JP4834646B2

JP4834646B2 - 火入れ機

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Publication number: JP4834646B2
Application number: JP2007288055A
Authority: JP
Inventors: 龍則羽田
Original assignee: 株式会社羽田
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2027-11-06
Also published as: JP2008136485A

Description

本発明は、バーナを用いて茶葉の乾燥を行う火入れ機に関する。

製茶工場において製造された茶は、荒茶と呼ばれ、この荒茶に仕上げ加工を施すことにより消費者の手に渡る仕上げ茶となる。茶葉を加熱乾燥する火入れ工程は、この仕上げ加工のうち最も重要な工程であり、この火入れ工程により茶特有の芳香を精製し、香味が向上する。

この火入れ工程を行う火入れ機は、棚状に配された茶葉を運ぶトラフに茶葉を送りながら加熱を行う回分式棚型火入れ機や、回転ドラムを用いて加熱乾燥する回転型火入れ機などが知られている。

特許文献１には、密閉された機枠内において多段に設置された茶葉が乗せされたトレーをコンベヤによって上段から下段へ移動させ、機枠の下方に設置された熱源から熱風を送ることで茶葉を加熱乾燥していく火入れ機が示されている。

特開平０８−０５４１８３号公報、図１

しかしながら、このような火入れ機は、加熱乾燥を行う熱源が、多段のトレーに対して、密閉された機枠の下方部にのみ設置されているだけであり、均等に茶葉を加熱できないため、任意の状態に加熱乾燥を調整することが困難である。また、火入れ機における温度設定は、火入れ機が設置された室内や乾燥中の茶葉周辺の雰囲気を感知した数値によって決められるため、ときには室内温度と設定温度との差が２０℃以上となることもあり、やはり任意の状態に加熱乾燥を調整することが困難であった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、茶葉の加熱乾燥を均等に行い、任意の加熱乾燥を行うことができる火入れ機を提供することを目的とする。

本発明による火入れ機は、茶葉が搬送される溝を備えたトラフと、前記トラフに茶葉を供給するフィーダと、前記フィーダよりも前段に設けられ茶葉を加熱一次乾燥するマイクロ波加熱機構と、前記マイクロ波加熱機構から送り出される所定量の茶葉を一時的に滞留するとともに、当該茶葉の搬送量を調整しつつ前記フィーダに送り出す搬送手段を有するホッパと、前記トラフに対して茶葉を搬送するための振動を付与する茶葉送り出し機構と、前記トラフの底面に対して所定の間隔を介して対向配置された遠赤外線を放射する放熱板を有し、前記トラフの溝を流れる茶葉を加熱二次乾燥するバーナとを備えたことを特徴とする。

上記のように構成したことで、マイクロ波加熱機構によって茶葉の内部（芯）を温めて一次乾燥したうえで、面状（板状）のバーナからの放射熱および放熱板からの遠赤外線による輻射熱によってトラフの溝に流れる茶葉に均等な熱を照射して二次乾燥を行うことで、一律な乾燥を行うことができ、また、一次乾燥後の茶葉の状態を確認してから二次乾燥を行うことができるため、任意の加熱乾燥を行うことができるようになる。

バーナの放熱板は、トラフの溝の幅方向中央部を中心として該トラフの底面に向かって湾曲状に突出した形状からなり、表面部が遠赤外線放射塗料により覆われるとともに、板厚方向に貫通形成された複数の孔部を備えた構造からなる構成とされていてもよい。このように構成すれば、バーナの放射熱のみならず、放熱板の輻射熱をも利用して茶葉を乾燥することができるようになる。

バーナおよび放熱板を上方から覆うとともに少なくともバーナおよび放熱板と対向する表面部が遠赤外線放射塗料により覆われ、バーナの放射熱および放熱板の輻射熱をトラフ側に反射させる凹面状の反射面を形成するバーナカバーをさらに備えた構成とされていてもよい。このように構成すれば、トラフの溝を流れる茶葉に有効に放射熱および輻射熱を照射して一律な乾燥を行うことができるようになる。

なお、バーナカバーのトラフ側の幅は、トラフの溝の幅より大きくなるように設定されているとよく、バーナカバーの反射面は、放射熱および輻射熱をトラフの溝の幅方向両端部近傍に反射する反射角度をもって形成されているとよい。これにより、トラフの溝を流れる茶葉に照射する熱の温度差を少なくして一律な乾燥を行うことができるようになる。

また、トラフの溝の幅は、バーナの放熱板の幅とほぼ等しく設定されているとよく、バーナおよびトラフの少なくとも一方を昇降駆動してトラフの溝の底面とバーナの放熱板との間隔を調整する昇降機構をさらに備えた構成とされていてもよい。また、トラフの溝の幅方向中央部に設けられ、溝を流れる茶葉の僅かに上部の温度を検出する温度センサをさらに備えていてもよい。このように構成すれば、トラフの溝を流れる茶葉に照射する熱の調整を容易に行い一律な乾燥を行うことができるようになる。

フィーダは、トラフの溝を流れる茶葉が、溝上で互いに重ならない程度に茶層が薄くなるように、トラフに供給するものであるとよい。このように構成すれば、トラフの溝を流れる茶葉にできるだけ均一に熱を照射して乾燥を行うことができるようになる。

マイクロ波加熱機構は、所定量の茶葉を内部に滞留して攪拌するための有底円筒状の回転本体部と、回転本体部の回転軸と同軸位置に連結され回転本体部の内部にマイクロ波を放射して該内部における茶葉を加熱するマイクロ波発生装置とを備えて構成されているとよく、回転本体部の円筒外周上に形成された茶葉の投入および排出を行うための開閉扉部を開閉駆動する開閉扉部駆動手段をさらに備えていてもよい。

フィーダの後段側からトラフの前段側に茶葉を供給するシュートをさらに備え、シュートは、茶葉と接触して茶葉を攪拌するための複数の突起部を有する構成とされていてもよい。このように構成すれば、フィーダからトラフへ茶葉を供給する際にさらに茶葉の搬送量を均一化することができるようになる。

ホッパの搬送手段は、回転駆動されるスクリューフィーダと、スクリューフィーダを回転駆動する駆動モータと、駆動モータの動作を制御する制御部とにより構成され、制御部によってスクリューフィーダの回転速度を調整することでフィーダを介してトラフに供給する茶葉の搬送量を調整する構成とされていてもよい。これにより、フィーダとともにトラフへの茶葉の搬送量をさらに任意に調整することができるようになる。

なお、トラフは、溝とは反対側の裏面側に溝を裏面側から覆う保温材を有する構成とされていてもよい。これにより、トラフ自体の温度を制御し易くなり、バーナの輻射熱と相まってさらに効果的に茶葉の乾燥を行うことができるようになる。

また、茶葉送り出し機構は、トラフが複数備えられた場合に、それぞれのトラフに対して異なる振動を付与し、各トラフにおける茶葉の搬送量を任意に設定可能に構成されていてもよい。このように構成すれば、各トラフにおける茶葉の搬送量を個別に制御して、火入れの程度を容易に調整することができるようになる。

本発明によれば、マイクロ波加熱機構によって茶葉の内部（芯）を温めて一次乾燥したうえで、面状（板状）のバーナからの放射熱および放熱板からの遠赤外線による輻射熱によってトラフの溝に流れる茶葉に均等な熱を照射して二次乾燥を行うことで、一律な乾燥を行うことができる。また、一次乾燥後の茶葉の状態を確認してから二次乾燥を行うことができるため、乾燥調整を容易に行うことができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明の火入れ機に係る実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る火入れ機の一部を切り欠いて示す正面図である。図２は、同火入れ機の一部を切り欠いて示す側面図である。また、図３は、図１の一部拡大正面図であり、図４は図３のＡ−Ａ'拡大断面図、図５は図３のＢ−Ｂ'拡大断面図、および図６は図５のＣ矢視図である。

第１実施形態に係る火入れ機は、図１〜図３に示すように、主として棚状に形成された多段フレーム１と、多段フレーム１の上段に設けられた茶葉投入口であるホッパ９と、この多段フレーム１によって上下方向に所定の間隔を置いて支持され茶葉が流れる上段トラフ２，中段トラフ３，及び下段トラフ４と、これらトラフ２〜４と対向する位置に配置され、それぞれ茶葉を遠赤外線により加熱二次乾燥するバーナ５とを備えて構成されている。

また、この火入れ機は、多段フレーム１のホッパ９の上方に配置され、後述する電磁式フィーダ１７の前段に設けられた茶葉を加熱一次乾燥するマイクロ波加熱機構５０と、このマイクロ波加熱機構５０から送り出される所定量の茶葉を一時的に滞留して搬送量を調整しつつホッパ９に茶葉を供給する茶葉供給装置６０とを備えて構成されている。なお、多段フレーム１は、バーナ５の外周が外周カバー１ａ（図２参照）によりそれぞれ覆われている。この外周カバー１ａは、バーナ５への火入れ時にバーナ５と各トラフ２〜４の間への不要な外気の進入を防ぐとともに、取り外しが容易にできる安全カバーの役割も果たしている。また、この外周カバー１ａは、その高さがｈ１（例えば２００ｍｍ）〜ｈ２（例えば３００ｍｍ）の範囲で設計されて多段フレーム１に取り付けられている。そして、この火入れ機では、多段フレーム１のバーナ５の外周以外の場所は開放状態であるため、加熱乾燥中の茶葉が不必要に蒸れたり色落ちしたりすることを防止することができ、加熱乾燥処理後の掃除等も容易に行うことが可能となる。

マイクロ波加熱機構５０は、所定量の茶葉を内部に滞留して攪拌するための有底円筒状の回転本体部５１と、この回転本体部５１の回転軸５１ａと同軸位置に連結され回転本体部５１の内部にマイクロ波を放射してこの内部における茶葉を加熱するマイクロ波発振部５２とを備えて構成されており、マイクロ波発振部５２から発振されたマイクロ波は、導波管５３を介して回転本体部５１に導入される。また、回転本体部５１は、旋回用モータ５４により回転軸５１ａを中心として回転駆動される。

マイクロ波加熱機構５０の回転本体部５１には、図５および図６に示すように、内部に茶葉の投入および内部から茶葉の排出を行うための一対の開閉扉部５５が円筒外周上に備えられ、これら開閉扉部５５は、一対の扉閉用スプリング５６によって常時回転軸５１ａ方向に付勢されている。また、開閉扉部５５は、回転本体部５１の上方位置に停止したときは、扉開閉用シリンダ５７ａにより、回転本体部５１の下方位置に停止したときは、扉開閉用シリンダ５７ｂにより、それぞれ開閉駆動される。これにより、開閉扉部５５が回転本体部５１の上方位置にあるときには、回転本体部５１の内部に茶葉を投入することができるとともに、下方位置にあるときには、回転本体部５１の内部で加熱一次乾燥された茶葉をホッパ９に供給することが可能となる。

マイクロ波加熱機構５０により加熱一次乾燥された所定量の茶葉は、次いで茶葉供給装置６０に供給され一時的に滞留される。茶葉供給装置６０は、駆動モータ６１によって回転駆動されるスクリュー軸６２を備え、このスクリュー軸６２の回転動作によって滞留された所定量の茶葉を搬送量を調整しつつホッパ９に供給する。この茶葉供給装置６０においては、加熱一次乾燥された茶葉を一時的に滞留することができるので、滞留された茶葉を確認することにより、加熱の具合を視認したりして加熱調整に役立てることが可能となる。

なお、この火入れ機には、ホッパ９の底面を加振する電磁式フィーダ１７が設置されており、この振動により茶葉供給装置６０からホッパ９に投入された茶葉を、例えば一定量ずつ上段トラフ２に押し出していく。また、各トラフ２〜４には、後述するトラフ２〜４を振幅運動させることにより茶葉を送り出す茶葉送り出し機構６が設置されている。さらに、上段トラフ２から中段トラフ３に茶葉が滑り落ちるように導く上中段シュート１０と、中段トラフ３から下段トラフ４に茶葉が滑り落ちるように導く中下段シュート１１が設置されている。

このような機構によって、茶葉は、マイクロ波加熱機構５０によって加熱一次乾燥された後に茶葉供給装置６０から排出されホッパ９から投入されて上段トラフ２に移り、上段トラフ２をＹ方向からＸ方向に進み、上中段シュート１０を滑り落ちて、中断トラフ３をＸ方向からＹ方向へ進み、中下段シュート１１を滑り落ちて、下段トラフ４をＹ方向からＸ方向へ進み火入れ機の外部へ排出される。この移動の間、各トラフ２〜４と対向するバーナ５によって茶葉の加熱二次乾燥（乾燥火入れ）が行われる。また、バーナ５は、後述するバーナ昇降機構８によってトラフ２〜４との間隔を調整される。

図４は、同火入れ機の上段トラフ２周辺の要部拡大図である。バーナ５は、ガスバーナ５ａと、この下面に取り付けられ、上段トラフ２の溝２ａの幅方向中央部を中心として溝２ａの底面に向かって湾曲状に突出した形状の放熱板としてのセラミックプレート５ｂとを有し、セラミックプレート５ｂを介して遠赤外線を放射する。セラミックプレート５ｂの表面は遠赤外線放出塗料により覆われており、このような形状（面状）のガスバーナ５を使用することで、セラミックプレート５ｂを介して茶葉を均一に乾燥する。

図７は、セラミックプレート５ｂを示す斜視図である。セラミックプレート５ｂは、トラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａ上に最も平均してガスバーナ５ａの放射熱を照射できるように、例えば穴径φ４で板厚方向に複数貫通形成された孔部５ｄを備えて構成されている。

また、バーナ５は、上段トラフ２の溝２ａの底面側が開口された半楕円断面のような形状を有し、ガスバーナ５ａおよびセラミックプレート５ｂを上方から溝２ａの底面に向かって覆うとともに少なくともガスバーナ５ａおよびセラミックプレート５ｂと対向する表面がセラミックプレート５ｂと同様に遠赤外線放射塗料により覆われた構造のバーナカバー５ｃを備えて構成されている。このバーナカバー５ｃの長手方向両端部は壁状に閉塞されており、図示は省略するが、バーナ５のノズル付近にはバーナ５の内側空間５ｈ（図３参照）におけるノズルからのガスの噴出し方向に二次空気を送る調整バルブ付きの空気供給部が設けられている。このような構造により、効率よく空気を供給してバーナ５においてガスを完全燃焼することができる。また、バーナ５は、図示しない電磁弁によりガス供給量が調整される構造を有するため、この電磁弁を切替制御することにより、例えば強火や弱火などの燃焼調整を行って容易に温度制御をすることができる。

このバーナカバー５ｃの各トラフ２〜４側の幅は、各トラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａの幅よりも大きくなるように設定されている。また、バーナカバー５ｃは、内側表面にガスバーナ５ａの放射熱およびセラミックプレート５ｂの輻射熱を上段トラフ２側に反射させる凹面状の反射面５ｅを形成しており、この反射面５ｅは、放射熱および輻射熱をトラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａの幅方向両端部近傍に集中的に反射させる反射角度をもって形成されている。さらに、バーナカバー５ｃの幅方向中央部には、ダンパ５ｆを介してバーナカバー５ｃの内側空間５ｈからの燃焼ガスを排気空間５ｉを通して排気するための排気筒５ｇ（図３参照）がそれぞれ設けられている。この排気筒５ｇにより、火入れ機の機内の温度を安定させることができる。これにより、例えばガス消費量を従来のものと比較して約２割程度削減することができた。

上段トラフ２には、長手方向に茶葉が送られる溝２ａが設置されており、この溝２ａにバーナ５が対向して配置されている。なお、図３において、バーナ５は、上段トラフ２の長さ方向に直列に２つ設置されているが、この数は特に２つに限定されるものではなく、上段トラフ２の長さに合わせてバーナ５の数を適宜決定すればよい。同様に、中段トラフ３および下段トラフ４にもそれぞれ溝３ａおよび溝４ａが設置され、それぞれに対向するようにバーナ５が備えられている。

溝２ａが形成された上段トラフ２は、例えばアルミからなる一枚板を折り曲げたり、あらかじめ１つの溝２ａを備えた金属板などにより形成することができ、本例では黒のアルマイト加工が施されている。ここで、溝２ａの幅は、例えばバーナ５のセラミックプレート５ｂの幅からその２．５倍の幅の間であること望ましく、より好ましくはバーナ５のセラミックプレート５ｂの幅とほぼ等しく設定されている。

本発明者の実験によれば、バーナ面の幅がトラフの溝幅の１／２．５より小さくなるとトラフ両端での茶層の乾燥が不十分であることが確認されている。また、バーナ面の幅がトラフの溝幅を超えると、バーナの熱の有効利用が図れなくなる。例えば、バーナ面の幅が１００ｍｍ程度であれば、トラフの溝幅を１００〜２５０ｍｍに設定することが好ましく、本例では２３０ｍｍに設定されている。バーナ面の幅を１００ｍｍ程度としたのは、ガスバーナがやわらかな熱にコントロールでき、茶葉の乾燥に最も適しているためである。

中段トラフ３および下段トラフ４の溝３ａ，４ａについても同様である。なお、トラフ２〜４の有する溝２ａ，３ａ，４ａの長手方向中央部には、温度を検出する先端部が茶葉から突出する高さとなるように図示しない温度センサが設置されている。

なお、茶葉送り出し機構６は、各トラフ２〜４の茶葉の進行方向に向かって後方に設置される。ここでは、例えば上段トラフ２に接続している茶葉送り出し機構６を例として説明する。

多段フレーム１における下段フレーム１ｂのＹ側端部には、ブラケット１９を介してモータ１８が載置され、軸受け２１ｂを介して回転軸２１が備えられている。このモータ１８と回転軸２１は、プーリ１８ａ、タイミングベルト２３およびプーリ２１ａを介して連結されている。また、回転軸２１の外周には、図示しない偏心スリーブが回転軸２１に対して偏心した状態で設けられている。

一方、上段トラフ２のＹ側端部には、係止部材１７ａを介して連結軸２４が設けられている。この回転軸２１と、連結軸２４とは、回転運動を回転振幅運動に変換する連結部材であるコンロッド２２を介して連結されている。トラフ３，４用の茶葉送り出し機構６も、基本的にはこれと同様の構成となっているが、回転軸２１と連結軸２４の配置関係は、常に連結軸２４が回転軸２１よりも茶葉送り出し方向に前側に配置されるようになっている。

なお、このような構成によれば、上下に隣接するプーリ２１ａ同士をタイミングベルト２３で連結し、最下段（あるいは最上段）のプーリ２１ａと１台のモータ１８とをタイミングベルト２３で連結しているため、１台のモータ１８ですべての茶葉送り出し機構６を駆動することができる。この場合、各段の茶葉送り出し機構６の回転位相を均等にずらす（例えば、３つのトラフ２〜４の場合には、１２０°ずつ、ずらす）ことにより、装置全体の振動抑制と振動による移動を防止することができる。また、このように構成することにより、トラフの段数にかかわらず、モータ１８は１台で済むので、コスト削減を図ることができる。

これにより、モータ１８の回転によりタイミングベルト２３を介して回転軸２１が同期回転し、この回転運動がコンロッド２２を介して連結軸２４の微小回転振幅運動に変換される。このトラフ２〜４の微小回転振幅運動により茶葉は飛び跳ねるようにして各トラフ２〜４上を進んでいく。このため、トラフ２〜４は水平に設置することが望ましい。傾斜を付けると茶葉の流れは良好になるものの、平均して流れにくくなり、茶葉が跳ねる動きよりもこすって進む動きとなってしまう。

なお、茶葉を送り出す速度は、回転軸２１に対して偏心スリーブ２０の位置を変えることなどで調整することができる。また、図１に示すように、各トラフ２〜４には、この茶葉送り出し機構６の運動を妨げないように各トラフ２〜４を多段フレーム１に弾性保持する板バネ７が茶葉の進行方向に向かって前下方に傾斜するように設置されている。ここで、各トラフ２〜４は、例えばコイルバネによって多段フレーム１に支持されていてもよい。

バーナ昇降機構８は、例えば図４に示すように、多段フレーム１に取り付けられた回転軸８ｃと連結された手動ハンドル８ａと、この手動ハンドル８ａの回転運動を昇降運動に変換する減速機８ｂと、この減速機８ｂとバーナ５とを連結するアームロッド８ｄとから構成されている。これにより、手動ハンドル８ａを回転させると、減速機８ｂのギアが回転し、各トラフ２〜４とバーナ５との相対位置を変化させることができる。このようにしてバーナ５を昇降させることができる。

次に、このように構成された火入れ機の動作について説明する。

この火入れ機に投入された茶葉は、まず、マイクロ波加熱機構５０によって加熱一次乾燥され、次いで茶葉供給装置６０を介して上段トラフ２から下段トラフ４へとバーナ５によって加熱二次乾燥されながら移動していく。ここで、マイクロ波加熱機構６０から茶葉供給装置６０に供給された茶葉の温度や状態を考慮しながら加熱一次乾燥の程度を調整するとともに、各トラフ２〜４の中心部に設置された温度センサ１６が、茶葉とバーナ５との間の温度をモニタリングしているため、この温度や茶葉の状態を考慮しながら、加熱二次乾燥の程度を調整する。

具体的には、マイクロ波加熱機構６０におけるマイクロ波放射時間を調整したり、回転本体部５１の回転状態（回転速度や回転数）を調整したり、さらにはバーナ昇降機構８を駆動してバーナ５と各トラフ２〜４における茶葉との距離を調整したり、バーナ５の火力を調整することで茶葉の総合的な加熱乾燥を調整することができる。

なお、各トラフ２〜４における茶葉は、むらすことなく少量を薄く流し、一葉一葉に弱火で時間をかけてじっくり火入れすることが好ましい。このため、加熱二次乾燥を行う茶葉はできるだけ薄くのばして乾燥を行う。具体的には、電磁式フィーダ１７を、茶葉が各トラフ２〜４上で重なることがない程度、すなわち茶層から各トラフ２〜４の底が見え隠れする程度に茶層が薄くなるように茶葉を上段トラフ２に供給する。

次に、このように構成された火入れ機の効果について説明する。

マイクロ波加熱機構６０によって、茶葉を加熱一次乾燥し、茶葉供給装置６０にて一時的に滞留することにより、茶葉の内部（芯の部分）を加熱乾燥した後にこの内部の熱を拡散させることができるので、加熱一次乾燥された茶葉の状態や香味を確認してから加熱二次乾燥（火入れ）を行うことができ、乾燥調整をより綿密かつ容易に行うことができる。

このマイクロ波加熱機構６０での加熱一次乾燥では、具体的には２ｋｇ程度の茶葉を２分間加熱し、茶葉の投入と排出とにさらに２分間要するとすれば、一時間に１５回程度の加熱処理を繰り返すことができ、微妙な乾燥調整を行うことができるとともに、乾燥調整の失敗による不具合（例えば、茶葉を駄目にするなど）を極力少なくすることができる。また、上記条件によると、加熱二次乾燥に回す茶葉を一時間に３０ｋｇとすることができ、大量処理では実現しにくいきめ細やかな火入れを行うことができる。

また、バーナ５の幅と、各トラフ２〜４の溝２ａ、３ａ、４ａの幅をほぼ等しくすることで、バーナ５の熱が茶葉に均等に行き届く。これにより、茶葉に均等な熱を照射して、一律な乾燥を行うことができる。また、セラミックプレート５ｂの形状やバーナカバー５ｃの反射面５ｅの反射角度に工夫を施したことにより、各トラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａ上に照射する熱の温度差を少なくし、各トラフ２〜４における茶葉を均一に乾燥することができる。

また、各トラフ２〜４の中心部に設置された温度センサは、茶層に接しない茶層から僅かに上部に突出した部分の温度を測定するので、茶葉が流れていない状態でも、流れている状態でも設定温度に差が出ず、茶葉の加熱乾燥を容易に調整できるため、所望の状態の茶葉を得ることができる。すなわち、上記の構成によれば、次のような安定した加熱温度での乾燥を行うことが可能となる。

図８および図９は、各トラフ２〜４上における熱の温度を測定した測定結果を示す説明図である。図８に示すように、本例の火入れ機では、加熱飽和状態での温度は、どの測定点１〜８においても例えば１８０℃〜１８５℃の周辺にて安定した状態となり、温度差は５℃程度に抑えることができた。また、図９に示すように、バーナ５の点火後１５分程度経過した状態での温度は、測定点１〜８において１６０℃〜１７０℃の周辺にて安定した状態となり、温度差は１０℃程度に抑えることができた。従来の火入れ機においては温度差が約３０℃程度が通常であったことを考慮すると、本例の火入れ機によれば、安定した加熱温度による茶葉の乾燥が可能となり、一律な乾燥を実現することができる。

なお、第１実施形態では、各トラフ２〜４に設置された溝２ａ、３ａ、４ａは、１列としているが、これは数を限定するものではなく、複数列の溝を設け、各溝２ａ，３ａ，４ａごとにバーナ５を設置すれば任意の数の列で各トラフ２〜４の溝を設置することができる。

また、第１実施形態では、３段構成のトラフ２〜４を設置したが、これは数を限定するものではなく、任意の段数に設定しても本発明の効果を奏することができる。

また、各トラフ２〜４の中心部に設置された温度センサは、任意の箇所に複数設置してもよい。

また、上記第１実施形態では、図１に示すような茶葉送り出し機構６を各トラフ２〜４の向かって左側に設けたが、例えば左右交互に設け、それぞれにプーリ２１ａとモータ１８とをＶベルトで連結し、各茶葉送り出し機構６を駆動するように構成してもよい。このようにすれば、各トラフ２〜４における茶葉の送り出し速度などを独立して制御し、微調整を行うことができる。

次に、本発明の第２実施形態の火入れ機について説明する。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には、特に明記しない限り同一の符号を付して説明を省略する。図１０は、本発明の第２実施形態に係る火入れ機の一部を切り欠いて示す拡大正面図である。また、図１１は、図１０のＤ拡大矢視図である。また、図１２は図１０のＥ−Ｅ’拡大断面図、図１３は図１０のＦ−Ｆ’拡大断面図、および図１４は図１３のＧ−Ｇ’断面図である。

第２実施形態に係る火入れ機は、例えば次の（１）〜（４）の点で第１実施形態に係る火入れ機とは相違している。すなわち、この火入れ機は、図１０および図１１に示すように、まず、（１）ホッパ９と上段トラフ２との間に、図１０中白抜き矢印で示す方向からホッパ９に供給された茶葉を、図１０中実線矢印で示すように上段トラフ２に供給するシュート７０が設けられている点が相違している。

このシュート７０は、図１１に示すように、茶葉Ｔが流れる流通面７０ａから突出形成された複数の突起部７１を備えている。これら複数の突起部７１は、所望の段数や列を構成するように形成されており、流通する茶葉Ｔと当接して攪拌する作用を有する。このようにシュート７０によって、茶葉を攪拌して供給することができるので、上段トラフ２へ搬送する茶葉の搬送量を均一化することができるようになる。

また、図示は省略するが、この火入れ機は、（２）茶葉供給装置６０が駆動モータ６１およびスクリュー軸６２の他に、これらを制御するＣＰＵなどからなる制御部を備え、この制御部の制御によって駆動モータ６１の駆動量を変化させ、スクリュー軸６２の回転速度を調整してホッパ９への茶葉の搬送量を調整可能な点が相違している。

このように茶葉供給装置６０によって茶葉の搬送量を調整することができるので、電磁式フィーダ１７によって加振されるホッパ９とともに、マイクロ波加熱機構５０により加熱一次乾燥された茶葉の上段トラフ２への搬送量を容易に調整することができるようになる。これにより、加熱二次乾燥する茶葉の搬送量を容易に所望量に調整して、さらに望ましい火入れ処理を行うことが可能となる。

さらに、この火入れ機は、図１０および図１２に示すように、（３）上段トラフ２、中段トラフ３および下段トラフ４の溝２ａ，３ａ，４ａとは反対側の裏面側に、これら溝２ａ〜４ａを裏面側から覆う（すなわち、各トラフ２〜４の側面までも含む状態で覆う）保温材７９が取り付けられている点が相違している。

このように各トラフ２〜４に保温材７９が取り付けられているため、各トラフ２〜４自体の温度を制御し易くすることができ、バーナ５の輻射熱との相乗効果で加熱二次乾燥の度合いを大幅に向上させることができるようになる。この場合、各トラフ２〜４を所望の温度に保てるため、例えばバーナ５を強火や弱火に温度調整する際の時間間隔を短くすることができ、安定した加熱二次乾燥を行うことができる。

また、この火入れ機は、図１０、図１３および図１４に示すように、（４）茶葉送り出し機構６の回転軸２９が、コンロッド２２の端部２２ａに接続された偏心スリーブ２９ｂに対してボルト２９ａを締めたり緩めたりすることで上下方向αに可変調整することができ、軸受け２１ｂに対する偏心量を設定することができる点が相違している。

このような構造の回転軸２９を採用することで、各トラフ２〜４におけるモータ１８からの振動を各トラフ２〜４ごとに独自に調整することが可能となり、各トラフ２〜４の溝２ａ〜４ａ上での茶葉の進み具合や跳ね具合を任意に設定することができる。これにより、例えば上段トラフ２での搬送速度よりも下段トラフ４での搬送速度を遅くして、加熱二次乾燥での微妙な熱の照射時間調整などをさらに行い易くすることができる。

なお、上述した第１および第２実施形態の火入れ機は、加熱二次乾燥においてはガスを熱源とするバーナ５による遠赤外線を利用しつつ茶葉送り出し機構６による搬送を実現する火入れ機である。このため、茶葉に熱を照射した場合に茶葉の表面が硬くならずに茶葉に滑りが生じ、いわゆる手揉みでの火入れ処理と同様の状態を容易に再現することができる。

本発明の一実施形態に係る火入れ機の一部を切り欠いて示す正面図である。同火入れ機の一部を切り欠いて示す側面図である。図１の一部拡大正面図である。図３のＡ−Ａ'拡大断面図である。図３のＢ−Ｂ'拡大断面図である。図５のＣ矢視図である。セラミックプレートを示す斜視図である。各トラフ上における熱の温度を測定した測定結果を示す説明図である。各トラフ上における熱の温度を測定した測定結果を示す説明図である。本発明の第２実施形態に係る火入れ機の一部を切り欠いて示す拡大正面図である。図１０のＤ拡大矢視図である。図１０のＥ−Ｅ’拡大断面図である。図１０のＦ−Ｆ’拡大断面図である。図１３のＧ−Ｇ’断面図である。

符号の説明

１…多段フレーム、２…上段トラフ、３…中段トラフ、４…下段トラフ、５…バーナ、６…茶葉送り出し機構、７…板バネ、８…バーナ昇降機構、９…ホッパ、１０…上中段シュート、１１…中下段シュート、１７…電磁式フィーダ、１８…モータ、１９…ブラケット、２０…偏心スリーブ、２１…回転軸、２２…コンロッド、２３…タイミングベルト、２４…連結軸、５０…マイクロ波加熱機構、６０…茶葉供給装置。

Claims

茶葉が搬送される溝を備えたトラフと、
前記トラフに茶葉を供給するフィーダと、
前記フィーダよりも前段に設けられ茶葉を加熱一次乾燥するマイクロ波加熱機構と、
前記マイクロ波加熱機構から送り出される所定量の茶葉を一時的に滞留するとともに、当該茶葉の搬送量を調整しつつ前記フィーダに送り出す搬送手段を有するホッパと、
前記トラフに対して茶葉を搬送するための振動を付与する茶葉送り出し機構と、
前記トラフの底面に対して所定の間隔を介して対向配置された遠赤外線を放射する放熱板を有し、前記トラフの溝を流れる茶葉を加熱二次乾燥するバーナと
を備えたことを特徴とする火入れ機。
前記バーナの放熱板は、前記トラフの溝の幅方向中央部を中心として該トラフの底面に向かって湾曲状に突出した形状からなり、表面部が遠赤外線放射塗料により覆われるとともに、板厚方向に貫通形成された複数の孔部を備えた構造からなることを特徴とする請求項１記載の火入れ機。
前記バーナおよび前記放熱板を上方から覆うとともに少なくとも該バーナおよび該放熱板と対向する表面部が遠赤外線放射塗料により覆われ、該バーナの放射熱および該放熱板の輻射熱を前記トラフ側に反射させる凹面状の反射面を形成するバーナカバーをさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の火入れ機。
前記バーナカバーのトラフ側の幅は、前記トラフの溝の幅より大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項３記載の火入れ機。
前記バーナカバーの反射面は、前記放射熱および前記輻射熱を前記トラフの溝の幅方向両端部近傍に反射する反射角度をもって形成されていることを特徴とする請求項３または４記載の火入れ機。
前記トラフの溝の幅は、前記バーナの放熱板の幅とほぼ等しく設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の火入れ機。
前記バーナおよび前記トラフの少なくとも一方を昇降駆動して前記トラフの溝の底面と前記バーナの放熱板との間隔を調整する昇降機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の火入れ機。
前記トラフの溝の幅方向中央部に設けられ、前記溝を流れる茶葉の僅かに上部の温度を検出する温度センサをさらに備えてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の火入れ機。
前記フィーダは、前記トラフの溝を流れる茶葉が、該溝上で互いに重ならない程度に茶層が薄くなるように、前記トラフに供給するものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の火入れ機。
前記マイクロ波加熱機構は、前記所定量の茶葉を内部に滞留して攪拌するための有底円筒状の回転本体部と、該回転本体部の回転軸と同軸位置に連結され当該回転本体部の内部にマイクロ波を放射して該内部における茶葉を加熱するマイクロ波発生装置とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の火入れ機。
前記マイクロ波加熱機構は、前記回転本体部の円筒外周上に形成された茶葉の投入および排出を行うための開閉扉部を開閉駆動する開閉扉部駆動手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の火入れ機。
前記フィーダの後段側から前記トラフの前段側に茶葉を供給するシュートをさらに備え、
前記シュートは、前記茶葉と接触して該茶葉を攪拌するための複数の突起部を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の火入れ機。
前記ホッパの前記搬送手段は、回転駆動されるスクリューフィーダと、該スクリューフィーダを回転駆動する駆動モータと、該駆動モータの動作を制御する制御部とにより構成され、前記制御部によって前記スクリューフィーダの回転速度を調整することで前記フィーダを介して前記トラフに供給する茶葉の搬送量を調整することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項記載の火入れ機。
前記トラフは、前記溝とは反対側の裏面側に該溝を該裏面側から覆う保温材を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項記載の火入れ機。
前記茶葉送り出し機構は、前記トラフが複数備えられた場合に、それぞれのトラフに対して異なる振動を付与し、各トラフにおける茶葉の搬送量を任意に設定可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項記載の火入れ機。