JP2013055904A - 遠心脱水機 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水された茶葉と水を完全に分離すること。回転軸の複雑な溝加工を無くすことと、脱水円筒の高速回転を支える軸受けを作ることと、下部の支持梁に乗る茶葉の払落しを簡単にすること。
【解決手段】脱水円筒の位置を脱水時は高くし、茶葉の取出し時は低く出来るようにし、脱水円筒を上げたときだけ、嵌め合う位置に高速回転に耐える軸受けを設けると共に、回転軸とモーターを同じ枠に取付け、一緒に上下出来るようにする。また、下部の支持梁を円筒で包み、回転軸に小円盤をつけ、この回転で該円筒を回す。
【選択図】図１

Description

この発明は主として、濡れた茶葉から、表面に付着した水分を遠心分離する、回分式の脱水機に関するものである。葉物野菜、その他バラ物の脱水にも利用できる。

洗浄により濡れた茶葉から、遠心力で脱水する方法としては、特許文献１がある。

特開２０００−２４５３４４号公報

第一に、高速回転する脱水円筒から遠心力で放出される水を確実に水受け室に受入れ、脱水後、脱水円筒の底から取出される脱水された茶葉を水受け室に零さず、完全に水と分離した状態で取出すことである。特許文献１では脱水円筒と水受け室底面の位置が固定されている為、脱水円筒底面を、水受け室の水受け底面の内壁より上に合わせると、茶葉を取出すため、円盤状底板を下げて脱水円筒の底を開けたとき、茶葉の一部が水受け室に零れ出てしまう。また脱水円筒の下面を、水受け室の水受け底面の内壁より下に合わせると、脱水円筒から放出される水の一部が水受け室の下に零れてしまい、脱水され取出された茶葉と混ざってしまう。

第二に上下方向に摺動自在な回転軸に動力を伝える為に、回転軸にスプライン加工のような精密な溝加工を必要とする為、製作費が高価となってしまうことである。

第三に、回転軸の下側を支える為に本体枠の下方に横架した支持梁の上に、脱水円筒の底から取出される茶葉の一部が残ってしまうことである。

第四に、垂直方向に軸架された回転軸の長さは長いので、高速で回転する脱水円筒の上部を支える軸受けを必要とし、この軸受けは脱水円筒の回転だけを受けるようにすることである。

第五に、脱水された茶葉を、脱水円筒から取出すとき、円盤状底板を開けるだけでなく、強制的に脱水円筒外壁に付着した茶葉を剥離させる機構を必要とすることである。

第六に、脱水円筒に上方から濡れた茶葉を投入するとき、脱水円筒外壁と中心筒を繋ぐ支持腕に、茶葉の一部が乗ってしまうことである。

第一の課題を解決する為に、請求項１では、周壁と底面で形成した水受け室の底面には、脱水円筒が貫通する円形孔を開け、該孔の縁を低い内壁で囲み、遠心分離された水を底面に溜めて排水口に導くようにし、垂直方向の回転軸を底面の円形孔の中心に貫通させ、多孔板で筒状に形成し、上面、下面が開放された脱水円筒を、回転軸に対して回転方向、上下方向共に、摺動自在に装着するとともに、円盤状底板を該回転軸に装着して、脱水円筒の下面と繋合、離脱自在とし、脱水円筒下面に円盤状底板を密着させて、円盤状底板で脱水円筒を水受け室底面の円形孔を囲む内壁より上にあげて、円盤状底板の回転力で脱水円筒を回転させて脱水し、脱水円筒下面を水受け室の底面より下まで降下させた後、円盤状底板を脱水円筒下面から離脱させて、水受け室下方に脱水された茶葉を排出するという手段を用いる。また、請求項２では請求項１において、円盤状底板を回転軸に固着し、回転軸を上下することにより、脱水円筒下面と円盤状底板を繋合、離脱させるという手段を用いる。請求項４では請求項１、２または３において、回転軸に対して、上下方向に摺動自在に装着された脱水円筒を、降下させた時、本体枠に設けた中心筒支持腕で受け、中心筒支持腕の位置で茶葉取出しの為の降下位置を決めるという手段を用いる。

第二の課題を解決する為に、請求項３では請求項１または２において、回転軸上下枠と一体にモーターを取付け、モーターと回転軸を一緒に上下させるという手段を用いる。

第三の課題を解決する為に、請求項７では請求項１、２、３、４、５または６において、回転軸の下側を支える支持梁に、該支持梁に乗る茶葉を払い落とす機構を設け、円盤状底板を降下させたとき、上記払落し機構と円盤状底板に関係した回転機構を繋合させ、円盤状底板の回転により、該払落し機構を駆動させ、円盤状底板を上昇させると、該回転機構を払落し機構から分離させるという手段を用いる。また請求項８では請求項７において、本体枠下部に回転軸下側を支える支持梁を横架し、該支持梁を円筒で覆い、該円筒は支持梁を包んだ状態で回転可能な構造とし、該円筒の一端に縦方向に回転する払落し円盤を装着し、円盤状底板の下方の回転軸に水平方向に回転する小円盤を設け、払落し円盤と該小円盤を繋合、離脱させるという手段を用いる。

第四の課題を解決する為に、請求項６では請求項１、２、３、４または５において、回転軸の中間に脱水円筒の回転だけを支える軸受けを設け、脱水円筒を持上げたとき、該軸受けと脱水円筒を繋合し、下げると分離させるという手段を用いる。

第五の課題を解決する為に、請求項５では請求項４において、中心筒支持腕に振動機構を設けるという手段を用いる。

第六の課題を解決する為に、請求項９では請求項１、２、３、４、５、６、７または８において、脱水円筒を構成する多孔板壁と中心筒を繋ぐ支持腕の上面に近接して、払落し板を設けるという手段を用いる。

上記の遠心脱水機は、多孔板で出来た円筒状の脱水円筒に濡れた茶葉を入れて、高速回転させ、茶葉に付着した水分を多孔板壁の孔から、遠心力で周りに飛ばして分離するものである。飛び散った水は水受け室の外壁に当り、底に集められ排水口へ導かれる。

請求項１の手段を用いれば、円盤状底板を圧接した脱水円筒の下端を水受け室の底板の円形孔を囲む内壁より上方にして、脱水操作をするので、脱水円筒から飛び散る水の全てが該内壁に当らず、水受け室に入る。また、脱水後の茶葉を取出す場合、円盤状底板を脱水円筒の下端に圧接したまま、水受け室底板の円形孔を通して、脱水円筒を降下させ、下端が水受け室底面より下になってから、脱水円筒だけを請求項４の手段で支え、脱水円筒はこれ以上下がらないようにし、円盤状底板だけを下げると、脱水円筒の底部が開放され、茶葉は円盤状底板に乗って脱水円筒から下方に取出される。この状態で円盤状底板を回転すれば、茶葉は水受け室の下に放出され、水受け室の中に茶葉が放出され、水と混じることは無い。放出後の茶葉だけが搬出装置で次の工程に送られる。

請求項２の手段を用いれば、回転軸の回転により円盤状底板が回転し、円盤状底板を脱水円筒に圧接することにより、脱水円筒を回転させる作用が生ずる。請求項３の手段を用いれば回転軸に回転力を与えるモーターと回転軸の位置関係は変らないので、回転軸を上下してもそのまま回転力を伝えることが出来る。請求項５の手段を用いれば、茶葉取出し時には、脱水円筒は本体枠に設けた中心筒支持腕で保持されているので、振動機構で脱水円筒に振動を与えれば、脱水円筒の円筒壁に付着している茶葉を振い落す作用を生じる。

請求項６の手段によれば、脱水円筒の上方の本体枠に脱水円筒の回転を支える軸受けを設け、脱水円筒を回転軸に装着するために設けた脱水円筒の中心筒の上端を該軸受けと繋合、離脱自在とし、該軸受けの中心は回転軸が貫通するだけで回転軸は保持していない構造とする。脱水操作の為に脱水円筒を上昇させると、中心筒の上端が該軸受けと繋合し保持される。脱水の為に脱水円筒が高速で回転しても、脱水円筒上部は該軸受けでしっかりと保持される。

請求項７の手段を用いれば、茶葉取出しの為、脱水円筒の円盤状底板が降下したとき、回転軸の下側を支える支持梁に設けた茶葉の払落し機構を駆動させて、支持梁に乗っている茶葉を払落す作用をする。

請求項８の手段を用いれば、回転軸に設けた小円盤が、支持梁を包んで回転する円筒に装着した払落し円盤と繋合し、円筒の上に乗った茶葉を、円筒を回転させることで払落とす作用をする。

請求項９の手段を用いれば、脱水円筒の回転により、支持腕の上に乗っている茶葉を払落し板で払い落すという作用をする。

（１）従来、脱水円筒下面と水受け室底面の内壁の高さの、位置関係が固定されていたので、脱水円筒が高いと、脱水時に水は確実に水受け室に入るが、取出し時に茶葉の一部が水受け室に零れ出て、水受け室底面に茶葉が溜まることが生ずる。この為、脱水円筒の外周に刷毛を付け、脱水円筒の回転で水受け室底面を掃いたりしている。逆に脱水円筒下面が低いと、脱水時に脱水される水が水受け室の下に零れ、脱水された茶葉と混じってしまうことがある。この発明によれば、脱水時には脱水円筒が水受け室底面より上になるので、水が水受け室の下に出ることはない。また取出し時には脱水円筒が水受け室底面より下になってから取出すので、茶葉が水受け室に零れ出ることはない。

（２）茶葉取出し時に、下部軸受けを支える支持梁に乗る茶葉を払落す為に、特別の払落し機構を設け、別の動力で払落しをしていた。この発明によれば、別の動力を設けなくても、脱水の動作と連動して自動的に茶葉の払い落しが出来る。

（３）従来、モーターは本体枠に取付けてあり、上下移動する回転軸に動力を伝える為に、回転軸にスプラインなどの溝加工が必要である。この発明では、回転軸とモーターが同じ枠に取付てあり、一緒に上下するので、普通の加工でよい。複雑で高価な加工を必要としないので、安価に製作できる。

（４）脱水時の高速回転をベアリングで出来た頑丈な中間軸受けで支えている。中間軸受けは、長い回転軸の中間であり、振動発生源の脱水円筒に近いので、荷重、振動に強くなり、高速回転が可能となり、機械の耐久性と信頼が増す。

（５）脱水時には、脱水円筒は中心筒支持腕に乗っているだけで、フリーの状態であるので、振動発生器で振動を与え、脱水円筒内壁に付着する茶葉を強制的に剥離させることができる。

脱水された茶葉の取出し状態を示す遠心脱水機の側面図。 図１の下部の正面図。 脱水中の状態を示す主要部分の側面図。 駆動部を取除いた状態の平面図。 駆動部の平面図。

操作順序に従って、図示の実施例を説明する。

（１）濡れた茶葉の投入
摘採された茶葉は水で洗浄され、コンベヤで運ばれてくる。図３に示すように、エアーシリンダー２６を伸ばすことにより、回転軸１８を上方に引上げ、円盤状底板２７を脱水円筒８の下面に密着させる。中心筒１０上部の繋合部１２は中間軸受け１６に嵌め込まれる。脱水円筒８の底面の位置は水受け室３の内壁７より上になっている。回転軸１８をゆっくり回転させて円盤状底板２７を回すと、密着している脱水円筒８が回転する。この状態で上方からコンベヤで少しずつ茶葉を投入する。支持腕１３に乗る茶葉は回転により、Ｔ形枠に取付けてある払落し板３７で払落される。所定の量が投入されたらコンベヤを停止させる。

（２）脱水操作
茶葉の投入が終ったら、回転軸１８の回転を切替え、脱水円筒８を高速回転させる。遠心力により茶葉４０は多孔板壁９に押付けられる。茶葉４０に付着した水分は遠心力で分離され、多孔板壁９の孔を通って脱水円筒８の外へ飛ばされ、水受け室３の周壁５に当り、底面４に落下し、排水口３８を通って水受け３９に集められる。

（３）茶葉の取出し
脱水が終ったら、回転軸１８を停止させ、脱水円筒８の回転を止め、エアーシリンダー２６を縮めて、回転軸１８を下げて円盤状底板２７を下げると、脱水円筒８も一緒に下がる。中心筒１０上部の繋合部１２は中間軸受け１６から離脱する。中心筒１０の縁１１が中心筒支持腕３５に当ると脱水円筒８はこれ以上降下せず、円盤状底板２７だけが降下し、脱水円筒８の底面が開放される。

このとき、脱水円筒８の下端は水受け室３の底面より下になっている。遠心力により多孔板壁９に押付けられた茶葉は、回転が止まると円盤状底板２７の上に落下する。円盤状底板２７を再び回転させると、遠心力により円盤状底板２７上の脱水された茶葉は周りに放出され、囲い板３３に沿って、コンベヤ３４に集められ次工程に運ばれる。

円盤状底板２７が降下すると、回転軸１８に取付けてある小円盤２９も降下し、支持梁３２を包んで回転する円筒３１に取付けた払落し円盤３０と接触する。小円盤２９が回転すると、払落し円盤３０が回転し、円筒３１が回転して、茶葉取出し時に円筒３１の上に乗った茶葉が払い落される。

多孔板壁９の内側には網１４が取付けてあり、張り付いた茶葉が剥がれ易くしてある。また中心筒支持腕３５に取付けてある振動器３６で中心筒１０を振動させ、脱水円筒８全体の振動により、強制的に茶葉を剥離することができる。

（４）軸受けの構造
上部軸受け１５は回転軸上下枠２３に取り付けてあり、回転軸１８の上部を支えている。回転軸１８の上端にはＶ車１９が嵌めてあり、モーター２１に嵌めたＶ車２０との間はＶベルト２２で繋がっている。モーター２１は回転軸上下枠２３に取付けてあり、駆動部取付板２５に設けたガイド２４に沿って回転軸１８と一緒に上下する。

中間軸受け１６は駆動部取付板２５に取り付けてあり、中心を回転軸１８が貫通している。中間軸受け１６と回転軸１８は接触せず空間を設ける。中間軸受け１６の下面は、脱水円筒８を引上げた時、中心筒１０の繋合部１２が嵌め込まれ、茶葉を入れて高速回転する脱水円筒８の荷重と振動を支える役目をする。この高速回転と荷重に耐える為、ボールベアリングなどの軸受けで製作する。

下部軸受け１７は支持梁３２の中央部に取り付けてあり、回転軸１８の下端を支える。下部軸受け１７は二重構造となっており、内部は樹脂軸受け、外部はボールベアリング軸受けとする。下部軸受け１７の内面は回転軸１８が上下に摺動するので、樹脂の軸受けとし、回転と上下の摺動を支える。下部軸受け１７の下面は回転軸１８を引上げた時、回転軸１８に取付けた下部軸受け補助部品４２がボールベアリング軸受け部分に嵌め込まれ、ボールベアリング部分が回転する。回転軸１８を下げたときは低速回転なので樹脂軸受けでもよい。回転軸１８を引上げたときは高速回転をするので、ボールベアリング部分で回転軸１８を保持する必要がある。

（５）円盤状底板２７のクッション２８
脱水円筒８に高速回転を伝えるのは、円盤状底板２７の外周の接触面の摩擦力だけである。エアーシリンダー２６の引上げ力だけでは圧接力が十分ではないのでクッション２８を挟んで、摩擦力を増加し確実に回転を伝えるようにしてある。

この遠心脱水機は、茶葉投入時、脱水時、取出し時と回転軸が三種類の回転をするが、インバータを使用して電気的なプログラムで行うので、説明は省略する。

１ 本体枠
２ Ｔ形枠
３ 水受け室
４ 底面
５ 周壁
６ 円形孔
７ 内壁
８ 脱水円筒
９ 多孔板壁
１０ 中心筒
１１ 縁
１２ 繋合部
１３ 腕
１４ 網
１５ 上部軸受け
１６ 中間軸受け
１７ 下部軸受け
１８ 回転軸
１９ Ｖ車
２０ Ｖ車
２１ モーター
２２ Ｖベルト
２３ 回転軸上下枠
２４ ガイド
２５ 駆動部取付板
２６ エアーシリンダー
２７ 円盤状底板
２８ クッション
２９ 小円盤
３０ 払落し円盤
３１ 円筒
３２ 支持梁
３３ 囲い板
３４ コンベヤ
３５ 中心筒支持腕
３６ 振動器
３７ 払落し板
３８ 排水口
３９ 水受け
４０ 茶葉
４１ 水
４２ 下部軸受け補助部品

Claims (9)

1. 周壁と底面で形成した水受け室の底面には、脱水円筒が貫通する円形孔を開け、該孔の縁を低い内壁で囲み、遠心分離された水を底面に溜めて排水口に導くようにし、垂直方向の回転軸を底面の円形孔の中心に貫通させ、多孔板で筒状に形成し、上面、下面が開放された脱水円筒を、回転軸に対して回転方向、上下方向共に、摺動自在に装着するとともに、円盤状底板を該回転軸に装着して、脱水円筒の下面と繋合、離脱自在とし、脱水円筒下面に円盤状底板を密着させて、円盤状底板で脱水円筒を水受け室底面の円形孔を囲む内壁より上にあげて、円盤状底板の回転力で脱水円筒を回転させて脱水し、脱水円筒を水受け室の底面より下まで降下させた後、円盤状底板を脱水円筒下面から離脱させて、水受け室下方に脱水された茶葉を排出することを特長とした遠心脱水機。
2. 上記円盤状底板を回転軸に固着し、回転軸を上下することにより、脱水円筒下面と円盤状底板を繋合、離脱させることを特長とした請求項１記載の遠心脱水機。
3. 上記回転軸の回転軸上下枠と一体にモーターを取付け、モーターと回転軸を一緒に上下させることを特長とした請求項１または２記載の遠心脱水機。
4. 上記回転軸に対して、上下方向に摺動自在に装着された脱水円筒を、降下させた時、本体枠に設けた中心筒支持腕で受け、中心筒支持腕の位置で茶葉取出しの為の降下位置を決めることを特長とした請求項１、２または３記載の遠心脱水機。
5. 上記中心筒支持腕に振動機構を設けたことを特長とした請求項４記載の遠心脱水機。
6. 上記回転軸の中間に脱水円筒の回転だけを支える軸受けを設け、脱水円筒を持上げたとき、該軸 受けと脱水円筒を繋合し、下げると分離させることを特長とした請求項１、２、３、４または５記載の遠心脱水機。
7. 上記回転軸の下側を支える支持梁に、該支持梁に乗る茶葉の払落し機構を設け、円盤状底板を降下させたとき、上記払落し機構と円盤状底板に関係した回転機構を繋合させ、円盤状底板の回転により、上記払落し機構を駆動させ、円盤状底板を上昇させると、該回転機構を払い落し機構から分離させることを特長とした請求項１、２、３、４、５または６記載の遠心脱水機。
8. 上記支持梁を円筒で覆い、該円筒は支持梁を包んだ状態で回転可能な構造とし、該円筒の一端に縦方向に回転する払落し円盤を装着し、円盤状底板の下方の回転軸に水平方向に回転する小円盤を設け、払落し円盤と該小円盤を繋合、離脱させることにより茶葉を払い落とすことを特長とした請求項７記載の遠心脱水機。
9. 上記脱水円筒を構成する多孔板壁と中心筒を繋ぐ支持腕の上面に近接して、払落し板を設けたことを特長とした請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の遠心脱水機。

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