JPS63298025A - 水分測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 一本発明はたばこ等の嗜好品或は食品の水分含有量を自
動的にか４精度よく連続的に測定する装置に関する。

〔従来の技術と問題点〕

たばこ等の水分測定は工程管理及び品質管理上重要であ
り、特に近年製造工程において生産品の水分量を調整す
る水分自動制御機構が取り入れられるに及んで、生産品
の水分キャリブレーション用として高精度で測定能力の
大きな測定装置が要求されている。

従来、たばこ等の水分含有率測定は、オーブン方式によ
る水分蒸発を利用して乾燥前後の重量変化から水分含有
率を測定する装置や、赤外線加熱による水分蒸発を利用
して乾燥前後の重量変化から水分含有率を測定する装置
を用いて行われている。

しかし、上記の測定装置内で多くの測定試料を乾燥させ
る場合、装置内部の乾燥温度の分布を均一に保つことが
困難であり、しかも測定装置への試料のとり入れ或はと
り出しのため測定装置内に外気が進入し装置内の温度及
び湿度がたえず変化している。

このような場合、温湿度の変化によって測定試料の蒸発
水分量が変わり、測定試料の乾燥度にむらを生ずるため
、測定試料の乾燥前後の重量差から求められる水分測定
が精度よく行われない。

又、赤外線加熱を用いた水分測定装置においては、ラッ
ク、ピニオン機構を用いた回転テーブルにより複数個の
試料が連続的に測定できるようになっているが、乾燥室
への試料供給は人手で行わなければならない不便さがあ
る。

τ。

又、赤外線加熱誓は輻射熱による表面加熱となり試料に
水分むらを生じ易く、これが水分測定の誤差の原因とな
る問題点がある。

本発明は、かかる欠点１問題点を解決するためになされ
たもので、数多くの試料を高速にかつ連続的に測定し、
しかも、熱風の温湿度が精度よくコントロールされて測
定物が均一に乾燥され、乾燥後の平衡水分が一定で高精
度の水分測定値を得ることができる水分測定装置を提供
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、一定の温湿度の熱風を発生させる熱風発生装
置と、入口及び出口をそれぞれ二重扉によって閉鎖され
た乾燥室内に上記熱風を送給し該秤蟲座により測定し測
定値を水分表示部へ送信する前秤量部と後秤量部とを有
する重量測定装置と、上記測定試料を上記乾燥装置内に
供給する試料供給装置と、上記測定試料を上記乾燥装置
より外部へ排出する試料排出装置と、上記水分表示部を
有し且つ上記各装置を自動的に統括して制御する自動制
御装置とによって水分測定装置を構成する。

〔作　用〕

乾燥前の測定試料が重量測定装置により重量計測されそ
の測定値は電気信号に変換され水分表示部に送られる。

重量測定済の試料は試料供給装置に載置され自動制御装
置の指令により開閉される二重扉を経由して乾燥装置の
乾燥装置に搬入され、乾燥装置内に送給される熱風によ
り絶乾状態近くまで乾燥されながら出口側へ送られる。

出口近くで絶乾状態となった試料は重量測定装置によっ
て計測され、測定値は水分表示部に送信される。

水分表示部では乾燥前後における試料重量から計算され
た水分含有率が表示される。

乾燥後の重量計測が終った試料は出口側の二重扉の開閉
と連動して試料排出装置へ搬出され、試料排出装置によ
り外部へ排出される。

以上のようなサイクルで次々と連続して試料が乾燥され
、乾燥後の重量計測がなされ、効率よく且つ正確に水分
測定される。

〔実施例〕

本考案の実施例を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図は水分測定装置の平面図及び縦断面図
を示し、熱風発生装置Ａは湿度制御装置１とダクトヒー
ター２を備え、湿度制御装置１は空気中の過剰水分を凝
縮させ湿度を低下させるクーラーと、空気中の水分が不
足した場合に水分を補充するための加湿器と、湿度を感
知する湿度センサーを備え、とり入れた空気を所定湿度
に調整すると共に、湿度調整された空気を送風するファ
ンを有する。

ダクトヒーター２は湿度制御装置１から送給された空気
を加熱して熱風とし、熱風は熱風供給ダクト３を経由し
て乾燥装置已に送られる。

乾燥装置Ｂ内には後述する温度センサーが配設され、乾
燥装置Ｂ内の温度は温度センサーにより自動制御装置内
の温度指示調節部に送信され、温度指示調節部はダクト
ヒーター２の電気容量を調節して乾燥装置Ｂ内の温度を
所定温度に保持する。

乾燥装置Ｂは、第３図の縦断面図に示すように、断面形
状が矩形状をなす筒状体で、外周囲をガラスウール等の
断熱材４で被覆し、内部は横隔壁５によって上下に仕切
られ、上部の空間は更に縦隔壁６によって２箇の乾燥室
７，８が形成され、下部は排気室９が形成される。

乾燥室７．８には横隔壁５の上方にチェノ走行台１０が
設けられ、チェノ走行台１０上に２条のチェンコンベア
より成る乾燥コンベア１１が敷設される。

横隔壁５上のチェンコンベアは乾燥コンベア１１の戻り
側である。

乾燥室７．８は、第２図において左側に入ロ側二重扉１
２．１３が設けられ、右側に出口側の二重界１４．１５
が設けられる。

二重界１２，１３．１４及び１５は常時には閉鎖されて
おり、二重界１２と１３との間に入口予備室１６が、二
重界１３と１４との間に出口排出室１７が形成される。

二重界１２，１３．１４及び１５の構造は、第４図の側
面図に示すように、乾燥装置Ｂの入口側上部に配設され
たモーター１８の回転が減速器１９の出力軸端のピニオ
ン（図示しない）に伝達され、ピニオンと歯合するラッ
ク２０がピニオンの正逆転に応じて上下動し、ラック２
０の下端部に固着された扉部材２１が上下動して扉を開
閉する。

入口予備室１６には、第５図の平面図に示すように、ロ
ーラーコンベアによって構成される入口コンベア２２が
配設される。

同様にして、出口排出室１７には、第６図の縦断面に示
すように、ローラーコンベアによって構成される出口コ
ンベア２３が配設される。

熱風供給ダクト３は、第２図及び第６図に示すように、
乾燥室７，８の出口側に挿入され、先端は人口側に向け
られている。

従って、熱風は乾燥室７．８の出口側より入口側に向っ
て流れ、人口側の側面の開口２４に連通し下部の排気室
９の入口側側面の開口２５より排気室７の入口側に至り
、更に、排気室７の出口側に向って流れて、排気室７の
出口側側面に設けられた開口２７より排気ダク）２７ａ
を通って乾燥装置Ｂの外部へ排出される（第１図及び第
２図参照）。

乾燥室７．８を通過した熱風を排気室へ通すのは、乾燥
装置Ｂを加熱するための熱エネルギーとして有効利用す
るためである。

重量測定装置Ｃは乾燥装置Ｂの外に設置され乾燥前の測
定試料を秤量する前秤量部２８と、乾燥装置Ｂ内の乾燥
室７．８の出口近傍に設置され略絶乾状態に乾燥された
測定試料を秤量する後秤量部２９とによって構成される
。

後秤量部２９は、第６図及び第７図に示すように、乾燥
室７，８の下方に配設される昇降機構３０と、昇降機構
３０上に載設される電子天秤３１と、電子天秤３１上に
立設された柱３２の上端部に設けられた天秤台座３３と
を有する。

昇降機構３０は電子天秤３１及び天秤苔座３３を昇降す
るもので、架台３４に固着されたモーター３５の正逆転
により減速器を介してピニオン（図示しない）を正逆転
し、ピニオンに歯合するラック３６を上下動し、うＺり
３６の上端に設けられた昇降台３７を昇降する。

昇降台３７の昇降動作を円滑にするため、昇降台３７の
下面に設けられた２本のガイドバー３８が架台３４上に
固着された軸受３９内に摺動可能に嵌挿される。

一方、乾燥コンベア１１と出口コンベア２３との間には
二条のチェンコンベアより成る秤量コンベア４０が配設
される。

秤量コンベア４０の２条のチェノの間隔は、第７図に示
すように、乾燥コンベア１１の２条のチヱンと同間隔で
あり、天秤台座３３の外径寸法よりも大である。

従って、秤量コンベア４０の搬送面より微かに下方に位
置する天秤台座３３が上昇しても秤量コンベア４０と干
渉を生ずることはない。

乾燥室７，８の下方に配設される電子天秤３１は、第８
図のブロックダイヤグラムに示すように、支点４１を中
心として傾動可能なレバー４２の左端が被秤量物の重量
により下降すると、支点４１の右側にあるフォースコイ
ル４３が上昇する。

フォースコイル４３はマグネット４４の内周面に近接し
ているた島、フォースコイル４３の変位は電気的に検出
され、検出されたアナログ信号は自動制御装置Ｆにより
ＡＤ変換され演算され、水分含有率が水分表示部４５に
表示される。

前秤部２８は、第１図に示すように、試料供給装置りの
近くに配設され、内部に電子天秤を有する。

そして、前秤量部２８の天秤上に測定試料が置かれると
、自動的に重量を表示し同時に出力を自動制御装置Ｆ内
の水分表示部４５に送るものである。

測定試料が刻みたばこの場合には、刻みたばこは皿の上
に載せられたま５重量計測されるが、皿は一定重量に統
一されているため刻みたばこのみの正味重量が測定でき
る。

前秤量部２８の電子天秤で測定された刻みたばこ重量を
ｍｌ　ｇとし、後秤量部２９の測定重量をｆｆｈｇとす
ると、含有水分量（％）はｍｌ なる演算式によって求められる。

従って、連続的に多数の測定試料を測定する場合には、
同一試料の乾燥前後の測定重量により含有水分量が求め
られる必要があり、前秤量部２８から試料供給装置りに
試料を供給する順序を間違わないようにしなければなら
ない。

試料供給装置りは、乾燥装置Ｂの２列の乾燥室７．８に
試料を供給するために、試料が２列に配列されるため、
上記の試料供給順序が間違いを生ずる虞れがある。

そこで、第９図のブロックダイヤグラムに示す間違い防
止機構が使用される。

すなわち、前秤量部２８の電子天秤に測定試料が載せら
れると、測定値は自動制御装置Ｆのコンピューターに送
信される。

次に、前秤量部２８に設けられた押ボタンスイッチ（図
示しない）を押すと、自動制御装置Ｆのシーケンサ−が
測定試料の供給位置を判断して指示する。

測定試料の供給位置の指示は、試料供給装置りの供給側
端部に設けられた２個の表示ランプ４６のうち、いずれ
か一方が点灯して指示する（第１図参照）。

秤量後に押しボタンスイッチを押さなかった場合には、
一定時間後にブザーが鳴り作業者に注意を喚起する。

かくして、前秤量部２８における秤量が終わる都度、自
動制御装置Ｆが指令した試料供給位置に試料が置かれる
。

試料供給装置りは、公知のアキュムレーション機能を備
えたローラーコンベア型式の試料供給コンベア４７と、
試料供給コンベア４７と略直角に交叉して接続するロー
ラーコンベア型式の方向転換コンベア４８とによって構
成され、試料供給コンベア４７及び方向転換コンベア４
８はともに２本の試料搬送路を有する。

試料供給コンベア４７の略４５度の角度をもつ出口端縁
の手前には、２本の試料搬送路を開閉するストッパー付
ソレノイド４９が配設され、方向転換コンベア４８にも
同様にストッパー付ソレノイド５０が配設される。

乾燥装置Ｂの出口側には試料搬出装置Ｅが配設た試料を
排出するもので、グラビテイコンベア型式或は駆動ロー
ラーコンベア型式等のコンベアが使用される。

自動制御装置Ｆは、乾燥装置Ｂの乾燥室７，８の温湿度
を制御すると共に、試料の含有水分量を測定して測定値
をプリントアウトすると共に各装置を自動的に統括して
制御するもので、自動制御盤５１、コンピューター５２
及びプリンター５３を有する（第１図参照）。

乾燥装置Ｂの乾燥室７，８内の略中夫には温度センサー
５４が配設され（第１図参照）、温度センサー５４より
送られるアナログ信号は自動制御盤５１内の温度制御部
に送られ、温度制御部にてデジタル信号に変換して温度
を表示すると共に、この信号を受けて温度制御を行う温
度指示部によりダクトヒーター２の電気容量が調節され
る。

又乾燥室７，８内に送風される熱風の湿度は、湿度制御
装置１内の湿度センサーによって検出され、湿度の過不
足は湿度制御装置１内の加湿器及びクーラーによってコ
ントロールされる。

次に本装置の作用を説明する。

予め乾燥前の試料は前秤量部２８により重量測定され、
自動制御装置Ｆ内のシーケンサ−によって点灯される表
示ランプの指示に従って試料は試料供給装置り上に置か
れる。

試料供給装置り上の一点鎖線の円は試料である刻みたば
こを載置した皿５４を示し、皿５４は試料供給コンベア
４７上にアキュムレーションした状態で２列に配列され
る。

又、方向転換コンベア４７にも皿５４が配列される。

次に、乾燥開始のスタートボタンを押す。

最初に、人ロ側二重扉の外側層１２が上昇し、一定時間
タイマーにより上昇位置に保持される。

方向転換コンベア４８及び入口コンベア２２が回動して
皿５４に載せられた試料が入口予備室１６内に搬入され
る。

このときには、入ロ側二重扉の内側扉１３は閉鎖してお
り、乾燥室７，８内の熱風が外部に吹き出すことはない
。

一定時間後、タイマーにより方向転換コンベア４８及び
入口コンベア２２が停止し、人ロ側二重扉の外側層１２
が下降して閉鎖される。

次に、内側の扉１３が上昇して開き、人口コンベア２２
が回動して皿５４は乾燥室７，８内の乾燥コンベア１１
に移載される。

乾燥コンベア１１は常時回転しており、皿５４は円滑に
乾燥コンベア１１に移載され、移載完了を光電センサー
が感知すると、シーケンサ−の指示により内側の二重界
１３が下降して閉鎖する。

以上の動作を定期的に繰り返すことによって順次試料を
載せた皿５４が乾燥室内に供給される。

このように、二重界１２及び１３は、いずれか一方が閉
鎖されているため乾燥室７．８内の熱損失が最小限に食
い止められると共に、試料が入口予備室で先づ予熱され
る効果がある。

乾燥コンベア１１に移載された皿５４が一定速度で搬送
される間に試料は熱風により乾燥され、絶乾状態となっ
て乾燥コンベア１１の出口端に至り、回動開始した秤量
コンベア４０に移載される。

秤量コンベア４０により搬送される皿５４が天秤台座３
３の略真上に至ると、試料を感知した光電センサーの電
気信号がシーケンサ−に送られ、シーケンサ−の指令に
より秤量コンベア４０が停止すると共に、昇降装置３０
が伸長して天秤台座３３が上昇する。

試料を載せた皿５４は天秤台座３３に移載され、絶乾状
態の試料及び皿５４の重量は、電子天秤３１により秤量
され、測定値は電気信号により自動制御装置Ｆに送られ
、乾燥前後の重量より水分含有率が演算され水分表示部
に表示される。

次に、昇降装置３０が短縮して皿５４は再び秤量コンベ
ア４０上に戻り、内側の二重界１４が開き、秤量コンベ
ア４０及び出口コンベア２３が回動開始する。

皿５４が出口コンベア２３に移載され、出口コンベア２
３の略中夫に至ると、シーケンサ−のタイマーにより秤
量コンベア４０及び出口コンベア２３が停止し、内側の
二重界１４が閉鎖する。

次に、外側の二重界１５が開き、出口コンベア２３が再
び回動して試料を載せた皿５４は試料供給装置已に移載
され外部に排出され、外側の二重界１５が閉鎖する。

以上のような動作が繰り返して行われ、多数の試料が連
続的に測定される。

〔効　果〕

本発明は次の効果を有する。

（１）本装置は、試料を試料供給装置に供給する迄の動
作以外は、すべて自動的に行われ、多数の試料の水分含
有率は次々とプリンターにアウトプットされるため、−
人のオペレーターで処理することができる。

（２）本装置は、一定の温湿度に調整された乾燥室によ
り試料を乾燥し、乾燥室内は二重扉によって外気と隔絶
されるため乾燥室内の温湿度が急激に変化することはな
く、試料は同一乾燥条件のもとに試料全面に過不足なく
均一に乾燥されるため、極めて精度の高く信頼性の高い
水分測定を行うことができる。

（３）乾燥室内を排出される熱風は更に排気室に通され
排気室の加熱に有効利用される。

又、乾燥室内は二重扉によって外気と隔絶されるため、
試料の搬入或は搬出時に行われる扉の開閉による熱損失
は最小限となるので、熱効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の実施例を示し、第１図は水分
測定装置の平面図、 第２図は仝上の縦断面図、 第３図は乾燥装置の縦断面図、 第４図は人ロ側二重扉の側面図、 第５図は入口予備室の平面図（要部断面図）第６図は乾
燥装置及び後秤量部の縦断面図、第７図は同上のｘ−ｘ
断面図、 第８図は電子平秤の動作説明用ブロックダイヤグラム、 第９図は前秤量部の動作説明用ブロックダイヤグラムで
ある。 Ａ・・・熱風発生装置、Ｂ・・・乾燥装置、Ｃ・・・重
量測定装置、Ｄ・・・試料供給装置、Ｅ・・・試料排出
装置、Ｆ・・・自動制御装置、１・・・湿度制御装置、
２・・・ダクトヒーター、３・・・熱風供給ダクト、７
．訃・・乾燥室、９・・・排気室、１１・・・乾燥コン
ベア、１２，１３・・・入ロ側二重扉、１４．１５・・
・出ロ側二重扉、１６・・・入口予備室、１７・・・出
口排出室、１８・・・モーター、２０・・・ラック、２
１・・・扉部材、２２・・・人口コンベア、２３・・・
出口コンベア、２８・・・前件１部、２９・・・後秤量
部、３０・・・昇降装置、３１・・・電子天秤、３３・
・・天秤台座、３５・・・モーター、３６・・・ラック
、３７・・・昇降台、４０・・・秤量コンベア、４１・
・・支、ｔＬ　４２・・・レバー、４３・・・フォース
コイノベ４４・・・マグネット、４５・・・水分表示部
、４６・・・表示ランプ、４７・・・材料供給コンベア
、４８・・・方向転換コンベア、４９．５０・・・スト
ッパー付ソレノイド、５１・・・自動制御盤、５２・・
・コンピュータ、５３・・・プリンター、５４・・・皿
。 特許出願人　　日本たばこ産業株式会社第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定の温湿度の熱風を発生させる熱風発生装置と
   、入口及び出口をそれぞれ二重扉によって閉鎖された乾
   燥室内に上記熱風を送給し該乾燥室内の測定試料を絶乾
   状態近くまで乾燥する乾燥装置と、上記測定試料の乾燥
   前の重量を天秤台座により測定し測定値を水分表示部へ
   送信する前秤量部と、乾燥後の重量を天秤により測定し
   測定値を水分表示部へ送信する後秤量部とより成る重量
   測定装置と、上記測定試料を上記乾燥装置内に供給する
   試料供給装置と、上記測定試料を上記乾燥装置より外部
   へ排出する試料排出装置と、上記水分表示部を有し且つ
   上記各装置を自動的に統括して制御する自動制御装置と
   から構成されることを特徴とする水分測定装置。
2. （２）上記乾燥装置は入口側に設けられた上記二重扉の
   間に入口予備室を構成し、出口側に設けられた上記二重
   扉の間に出口排出室を構成し、上記入口予備室、出口排
   出室及び中央の上記乾燥室内に搬送手段を設け、上記測
   定試料が上記入口予備室、乾燥室及び出口排出室の間を
   移載されるときに連動して上記入口及び出口の二重扉の
   各扉が開閉させるようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項に記載の水分測定装置。
3. （３）上記重量測定装置は上記乾燥装置の外に設置され
   た天秤により乾燥前の測定試料を秤量する前秤量部と、
   上記乾燥装置内に設置され略絶乾状態の測定試料を天秤
   により秤量する後秤量部とより成り、それぞれ測定値を
   電気信号に変換して水分表示部に送ることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項に記載の水分測定装置。