JP2005124528A - 回転胴型中揉機 - Google Patents

Abstract

【課題】
既存のサイクロンにより多量の熱風を胴内にて流動させることができ、茶葉の乾燥をより良好に行わせることができる回転胴型中揉機を提供する。
【解決手段】
茶葉を収容可能な胴１と、該胴１の軸方向に延設されて回転可能な回転軸２と、該回転軸２における長手方向に複数取り付けられて前記胴１内で回転軸２の回転に伴い回動可能とされ、胴１内の茶葉に対し揉み込み作用を及ぼしつつ掻き上げる揉手３と、胴１内に熱風を送り込むためのガス火炉４と、該ガス火炉４にて送り込まれた熱風を吸引して胴１内で熱風を通過させるファン５と、該ファン５で吸引された熱風に含まれる茶粉等を空気と分離して回収するサイクロン６とを具備した回転胴型中揉機において、サイクロン６には、当該サイクロン６内から空気を強制的に排出するアシストファンを具備したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、胴と揉手とを所定比率の相対的速度で回転及び回動させつつ当該胴内の茶葉に対して揉み込み作用を及ぼす回転胴型中揉機に関するものである。

一般的な回転胴型中揉機は、茶葉を収容可能な略円筒状に形成された胴と、該胴内の茶葉に対して揉み込み作用を及ぼす揉手と、胴と揉手とを同方向に相対的な速度を持って回転及び回動させる回転軸と、胴内に熱風を送り込む火炉と、該火炉からの熱風を胴の軸方向に吸引するファンと、該ファンで吸引された熱風から茶粉等を分離するサイクロンとから主に構成されており、胴には茶葉を投入する投入口及び下方へ落下させる排出口が形成されている。

上記サイクロンは、略円筒形状の上部側面において、その接線方向にファンで吸引された熱風を導入する導入口が設けられているとともに、上端面略中央には大気開放の開口（排気口）が設けられていた。これにより、胴内に飛散していた茶粉等が熱風と共にサイクロン内に導入されると、当該熱風は渦巻き状に流れ、遠心力にて茶粉等をサイクロンの内周壁に沿って下方へ落下させつつ空気を上方の開口から排出することができるので、ファンによって吸引した熱風に含まれる茶粉等を空気から分離して回収することができる。

然るに、回転胴型中揉機の胴内を流れる熱風量を多くするため、従来、ファンの排気口に複数のサイクロンを接続したものが例えば特許文献１により開示されている。かかる文献にて開示されたものによれば、胴内を流れる熱風量を多くするために大型のサイクロンを具備したものに比べ、中揉機の側面にはみだして邪魔になったり、或いはサイクロン内の直径が大きくなることにより細かな茶粉の分離が困難となるのを回避することができる。
特開平８−３３６３５６号公報

しかしながら、上記従来の回転胴型中揉機によれば、サイクロンを複数配設する必要があるため、その分装置の製造コストが嵩んでしまうという問題があった。また、ファンの排気口からサイクロンへの導入口までの流路を新たに増設等したりする必要があり、既存の回転胴型中揉機への適用が困難であるという問題もあった。

一方、既存の１つのサイクロンにて胴内を流れる熱風量を増加させるべく、ファンの駆動力（即ち、吸引力）を増加させることも考えられるが、サイクロンへの空気の導入量はその大きさに応じて決まってしまい、それ以上の空気（熱風）を送り込もうとしても静圧がかかってしまって、多量の熱風を１つのサイクロン内へ導入できないことは明らかである。これは、熱風を送る側、即ち火炉から熱風を送る際にその量を増加させても同様である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、既存のサイクロンにより多量の熱風を胴内にて流動させることができ、茶葉の乾燥をより良好に行わせることができる回転胴型中揉機を提供することにある。

請求項１記載の発明は、茶葉を収容可能な略円筒状に形成され、その軸周りに回転可能な胴と、該胴の軸方向に延設されて回転可能な回転軸と、該回転軸における長手方向に複数取り付けられて前記胴内で前記回転軸の回転に伴い回動可能とされ、当該胴内の茶葉に対し揉み込み作用を及ぼしつつ掻き上げる揉手と、前記胴内に熱風を送り込んで、茶葉を乾燥させるための加熱乾燥手段と、該加熱乾燥手段にて送り込まれた熱風を吸引して前記胴内の軸方向に熱風を通過させる吸引手段と、該吸引手段で吸引された熱風に含まれる茶粉等を空気と分離して回収するサイクロンとを具備し、前記胴と揉手とを所定比率の相対的速度で回転及び回動させる回転胴型中揉機において、前記サイクロンには、当該サイクロン内から空気を強制的に排出する強制排出手段を具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の回転胴型中揉機において、前記サイクロンは、その上端面中央部に空気を排出する排気口、及び下部に茶粉等を排出する排出管がそれぞれ設けられるとともに、当該排気口に前記強制排出手段が設けられ、且つ、排出管の途中にはロータリーバルブが配設されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、サイクロン内から空気を強制的に排出する強制排出手段を具備したので、既存のサイクロンにより多量の熱風を胴内にて流動させることができ、茶葉の乾燥をより良好に行わせることができる。

請求項２の発明によれば、排出管の途中にロータリーバルブが配設されているので、強制排出手段により排出管の開口から空気が吸い込まれ、茶粉等が逆流してしまうのを回避することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る回転胴型中揉機は、製茶工場内に設置されて茶葉を揉み込んで整形しつつ乾燥させるためのものであり、図１に示すように、床面に固設された基台７と、該基台７上で回転可能な胴１と、該胴１内における軸方向に延設された回転軸２と、該回転軸２に取り付けられた複数の揉手３と、胴１内に熱風を送り込むためのガス火炉４（加熱乾燥手段）と、胴１の同図右端近傍に取り付けられたファン５（吸引手段）と、サイクロン６と、アシストファン８（強制排出手段）と、ロータリーバルブ９とから主に構成されている。

胴１は、円筒状に形成されて内部に茶葉を収容可能なものであり、回転軸２を軸として回転可能とされている。かかる胴１には、茶葉を内部に投入するための投入口及び加工後の茶葉を下方へ落下させるための排出口（いずれも不図示）が形成されており、当該投入口から所定量の茶葉が投入された後、設定時間だけ回転し、所望の揉み込み作用及び乾燥が終了した際には、排出口から下方へ落下させて、例えば下方に配設された振動コンベア等（不図示）により次工程へ搬送可能とされている。尚、排出口には開閉可能な扉（不図示）が取り付けられており、加工後に茶葉を排出する際のみ扉が開いて排出口から茶葉を落下させることが可能とされている。

回転軸２は、胴１内における軸方向に延設されて回転可能とされたもので、基台７に配設された軸受ｘ、ｙ及びｚ等にて支持されているとともに、図示しないモータ等の駆動源にて回転駆動可能とされている。この回転軸２には、その長手方向に複数の揉手３が取り付けられており、回転軸２の回転に伴って複数の揉手３が回動するよう構成されている。尚、回転軸２の長手方向に順次取り付けられる揉手３は、何本でもよく、例えば１０〜１４本が好ましい。

各揉手３は、同図に示すように、棒状の揉手柱３ｂと、該揉手柱３ｂの基端に形成されて回転軸２と嵌合する嵌合部３ｃと、揉手柱３ｂの先端に形成されたヘラ部３ａとから主に構成されている。そして、揉手３を回転軸２に取り付けた際、そのヘラ部３ａの表面が胴１の底面近傍の内周面に対し微小寸法離間するよう設定されており、かかるヘラ部３ａと胴１の内周面とで茶葉が揉み込み作用を及ぼされるようになっている、更に、ヘラ部３ａの表面は、ヘリカル状に形成されており、揉み込み作用を及ぼした茶葉を上方へ掻き上げる際、図１中左方向へ向かうよう設定されている。これにより、ガス火炉４から送られてくる熱風により、茶葉が胴１内において偏在しないようになっている。即ち、茶葉に及ぼされる熱風による風力と揉手３による掻き上げ力とが釣り合うようになっていて、当該茶葉の偏在を抑制しているのである。

一方、胴１と揉手３（即ち回転軸２）とは、所定比率（例えば１対２）の相対的速度で同一方向（図２中右回転）に回転及び回動されるよう設定されており、その相対速度によって揉手３による茶葉に対する揉み作用が及ぼされるようになっている。尚、本実施形態においては、胴１を回転させるためのモータ等の駆動源と揉手３（即ち回転軸２）を回転させるためのモータ等の駆動源とは別個に配設されているが、クラッチ等を介することにより、同一の駆動源にて胴１及び揉手３を回転及び回動動作させるようにしてもよい。

ガス火炉４は、胴１の左端近傍に配設されるとともにダクトＤを介して胴１内と連通して配設されており、当該ガス火炉４にて生じた熱風が胴１内へ導入されるようになっている。かかる熱風は、ファン５による回転により図１に示す胴１内の左端から右端まで流通するよう構成されている。即ち、ファン５の回転により胴１内の空気を吸引し得るよう構成されているため、ガス火炉４の熱風が胴１の軸方向へ左端から右端に流れるようになっているのである。

ファン５は、既述の如く胴１内の熱風を吸引するためのもので、同図及び図２に示す収容部材Ｋ内に配設されている。該収容部材Ｋの一部は、サイクロン６の導入口６ｃに接続されており、ファン５により吸引された熱風をサイクロン６内へ導入し得るよう構成されている。ここで吸引される熱風には、胴１内で飛散した茶粉等が含まれており、この茶粉等を含んだ熱風がサイクロン６内へ導入されることとなる。

サイクロン６は、ファン５で吸引された熱風に含まれる茶粉等を空気（熱風）と分離して回収するためのもので、その側面における接線方向に開口した導入口６ｃの他、上端面中央部に空気を排出する排気口６ａ、及び下部に茶粉等を排出する排出管６ｂが配設されている。このうち導入口６ｃは、図３に示すように、サイクロン６の円筒状部に対し接線方向に開口しており、当該導入口６ｃから導入された茶粉を含んだ熱風は、当該サイクロン６内で渦巻き状に流れる。

かかる渦巻き状の流れによって遠心力が生じ、茶粉等はサイクロン６の内周壁に沿って下方へ移動するとともに、空気（熱風）は上方へ流れて排気口６ａから排出されるようになっており、これにより茶粉等は排出管６ｂを介して下方へ落下するので、空気から分離して回収し得るようになっている。ここで、本実施形態においては、排気口６ａ上にアシストファン８が配設されている。このアシストファン８は、サイクロン６内から空気を強制的に排出するためのもので、図４及び図５に示すように、筐体１０内に回転羽根Ｂ、モータＭ、軸Ｌを主に具備している。

より具体的には、アシストファン８における筐体１０の下面にはサイクロン６の排気口６ａと連通する開口１０ａが形成されているとともに、側面には導入した空気を排出するための排出口１０ｂが突出形成されている。また、モータＭの出力軸Ｍａと軸Ｌの上端部に形成されたプーリ１２とはＶベルト１１にて連結されている一方、軸Ｌの下端部は回転羽根Ｂと連結されている。従って、モータＭを駆動させると軸Ｌを介して回転羽根Ｂが回転し、その作用によってサイクロン６内の空気を開口１０ａから筐体１０内に強制的に導入し、排出口１０ｂから外部へ排出し得るようになっているのである。尚、図４中符号Ｊ１及びＪ２は、軸Ｌを回転自在に支持するための軸受を示している。

一方、サイクロン６の下部に延設された排出管６ｂの途中には、ロータリーバルブ９が配設されている。かかるロータリーバルブ９は、図６に示すように、軸１３から延設された４本の板状羽根１４を有しており、当該軸１３の回転によって各板状羽根１４が同図矢印方向へ回動するよう構成されている。即ち、同図の状態においては、排出管６ｂの上下部が遮蔽されることとなり、上記アシストファン８による風力により落下する茶葉が逆流するのを防止することができるとともに、その状態から回動することにより板状羽根１４上にある茶葉を下方へ落下させることができる。

次に、上記構成の回転胴型中揉機における作用について説明する。
所定量の茶葉を投入口から胴１内へ投入した後、胴１と回転軸２とを所定比率の相対的速度（例えば約１対２）で回転させることにより、揉手３を胴１内で回動させる。また、ガス火炉４による熱風の送り込みと同時にアシストファン８を駆動させることにより、胴１内を流れる熱風の流れを増加させる。即ち、従来の如くサイクロン６の排気口６ａが大気開放のものに比べ、当該サイクロン６内の空気を強制的に排出しているので、ファン５のみの吸引作用よりも胴１内の熱風の流れを更に増加させることができるのである。

従って、胴１内の茶葉は、胴１の回転により当該胴１の径方向で撹拌されるとともに、揉手３により揉み込み作用が及ぼされて針状に成形される際、更なる揉手３の回動により上方へ掻き上げられつつ、より十分な乾燥がなされ、その含水率を十分に低下することができる。また、サイクロン８内へ吸い込まれた茶粉等は、遠心力により当該サイクロン８の内周壁に沿って排出管６ｂを通過し、ロータリーバルブ９内に至るとともに、当該茶粉以外の空気はアシストファン８により強制的に排気口６ａから排出される。

一方、ロータリーバルブ９内の茶粉等は、板状羽根１４の回動動作により更に下方へ落下し、基台７下部に排出される一方、茶葉の投入から設定時間を経過すると、胴１の回転速度が低下されつつ胴１の排出口を塞いだ扉が開いて当該排出口から加工後の茶葉が落下する。茶葉の落下後、再び扉が閉じて排出口が閉塞された後、次の茶葉が投入口から投入されることとなる。尚、本実施形態においては、排出管６ｂから排出されたものが排出口１ａから落下した茶葉と混入されるよう構成されているが、排出管６ｂから排出されたものを別途の位置へ収容して仕分けするようにしてもよい。

上記のように、本実施形態の回転胴型中揉機によれば、アシストファン８によりサイクロン６に送り込まれた空気（茶粉等が分別された後の熱風）を強制的に排出することができるので、胴１内を通過する熱風の量をファン５のみの作用によるものに比べて増加させることができ、茶葉に対してより十分な乾燥を行わせることができる。また、既存のサイクロン６の排出口６ａにアシストファン８を載置させるだけで上記作用を奏することができるので、大型のサイクロンに変更したり、或いは複数のサイクロンを具備させることが不要となり、既存の回転胴型中揉機に容易に適用することができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図７に示すように、既存のサイクロン６の排出口６ａ上に汎用の換気扇８’（強制排出手段）を設けるようにしてもよい。かかる換気扇８’は、上記実施形態におけるアシストファン８と同様、モータ８’ｂの駆動により羽根８’ａが回転するよう構成されたもので、排出口６ａを介してサイクロン６内の空気を強制的に排出するものである。また、ガス火炉４に代えて熱風を胴１内へ送り込むことが可能な他の加熱乾燥手段としてもよい。

胴と揉手とを所定比率の相対的速度で回転及び回動させて茶葉に対して揉み込み及び乾燥を行うとともに、上面略中央に排気口を有するサイクロンが配設されたものであれば、外観形状等他の形態の中揉機に適用することができる。

本発明の実施形態に係る回転胴型中揉機を一部破断して示した正面模式図 同回転胴型中揉機の右側面図 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面模式図 本発明の実施形態に係る回転胴型中揉機におけるアシストファン（強制排出手段）の内部構成を示す模式図 図４におけるＶ−Ｖ線断面模式図 本発明の実施形態に係る回転胴型中揉機におけるロータリーバルブの内部構成を示す模式図 本発明の他の実施形態に係る回転胴型中揉機における換気扇（強制排出手段）の取付状態を示す模式図

符号の説明

１ 胴
２ 回転軸
３ 揉手
４ ガス火炉（加熱乾燥手段）
５ ファン（吸引手段）
６ サイクロン
７ 基台
８ アシストファン（強制排出手段）
９ ロータリーバルブ
１０ 筐体
１１ Ｖベルト
１２ プーリ
１３ 軸
１４ 板状羽根
Ｍ モータ
Ｌ 軸
Ｂ 回転羽根

Claims (2)

1. 茶葉を収容可能な略円筒状に形成され、その軸周りに回転可能な胴と、
   該胴の軸方向に延設されて回転可能な回転軸と、
   該回転軸における長手方向に複数取り付けられて前記胴内で前記回転軸の回転に伴い回動可能とされ、当該胴内の茶葉に対し揉み込み作用を及ぼしつつ掻き上げる揉手と、
   前記胴内に熱風を送り込んで、茶葉を乾燥させるための加熱乾燥手段と、
   該加熱乾燥手段にて送り込まれた熱風を吸引して前記胴内の軸方向に熱風を通過させる吸引手段と、
   該吸引手段で吸引された熱風に含まれる茶粉等を空気と分離して回収するサイクロンと、
   を具備し、前記胴と揉手とを所定比率の相対的速度で回転及び回動させる回転胴型中揉機において、
   前記サイクロンには、当該サイクロン内から空気を強制的に排出する強制排出手段を具備したことを特徴とする回転胴型中揉機。
2. 前記サイクロンは、その上端面中央部に空気を排出する排気口、及び下部に茶粉等を排出する排出管がそれぞれ設けられるとともに、当該排気口に前記強制排出手段が設けられ、且つ、排出管の途中にはロータリーバルブが配設されたことを特徴とする請求項１記載の回転胴型中揉機。

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