JP4767212B2 - 搾乳用圧縮空気供給装置 - Google Patents
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Description
このストール10の左後半部には、後ゲート14が設けられている。後ゲート14は、開閉シリンダ装置16aの駆動によってストール10を閉じる位置と開放位置14′との間を移動する。更に、ストール10の左前半部にも、前ゲート18が設けられている。前ゲート18は、開閉シリンダ装置16bの駆動によってストール10を閉じる位置と開放位置18′との間を移動する。
かかる後ゲート14が開放位置14′にあり、ストール10の後側が開放されているストール10内に侵入し、後ゲート14が閉まってストール10内に閉じ込められた乳牛Cから搾乳ロボットRを用いて搾乳し、搾乳終了した乳牛Cは開放された前ゲート18からストール10外に出ることができる。
尚、三方弁30は、エア流入口31に接続されている。
この三方弁34は送乳と排乳とを切り換える三方弁であり、三方弁36,39は送乳と洗浄排水とを切り換える三方弁である。
かかるミルクポンプ32とバルククーラ40とは、比較的長い配管33で接続されており、通常、天井近くに配設されている。従って、レコーダジャー22内の牛乳の送液を終了したとき、配管33内に牛乳が残留している。また、配管33を洗浄した場合にも、洗浄水が配管33に残留している。
この点、特許文献1では、配管33内に残留する牛乳や洗浄水を効率的に排出すべく、ミルクポンプ32と三方弁34との間に、圧縮空気供給して強制的に配管33内に残留する牛乳や洗浄水を排出する。この圧縮空気は、圧縮機42からエアレギュレータ44、二方弁45及び逆止弁46を経由して供給される。
ところで、配管33内に残留する牛乳や洗浄水を強制的に排出する圧縮空気を供給する圧縮機42によって、ストール10の後ゲート14を駆動する開閉シリンダ装置16a、前ゲート18を駆動する開閉シリンダ装置16b、及び搾乳ロボットRに用いられるシリンダ装置の駆動用の圧縮空気を供給することが考えられる。
この場合、配管33に供給する圧縮空気量に比較して、開閉シリンダ装置16a,18b等が必要とする圧縮空気量が極めて多いため、圧縮機42は大型化している。また、開閉シリンダ装置16a,18b等に供給される圧縮空気は除湿されていることが必要であるため、除湿装置も設置されている。
また、圧縮機としては、通常、給油式圧縮機が用いられており、圧縮空気中の油ミストを除去すべく、圧縮空気用の配管の途中にオイルミストフィルターが設けられている。
しかしながら、開閉シリンダ装置16a,18bを駆動する際に、急激に大量の圧縮空気が供給され、オイルミストフィルターを通過する圧縮空気の流速が高速となって、オイルミストフィルターに捕集された捕集油が圧縮空気中に再分散される事態も惹起される。
そこで、本発明は、除湿装置として冷凍式除湿装置が用いられて寒冷地で冬季間使用できない事態が生じたり、或いはオイルミストフィルターに捕集された捕集油が圧縮空気中に再分散される事態が生じる従来の搾乳用圧縮空気供給装置の課題を解決し、冬季に所定温度以下の温度となる寒冷地でも充分に使用でき、且つオイルミストフィルターに捕集された捕集油が巻き上げられて圧縮空気中に再分散することのない搾乳用圧縮空気供給装置を提供することを目的とする。
図9に示す搾乳用圧縮空気供給装置では、活性炭フィルター68、殺菌フィルター70及び電磁弁72を経由して図8に示す配管33内に残留する牛乳や洗浄水を強制的に排出する牛乳用圧送用、電磁弁74を経由して図7に示すストール10の後ゲート14を開閉する開閉シリンダ装置16aと前ゲート18を開閉する開閉シリンダ装置16bとを駆動する開閉シリンダ装置用、或いは電磁弁76を経由して図7に示す搾乳ロボットRに用いられる無給油式シリンダ装置用の駆動用圧縮空気として用いられる。
かかる図9に示す搾乳用圧縮空気供給装置では、除湿装置として膜式ドライヤ装置58を用いているため、冷凍式除湿装置を用いた搾乳用圧縮空気供給装置に比較して小型化でき、寒冷地においても、冬季間凍結によって使用不可能となる懸念も解消できる。
この様に、貯留されていた除湿空気が大量に使用された貯留タンク64には、膜式ドライヤ装置58から圧縮空気が急激に供給され、オイルミストフィルター60を通過する除湿空気流速が急激に高速となって、オイルミストフィルター60に捕集された捕集油を再飛散させる事態が生じることが判明した。
かかる事態を防止すべく、本発明者等は更に検討を重ねた結果、オイルミストフィルター60を通過する除湿空気流速を、捕集された捕集油を再飛散させることのない除湿空気流速に抑制することが有効であると考え検討した結果、本発明に到達した。
かかる本発明において、膜式ドライヤ装置から貯留タンクに至る配管に設けられた部材を、同一のケーシング内に配設し、且つ前記ケーシングと貯留タンクとを同一基台上に設けることによって、搾乳用圧縮空気供給装置の設置及び管理を容易とすることができる。また、流速抑制手段としては、オリフィスを好適に採用できる。
更に、圧縮機と膜式ドライヤ装置との間に、ドレン及び油ミストを除去するミストフィルターを設けることによって、膜式ドライヤ装置内に圧縮空気中のドレン及び油ミストが入り込むことを防止できる。このミストフィルターを、膜式ドライヤ装置が配設されたケーシング内に設けることにより、ミストフィルターの設置及び管理を容易にできる。
また、本発明では、搾乳された牛乳の圧送用配管の途中には、活性炭フィルターと滅菌フィルターとを設けることによって、図8に示すミルクポンプ32とバルククーラ40とを接続する配管33を清潔に保持できる。この活性炭フィルターと滅菌フィルターとを、膜式ドライヤ装置が配設されたケーシング内に設けることにより、活性炭フィルターと滅菌フィルターとの設置及び管理を容易にできる。更に、直接牛乳に触れる圧縮空気が、活性炭フィルターと滅菌フィルターとを通過しているため、食品の安全が図れる。
しかも、オイルミストフィルターと貯留タンクとの間に、オイルミストフィルターで捕集されている捕集油が再飛散されることのない除湿空気流速に抑制する流速抑制手段を設けている。このため、ストール内に乳牛が進入・離脱するゲートを開閉する開閉シリンダ装置を駆動し、貯留タンクに貯留されている除湿空気が大量に使用されても、膜式ドライヤ装置から貯留タンクに供給される除湿空気量を、オイルミストフィルターで捕集された捕集油が再飛散させることのない除湿空気流速に抑制できる、
尚、開閉シリンダ装置を駆動してストール内に乳牛を進入又は離脱した後、搾乳中又は次回搾乳までの間に、膜式ドライヤ装置から貯留タンク内に次に開閉シリンダ装置を駆動できる除湿空気を貯留できる。
また、ケーシング80の上面には、圧縮機からの圧縮空気の供給口80a、牛乳圧送用の除湿空気出口80b、ストール内に乳牛が進入・離脱するゲートを開閉する開閉シリンダ装置用の除湿空気出口80c、無給油式シリンダ装置用の除湿空気出口80d及び電線引込穴80eが設けられている。
更に、ケーシング80の側面に設けられている操作板84には、運転ランプ84a、運転切替スイッチ84b及びタイマー84cが設けられている。運転切替スイッチ84bは、図2に示す様に、外部運転、手動運転、停止及びタイマー運転に切り替えができるようになっている。また、タイマー84cには、所望の時間を設定できるようになっている。
具体的には、供給口80aから貯留タンク64の方向に、三方弁50、フィルター用レギュレータ52、電磁弁54、ミストフィルター56及び膜式ドライヤ装置58が順次設けられている。供給口80aから供給された圧縮空気中のドレンと油ミストとをミストフィルター56で除去した後、膜式ドライヤ装置58に供給して除湿する。
この膜式ドライヤ装置58には、図4に示す様に、水蒸気含有の吸湿圧縮空気(以下、単に吸湿空気と称することがある)を除湿する複数本の中空糸膜58b,58b・・束ねられた中空糸膜収束体が筒状のケース58a内に収容されている。この中空糸膜58bは、図4に示す拡大図の矢印の様に、中空糸膜58bの内側58iを流れる空気と中空糸膜58bの外側を流れるパージ空気との水蒸気分圧差に基づいて、中空糸膜58b内の空気中の水蒸気が膜壁58fを通過して中空糸膜58bの外側のパージ空気中に移動する。
かかる中空糸膜58b,58b・・束ねられた中空糸膜収束体を収容するケース58aには、中空糸膜収束体が収容された収容室59aと、中空糸膜収束体の各中空糸膜の一端側が開口され、吸湿空気が供給される吸湿空気供給口58cが設けられた吸湿空気室59bと、中空糸膜収束体の各中空糸膜58bの他端側が開口され、吸湿空気供給口58cから供給された吸湿空気が中空糸膜58b内を流れて除湿された圧縮除湿空気(以下、単に除湿空気と称することがある)を吐出する除湿空気吐出口が設けられた除湿空気室59cとが形成されている。この収容室59aと吸湿空気室59b及び除湿空気室59cとは、隔壁61,61で隔されている。この隔壁61,61内には、中空糸膜収束体の各中空糸膜の流路が形成されている。
更に、ケース58aには、除湿空気の一部を中空糸膜58bの外周面に沿って流すパージ空気として収容室59a内に供給するパージ空気供給口63aと、収容室59a内を流れるパージ空気をケース58a外に排出するパージ空気排出口63bとが設けられている。また、パージ空気を除湿空気室59cからパージ空気供給口63aに供給するパージ配管65が設けられている。
この様に、除湿手段として膜式ドライヤ装置58を設けることによって、冷凍式除湿装置を除湿手段に用いている場合に比較して、その点検・補修作業を著しく軽減でき且つ寒冷地においても、冬季間凍結によって使用不可能となる懸念も解消できる。
このオイルミストフィルター60としては、除湿空気中の油ミストを除去できる公知のオイルミストフィルターを使用できる。かかるオイルミストフィルター60としては、公知のオイルミストフィルターを使用でき、例えば特開2004-195350号公報に掲載されている図5に示すオイルミストフィルター60を使用できる。図5に示すオイルミストフィルター60は、円筒形状のハウジング60a内に円筒形の濾材部材から成るフィルタエレメント60bが設けられている。このオイルミストフィルター60では、ハウジング60aの上部に設けられた圧縮空気供給口60cから供給された圧縮空気がフィルタエレメント60bを通過する間に、除湿空気中の油ミストがフィルタエレメント60bに捕集される。油ミストが除去された除湿空気は、フィルタエレメント60bの側面側から排出されてハウジング60aの上部側面に設けられた圧縮空気出口60dから排出される。
一方、フィルタエレメント60bに捕集された捕集油は、フィルタエレメント60bを流下して、フィルタエレメント60bの下端から油滴となってハウジング60aの底面に落下して貯留される。
この点、図3に示す搾乳用圧縮空気供給装置では、流速抑制手段としてのオリフィス78によって、フィルタエレメント60bを通過する除湿空気の流速を、フィルタエレメント60bに捕集された捕集油が流下できる程度に抑制でき、フィルタエレメント60bを通過する除湿空気中に捕集油を再飛散する事態を防止できる。
ところで、オイルミストフィルター60は、用いられているフィルタエレメント60b等によって、フィルタエレメント60bに捕集された捕集油が再飛散する圧縮空気の限界流速が異なる。このため、使用するオイルミストフィルター60について、予め実験的に圧縮空気の限界流速を求めておくことが好ましい。
また、膜式ドライヤ装置58等の故障の際に、緊急避難用として、フィルター用レギュレータ52、ミストフィルター56、膜式ドライヤ装置58、オイルミストフィルター60及び逆止弁62をバイパスするバイパス配管69を設けることが好ましい。
尚、フィルター用レギュレータ52、ミストフィルター56及びオイルミストフィルター60では、捕集されたドレンや油が排出されるため、図3に示す様に、共用の排出配管67を設けておくことが好ましい。
レギュレータ66によって使用圧力に調整された除湿空気は、ケーシング80の除湿空気出口80bに接続された配管に設けられた電磁弁74を経由してストール内に乳牛が進入・離脱するゲートを開閉する開閉シリンダ装置16a,18b(図7)に供給される。
更に、除湿空気出口80cに接続された配管に設けられた電磁弁76を経由して図7に示す搾乳ロボットRに用いられる無給油式シリンダ装置に供給される。
また、レギュレータ66と除湿空気出口80dとを接続する配管には、図3に示す様に、活性炭フィルター68と滅菌フィルター70とが設けられており、除湿空気出口80dに接続された配管に設けられた電磁弁72を経由して図7に示すミルクポンプ32とバルククーラ40とを接続する配管33に、牛乳圧送用の除湿空気として供給される。
この活性炭フィルター68では、オイルミストフィルター60等では除去できなかった微細ミストを除去でき、滅菌フィルター70では、除湿空気中に細菌が存在していても除菌でき、図7に示す配管33内に微細ミストや細菌が侵入することを防止している。
かかる滅菌フィルター70としては、図6に示す様に、微細孔が多数個形成された中空糸70a,70a・・から成る除菌フィルターを好適に用いることができる。
例えば、乳牛12頭を同時に搾乳できるように、12個のストール10を設け、各ストール10に開閉シリンダ装置16a,18bを設けた場合、貯留タンク64の容量は90〜100リットル程度とすることが好ましい。貯留タンク64の容量を90リットル未満とすると、12個のストール10の各々に設けられた開閉シリンダ装置16a,18bの一方を同時に駆動したとき、貯留タンク64の圧力が開閉シリンダ装置16a,18bの駆動圧力以下に低下する傾向にある。他方、貯留タンク64を100リットルを超える容量とすると、装置の寸法が大型化し且つ運転開始から所定圧力まで昇圧するために要する時間が長くなる傾向にある。
50 三方弁
52 フィルター用レギュレータ
54,72,74,76 電磁弁
56 ミストフィルター
58 膜式ドライヤ装置
60 オイルミストフィルター
62 逆止弁
64 貯留タンク
66 レギュレータ
67 排出配管
68 活性炭フィルター
69 バイパス配管
70 殺菌フィルター
70 滅菌フィルター
78 オリフィス
80 ケーシング
82 基台
84 操作板
84b 運転切替スイッチ
84c タイマー
Claims (7)
- 圧縮機からの圧縮空気を膜式ドライヤ装置で除湿した除湿空気を貯留する貯留タンクが設けられ、
前記貯留タンクに貯留された除湿空気が、ストール内に乳牛が進入・離脱するゲートを開閉する開閉シリンダ装置の駆動用と、搾乳ロボットに用いられる無給油式シリンダ装置の駆動用と、搾乳された牛乳の圧送用とに供給され、且つ、前記開閉シリンダ装置の駆動用の除湿空気使用量が、前記無給油式シリンダ装置の駆動用および前記牛乳の圧送用の除湿空気使用量に比較して著しく多い搾乳用圧縮空気供給装置において、
前記膜式ドライヤ装置と前記貯留タンクとの間に、除湿空気に含有されている油ミストを除去するオイルミストフィルターが設けられ、且つ、前記オイルミストフィルターと前記貯留タンクとの間に、前記オイルミストフィルターで捕集されている捕集油が再飛散されることのない除湿空気流速に抑制する流速抑制手段が設けられ、
タイマーを備え、搾乳作業開始時間よりも所定時間早く前記圧縮機の運転を開始させるタイマー運転が可能であること
を特徴とする搾乳用圧縮空気供給装置。 - 膜式ドライヤ装置から貯留タンクに至る配管に設けられた部材が、同一のケーシング内に配設され、且つ前記ケーシングと貯留タンクとが同一基台上に設けられている請求項1記載の搾乳用圧縮空気供給装置。
- 流速抑制手段が、オリフィスである請求項1又は請求項2記載の搾乳用圧縮空気供給装置。
- 圧縮機と膜式ドライヤ装置との間には、ドレン及び油ミストを除去するミストフィルターが設けられている請求項1〜3のいずれか一項記載の搾乳用圧縮空気供給装置。
- 圧縮機と膜式ドライヤ装置との間には、ドレン及び油ミストを除去するミストフィルターが設けられ、且つ前記ミストフィルターが、膜式ドライヤ装置が配設されたケーシング内に設けられている請求項1〜3のいずれか一項記載の搾乳用圧縮空気供給装置。
- 搾乳された牛乳の圧送用配管の途中には、活性炭フィルターと滅菌フィルターとが設けられている請求項1〜5のいずれか一項記載の搾乳用圧縮空気供給装置。
- 搾乳された牛乳の圧送用配管の途中には、活性炭フィルターと滅菌フィルターとが設けられ、且つ前記活性炭フィルターと滅菌フィルターとが、膜式ドライヤ装置が配設されたケーシング内に設けられている請求項1〜5のいずれか一項記載の搾乳用圧縮空気供給装置。
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