JPS6158158B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、紙巻たばこの製造工程等におい
て、原料の葉たばこを乾燥処理するために使用さ
れる葉たばこ乾燥装置に係わり、特に、処理室内
の温度と湿度を独立の制御対象として、自動制御
できるようにした改良に関するものである。

葉たばこの乾燥処理に関しては、葉中に含まれ
る酵素の分解度合の観点から蒸酵期、黄変期、色
択固定期、中骨乾燥期という四つの処理段階があ
り、色々の処理段階、より詳細には、処理工程の
各時間区分に対して、葉たばこに与えられるべき
好適な温度が知られている。

そのような温度と湿度の時間区分毎の好適値の
一例を示すものが第１図である。

同図において、横軸は処理の進行を時間で表わ
しており、縦軸は乾球温度と湿球温度を表わして
いる。そして、処理の進行に対して、ａは乾球温
度の変化を、また、ｂは湿球温度の変化を示して
いる。

同図に示すような温度・湿度変化を葉たばこに
与えて、これを乾燥処理するための従前の葉たば
こ乾燥装置の構成及び動作の一例を第２図に基づ
いて説明すれば以下の通りである。

第２図において、葉たばこ１は葉たばこ保持具
２に保持されて断熱壁３で囲まれた処理室４内に
配置される。処理室４外には、ガスバーナ等の加
熱器５が設けられ、送風機６を介して処理室４内
の床面に配設されたダクト７に連通している。ダ
クト７の斜上側面及び側面には多数の噴気孔７ａ
が穿設されている。

処理室４の上側部には循環ダクト８が接続さ
れ、加熱器５まで延在する。循環ダクト８の下側
面には吸気ベーン９が、更に、循環ダクト８の上
側面には排湿ベーン１０が開閉自在に設けられ、
それぞれは、ハンドル１１、操作桿１２、連結桿
１３等の適宜の変位伝達手段でもつて連動可能に
連結されている。

また、処理室４内には、乾球温度センサ１４ａ
と湿球温度センサ１４ｂと信号伝送器（図示しな
い）を備えた温度測定装置１４が配設されてお
り、それから延びる信号線１５が処理室４外の温
度表示器１６に接続されている。

なお、１７は断熱壁３の一部に設けられた監視
窓である。

上記従来構成では、循環ダクト８より供給され
る空気が加熱器５でもつて加熱されて熱風とな
り、送風機６でもつて加速されてダクト７内を進
行し、噴気孔７ａを通じて処理室４内に噴出す
る。

処理室４内に噴出した熱風は、対流作用によ
り、保持具２でもつて処理室４内に吊下された葉
たばこ１に触れながら上昇し、循環ダクト８に至
る。

その際、葉たばこ１は加熱されて高温度になる
ので、葉中に含まれる水分が蒸発し、処理室４内
の湿度を上昇させる。そして、葉中から蒸発した
水分を含んで高湿度になつた熱風は、循環ダクト
８に至り、その一部は開度に応じて排湿ベーン１
０を通じて外気に放出され、残りの熱風は開度に
応じて吸気ベーン９を通じて進入する冷たい外気
と混合して加熱器５に導かれ、再度、加熱されて
処理室４内に圧送されるものである。

このとき、処理室４内の乾球温度と湿球温度は
温度測定装置１４により測定され、信号線１５を
介して温度表示器１６でもつて表示される。

かかる従前の熱風循環による乾燥処理に際し
て、処理室４内の乾球温度と乾湿球温度差、即
ち、温度と湿度を処理の進行に対して第１図に示
すような値に保つためには、操作者は、同図ａに
示す乾球温度曲線に沿つて、処理室４内の乾球温
度が変化するように、温度表示器１６でもつて乾
球温度を監視しながら、処理の進行に応じて加熱
器５を操作して、その発熱量を手動調整するとと
もに、同図ｂに示す湿球温度曲線に沿つて処理室
４内の湿球温度が変化するように、予め準備され
たベーン開度表、例えば、第１図において、乾
球・湿球温度曲線ａ，ｂに対比して描かれた吸入
開度、排出開度の一覧表等を見ながら、処理の進
行に応じて、ハンドル１１を操作して、吸入ベー
ン９と排湿ベーン１０の開度を手動調整しなけれ
ばならないものであつた。

しかしながら、かかる従前のベーン開閉による
湿度調整は、葉中に含まれている水分を利用する
ものであり、これを外気に対して放出する割合を
調整しているのであるから、処理室４内の湿度は
葉中の水分含有量に左右される。

ところが、葉中の水分含有量は葉の品種、作
柄、収穫時期等に依存して大きく変化するもので
あるので、ベーン開度をベーン開度表に従つて調
整しても、処理室４内の湿度、即ち、乾湿球温度
差は正確には特定され得ない。

而して、好適な乾湿球温度差に従つた湿度調整
が困難であるので、かかる乾燥処理では、葉たば
この味、風味、香りを十分に発現させることがで
きないという次点があつた。

そして、正確な湿度調整を行うためには、操作
者は監視窓１７を通じて葉たばこの変色状況を頻
ぱんに観察する等しながら、経験に基づいて吸気
ベーン９、排湿ベーン１０の各々の開度を処理の
進行に応じて個別に修正しなければならず、この
ような操作は煩雑であるばかりか、高度の熟練を
要するので、作業の合理化を阻害し、経済性を悪
化させるという難点もあつた。

この発明の目的は、上記従来技術に基づく温湿
度調整作業の問題点に鑑み、乾球温度に基づいて
加熱器を、更に、乾球温度と湿球温度の差に基づ
いて、少なくとも排湿ベーンの開度を独立に、か
つ、同時に自動制御することにより、前記欠点を
除去し、難点を克服して、処理室内の乾球温度と
乾湿球温度差を葉中の水分含有量の影響を受ける
ことなく、好適な基準曲線に正確に合致するよう
に自動的に調整できる優れた葉たばこ乾燥装置を
提供せんとするものである。

上記目的に沿うこの発明の構成は、処理室内に
葉たばこを保持し、処理室内に導入される空気を
加熱器でもつて加熱して熱風となし、処理室内の
熱風を排湿ベーンを通じて処理室外に排出するよ
うに構成した葉たばこ乾燥装置において、処理室
内の温度と湿度を自動制御するに際し、乾燥処理
の各進行段階において確保されるべき処理室内の
乾球温度を表わす一連のデイジタルコード（以
下、基準乾球温度データという）及び乾燥処理の
各進行段階において確保されるべき乾球温度と湿
球温度との差を表わす一連のデイジタルコード
（以下、基準差温度データという）をメモリの各
アドレスに記憶させ、クロツクパルス発振器から
のクロツクパルスに応答して歩進し、メモリのア
ドレスを順次に指定するアドレス指定回路を設け
て、メモリの各アドレスに記憶されている基準乾
球温度データ及び基準差温度データを乾燥処理の
進行に対応させて順次に読み出して、読み出され
た基準乾球温度信号と処理室内に配置された乾球
温度センサからの乾球温度信号との差か零になる
ように前記加熱器の発熱量を自動制御するととも
に、処理室内に配設された乾球温度センサからの
乾球温度信号と、処理室内に配設された湿球温度
センサからの湿球温度信号との差を算出して差温
度信号を生成し、基準差温度信号と差温度信号と
の差が零になるように前記排湿ベーンの開度を自
動制御することにより、処理室内の乾球温度と乾
湿球温度差、即ち、温度と湿度のそれぞれを制御
対象として別個独立に制御可能にし、処理室内の
温度・湿度を予めメモリに記憶させた一連の基準
乾球温度データと基準差温度データで表わされる
温度・湿度に精確に一致させ、煩雑な操作や高度
の熟練を要することなく葉たばこの味、風味、香
りを完全に発現させるようにしたことを特徴とす
るものである。

第３図〜第４図に基づいて、この発明の実施例
の構成及び動作を説明すれば以下の通りである。

第３図はこの発明の一実施例である葉たばこ乾
燥装置の構成を示し、特に、この発明の構成要素
である加熱器、処理室、排湿ベーン及び制御器の
相互関係を表わすものである。

同図において、処理室４外、加熱器５近傍に配
設された制御器１８には、例えば、油圧シリンダ
等のアクチユエータ１９が取付けられ、その駆動
桿２０は操作桿１２に連結されている。そして、
処理室４内に配設された温度測定装置１４からは
信号線１５が処理室４外に延びて制御器１８に接
続されている。

他の構成要素は第１図において同一の符号が示
す構成要素とそれぞれ同一である。

第４図は第３図における制御器１８の内部構成
を示すブロツク図である。

同図においてEP−ROM等から成る第１のメモ
リ４１の制御端子とアドレス端子には制御回路４
２とアドレス指定回路４４が接続され、同じく
EP−ROM等から成る第２のメモリ４３の制御端
子とアドレス端子には制御回路４２とアドレス指
定回路４４が接続されている。

制御回路４２の入力端子はクロツクパルス発振
器４５に接続され、その出力端子はアドレス指定
回路４４に接続されている。アドレス指定回路４
４の出力端子はデコーダドライバ４６を介して表
示器４７に接続されている。

第１のメモリ４１の出力端子はデイジタルアナ
ログ変換器４８を介して演算増幅器４９ａの一つ
の入力端子に接続され、更に、その演算増幅器４
９ａの出力端子には比例制御器４９ｂが接続され
ている。

上記演算増幅器４９ａと比例制御器４９ｂは加
熱器操作信号生成部４９を構成する。

加熱器操作信号生成部４９の出力端子４９ｃ
は、第３図における加熱器５に内蔵された燃料供
給量調整用バルブを駆動するためのサーボモータ
（図示せず）に接続されている。

加熱器操作信号生成部４９の入力端子４９ｄ、
即ち、演算増幅器４９ａのもう一つの入力端子
は、信号線１５を通じて処理室４内に配設された
温度測定装置１４の乾球温度センサ１４ａに接続
されている。

第２のメモリ４３の出力端子はデイジタルアナ
ログ変換器５０を介して演算増幅器５１ａの一つ
の入力端子に接続され、更に、その演算増幅器５
１ａの出力端子には比例制御器５１ｂが接続され
ている。

上記演算増幅器５１ａと比例制御器５１ｂは排
湿ベーン操作信号生成部５１を構成する。

排湿ベーン操作信号生成部５１の出力端子５１
ｃは、第３図におけるアクチユエータ１９に取り
付けられていて、アクチユエータ１９に対する作
動油供給量調整用バルブを駆動するためのサーボ
モータ（図示せず）に接続される。

排湿ベーン操作信号生成部５１の入力端子５１
ｂ、即ち、演算増幅器５１ａのもう一つの入力端
子は演算増幅器５２の出力端子に接続されてい
て、この演算増幅器５２の二つの入力端子は、信
号線１５を通じてそれぞれ処理室４内に配設され
た乾球温度センサ１４ａと湿球温度センサ１４ｂ
に接続されている。

なお、５３は制御回路４２に接続された操作器
であり、５４は制御器５３と制御回路４２の間に
介在する時間延長タイマである。

上記構成において、第１のメモリ４１には、例
えば、第１図ａに示す乾球温度曲線に対応する基
準乾球温度データ群が一連のアドレスに記憶され
て一つの記憶領域を形成する。

更に、第１図には示されていないが、葉の種類
に応じて選択的に採用されている別の乾球温度曲
線があり、これに対応する別の基準乾球温度デー
タ群が上記一つの記憶領域を形成する一連のアド
レスの各々に対応する別の一連のアドレスに記憶
されて別の記憶領域を形成する。

一方、第２のメモリ４３では、例えば、第１図
ａに示す乾球温度曲線と同図ｂに示す湿球温度曲
線の差に対応する基準差温度データ群が、一連の
アドレスに記憶されて一つの記憶領域を形成す
る。

更に、第１図には示されていないが、葉の種類
に応じて選択的に採用される別の湿球温度曲線が
あり、これに対応する別の基準差温度データ群が
上記メモリ４３中の一つの記憶領域を形成する一
連のアドレスの各々に対応する別の一連のアドレ
スに記憶されて別の記憶領域を形成する。

以下同様にして、葉の種類に応じて選択される
複数の基準乾球温度データ群と複数の基準差温度
データ群のそれぞれが第１第２のメモリ４１，４
３の各々に形成された複数の記憶領域に記憶され
ているものである。

いま、操作者がデイジタルスイツチ等から成る
操作器５３を操作して、葉の種類に応じて乾湿球
両温度曲線を特定するためのデイジタルコードを
制御回路４２に与えると、制御回路４２は第１第
２のメモリ４１，４３のアドレス端子に供給され
るアドレス信号の上位桁をそのデイジタルコード
に対応して特定し、第１第２のメモリ４１，４３
からデータを読み出すべき記憶領域を選択する。

そして、乾燥処理が開始されると、先ず、制御
回路４２は第１第２のメモリ４１，４３の制御端
子に制御信号を送り、これらを読み出しモードに
切換える。

続いて、制御回路４２は、クロツクパルス発振
器４５から供給されるクロツクパルスをアドレス
指定回路４４に転送する。アドレス指定回路４４
はクロツクパルスを計数して歩進し、第１第２の
メモリ４１，４３のアドレス端子にアドレス信号
の下位桁を供給する。

而して、第１第２のメモリ４１，４３はアドレ
ス信号の上位桁で指定された記憶領域内でアドレ
ス信号の下位桁で指定されるデータを読み出すこ
ととなり、第１のメモリ４１からは選択された一
つの乾球温度曲線に対応する一連の基準乾球温度
データが、そして、第２のメモリ４３からは同様
に一連の基準差温度データが、それぞれ、アドレ
ス指定回路４４の歩進に合わせて順次に読み出さ
れて、デイジタルアナログ変換器４８，５０のそ
れぞれに供給される。

デイジタルアナログ変換器４８は順次に供給さ
れる一連の基準乾球温度データをアナログ電圧に
変換して、これを基準乾球温度信号として演算増
幅器４９ａの一つの入力端子に供給する。演算増
幅器４９ａはこの基準乾球温度信号と、乾球温度
センサ１４ａからもう一つの入力端子に供給され
ている乾球温度信号との差を算出して、誤差信号
を比例制御器４９ｂに供給する。

比例制御器４９ｂは誤差信号に比例する振幅の
加熱器操作信号を出力端子４９ｃから加熱器５の
燃料供給量調整用バルブを駆動するためのサーボ
モータに供給し、燃料供給量調整用バルブを回動
させて、加熱器５の発熱量を自動制御する。

かかる追値制御では、乾球温度信号が基準乾球
温度信号に一致して、誤差信号が零になるように
加熱器５の発熱量が制御されるので、処理室４内
の温度は予め第１のメモリ４１に記憶されている
基準乾球温度データに従つて、乾燥処理の各段階
において好適な値に保持されるものである。

一方、デイジタルアナログ変換器５０は順次に
供給される一連の基準差温度データをアナログ電
圧に変換して、これを基準差温度信号として、演
算増幅器５１ａの一つの入力端子に供給する。

演算増幅器５２は一つの入力端子に乾球温度セ
ンサ１４ａからの乾球温度信号を、もう一つの入
力端子に湿球温度センサ１４ｂからの湿球温度信
号を、それぞれ受けて、両信号の差を算出し、差
温度信号を演算増幅器５１ａに供給する。

演算増幅器５１ａは一つの入力端子に基準差温
度信号を、もう一つの入力端子に差温度信号をそ
れぞれ受けて、両信号の差を算出して誤差信号を
比例制御器５１ｂに供給する。

比例制御器５１ｂは誤差信号に比例する振幅の
排湿ベーン操作信号を出力端子５１ｃからアクチ
ユエータ１９の作動油供給量調整用バルブを駆動
するためのサーボモータに供給し、作動油供給量
調整用バルブを回動させて、排湿ベーン１０、吸
気ベーン９の開度を自動制御する。

かかる追値制御では、乾球温度信号と湿球温度
信号の差が基準差温度信号に一致して、誤差信号
が零となるように排湿ベーン１０、吸気ベーン９
の開度が制御されるので、処理室４内の湿度は予
め第２のメモリ４３に記憶されている基準差温度
データに従つて、乾燥処理の各段階において好適
な値に保持されるものである。

そして、上記湿度の自動制御は、前記温度の自
動制御と独立に行われるのである。

上記の自動制御が行われている間、即ち、乾燥
処理が進行している期間中、時間の経過に従つて
アドレス指定回路４４が歩進して、第１第２のメ
モリ４１，４３から読み出されるべきデータを順
次に特定さているのであるが、かかるアドレス指
定回路４４から第１第２のメモリ４１，４３に供
給されるアドレス信号の下位桁をデコーダドライ
バ４６でもつて、例えば、８セグメントの表示管
駆動信号等に変換して、表示管等から成る表示器
４７に供給すれば、表示器４７からは乾燥処理の
進行段階を表わす情報、より詳しくは、何番目の
基準乾球温度データと基準差温度データに従つて
制御されているかという情報が表示される。

そして、クロツクパルスが一定である限り、上
記進行段階の表示は乾燥処理の経過時間の表示と
同一になる。

ところで、第１第２のメモリ４１，４３は、葉
の種類に対応させて複数の基準乾球温度データ群
と複数の基準差温度データ群とを複数の記憶領域
に記憶するように構成されていて、種々の乾湿球
両温度曲線に適用できるようになつてはいるもの
の、葉の個別の状態に依存するすべての変形曲線
に適用することは、第１第２のメモリ４１，４３
の容量が膨大となり、不経済であるので、処理進
行段階の割込延長が必要となる。

そのような場合には、操作者は、デイジタルス
イツチ等の操作器５３を操作して、延長時間を表
わすデイジタルコードを時間延長用タイマ５４に
一旦記憶させる。

そして、監視窓１７を介して処理室４中の葉た
ばこ１の色合い等を観察しながら、適宜の処理進
行段階において、再度、操作器４３を操作して時
間延長指令信号を時間延長用タイマ５４と制御回
路４２に送る。

時間延長指令信号を受けると、時間延長用タイ
マ５４は一旦記憶されたデイジタルコードで表わ
される延長時間の経過を演算計数等により判定し
て、延長時間終了信号を制御回路４２に供給す
る。

そして、制御回路４２は時間延長指令信号を受
けてから延長時間終了信号を受けるまでの間、即
ち、延長時間についてクロツクパルスのアドレス
指定回路４４への転送停止し、その歩進を停止さ
せる。

而して、アドレス信号の下位桁がそのまま保持
されるので、新たな基準乾球温度データと基準差
温度データが読み出されることがなく、第１第２
のメモリ４１，４３からは特定の基準乾球温度デ
ータと基準差温度データが継続的に出力されるこ
ととなり、処理進行段階は延長時間の分だけ同一
の段階にとどまるものである。

なお、上記実施例では、第１、第２のメモリ４
１，４３を設けているが、これらは、ハードウエ
アとして唯一のメモリの異なる記憶領域であつて
もよい。

また、加熱器操作信号生成部４９、排湿ベーン
操作信号生成部５１は、比例制御器４９ｂ，５１
ｂを含む構成となつているが、要すれば、乾球温
度信号と基準乾球温度信号との誤差信号及び乾球
温度信号と湿球温度信号の差信号と、基準差温度
信号との誤差信号が零となるような追値制御のル
ープが構成されていれば足り、特に、比例制御器
４９ｂ，５１ｂの双方、あるいは、一方に代え
て、誤差信号が特定の不感量を越えている場合
に、デイジタル信号を出力するようにしたオンオ
フ制御器を採用してもよい。

更に、排湿ベーン操作信号に応答して、排湿ベ
ーン１０と吸気ベーン９を連動させて、両ベーン
の開度を同時的に制御するように構成されている
が、排湿ベーン１０のみを制御してもよいことは
勿論である。

加えて、実施例の構成は、熱風の循環路として
循環ダクト８を備えた、所謂、循環型乾燥装置で
あるが、要すれば、処理室４内に熱風を確保する
ための加熱器５と処理室４から排出される熱風の
量を調整する排湿ベーンを備えていれば足り、所
謂、直火型乾燥装置に関しても、この発明を実施
することができるものである。

湿球温度センサとしては、湿球温度センサ１４
ｂの代りに、葉たばこ１の表面温度（葉中温度と
いう）を検出するセンサを使うことができる。

以上のように、この発明は、メモリに予め記憶
されている基準乾球温度データと基準差温度デー
タを処理の進行段階に応じて順次に読み出し、処
理室内で実測された乾球温度信号と読み出された
基準乾球温度信号との誤差信号が零になるように
加熱器の発熱量を自動制御するとともに、上記自
動制御とは独立に、処理室内で実測された乾球温
度信号と湿球温度信号との差信号と、読み出され
た基準差温度信号との誤差信号が零になるように
排湿ベーンの開度を自動制御することにより、処
理室内の温度と湿度を処理の各進行段階において
好適な値に保持することができるように構成され
ているので、葉たばこに含まれる水分量に係りな
く、好適な温度、湿度を精確に、かつ、自動的に
確保することができ、而して、煩雑な操作や高度
の熟練を要することなく、葉たばこの味、風味、
香りを常に完全に発現させ得るという優れた効果
を奏するものである。

更に、メモリには複数の記憶領域を形成して、
種々の乾球温度曲線、乾湿球温度差曲線に対応す
る複数の基準乾球温度データ群と基準差温度デー
タ群を記憶させるように構成すれば、葉の種類等
に応じて異つたパターンの温度・湿度制御を容易
に行うことができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は葉たばこの乾燥処理の各進行段階にお
いて確保されるべき温度・湿度を表わす乾球温度
曲線と湿球温度曲線を示すグラフ、第２図は従前
の葉たばこ乾燥装置の構成を示す部分断面図、第
３図はこの発明の一実施例である葉たばこ乾燥装
置の構成を示す部分断面図、第４図は第３図にお
ける制御器１８の構成を示すブロツク図である。 １……葉たばこ、２……保持具、３……断熱
壁、４……処理室、５……加熱器、６……送風
機、７……ダクト、８……循環ダクト、９……吸
気ベーン、１０……排湿ベーン、１４ａ……乾球
温度センサ、１４ｂ……湿球温度センサ、４１，
４３……メモリ、４２……制御回路、４４……ア
ドレス指定回路、４５……クロツクパルス発振
器、４９……加熱器操作信号生成部、５１……排
湿ベーン操作信号生成部、５２……演算増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 葉たばこが保持されている処理室と、処理室
   内に導入される空気を加熱して熱風となす加熱器
   と、処理室から排出される熱風の量を開度に応じ
   て調整する排湿ベーンと、処理室内に配設された
   乾湿球温度センサとを備えた葉たばこ乾燥装置に
   おいて、乾燥処理の各進行段階について確保され
   るべき処理室内の乾球温度を表わす一連の基準乾
   球温度データ及び乾燥処理の各進行段階について
   確保されるべき処理室内の乾球温度と湿球温度の
   差を表わす一連の基準差温度データを各アドレス
   に記憶するメモリと、クロツクパルス発振器から
   のクロツクパルスに応答してアドレス信号を出力
   し、メモリのアドレスを順次に指定するアドレス
   指定回路と、アドレス信号に応答してメモリから
   順次に読み出される基準乾球温度信号と乾球温度
   センサからの乾球温度信号との誤差信号が零にな
   るように加熱器操作信号を出力する加熱器操作信
   号生成手段と、加熱器操作信号に応答して加熱器
   の発熱量を調整する加熱器調整手段と、乾球温度
   センサからの乾球温度信号と湿球温度センサから
   の湿球温度信号との差を算出して差温度信号とし
   て出力する差温度信号生成手段と、アドレス信号
   に応答してメモリから順次読み出される基準差温
   度信号と差温度信号との誤差信号が零になるよう
   に排温ベーン操作信号を出力する排湿ベーン操作
   信号生成手段と、排湿ベーン操作信号に応答して
   排温ベーンの開度を調整する排湿ベーン開閉手段
   とを有する葉たばこ乾燥装置。