JP2015023813A - Tea manufacture twisting machine and method for pressurizing the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は緑茶、半発酵茶、紅茶の製茶工場で使用されている伝統的な製茶揉捻機に関するものである。 The present invention relates to a traditional tea making machine used in a tea factory for green tea, semi-fermented tea and black tea.
上記の製茶工場で使用されている伝統的な製茶揉捻機は、表面に凹凸の模様を付けた平らな揉盤の上を、上下が開放された円筒形ドラムに円運動をさせ、ドラムの中に茶葉を入れ、ドラム上方に設けた加圧蓋とドラム下方の揉盤で茶葉を挟み、ドラムの円運動により茶葉を揉捻するものである。 The traditional tea-making machine used in the above tea factories makes a circular movement of a cylindrical drum with its top and bottom open on a flat plate with an uneven surface. The tea leaves are put in, the tea leaves are sandwiched between a pressure lid provided above the drum and a grid below the drum, and the tea leaves are twisted by the circular motion of the drum.
加圧蓋には、分銅で重さを掛けて加圧するものと、加圧蓋をネジで下方の揉盤に押付けて加圧するものがある。ネジにより加圧するものは、茶葉の量に合わせて加圧蓋を上下させ、加圧蓋の位置を決めて加圧力を調節する。加圧蓋と揉盤の隙間を狭くすると、挟まれた茶葉に加わる力は強くなる。 There are two types of pressure lids, one that applies weight with a weight and the other that presses the pressure lid against the lower grid with a screw. In the case of pressurizing with a screw, the pressure lid is moved up and down according to the amount of tea leaves, the position of the pressure lid is determined, and the pressure is adjusted. Narrowing the gap between the pressure lid and the grid increases the force applied to the sandwiched tea leaves.
近年はモーターでネジを廻しているが、茶葉に掛かる加圧力は、作業者がドラム内の茶葉の量と、加圧蓋の位置を目測して決めている。加圧蓋の位置が同じでも、茶葉の量によって茶葉に掛かる加圧力は違うので、どれだけの力が掛かっているか分からない。 In recent years, the screw is rotated by a motor, but the pressure applied to the tea leaves is determined by the operator by measuring the amount of tea leaves in the drum and the position of the pressure lid. Even if the position of the pressure lid is the same, the pressure applied to the tea leaves differs depending on the amount of tea leaves, so it is not known how much force is applied.
分銅で加圧するものは、ドラム外に支点を持つ分銅竿をドラム上方に渡し、分銅竿からドラム中心に加圧蓋を懸垂し、分銅竿上を移動する分銅の位置により加圧力を調節する。近年、装置の大型化により、分銅の移動はモーターを使用している。分銅が支点に近ければ加圧力は小さく、支点から遠くなれば加圧力は大きくなる。 In the case of applying pressure with a weight, a weight rod having a fulcrum outside the drum is passed above the drum, a pressure lid is suspended from the weight rod to the center of the drum, and the applied pressure is adjusted depending on the position of the weight moving on the weight rod. In recent years, motors are used to move weights due to the upsizing of devices. When the weight is close to the fulcrum, the pressure is small, and when the weight is far from the fulcrum, the pressure is large.
又、特許文献1、特許文献2のように、エアーシリンダを用いて加圧するものが発明されているが、実用化されているものはない。
Moreover, although what pressurized using an air cylinder like
現在市販されている、ネジで加圧蓋を上下させるものや、分銅を移動させて加圧力を変えるものは、ネジの回転や、分銅の移動に時間が掛り、揉捻操作中に何回も加圧力を変更するのは困難である。 The ones that are currently on the market that use a screw to move the pressure lid up and down, or those that change the applied pressure by moving the weight, take time to rotate the screw and move the weight, and apply several times during the twisting operation. It is difficult to change the pressure.
特許文献1に示すものは、ドラム上方に門型の枠をつくり、先端に加圧蓋を取付けたエアーシリンダを門型枠に取付け、茶葉を加圧する構造となっている。この為、長大なエアーシリンダが上方に突出る形となり、不安定な機械となる。また、エアーシリンダに供給する空気の圧力を圧力調整弁とタイマーを組合せて、加圧蓋に加える圧力と加圧時間を設定するようになっている。揉捻操作中には何回も加圧力を変える必要がある。その為には設定圧力を変えた圧力調整弁と加圧時間を設定するタイマー、加圧空気の経路を切替える切替弁、を多数用意し、タイマーによって空気の経路を切替えねばならない。
特許文献2では、ドラム横に支点を持ち、ドラム上方に渡した分銅竿に分銅を乗せると共に、分銅竿の支点を介した反対側の端を、エアーシリンダで押上げて加圧するという構造となっている。この為、分銅による加圧をエアーシリンダによる加圧で補助する形となっているが、構造が複雑で高価となり、実用に向かない。又、加圧力の設定方法が記載されていない。
この発明は、製茶揉捻機のエアーシリンダによる加圧方法と製茶揉捻機の構成を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the pressurization method by the air cylinder of a tea making machine, and the structure of a tea making machine.
上記課題を解決するために、請求項1、6では、
加圧蓋にエアーシリンダで加圧力を与えて、揉捻操作を行う製茶揉捻機に於いて、供給空気を電圧信号、又は電流信号に比例して、圧力調整を行う電空複合型圧力調整弁を通して、エアーシリンダに接続し、揉捻操作をシーケンスコントローラでプログラムし、そのプログラムに従って、電圧信号、又は電流信号を電空複合型圧力調整弁に送り、エアーシリンダの加圧力を制御するという手段を用いる。
In order to solve the above problem, in
In a tea making machine that applies pressure to the pressure lid with an air cylinder and performs the twisting operation, the supplied air passes through an electropneumatic combined pressure control valve that adjusts the pressure in proportion to the voltage signal or current signal. Then, a means for connecting to the air cylinder, programming the twisting operation with the sequence controller, and sending a voltage signal or current signal to the electro-pneumatic combined pressure regulating valve according to the program is used to control the pressure applied to the air cylinder.
更に請求項2では、
ドラムの外に支点を設けた加圧竿をドラム上方に渡し、その一端はドラム中央まで伸ばして、ドラム中心に三角錐のカバーを付けた加圧蓋を懸垂し、支点の反対側の端にエアーシリンダを取付け、加圧竿を押上げることにより加圧蓋を押下げて、茶葉に揉圧を加えるという手段を用いる。
Furthermore, in
A pressure rod with a fulcrum provided outside the drum is passed above the drum, one end of which is extended to the center of the drum, and a pressure lid with a triangular pyramid cover attached to the center of the drum is suspended. A means is used in which an air cylinder is attached and the pressure lid is pushed down by pushing up the pressure ridge to apply a pressure to the tea leaves.
更に請求項3では、
ドラムの外に支点を設けた加圧竿をドラム上方に渡し、その一端はドラム中央まで伸ばして、ドラム中心に三角錐のカバーを付けた加圧蓋を懸垂し、ドラムと支点の間にエアーシリンダを取付け、加圧竿を引っ張ることにより、加圧蓋を引き下げて、茶葉に揉圧を加えるという手段を用いる。
Furthermore, in
A pressure rod with a fulcrum provided outside the drum is passed above the drum, one end of which extends to the center of the drum, a pressure lid with a triangular pyramid cover attached to the center of the drum, and air between the drum and the fulcrum. A means of attaching a cylinder and pulling the pressure cup is used to lower the pressure lid and apply a pressure to the tea leaves.
更に請求項4では、請求項2または3において、
エアーシリンダのストロークを、加圧蓋を上昇させたとき、加圧蓋がドラム上端の縁から少し下で止まる位置にし、手動操作で加圧蓋をドラム上端の上まで上げるという手段を用いる。
Furthermore, in
When the pressure lid is raised, the stroke of the air cylinder is set to a position where the pressure lid stops a little below the edge of the drum upper end, and the pressure lid is raised above the drum upper end by manual operation.
更に請求項5では、
シリンダロットの先端に、ロットの伸縮方向の中心線上にロット先端からL1の距離を置いてピン27の位置に孔を開けたC型金具を取付け、L2の距離を置いて2ケの孔を開けたレバー金具を作り、レバー金具の一方の孔をC型金具のピン27の孔に合わせて、ピン1を通して連結し、他方の孔を加圧竿の端に設けた孔とあわせて、ピン28を通して加圧竿とレバー金具を連結するという手段を用いる。
Furthermore, in
At the tip of the cylinder lot, attach a C-shaped bracket with a hole in the position of the
更に請求項7では、
茶葉の投入中はシリンダの加圧力をゼロとして、加圧蓋の荷重w0だけを掛け、投入が終ったら軽い荷重w1で数分間加圧し、ついで1分ほどシリンダ圧力をゼロとし、ついで1回目の倍の荷重w2で数分間加圧し、再び1分ほどゼロとし、再び、1回目の3倍の荷重w3で数分間加圧し、又1分ほどゼロとする。これを繰り返しながら、加圧力を強くしていく、最大加圧wmaxとゼロ圧w0を繰返しながら、最大加圧で揉捻操作を続け、取出し3分前から加圧ゼロとして、ほぐし操作をした後、取出しをするという手段を用いる。
Furthermore, in
While the tea leaves are being charged, the cylinder pressure is set to zero and only the load w0 of the pressure lid is applied. When the charging is completed, the light pressure w1 is applied for several minutes, then the cylinder pressure is reduced to zero for about one minute, and then the first time Pressurize with double load w2 for several minutes, set to zero again for about 1 minute, pressurize again with first triple load w3 for several minutes, and return to zero for about 1 minute. While repeating this, increasing the applied pressure, repeating the maximum pressure wmax and the zero pressure w0, continuing the twisting operation at the maximum pressure, setting the pressure to zero 3 minutes before taking out, and then performing the loosening operation, Use a means of taking out.
揉捻操作では、茶葉に加える圧力を何回も変える必要がある。加圧力としてエアーシリンダを用いる場合、揉捻途中で何回も空気圧の設定を変える必要がある。空気圧を設定する圧力調整弁は、通常、1つの弁で1つの値しか設定出来ない。従って、設定値を変える場合は図10に示すように、設定値を変えた複数の圧力調整弁を用意し、切替弁で使用する圧力調整弁に、空気の流れ方向を切替えていく必要がある。多数の圧力調整弁と多数の切替弁を使うことは、高価で複雑な装置となり、実用化出来なかった。請求項1、6の発明により、電空複合型圧力調整弁を使用することで、揉念操作にエアーシリンダを用いることが可能となった。エアーシリンダを用いることで、瞬時に加圧力を変更することができる。 In the twisting operation, it is necessary to change the pressure applied to the tea leaves many times. When an air cylinder is used as the applied pressure, it is necessary to change the air pressure setting several times during the twisting. A pressure regulating valve for setting the air pressure can usually set only one value with one valve. Therefore, when changing the set value, as shown in FIG. 10, it is necessary to prepare a plurality of pressure adjusting valves having changed set values and switch the air flow direction to the pressure adjusting valve used in the switching valve. . The use of a large number of pressure regulating valves and a large number of switching valves has become an expensive and complicated device and has not been put into practical use. According to the first and sixth aspects of the present invention, the use of the electropneumatic composite pressure regulating valve makes it possible to use an air cylinder for careful operation. By using an air cylinder, the applied pressure can be changed instantaneously.
従来の揉捻機では、ドラム上方に渡した加圧竿は、分銅が加圧竿上を移動する為に、ネジ、ガイドレール、モーターなどが付いており、複雑な構造となっている。又、加圧竿の長さもドラム直径より長くしてある。請求項2、3の発明により、分銅移動の為の付属加工、機器が不要となり、加圧竿の長さもドラム中心まであれば十分であり、簡単で短い加圧竿となった。 In the conventional twisting machine, the pressure rod passed over the drum has a complicated structure with screws, guide rails, motors, etc. for the weight to move on the pressure rod. The length of the pressure rod is also longer than the drum diameter. According to the second and third aspects of the present invention, no additional processing or equipment for moving the weight is required, and it is sufficient that the length of the pressure rod is enough to reach the center of the drum, so that the pressure rod is simple and short.
請求項3の発明では、加圧蓋の取付け位置と加圧竿の支点の距離が遠くなるので、加圧蓋は直線に近い半径で上下するので、ドラム中心からのずれを少なくできる。
In the invention of
茶葉が投入されると、茶葉により加圧蓋は持上げられる。ドラムの上まで上ると、茶葉がドラムから外に溢れたり、ドラムの縁に加圧蓋が乗ってしまう。シリンダの長さを加圧蓋が、ドラム上端の少し下で止まるようにすると、これを防ぐことが出来ると共に、シリンダの長さを短くできる。しかし、ドラム内部を掃除するには、加圧蓋をドラムより上に上げる必要がある。この為、請求項4の発明ではシリンダによる加圧蓋の上下とは別に、手動操作機構を設けることで、加圧蓋をドラムより上に上げることが出来る。
When tea leaves are introduced, the pressure lid is lifted by the tea leaves. If you go up to the top of the drum, the tea leaves overflow from the drum, or the pressure lid gets on the edge of the drum. If the length of the cylinder is set so that the pressure lid stops slightly below the upper end of the drum, this can be prevented and the length of the cylinder can be shortened. However, in order to clean the inside of the drum, it is necessary to raise the pressure lid above the drum. For this reason, in the invention of
上記手動操作の為に、請求項5に示す機構の部品をシリンダの先端に取付け、
レバー操作をすれば、加圧蓋をドラムの上まで上げることができる。この機構はシリンダの下端の取付け部分に付けてもよい。
For the manual operation, the mechanism part shown in
If the lever is operated, the pressure lid can be raised above the drum. You may attach this mechanism to the attachment part of the lower end of a cylinder.
揉捻操作は一つの設定圧力を掛け続けるだけだと、茶葉が混ざり合わず、硬い塊が出来るだけである。請求項7の操作をすれば、茶葉がよく混ざり、少しずつ加圧力が加わるので、全ての茶葉を均一に揉捻することができる。
If the twisting operation continues to apply only one set pressure, the tea leaves will not mix and only a hard lump will be created. If the operation of
この発明の実施例を図面に従って説明する。
図1は、加圧蓋に圧力を加えるエアーシリンダに供給する圧縮空気の流れと、電空複合型圧力調整弁を制御するコントローラーの関係を示している。
エアーシリンダ5は加圧竿7に接続している。コンプレッサー6で発生した圧縮空気は、電空複合型圧力調整弁4を通してエアーシリンダ5に供給される。電空複合型圧力調整弁4は、AD変換器3を通してシーケンスコントローラ2と接続している。
揉捻操作中の加圧力と加圧時間は、表示器1を介してシーケンスコントローラ2にプログラムされる。制御プログラムに従って、設定された加圧力が出力されるとAD変換器3によって電圧信号又は電流信号に変えられ、電空複合型圧力調整弁4に送られる。電空複合型圧力調整弁4は、送られた電気信号に従って、圧縮空気を所定の圧力に減圧し、エアーシリンダ5におくる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the relationship between the flow of compressed air supplied to an air cylinder that applies pressure to the pressure lid and the controller that controls the electropneumatic composite pressure regulating valve.
The
The pressurizing force and pressurizing time during the twisting operation are programmed in the
この発明では、エアーシリンダ5の動作は加圧、無圧、竿上げの3種類の動作をする。
図2で加圧の場合の圧縮空気の流れを説明する。
コンプレッサー6から送られる空気は方向切替弁7で電空複合型圧力調整弁4に送られる。ここで設定空気圧に調整され、方向切替弁8を通ってエアーシリンダ5の接続口10に供給される。ここに圧力計9を取付けて加圧力が分かるようにする。接続口11側は方向切替弁7を通じて排気される。
In the present invention, the operation of the
The flow of compressed air in the case of pressurization will be described with reference to FIG.
The air sent from the
次に図3で、無圧の場合の説明をする。
電空複合型圧力調整弁4の設定を無圧にし、方向切替弁8を切替えて、電空複合型圧力調整弁4からエアーシリンダ5へ送る圧力を放出する。ピストン13を挟んだ接続口10側の経路は方向切替弁8から排気され、接続口11側の経路は方向切替弁7から排気される。このようにしてエアーシリンダ5に掛かる圧力は無圧となる。
Next, the case of no pressure will be described with reference to FIG.
The setting of the electropneumatic composite
図4で加圧と反対側から圧力を掛ける竿上げの経路を説明する。
コンプレッサー6から供給される空気は、方向切替弁7で切替えられ、シリンダ5の接続口11に送られ、ロット14を引き込む方向に働かせる。ロット14の先端は加圧竿15に接続しており、加圧竿15に懸垂した加圧蓋16を引上げる。
FIG. 4 explains the path of lifting that applies pressure from the side opposite to pressurization.
The air supplied from the
図5に請求項2の実施例を示す。17は揉捻機のドラムであり、中心に加圧蓋16が加圧竿15の一端から懸垂されている。投入された茶葉19は揉盤18と加圧蓋16に挟まれたまま、ドラム17の円運動によって揉捻される。加圧竿15は支点20で支持されている。支点20を挟んだ反対側の端にはエアーシリンダ5が取付けてある。エアーシリンダ5のロット14が伸びると加圧竿15を介して加圧蓋16を押下げ、茶葉19に加圧力が加わる。ロット14が引っ込むと加圧竿15の先端が上り、加圧蓋16は引上げられる。
FIG. 5 shows an embodiment of
図6に請求項3の実施例を示す。ドラム17の中心に加圧蓋16が加圧竿22の一端から懸垂されている。加圧竿22は支点21で支持されている。エアーシリンダ5は支点21と加圧蓋16の取付点23の間に接続してある。図5と反対にシリンダのロット14が引っ込むと加圧蓋16に圧力が掛り、伸びると加圧蓋16を持上げる。
FIG. 6 shows an embodiment of
図5で請求項4記載の竿上げの説明をする。エアーシリンダ5のロット14を伸ばして、加圧蓋が一番下がった状態を16aとする。ロット14を引き込んで加圧蓋が一番上った状態を16bとする。この時、加圧蓋16bはドラム17の上の縁からやや下がった所とする。エアーシリンダ5と加圧竿15の接続部は手動操作機構24を介して接続する。加圧蓋を16bの位置まで引き上げておき、手動操作機構24を操作して加圧蓋を16cの位置まで上げ、更に加圧蓋を16dの位置まで振上げれば、ドラム17の上面が空き、内部を掃除出来る。手動操作機構24はエアーシリンダ5とドラム腕の取付け部、加圧竿15と加圧蓋16の取付け部に設けてもよい。
The lifting of the fourth aspect will be described with reference to FIG. A state where the
図7、8で手動操作機構24の実施例を示す。シリンダのロット14の先端にC型金具25を取付ける。C型金具25にはレバー金具26をピン27で取付ける。レバー金具26と加圧竿15の端をピン28で接続する。レバー金具26に設けたピン27とピン28の孔はL2の間隔をもうける。C型金具25のピン27の孔は、ロット14の先端からL1の間隔を設ける。
7 and 8 show an embodiment of the
図8は、手動操作で竿上げ操作をした場合を示す。レバー金具26を180度反転して、26’の位置にするとピン28の位置は28’の位置になり、L2の2倍の距離だけ加圧竿15の端を引下げる。これにより支点20と反対側の端に付けた加圧竿16を、ドラム17の上に引上げることが出来る。
FIG. 8 shows a case where the lifting operation is performed manually. When the lever metal fitting 26 is inverted 180 degrees to the position 26 ', the position of the
図9は、横軸に経過時間を立軸に加圧力を表示したグラフである。請求項7の実施例を図6に従って説明する。ドラム17に円運動をさせながら、茶葉を投入する。茶葉は加圧蓋16の円錐カバーの斜面に沿ってドラム17と加圧蓋16の隙間から揉盤18の上に落ち、加圧蓋16と揉盤18に挟まれて揉捻作用を受ける。投入量に従って少しづつ加圧蓋16は押上げられる。茶葉の投入時間t0からt1は、図3に示す経路で空気を抜いてエアーシリンダの圧力は無圧とする。この間加圧蓋16の荷重w0だけが茶葉19に掛かる。この工程をJ1で示す。投入が終ると図2に示す経路でエアーシリンダ5に空気を送り、軽くw1の荷重を掛け数分間揉捻する。この工程をJ2で示す。ついで図3に示す経路で空気を抜いて約1分間無圧とする。工程J2で少し固まった茶葉はほぐされて、バラバラになり混じり合う。この工程をJ3で示す。次いでw1の約2倍のw2の荷重を掛け、少し強い揉捻操作を加える。この工程をJ4で示す。次いで再びJ5に示すように無圧操作をして、J4工程で固まりになった茶葉をほぐし、茶葉全体に平均に加圧力が加わるようにする。次いでもう少し強くw1の約3倍の荷重を掛け、J6工程の操作をし、再びJ7で無圧操作をする。J8で更に強い荷重wmaxを加える。J9、J10と加圧、無圧を繰返して、茶葉を混ぜながら揉念操作をする。最後にJ11に示すように約3分間無圧で慣らし操作をして、取出し工程を終了する。
FIG. 9 is a graph showing elapsed time on the horizontal axis and applied pressure on the vertical axis. An embodiment of
1 表示器
2 シーケンスコントローラ
3 AD変換器
4 電空複合型圧力調整弁
5 エアーシリンダ
6 コンプレッサー
7 方向切替弁
8 方向切替弁
9 圧力計
10 接続口
11 接続口
13 ピストン
14 ロット
15 加圧竿
16 加圧蓋
17 ドラム
18 揉盤
19 茶葉
20 支点
21 支点
22 加圧竿
23 取付点
24 手動操作機構
25 C型金具
26 レバー金具
27 ピン
28 ピン
40、41、42、43、44 圧力調整器
50、51、52、53、54 方向切替弁
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