JP2002048072A - 巡回集乳車における集乳ポンプの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気泡が混入しないようにするとともに集乳ポン
プの吸入速度をエアセパレータのタンク圧力に応じて変
更可能にする集乳ポンプの制御装置を得る。 【解決手段】集乳ポンプ１１にエアセパレータ５を連結
するとともにエアセパレータ５に流量計１０を接続し、
流量計１０と集乳タンク１との間に供給管３を接続し、
集乳ポンプ１１に集乳管７を接続して集乳するよう構成
し、集乳ポンプに吸入速度を制御する制御部２１を接続
し、制御部２１はエアセパレータ５の圧力変化を検出す
ることで集乳ポンプ１１の吸入速度を操作するようにし
た集乳ポンプの制御装置であるので、集乳担当者による
集乳ポンプ操作の熟練性が不要になるとともに精度の高
い集乳作業の自動化が推進される。また、集乳作業の自
動化が推進されることで、集乳ポンプ操作のばらつきが
なくなり、計測誤差のばらつきも減少する。更に、流量
計への気泡混入を極力抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、牛乳を生産する契
約農家を巡回し、各農家の貯乳槽に貯蔵されている牛乳
を巡回集乳するための集乳車において、集乳開始時と集
乳終了時に発生する気泡の混入を最小限にして集乳計測
誤差の発生を防止する集乳ポンプの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から牛乳の生産は農家が飼育してい
る乳牛から毎日各農家が搾乳しており、これら搾乳され
た牛乳は農家に設置されている貯乳槽に一旦貯蔵される
ようになっている。そして、このように貯乳槽に貯蔵さ
れている牛乳は契約により巡回している集乳会社の集乳
車で集められている。この集乳車は集乳タンクとこの集
乳タンク内へ牛乳を吸入する集乳ポンプとを搭載してお
り、各農家で搾乳された牛乳の量は前記貯乳槽に備え付
けられているゲージの目盛を目視により直読し、これを
集乳担当者が伝票に手書きで記入して集乳実績量として
いるのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに契約農家を巡回し集乳する作業においては、集乳作
業の都度、その作業の開始前に前記ゲージの目盛をあら
かじめ目視により直読し、この後、集乳担当者が集乳タ
ンク内への集乳作業を行い、作業が終了すると、再びゲ
ージの目盛を目視により直読してその差を集乳実績量と
して伝票に記入するようになっているので、このゲージ
の目盛を誤って読んだり、記入間違いあるいは記入され
たものの読み間違いを生じたりしていた。そこで、最近
では、集乳車にこの集乳量を計測する流量計を搭載し、
これを集乳ポンプに接続して計測するようになっている
が、攪拌された牛乳には空気の気泡が発生しやすく、こ
のため、気泡を含んだまま流量計に供給されると、実際
の集乳実績量との間に誤差が生じるので、集乳ポンプと
流量計との間に混入している空気を牛乳から分離するた
めに、必ずタンク形状のエアセパレータが設けられてい
るのが現状である。

【０００４】このようにエアセパレータを設けること
で、集乳ポンプで吸入された牛乳に混入している気泡は
この中で分離されているが、この気泡を吸入しないよう
にして集乳することが最も計測誤差を生じないことはよ
く知られている。しかしながら、現実にはこのような気
泡が混入しないようにして集乳することは集乳担当者の
集乳ポンプに対する操作の熟練性が必要であるとともに
時間がかかっていた。また、集乳担当者が変わると、集
乳ポンプの操作にもばらつきが生じ、計測誤差にも同様
にばらつきが生じている等の課題がある。

【０００５】本発明の目的は、このような課題を解消し
て集乳時にできるだけ気泡が混入しないようにするとと
もに集乳ポンプの吸入速度をエアセパレータのタンク圧
力に応じて変更可能にする集乳ポンプの制御装置を得る
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、牛乳が
貯蔵されている農家を回り、農家の貯乳槽１２から集乳
車２に搭載されている集乳タンク１内に集乳ポンプ１１
で集乳する巡回集乳車２において、前記集乳ポンプ１１
に接続管６を介してエアセパレータ５を連結するととも
にこのエアセパレータ５に接続管４を介して流量計１０
を接続し、この流量計１０と前記集乳タンク１との間に
供給管３を接続し、更に前記集乳ポンプ１１に集乳管７
を接続して巡回先の貯乳槽１２から集乳タンク１へ集乳
するよう構成し、前記集乳ポンプ１１にこれの吸入速度
を低速から高速あるいは高速から停止に制御する制御部
２１を接続し、この制御部２１は前記エアセパレータ５
内の圧力の変化を検出することにより集乳ポンプ１１の
吸入速度を操作するようにした集乳ポンプの制御装置を
提供することで達成される。また、この目的は前記構成
に加えて、制御部をエアセパレータ５内のタンク圧力が
圧力上限値Ｐｈに達すると、エアセパレータ５に内蔵さ
れた圧力センサ２３が集乳ポンプ１１の吸入速度を変更
させる信号を出力するタイマにスタート信号を与える構
成とした集乳ポンプの制御装置を提供することによって
も達成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図５に基づき説明する。図２及び図３において、１
は集乳車２に搭載された集乳タンクであり、この集乳タ
ンク１の上部には一端が流量計１０に接続された供給管
３の他端が固定されている。この流量計１０には接続管
４を介してエアセパレータ５が接続してあり、エアセパ
レータ５にはもう一つの接続管６を介して集乳ポンプ１
１が接続されている。この集乳ポンプ１１には各農家に
設置されている貯乳槽１２からの集乳内に異物が混入し
ていないかどうかをあらかじめ検査するためのサンプル
を抽出するオートサンプラ１３を介して集乳管７が接続
してあり、この集乳管７の先端はこれを延長することに
より貯乳槽１２に接続されるようになっている。

【０００８】また、前記流量計１０には、流体が流れる
と、パルス信号を発信する発信器（図示せず）が内蔵し
てあり、集乳ポンプ１１で吸入されてエアセパレータ５
で空気が分離された牛乳が流量計１０内を流れて集乳タ
ンク１内に供給されることにより、それに応じてパルス
信号を発信するようになっている。この流量計１０の発
信器は図１に示すように、操作処理ユニット２０に接続
してあり、この操作処理ユニット２０で計測された集乳
量が外部へ出力されるようになっている。

【０００９】更に、図１に示すように、この操作処理ユ
ニット２０内の制御部２１は集乳ポンプ１１を低速ある
いは高速に駆動する信号を出力するポンプ駆動部２２に
接続してあり、この制御部２１には前記ポンプ駆動部２
２に所定時間経過後に集乳ポンプ１１を低速から高速
に、高速駆動中の所定時間後に停止に、夫々操作信号を
出力するポンプ高速駆動タイマ（図示せず）、ポンプ停
止タイマ（図示せず）が内蔵されている。これらタイマ
は集乳される牛乳が入るタンク形状のエアセパレータに
内蔵された圧力センサ２３からのセンサ信号を受けて夫
々スタートするようになっており、図５に示すように、
この圧力センサ２３はエアセパレータ５内のタンク圧力
があらかじめ設定されている圧力上限値Ｐｈになると、
センサ信号を出力するようになっている。このエアセパ
レータ５内の圧力上昇は集乳時に混入する気泡が減少す
るほど上昇し、即ち、牛乳の液面が上昇することにより
エアセパレータ５の排気弁８が閉鎖されて上昇するよう
になっている。一方、牛乳がエアセパレータ５内に充満
していない状態、即ち、空気が気泡となって吸入されて
いる場合は、エアセパレータ５内の圧力不足で排気弁８
は開放状態となり、圧力上限値Ｐｈに達せず圧力センサ
２３は作動しないよう設定されている。

【００１０】この圧力センサ２３はエアセパレータ５の
タンク圧力があらかじめ設定されている圧力上限値Ｐｈ
を超えるＰ１点に達すると、ポンプ高速駆動タイマにセ
ンサ信号を出力し、ポンプ高速駆動タイマがスタートし
て設定された所定時間Ｔ１経過後に集乳ポンプ１１を高
速駆動するようになっている。また、集乳ポンプ１１が
高速駆動している状態で、タンク圧力が前記圧力上限値
Ｐｈから下がるＰ２点に達すると、再び圧力センサ２３
はセンサ信号を出力し、前記集乳ポンプ１１にはポンプ
停止タイマを介して所定時間Ｔ２経過後に停止信号が出
力されるようになっている。更に、これら圧力上限値Ｐ
ｈ、ポンプ高速駆動タイマの時間Ｔ１及びポンプ停止タ
イマの時間Ｔ２は夫々制御部２１に接続されている操作
部２４で設定可能となっている。

【００１１】このように構成された集乳車２による集乳
作業において、集乳担当者がこの集乳車２で契約農家を
回り、各農家で集乳作業をする場合、この集乳車２は前
日の巡回集乳作業が終了すると、集乳タンク１及び牛乳
が流れる各装置は洗浄殺菌された状態になっており、こ
の日の初回集乳作業前には集乳タンク１内の牛乳が空の
状態となっている。この状態で集乳車２が農家を巡回
し、最初の農家において初回集乳作業を開始すると、ま
ず最初に集乳管７を貯乳槽１２に接続することから作業
が始まる。この後、図２及び図４に示すように、集乳作
業開始（ステップＳ１）のスイッチ（図示せず）を入れ
ると、操作処理ユニット２０が作動するとともに集乳ポ
ンプ１１が低速駆動し（ステップＳ２）、集乳作業が始
まる。これにより集乳された牛乳はエアセパレータ５に
入り、ここで空気が分離された牛乳は流量計１０を通過
する。この時、流量計１０からパルス信号が発信される
ので、この信号が操作処理ユニット２０に入り、集乳デ
ータが積算されことになる。

【００１２】この集乳作業の初期においては牛乳と同時
に大量の空気が気泡となって混入されるので、エアセパ
レータ５内にはこの混入状態で吸入されるので、図１に
示すように、このエアセパレータ５の排気弁８が開放さ
れたままとなり、この中の圧力は上昇しない。このた
め、集乳ポンプ１１は低速駆動の状態であり、図４に示
すように、圧力判定（ステップＳ３）が繰り返されなが
ら少量の集乳作業が行われている。この状態により、エ
アセパレータ５内には最小限の空気しか牛乳に混入しな
くなり、エアセパレータ５内の牛乳の液面が上昇する。
このようにして牛乳の液面が上昇し、排気弁８が閉鎖さ
れると、エアセパレータ５内の圧力は上昇し、図５に示
す前記圧力上限値Ｐｈに達して上昇すると、圧力センサ
２３が作動してポンプ高速駆動タイマがスタートする
（ステップＳ４）。このポンプ高速駆動タイマにあらか
じめ設定された遅延時間Ｔ１が経過すると（ステップＳ
５）、集乳ポンプ１１は高速駆動され（ステップＳ
６）、牛乳は集乳タンク１に大量に集乳される。

【００１３】一方、この初回の集乳作業の開始時には集
乳ポンプ１１が作動し集乳作業は行われているが、配管
及びエアセパレータ５に供給されているだけで、流量計
１０にはまだ牛乳が流れていないので信号は出力されて
いない。即ち、この計測集乳量は貯乳槽１２からの実集
乳量より所定量だけ少ない計測値となる。このため、前
記作業開始と同時に集乳担当者があらかじめ設定されて
いる集乳ポンプ１１から流量計１０までの配管及びエア
セパレータ５内の貯乳量に相当する集乳量を加算するた
めの操作スイッチ（図示せず）をＯＮにすることで、初
回加算量としての集乳量があらかじめ加算されることに
なる。続いて、配管及びエアセパレータ５を通過した牛
乳は連続して流量計１０を通過することになり、流量計
１０からのパルス信号が発信される。これにより集乳タ
ンク１への集乳量が操作処理ユニット２０で集乳積算処
理されて初回加算量に加算され、集乳実績量を補正す
る。

【００１４】このようにして、牛乳が所定量集乳され、
残量が少なくなると、再び空気の気泡が多く吸入され
る。これによりエアーセパレータ５内の圧力は低下し、
圧力上限値Ｐｈに対する圧力判定が繰り返されて、タン
ク圧力が圧力上限値Ｐｈ達すると（ステップＳ７）、再
び圧力センサ２３が作動してポンプ停止タイマがスター
トし（ステップＳ８）、あらかじめ設定された遅延時間
Ｔ２が経過すると（ステップＳ９）、図４に示すよう
に、ポンプ停止信号が出力され（ステップＳ１０）、集
乳ポンプ１１は停止する（ステップＳ１１）。これによ
り、集乳作業は終了する（ステップＳ１２）。一方、流
量計１０からのパルス信号も停止し、操作処理ユニット
２０での集乳積算処理も終了する。また、この実施の形
態では、この初回加算量の加算操作を作業開始時に行う
ようにしているが、これに限定されるものではなく、集
乳量の計測が終了してから加算して集乳実績量としても
よい。

【００１５】この後、操作処理ユニット２０のプリンタ
３０への出力スイッチ（図示せず）を入れることによ
り、生産者名、集乳実績量、日付等の必要な情報が伝票
に印字される。そして、この伝票を生産者に渡し、集乳
管７を貯乳槽１２から外し、この集乳管７を集乳車２に
収納することで巡回初回の農家における集乳作業が完了
する。一方、この集乳作業での集乳データはメモリカー
ド３１に保存記憶されている。続いて集乳担当者は次の
契約農家へ集乳車２を移動させ、再び貯乳槽１２に前記
集乳管７を接続して移動先での集乳作業を開始する。こ
の時の集乳ポンプ１１から流量計１０までの配管及びエ
アセパレータ５内には初回集乳時における牛乳が既に滞
留しているので、以後の集乳実績量の補正は不要にな
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以上説明した実施の形態から明
らかなように、貯乳槽１２から集乳タンク１内に集乳ポ
ンプ１１で集乳する巡回集乳車２において、集乳ポンプ
１１に接続管６を介してエアセパレータ５を連結すると
ともにこのエアセパレータ５に接続管４を介して流量計
１０を接続し、流量計１０と集乳タンク１との間に供給
管３を接続し、更に、集乳ポンプ１１に集乳管７を接続
して巡回先の貯乳槽１２から集乳タンク１へ集乳するよ
う構成し、集乳ポンプにこれの吸入速度を低速から高速
あるいは高速から停止に制御する制御部２１を接続し、
この制御部２１は前記エアセパレータ５内の圧力の変化
を検出することにより集乳ポンプ１１の吸入速度を操作
するようにした集乳ポンプの制御装置である。

【００１７】このように、エアセパレータで空気が分離
された牛乳を確実に集乳することができ、計測誤差の少
ない集乳量の計測を可能にする。このため、集乳担当者
による集乳ポンプの操作の熟練性が不要になるとともに
精度の高い集乳作業の自動化が推進される。また、集乳
作業の自動化が推進されることで、集乳担当者による集
乳ポンプの操作のばらつきがなくなり、計測誤差のばら
つきも減少して常時一定の集乳計測が得られる。更に、
流量計への気泡混入を極力抑制することでき、計測誤差
を最小にすることができる。その上、圧力センサからの
信号により集乳ポンプの速度変更をタイマの遅延時間を
作用させて行っているので、気泡の除去が確実になる等
の特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示す構成図である。

【図２】本発明を使用した集乳システムの概略構成図で
ある。

【図３】集乳車の後部正面図である。

【図４】集乳作業における制御状態を示すフローチャー
トである。

【図５】エアセパレータ内の圧力変化と集乳ポンプとの
制御関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 集乳タンク ２ 集乳車 ３ 供給管 ４ 接続管 ５ エアセパレータ ６ 接続管 ７ 集乳管 ８ 排気弁 １０ 流量計 １１ 集乳ポンプ １２ 貯乳槽 １３ オートサンプラ ２０ 操作処理ユニット ２１ 制御部 ２２ ポンプ駆動部 ２３ 圧力センサ ２４ 操作部 ３０ プリンタ ３１ メモリカード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 牛乳が貯蔵されている農家を回り、農家
   の貯乳槽（１２）から集乳車（２）に搭載されている集
   乳タンク（１）内に集乳ポンプ（１１）で集乳する巡回
   集乳車において、 前記集乳ポンプに接続管（６）を介してエアセパレータ
   （５）を連結するとともにこのエアセパレータに接続管
   （４）を介して流量計（１０）を接続し、この流量計と
   前記集乳タンクとの間に供給管（３）を接続し、更に前
   記集乳ポンプに集乳管（７）を接続して巡回先の貯乳槽
   から集乳タンクへ集乳するよう構成し、前記集乳ポンプ
   にこれの吸入速度を低速から高速あるいは高速から停止
   に制御する制御部（２１）を接続し、この制御部は前記
   エアセパレータ内の圧力の変化を検出することにより集
   乳ポンプの吸入速度を操作するようにしたことを特徴と
   する集乳ポンプの制御装置。
2. 【請求項２】 制御部はエアセパレータ内のタンク圧力
   が圧力上限値Ｐｈに達すると、エアセパレータに内蔵さ
   れた圧力センサ（２３）が集乳ポンプの吸入速度を変更
   させる信号を出力するタイマにスタート信号を与える構
   成であることを特徴とする請求項１に記載の集乳ポンプ
   の制御装置。