特開 2023-70616 収穫機高効率熱利用装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023070616

(43)【公開日】2023-05-19

(54)【発明の名称】収穫機高効率熱利用装置

(51)【国際特許分類】

   A01F 25/00 20060101AFI20230512BHJP

   A01D 75/00 20060101ALI20230512BHJP

【ＦＩ】

A01F25/00 E

A01D75/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022004367

(22)【出願日】2022-01-14

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-04-28

(31)【優先権主張番号】202111317381.2

(32)【優先日】2021-11-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】521296948

【氏名又は名称】李 明

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】李 明

(72)【発明者】

【氏名】黄 晶晶

(72)【発明者】

【氏名】戴 思慧

(72)【発明者】

【氏名】許 永偉

(72)【発明者】

【氏名】胡 鶴鳴

(72)【発明者】

【氏名】張 洪鐸

(72)【発明者】

【氏名】肖 旭

(72)【発明者】

【氏名】文 朝武

(72)【発明者】

【氏名】黄 金其

(72)【発明者】

【氏名】張 良

(72)【発明者】

【氏名】熊 昊

【テーマコード（参考）】

2B085

2B100

【Ｆターム（参考）】

2B085AA01

2B085CA50

2B100AA02

2B100BA00

(57)【要約】

【課題】廃熱利用して穀物を乾燥することができる廃熱利用装置を提供する。
【解決手段】収穫機に用いられる廃熱利用装置であって、農作物の穀物を乾燥させる乾燥室１と、乾燥室１と連通される管２と、収穫機のエンジン５の排気ガス排出口と連通されるように管２に設けられる第１熱交換器３と、農作物の茎葉を燃焼する燃焼室６と、燃焼室６の高温ガス排出口と連通されるように管２に設けられる第２熱交換器４と、第１熱交換器３及び第２熱交換器４によって熱交換された気体を管２を通じて乾燥室１に導く第１送風機７と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

収穫機に用いられる廃熱利用装置であって、
農作物の穀物を乾燥させる乾燥室と、
前記乾燥室と連通される管と、
前記収穫機のエンジンの排気ガス排出口と連通されるように前記管に設けられる第１熱交換器と、
前記農作物の茎葉を燃焼する燃焼室と、
前記燃焼室の高温ガス排出口と連通されるように前記管に設けられる第２熱交換器と、
前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器によって熱交換された気体を前記管を通じて前記乾燥室に導く第１送風機と、を備える、
廃熱利用装置。

【請求項2】

請求項１に記載の廃熱利用装置であって、
前記乾燥室は、内周面に螺旋搬送羽根が設けられるとともに回転可能に設けられる螺旋搬送筒のキャビティからなり、
前記螺旋搬送筒の回転によって搬送された前記穀物を貯蔵する貯蔵タンクをさらに備え、
前記螺旋搬送筒は、出力ポートが前記管の一端及び前記貯蔵タンクの入力ポートと連通される、
廃熱利用装置。

【請求項3】

請求項２に記載の廃熱利用装置であって、
前記貯蔵タンクは、
貫通孔が複数形成される仕切板と、
前記仕切板の上方に位置する貯蔵室と、
前記仕切板の下方に位置する空気加熱室と、を有し、
一部が前記燃焼室の外周を取り囲むように前記空気加熱室に設けられる第３熱交換器と、
前記第３熱交換器によって熱交換された気体を前記貯蔵室に導く第２送風機と、をさらに備える、
廃熱利用装置。

【請求項4】

請求項３に記載の廃熱利用装置であって、
入力ポートが前記エンジンの冷却水出力ポートと接続されるとともに出力ポートが前記エンジンを冷却するための冷却器の入力ポートと接続されるように、前記螺旋搬送筒の外周に設けられる第４熱交換器をさらに備え、
前記冷却器は、出力ポートが前記エンジンを冷却するように前記エンジンの冷却水入力ポートと接続される、
廃熱利用装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の廃熱利用装置であって、
前記第２熱交換器と連通されるガス処理器をさらに備える、
廃熱利用装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の廃熱利用装置であって、
前記燃焼室は、
入口と、
前記入口に設けられ前記農作物の茎葉を粉砕する粉砕機と、を有する、
廃熱利用装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、廃熱利用装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、走行装置、搭乗部、脱穀装置、穀物タンク、収穫部、搬送装置及び穀物排出装置を備える収穫機が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－２０２７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の収穫機は、乾燥装置を備えておらず、穀物を乾燥させることができない。このため、穀物を乾燥させるために乾燥施設へ運搬する必要がある。

【0005】

本発明は、廃熱利用して穀物を乾燥することができる廃熱利用装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様によれば、収穫機に用いられる廃熱利用装置であって、農作物の穀物を乾燥させる乾燥室と、前記乾燥室と連通される管と、前記収穫機のエンジンの排気ガス排出口と連通されるように前記管に設けられる第１熱交換器と、前記農作物の茎葉を燃焼する燃焼室と、前記燃焼室の高温ガス排出口と連通されるように前記管に設けられる第２熱交換器と、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器によって熱交換された気体を前記管を通じて前記乾燥室に導く第１送風機と、を備える廃熱利用装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

この態様によれば、廃熱利用して穀物を乾燥することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る廃熱利用装置を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態（以下、本実施形態という）について説明する。

【0010】

まず、図１を参照しながら本実施形態に係る廃熱利用装置について詳細に説明する。

【0011】

図１は、本実施形態に係る廃熱利用装置を示す概略構成図である。

【0012】

図１に示すように、廃熱利用装置は、収穫機に用いられるように収穫機に設けられる。収穫機は、エンジン５の駆動によって走行する。廃熱利用装置は、乾燥室１、管２、第１熱交換器３、燃焼室６、第２熱交換器４、第１送風機７、螺旋搬送筒８及び貯蔵タンク９を備える。

【0013】

乾燥室１は、農作物の穀物を一次的に乾燥させるものである。具体的には、乾燥室１は、内周面に螺旋搬送羽根（図示しない）が設けられるとともに回転可能に固定筒（図示しない）に設けられる螺旋搬送筒８のキャビティからなる。螺旋搬送筒８は、例えば、モータ等の駆動源によって回転駆動される。螺旋搬送筒８は、入力ポートがホッパー１８と接続されるとともに出力ポートが貯蔵タンク９の入力ポートと接続される。

【0014】

管２は、乾燥室１（螺旋搬送筒８）と連通される。第１熱交換器３は、例えば、連通路を介してエンジン５の排気ガス排出口（図示しない）と連通されるように管２に設けられる。燃焼室６は、農作物の茎葉（以下、単に茎葉ともいう）を燃焼する。第２熱交換器４は、例えば、連通路を介して燃焼室６の高温ガス排出口（図示しない）と連通されるように管２に設けられる。第１送風機７は、第１熱交換器３及び第２熱交換器４によって熱交換された気体を管２を通じて乾燥室１に導く。そして、第１熱交換器３及び第２熱交換器４は、順に気体が流れる方向に沿って設けられる。すなわち、第１熱交換器３は、第１送風機７と第２熱交換器４との間に設けられる。

【0015】

この構成によれば、乾燥室１（螺旋搬送筒８）内の穀物の乾燥を実現することができる。具体的には、エンジン５の余熱（エンジン５の高温の排気ガスによる余熱）及び茎葉の燃焼による燃焼熱は、それぞれ第１熱交換器３及び第２熱交換器４によって管２内の空気と熱交換された後、第１送風機７により乾燥室１（螺旋搬送筒８）に導かれるため、乾燥室１（螺旋搬送筒８）において穀物の乾燥が行われる。この結果、エンジン５の余熱及び茎葉の燃焼による燃焼熱を有効活用することにより、雨等の天気による穀物の高含水率を低下させることができるので、穀物の損失や穀物の安全性を確保するとともに、省エネを図ることができる。また、重金属含有量が高い茎葉を焼却することにより、茎葉の回収コストを大幅に削減するとともに、重金属による環境汚染を抑制することができ、ひいては、茎葉の焼却物を肥料として用いることができる。

【0016】

管２の下流端としての一端は、乾燥室１（螺旋搬送筒８）の出力ポートと連通されるとともに、管２の上流端としての他端には、第１送風機７が設けられる。これにより、乾燥室１（螺旋搬送筒８）において、第１送風機７による送風方向と螺旋搬送筒８の回転による穀物の搬送方向とは、逆方向となるため、搬送中の穀物を効果的に乾燥することができ、特に螺旋搬送筒８の出力ポート付近において、穀物の含水率を確実に低下させることができる。

【0017】

螺旋搬送筒８の内周面には、高さが螺旋搬送羽根よりも低い撹拌板（図示しない）が設けられる。撹拌板は、螺旋搬送羽根との間に所定の角度（例えば、鋭角）をなすように螺旋搬送羽根とずらして設けられる。これにより、搬送過程において、穀物を浮かせることで、これらの穀物と螺旋搬送筒８内の熱空気との接触時間及び接触面積を増大させることができる。このため、穀物の水分除去を効率的に行うことができる。

【0018】

図１に示すように、貯蔵タンク９は、螺旋搬送筒８の回転によって搬送された穀物を貯蔵する容器である。また、貯蔵タンク９は、仕切板１０と、仕切板１０の上方に位置する貯蔵室９０１と、仕切板１０の下方に位置する空気加熱室９０２と、を有する。仕切板１０には、複数の貫通孔１１が均等に形成される。貫通孔１１は、穀物が通過不能に形成される。これにより、穀物は、貫通孔１１を通過して空気加熱室９０２に入り込むことを防止することができる。

【0019】

廃熱利用装置は、第３熱交換器１２及び第２送風機１３をさらに備える。第３熱交換器１２は、一部が燃焼室６の外周を取り囲むように空気加熱室９０２に設けられる。第２送風機１３は、第３熱交換器１２によって熱交換された気体を貯蔵室９０１に導く。第２送風機１３は、空気加熱室９０２の導入口に設けられる。

【0020】

燃焼室６の外周を取り囲む第３熱交換器１２の一部は、燃焼室６によって加熱された後、空気加熱室９０２で熱交換されることで、空気加熱室９０２内の空気が加熱される。そして、加熱された空気は、第２送風機１３によって貫通孔１１を通じて、貯蔵室９０１に堆積された穀物に導かれ、穀物を二次的に乾燥させることにより、穀物の水分をより除去することができる。

【0021】

螺旋搬送筒８の外周には、第４熱交換器１４が設けられる。すなわち、螺旋搬送筒８は、回転可能に第４熱交換器１４の内周に支持される。第４熱交換器１４は、入力ポートがエンジン５の冷却水出力ポートと接続されるとともに出力ポートがエンジン５を冷却するための冷却器１５の入力ポートと接続される。冷却器１５は、出力ポートがエンジン５を冷却するようにエンジン５の冷却水入力ポートと接続される。

【0022】

エンジン５によって加熱された水は、エンジン５の冷却水出力ポート（第４熱交換器１４の入力ポート）から第４熱交換器１４へ出力される。第４熱交換器１４は、加熱された水を熱交換し、熱交換された水を冷却器１５の入力ポート（第４熱交換器１４の出力ポート）を介して冷却器１５へ出力する。同時に、第４熱交換器１４は、熱交換によって生じた熱（すなわち、エンジン５の余熱）を用いて螺旋搬送筒８の外周を全体的に加熱する。そして、冷却器１５は、出力された水を冷却し、冷却した水をエンジン５の冷却水入力ポート（冷却器１５の出力ポート）を介してエンジン５へ出力する。これにより、螺旋搬送筒８内の穀物をエンジン５の余熱によってむらなく乾燥させることができるため、穀物の水分を速く除去することができる。

【0023】

燃焼室６の上部には、入口１６が形成され、入口１６には、茎葉を粉砕する粉砕機１７が設けられる。これにより、粉砕機１７は、茎葉を粉砕するため、茎葉の可燃性を向上させることができる。第２熱交換器４は、ガス処理器１９と連通される。茎葉を燃焼室６で燃焼することにより生じた排気ガスは、第２熱交換器４を経由してガス処理器１９へ出力される。これにより、排気ガスは、ガス処理器１９によって濾過されて外部へ排出される。

【0024】

燃焼室６の下部の側面には、空気を燃焼室６へ供給するためのブロワー２０及び燃料を補充するための燃料入口２１が設けられる。燃焼室６の下端には、茎葉の焼却物としてのスラグを排出するためのフィルタ付きのスラグ排出口２２が形成される。そして、収穫機の走行中において、廃熱利用装置は、スラグをスラグ排出口２２を通じて肥料としてそのまま排出することができる。また、燃焼室６の外壁には、燃焼熱の喪失を防止するための保温層が設けられる。

【0025】

（作用効果）
次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。

【0026】

本実施形態に係る廃熱利用装置は、収穫機に用いられる廃熱利用装置であって、農作物の穀物を乾燥させる乾燥室１と、乾燥室１と連通される管２と、収穫機のエンジン５の排気ガス排出口と連通されるように管２に設けられる第１熱交換器３と、農作物の茎葉を燃焼する燃焼室６と、燃焼室６の高温ガス排出口と連通されるように管２に設けられる第２熱交換器４と、第１熱交換器３及び第２熱交換器４によって熱交換された気体を管２を通じて乾燥室に導く第１送風機７と、を備える。

【0027】

この構成によれば、エンジン５の余熱（エンジン５の高温の排気ガスによる余熱）及び茎葉の燃焼による燃焼熱は、それぞれ第１熱交換器３及び第２熱交換器４によって管２内の空気と熱交換された後、第１送風機７により乾燥室１（螺旋搬送筒８）に導かれるため、乾燥室１（螺旋搬送筒８）において穀物の乾燥が行われる。この結果、エンジン５の余熱及び茎葉の燃焼による燃焼熱を有効活用することにより、雨等の天気による穀物の高含水率を低下させることができるので、穀物の損失や穀物の安全性を確保するとともに、省エネを図ることができる。また、重金属含有量が高い茎葉を焼却することにより、茎葉の回収コストを大幅に削減するとともに、重金属による環境汚染を抑制することができ、ひいては、茎葉の焼却物を肥料として用いることができる。

【0028】

本実施形態では、乾燥室１は、内周面に螺旋搬送羽根が設けられるとともに回転可能に設けられる螺旋搬送筒８のキャビティからなり、螺旋搬送筒８の回転によって搬送された穀物を貯蔵する貯蔵タンク９をさらに備え、螺旋搬送筒８は、出力ポートが管２の一端及び貯蔵タンク９の入力ポートと連通される。

【0029】

この構成によれば、乾燥室１（螺旋搬送筒８）において、第１送風機７による送風方向と螺旋搬送筒８の回転による穀物の搬送方向とは、逆方向となるため、搬送中の穀物を効果的に乾燥することができ、特に螺旋搬送筒８の出力ポート付近において、穀物の含水率を確実に低下させることができる。

【0030】

本実施形態では、貯蔵タンク９は、貫通孔１１が複数形成される仕切板１０と、仕切板１０の上方に位置する貯蔵室９０１と、仕切板１０の下方に位置する空気加熱室９０２と、を有し、一部が燃焼室６の外周を取り囲むように空気加熱室９０２に設けられる第３熱交換器１２と、第３熱交換器１２によって熱交換された気体を貯蔵室９０１に導く第２送風機１３と、をさらに備える。

【0031】

この構成によれば、燃焼室６の外周を取り囲む第３熱交換器１２の一部は、燃焼室６によって加熱された後、空気加熱室９０２で熱交換されることで、空気加熱室９０２内の空気が加熱される。そして、加熱された空気は、第２送風機１３によって貫通孔１１を通じて、貯蔵室９０１に堆積された穀物に導かれ、穀物を二次的に乾燥させることにより、穀物の水分をより除去することができる。

【0032】

本実施形態では、入力ポートがエンジン５の冷却水出力ポートと接続されるとともに出力ポートがエンジン５を冷却するための冷却器１５の入力ポートと接続されるように、螺旋搬送筒８の外周に設けられる第４熱交換器１４をさらに備え、冷却器１５は、出力ポートがエンジン５を冷却するようにエンジン５の冷却水入力ポートと接続される。

【0033】

この構成によれば、第４熱交換器１４は、熱交換によって生じた熱（すなわち、エンジン５の余熱）を用いて螺旋搬送筒８の外周を全体的に加熱することにより、螺旋搬送筒８内の穀物をエンジン５の余熱によってむらなく乾燥させることができるため、穀物の水分を速く除去することができる。

【0034】

本実施形態では、第２熱交換器４と連通されるガス処理器１９をさらに備える。

【0035】

この構成によれば、排気ガスは、ガス処理器１９によって濾過されて外部へ排出される。

【0036】

本実施形態では、燃焼室６は、入口１６と、入口１６に設けられ農作物の茎葉を粉砕する粉砕機１７と、を有する。

【0037】

この構成によれば、粉砕機１７は、茎葉を粉砕するため、茎葉の可燃性を向上させることができる。

【0038】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0039】

１ 乾燥室
２ 管
３ 第１熱交換器
４ 第２熱交換器
５ エンジン
６ 燃焼室
７ 第１送風機
８ 螺旋搬送筒
９ 貯蔵タンク
１０ 仕切板
１１ 貫通孔
１２ 第３熱交換器
１３ 第２送風機
１４ 第４熱交換器
１５ 冷却器
１６ 入口
１７ 粉砕機
１８ ホッパー
１９ ガス処理器
２０ ブロワー
２１ 燃料入口
２２ スラグ排出口
９０１ 貯蔵室
９０２ 空気加熱室

【図1】

【手続補正書】

【提出日】2022-01-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

収穫機に用いられる収穫機高効率熱利用装置であって、
農作物の穀物を乾燥させる乾燥室と、
前記乾燥室と連通される管と、
前記収穫機のエンジンの排気ガス排出口と連通されるように前記管に設けられる第１熱交換器と、
前記農作物の茎葉を燃焼する燃焼室と、
前記燃焼室の高温ガス排出口と連通されるように前記管に設けられる第２熱交換器と、
前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器によって熱交換された気体を前記管を通じて前記乾燥室に導く第１送風機と、を備える、
収穫機高効率熱利用装置。

【請求項2】

請求項１に記載の収穫機高効率熱利用装置であって、
前記乾燥室は、内周面に螺旋搬送羽根が設けられるとともに回転可能に設けられる螺旋搬送筒のキャビティからなり、
前記螺旋搬送筒の回転によって搬送された前記穀物を貯蔵する貯蔵タンクをさらに備え、
前記螺旋搬送筒は、出力ポートが前記管の一端及び前記貯蔵タンクの入力ポートと連通される、
収穫機高効率熱利用装置。

【請求項3】

請求項２に記載の収穫機高効率熱利用装置であって、
前記貯蔵タンクは、
貫通孔が複数形成される仕切板と、
前記仕切板の上方に位置する貯蔵室と、
前記仕切板の下方に位置する空気加熱室と、を有し、
一部が前記燃焼室の外周を取り囲むように前記空気加熱室に設けられる第３熱交換器と、
前記第３熱交換器によって熱交換された気体を前記貯蔵室に導く第２送風機と、をさらに備える、
収穫機高効率熱利用装置。

【請求項4】

請求項３に記載の収穫機高効率熱利用装置であって、
入力ポートが前記エンジンの冷却水出力ポートと接続されるとともに出力ポートが前記エンジンを冷却するための冷却器の入力ポートと接続されるように、前記螺旋搬送筒の外周に設けられる第４熱交換器をさらに備え、
前記冷却器は、出力ポートが前記エンジンを冷却するように前記エンジンの冷却水入力ポートと接続される、
収穫機高効率熱利用装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の収穫機高効率熱利用装置であって、
前記第２熱交換器と連通されるガス処理器をさらに備える、
収穫機高効率熱利用装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の収穫機高効率熱利用装置であって、
前記燃焼室は、
入口と、
前記入口に設けられ前記農作物の茎葉を粉砕する粉砕機と、を有する、
収穫機高効率熱利用装置。