WO2017130329A1 - 葉たばこ乾燥装置 - Google Patents
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- A24B3/04—Humidifying or drying tobacco bunches or cut tobacco
Definitions
- the present invention relates to a leaf tobacco drying apparatus for drying leaf tobacco.
- Harvested leaf tobacco is mainly shipped after being dried by leaf tobacco drying equipment owned by tobacco farmers. In such a leaf tobacco drying apparatus, energy saving is an issue.
- a leaf tobacco drying device described in Patent Document 1 includes an exhaust heat recovery unit that recovers exhaust heat from an exhaust port of a leaf tobacco drying chamber and warms outside air sucked from the intake port, and has a furnace and a lower portion of the leaf tobacco drying chamber.
- a far-infrared radiation plate that receives radiant heat from the furnace and radiates far-infrared radiation is placed between them and the mixed air of heated outside air and circulating air during the leaf tobacco drying operation. The heated dry mixed air and the far-infrared radiation emitted from the stored far-infrared radiation plate are simultaneously supplied to the leaf tobacco drying chamber.
- Heat loss during drying in the leaf tobacco drying device includes exhaust heat loss due to exhausting the air inside the leaf tobacco drying device to the outside, heat dissipation loss from the outer shell surface of the leaf tobacco drying device, and combustor loss due to exhaust gas from the furnace Leakage air loss due to air leak from leaf tobacco drying equipment.
- the heat balance between the outside air sucked into the leaf tobacco drying device and the circulating air circulating inside is improved and the thermal efficiency is improved. I am trying.
- condensed water adheres to the wall surface of the drying chamber due to heat radiation from the outer shell surface.
- the drying of the portion is delayed, the color is deteriorated, and as a result, there is a problem that it becomes a low-quality dry leaf with inferior taste called steamed leaf. .
- the object of the present invention is to further reduce heat loss, efficiently dry leaf tobacco, realize further energy saving, and provide high quality dry leaf. To provide an apparatus.
- the leaf tobacco drying device of the present invention which comprises: A leaf tobacco drying device for drying leaf tobacco, A drying chamber in which the leaf tobacco is arranged; A machine room including an intake part that sucks air from the outside, a heating part that heats air, and an exhaust part that discharges air from the drying chamber to the outside; An outer shell covered with a heat insulating material and including the drying chamber and the machine chamber inside; Legs that support the outer shell such that the outer shell is spaced from the ground; Is provided.
- the leaf tobacco drying apparatus of the present invention heat loss can be suppressed, leaf tobacco can be efficiently dried, further energy saving can be achieved, and high-quality dry leaf can be provided.
- FIG. 1 is an overall cross-sectional view of a leaf tobacco drying device according to an embodiment of the present invention. It is a front view of the leaf tobacco drying device concerning one embodiment of the present invention. It is a rear view of the leaf tobacco drying device concerning one embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3. It is a perspective view of the heat pipe in an exhaust heat recovery machine. It is a perspective view which shows a machine room upper part. It is sectional drawing of the heating part part of a 1st division wall. It is a cross-sectional enlarged view of a floor board. It is a side view of the leaf tobacco drying device concerning one embodiment of the present invention.
- FIGS. 1 to 3 show an overall cross-sectional view, a front view, and a rear view of a leaf tobacco drying device according to one embodiment, and the leaf tobacco drying device 1 according to one embodiment of the present invention will be described based on these drawings.
- the leaf tobacco drying device 1 is arranged in a facility such as a barn of a tobacco farmer, for example.
- the outer shell of the leaf tobacco drying device 1 has a rectangular parallelepiped shape formed by a front wall 2, left and right side walls 3, 4, a back wall 5, an upper wall 6, and a bottom wall 7.
- Each of these walls is configured by inserting a heat insulating panel (heat insulating material) into a frame forming the leaf tobacco drying device 1, and the outer shell of the leaf tobacco drying device 1 has an outer heat insulating structure covered with the heat insulating panel.
- the heat insulating panel for example, a heat insulating panel having a thickness of 42 mm in which a color steel plate covers the surface of the panel and the inside is filled with urethane foam is mainly used. If the thermal insulation panel is less than 37 mm, sufficient thermal insulation function cannot be obtained in the temperature range in which the leaf tobacco drying apparatus 1 is used. If the insulation panel exceeds 47 mm, the apparatus scale for the amount of leaf tobacco that can be dried becomes excessive.
- the thickness of the heat insulation panel is preferably 42 mm ⁇ 5 mm because installation in a facility such as a barn becomes difficult.
- gantry 8 (leg part) is interposed between the bottom wall 7 and the ground, and the outer shell of the leaf tobacco drying apparatus 1 is supported with a gap from the ground through the gantry 8. .
- the inside of the leaf tobacco drying device 1 is roughly divided into a drying chamber 10 in which the leaf tobacco L is arranged and a machine room 11 that manages the inside of the drying chamber 10.
- the machine room 11 is partitioned on the back side of the leaf tobacco drying apparatus 1 by the drying chamber 10 and the first partition wall 12.
- the machine room 11 includes an intake section 13 that sucks air from the outside, a heating section 14 that heats the air, and an exhaust section 15 that discharges air from the drying chamber 10 to the outside.
- the front wall 2 is provided with a double door 2a. By opening the door 2a, leaf tobacco can be carried into and out of the drying chamber 10. .
- a front observation window 2b is provided on one side of the door 2a.
- the front observation window 2b is fitted with double-structured glass, and the state in the drying chamber 10 can be visually recognized from the front observation window 2b even when the door 2a is closed.
- the leaf tobacco L that is dried by the leaf tobacco drying device 1 is for leaf tobacco called yellow seeds, and the leaf color of yellow leaves changes from green to yellow when the content component of the leaves changes due to drying. Change.
- the front observation window 2b is provided to adjust the temperature, humidity, and drying time in the leaf tobacco drying device 1 from the ratio of changing to yellow with respect to the entire leaf.
- the upper portion of the rear wall 5 of the leaf tobacco drying apparatus 1 has an intake port 20 of the intake portion 13 on the left side and an exhaust port 21 of the exhaust portion 15 on the right side as viewed in FIG. Are formed respectively.
- the exhaust port 21 is formed through an exhaust duct 21 a protruding from the back wall 5.
- a rear observation window 5 a through which the inside of the heating unit 14 can be observed is formed below the exhaust port 21 of the rear wall 5.
- the rear observation window 5a is also fitted with double-structured glass.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3. As shown in FIG. 4, the intake portion 13 and the exhaust portion 15 are interposed between the intake portion 13 and the exhaust portion 15. A second partition wall 22 is provided. In addition, the intake unit 13 and the exhaust unit 15 include an exhaust heat recovery machine 23 (exhaust heat recovery unit) extending in the width direction of the leaf tobacco drying device 1 through the second partition wall 22 in the vicinity of the intake port 20 and the exhaust port 21. Means).
- exhaust heat recovery machine 23 exhaust heat recovery unit
- the exhaust heat recovery machine 23 is configured by bundling a plurality of heat pipes 24 extending in the width direction of the leaf tobacco drying device 1.
- the heat pipes 24 are arranged in five rows vertically and three rows in the front-rear direction. Consists of. These heat pipes 24 are inclined upward from the exhaust part 15 side toward the intake part 13 side. This inclination is the length of the exhaust heat recovery machine 23 in the width direction and the length of the intake port 20 and the exhaust port 21 in the vertical direction. Although it is limited to a range that falls within the range, it is preferably 3 ° or more with respect to the horizontal.
- FIG. 5 shows a perspective view of one heat pipe.
- the heat pipe 24 has a disk-like fin 24b on the outer periphery of a pipe portion 24a filled with a refrigerant. It is a so-called fin tube type in which a plurality are arranged in the direction.
- the diameter of the pipe portion 24a is set to 28.3 mm
- the diameter of the fin is set to 50.8 mm
- the interval between the fins (fin pitch) is set to 2.3 mm.
- the exhaust heat recovery machine 23 configured in this way recovers the heat of relatively high-temperature air discharged from the exhaust unit 15 by circulating the refrigerant in the heat pipe 24 and transfers the recovered heat. The relatively cool air sucked from the intake section 13 is heated.
- FIG. 6 shows a perspective view of the upper part of the machine room 11, and as shown in FIGS. 6 and 4, the intake portion 13 is provided with an intake damper 25.
- the intake damper 25 is a plate material that swings with the upper side as a fulcrum.
- intake amount the amount of air sucked into the intake portion 13 from the outside
- the intake amount is reduced by valve.
- the intake section 13 communicates with the drying chamber 10 via an intake communication port 26 formed in the first partition wall 12, and from the drying chamber 10 via the intake communication port 26 every time the intake damper 25 is closed. The ratio of the amount of air circulated through the intake section 13 increases.
- the amount of air taken in from the outside increases, while the amount of air exhausted by that amount increases to circulate in the drying chamber 10.
- the amount of the light amount By keeping the amount of the light amount constant, the leaf tobacco L is not stressed.
- the exhaust unit 15 communicates with the drying chamber 10 through an exhaust communication port 27 formed in the first partition wall 12, and an exhaust damper 28 is provided in the exhaust communication port 27.
- the exhaust damper 28 is provided with two upper and lower plate members that swing on the upper side as a fulcrum.
- the intake section 13 and the heating section 14 are partitioned by a third partition wall 29, and a blower 30 is provided on the third partition wall 29.
- the said air blower 30 is a sirocco fan, for example, and ventilates the air of the intake part 13 to the heating part 14.
- a furnace 40 is disposed in the heating unit 14.
- the furnace 40 includes a burner 41 that burns fuel such as kerosene in the lower part, and a heat exchanging unit 42 in the upper part.
- the heat exchanging part 42 has a plurality of cylindrical parts 42a extending in the width direction, and the combustion gas generated by the combustion in the burner 41 passes through each cylindrical part 42a of the heat exchanging part 42, so that ambient air is radiated by the radiant heat. Is heated.
- the furnace 40 includes a chimney 43 that extends from the heating unit 14 through the intake unit 13, penetrates the upper wall 6, and extends outside the facility such as a barn where the leaf tobacco drying device 1 is provided.
- the combustion gas that has circulated through the heat exchanging unit 42 passes through the chimney 43 as exhaust gas and is discharged to the outside of the leaf tobacco drying device 1.
- the heating unit 14 provided with such a furnace 40 is formed by being surrounded by the back wall 5, the side walls 3, 4, the first partition wall 12, and the third partition wall 29.
- the part corresponding to the heating part 14 is formed of a heat-resistant and heat-insulating panel.
- the portion of the first partition wall 12 corresponding to the heating unit 14 is made of a gypsum board inside the color steel plate 51 formed in a box shape, as shown in FIG.
- a non-combustible material 52 such as urethane foam 53 is disposed outside.
- the color steel plate 51 which is the inner surface of the heat-resistant and heat-insulating panel 50 is subjected to a surface treatment such as mirror finishing so as to reflect radiant heat.
- the heat-resistant and heat-insulating panel 50 is assembled to the frame 54 of the leaf tobacco drying apparatus 1 by means of assembling means (not shown) such as screws through a sealing material 55 or the like that prevents air leakage, and can be easily removed.
- assembling means such as screws through a sealing material 55 or the like that prevents air leakage, and can be easily removed.
- a heat-resistant and heat-insulating panel having the same configuration is used on the other walls forming the heating unit 14.
- the drying chamber 10 is provided with a floor plate 60 above the bottom wall 7.
- the first partition wall 12 is provided on the floor plate 60, and a bottom channel 61 through which air heated by the heating unit 14 circulates is formed between the floor plate 60 and the bottom wall 7.
- a large number of holes 62 are formed in the floor plate 60, and heated air is blown up through the holes 62.
- FIG. 8 shows an enlarged sectional view of the floor board 60.
- each hole 62 of the floor board 60 has an arch shape so as to cover the hole 62 from the periphery of the hole 62.
- a shield 63 extending in the front-rear direction is formed on the front and rear. Therefore, the heated air supplied to the bottom channel 61 hits the shielding part 63 through the hole 62 and is diffused and blown up, as indicated by white arrows in FIG.
- a hanging tool 64 is provided in the drying chamber 10 in two upper and lower stages, and the leaf tobacco L is arranged in the drying chamber 10 by the hanging tool 64.
- FIG. 9 shows a side view of the leaf tobacco drying device 1.
- a control panel 70 is provided on one side wall 3 for an operator to perform various operations related to the leaf tobacco drying device 1. Yes.
- various sensors such as a temperature sensor for detecting the wet bulb temperature and the dry bulb temperature in the drying chamber 10 are provided, and the values detected by these sensors are controlled by the control panel. 70.
- the control panel 70 can set a drying program or the like, and a control unit 71 (control unit) included in the control panel 70 determines the amount of air blown by the blower 30 and activation and stop of the burner 41 of the furnace 40 according to the drying program.
- the opening degree of the intake damper 25 and the exhaust damper 28 is controlled.
- damper control In the control of the intake damper 25 and the exhaust damper 28 (hereinafter referred to as damper control) by the control unit 71, the digital filter processing is performed on the temperature (wet bulb temperature and / or dry bulb temperature) detected by the temperature sensor.
- the intake damper 25 and the exhaust damper 28 are controlled according to the values.
- the damper control of the leaf tobacco drying device 1 in the present embodiment basically detects the wet bulb temperature and drives the intake damper 25 and the exhaust damper 28 by PID feedback control to control the intake air amount and the exhaust air amount. adjust. That is, the control unit 71 compares the control target value based on the drying program and the wet bulb temperature, and outputs the drive amounts of the intake damper 25 and the exhaust damper 28 according to the difference (deviation value). The control unit 71 continuously adjusts the opening by the next deviation value while confirming the driving amount (opening) by the opening transmission resistance.
- the wet bulb temperature changes depending on the change in the dry bulb temperature due to the start and stop of the burner and the position of the damper opening at that time, and if the opening is continuously adjusted according to this change, the control relay and damper drive unit are likely to wear out. Therefore, the control unit 71 performs digital filter processing that absorbs fluctuations in the deviation value, and stabilizes the drive of the intake damper 25 and the exhaust damper 28.
- the leaf tobacco drying device 1 of the present embodiment is configured as described above, and air circulates as shown by the white arrow in FIG. Specifically, the blower 30 draws air from the intake port 20 of the intake unit 13 and blows it to the heating unit 14. The air blown to the heating unit 14 is heated by the furnace 40 and supplied to the bottom channel 61 of the drying chamber 10. The heated air passes through the bottom channel 61 and is blown up through the holes 62 of the floor plate 60. The leaf tobacco L arranged in the drying chamber 10 receives the heated air blown up from below, and the drying is promoted. Further, the air in the drying chamber 10 goes upward and circulates to the intake section 13 and the exhaust section 15.
- an exhaust heat recovery machine 23 is provided in the vicinity of the intake port 20 and the exhaust port 21, so that the heat of the air discharged from the exhaust unit 15 is recovered and the air sucked into the intake unit 13. Is warmed.
- the thermal efficiency of the leaf tobacco drying device 1 can be improved.
- the heat pipe 24 of the exhaust heat recovery machine 23 is inclined by 3 ° or more, the circulation of the refrigerant is promoted, and the exhaust heat recovery efficiency can be improved.
- the heat pipe 24 is provided with fins 24b along the air flow direction around the pipe portion 24a, efficient exhaust heat recovery can be performed while suppressing exhaust resistance and intake resistance. .
- the portion where heat is transferred and heat exchange is on the intake side with relatively low humidity, so that condensed water does not adhere.
- the diameter of the pipe portion 24a is set to 28.3 mm
- the fin diameter is set to 50.8 mm
- the fin pitch is set to 2.3 mm. The resistance is not so good. Further, even if condensed water adheres to the fins 24b, the condensed water flows down by its own weight, so that the air flow is not obstructed and efficient exhaust heat recovery is performed without lowering the intake efficiency and the exhaust efficiency. Can do.
- the intake damper 25 and the exhaust damper 28 are driven by damper control subjected to digital filter processing by the control unit 71, the intake damper 25 and the exhaust damper 28 are driven at a substantially constant opening degree. Thereby, the intake amount and the exhaust amount are stabilized, and the leaf tobacco L can be efficiently dried. Further, since the drive amounts of the intake damper 25 and the exhaust damper 28 are reduced, the consumption of the control relay and the damper drive unit is reduced, and the life of the parts can be extended. Furthermore, since the intake air amount is stabilized, the operation time of the burner 41 is leveled, and the thermal stress on the leaf tobacco L is also reduced.
- the heated air supplied to the bottom channel 61 blows directly upward from the hole 62, the drying of the portion of the leaf tobacco L that has been in direct contact with the air proceeds more than the other portions. Therefore, although the leaf tobacco L in the drying chamber 10 may not be dried uniformly, the heated air is diffused and blown up by the upper portion of the hole 62 being shielded by the shielding portion 63, and the drying chamber 10. The air heated inside is evenly distributed, and uniform drying of the leaf tobacco L in the drying chamber 10 can be promoted.
- each wall of the heating unit 14 is a heat-resistant and heat-insulating panel 50 including the non-combustible material 53, so that the temperature of the heating unit 14 that is 150 ° C.
- the heating unit 14 can be insulated while protecting the urethane foam 53. Therefore, with such a configuration of the heating unit 14, heat loss in the heating unit 14 can be reduced while achieving both heat insulation and durability.
- the leaf tobacco drying device 1 has an outer heat insulating structure in which each wall is covered with a heat insulating panel, and the front observation window 2b and the rear observation window 5a are also made of double-structured glass, so that heat due to heat dissipation or air leakage is obtained. Loss is greatly reduced.
- the drying chamber 10 is raised to a saturated high humidity during the fermentation period, promotes the catabolism of leaf tobacco, promotes dehydration by self-consumption (catabolism), and then passes through the color selective fixation period.
- the leaf tobacco drying device 1 of the present embodiment improves the heat insulation of the entire device, thereby improving the drying system.
- the overall thermal efficiency is improved. Furthermore, since the outer shell of the leaf tobacco drying apparatus 1 is supported via the gantry 8, the bottom wall 7 does not directly contact the ground. Thereby, the heat loss from the bottom wall 7 to the ground is reduced, and further improvement in thermal efficiency of the leaf tobacco drying device 1 is realized. And by improving the heat insulation of the whole leaf tobacco drying apparatus 1, the amount of condensed water adhering to the inner wall of the drying chamber 10 can be greatly reduced, and steaming leaves due to adhering condensed water can be prevented. it can.
- the leaf tobacco drying device 1 can suppress the heat loss, can efficiently dry the leaf tobacco L, realize further energy saving, and provide high-quality dry leaves. it can.
- the outer shell of the leaf tobacco drying device is supported by the gantry 8, but the leg portion that supports the outer shell is not limited to this.
- legs are provided at the four corners of the bottom wall. It is good also as a structure which supports a shell.
- the outer shell of the leaf tobacco drying apparatus 1 is one rectangular parallelepiped shape containing the drying chamber 10 and the machine room 11, it is not restricted to this shape, The whole outer shell is different. The shape may be formed, or the drying chamber and the machine chamber may be separated.
- the blower 30 is a sirocco fan, but other types of blowers may be used.
- the leaf tobacco drying device 1 is installed in a facility such as a barn, but it may be installed outdoors.
- control unit 71 performs digital filter processing to control both the intake damper 25 and the exhaust damper 28.
- control unit 71 controls only one of the intake damper and the exhaust damper. Also good.
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Abstract
本発明の葉たばこ乾燥装置（１）は、葉たばこ（Ｌ）が配列される乾燥室（１０）と、外部から空気を吸入する吸気部（１３）、空気を加熱する加熱部（１４）、及び乾燥室（１０）から外部へ空気を排出する排気部（１５）を含む機械室（１１）と、断熱材により覆われ、内部に乾燥室（１０）及び機械室（１１）を含む外殻と、地面と間隔をあけて外殻を支持する架台（８）と、を備える。
Description
本発明は、葉たばこを乾燥させる葉たばこ乾燥装置に関する。
収穫された葉たばこは、主にたばこ農家が所有している葉たばこ乾燥装置により乾燥が行われた後に出荷される。このような葉たばこ乾燥装置では省エネルギー化が課題となっている。
例えば特許文献１に記載の葉たばこ乾燥装置は、葉たばこ乾燥室の排気口からの排気熱を回収し、吸気口から吸入した外気を加温する排熱回収部を設け、火炉と葉たばこ乾燥室の下部との間に、火炉からの輻射熱を受熱して遠赤外線を放射する遠赤外線放射板を配置し、葉たばこ乾燥運転中に、加温された外気と循環空気との混合空気であって火炉によって再加熱された乾燥混合空気と、蓄熱された遠赤外線放射板から放射される遠赤外線とを同時に葉たばこ乾燥室に供給している。
葉たばこ乾燥装置における乾燥中の熱損失としては、葉たばこ乾燥装置内の空気を外部へ排気することによる排気熱損失や、葉たばこ乾燥装置の外殻表面からの放熱損失、火炉からの排ガスによる燃焼機損失、葉たばこ乾燥装置からの空気漏れによる漏れ空気損失等がある。上記特許文献１では排熱回収部を設けたり、遠赤外線放射板を設けたりすることで、葉たばこ乾燥装置に吸入される外気と内部を循環する循環空気との熱バランスを改善して熱効率の向上を図っている。
しかしながら、葉たばこ乾燥装置のさらなる省エネルギー化が望まれている。
また、葉たばこ乾燥装置では、外殻表面からの放熱により、乾燥室内の壁面に凝縮水が付着する。葉たばこの乾燥において、凝縮水が葉たばこに付着すると、その部分の乾燥を遅らせてしまい、色沢が不良となり、結果として、蒸れ葉と呼ばれる香喫味の劣る低品質の乾葉となるという問題がある。
以上のような問題に鑑みて、本発明の目的は、熱損失をさらに抑え、効率よく葉たばこを乾燥させて、さらなる省エネルギー化を実現するとともに、高品質な乾葉を提供することのできる葉たばこ乾燥装置を提供することにある。
前述の目的は本発明の葉たばこ乾燥装置によって達成され、該葉たばこ乾燥装置は、
葉たばこを乾燥させる葉たばこ乾燥装置であって、
前記葉たばこが配列される乾燥室と、
外部から空気を吸入する吸気部、空気を加熱する加熱部、及び前記乾燥室から外部へ空気を排出する排気部を含む機械室と、
断熱材により覆われ、内部に前記乾燥室及び前記機械室を含む外殻と、
前記外殻が地面と間隔をあけるよう前記外殻を支持する脚部と、
を備える。
葉たばこを乾燥させる葉たばこ乾燥装置であって、
前記葉たばこが配列される乾燥室と、
外部から空気を吸入する吸気部、空気を加熱する加熱部、及び前記乾燥室から外部へ空気を排出する排気部を含む機械室と、
断熱材により覆われ、内部に前記乾燥室及び前記機械室を含む外殻と、
前記外殻が地面と間隔をあけるよう前記外殻を支持する脚部と、
を備える。
本発明の葉たばこ乾燥装置によれば、熱損失を抑え、効率よく葉たばこを乾燥させることができ、さらなる省エネルギー化を実現するとともに、高品質な乾葉を提供することができる。
図１から図３には一実施形態における葉たばこ乾燥装置の全体断面図、正面図、背面図が示されており、これらの図に基づき本発明の一実施形態における葉たばこ乾燥装置１について説明する。
葉たばこ乾燥装置１は、例えばたばこ農家の納屋等の施設内に配置されるものである。葉たばこ乾燥装置１の外殻は正面壁２、左右の側壁３、４、背面壁５、上壁６、底壁７から形成された直方体形状をなしている。これらの各壁は葉たばこ乾燥装置１を形成するフレームに断熱パネル（断熱材）が嵌め込まれて構成され、葉たばこ乾燥装置１の外殻は断熱パネルに覆われた外断熱構造をなしている。断熱パネルとしては、例えば、パネル表面をカラー鋼板が覆い、内部が発泡ウレタンにより満たされた４２ｍｍ厚の断熱パネルが主に用いられている。断熱パネルは３７ｍｍを下回ると、葉たばこ乾燥装置１が使用される温度帯において十分な断熱機能を得ることができず、４７ｍｍを上回ると、乾燥可能な葉たばこ量に対する装置規模が過大となり、たばこ農家の納屋等の施設内への設置が困難となることから、断熱パネルの厚さは４２ｍｍ±５ｍｍが好ましい。
また、底壁７と地面との間には架台８（脚部）が介装されており、当該架台８を介することで葉たばこ乾燥装置１の外殻は地面と間隔をあけて支持されている。
葉たばこ乾燥装置１の内部は、葉たばこＬが配列される乾燥室１０と、当該乾燥室１０内の管理を行う機械室１１とに大別される。機械室１１は、乾燥室１０と第１区画壁１２により葉たばこ乾燥装置１の背面側に区画されている。そして、機械室１１には、外部から空気を吸入する吸気部１３、空気を加熱する加熱部１４、及び前記乾燥室１０から外部へ空気を排出する排気部１５が含まれている。
図２の正面図に示すように、正面壁２には両開きの扉２ａが設けられており、当該扉２ａを開くことで乾燥室１０内への葉たばこの搬入及び搬出を行うことが可能となる。また当該扉２ａの片側には正面観測窓２ｂが設けられている。当該正面観測窓２ｂは二重構造のガラスが嵌め込まれており、扉２ａを閉じた状態でも当該正面観測窓２ｂから乾燥室１０内の様子を視認可能である。葉たばこ乾燥装置１により乾燥を行う葉たばこＬは、黄色種とよばれる葉たばこに対してであり、黄色種の葉たばこは、乾燥によって葉の内容成分が変化する際に、葉の色が緑から黄色に変化する。正面観測窓２ｂは、葉全体に対し黄色に変化した割合から葉たばこ乾燥装置１における温度、湿度、乾燥時間を調整するため設けられている。
一方、図３の背面図に示すように、葉たばこ乾燥装置１の背面壁５の上部には、図３で視て左側に吸気部１３の吸気口２０が、右側に排気部１５の排気口２１がそれぞれ形成されている。なお、排気口２１は背面壁５から突出した排気ダクト２１ａを介して形成されている。また、背面壁５の排気口２１下方には加熱部１４内を観測可能な背面観測窓５ａが形成されている。当該背面観測窓５ａも正面観測窓２ｂと同様に二重構造のガラスが嵌め込まれている。
さらに図４には図３のＡ－Ａ線に沿う断面図が示されており、同図に示すように、吸気部１３と排気部１５とは間には当該吸気部１３と排気部１５とを区画する第２区画壁２２が設けられている。また、当該吸気部１３及び排気部１５には、吸気口２０及び排気口２１の近傍に第２区画壁２２を貫通して葉たばこ乾燥装置１の幅方向に延びる排熱回収機２３（排熱回収手段）が設けられている。
排熱回収機２３は、葉たばこ乾燥装置１の幅方向に延びた複数のヒートパイプ２４が束ねられて構成されており、例えば本実施形態では縦に５列、前後方向に３列のヒートパイプ２４からなる。これらのヒートパイプ２４は排気部１５側から吸気部１３側に向けて上方に傾いており、この傾きは排熱回収機２３の幅方向の長さと吸気口２０及び排気口２１の上下方向の長さに収まる範囲に限られるが、水平に対して３°以上が好ましい。
ここで図５には１つのヒートパイプの斜視図が示されており、同図に示すように、ヒートパイプ２４は、冷媒が封入された管部２４ａの外周に円板状のフィン２４ｂが軸方向に複数並べられた、いわゆるフィンチューブ型をなしている。このヒートパイプ２４は、管部２４ａの直径が２８．３ｍｍ、フィンの直径が５０．８ｍｍ、フィン同士の間隔（フィンピッチ）が２．３ｍｍに設定されている。このように構成されている排熱回収機２３は、ヒートパイプ２４内の冷媒が循環することで、排気部１５から排出される比較的高温の空気の熱を回収し、回収した熱移送させて吸気部１３から吸入される比較的低温の空気を加温させる。
さらに図６には、機械室１１の上部の斜視図が示されており、図６及び図４に示すように、吸気部１３には吸気ダンパ２５が設けられている。吸気ダンパ２５は上辺を支点に揺動する板材であって、当該吸気ダンパ２５が開弁することで外部から吸気部１３内へ吸入される空気量（以下、吸気量という）は増加し、閉弁することで吸気量は低下する。吸気部１３は、第１区画壁１２に形成された吸気連通口２６を介して乾燥室１０と連通しており、吸気ダンパ２５を閉弁させるごとに乾燥室１０から吸気連通口２６を介して吸気部１３に循環される空気量の割合が増加する。なお本実施形態の葉たばこ乾燥装置１では、吸気ダンパ２５を開弁している場合、外部から取り入れる空気量が増える一方で、その分排気される空気量も増やして乾燥室１０内を循環する空気の量を一定に保つことで、葉たばこＬにストレスを与えないようにしている。
また排気部１５は、第１区画壁１２に形成された排気連通口２７を介して乾燥室１０と連通しており、当該排気連通口２７には排気ダンパ２８が設けられている。排気ダンパ２８は上辺を支点に揺動する板材が上下二段設けられており、開弁することで乾燥室１０から排気部１５を通って外部へ排出される空気量（以下、排気量という）が増加し、閉弁することで排気量は低下する。
図１に示すように吸気部１３と加熱部１４との間は第３区画壁２９で区画されており、当該第３区画壁２９には送風機３０が設けられている。当該送風機３０は、例えばシロッコファンであり、吸気部１３の空気を加熱部１４へと送風するものである。
加熱部１４内には火炉４０が配設されている。火炉４０は、灯油等の燃料を燃焼させるバーナ４１を下部に備え、その上部に熱交換部４２を備えている。熱交換部４２は幅方向に延びる複数の筒部４２ａを有しており、バーナ４１での燃焼により生じた燃焼ガスが熱交換部４２の各筒部４２ａ内を通ることで輻射熱により周囲の空気が加熱される。さらに火炉４０は、加熱部１４から吸気部１３を通り、上壁６を貫通して、葉たばこ乾燥装置１が設けられている納屋等の施設外まで延びた煙突４３を備えている。熱交換部４２を流通した燃焼ガスは、排ガスとして当該煙突４３を通って葉たばこ乾燥装置１の外部に排出される。
このような火炉４０が配設された加熱部１４は、背面壁５、側壁３、４、第１区画壁１２、及び第３区画壁２９に囲まれて形成されているが、これら各壁において加熱部１４に対応する部分は耐熱断熱パネルにより形成されている。例えば第一区画壁１２において加熱部１４に対応する部分の耐熱断熱パネル５０は、図７に示すように、箱状に形成されたカラー鋼板５１の内部において加熱部１４に対して内側に石膏ボード等の不燃材５２が、外側に発泡ウレタン５３が配設されている。さらに当該耐熱断熱パネル５０の内面となるカラー鋼板５１には、輻射熱を反射するような鏡面加工等の表面処理が施されている。この耐熱断熱パネル５０は、葉たばこ乾燥装置１のフレーム５４に空気漏れを防ぐシール材５５等を介しつつネジ等の組み付け手段（図示せず）により組み付けられており、容易に取り外しも可能である。加熱部１４を形成する他の壁においても同様の構成の耐熱断熱パネルを用いている。
図１に示すように、乾燥室１０には、底壁７より上方に床板６０が設けられている。第１区画壁１２は床板６０上に設けられており、床板６０と底壁７との間には加熱部１４により加熱された空気が流通する底部流路６１が形成されている。床板６０には、多数の孔部６２が形成されており、当該孔部６２を通して加熱された空気が吹き上げられる。
ここで図８には、床板６０の拡大断面図が示されており、同図に示すように、床板６０の各孔部６２には孔部６２の周縁から孔部上方を覆うようにアーチ状に前後方向に延びる遮蔽部６３が形成されている。従って、底部流路６１に供給される加熱された空気は、図８にて白抜き矢印で示されるように、孔部６２を通って遮蔽部６３に当たり、拡散されて吹き上げられる。
また図１に示すように、乾燥室１０内には上下二段に亘って吊具６４が設けられており、当該吊具６４により乾燥室１０内に葉たばこＬが配列される。
また、図９には葉たばこ乾燥装置１の側面図が示されており、同図に示すように一方の側壁３には作業者が葉たばこ乾燥装置１に関する各種操作を行う制御盤７０が設けられている。葉たばこ乾燥装置１内には図示しないが、例えば乾燥室１０内の湿球温度及び乾球温度を検出する温度センサ等の各種センサが設けられており、これらのセンサにより検出された値が制御盤７０に表示される。制御盤７０では乾燥プログラム等の設定が可能であり、制御盤７０に含まれる制御ユニット７１（制御部）が、乾燥プログラムに応じて送風機３０による送風量、火炉４０のバーナ４１の起動及び停止、並びに、吸気ダンパ２５及び排気ダンパ２８の開度等を制御する。
この制御ユニット７１による吸気ダンパ２５及び排気ダンパ２８の制御（以下、ダンパ制御という）では、温度センサにより検出された温度（湿球温度、乾球温度の両方又は一方）にデジタルフィルタ処理を施した値に応じて吸気ダンパ２５及び排気ダンパ２８を制御する。
詳しくは、本実施形態における葉たばこ乾燥装置１のダンパ制御は、基本的には、湿球温度を検出して、ＰＩＤフィードバック制御により吸気ダンパ２５及び排気ダンパ２８を駆動して吸気量及び排気量を調整する。つまり、制御ユニット７１は、乾燥プログラムに基づく制御目標値と湿球温度とを比較し、その差分（偏差値）に応じて吸気ダンパ２５及び排気ダンパ２８の駆動量を出力する。制御ユニット７１はその駆動量（開度）を開度発信抵抗により確認しつつ、次の偏差値による開度調整を連続的に行っている。
湿球温度はバーナの起動及び停止による乾球温度変化やその時のダンパ開度位置等により変化し、この変化に応じて連続的に開度調整を行うと制御リレーやダンパ駆動部が消耗しやすくなるため、制御ユニット７１は、偏差値の変動を吸収するデジタルフィルタ処理を施し、吸気ダンパ２５及び排気ダンパ２８の駆動を安定化させている。
本実施形態の葉たばこ乾燥装置１は、以上のように構成されており、図１にて白抜き矢印で示すように空気が循環する。詳しくは、送風機３０により、吸気部１３の吸気口２０から空気が吸入されて加熱部１４へと送風される。加熱部１４に送風された空気は、火炉４０により加熱され、乾燥室１０の底部流路６１へ供給される。加熱された空気は底部流路６１を通り床板６０の各孔部６２を通って吹き上げられる。乾燥室１０内に配列された葉たばこＬは、下方から吹き上げられる加熱された空気を受けて乾燥が促進される。さらに乾燥室１０の空気は上部に向かい、吸気部１３及び排気部１５へと循環する。ここで排気ダンパ２８が開いている場合には、乾燥室１０の一部の空気は排気部１５を通って外部へと排出される。一方、乾燥室１０の一部の空気は吸気部１３内に入り、吸気口２０から吸入される新たな空気と共に再び送風機３０により加熱部１４に送られる。
ここで、吸気口２０及び排気口２１の近傍には排熱回収機２３が配設されていることで、排気部１５から排出される空気の熱が回収され、吸気部１３に吸入される空気が加温される。このような排熱回収を行うことで葉たばこ乾燥装置１の熱効率を向上させることができる。特に、この排熱回収機２３のヒートパイプ２４は３°以上傾いていることで冷媒の循環が促進され、排熱回収効率を向上させることができる。また、ヒートパイプ２４は管部２４ａの周りに空気の流れ方向に沿ったフィン２４ｂが配設されていることで、排気抵抗及び吸気抵抗を抑えつつ、効率のよい排熱回収を行うことができる。例えばいわゆるプレート式の熱交換部からなる排熱回収機では、熱交換性能を確保すべくプレート間の隙間を狭くすると排気の湿度により凝縮水が付着し、プレート間の隙間を広くすると熱交換性能が悪化するという問題があるのに対して、本実施形態のヒートパイプ２４は、熱移送されて熱交換される部分が比較的湿度の低い吸気側であることから凝縮水が付着しない。一方、ヒートパイプ２４の排気側は、管部２４ａの直径を２８．３ｍｍ、フィンの直径を５０．８ｍｍ、フィンピッチを２．３ｍｍに設定したことで、凝縮液が発生したとしても排気を妨げるほどの抵抗とはならない。また、たとえフィン２４ｂに凝縮水が付着したとしても凝縮水の自重で流れ落ちるため、空気の流れを妨げることはなく、吸気効率及び排気効率が低下することもなく効率のよい排熱回収を行うことができる。
また、吸気ダンパ２５及び排気ダンパ２８は、制御ユニット７１によりデジタルフィルタ処理を施したダンパ制御により駆動することから、吸気ダンパ２５及び排気ダンパ２８はほぼ一定の開度で駆動されることとなる。これにより、吸気量及び排気量が安定し、効率よく葉たばこＬの乾燥を行うことができる。また吸気ダンパ２５及び排気ダンパ２８の駆動量が減少することで、制御リレーやダンパ駆動部の消耗が軽減され、部品の寿命を延すことができる。さらに吸気量が安定することで、バーナ４１の運転時間が平準化され、葉たばこLに対する熱ストレスも軽減される。
さらに、底部流路６１に供給される加熱された空気が、孔部６２から直接上方に吹き上がってしまうと、その空気と直接触れた葉たばこＬの部分の乾燥が他の部分に比べて進んでしまい、乾燥室１０内の葉たばこＬが均一に乾燥されないおそれがあるが、孔部６２の上方が遮蔽部６３により遮蔽されていることで、加熱された空気が拡散されて吹き上げられ、乾燥室１０内に加熱された空気がまんべんなく行き渡り、乾燥室１０内の葉たばこＬの均一な乾燥を促すことができる。
また、加熱部１４内では、火炉４０からの輻射熱により空気が加熱されるだけでなく、加熱部１４の各壁の内面が鏡面加工されていることで輻射熱が反射されて、さらに空気が加熱されることとなり、空気の加熱効率を向上させることができる。そして、輻射熱を反射によって加熱部１４内に閉じ込めることで熱のロスを抑えることができる。このように熱のロスを抑えて、熱を蓄えておくことで加熱部１４を再加熱する際の燃料の量や、加熱にかかる時間を抑えることができる。その一方で、加熱部１４の各壁は不燃材５３を含む耐熱断熱パネル５０であることで、１５０℃以上となる加熱部１４の温度を不燃材５２で遮り、８０℃ほどの耐熱温度である発泡ウレタン５３を保護しつつ、加熱部１４の断熱を行うことができる。したがって、このような加熱部１４の構成により、断熱性と耐久性とを両立させつつ、加熱部１４における熱損失を低減させることができる。
葉たばこ乾燥装置１は、各壁が断熱パネルにより覆われた外断熱構造をなしており、正面観測窓２ｂ及び背面観測窓５ａにおいても二重構造のガラスとすることで、放熱や空気漏れによる熱損失を大幅に低減させている。葉たばこ乾燥では、蒸酵期で乾燥室１０を飽和状態の高湿度にまで高め、葉たばこの異化作用を促進し、自己消耗（異化作用）による脱水を促し、その後、色択固定期を経て中骨乾燥期へと乾燥が進む乾燥システムであり、温度及び湿度を変化し大きく調整する必要があるに対して、本実施形態の葉たばこ乾燥装置１は装置全体の断熱性を向上させることで、乾燥システム全体の熱効率を総合的に高めることを実現している。さらに、葉たばこ乾燥装置１は外殻が架台８を介して支持されていることで、地面に直接底壁７が接触することはない。これにより底壁７から地面への熱損失が軽減され、葉たばこ乾燥装置１のさらなる熱効率の向上を実現している。そして、葉たばこ乾燥装置１全体の断熱性を向上させたことで、乾燥室１０の内壁に付着する凝縮水の量を大幅に減少させることができ、凝縮水の付着による蒸れ葉を防止することができる。
以上のことから、本実施形態に係る葉たばこ乾燥装置１は、熱損失を抑え、効率よく葉たばこＬを乾燥させることができ、さらなる省エネルギー化を実現するとともに、高品質な乾葉を提供することができる。
その他、本発明は上記実施形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
上記実施形態では、葉たばこ乾燥装置の外殻を架台８により支持しているが、外殻を支持する脚部はこれに限られるものではなく、例えば、底壁の四隅に脚材を設けて外殻を支持する構成としてもよい。
また上記実施形態では、葉たばこ乾燥装置１の外殻は乾燥室１０と機械室１１とを内部に含んだ一つの直方体形状であるが、この形状に限られるものではなく、外殻全体を別の形状としたり、乾燥室と機械室とを分けた形状としたりしてもよい。
また上記実施形態では、送風機３０はシロッコファンであるが他の形式の送風機を用いてもよい。
また、上記実施形態では葉たばこ乾燥装置１を納屋等の施設内に設置することとしているが、屋外に設置してもよい。
また、上記実施形態において制御ユニット７１は、デジタルフィルタ処理を施して吸気ダンパ２５及び排気ダンパ２８の両方のダンパ制御を行っているが、吸気ダンパ及び排気ダンパのいずれか一方のみを制御することとしてもよい。
１ 葉たばこ乾燥装置
２ 正面壁
２ｂ 正面観測窓
３、４ 側壁
５ 背面壁
５ａ 背面観測窓
７ 底壁
８ 架台
１０ 乾燥室
１１ 機械室
１３ 吸気部
１４ 加熱部
１５ 排気部
２３ 排熱回収機
２４ ヒートパイプ
２４ａ 管部
２４ｂ フィン
２５ 吸気ダンパ
２８ 排気ダンパ
３０ 送風機
４０ 火炉
４１ バーナ
４２ 熱交換部
４３ 煙突
５０ 耐熱断熱パネル
５１ カラー鋼板
５２ 不燃材
５３ 発泡ウレタン
６０ 床板
６１ 底部流路
６２ 孔部
６３ 遮蔽部
７１ 制御ユニット（制御部）
２ 正面壁
２ｂ 正面観測窓
３、４ 側壁
５ 背面壁
５ａ 背面観測窓
７ 底壁
８ 架台
１０ 乾燥室
１１ 機械室
１３ 吸気部
１４ 加熱部
１５ 排気部
２３ 排熱回収機
２４ ヒートパイプ
２４ａ 管部
２４ｂ フィン
２５ 吸気ダンパ
２８ 排気ダンパ
３０ 送風機
４０ 火炉
４１ バーナ
４２ 熱交換部
４３ 煙突
５０ 耐熱断熱パネル
５１ カラー鋼板
５２ 不燃材
５３ 発泡ウレタン
６０ 床板
６１ 底部流路
６２ 孔部
６３ 遮蔽部
７１ 制御ユニット（制御部）
Claims (9)
- 葉たばこを乾燥させる葉たばこ乾燥装置であって、
前記葉たばこが配列される乾燥室と、
外部から空気を吸入する吸気部、空気を加熱する加熱部、及び前記乾燥室から外部へ空気を排出する排気部を含む機械室と、
断熱材により覆われ、内部に前記乾燥室及び前記機械室を含む外殻と、
前記外殻が地面と間隔をあけるよう前記外殻を支持する脚部と、
を備える葉たばこ乾燥装置。 - 前記断熱材はカラー鋼板により覆われた発泡ウレタンを含む断熱パネルである請求項１記載の葉たばこ乾燥装置。
- 少なくとも前記加熱部を形成する断熱材は、加熱部に対して内側に不燃材を、外側に発泡ウレタンを含み、カラー鋼板により覆われた耐熱断熱パネルである請求項１記載の葉たばこ乾燥装置。
- 前記加熱部を形成する壁の内面は鏡面加工が施されている請求項１記載の葉たばこ乾燥装置。
- 前記乾燥室は、前記外殻の底壁の上方に床板が設けられ、当該床板と底壁との間に前記加熱部にて加熱された空気が流入する流路が形成されており、
前記床板には前記流路からの空気が流通可能な複数の孔と、当該孔の上方を遮蔽する遮蔽部とを有する請求項１記載の葉たばこ乾燥装置。 - 前記機械室は、前記排気部と前記吸気部とに亘って延びる排熱回収手段を備え、
前記排熱回収手段は、前記排気部と前記吸気部とに亘って延びるヒートパイプを複数有する、請求項１記載の葉たばこ乾燥装置。 - 前記排熱回収手段は、前記ヒートパイプが前記排気部側から前記吸気部側に向けて上方に傾いている、請求項６記載の葉たばこ乾燥装置。
- 前記ヒートパイプは、冷媒が封入された管部と、当該管部の外周から外方へ拡がり、当該管部の軸方向に複数並べられた円板状のフィンとを有する請求項６又は７記載の葉たばこ乾燥装置。
- 前記乾燥室には、当該乾燥室内の温度を検出する温度検出部を有し、
前記吸気部は吸入する空気量を調整する吸気ダンパを有し、前記排気部は排出する空気量を調整する排気ダンパを有しており、
前記温度検出部により検出される温度にデジタルフィルタ処理を施した値に応じて前記吸気ダンパ及び前記排気ダンパの少なくともいずれか一方を制御する制御部を備えた、請求項１記載の葉たばこ乾燥装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/052352 WO2017130329A1 (ja) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | 葉たばこ乾燥装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/052352 WO2017130329A1 (ja) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | 葉たばこ乾燥装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2017130329A1 true WO2017130329A1 (ja) | 2017-08-03 |
Family
ID=59397686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/052352 WO2017130329A1 (ja) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | 葉たばこ乾燥装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2017130329A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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