JP6997414B2 - 過熱蒸気殺菌装置、および、過熱蒸気殺菌装置用の回転軸部 - Google Patents

Description

本発明は、過熱蒸気殺菌装置に関する。

過熱蒸気を用いて穀物を殺菌する装置が知られている（例えば、下記の特許文献１）。特許文献１の装置では、横型筒状部に穀物を供給し、穀物を軸線方向に送るとともに撹拌しつつ、過熱蒸気を当該穀物に照射することによって、穀物の殺菌処理が行われる。穀物の撹拌は、主軸の周囲に形成された複数の撹拌羽根によって行われる。複数の撹拌羽根は、第１の撹拌羽根と、第１の撹拌羽根に対して周方向に１８０回転された位置に配置される第２の撹拌羽根と、からなる。

ＷＯ２０１７／０３３８７７

上述した過熱殺菌装置は、撹拌効果や穀物の定量移送の観点から改善の余地を残している。撹拌が十分に行われないと、過熱蒸気と穀物との接触ムラが生じることになる。同様に、過熱殺菌処理装置内での穀物の移送量が軸線方向に沿って不均一になると、すなわち、横型筒状部内での穀物の滞留量が軸線方向に沿って一定していないと、過熱蒸気と穀物との接触ムラが生じることになる。このような接触ムラは、殺菌効果の低下につながり得る。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の第１の形態によれば、過熱蒸気殺菌装置が提供される。この過熱蒸気殺菌装置は、被殺菌物を供給する供給口が形成された一端と、殺菌処理物を排出する排出口が形成された他端と、を有する横型筒状部を備えている。過熱蒸気殺菌装置は、さらに、横型筒状部内に回転可能に配置される回転軸部を備えている。回転軸部は、主軸と、主軸の軸線方向に移送される被殺菌物を撹拌するために主軸の周囲に形成された複数の撹拌羽根と、を備えている。過熱蒸気殺菌装置は、さらに、横型筒状部内で移送および撹拌される被殺菌物に過熱蒸気を照射するための蒸気排出口を備えている。複数の撹拌羽根は、主軸の周方向において互いに異なる少なくとも３つの角度位置に配置される。

かかる過熱蒸気殺菌装置によれば、複数の撹拌羽根が周方向において互いに異なる２つの角度位置に配置される従来の構成と比べて、より多くの角度位置で被殺菌物を撹拌できる。したがって、過熱蒸気と被殺菌物との接触ムラが生じることを抑制し、殺菌効果を高めることができる。また、主軸の１回の回転において被殺菌物が掻き上げられる頻度が増えるので、被殺菌物が常に掻き上げられている状態に近づけることができる。換言すれば、被殺菌物が掻き上げられている状態と、被殺菌物が横型筒状部の底に滞留している状態と、のサイクルを短くすることができる。したがって、これらの２つの状態間の差によって発生する横型筒状部の定量移送性能の低下を抑制することができる。その結果、過熱蒸気と被殺菌物との接触ムラが生じることを抑制し、殺菌効果を高めることができる。

本発明の第２の形態によれば、第１の形態において、複数の撹拌羽根は、主軸の軸線方向に沿って千鳥状に配置される。かかる形態によれば、複数の撹拌羽根の周方向における偏りと、軸線方向における偏りと、のバランスを図り、撹拌性能を向上できる。

本発明の第３の形態によれば、第２の形態において、複数の撹拌羽根は、軸線方向における一方側に最も近い位置に配置された撹拌羽根と、軸線方向における他方側に最も近い位置に配置された撹拌羽根と、の間において、軸線方向に沿った全ての位置において複数の撹拌羽根のうちの少なくとも１つが設置されるように配置される。かかる形態によれば、軸線方向に沿った全ての位置において撹拌羽根による撹拌が行われる。したがって、軸線方向に沿った接触ムラを抑制できる。

本発明の第４の形態によれば、第１ないし第３のいずれかの形態において、複数の撹拌羽根の各々の大きさは、互いに実質的に等しい。かかる形態によれば、被殺菌物を軸線方向に沿って均一に撹拌できる。したがって、軸線方向に沿った接触ムラをいっそう抑制できる。また、複数の撹拌羽根の製造を効率的に行える。

本発明の第５の形態によれば、第１ないし第４のいずれかの形態において、複数の撹拌羽根の各々は、主軸から、主軸の接線方向に延在している。かかる形態によれば、第１の方向および第２の方向が主軸の径方向である場合と比べて、横型筒状部の内面に向けて被殺菌物を押しつける力が作用するので、被殺菌物同士を分離しやすくなる。したがって、撹拌性能が向上し、接触ムラをいっそう抑制できる。

本発明の第６の形態によれば、第１ないし第５のいずれかの形態において、複数の撹拌羽根は、主軸から第１の方向に延在する第１の撹拌羽根と、第１の撹拌羽根に対して主軸の軸線を中心として９０度回転された位置に配置され、主軸から第１の方向と直交する第２の方向に延在する第２の撹拌羽根と、第１の撹拌羽根に対して軸線を中心として１８０度回転された位置に配置され、主軸から第１の方向に延在する第３の撹拌羽根と、第１の撹拌羽根に対して軸線を中心として２７０度回転された位置に配置され、主軸から第２の方向に延在する第４の撹拌羽根と、を備えている。かかる形態によれば、撹拌羽根の数が過剰に増大することを抑えつつ、十分な撹拌効果が得られる。

本発明の第７の形態によれば、第６の形態において、第１の撹拌羽根および第２の撹拌羽根は、第１の撹拌羽根と第２の撹拌羽根とが周方向に重複せず、かつ、軸線方向において第１の撹拌羽根と第２の撹拌羽根との間に隙間が形成されないように、千鳥状に配置される。第３の撹拌羽根は、軸線方向において第１の撹拌羽根と同一の位置に配置され、第４の撹拌羽根は、軸線方向において第２の撹拌羽根と同一の位置に配置される。かかる形態によれば、第６の形態の撹拌効果をいっそう高めることができる。

本発明の第８の形態によれば、過熱蒸気殺菌装置用の回転軸部が提供される。この回転軸部は、主軸と、主軸の周囲に形成された複数の撹拌羽根と、を備えている。複数の撹拌羽根は、主軸の周方向において互いに異なる少なくとも３つの角度位置に配置される。かかる回転軸部によれば、第１の形態と同様の効果を奏する。第８の形態に第２ないし第７のいずれかの形態を付加することも可能である。

本発明の一実施形態による過熱蒸気殺菌装置の概略図である。 過熱蒸気殺菌装置の縦断面図である。 主軸および撹拌羽根の正面図である。 主軸および撹拌羽根の側面図である。 主軸および撹拌羽根の斜視図である。

図１は、本発明の一実施形態による過熱蒸気殺菌装置１０の概略図であり、部分的に断面を示している。図２は、過熱蒸気殺菌装置１０を軸線Ａの方向（図５参照）と直交する方向に切った縦断面図である。図１に示すように、過熱蒸気殺菌装置１０は、横型筒状部２０（以下、単に筒状部２０とも呼ぶ）と、回転軸部３０と、複数（本実施例では４つ）の過熱蒸気ボックス８０と、を備えている。

筒状部２０は、水平方向に延在する略円筒形状を有している。筒状部２０のうちの軸線Ａの方向（図５参照）の一端側の上部には、被殺菌物としての穀粒を筒状部２０内へ供給するための供給口２１が形成されている。筒状部２０のうちの軸線Ａの方向の他端側の下部には、穀粒を筒状部２０から排出するための排出口２３が形成されている。供給口２１には供給シュート７１が接続されており、排出口２３には排出シュート２２が接続されている。

回転軸部３０は、穀粒の流れにおける上流側の主軸３１と、下流側の主軸３３と、主軸３１と主軸３３との間の主軸３２と、を備えている。主軸３１，３２，３３は、同軸に連結されている。主軸３１の周囲には螺旋スクリュー３４が形成されている。主軸３３の周囲には、螺旋スクリュー３５が形成されている。主軸３２の周囲には、複数の撹拌羽根４０が形成されている。なお、図１において、撹拌羽根４０は概略的に示されており、撹拌羽根４０の詳細については後述する。

かかる主軸３１，３２，３３、螺旋スクリュー３４，３５および撹拌羽根４０は、筒状部２０内に配置されている。主軸３１の一端側（主軸３２と反対側の端部）は、軸受７２によって支持されており、主軸３３の一端側（主軸３２と反対側の端部）は、軸受７３によって支持されている。主軸３３には、駆動プーリ７７が装着されている。駆動プーリ７７には、駆動モータ７４の回転力がモータプーリ７５およびベルト７６を介して伝達される。これによって、主軸３１，３２，３３、螺旋スクリュー３４，３５および撹拌羽根４０は、一体的に回転可能に構成されている。

螺旋スクリュー３４，３５は、筒状部２０内に供給された穀粒を、主軸３２の軸線Ａの方向に移送する機能を有している。撹拌羽根４０は、筒状部２０内において軸線Ａの方向に移送される穀粒を掻き上げることによって撹拌する機能を有している。

過熱蒸気ボックス８０は、筒状部２０の上方に配置されている。この過熱蒸気ボックス８０は、軸線Ａの方向に沿って複数（図示する例では４つ）の区画に仕切られている。過熱蒸気ボックス８０の上方には、過熱蒸気ノズル８１が設けられている。過熱蒸気ノズル８１の数は、過熱蒸気ボックス８０の区画の数と等しい。過熱蒸気ボックス８０は、過熱蒸気ノズル８１から供給される過熱蒸気を一時的に貯留する。過熱蒸気は、水蒸気を１００℃以上に過熱することによって得られ、その温度領域は、例えば、２００℃から４００℃である。

図２に示されるように、過熱蒸気ボックス８０の下面壁８３には、蒸気排出口８５が形成されている。過熱蒸気ボックス８０の内部は、蒸気排出口８５を介して、筒状部２０の内部と連通している。蒸気排出口８５の開口面積は、開閉シャッタ８４によって調節可能である。

かかる過熱蒸気殺菌装置１０では、供給シュート７１から供給された穀粒は、供給口２１を介して筒状部２０内に入る。筒状部２０内において、穀粒は、螺旋スクリュー３４，３５によって軸線Ａの方向に沿って移送されつつ、撹拌羽根４０によって撹拌される。このとき、過熱蒸気ボックス８０に貯留された過熱蒸気が蒸気排出口８５を介して穀粒に照射され、穀粒の殺菌が行われる。こうして殺菌された穀粒（殺菌処理物）は、排出シュート２２から排出される。

排出シュート２２は、ロータリーバルブ等を介して次工程の穀粒冷却部（図示省略）に接続されている。穀粒冷却部では、穀物を撹拌しつつ、当該穀物に冷却風を供給することによって穀粒の冷却が行われる。冷却に加えて、異物の選別が行われてもよい。

図３は、主軸３２および撹拌羽根４０の正面図である。図４は、主軸３２および撹拌羽根４０の側面図である。図５は、主軸３２および撹拌羽根４０の斜視図である。本実施形態では、複数の撹拌羽根４０は、周方向におけるそれらの設置位置に基づいて４つに区分される。以下の説明では、符号「４０」の末尾にａ～ｄのいずれかを追加して、周方向の設置位置が互いに異なる撹拌羽根４０を区別することがある。撹拌羽根４０は、第１の撹拌羽根４０ａと、第２の撹拌羽根４０ｂと、第３の撹拌羽根４０ｃと、第４の撹拌羽根４０ｄと、を備えている。本実施形態では、第１ないし第４の撹拌羽根４０ａ～４０ｄの大きさは、互いに実質的に等しい。これにより、穀粒を軸線Ａの方向に沿って均一に撹拌できる。また、複数の撹拌羽根４０の製造を効率的に行える。

図４で最もよく分かるように、第１の撹拌羽根４０ａは、主軸３２から主軸３２の接線方向（以下、第１の方向とも呼ぶ）に延在する。第２の撹拌羽根４０ｂは、第１の撹拌羽根４０ａに対して主軸３２の軸線Ａ（図５参照）を中心として９０度回転された位置に配置される。この第２の撹拌羽根４０ｂは、主軸３２から主軸３２の接線方向、より具体的には、第１の方向と直交する接線方向（以下、第２の方向とも呼ぶ）に延在する。第３の撹拌羽根４０ｃは、第１の撹拌羽根４０ａに対して軸線Ａを中心として１８０度回転された位置に配置される。この第３の撹拌羽根４０ｃは、主軸３２から第１の方向に延在する。第４の撹拌羽根４０ｄは、第１の撹拌羽根４０ａに対して軸線Ａを中心として２７０度回転された位置に配置される。この第４の撹拌羽根４０ｄは、主軸３２から第２方向に延在する。これらの第１ないし第４の撹拌羽根４０ａ～４０ｄは、主軸３２と第１ないし第４の撹拌羽根４０ａ～４０ｄとの間をそれぞれ延在するリブ４１ａ～４１ｄによって支持されている。

図３で最も良く分かるように、第１の撹拌羽根４０ａおよび第２の撹拌羽根４０ｂは、第１の撹拌羽根４０ａと第２の撹拌羽根４０ｂとが周方向に重複せず、かつ、軸線Ａの方向において第１の撹拌羽根４０ａと第２の撹拌羽根４０ｂとの間に隙間が形成されないように、軸線Ａに沿って千鳥状に配置されている。また、第３の撹拌羽根４０ｃは、軸線Ａの方向において、第１の撹拌羽根４０ａと同一の位置に配置される。同様に、第４の撹拌羽根４０ｄは、軸線Ａの方向において、第２の撹拌羽根４０ｂと同一の位置に配置される。このような千鳥状配置によって、複数の撹拌羽根４０の周方向における偏りと、軸線Ａの方向における偏りと、のバランスを図り、撹拌性能を向上できる。

上述した過熱蒸気殺菌装置１０によれば、複数の撹拌羽根４０は、主軸３２の周方向において互いに異なる４つの角度位置に配置される。したがって、複数の撹拌羽根が周方向において互いに異なる２つの角度位置に配置される従来の構成と比べて、より多くの角度位置で穀粒を撹拌できる。また、穀粒が掻き上げられている状態と、穀粒が筒状部２０の底に滞留している状態と、のサイクルを短くして、筒状部２０の定量移送性能の低下を抑制できる。したがって、過熱蒸気と穀粒との接触ムラが生じることを抑制し、殺菌効果を高めることができる。また、撹拌羽根４０ａ～４０ｄは、均等な角度間隔で設けられるので、主軸３２の１回転での間での接触ムラをいっそう抑制できる。

さらに、過熱蒸気殺菌装置１０によれば、軸線Ａの方向において第１の撹拌羽根４０ａと第２の撹拌羽根４０ｂとの間に隙間が形成されない。換言すれば、軸線Ａの方向における一方側（主軸３１側）に最も近い位置に配置された撹拌羽根４０と、他方側（主軸３３側）に最も近い位置に配置された撹拌羽根４０と、の間において、軸線Ａの方向に沿った全ての位置において複数の撹拌羽根４０のうちの少なくとも１つが設置される。したがって、軸線Ａの方向に沿った全ての位置において撹拌羽根４０による撹拌が行われる。したがって、軸線Ａの方向に沿った接触ムラを抑制できる。

しかも、第１の撹拌羽根４０ａと第２の撹拌羽根４０ｂとは、周方向に重複しない。同様に、第３の撹拌羽根４０ｃと第４の撹拌羽根４０ｄとは、周方向に重複しない。したがって、撹拌羽根４０を効率的に配置できる。特に、４つの角度位置にそれぞれ配置される撹拌羽根４０ａ～４０ｄをこのように配置することによって、撹拌羽根４０の数が過剰に増大することを抑えつつ、十分な撹拌効果が得られる。

さらに、撹拌羽根４０ａ～４０ｄは、主軸３２から、主軸３２の接線方向に延在するので、撹拌羽根が径方向に延在する場合と比べて、筒状部２０の内面に向けて穀粒を押しつける力が作用する（撹拌羽根が径方向に延在するものは、穀粒を筒状部２０内で回転方向に回転させる作用が主であるのに対し、撹拌羽根が接線方向に延在するものは、これに加えて筒状部２０内面に打ち付ける力もあるということ。）。したがって、穀粒同士を分離しやすくなり、その結果、接触ムラをいっそう抑制できる。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の組み合わせ、または、省略が可能である。

例えば、複数の撹拌羽根４０は、主軸３２の周方向において互いに異なる３つの角度位置に配置されていてもよいし、あるいは、主軸３２の周方向において互いに異なる５つ以上の角度位置に配置されていてもよい。また、例えば、第１の撹拌羽根４０ａと第２の撹拌羽根４０ｂとの間には、軸線Ａの方向の隙間が形成されてもよい。また、撹拌羽根４０は必ずしも同じ大きさを有していなくてもよく、周方向において均等な角度間隔で設けられなくてもよい。また、上述した過熱蒸気殺菌装置１０の具体構成は単なる一例であり、本発明は、主軸と、主軸の周囲に形成された複数の撹拌羽根と、を備える任意の過熱蒸気殺菌装置に適用可能である。例えば、螺旋スクリュー３４，３５に代えて、振動式、空気式などの任意の移送手段が設けられてもよい。あるいは、筒状部２０を所定の勾配で設置することで、穀粒の移送機能が達成されてもよい。

さらに、本発明は、穀物を処理する任意の過熱蒸気殺菌装置に適用可能である。本発明は、例えば、籾米を籾摺処理して得られた玄米用の殺菌装置や、水稲の種子（種籾）の伝染性病害（いもち病、ばか苗病等）を予防するための種子用の殺菌装置に適用されてもよい。

１０…過熱蒸気殺菌装置
２０…横型筒状部
２１…供給口
２２…排出シュート
２３…排出口
３０…回転軸部
３１，３２，３３…主軸
３４，３５…螺旋スクリュー
４０…撹拌羽根
７１…供給シュート
７２，７３…軸受
７４…駆動モータ
７５…モータプーリ
７６…ベルト
７７…駆動プーリ
８０…過熱蒸気ボックス
８１…過熱蒸気ノズル
８３…下面壁
８４…開閉シャッタ
８５…蒸気排出口
４０，４０ａ～４０ｄ…撹拌羽根
４１ａ～４１ｄ…リブ
Ａ…軸線

Claims (6)

1. 過熱蒸気殺菌装置であって、
   被殺菌物を供給する供給口が形成された一端と、殺菌処理物を排出する排出口が形成された他端と、を有する横型筒状部と、
   前記横型筒状部内に回転可能に配置される回転軸部であって、主軸と、該主軸の軸線方向に移送される前記被殺菌物を撹拌するために前記主軸の周囲に形成された複数の撹拌羽根と、を備える回転軸部と、
   前記横型筒状部内で移送および撹拌される前記被殺菌物に過熱蒸気を照射するための蒸気排出口と
   を備え、
   前記複数の撹拌羽根は、前記主軸の周方向において互いに異なる少なくとも３つの角度位置に配置され、
   前記複数の撹拌羽根は、
   前記主軸から第１の方向に延在する第１の撹拌羽根と、
   前記第１の撹拌羽根に対して前記主軸の軸線を中心として９０度回転された位置に配置され、前記主軸から前記第１の方向と直交する第２の方向に延在する第２の撹拌羽根と、
   前記第１の撹拌羽根に対して前記軸線を中心として１８０度回転された位置に配置され、前記主軸から前記第１の方向に延在する第３の撹拌羽根と、
   前記第１の撹拌羽根に対して前記軸線を中心として２７０度回転された位置に配置され、前記主軸から前記第２の方向に延在する第４の撹拌羽根と
   を備え、
   前記第１の撹拌羽根および前記第２の撹拌羽根は、前記第１の撹拌羽根と前記第２の撹拌羽根とが周方向に重複せず、かつ、前記軸線方向において前記第１の撹拌羽根と前記第２の撹拌羽根との間に隙間が形成されないように、千鳥状に配置され、
   前記第３の撹拌羽根は、前記軸線方向において前記第１の撹拌羽根と同一の位置に配置
   され、
   前記第４の撹拌羽根は、前記軸線方向において前記第２の撹拌羽根と同一の位置に配置された
   過熱蒸気殺菌装置。
2. 請求項１に記載の過熱蒸気殺菌装置であって、
   前記複数の撹拌羽根は、前記主軸の軸線方向に沿って千鳥状に配置された
   過熱蒸気殺菌装置。
3. 請求項２に記載の過熱蒸気殺菌装置であって、
   前記複数の撹拌羽根は、前記軸線方向における一方側に最も近い位置に配置された前記撹拌羽根と、前記軸線方向における他方側に最も近い位置に配置された前記撹拌羽根と、の間において、前記軸線方向に沿った全ての位置において前記複数の撹拌羽根のうちの少なくとも１つが設置されるように配置された
   過熱蒸気殺菌装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の過熱蒸気殺菌装置であって、
   前記複数の撹拌羽根の各々の大きさは、互いに実質的に等しい
   過熱蒸気殺菌装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の過熱蒸気殺菌装置であって、
   前記複数の撹拌羽根の各々は、前記主軸から、該主軸の接線方向に延在している
   過熱蒸気殺菌装置。
6. 過熱蒸気殺菌装置用の回転軸部であって、
   主軸と、
   前記主軸の周囲に形成された第1、第２、第３、及び第４の複数の撹拌羽根と
   を備え、
   前記４つの撹拌羽根は、前記主軸の周方向において互いに異なる４つの角度位置に配置されており、
   前記第１の撹拌羽根および前記第２の撹拌羽根は、前記第１の撹拌羽根と前記第２の撹拌羽根とが周方向に重複せず、かつ、前記軸線方向において前記第１の撹拌羽根と前記第２の撹拌羽根との間に隙間が形成されないように、千鳥状に配置され、
   前記第３の撹拌羽根は、前記軸線方向において前記第１の撹拌羽根と同一の位置に配置
   され、
   前記第４の撹拌羽根は、前記軸線方向において前記第２の撹拌羽根と同一の位置に配置された
   過熱蒸気殺菌装置用の回転軸部。

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