JP2001292699A - 茶葉乾燥機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】乾燥中の茶葉の温度を高精度に制御して高品質
の乾燥茶葉が安定して得られる茶葉乾燥機の制御装置を
提供する。 【解決手段】投入された茶葉を多段式に配置された通気
性のコンベアで連続的に搬送しつつ、熱風発生装置から
熱風を供給して乾燥させる製茶乾燥機において、前記コ
ンベアの乾燥最終段階の所定位置に一対のセンサを配置
して、該センサの検知信号によって熱風発生装置を制御
し、乾燥最終段階における茶葉の茶温を所定温度に所定
時間維持することを特徴とする。前記センサは、例えば
一対の茶温センサあるいは茶温センサと茶葉有無センサ
で形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば荒茶製造工
程の最終工程あるいは仕上加工工程に用いられるバンド
型の茶葉乾燥機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、荒茶製造工程の最終段階には
乾燥工程があり、この乾燥工程を実施するために茶葉乾
燥機が用いられている。この茶葉乾燥機としてバンド型
乾燥機が知られているが、このバンド型乾燥機は、多孔
板や金網等からなる通気性のコンベアを多段式に配置
し、このコンベアで投入された茶葉を搬送しつつ、熱風
発生装置から所定温度の熱風を供給して、茶葉を乾燥さ
せるものである。

【０００３】そして、従来、このバンド型乾燥機におい
ては、コンベアの最下段に一つの温度センサを配置し、
この温度センサで検知した信号に基づいて熱風温度管理
を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな茶葉乾燥機にあっては、コンベアの最下段に配置さ
れた一つの温度センサで熱風温度を検出して熱風温度管
理を行っているため、品質上最重要要素である茶温を精
密かつ高精度に管理することが難しい。その結果、特に
コンベアの段数が多い場合等に、乾燥茶葉（例えば荒
茶）の品質に大きく影響する最終乾燥段階における茶温
を所定温度に所定時間維持することができず、高品質の
乾燥茶葉を安定して生産することが困難であるという問
題点があった。

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、請求項１記載の発明の目的は、乾燥
中の茶葉の温度を高精度に制御して高品質の乾燥茶葉が
安定して得られる茶葉乾燥機の制御装置を提供すること
にある。また、請求項２記載の発明の目的は、請求項１
記載の発明の目的に加え、段数が多い乾燥機であっても
センサをより効果的に配置し得る茶葉乾燥機の制御装置
を提供することにある。また、請求項３または４記載の
発明の目的は、請求項１または２記載の発明の目的に加
え、乾燥最終段階の茶温をより高精度に制御し得る茶葉
乾燥機の制御装置を提供することにある。また、請求項
５記載の発明の目的は、請求項１ないし４記載の発明の
目的に加え、熱風発生装置の熱風温度を高精度に調整で
きて茶温をより一層高精度に制御し得る茶葉乾燥機の制
御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明のうち請求項１記載の発明は、投入された茶
葉を多段式に配置された通気性のコンベアで連続的に搬
送しつつ、熱風発生装置から熱風を供給して乾燥させる
茶葉乾燥機において、前記コンベアの乾燥最終段階の所
定位置に一対のセンサを配置して、該センサの検知信号
により熱風発生装置を制御し、乾燥最終段階における茶
葉の茶温を所定温度に所定時間維持することを特徴とす
る。

【０００７】このように構成することにより、乾燥機内
に投入された茶葉は多段式に配置されたコンベアで搬送
されつつ熱風発生装置から供給される熱風で乾燥させら
れ、この乾燥の最終段階における茶温が一対のセンサの
うちの、例えば少なくとも一つのセンサで検出されて、
茶温が所定温度に制御されると共に、この茶温が所定時
間維持される。これにより、乾燥機から排出される乾燥
茶葉の最終乾燥温度を高精度に管理することができて、
安定した高品質の乾燥茶葉が得られる。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、コンベアが
６段以上で形成され、その最終側の２段もしくは３段の
乾燥最終段階にセンサが配置されていることを特徴とす
る。このように構成することにより、コンベアの段数が
多い場合であっても、その最終段の所定の段にセンサを
より効果的に配置できる。

【０００９】また、請求項３記載の発明は、センサが乾
燥最終段階の異なる段における茶温をそれぞれ検知する
一対の茶温センサであることを特徴とする。このように
構成することにより、一対の茶温センサで乾燥最終段階
の茶温を正確に検知できて、茶温がより高精度に制御さ
れる。

【００１０】また、請求項４記載の発明は、センサが茶
温を検知する茶温センサと茶葉の有無を検知する茶葉有
無センサであることを特徴とする。このように構成する
ことにより、茶葉有無センサの検知信号に基づいて熱風
発生装置を効率的に制御することができて、乾燥最終段
階における茶温管理がより高精度に行える。

【００１１】また、請求項５記載の発明は、熱風発生装
置が燃焼量を無段階に変更可能な燃焼機器を有すること
を特徴とする。このように構成することにより、所定の
センサの検知信号に基づいて、燃焼機器の燃焼量が無段
階に変更されることから、乾燥最終段階の茶温を茶葉状
態に応じて設定茶温に容易に設定することができる等、
茶温の制御がより一層高精度に行える。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１〜図３は、本発明に係
わる制御装置を備えた茶葉乾燥機の一実施例を示し、図
１がそのブロック図、図２がその具体的構造を示す縦断
面図、図３が制御装置の動作の一例を示すフローチャー
トである。

【００１３】図１において、茶葉乾燥機１は、乾燥機２
と熱風発生装置３とで構成され、乾燥機２には、乾燥室
５及び１対のセンサ６、７を有する本体４と、駆動部８
と、前記乾燥室５や駆動部８を制御すると共にセンサ
６、７が接続された乾燥機制御部９等が設けられてい
る。また、熱風発生装置３には、バーナ１０と乾燥機制
御部９に接続されたバーナ制御部１１等が設けられてい
る。このバーナ制御部１１及び乾燥機制御部９で本発明
に係わる制御装置が形成される。なお、この例では、セ
ンサ６、７が乾燥機制御部９を介してバーナ制御部１１
に接続されているが、センサ６、７をバーナ制御部１１
に直接接続することも可能である。また、図１におい
て、実線は機械的な接続を示し、点線は電気的な接続を
示している。

【００１４】そして、この茶葉乾燥機１は具体的に図２
に示すように構成されており、以下、これについて説明
する。なお、図２において実線は茶葉の流れを示し、点
線は熱風の流れを示し、また一点鎖線は冷風の流れを示
している。先ず、乾燥機２は、その乾燥室５内に通気性
のコンベアとしての４台のキャタピラ１２（搬送帯）が
それぞれ水平状態で配置され、この各キャタピラ１２の
上下の各搬送面１２ａ、１２ｂが各段を形成している。
したがって、４台のキャタピラ１２を使用した場合は搬
送面が８段で形成されていることになる。なお、乾燥室
５の容積は、従来の一般的な茶葉乾燥機の容積に対し
て、２５％程度大きく設定されている。

【００１５】そして、各キャタピラ１２の搬送面１２
ａ、１２ｂは、茶葉が通過しない内径の孔を有する多孔
板もしくは金網で形成されると共に、各キャタピラ１２
の上段の下流側と下段の下流側には茶葉を下段に排出す
るための排出機構部１３、１４がそれぞれ設けられてい
る。また、最下段のキャタピラ１２の下方には、粉取装
置１５が傾斜した状態で配置され、この粉取装置１５の
一端側（最下段の搬送面１２ｂの下流側）には、茶葉取
出口１６（チャージングバルブ）が配設されている。

【００１６】さらに、最上段のキャタピラ１２の他端側
（最上段の搬送面１２ａの下流側）上方には、排気ファ
ン１７とサイクロン１８及び排気フード１９が配置さ
れ、最上段のキャタピラ１２の一端側の上部には、投入
口２０を介して昇降機２１が連結されている。なお、乾
燥室５の昇降機２１下部の側壁には、キャタピラ１２や
昇降機２１を作動させるインバータ２２及び前記駆動部
８が配置され、乾燥室５の側壁内面には各キャタピラ１
２に対応してジャマ板２３がそれぞれ配設されている。

【００１７】そして、この乾燥機２内には前記センサ
６、７が、最下位のキャタピラ１２の下部の搬送面１２
ｂ上と上部の搬送面１２ａ上に配置されている。この下
方の２段の搬送面１２ａ、１２ｂによって、８段の搬送
面１２ａ、１２ｂのうちの乾燥最終段階が形成されてい
る。このセンサ６、７は乾燥最終段階の搬送面１２ａ、
１２ｂ上の茶葉の茶温を測定するもので、例えば熱電対
等の接触式のセンサあるいは赤外線温度センサ等の非接
触式のセンサが使用される。

【００１８】そして、センサ６、７で検知された茶温の
検知信号は前記乾燥機制御部９（図１参照）に入力され
る。なお、乾燥機制御部９は、乾燥機２の側壁に配置さ
れた図示しない制御盤内に構築されており、この乾燥機
制御部９に入力されるセンサ６、７の検知信号（検知温
度）に基づいて、後述する如くバーナ制御部１１を介し
てバーナ１０の燃焼量が調整される。

【００１９】一方、前記熱風発生装置３は、熱風ダクト
２５を介して乾燥室５内に熱風を供給するガンタイプの
前記バーナ１０と、冷風ダクト２６を介して乾燥室５内
に冷風を供給する冷却ファン２７と、バーナ１０及び冷
却ファン２７を制御する前記バーナ制御部１１等を有し
ている。なお、バーナ１０としては、比例制御型や油量
調整型のガンタイプバーナが使用され、また、熱風ダク
ト２５の下流側は、４台のキャタピラ１２のうち下方の
２台のキャタピラ１２の上面側及び粉取装置１５の上面
側に連通し、冷風ダクト２６の下流側は熱風ダクト２５
と同一のキャタピラ１２の上面側に連通した状態となっ
ている。そして、図２の入口ａ、ｂにおける温度が略同
一となるように設定されている。

【００２０】次に、この茶葉乾燥機１の動作の一例を図
３のフローチャートに基づいて説明する。なお、このフ
ローチャートは、例えば乾燥機制御部９内のＲＯＭやシ
ーケンサ等に構築されているプログラムにしたがって自
動的に実行される。茶葉乾燥機１の電源がオンすると、
プログラムが開始（Ｓ１００）し、先ず、制御盤によっ
て各種条件を設定（Ｓ１０１）する。この条件として
は、茶温θ（例えばθ＝８０℃）と、この茶温θを維持
する時間Ｔ１（例えばＴ１＝１０分）及び全体の乾燥時
間Ｔ２（キャタピラ１２の搬送速度に対応し例えばＴ２
＝２０分）等が設定される。

【００２１】各種条件が設定されると、乾燥経過時間Ｔ
がＴ２−Ｔ１か否かを判断（Ｓ１０２）し、この判断Ｓ
１０２は「ＹＥＳ」になるまで繰りされ、この判断Ｓ１
０２によって、乾燥開始からの経過時間Ｔが判断される
ことになる。そして、この判断Ｓ１０２で「ＹＥＳ」の
場合、すなわち乾燥開始から１０分が経過した場合に
は、センサ６、７の茶温θ１、θ２をそれぞれ読み込み
（Ｓ１０３）、両茶温θ１、θ２がθ＝８０℃以上か否
かを判断（Ｓ１０４）する。

【００２２】この判断Ｓ１０４で「ＮＯ」の場合、すな
わち茶温θ１と茶温θ２の一方が８０℃以上でない場合
は、乾燥機制御部９（もしくはバーナ制御部１１）でそ
の温度差に基づく制御信号を作成して、バーナ制御部１
１によりバーナ１０の燃焼量を調整してバーナ制御（Ｓ
１０５）する。このバーナ制御は、例えばガンタイプの
バーナ１０に設けられている２本のノズル（図示せず）
を、１本のノズルによる燃焼か２本のノズルによる燃焼
かを制御することによって行われ、バーナ制御後は、ス
テップＳ１０３に戻り新たな茶温θ１、θ２が検知され
て、これが判断Ｓ１０４で再びθ＝８０℃と比較され
る。

【００２３】そして、ステップＳ１０５のバーナ制御に
よって茶温θ１、θ２が共にθ＝８０℃以上になると、
判断Ｓ１０４で「ＹＥＳ」となり、時間Ｔ１が０か否か
を判断（Ｓ１０６）する。この判断Ｓ１０６で「ＮＯ」
の場合、すなわち、茶温θ１、θ２が予め設定した時間
Ｔ１＝１０分を経過していない場合は、ステップＳ１０
３に戻りステップ１０３以降を繰り返す。そして、時間
Ｔ１＝０（時間０は乾燥機２を出た直後も含む）になる
と判断Ｓ１０６で「ＹＥＳ」となり、一連のプログラム
が終了（Ｓ１０７）し、乾燥作業が終了することにな
る。

【００２４】なお、以上のフローチャートは基本的な温
度管理の一例を示すものであって、例えば両センサ６、
７の設定温度θを８０℃以上（好ましくは８０℃以上で
１００℃未満）で互いに異ならせることにより、各セン
サ６、７で検知した茶温θ１、θ２をそれぞれ対応した
設定温度θと比較し、個々の茶温θ１、θ２が設定温度
θ未満の場合に、各温度差に基づいてバーナ制御する
等、種々変更することができる。

【００２５】このように上記実施例の茶葉乾燥機１によ
れば、乾燥室５内に多段式に配置されたキャタピラ１２
の搬送面１２ａ、１２ｂのうち、乾燥最終段階となる下
方の２段の搬送面１２ａ、１２ｂ上の茶葉の茶温をセン
サ６、７で検知し、この検知信号に基づいてバーナ１０
の燃焼量を制御しているため、例えば茶温を８０℃以上
に１０分間精密かつ高精度に維持することができて、所
定含水率でかつ生菌等が殺菌された高品質の乾燥茶葉
（荒茶）を安定して生産することができる。

【００２６】また、乾燥室５の容積をやや大きく設定す
ると共に、一対のセンサ６、７を乾燥最終段階の２段の
搬送面１２ａ、１２ｂに対応して配置しているため、例
えば段数が多い場合であっても２つのセンサ６、７の配
置で良く、各段毎にセンサを配置する場合等に比較して
その使用個数を削減することができて、使用するセンサ
６、７の部品コストの低減が図れる。また、２つのセン
サ６、７の検知信号を設定値と比較する構成であるた
め、乾燥機制御部９（もしくはバーナ制御部１１）にお
ける比較を容易に行うことができて、バーナ制御をより
簡略化することができる。これらのことから、茶葉乾燥
機１自体のコストアップを極力抑えることができて、安
価な茶葉乾燥機１を得ることが可能になる。

【００２７】さらに、熱風発生装置３のバーナ１０に比
例制御型や油量調整型のガンタイプバーナを使用すると
共に、２本のノズルを設け、このノズルを２本のノズル
による燃焼と１本のノズルによる燃焼及び両ノズルの停
止の３つの形態で制御することができるため、バーナ１
０の燃焼量の無段階調整が可能になり、乾燥最終段階の
茶温を８０℃以上でかつ５分〜１０分に正確に制御する
ことができて、より高品質の乾燥茶葉を得ることができ
る。

【００２８】なお、以上の実施例においては、乾燥機２
の本体４に配設されるセンサ６、７が共に茶温センサで
ある場合について説明したが、本発明はこれに何等限定
されず、例えばセンサ６を茶葉の有無を検知する茶葉有
無センサ６Ａで形成し、センサ７を茶温センサ７Ａで形
成することもできる。以下、この実施例の茶葉乾燥機１
の温度制御の一例を図４のフローチャート及び図５の動
作説明図に基づいて説明する。なお、茶葉有無センサ６
Ａは前記センサ６の位置に配置され、茶温センサ７Ａは
前記センサ７の位置に配置される。

【００２９】この実施例の場合、図４に示すように、判
断Ｓ１０２で「ＹＥＳ」になると、茶葉有無センサ６Ａ
の検知信号が有りか否かが判断（Ｓ２０１）され、この
判断で「ＹＥＳ」の場合に、茶温センサ７Ａの検知信号
θ１（茶温）を読み込み（Ｓ１０３）、この検知信号を
設定値θ＝８０℃と比較（Ｓ１０４）して、８０℃未満
の場合にバーナ制御（Ｓ１０５）する。このバーナ制御
も前述したように、２本のノズルを適宜に選択使用する
ことによって行われる。

【００３０】これにより、図５に示すように、茶葉有無
センサ６Ａが「有り」で例えばＯＮの場合にのみ、バー
ナ１０がオンして茶温が所定温度となるように上昇さ
れ、この制御を頻繁に繰り返すことによって、茶温を８
０℃以上に安定かつ正確に維持することが可能になり、
上記実施例と同様の作用効果を得ることができる。な
お、この実施例の場合、茶葉有無センサ６Ａと茶温セン
サ７Ａをそれぞれ別々に配置するのではなく、両センサ
６Ａ、７Ａをセットにし、前記センサ６もしくはセンサ
７の位置に配置することもできる。

【００３１】また、上記実施例においては、茶葉乾燥機
１が荒茶製造工程の最終段に配置される茶葉乾燥機１で
ある場合について説明したが、本発明に係わる茶葉乾燥
機１の構成は、荒茶製造工程以降の仕上加工工程の火入
れ時に使用される火入れ機にも適用することもできる。
さらに、上記実施例おいて、バーナ１０として比例制御
型のバーナを使用した場合は、その茶温（本体雰囲気温
度）と熱風温度が例えば図６に示す如く制御される。

【００３２】また、本発明に係わる茶葉乾燥機１の本体
４内に配置されるキャタピラ１２の数（段数）は８段に
限らず、例えば６段や１２段であっても良く、この段数
に応じて乾燥最終段階が２段とか３段に設定され、例え
ば１２段の場合は乾燥最終段階が３段で、前記センサ
６、７はこの３段の最上段と最下段に配置されることに
なる。また、上記実施例におけるセンサ６、７の取付位
置も、搬送方向の略中心位置に限らず、段数等に応じて
例えば乾燥最終段階の所定段の上流側と下流側に配置す
る等、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々変更することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、乾燥機内に多段式に配置されたコンベアの
うち、乾燥最終段階のコンベアの所定位置に一対のセン
サを配置すると共に、このセンサの検知信号に基づいて
熱風発生装置から供給される熱風が制御され、乾燥最終
段階における茶温が所定値で所定時間維持されるため、
乾燥茶葉の温度制御を高精度に行うことができて、高品
質の乾燥茶葉を安定して得ることができる。

【００３４】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の発明の効果に加え、コンベアが６段以上で形
成され、その最終側の２段もしくは３段の乾燥最終段階
にセンサが配置されているため、コンベアの段数が多い
場合であっても、その最終段の所定の段にセンサをより
効果的に配置することができて、乾燥機自体のコストア
ップを抑えることができる。

【００３５】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１または２記載の発明の効果に加え、センサが乾燥最
終段階の異なる段における茶温をそれぞれ検知する茶温
センサであるため、乾燥最終段階の茶温を正確に検知で
きて、茶温の制御をより高精度に行うことができる。

【００３６】また、請求項４記載の発明によれば、請求
項１または２記載の発明の効果に加え、センサが茶温セ
ンサと茶葉の有無を検知する茶葉有無センサであるた
め、茶葉有無センサの検知信号に基づいて熱風発生装置
を制御することができて、乾燥最終段階における茶温の
制御をより高精度に行うことができる。

【００３７】また、請求項５記載の発明によれば、請求
項１ないし４記載の発明の効果に加え、熱風発生装置が
燃焼量を無段階に変更可能な燃焼機器を有し、この燃焼
機器がセンサの検知信号に基づいて制御されるため、乾
燥最終段階の茶温を設定茶温に素早く設定することがで
きて、茶温の制御をより一層高精度に行うことができる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる制御装置を備えた茶葉乾燥機の
一実施例を示すブロック図

【図２】同その具体的構造を示す縦断面図

【図３】同制御装置の動作の一例を示すフローチャート

【図４】本発明に係わる制御装置の他の実施例を示す図
３と同様のフローチャート

【図５】同その動作を説明するためのタイミングチャー
ト

【図６】本発明に係わる制御装置のさらに他の実施例の
動作を示すグラフ

【符号の説明】

１・・・・・・・・・茶葉乾燥機 ２・・・・・・・・・乾燥機 ３・・・・・・・・・熱風発生装置 ４・・・・・・・・・本体 ５・・・・・・・・・乾燥室 ６、７・・・・・・・センサ ６Ａ・・・・・・・・茶葉有無センサ ７Ａ・・・・・・・・茶温センサ ９・・・・・・・・・乾燥機制御部 １０・・・・・・・・バーナ １１・・・・・・・・バーナ制御部 １２・・・・・・・・キャタピラ １２ａ、１２ｂ・・・搬送面 ２０・・・・・・・・投入口 ２１・・・・・・・・昇降機 ２５・・・・・・・・熱風ダクト ２６・・・・・・・・冷風ダクト ２７・・・・・・・・冷却ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L113 AA02 AB03 AC04 AC35 AC51 AC67 AC86 BA20 CA04 CB03 DA13 DA24 DA25 4B027 FB01 FP59 FP60 FP62 FP90 FR01 FR04 FR18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投入された茶葉を多段式に配置された通気
   性のコンベアで連続的に搬送しつつ、熱風発生装置から
   熱風を供給して乾燥させる茶葉乾燥機において、 前記コンベアの乾燥最終段階の所定位置に一対のセンサ
   を配置して、該センサの検知信号により前記熱風発生装
   置を制御し、乾燥最終段階における茶葉の茶温を所定温
   度に所定時間維持することを特徴とする茶葉乾燥機の制
   御装置。
2. 【請求項２】前記コンベアが６段以上で形成され、その
   最終側の２段もしくは３段の乾燥最終段階に前記センサ
   が配置されていることを特徴とする請求項１記載の茶葉
   乾燥機の制御装置。
3. 【請求項３】前記センサが、乾燥最終段階の異なる段に
   おける茶温をそれぞれ検知する一対の茶温センサである
   ことを特徴とする請求項１または２記載の茶葉乾燥機の
   制御装置。
4. 【請求項４】前記センサが、茶温を検知する茶温センサ
   と茶葉の有無を検知する茶葉有無センサであることを特
   徴とする請求項１または２記載の茶葉乾燥機の制御装
   置。
5. 【請求項５】前記熱風発生装置が燃焼量を無段階に変更
   可能な燃焼機器を有することを特徴とする請求項１ない
   し４のいずれかに記載の茶葉乾燥機の制御装置。