JP2013170064A - ロータリーバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】原料の付着防止の確実性を高められるロータリーバルブを提供する。
【解決手段】原料を加圧蒸煮装置の投入口へ移送するロータリーバルブ１であって、原料の供給口５と、原料の排出口６と、供給口５と排出口６の間に内周面１１が形成されたケーシング４と、ケーシング４内に複数のポケット１０を形成しケーシング４内を回転するローター３と、ポケット１０に蒸気を噴射する蒸気供給口１５を備えており、蒸気供給口１５は、ローター３が排出口６から供給口５へ戻る側のケーシング４の内周面に形成され、かつ排出口６へ開口しているポケット１０に蒸気が噴射される位置に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、原料を加圧蒸煮装置の投入口へ移送するロータリーバルブに関する。

原料を蒸煮する加圧蒸煮装置において、原料は水蒸気雰囲気中で加圧蒸煮される。加圧蒸煮装置には原料を加圧蒸煮装置内に投入するための投入口が設けられ、投入口への原料の移送にはロータリーバルブが用いられる。ロータリーバルブは気密性が高いため、加圧蒸煮装置内の圧力を維持しながら原料を投入口へ移送できる。

ロータリーバルブは、原料の供給口と原料の排出口を備えており、ケーシング内をローターが回転し、ローターにはポケットが形成される。原料は、供給口に開口したポケットへ供給され、ローターの回転に伴って排出口に移送され、排出口へ開口したポケットから加圧蒸煮装置の投入口へ向けて落下する。

原料がポケットに付着して残っていると、固着して落下しにくくなり、原料が供給される度に付着した原料が大きくなって、ポケットに原料が供給できなくなる。また、付着した原料が加圧蒸煮装置の投入口へ落下したとしても、塊状で落下してしまうため、加圧蒸煮装置内において、塊状の原料は中心部まで均一に蒸煮されない。例えば醤油用大豆では、蛋白が変性せずＮ性が生じ易くなる。Ｎ性が生じると、醤油に濁りが出て商品価値がなくなってしまう。

したがって、ロータリーバルブの原料の付着を防止するために各種提案がなされている。特許文献１には、ローター内部に冷媒を供給してローター表面に結露を生じさせて、ローターへの原料の付着を防止できる水冷式ロータリーバルブが開示されている。特許文献２には、原料の排出口内にノズルを突出させ、このノズルから水蒸気等の気体を噴射してポケット内の原料を吹き落すことができるロータリーバルブが開示されている。

特許文献３には、ローターの戻り側かつ原料の供給口と原料の排出口との間に液体の噴射ノズルを設け、原料付着の原因の一つである、脱圧時に生じるポケット表面での原料の焼付きを防止することができるロータリーバルブが開示されている。

登録実用第３０１５５４４号公報 実開昭５３−１２１１８９号公報 特開平８−３３８５４２号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載のロータリーバルブでは下記のような問題があった。特許文献１の水冷式ロータリーバルブでは、ローター表面の結露によりローター表面に原料が付着しにくくなるが、ローター表面から直接原料を剥離させることはできず、完全に原料の付着を防止することはできなかった。

特許文献２のロータリーバルブでは、ノズルからの気体噴射によりポケット内の原料を直接剥離させることができる。しかし、原料の排出口内にノズルが突出しているため、排出口に落下直前の原料や落下中の原料が巻き上げられる。巻き上げられた原料の一部は、ノズルの突出部分やローターに付着してしまう。また、ノズルの突出部分に付着した原料は、洗浄時に剥離しにくくなる。

これに対し、特許文献３のロータリーバルブでは、ポケット表面に原料を焼付けさせないようにするための液体の噴射ノズルを、ローターの戻り側かつ原料の供給口と原料の排出口との間に設けている。すなわち、噴射ノズルはポケット脱圧時の原料の焼付きを防止するものであり、この液体噴射により原料を積極的に剥離する効果は期待していない。したがって剥離していない原料の上に新たな原料が投入されると、次第に付着した原料堆積が増えてくる。

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、原料の付着防止の確実性を高められるロータリーバルブを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のロータリーバルブは、原料を加圧蒸煮装置の投入口へ移送するロータリーバルブであって、原料の供給口と、原料の排出口と、前記供給口と前記排出口の間に内周面が形成されたケーシングと、前記ケーシング内に複数のポケットを形成し前記ケーシング内を回転するローターと、前記ポケットに蒸気を噴射する蒸気供給口を備えており、前記蒸気供給口は、前記ローターが前記排出口から前記供給口へ戻る側の前記ケーシングの内周面に形成され、かつ前記排出口へ開口している前記ポケットに蒸気が噴射される位置に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、蒸気供給口は、ローターが排出口から供給口へ戻る側のケーシングの内周面に形成されている。このため、蒸気供給口に対向するポケットは原料の大半をすでに排出口へ落下しており、蒸気供給口からポケットに向けて噴射した蒸気をローターに直接吹き付けることができる。このことにより、ローターに付着した原料の剥離の確実性が高まる。

さらに本発明では、原料の排出口へ開口しているポケットに蒸気供給口からの蒸気が噴射されるので、剥離した原料がポケットに残ることが防止される。このことにより、剥離した原料が新たに投入された原料に押し付けられて、ローターに再び付着することが防止される。すなわち本発明によれば、ローターに付着した原料の剥離の確実性が高まるともに、剥離された原料が再び付着することも防止されるので、ローターへの原料の付着防止の確実性が高まる。

また本発明では、蒸気供給口はケーシングの内周面に形成されているので、原料の排出口に落下直前の原料や排出口に落下中の原料に対し、蒸気供給口からの蒸気が下方から噴射されることがないため、原料の巻き上げを防止することができる。このことにより、蒸気供給口からの蒸気の噴射が原料の落下を妨げることを防止できる。また蒸気供給口は、ケーシングの内周面から突出させることなく形成できるので、蒸気供給口近傍への原料の付着を防止でき、洗浄も容易になる。

一方、本発明では、蒸気供給口から噴射した蒸気は、ポケットを経由して加圧蒸煮装置内に供給されるため、噴射した蒸気が原料剥離のためだけに利用されるのではなく、原料の蒸煮にも有効に利用される。

ここで、本発明を比較例と比較する。比較例は、蒸気供給口が、ローターが供給口から排出口へ向かう側のケーシングの内周面に形成され、かつ排出口へ開口しているポケットに蒸気が噴射される位置に形成された構成である。比較例では、排出口に開口したポケットに蒸気が噴射されて原料の剥離を促すことができる。しかし、この位置に蒸気供給口を形成すると、供給口から回転してきた原料が満たされたポケットに対して高い圧力の蒸気が蒸気供給口から噴射される。このことにより、原料がポケット面に強く押し付けられ固められてしまう。このため、ポケットが排出口に開口したときに蒸気供給口から蒸気を噴射しても、十分に原料が剥離しないことがある。また、原料が剥離したとしても、ポケット面に押し付けられて塊となった原料が加圧蒸煮装置に供給されて、適正な原料蒸煮ができなくなってしまう。したがって、比較例は本発明に比べ原料の付着防止には不利になるとともに、原料が塊になる問題が生じる。

前記本発明のロータリーバルブにおいては、下記の各種構成とすることが好ましい。前記ローター内部に前記ローターを冷却するための冷媒の流路が形成されていることが好ましい。この構成によれば、ローター内部に形成された冷媒の流路を冷媒が流通することにより、ローターが冷却され、蒸気がローター表面で結露しローター表面に原料が付着しにくくなる。このことにより、ローターに付着する原料の量が減少し、ローターに付着した原料の剥離の確実性を一層高めることができる。

前記蒸気供給口は、前記排出口へ開口している前記ポケットに蒸気を噴射し始めたときに、前記ポケットの前記排出口への開口範囲が広くなるように、前記排出口に近づけて配置されていることが好ましい。この構成によれば、排出口へ開口した状態のポケットへの噴射時間が長くなり、排出口への原料の落下に有利になる。

前記蒸気供給口から噴射される蒸気の噴射方向は、前記ローターの回転軸方向であることが好ましい。この構成によれば、蒸気の当たらない死角ができにくくなり、原料をより確実に剥離できる。また、蒸気供給口からの蒸気は、ローターに沿って流動するので、ローターに付着した原料を剥離し易くなる。

前記蒸気供給口の蒸気噴射圧力が前記加圧蒸煮装置内圧力に対して０．０５〜０．４５ＭＰａ高い圧力であることが好ましい。この範囲内であれば、原料を剥離するための噴射圧力を確保でき、かつ蒸気供給口から噴射された直後に発生する過熱蒸気による原料の焦げ付きを防止することができる。

本発明によれば、ポケットに向けて噴射した蒸気をローターに直接吹き付けることができるので、ローターに付着した原料の剥離の確実性が高まる。さらに、原料の排出口へ開口しているポケットに蒸気供給口からの蒸気が噴射されるので、剥離した原料がポケットに残ることが防止され、剥離した原料がローターに再び付着することが防止される。すなわち本発明によれば、ローターに付着した原料の剥離の確実性が高まるともに、剥離された原料が再び付着することも防止されるので、ローターへの原料の付着防止の確実性が高まる。

また本発明では、蒸気供給口はケーシングの内周面に形成されているので、原料の巻き上げを防止することができ、蒸気供給口からの蒸気の噴射が原料の落下を妨げることを防止できる。また蒸気供給口は、ケーシングの内周面から突出させることなく形成できるので、蒸気供給口近傍への原料の付着を防止でき、洗浄も容易になる。

さらに本発明では、蒸気供給口から噴射した蒸気は、ポケットを経由して加圧蒸煮装置内に供給されるため、噴射した蒸気が原料剥離のためだけに利用されるのではなく、原料の蒸煮にも有効に利用される。

本発明の一実施形態に係るロータリーバルブを備えた加圧蒸煮装置の構成図。 本発明の一実施形態に係るロータリーバルブの縦断面図。 図２のＡ部の拡大図。 図２の状態からローターの回転が進んだ状態を示す縦断面図。 図４の状態からローターの回転が進んだ状態を示す縦断面図。 本発明の一実施形態に係るローターの縦断面図。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るロータリーバルブ１を備えた加圧蒸煮装置４０の構成図である。加圧蒸煮装置４０は、原料５０を水蒸気雰囲気中で蒸煮処理するものである。原料５０としては、例えば丸大豆、割砕大豆、脱脂大豆、圧ぺん大豆、ふすま、米、麦等の穀物原料が挙げられる。このうち丸大豆、割砕大豆、脱脂大豆、圧ぺん大豆は、主に醤油醸造に用いられる。

加圧蒸煮装置４０は、原料５０の投入口４１及び排出口４２が設けられている。投入口４１にはロータリーバルブ１が取り付けられており、排出口４２にはロータリーバルブ２が取り付けられている。加圧蒸煮装置４０内は、原料５０を搬送するネットコンベア４３が配置されている。ネットコンベア４３は原料５０を搬送するベルト４４を備えている。

原料５０は、ロータリーバルブ１のローター３の回転により投入口４１に向けて移送され、投入口４１を通過しベルト４４上に投入される。ベルト４４上の原料５０は搬送され、排出口４２に投入された後、ロータリーバルブ２のローター４９の回転により、加圧蒸煮装置４０から排出される。

加圧蒸煮装置４０内には蒸煮ノズル４６を備えた蒸気パイプ４５を設けている。蒸気パイプ４５には、ボイラ（図示せず）からの蒸気が供給され、蒸煮ノズル４６から蒸気が噴射される。このことにより、原料５０は加圧蒸煮装置４０内において水蒸気雰囲気中で加圧蒸煮される。

図２は、本発明の一実施形態に係るロータリーバルブ１の縦断面図である。ロータリーバルブ１は、ケーシング４内にローター３が内蔵されている。ケーシング４には、原料５０の供給口５及び原料５０の排出口６が取り付けられている。

ローター３は回転軸９を中心に回転し、供給口５から排出口６に向かって回転し、続いて排出口６から供給口５に戻るように回転する。本実施形態では、ローター３が矢印ａ方向に回転している状態において、ケーシング４の内周面１１のうちローター３が供給口５から排出口６に向かって回転する部分を進み側内周面１１ａと呼び、排出口６から供給口５に向かって回転する部分を戻り側内周面１１ｂと呼ぶ。

ローター３は、軸部７から複数の羽根部８が放射状に延出している。羽根部８間には、ポケット１０が形成されている。ポケット１０は供給口５の位置で開口し、開口したポケット１０に供給口５から原料５０が供給される。ポケット１０内の原料５０は、排出口６に向けて移送され、ポケット１０は進み側内周面１１ａに対向すると閉じた状態になる。そして、排出口６の位置で再び開口し、ポケット１０内の原料５０は排出口６に落下し、戻り側内周面１１ｂに対向すると再び閉じた状態となる。

ケーシング４には、蒸気パイプ１２及び脱圧パイプ１３が接続されている。加圧蒸煮装置４０内の圧力よりポケット１０内の圧力が小さいと、ポケット１０が排出口６へ開口した際に、ポケット１０内の原料５０はポケット１０に押し付けられて、加圧蒸煮装置４０内に投入されにくくなる。このため、本実施形態では、ケーシング４に蒸気パイプ１２を接続し、進み側内周面１１ａからポケット１０内に蒸気を吹き込むようにしている。

また、ポケット１０内が加圧された状態で、ポケット１０が供給口５に開口すると、原料５０が供給されている供給口５に蒸気が吹き出す可能性がある。このため、ケーシング４に脱圧パイプ１３を接続し、戻り側内周面１１ｂに対向したポケット１０内を脱圧するようにしている。

戻り側内周面１１ｂには、蒸気供給口１５が形成されている。蒸気供給口１５は、排出口６へ開口しているポケット１０に蒸気が噴射される位置に形成されている。図３は、蒸気供給口１５近傍である図２のＡ部の拡大図を示している。蒸気供給口１５はケーシング４に形成した貫通孔１６の先端部分である。貫通孔１６内には、噴射ノズル１７を埋設させている。

噴射ノズル１７には、噴射ノズル１７に接続された蒸気供給配管（図示せず）から蒸気が供給される（矢印ｃ）。噴射ノズル１７に供給された蒸気は、噴射ノズル１７の噴射口１８から噴射され、蒸気供給口１５を経て、ポケット１０に向けて噴射される。蒸気供給口１５からの蒸気の噴射により、ローター３に付着した原料５０は、剥離され排出口６に落下する。

噴射口１８の口径は、例えば５〜１０ｍｍの範囲内である。噴射ノズル１７の噴射圧力は、加圧蒸煮装置４０内の圧力よりも０．０５〜０．４５ＭＰａの範囲内で高くしておくことが好ましく、０．１５〜０．２５ＭＰａの範囲内で高くしておくことがより好ましい。この範囲内であれば、原料５０を剥離するための噴射圧力を確保でき、かつ噴射ノズルから噴射された直後に発生する過熱蒸気による原料５０の焦げ付きを防止することができる。加圧蒸煮装置４０内の圧力は、例えば０．２〜０．３ＭＰａの範囲内である。実施例として、加圧蒸煮装置４０内の圧力が０．２ＭＰａで、噴射ノズル１７の噴射圧力を０．４５ＭＰａ、噴射口１８の口径を７ｍｍとしたものが挙げられる。

以下、原料５０が排出口６に落下する様子を、図２、図４及び図５を参照しながら説明する。図２は、ポケット１０に蒸気供給口１５からの蒸気が噴射し始めたときの状態を示している。ローター３の回転中は、蒸気供給口１５からの蒸気が噴射し続けている。このため、蒸気供給口１５に対向したポケット１０には、蒸気供給口１５からの蒸気が吹き付けられる。

蒸気供給口１５から噴射された蒸気は、ローター３に沿って流動し（矢印ｂ）、ローター３に付着した原料５０が剥離する。図２では蒸気の噴射対象のポケット１０は排出口６へ開口しているので、剥離した原料５０は排出口６に落下する。排出口６に落下した原料５０は、図１に示した投入口４１を経てベルト４４上に投入され、加圧蒸煮される。

蒸気供給口１５からの蒸気の噴射方向は特に限定されないが、ローター３の回転軸９方向であることが好ましい。このことにより、蒸気の当たらない死角ができにくくなり、原料５０をより確実に剥離できる。また、図２の矢印ｂで示したように、蒸気供給口１５からの蒸気は、ローター３の羽根部８に沿って流動し、さらに軸部７及び羽根部８に沿って流動する。すなわち、蒸気がローター３に沿って流動するので、ローター３に付着した原料５０を剥離し易くなる。

図４は図２の状態からローター３の回転が進んだ状態を示している。蒸気の噴射対象であるポケット１０は図２と同一である。蒸気供給口１５から噴射された蒸気は軸部７に当たり、ローター３に沿って流動する（矢印ｄ）、このことにより、図２の状態から引き続きローター３に付着した原料５０が剥離される。図４においても、ポケット１０は排出口６へ開口しているので、剥離された原料５０は排出口６に落下する。

図５は図４の状態からローター３の回転が進んだ状態を示している。蒸気の噴射対象であるポケット１０は図２及び図４と同一である。図５の状態では、蒸気の噴射対象であるポケット１０は、排出口６へ開口せず閉じた空間になっている。

図５の状態から、ローター３の回転が進むと、蒸気供給口１５には次のポケット１０が新たに対向し再び図２の状態になる。この場合、蒸気供給口１５に新たに対向したポケット１０に蒸気供給口１５からの蒸気が噴射し、ローター３に付着した原料５０が剥離され、排出口６に落下する。以後、ローター３の回転が進むにつれて、順次新たなポケット１０に蒸気供給口１５からの蒸気が噴射し、ローター３に付着した原料５０が剥離される。

本実施形態では、蒸気供給口１５は、ケーシング４の戻り側内周面１１ｂに形成されている。このため、蒸気供給口１５に対向する部分では原料５０の大半は排出口６へ落下しており、蒸気供給口１５からの蒸気をローター３に直接吹き付けることができる。このことにより、ローター３に付着した原料５０の剥離の確実性が高まる。

さらに本実施形態では、排出口６へ開口したポケット１０に蒸気供給口１５からの蒸気が噴射されるので、剥離した原料５０がポケット１０に残ることが防止される。このことにより、剥離した原料５０が新たに投入された原料５０に押し付けられて、ローター３に再び付着することが防止される。

すなわち本実施形態によれば、ローター３に付着した原料５０の剥離の確実性が高まるともに、剥離された原料５０が再び付着することも防止されるので、ローター３への原料５０の付着防止の確実性が高まる。

また、蒸気供給口１５はケーシング４の戻り側内周面１１ｂに形成されているので、排出口６に落下直前の原料５０や排出口６に落下中の原料５０に対し、蒸気供給口１５からの蒸気が下方から噴射されることがないため、原料５０の巻き上げを防止することができる。このことにより、蒸気供給口１５からの蒸気の噴射が原料５０の落下を妨げることを防止できる。また蒸気供給口１５は、ケーシング４の戻り側内周面１１ｂから突出させることなく形成できるので、蒸気供給口１５近傍への原料５０の付着を防止でき、洗浄も容易になる。

ここで、本実施形態では前記の通り、蒸気供給口１５は、排出口６へ開口しているポケット１０に蒸気が噴射される位置に配置されている。この場合、排出口６へ開口した状態のポケット１０への蒸気の噴射時間が長いほど、原料５０をより確実に排出口６へ落下させることができる。このため、蒸気供給口１５は排出口６に近づけて配置されていることが好ましい。このことにより、ポケット１０に蒸気を噴射し始めたときに、ポケット１０の排出口６への開口範囲が広くなり、排出口６へ開口した状態のポケット１０への噴射時間も長くなり、排出口６へ原料５０を落下させることができる。

次に、図６を参照しながら原料５０の付着を防止するローター３の冷却の仕方について説明する。本実施形態では、ローター３に冷媒の流路を設けローター３を冷却可能な構造としている。図６は、ローター３の縦断面図である。ローター３の軸部７には、円筒部２０が内蔵されている。円筒部２０を構成する周壁には、複数の貫通孔２５が形成されている。

軸部７には、中空部２２に冷媒を供給する冷媒供給路２６が形成されている。ローター３の羽根部８の内部は中空部３１が形成されている。この中空部３１及び前記の冷媒供給路２６は、冷媒の流路を構成している。

冷媒供給路２６は冷媒供給源（図示せず）に接続されている。冷媒供給路２６を経た冷媒が、円筒部２０の中空部２２内に流入する。冷媒は例えば水である。円筒部２０内に供給された冷媒は、貫通孔２５を経て羽根部８の中空部３１内に流入する。中空部３１内を流動した冷媒は、貫通孔２５を経て中空部２２内に戻り、冷媒排出路（図示せず）を経て排出される。

前記のように、ローター３内部に形成された冷媒の流路を冷媒が流通することにより、ローター３が冷却されて蒸気がローター３表面で結露しローター３表面へ原料５０が付着する量が減少する。このことにより、ローター３に付着した原料５０の剥離の確実性を一層高めることができる。

本実施形態では、図３に示したように、ケーシング４に埋設させた噴射ノズル１７からの蒸気が、蒸気供給口１５から噴射する例で説明したが、ポケット１０内に蒸気を噴射できる構成であればよく、図３の構成に限るものではない。例えば、噴射ノズル１７はケーシング４の外部にあってもよい。また、噴射ノズル１７は設けず、ケーシング４をノズル形状に加工したものであってもよい。

また、図６に示したローター３の冷却構造は一例であり、ローター３内部に冷媒の流路を形成しローター３を冷却できる構造であればよく、図６の構成に限るものではない。一方、ローター３の冷却構造は、ローターに付着した原料を直接的に剥離するものではないため、ローター３の冷却構造を採用しない構成としてもよい。

１，２ ロータリーバルブ
３ ローター
４ ケーシング
５ 供給口
６ 排出口
９ 回転軸
１０ ポケット
１１ ケーシングの内周面
１１ａ ケーシングの進み側内周面
１１ｂ ケーシングの戻り側内周面
１５ 蒸気供給口
２２，３１ 中空部（冷媒の流路）
２６ 冷媒供給路（冷媒の流路）

Claims (5)

1. 原料を加圧蒸煮装置の投入口へ移送するロータリーバルブであって、
   原料の供給口と、
   原料の排出口と、
   前記供給口と前記排出口の間に内周面が形成されたケーシングと、
   前記ケーシング内に複数のポケットを形成し前記ケーシング内を回転するローターと、
   前記ポケットに蒸気を噴射する蒸気供給口を備えており、
   前記蒸気供給口は、前記ローターが前記排出口から前記供給口へ戻る側の前記ケーシングの内周面に形成され、かつ前記排出口へ開口している前記ポケットに蒸気が噴射される位置に形成されていることを特徴とするロータリーバルブ。
2. 前記ローター内部に前記ローターを冷却するための冷媒の流路が形成されている請求項１に記載のロータリーバルブ。
3. 前記蒸気供給口は、前記排出口へ開口している前記ポケットに蒸気を噴射し始めたときに、前記ポケットの前記排出口への開口範囲が広くなるように、前記排出口に近づけて配置されている請求項１又は２に記載のロータリーバルブ。
4. 前記蒸気供給口から噴射される蒸気の噴射方向は、前記ローターの回転軸方向である請求項１から３のいずれかに記載のロータリーバルブ。
5. 前記蒸気供給口の蒸気噴射圧力が前記加圧蒸煮装置内圧力に対して０．０５〜０．４５ＭＰａ高い圧力である請求項１から４のいずれかに記載のロータリーバルブ。
   
   

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