湿室３内の壁や、室内を渦巻き状に周回している
吸熱管２ｂに衝突し、大きくなって落下するが、吸気管
１２が床面から突き出され、その上部が遮蔽板１２ａに
遮蔽されているので、水滴が吸気管１２内に入ることは
なく、排水管３ａ内に入り、重量によって自動的に大気
中に排出される。

【００１７】空気エジェクタ４のノズル4aが、末広ノズ
ルであるので、衝撃波が起こらない。また、気体の圧力
は６Kg／cm² もあるので，ノズル4aから噴出する気体の
速度は音速を超えることになって混合室4b内の空気が効
率的に平行部4d内に移動される。また、冷たい気体と混
合されるので、空気中の水蒸気が凝結する。平行部4d内
の流れは激しい乱流であり、また平行部4dの長さが十分
に大きくされているので、凝結した水滴が吸湿板5bに付
着するが、付着した水滴は、吸水性の強い吸湿板5bに瞬
時に吸着され、更に吸水性の強い不織布からなる通水層
5aに吸収され、重力と毛細管現象によって下降し、冷却
除湿室３内に落下する。

【００１８】また、平行部4dを離れて、ディヒューザ4e
内に入ると、断面が漸次拡大されるので、速度が遅くな
ると同時に、温度が上昇する。したがって、乾燥は不十
分であるが、飽和状態ではなくなる。

【００１９】本発明にかかる装置は、乾燥過程における
穀物や牧草の腐敗を応急的に防止するためのものであ
り、使用開始時においては、サイロ８内ではすでに発酵
が始まっており、サイロ８内の空気温度は35℃程度で、
比較的に軽い重さになっている。したがって、サイロ８
の下部から入る冷たくて重い混合気体に押し上げられ
て、排気管９を通じて、除塵装置10の排気口10c から大
気中に放出される。そして、サイロ８内に冷たい混合気
体が入ることにより内部の農産物は冷却されて腐敗する
のが防止される。

【００２０】サイロ８内の廃棄ガスは、排気管９を通
じ、かつ除塵装置１０で浄化されて冷却除湿室３に運ば
れるが、サイロ８内の温度が高い状態においては、廃棄
ガスは排気口１０ｃから大気中に捨てられる。次は、廃
棄ガスの利用について説明する。本発明においては、腐
敗防止の一つの手段として冷却を利用するが、冷却する
温度には、限度があるので、酸素濃度を高め、または低
める手段を併用するものである。したがって、早めに、
サイロ８内の温度が外気温よりも、やや高い時点におい
て、廃棄ガスを使用する方が得策である。

【００２１】切り替え弁１３を操作すれば、排気管９、
除塵装置１０、通気管１１及び吸気管１２を通じてサイ
ロ８内の廃棄ガスが冷却除湿室３内に流入するが、冷却
除湿室３内における作用については、重複を避けて説明
は省略し、除塵装置１０の作用について説明する。排気
管９が分離室１０ａの下端に斜めに開口しているので、
塵芥は分離室１０ａの壁に沿って外側を周回しながら、
重力により傾斜部１０ｂ内に落下するが、傾斜部１０ｂ
の傾斜が十分に大きいので、さらに排気口１０ｃまで落
下し、排出される気流に乗って大気中に放出される。ま
た、通気管１１が分離室１０ａの上端の中心の、最も塵
芥の少ない箇所に開口しているので、冷却除湿室３内に
吸い込まれる塵芥は極めて少ない。そして、除塵装置１
０で排気ガスの浄化により得られた浄化ガスが冷却除湿
室３に送られる。また、冷却除湿室３内に吸い込まれた
細かな塵芥は、水蒸気が凝結して水滴になる際の核とな
るので、水と一緒に自動的に大気中に放出される。

【００２２】廃棄ガスの循環が始まる頃になると、温度
が低くなるので、酸素の消費量は極めて僅かであり、ま
た排気口10c から放出される空気量は、純酸素の供給量
に等しく、排気口10c から排出される廃棄ガス中の酸素
または窒素濃度は、純粋の酸素または窒素よりも著しく
低い。したがって、廃棄ガスの循環が進めば、徐々に、
サイロ８内の酸素または窒素の濃度が高くなる。

【００２３】ここで、穀物の腐敗に関し、山口辰良著
「一般微生物学」14・４・ａ穀類および主食の微生物
表−14・13によれば、籾1100粒中の微生物の粒数は、総
糸状菌774 、放線菌６、細菌・酵母788 であったと記さ
れているが、糸状菌の大きさは細菌と酵母の十数倍もあ
るので、穀物の腐敗に関係するのは殆ど糸状菌であると
見なして差し支えがない。また、同書15・４・ｂ酸素の
項の 272頁に「糸状菌の大部分は、好気性菌であるが、
通常、酸素分圧20〜40mm（常圧では 160mm）でもよく生
育する。逆に、酸素分圧を 160mm以上にした場合には、
糸状菌はやや生育を減ずる程度で死滅することはな
い。」と記載されているが、糸状菌の活動が最も活発に
なるのは、明らかに常圧以下であることが推察される。
著しく酸素分圧が高い場合については、推測の域を出な
いが、真菌類の発生が、酸素濃度が低い時であることを
考慮すると、著しく酸素濃度を高くすれば、少なくとも
糸状菌の活動を抑制し、短期期間の間、腐敗を防止する
効果は、十分にあるものと考える。また、窒素濃度が高
くなれば、殆ど無酸素状態となり、またサイロ８内には
嫌気呼吸に必要な硝酸塩、硫酸塩及び炭酸塩がないの
で、発酵以外に微生物が活動する余地はないが、同書16
・５・c 300 頁に「アルコール発酵の主要点を図−16・
13に示したが、例えばアルコール発酵の場合は、２分子
のグリセリン酸−１、３−二リン酸及び２分子のエノー
ル焦性ブドー酸リン酸の基質準位リン酸化により合計４
ＡＴＰを生ずるが、ブドー糖のリン酸化の過程で合計２
ＡＴＰを消費するゆえ、差引き２ＡＴＰを生ずる。した
がって、ａに記したブドー糖の完全酸化の場合の38ＡＴ
Ｐに比し、エネルギー獲得方法としてははなはだ能率の
悪いものである。」と記載されていることから推察し得
るように、窒素濃度を高くしても、腐敗を防止できる。
なお、窒素濃度が高くなればこれに対応して酸素濃度が
低下、すなわち無酸素状態になるが、同書によれば、発
酵による呼吸の能率は、酸素呼吸の19分の１であるの
で、腐敗を防止することができる。

【００２４】冷却が進めば、一応、腐敗の心配がなくな
るので、空気エジェクタ４の駆動台数を少なくして、冷
却速度を遅くすることができる。一方、廃棄ガスの温度
が低くなるので、気化された冷媒量に対する廃棄ガスの
量を多くしないと、混合気体の温度が氷点下になるの
で、温度の低下に伴って、容量が大きく、空気の吸入割
合の小さな空気エジェクタ４を止めて、容量が小さく、
空気の吸入割合の大きな空気エジェクタ４に切り替える
必要がある。

【００２５】本実施例では火花を飛ばす虞がある電動機
は一切使われていないので、酸素濃度を高くしても、火
災が発生する虞がない。また、送られる気体は、わずか
に不飽和になっているが、ほとんど飽和状態に近い。な
お、腐敗防止に十分効果のある酸素濃度が判明すれば、
切り替え弁13を操作し、酸素濃度を加減して、火災の発
生を防止することもできる。本実施例では液化された酸
素または窒素（冷媒）を用い、この冷媒が気化する時に
冷却効果を発揮する場合を例にしたが、本発明はこれに
限定されるものではなく圧縮した酸素または窒素（冷
媒）を用い、この冷媒が断熱膨張することにより冷却効
果を発揮するように構成してもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、上述したように構成したこと
により、圧縮若しくは液化した酸素または窒素が断熱膨
張または気化して吐出部から噴出し、この際、冷却装置
が室内の空気または除塵装置からの浄化ガスから熱を奪
う。このため、空気または浄化ガスが冷却されるので、
酸素または窒素と空気または浄化ガスとの混合割合を調
整することにより適切な冷たい温度の混合気体を得るこ
とが可能となり、この混合気体を送気管、ひいては農産
物乾燥装置に送ることにより農産物を適切に冷却して農
産物の腐敗を防止できる。また、吐出部を送気管に向け
たノズルとし、ノズルと送気管との間に空間部が形成さ
れており、酸素または窒素のノズルからの噴出に伴い室
内の空気が空間部を介して送気管側に迅速に移動して室
内が負圧になる。このため、上述した室内の空気または
浄化ガスの冷却の際、切り替え弁を開けておくことによ
り大気側から空気が容易に導入されることになり、空気
導入性の向上を一つの切り替え弁で果たせ、その分、装
置のコンパクト化を図ることができる。さらに、貯留槽
の廃棄ガスを浄化して貯留槽に戻すように閉ループが構
成されており、冷却された農産物乾燥装置内から排出さ
れて温度が低くなっている廃棄ガスのエネルギーの外部
への排出が、必要最小限に抑えられるので、省エネルギ
ー化を図ることができる。 また、切り替え弁を、排気管
に介装して設け、前記室と大気との連通または前記室と
農産物乾燥装置との連通を切換え可能とすることによ
り、室と農産物乾燥装置との連通を行う弁状態に設定し
て、浄化ガスの室への導入、ひいては農産物乾燥装置か
らの廃棄ガスの排出を迅速に行えると共に、浄化ガスの
冷却の迅速化、および浄化ガスの空気、酸素等との混合
の迅速化を図ることができる。また、室と大気との連通
を行うように弁状態を切り替えることにより空気導入性
の向上が図れ、一つの切り替え弁で空気導入性及び廃棄
ガスの排出性を良好に行えるので、利便性の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す系統図である。

【図２】図１の円Ｂ部分の拡大図である。

【図３】図１のＡ−Ａ矢視の拡大図である。

【図４】穀物乾燥装置の従来の一例を示す図である。

【図５】穀物乾燥装置の従来の他の例を示す図である。

【符号の説明】

２ 気化器 2b 吸熱管 2d 吸気管 ４ 空気エジェクタ 4a ノズル ６ 合流室 ７ 送気管 ８ サイロ ９ 排気管

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 農産物乾燥装置の送気管と排気管とを、
   前記農産物乾燥装置からの廃棄ガスを浄化して浄化ガス
   を得る除塵装置及び前記浄化ガスが供給される室を介し
   て連通し、前記室内に、圧縮若しくは液化した酸素また
   は窒素を取り入れてその断熱膨張または気化により周囲
   から熱を奪う冷却装置を設け、前記冷却装置に設ける前
   記酸素または窒素の吐出部を前記送気管側における室と
   の接続部分に挿入し、前記接続部分と前記吐出部との間
   に前記室に連通する空間部を形成し、前記吐出部を前記
   送気管に向けたノズルとし、前記室を切り替え弁を介し
   て大気に連通したことを特徴とする腐敗防止装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の腐敗防止装置において、
   切り替え弁は、前記排気管に介装して設けられ、前記室
   と大気との連通または前記室と農産物乾燥装置との連通
   を切換え可能であることを特徴とする腐敗防止装置。