(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密性を有する原料加工容器（１）内に、回転駆動機構（２）の回転軸（３）の先端部分を回動かつ軸方向に移動可能に配設するようにした食品用加工装置において、前記回転軸（３）の軸封部の原料加工容器（１）側にメカニカルシール（１２）の固定リング（１０）を、回転軸（３）側にメカニカルシール（１２）の回転リング（１１）を、それぞれ配設するとともに、前記回転リング（１１）と該回転リング（１１）に嵌挿した回転軸（３）との摺動部に往復動用シール（１３）を配設し、該往復動用シール（１３）を挟んでその両側に回転軸（３）の軸方向の移動を支持する摺動ブッシュ（１８ａ、１８ｂ）を、メカニカルシール（１２）により原料加工容器（１）内と遮断された固定リング（１０）と回転リング（１１）との間に回転軸（３）の回転を支持するボールベアリング（２１）を、それぞれ配設したことを特徴とする食品用加工装置。
【請求項２】
前記軸封部を、原料加工容器（１）に対して、回転軸（３）の半径方向に摺動可能に配設したことを特徴とする請求項１記載の食品用加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、コーヒー豆や茶葉等の原料から飲料を抽出するために用いられる抽出装置等の食品用加工装置に関し、特に、気密性を有する原料加工容器内に、回転駆動機構の回転軸の先端部分を回動かつ軸方向に移動可能に配設するようにした食品用加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コーヒー豆や茶葉等の原料から飲料を抽出するために用いられる抽出装置として、従来より種々の形態のものが提案され、実用化されているが、その抽出には、それぞれの原料に適した抽出条件に対応した抽出装置が必要であり、例えば、コーヒー豆の抽出には、主として、円筒ろ過板抽出器を使用したドリップ抽出方式が用いられ、一方、茶葉の抽出については、ニーダー抽出器を使用した浸漬方式が用いられるのが一般的である。
また、抽出温度、抽出圧力等の条件も原料によって異なるため、例えば、コーヒー豆と茶葉では、また、同じ茶葉でも、紅茶、ウーロン茶、麦茶、番茶、煎茶、玉露等、茶葉の種類毎に、多種多様の抽出装置が必要であった。
【０００３】
そこで、これらの条件を１つの装置により満足する抽出装置として、気密性を有する原料加工容器内に、回転駆動機構の回転軸の先端部分を回動かつ軸方向に移動可能に配設するとともに、回転軸の先端に攪拌羽根や熱水スプレーパイプを配設した抽出装置（実用新案登録第３０２２５１７号公報参照）が、本件出願人によって提案され、実用化に至っている。
【０００４】
ところで、原料を加工して飲料等の食品を製造する場合、例えば、コーヒー豆や漢方薬等の原料からエキス分を抽出する場合、高温、高圧の条件下で抽出を行いながら、抽出効率を高めるために回転駆動機構の回転軸の先端に配設した攪拌羽根により原料を攪拌等することが行われているが、このような抽出装置では、例えば、抽出を行いながら、攪拌羽根の位置を調節することにより、一層抽出効率を高めたり、液面高さに応じた位置で攪拌を行うことにより、製品の品質の向上を図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このため、この種の抽出装置等の食品用加工装置では、加圧される原料加工容器の気密性を高めるために、回転軸の軸封装置の性能が重要になる。
しかしながら、回転軸の軸封装置に従来より採用されているグランドパッキン軸封装置によっては、上記のように回転軸を回転させながら昇降させるような使用方法には、十分に適応することができず、このため、洩れを完全になくすことができなかったり、回転軸の昇降距離や回転軸の軸径に制約があり、装置の設計の自由度が小さいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の食品用加工装置が有する問題点に鑑み、気密性を有する原料加工容器内に、回転駆動機構の回転軸の先端部分を回動かつ軸方向に移動可能に配設するようにした食品用加工装置において、回転軸を回転させながら昇降させるような使用方法を実施した場合でも、洩れが発生せず、また、回転軸の昇降距離や回転軸の軸径に制約がなく、装置の設計の自由度の大きい食品用加工装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の食品用加工装置は、気密性を有する原料加工容器内に、回転駆動機構の回転軸の先端部分を回動かつ軸方向に移動可能に配設するようにした食品用加工装置において、前記回転軸の軸封部の原料加工容器側にメカニカルシールの固定リングを、回転軸側にメカニカルシールの回転リングを、それぞれ配設するとともに、前記回転リングと該回転リングに嵌挿した回転軸との摺動部に往復動用シールを配設し、該往復動用シールを挟んでその両側に回転軸の軸方向の移動を支持する摺動ブッシュを、メカニカルシールにより原料加工容器内と遮断された固定リングと回転リングとの間に回転軸の回転を支持するボールベアリングを、それぞれ配設したことを特徴とする。
【０００８】
この食品用加工装置は、回転軸の軸封部の原料加工容器側にメカニカルシールの固定リングを、回転軸側にメカニカルシールの回転リングを、それぞれ配設するとともに、回転リングとこの回転リングに嵌挿した回転軸との摺動部に往復動用シールを配設し、該往復動用シールを挟んでその両側に回転軸の軸方向の移動を支持する摺動ブッシュを、メカニカルシールにより原料加工容器内と遮断された固定リングと回転リングとの間に回転軸の回転を支持するボールベアリングを、それぞれ配設することにより、回転軸の回転に対するシールをメカニカルシールで、回転軸の軸方向の移動に対するシールを往復動用シールで、それぞれ確実に行うことができ、これにより、回転軸を回転させながら昇降させるような使用方法を実施した場合でも、回転軸の軸封部における洩れが発生せず、また、回転軸の昇降距離や回転軸の軸径に制約がなく、装置の設計の自由度を大きくすることができる。
【０００９】
この場合において、軸封部を、原料加工容器に対して、回転軸の半径方向に摺動可能に配設することができる。
【００１０】
これにより、回転軸が所定の範囲の回転軸と直交する面内で自由に摺動することができるものとなり、例えば、回転軸と原料加工容器の軸心がずれた場合でも、シール部等に偏心荷重をかけずに回転軸の回動及び軸方向の移動運転を円滑に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の食品用加工装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図２に、本発明の食品用加工装置の一実施例を示す。
この食品用加工装置は、コーヒー豆や漢方薬等の原料からエキス分を抽出するために使用されるもので、気密性を有する原料加工容器１内に、回転駆動機構２の回転軸３の先端部分を回動かつ軸方向に移動可能に配設するとともに、回転軸３の先端に攪拌羽根４や熱水スプレーパイプ５を配設するようにしている。
【００１３】
原料加工容器１は、底部に開閉自在の下蓋１ａ、上部に同じく開閉自在の上蓋付原料投入口１ｂを備え、密閉可能となっており、下蓋１ａの上面にはフィルタ１ｃが張設され、底部中央には排出孔１ｄが設けられている。
また、原料加工容器１の天井部には、加圧エアー供給口６が設けられており、この加圧エアー供給口６によって、適当な圧縮空気供給源から原料加工容器１内を、例えば、０．３ＭＰａ等の高圧に加圧調整できるようになっている。
【００１４】
回転軸３の先端には、水平方向に複数の攪拌羽根４が取り付けられ、その上方に適当な距離をおいて熱水スプレーパイプ５が同じく水平方向に取り付けられている。
熱水スプレーパイプ５は、下向きに複数個のシャワーノズル５ａを備え、その基端部は、中空の回転軸３及びロータリージョイント７を介して、熱水供給口８に接続されている。
回転軸３は回転駆動機構２によって回転されるとともに、回転駆動機構昇降モータ９によって昇降するようにされている。
【００１５】
一方、この食品用加工装置は、図２〜図３に示すように、回転軸３の軸封部３０の原料加工容器１側にメカニカルシール１２の固定リング１０を、回転軸３側にメカニカルシール１２の回転リング１１を、それぞれ配設するとともに、回転リング１１とこの回転リング１１に嵌挿した回転軸３との摺動部に往復動用シール１３を配設するようにしている。
【００１６】
そして、メカニカルシール１２の固定リング１０は、原料加工容器１のフランジ１４に取り付けられた筒状のシールハウジング１５と、このシールハウジング１５にセットスクリュー２４によって固定され、先端部１６ａがばね２３により上方に向けて付勢されたプライマリーリング１６とを備えている。
なお、このプライマリーリング１６は、通常、カーボンによって形成されている。
【００１７】
また、メカニカルシール１２の回転リング１１は、先端部１６ａがばね２３により上方に向けて付勢された固定リング１０のプライマリーリング１６と摺接するように配設されたメーティングリング１７と、このメーティングリング１７が固定されるとともに、回転軸３に摺動ブッシュ１８ａを介して外嵌された内筒１９を備えている。
なお、メーティングリング１７は、通常、超硬合金、セラミック、セラミックコーティングを施したステンレス鋼等によって形成されている。
この場合、摺動ブッシュ１８ａは、回転軸３を回転かつ軸方向に移動可能に支持しているが、この摺動ブッシュ１８ａに固定された内筒１９のバッファリング２０の締付抵抗によって、回転リング１１は回転軸３とほぼ一体に回転するようになる。
このように、このメカニカルシール１２は、回転リング１１が回転軸３とほぼ一体に回転することにより、回転軸３の回転に対するシールを行うことができる。
【００１８】
なお、メカニカルシール１２の構成は、本実施例のものに限定されず、例えば、プライマリーリング１６とメーティングリング１７の配置を逆にして用いることもできる。
【００１９】
一方、往復動用シール１３は、回転リング１１とこの回転リング１１に嵌挿した回転軸３との摺動部をシールするもので、メカニカルシール１２の回転リング１１の内筒１９の下部に配設されている。
往復動用シール１３には、特に限定されるものではないが、好ましくは、断面がＶ字状、Ｕ字状、Ｘ字状等をし、弾性体からなるリップ（図示省略）を備えた、往復動する軸のシール性に優れたシール部材、例えば、Ｖパッキン、Ｕパッキン、Ｘパッキン等を採用することができ、この往復動用シール１３により、回転軸３を半径方向に締め付け、シールするようにする。
この場合、回転リング１１が回転軸３とほぼ一体に回転することから、回転軸３の軸方向の移動に対するシールを行うことができる。
【００２０】
なお、回転軸３の回転は、ボールベアリング２１によって支持するとともに、回転軸３の軸方向の移動は、摺動ブッシュ１８ａ、１８ｂによって支持するようにしており、これにより、回転軸３の回転と軸方向の移動とを円滑に行うようにしている。
【００２１】
さらに、この食品用加工装置においては、回転軸３の軸封部３０を、原料加工容器１に対して、回転軸３の半径方向に摺動可能に配設するようにしている。
具体的には、原料加工容器１のフランジ１４に、シールハウジング１５をボルトＢで取り付ける際に、ボルトＢの軸部Ｂ１が嵌挿されるシールハウジング１５側のボルト孔１５ａを所定の大径に形成するとともに、スラストワッシャＷを介してボルトＢを締め付けるようにし、シールハウジング１５が回転軸３の半径方向に所定の範囲で摺動できるように構成している。
この場合、原料加工容器１のフランジ１４とシールハウジング１５の間は、リングシール２２によってシールするようにしている。
これにより、回転軸３が所定の範囲の回転軸３と直交する面内で自由に摺動することができるものとなり、例えば、回転軸３と原料加工容器１の軸心がずれた場合でも、シール部等に偏心荷重をかけずに回転軸３の回動及び軸方向の移動運転を円滑に行うことができる。
【００２２】
以上のように、この食品用加工装置は、回転軸３の軸封部３０の原料加工容器１側にメカニカルシール１２の固定リング１０を、回転軸３側にメカニカルシール１２の回転リング１１を、それぞれ配設するとともに、回転リング１１とこの回転リング１１に嵌挿した回転軸３との摺動部に往復動用シール１３を配設することにより、回転軸３の回転に対するシールをメカニカルシール１２で、回転軸３の軸方向の移動に対するシールを往復動用シール１３で分担するようにしているので、回転軸３の回転及び軸方向の移動に対するシールを、それぞれ確実に行うことができ、これにより、回転軸３を回転させながら昇降させるような使用方法を実施した場合でも、回転軸３の軸封部３０における洩れが発生せず、また、回転軸３の昇降距離や回転軸３の軸径に制約がなく、装置の設計の自由度を大きくすることができる。
【００２３】
以上、本発明の食品用加工装置について、コーヒー豆や漢方薬等の原料からエキス分を抽出するために使用される抽出装置の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
また、本発明の食品用加工装置は、上記の抽出装置のほか、他の食品の製造を行う装置にも、広く適用できるものであり、これを排除するものでない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の食品用加工装置によれば、回転軸の軸封部の原料加工容器側にメカニカルシールの固定リングを、回転軸側にメカニカルシールの回転リングを、それぞれ配設するとともに、回転リングとこの回転リングに嵌挿した回転軸との摺動部に往復動用シールを配設し、該往復動用シールを挟んでその両側に回転軸の軸方向の移動を支持する摺動ブッシュを、メカニカルシールにより原料加工容器内と遮断された固定リングと回転リングとの間に回転軸の回転を支持するボールベアリングを、それぞれ配設するようにしているので、回転軸の回転に対するシールをメカニカルシールで、回転軸の軸方向の移動に対するシールを往復動用シールで、それぞれ確実に行うことができ、これにより、回転軸を回転させながら昇降させるような使用方法を実施した場合でも、回転軸の軸封部における洩れが発生せず、また、回転軸の昇降距離や回転軸の軸径に制約がなく、装置の設計の自由度を大きくすることができる。
この食品用加工装置は、これにより、原料加工容器の内圧を高めることが可能になり、また、回転軸の昇降距離を大きくしたり、回転軸の軸径を大きくして、回転軸を介して供給する熱水の供給量を増大させることができ、また、長時間の高速連続運転も可能となるため、原料に応じた多種多様の使用方法が可能となり、また、食品の製造を効率的に行うことができる。
【００２５】
また、軸封部を、原料加工容器に対して、回転軸の半径方向に摺動可能に配設することにより、回転軸が所定の範囲の回転軸と直交する面内で自由に摺動することができるものとなり、例えば、回転軸と原料加工容器の軸心がずれた場合でも、シール部等に偏心荷重をかけずに回転軸の回動及び軸方向の移動運転を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の食品用加工装置の一実施例を示す正面断面図である。
【図２】同軸封部を示す拡大断面図である。
【図３】同メカニカルシールを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１    原料加工容器
２    回転駆動機構
３    回転軸
３０  軸封部
４    攪拌羽根
５    熱水スプレーパイプ
６    加圧エアー供給口
７    ロータリージョイント
８    熱水供給口
９    回転駆動機構昇降モータ
１０  固定リング
１１  回転リング
１２  メカニカルシール
１３  往復動用シール
１４  フランジ
１５  シールハウジング
１５ａ  ボルト孔
１６  プライマリーリング
１７  メーティングリング
１８ａ  摺動ブッシュ
１８ｂ  摺動ブッシュ
１９  内筒
２０  バッファリング
２１  ボールベアリング
２２  リングシール
２３  ばね
２４  セットスクリュー
Ｂ    ボルト
Ｗ    スラストワッシャ
【図１】
0003609028.tif 000002
【図２】
0003609028.tif 000003
【図３】
0003609028.tif 000004