JP5614587B2 - 穀物乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、触媒燃焼により熱を発生して穀物を乾燥させる穀物乾燥装置に関する。

天候に左右されずに穀物を乾燥させるため、室内で穀物を乾燥させる穀物乾燥装置が用いられる。穀物乾燥装置には遠赤外線放射体を備えるものがあり、遠赤外線放射体を加熱して遠赤外線を穀物に放射することで穀物を乾燥させている。

特許文献１には、バーナーの燃焼筒を内部に収容する遠赤外線放射体を備える穀物遠赤外線乾燥装置が開示されている。遠赤外線放射体は筒をＵ字形に屈曲して形成され、Ｕ字形の一端にバーナーの燃焼筒が設けられている。遠赤外線放射体はバーナーでの燃焼により加熱される。

特開平１０−２８１６４５号公報

穀物乾燥装置において、穀物を加熱しすぎるとその成分を変質させる可能性があるため、時間をかけて乾燥させる必要がある。穀物を長時間加熱するには多くの燃料を消費するため、低コストで効率よく乾燥できる装置が望まれている。

特許文献１に記載の技術では、バーナーにより遠赤外線放射体の端部から遠赤外線放射体を加熱する。遠赤外線放射体を端部から加熱するため、遠赤外線放射体の加熱にムラが生じ、効率よく加熱できない。また、このバーナーの燃料には主に灯油が用いられるが、灯油を長時間燃焼させるとコストがかかる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、赤外線放射体を効率よく加熱し、加熱にかかるコストを抑えた穀物乾燥装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の穀物乾燥装置は、外気を取り込む吸気口と、内部の空気を排出する排気口を有する乾燥室と、乾燥室に配置された穀物の通路と、気体燃料を供給する気体燃料供給路と、乾燥室に配置され、気体燃料供給路から供給された気体燃料を触媒燃焼させる触媒体と、触媒体と一体に形成され、触媒燃焼により加熱されて遠赤外線を通路に放射する赤外線放射体と、触媒燃焼により加熱された加熱空気を乾燥室に吐出する通気経路と、を備える。

この態様によると、赤外線放射体は触媒体と一体に形成されており、触媒体によって赤外線放射体をムラなく効率よく加熱することができ、これによって加熱にかかるコストを抑えることができる。また、赤外線放射体をムラなく加熱することで、遠赤外線を一様に放射することができ、穀物をムラなく乾燥することができる。また、気体燃料を用いることで、灯油などの液体燃料と比較してコストを抑えることができる。また、加熱空気を乾燥室に吐出することで、排熱を利用して穀物を加熱することができる。

本発明によれば、穀物乾燥装置において穀物をムラなく効率よく加熱し、加熱にかかるコストを抑えることができる。

第１実施形態に係る穀物乾燥装置の構成を示す図である。 (ａ)および（ｂ）は、第１実施形態に係る赤外線放射体および触媒体の斜視図である。 第１実施形態に係る赤外線放射体および触媒体の変形例を示す図である。 第２実施形態に係る穀物乾燥装置の正面からみた断面図である。 第２実施形態に係る穀物乾燥装置の側面からみた断面図である。 第２実施形態に係る穀物乾燥装置の一部の内部構成を示す図である。

図１は、第１実施形態に係る穀物乾燥装置１０の構成を示す図である。なお、以下の図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。

穀物乾燥装置１０は、乾燥室１６と、搬送装置２２と、気体燃料供給路２４と、電気加熱器３０と、赤外線放射体３２と、触媒体３４と、第１循環路２６ａと、第２循環路２６ｂと、熱交換器２８とを備える。

穀物１２の乾燥は乾燥室１６内で行われる。乾燥室１６には、吸気口１８と排気口２０が設けられる。排気口２０には換気扇が取り付けられる。乾燥室１６外の空気が吸気口１８から入り、乾燥室１６内の空気が排気口２０から抜ける。これにより乾燥室１６の換気ができ、室内に溜まった蒸気を排気できる。乾燥室１６内には、搬送装置２２、赤外線放射体３２および触媒体３４が少なくとも配置される。

搬送装置２２は、ベルトコンベアであり、穀物１２を赤外線放射体３２の前の加熱領域を通過するように搬送する。なお、穀物を搬送するための搬送台１４は、網状に形成されてよい。搬送台１４を網状にすると、搬送台１４の裏側にも空気が抜けて穀物１２の乾燥を早めることができる。搬送装置２２は、穀物１２を繰り返し搬送して、赤外線放射体３２の下方の加熱領域を複数回通過させてよい。

搬送台１４は鉛直方向を軸として周状に形成され、搬送装置２２により搬送台１４上の穀物が周方向に移動させられる構成であってもよい。搬送台１４は、赤外線放射体３２の下方の加熱領域を通過する。これにより、搬送台１４上に穀物を載せたまま乾燥させることができるため、粒子状の穀物に限らず、比較的大きな農産物を乾燥させることができる。

気体燃料供給路２４は、気体燃料を触媒体３４に供給する。気体燃料は、たとえばプロパンと大気の混合気体である。また、プロパンの他にブタンなどの炭化水素を用いてよい。気体燃料供給路２４には、外部の燃料貯蔵器（不図示）からプロパン等が供給される。気体燃料は灯油などの液体燃料と比較してコストを抑えることができる。

電気加熱器３０は、気体燃料供給路２４内に設けられ、通電することで気体燃料および触媒体３４を加熱する。電気加熱器３０への通電はスイッチを操作することでユーザに制御される。電気加熱器３０は、燃焼を開始する初期のみ気体燃料および触媒体３４を加熱し、触媒体３４が所定の活性化温度に達すると、スイッチをオフすることで加熱を停止する。また、温度検出手段により触媒体３４が所定の活性化温度に達したことを検出して、自動的に電気加熱器３０による加熱を停止してもよい。

触媒体３４は、気体燃料供給路２４内に設けられ、赤外線放射体３２に固定され、赤外線放射体３２と一体に形成される。たとえば触媒体３４は、白金などの貴金属により形成される。触媒体３４は、触媒体３４の温度が所定の活性温度以上となると、気体燃料と触媒反応をして触媒体３４の表面およびその近傍で気体燃料を触媒燃焼させる。触媒燃焼では、気体燃料を酸化反応させて熱エネルギーを発生させ、気体燃料が無炎で燃焼する。そのため、穀物を安全に乾燥させることができる。なお、実施形態では触媒体３４を用いて触媒燃焼をさせているため、排気ガスの浄化作用も兼ねており、炎を出して燃焼する場合と比べて、排気ガスに含まれるＳＯｘやＮＯｘの量を低減することができる。

赤外線放射体３２は、気体燃料の触媒燃焼により加熱されて、遠赤外線を強く放射する。また、赤外線放射体３２は、触媒体３４だけでなく加熱空気からも加熱されうる。赤外線放射体３２は触媒体３４より搬送装置２２側に位置する。赤外線放射体３２を触媒燃焼により加熱することで、炎を出す燃焼によって赤外線放射体を加熱する場合と比べて、効率よく赤外線放射体３２を加熱することができ、加熱にかかるコストを抑えることができる。

触媒燃焼により加熱された赤外線放射体３２は、遠赤外線を搬送台１４上の穀物１２に強く放射し、穀物１２を加熱して乾燥させる。さらに赤外線放射体３２とともに触媒体３４も加熱されており、触媒体３４から発せられる熱によっても穀物１２が加熱される。ここで、図２を用いて赤外線放射体３２と触媒体３４について説明する。

図２(ａ)および図２（ｂ）は、第１実施形態に係る赤外線放射体３２および触媒体３４の斜視図であり、それぞれ一例を示す。図２（ａ）では、ともに板形状に形成された赤外線放射体３２と触媒体３４とを貼り合わせたように一体に形成されている。赤外線放射体３２の一面に触媒体３４が均一に延在している。これにより、均一に延在する触媒体３４の表面から赤外線放射体３２をムラなく加熱することができ、穀物１２をムラなく乾燥することができる。

図２（ｂ）では、板形状に形成された赤外線放射体３２の一面に、赤外線放射体３２より小さくタイル形状に形成された複数の触媒体３４を一様に配置し、赤外線放射体３２と触媒体３４が一体に形成されている。触媒体３４は、赤外線放射体３２の一面に均一に散りばめるよう、一端から他端まで一様に配置される。これにより、赤外線放射体３２をムラなく加熱しつつ、触媒体３４の量を少なくしてコストを抑えることができる。

板形状の赤外線放射体３２の下面と搬送台１４の上面は対向するよう略平行に配置されてよい。搬送台１４の上面は穀物１２が載せられる部分である。このように穀物１２の移動路と赤外線放射体３２を略平行に対向させて配置することで、搬送台１４上の穀物１２を赤外線放射体３２の一面によってムラなく効率よく加熱することができる。

図１に戻る。第１循環路２６ａは、気体燃料供給路２４に連結され、気体燃料供給路２４において加熱された空気、すなわち排気ガスを熱交換器２８に供給する。熱交換器２８は、気体燃料供給路２４の外周に設けられ、加熱空気の熱を気体燃料供給路２４内の気体燃料に与えて、触媒燃焼をする前の気体燃料を加熱させる。これにより、触媒燃焼が始まると、電気加熱器３０で加熱せずとも触媒燃焼を継続することができ、排ガスを循環させて効率的に気体燃料を触媒燃焼させることができる。なお、図１では熱交換器２８を乾燥室１６の外に設けた構成を示すが、熱交換器２８は乾燥室１６内に配置されてよい。

第２循環路２６ｂは、吸気口１８から吸気された新しい空気の流路４０に、熱交換器２８から送られた加熱空気を排出する。流路４０は吸気口１８から搬送装置２２の間に位置し、吸気口１８から入った新しい空気は穀物に達するまでに加熱空気と混ぜられる。これにより、加熱空気を循環させて、外気から取り込んだ冷たい空気を加熱することができ、外気により穀物１２が冷やされることを抑えることができる。第１循環路２６ａおよび第２循環路２６ｂは、触媒燃焼により加熱された加熱空気を乾燥室１６内の所定の位置に吐出する通気経路として機能する。

図３は、第１実施形態に係る赤外線放射体および触媒体の変形例を示す。図３（ａ）は赤外線放射体４２および触媒体４４の断面図であり、図３（ｂ）は赤外線放射体４２および触媒体４４の斜視図である。

赤外線放射体４２は、円筒形状に形成される。第１触媒体４４ａ、第２触媒体４４ｂおよび第３触媒体４４ｃ（とくに区別しない場合は「触媒体４４」という）は、棒状に形成され、赤外線放射体４２の内周面に周状に等間隔に配置され、赤外線放射体４２と一体に形成される。また、触媒体４４は、赤外線放射体４２の一端から他端まで軸方向に延在している。なお、触媒体４４の数は３つに限定される必要はなく、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。

赤外線放射体４２の内部空間は気体燃料供給路２４に連結され、気体燃料が供給される。つまり赤外線放射体４２の内部空間は、触媒体４４に気体燃料を供給する気体燃料供給路２４としても機能している。また赤外線放射体４２の内部空間は第１循環路２６ａにも連結される。

赤外線放射体４２には、赤外線放射体４２を軸回転させる回転機構が設けられる。回転機構は、赤外線放射体４２の両端に連結し、赤外線放射体４２の中心軸を回転軸として回転させる。赤外線放射体４２および触媒体４４を回転させながら気体燃料を触媒燃焼させることで、触媒体４４の表面で発生する熱を周方向に拡散することができ、赤外線放射体４２をムラなく加熱することができる。また、赤外線放射体４２の内周面全体に触媒体４４を設ける場合と比べて触媒体４４の量を少なくすることができ、コストを抑えることができる。

なお、赤外線放射体４２の内部に固定する触媒体４４は、棒形状に限定されることはなく、たとえば図２（ｂ）に示すようにタイル形状の触媒体を複数配置してよい。この場合でも触媒体を軸方向に一端から他端まで配置することで、赤外線放射体４２をムラなく加熱することができる。

図４は、第２実施形態に係る穀物乾燥装置５０の正面からみた断面図である。また図５は、第２実施形態に係る穀物乾燥装置５０の側面からみた断面図である。また図６は、第２実施形態に係る穀物乾燥装置５０の一部の内部構成を示す図である。図６では、穀物乾燥装置５０では、穀物貯留室９６および穀物を搬送する構成を省略している。

第２実施形態の穀物乾燥装置５０は穀物を循環させながら乾燥させる。穀物乾燥装置５０は、箱状の乾燥室５２を有し、乾燥室５２の上部に穀物貯留室９６が設けられる。乾燥室５２には、吸気口５４と排気口５６が設けられる。排気口５６には換気扇が取り付けられ、蒸気を排気する。穀物貯留室９６には、穀物が貯留される。

穀物貯留室９６の下には、図面の右から順に第１排風路壁部８２、第１熱風路壁部８４、第２排風路壁部８６、第２熱風路壁部８８および第３排風路壁部９０が設けられ、それぞれの内部空間に第１排風路１０２、第１熱風路１０４、第２排風路１０６、第２熱風路１０８および第３排風路１１０が設けられる。

図６に示すように第１排風路壁部８２、第１熱風路壁部８４、第２排風路壁部８６、第２熱風路壁部８８および第３排風路壁部９０（これらを区別しない場合は「各壁部」という）は、上部が錐状に形成され、各壁部の間に４つの壁間通路が形成される。各壁部は、通気性を有する部材で形成される。

４つの壁間通路の下方にはそれぞれロールパイプ９４が設けられる。ロールパイプ９４は軸回転可能である。ロールパイプ９４を壁間通路の直下に設けることで、４つの壁間通路における下部の開口を一部塞いで、開口面積を小さくする。これにより、穀物を完全にせき止めないまでも、穀物の落下速度を遅くすることができる。さらに下方には、正面からみた断面がＶ字状に形成された２つの斜面８０が底部の全体に形成され、斜面８０の最も下の交差部には第１搬送路５８が設けられる。図６に示すように第１搬送路５８はスクリュウコンベアである。穀物貯留室９６の穀物は、重力により穀物貯留室９６から４つの壁間通路を通って落下し、斜面８０まで落ちて斜面８０上を滑り落ち、第１搬送路５８に集められる。

図５に示すように第１搬送路５８は、第２搬送路６０に連結され、第１搬送路５８により搬送された穀物は第２搬送路６０により乾燥室５２内の頂部まで搬送される。第２搬送路６０は第３搬送路６２に連結され、第２搬送路６０により搬送された穀物は第３搬送路６２により乾燥室５２内の頂部の中央に設けられた散布装置６４まで搬送される。

散布装置６４は、穀物が載せられる受け皿を有し、受け皿を回転させることで遠心力により穀物を径方向にまき散らす。これにより穀物貯留室９６に穀物を分散させることができる。穀物貯留室９６の穀物は、重力により再び落下し、同じ経路をたどって循環させられる。このように循環させながら穀物を乾燥させることで、穀物をムラなく乾燥させることができる。

次に、加熱手段について説明する。気体燃料供給路７２に赤外線放射体７０および触媒体７４が配置される。赤外線放射体７０は気体燃料供給路７２の壁部の一部であってよい。気体燃料供給路７２には、第１実施形態と同様に電気加熱器（不図示）が設けられる。

赤外線放射体７０および触媒体７４は、図２（ａ）また図２（ｂ）に示す赤外線放射体３２および触媒体３４を２枚用いて、断面がＶ字状となるように連結したものであってよい。Ｖ字状の赤外線放射体７０の下面はＶ字状の斜面８０と対向するように略平行に配置される。このように穀物の通路と赤外線放射体７０を対向配置することで、斜面８０上を滑り落ちる穀物に対して面で遠赤外線を放射でき、効率よく加熱することができる。また、赤外線放射体および触媒体には、図３に示す赤外線放射体４２および触媒体４４ａ、４４ｂ、４４ｃを用いることも可能である。図２および図３に示す赤外線放射体３２および触媒体３４を用いることで、同様の効果を得ることができる。

気体燃料供給路７２の上方には気体燃料供給路７２の上面を覆う傘部９２が配置されている。傘部９２は落下してくる穀物が気体燃料供給路７２の壁に当たることを防ぐ。傘部９２は断面が逆Ｖ字形状に形成され、傘部９２の上面に落ちてきた穀物は、傘部９２の上面を滑り落ちて斜面８０に落下するように構成されている。

第３循環路７８ａは気体燃料供給路７２と第１熱風路１０４を連通し、第４循環路７８ｂは気体燃料供給路７２と第２熱風路１０８を連通する。第３循環路７８ａおよび第４循環路７８ｂにより気体燃料供給路７２において加熱された空気が第１熱風路１０４および第２熱風路１０８に供給される。第３循環路７８ａおよび第４循環路７８ｂは、気体燃料供給路７２から大きく離間した位置、たとえば気体燃料供給路７２の排気口５６側の端部に連結されてよい。

第１排風路１０２、第２排風路１０６および第３排風路１１０（とくに区別しない場合は「排風路」という）は、排気口５６に連通し、排気する。各壁部は通気性を有しているため、排風路には第１熱風路１０４および第２熱風路１０８から壁間通路を介して加熱空気が供給される。

穀物乾燥装置５０の動作について説明する。気体燃料供給路７２により触媒体７４に気体燃料が供給され、電気加熱器により気体燃料および触媒体７４が加熱される。触媒体７４が所定の活性温度に達すると、気体燃料が触媒燃焼する。触媒燃焼により触媒体７４および赤外線放射体７０が加熱され、斜面８０上を移動する穀物を加熱する。加熱された穀物は斜面８０を滑り落ちて第１搬送路５８に集められる。そして穀物は、第１搬送路５８、第２搬送路６０、第３搬送路６２、散布装置６４によって穀物貯留室９６に再度送られる。このように循環させることで穀物をムラなく乾燥することができる。

気体燃料供給路７２内の加熱された空気は、第３循環路７８ａおよび第４循環路７８ｂにより第１熱風路１０４および第２熱風路１０８に送られる。気体燃料供給路７２内で触媒燃焼により加熱された空気は、第１熱風路１０４および第２熱風路１０８に供給される。ロールパイプ９４によって４つの壁間通路に穀物がたまっており、壁間通路にある穀物が第１熱風路１０４および第２熱風路１０８からの加熱空気により加熱される。その空気は排風路に移動して排気口５６から排気され、水分を多く含む空気が排気される。以上のように穀物が乾燥される。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ 穀物乾燥装置、 １２ 穀物、 １４ 搬送台、 １６ 乾燥室、 １８ 吸気口、 ２０ 排気口、 ２２ 搬送装置、 ２４ 気体燃料供給路、 ２６ａ 第１循環路、 ２６ｂ 第２循環路、 ２８ 熱交換器、 ３０ 電気加熱器、 ３２ 赤外線放射体、 ３４ 触媒体、 ４２ 赤外線放射体、 ４４ 触媒体、 ５０ 穀物乾燥装置、 ５２ 乾燥室、 ５４ 吸気口、 ５６ 排気口、 ５８ 第１搬送路、 ６０ 第２搬送路、 ６２ 第３搬送路、 ６４ 散布装置、 ７０ 赤外線放射体、 ７２ 気体燃料供給路、 ７４ 触媒体、 ７８ａ 第３循環路、 ７８ｂ 第４循環路、 ８０ 斜面、 ８２ 第１排風路壁部、 ８４ 第１熱風路壁部、 ８６ 第２排風路壁部、 ８８ 第２熱風路壁部、 ９０ 第３排風路壁部、 ９２ 傘部、 ９４ ロールパイプ、 ９６ 穀物貯留室、 １０２ 第１排風路、 １０４ 第１熱風路、 １０６ 第２排風路、 １０８ 第２熱風路、 １１０ 第３排風路。

Claims (6)

1. 外気を取り込む吸気口と、内部の空気を排出する排気口を有する乾燥室と、
   前記乾燥室に配置された穀物の通路と、
   気体燃料を供給する気体燃料供給路と、
   前記乾燥室に配置され、前記気体燃料供給路から供給された気体燃料を触媒燃焼させる触媒体と、
   前記触媒体と一体に形成され、触媒燃焼により加熱されて遠赤外線を前記通路に放射する赤外線放射体と、
   触媒燃焼により加熱された加熱空気を前記乾燥室に吐出する通気経路と、を備え、
   前記通気経路は、前記触媒体と前記赤外線放射体により加熱された加熱空気を循環させて、前記乾燥室内の所定の位置に加熱空気を吐出する循環路と、触媒燃焼により加熱された加熱空気を循環させて、触媒燃焼をする前の気体燃料を加熱するための前記循環路とは別の循環路と、を有することを特徴とする穀物乾燥装置。
2. 外気を取り込む吸気口と、内部の空気を排出する排気口を有する乾燥室と、
   前記乾燥室に配置された穀物の通路と、
   気体燃料を供給する気体燃料供給路と、
   前記乾燥室に配置され、前記気体燃料供給路から供給された気体燃料を触媒燃焼させる触媒体と、
   前記触媒体と一体に形成され、触媒燃焼により加熱されて遠赤外線を前記通路に放射する赤外線放射体と、
   触媒燃焼により加熱された加熱空気を前記乾燥室に吐出する通気経路と、を備え、
   前記通気経路は、前記触媒体と前記赤外線放射体により加熱された加熱空気を循環させて、前記吸気口から吸気された空気の流路に加熱空気を吐出する循環路を有することを特徴とする穀物乾燥装置。
3. 前記赤外線放射体は、板形状に形成され、
   前記赤外線放射体の一面に前記触媒体が一様に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の穀物乾燥装置。
4. 前記赤外線放射体は、円筒形状に形成され、
   前記触媒体は、前記赤外線放射体の内周面に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の穀物乾燥装置。
5. 前記赤外線放射体を軸回転させる回転機構を備えることを特徴とする請求項４に記載の穀物乾燥装置。
6. 前記通気経路は、触媒燃焼により加熱された加熱空気を循環させて、触媒燃焼をする前の気体燃料を加熱するための、前記循環路とは別の循環路を有することを特徴とする請求項２に記載の穀物乾燥装置。

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