(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
茶葉が搬送される溝を有するトラフと、
前記トラフに茶葉を供給するフィーダと、
前記トラフに対して茶葉を搬送する振動を付与する茶葉送出機構と、
前記トラフの溝の底面に対してその上方に所定間隔を空けて対向配置された放熱板を有し、前記トラフの溝を流れる茶葉を加熱乾燥するバーナと、
前記トラフの溝を流れる茶葉を前記溝の底面の裏面側から加熱乾燥するヒータと、
前記バーナ及び前記ヒータによる加熱乾燥を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記ヒータの設定温度が前記バーナの設定温度よりも低くなるように加熱乾燥を行う
ことを特徴とする火入れ機。
【請求項２】
前記トラフの溝の長手方向の中央部付近に配設された、前記溝の底面上の温度を測定する第１の温度センサと、
前記トラフの溝の幅方向の中央部付近に配設された、前記溝の底面の裏面側の温度を測定する第２の温度センサとを備え、
前記第２の温度センサは、検出する温度が、前記第１の温度センサが検出する温度よりも１０℃〜３０℃低い温度となる位置に配置される
ことを特徴とする請求項１記載の火入れ機。
【請求項３】
前記ヒータは、前記トラフの溝の底面の裏面側に該トラフの長手方向に沿って進む矩形波状又は角丸矩形波状に配索された線状部材からなる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の火入れ機。
【請求項４】
前記ヒータは、前記トラフの溝の底面の裏面に取り付けられた取付補助板に配設されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の火入れ機。
【請求項５】
前記ヒータは、前記取付補助板に取付補助具を介したリベット固定及びネジ止め固定の少なくとも一つにより配設されている
ことを特徴とする請求項４記載の火入れ機。
【請求項６】
前記トラフは、前記裏面側に前記溝及び前記取付補助板を該裏面側から覆う保温材を備えた
ことを特徴とする請求項４又は５記載の火入れ機。
【請求項７】
前記ヒータは、オン動作時に設定温度まで瞬時に到達するラピッド型の電熱ヒータである
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠赤外線加熱方式を用いて茶葉の乾燥を行う火入れ機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、製茶工場において製造された荒茶を加熱乾燥し、茶特有の芳香を精製して香味を向上させるための火入れ工程を行う火入れ機が知られている（下記特許文献１参照）。この火入れ機は、マイクロ波により茶葉を一次乾燥した後、トラフの溝を流れる茶葉を、遠赤外線を放射する放熱板を有するバーナにより二次乾燥する。これにより、茶葉の加熱乾燥を均等に行うことを可能にし、任意の加熱乾燥を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８３４６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、茶葉の火入れ工程においては、上記特許文献１に開示されているように、茶葉を搬送するトラフの裏面側に、トラフの溝を裏面側から覆う保温材を取り付けて、トラフ自体の余熱を利用する方法も知られている。しかし、バーナの設定温度が高ければ高いほど、トラフ自体の保温材による余熱温度との温度差が生じてしまうため、任意の加熱乾燥を行うための温度制御や温度調整が難しくなる傾向があった。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、火入れ工程における温度制御や温度調整を容易にして茶葉の加熱乾燥を均等且つ均一に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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る火入れ機は、茶葉が搬送される溝を有するトラフと、前記トラフに茶葉を供給するフィーダと、前記トラフに対して茶葉を搬送する振動を付与する茶葉送出機構と、前記トラフの溝の底面に対してその上方に所定間隔を空けて対向配置された放熱板を有し、前記トラフの溝を流れる茶葉を加熱乾燥するバーナと、前記トラフの溝を流れる茶葉を前記溝の底面の裏面側から加熱乾燥するヒータとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の一実施形態においては、前記ヒータは、前記トラフの溝の底面の裏面側に該トラフの長手方向に沿って進む矩形波状又は角丸矩形波状に配索された線状部材からなる。
【０００８】
本発明の他の実施形態においては、前記ヒータは、前記トラフの溝の底面の裏面に取り付けられた取付補助板に配設されている。
【０００９】
本発明の更に他の実施形態においては、前記ヒータは、前記取付補助板に取付補助具を介したリベット固定及びネジ止め固定の少なくとも一つにより配設されている。
【００１０】
本発明の更に他の実施形態においては、前記トラフは、前記裏面側に前記溝及び前記取付補助板を該裏面側から覆う保温材を備える。
【００１１】
本発明の更に他の実施形態においては、前記ヒータは、オン動作時に設定温度まで瞬時に到達するラピッド型の電熱ヒータである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、火入れ工程における温度制御や温度調整を容易にして茶葉の加熱乾燥を均等且つ均一に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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。
【図２】同火入れ機の一部を切り欠いて示す側面図である。
【図３】図１の一部拡大正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線拡大断面図である。
【図５】同火入れ機に用いられるセラミックプレートを示す斜視図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ’線矢視図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ’線拡大断面図である。
【図８】同火入れ機の変形例を示す拡大断面図である。
【図９】同火入れ機の他の変形例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る火入れ機を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、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、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’線拡大断面図、図５は火入れ機に用いられるセラミックプレートを示す斜視図、図６は図４のＢ−Ｂ’線矢視図、図７は図６のＣ−Ｃ’線拡大断面図である。
【００１６】
本実施形態に係る火入れ機１００は、図１〜図３に示すように、例えば棚状に形成された多段フレーム１と、この多段フレーム１の上段部に設けられた茶葉投入口であるホッパ９とを備えている。また、火入れ機１００は、多段フレーム１によって上下方向に所定間隔をおいて支持された、茶葉が流れる上段部、中段部及び下段部にそれぞれ配置されたトラフ２，３，４と、これらトラフ２〜４と対向する位置に配置され、それぞれ茶葉を例えば遠赤外線により加熱乾燥するバーナ５と、火入れ機１００の各部を自動制御する制御装置９０とを備えている。
【００１７】
なお、各トラフ２〜４は、図示のような上段部、中段部及び下段部に配置されるものに限定されることはなく、例えば上下段部の二段構成や、四段以上の多段構成であってもよい。ここで、例えば一段のみの構成のトラフを採用する場合は、トラフの長さ方向において、後述する多段構成のトラフと同様の温度制御及び温度調整に基づく火入れを行うことが可能な構造とすればよい。
【００１８】
また、本実施形態の火入れ機１００には、図示しないシュート等から投入された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が備えられている。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。
【００１９】
この茶葉供給装置６０においては、シュート等から投入された茶葉を一時的に滞留することができるので、滞留された茶葉の状態を確認することにより、火入れにおける条件設定（温度設定、温度調整等）に役立てることが可能となる。更に、火入れ機１００には、上段部に配置されたホッパ９の底面を加振する電磁式フィーダ１７が設置されている。ホッパ９に投入された茶葉は、電磁式フィーダ１７の振動により、一定量ずつ上段部のトラフ２に押し出される。
【００２０】
各トラフ２〜４には、これらトラフ２〜４を振幅運動させることにより、トラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａ内にて平均的に茶葉をばらけさせながら茶葉を送り出す茶葉送出機構６が設置されている。茶葉送出機構６の細部については後述する。また、トラフ２，３には、上段部のトラフ２から中段部のトラフ３に茶葉が滑り落ちるように導く上中段シュート１０が設置されている。同様に、トラフ３，４には、中段部のトラフ３から下段部のトラフ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。
【００２１】
このような茶葉送出機構６によって、茶葉は、まずホッパ９から投入されて上段部のトラフ２の図１中矢印Ｒで示す方向（以下、「Ｒ方向」と呼ぶ。）の端部に移り、トラフ２をＲ方向から図１中矢印Ｆで示す方向（以下、「Ｆ方向」と呼ぶ。）に向かって進む。そして、茶葉は、トラフ２のＦ方向の端部から上中段シュート１０を滑り落ちて、中段部のトラフ３のＦ方向の端部に移り、トラフ３をＦ方向からＲ方向に向かって進む。
【００２２】
その後、茶葉は、トラフ３のＲ方向の端部から中下段シュート１１を滑り落ちて、下段部のトラフ４のＲ方向の端部に移り、トラフ４をＲ方向からＦ方向に向かって進み、火入れ機１００の外部へ排出される。このような上段部から下段部への茶葉の移動の間、各段部にトラフ２〜４と対向するように設けられたバーナ５による茶葉の加熱乾燥（火入れ）が行われる。
【００２３】
そして、本実施形態の火入れ機１００では、バーナ５による加熱乾燥と併用して、トラフ２〜４の裏面側から後述するヒータ３０（図４等参照、以下同じ。）による加熱乾燥も行われる。なお、バーナ５及びヒータ３０による茶葉の加熱乾燥は、図示しない制御装置によって自動制御可能に構成され得る。例えば、各バーナ５は、多段フレーム１に設けられた後述するバーナ昇降機構８によって、各トラフ２〜４との間隔を調整され得る。これにより、バーナ５によるトラフ２〜４に対する火入れの温度調整を間隔調整によって容易に行うことができる。
【００２４】
図４は、火入れ機１００の上段部のトラフ２の周辺の要部を拡大して示している。なお、以降においては、トラフ２〜４のうち主にトラフ２を例に挙げて説明するが、特に言及しない限りその構造及び構成はトラフ３，４にも適用されているものとする。図４に示すように、バーナ５は、下面側に複数のノズルが配置された平面状の照射部５ａａを有するガスバーナ５ａと、この照射部５ａａの側方から下面側を覆うように取り付けられた放熱板としてのセラミックプレート５ｂとを有している。
【００２５】
セラミックプレート５ｂは、上段部のトラフ２の溝２ａの図４中矢印Ｗで示す幅方向（以下、「Ｗ方向」と呼ぶ。）の中央部を中心として、溝２ａの底面２ｂに向かって断面湾曲状に突出した形状に形成されている。中段部のトラフ３及び下段部のトラフ４における各バーナ５も、それぞれ同様のガスバーナ５ａ及びセラミックプレート５ｂを有している。
【００２６】
各バーナ５は、ガスバーナ５ａでセラミックプレート５ｂを熱することにより、セラミックプレート５ｂを介して遠赤外線を放射する遠赤外線加熱方式のバーナである。なお、セラミックプレート５ｂの表面は、例えば遠赤外線放出塗料により覆われている。このような形状（平面状）の照射部５ａａを有するガスバーナ５ａを使用することで、セラミックプレート５ｂを介して遠赤外線をトラフ２の溝２ａに向かって均等に放射することができるので、底面２ｂ上の茶葉を均一に乾燥することが可能となる。
【００２７】
図５は、火入れ機１００の各バーナ５に用いられるセラミックプレート５ｂを示している。図５に示すように、セラミックプレート５ｂは、トラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａ（図２参照、以下同じ。）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構成されている。このため、セラミックプレート５ｂは、例えば孔径Φ４で板厚方向に複数貫通形成された孔部５ｄを有するように形成されている。
【００２８】
また、各バーナ５は、図４に示すように、少なくともガスバーナ５ａ及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を備えている。このバーナカバー５ｃは、例えば上段部のトラフ２の溝２ａの底面２ｂ側が開口された、半楕円断面のような外形かまぼこ型に見える形状を有し、ガスバーナ５ａ及びセラミックプレート５ｂを上方から溝２ａの底面２ｂに向かって覆っている。
【００２９】
また、バーナカバー５ｃは、内側表面にガスバーナ５ａの放射熱及びセラミックプレート５ｂの輻射熱をトラフ２〜４側に反射させる凹面状の反射面５ｅを形成している。この反射面５ｅは、放射熱及び輻射熱をトラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａのＷ方向両端部の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。
【００３０】
なお、上述したＷ方向と直交するバーナカバー５ｃの長手方向の両端部は、壁状に閉塞されている。また、図示は省略するが、バーナ５のノズル付近には、調整バルブ付きの空気供給部が設けられている。この空気供給部は、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方向に二次空気を送るものである。
【００３１】
このような構造により、各バーナ５においては、効率よく空気を供給してガスを完全燃焼させることが可能となる。そして、各バーナ５は、例えば図示しない電磁弁によりガス供給量が調整され得る構造を備える。このため、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に基づく火入れの温度制御を容易に行うことができる。
【００３２】
バーナカバー５ｃの各トラフ２〜４側の幅は、例えば各トラフ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。バーナカバー５ｃのＷ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、以下同じ。）が上段部〜下段部毎にそれぞれ設けられている。排気筒５ｇを設けることにより、火入れ機１００の機内温度を安定化させることができ、例えばガス消費量を従来のものと比較して削減することも可能となる。
【００３３】
上段部のトラフ２には、その長手方向に茶葉が送られる溝２ａが形成されており、この溝２ａ及びその底面２ｂに対してバーナ５が対向するように配置されている。なお、図３においては、バーナ５は、上段部のトラフ２の長手方向に直列に２つ続くように設置されているが、この数は特に限定されるものではなく、トラフ２の長さに合わせて必要なバーナ５のサイズや数を適宜決定すればよい。なお、中段部のトラフ３及び下段部のトラフ４にも、同様にそれぞれ溝３ａ，４ａが形成され、バーナ５が対向配置されている。
【００３４】
トラフ２〜４は、例えばアルミニウム材料からなる一枚板を折り曲げ加工したり、予め溝２ａ，３ａ，４ａを備えた金属板などにより形成することができる。本実施形態においては、トラフ２〜４には、黒色のアルマイト加工が施されている。なお、トラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａの幅は、例えばバーナ５のセラミックプレート５ｂの幅と同等からその２．５倍程度の幅の間に設定されることが望ましく、より好ましくはセラミックプレート５ｂの幅とほぼ等しく設定されるとよい。
【００３５】
本出願人の試験によると、バーナ５の照射部５ａａの照射面の幅が、トラフ２の溝２ａの幅の２．５分の１よりも小さくなると、トラフ２の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５の照射面の幅がトラフ２の溝２ａの幅を超えると、バーナ５の熱の有効利用が図り辛くなる。例えば、バーナ５の照射面の幅が１００ｍｍ程度であれば、トラフの溝２ａの幅を１００〜２５０ｍｍに設定することが好ましく、本実施形態では２３０ｍｍに設定されている。バーナ５の照射面の幅を１００ｍｍ程度としたのは、ガスバーナ５ａの放射をやわらかな熱にコントロールすることができ、茶葉の加熱乾燥に最も適したサイズであることが確認されたからである。
【００３６】
なお、中段部のトラフ３及び下段部のトラフ４についても、或いはその溝３ａ，４ａの構造についても、上述したものと同様である。また、各トラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａの長手方向の中央部付近には、トラフ２の溝２ａの底面２ｂ上の温度を測定する図示しない第１の温度センサが、その先端部が茶層から突出する高さとなるように配設されている。
【００３７】
一方、図４、図６及び図７に示すように、トラフ２には、溝２ａを流れる茶葉を溝２ａの底面２ｂの裏面２ｃ側から加熱乾燥するヒータ３０が設置されている。このヒータ３０は、トラフ２の底面２ｂの裏面２ｃ側に、例えばトラフ２の長手方向に沿って進む矩形波状（例えば、角丸矩形波状）に配索された線状の電熱ヒータからなる。なお、電熱ヒータとしては、オン動作時（電源投入後）に設定温度まで瞬時に到達するラピッド型が好ましく、線状に限定されるものではない。
【００３８】
本実施形態のヒータ３０は、例えばトラフ２の裏面２ｃに取り付けられた取付補助板３９に配設されている。具体的には、線状部材のヒータ３０は、リベット３７によって取付補助板３９に固定された複数の取付治具３８によって、上述した矩形波状に整形されて配索されている。
【００３９】
なお、ヒータ３０は、取付治具３８を介したリベット３７による固定の他、例えば取付治具３８を介した図示しないネジ止めにより取付補助板３９に固定されてもよい。その他、ヒータ３０は、例えばＷ方向にわたって敷設される加熱部分を紐状部材により構成し、その加熱部分をテープ止めや接着剤により取付補助板３９に固定するようにしてもよい。このようにすれば、ヒータ３０を配設する際の取付治具３８やリベット３７の部品点数を少なくすることができる。取付補助板３９は、トラフ２と同様の材料からなり、例えばトラフ２の裏面２ｃをほぼ全て覆うような寸法（大きさ）に形成されている。
【００４０】
この取付補助板３９の一部には、第２の温度センサ４０が、リベット４７により固定された取付治具４２に対し、ナット４１により取付補助板３９に触れない状態で取付固定されている。第２の温度センサ４０は、好ましくは図示のように、トラフ２の溝２ａのＷ方向の中央部付近において、その裏面２ｃ側の温度を測定可能な位置に配設されるとよい。第２の温度センサ４０は、より好ましくは、トラフ２の溝２ａのＷ方向の中央部付近であって鉛直方向にバーナ５と重ならない位置、例えばトラフ２の長手方向の端部付近の位置（ホッパ９寄りの位置、上中段シュート１０寄りの位置など）に配設されるとよい。この場合は、第２の温度センサ４０により、バーナ５の放射熱及び輻射熱の影響を極力受けない状態のヒータ３０の加熱温度を測定することができる。
【００４１】
また、図示は省略するが、トラフ２は、その裏面２ｃ側に溝２ａ及び取付補助板３９を裏面２ｃ側から覆うように配設された保温材を備えていてもよい。この場合、保温材は、ヒータ３０が配設された取付補助板３９を、トラフ２との間で挟み込むような状態に取り付けられる。なお、上述したヒータ３０や温度センサ４０は、トラフ２の裏面２ｃに取付補助板３９を介さずに直接取り付けられていてもよい。ヒータ３０及び温度センサ４０等は、トラフ３，４においても上記と同様に配設されている。
【００４２】
このように構成された火入れ機１００は、バーナ５及びヒータ３０により、トラフ２の溝２ａを流れる茶葉を、溝２ａの底面２ｂの上方側からのみならず、下方側である裏面２ｃ側からも加熱しつつ火入れを行うことができる。そして、バーナ５による放射熱及び輻射熱並びにヒータ３０による加熱は、それぞれ制御することができるので、火入れ工程における温度制御や温度調整を容易にして、より一層茶葉の加熱乾燥を均等且つ均一に行うことが可能となる。
【００４３】
なお、火入れ機１００は、多段フレーム１の外周側において、各段部のバーナ５の外周部と水平方向に対向する部分が、例えば外周カバー部１ａ（図２参照）によりそれぞれ覆われた構造を備えている。この外周カバー部１ａは、バーナ５への火入れ時にバーナ５と各トラフ２〜４との間への不要な外気の入り込みを防ぐと共に、取り外しが容易にできる安全カバーの役割も担っている。
【００４４】
外周カバー部１ａは、図２に示すように、例えばその高さｈ１が２００ｍｍ〜高さｈ２が３００ｍｍなど、火入れ機１００の大きさに合わせた所定の寸法範囲で設計された上で、多段フレーム１に取り付けられている。外周カバー部１ａを備えることで、多段フレーム１のバーナ５の外周回り以外の開放部分から熱気を逃し、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る。また、外周カバー部１ａ以外の開放部分から、火入れ工程の後の掃除等を容易に行うことが可能となる。
【００４５】
茶葉送出機構６は、図１に示すように、例えば各トラフ２〜４のＲ方向側の端部近傍に設置される。多段フレーム１における最下段部の下段フレーム１ｂのＲ方向側の端部近傍には、ブラケット１９を介してモータ１８が載置されている。一方、下段部の下段フレーム１ｂには、下方に延出した位置の軸受２１ｂを介して回転軸２１が備えられている。
【００４６】
モータ１８と回転軸２１とは、プーリ１８ａ、タイミングベルト２３及びプーリ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。なお、中段部及び上段部の下段フレーム１ｂにも、上記と同様の軸受２１ｂ、回転軸２１、テンショナー機構４９を介したタイミングベルト２３、偏心スリーブ及びプーリ２１ａが備えられている。従って、各回転軸２１は、モータ１８とすべて連結された状態となっている。
【００４７】
一方、トラフ２〜４のＲ方向側の端部近傍には、図３に示すように、係止部材１７を介して連結軸２４がそれぞれ設けられている。各回転軸２１と各連結軸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を介してそれぞれ連結されている。なお、各回転軸２１と各連結軸２４との配置関係は、常に連結軸２４が回転軸２１よりも茶葉の送り出し方向の先頭側（前側）に配置されるように設計されている。
【００４８】
これにより、モータ１８の回転によってタイミングベルト２３を介して各回転軸２１が同期回転し、この回転運動が各コンロッド２２を介して各連結軸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って、茶葉は飛び跳ねるようにして各トラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａ内を進んでいく。従って、各トラフ２〜４は水平となるように設置することが好ましい。トラフ２〜４に傾斜を付けると茶葉の流れは良好となるものの、平均して流れ難くなり、茶葉が飛び跳ねるよりも擦って進むような動きとなってしまうからである。
【００４９】
茶葉送出機構６は、上記のように、上下に隣設されたプーリ２１ａ同士をタイミングベルト２３で連結し、各回転軸２１をモータ１８と連結された状態に構成している。これにより、トラフの段数にかかわらず、１台のモータ１８で茶葉送出機構６を駆動することができ、各段部にモータを備える場合と比較してコスト削減が可能となる。なお、この場合、各段部の茶葉送出機構６による回転位相を均等にズラす（例えば、３つのトラフ２〜４の場合には１２０°ずつズラす）ことにより、火入れ機１００全体の振動抑制と振動による移動とを防止することができる。
【００５０】
茶葉送出機構６による茶葉の送出速度は、各回転軸２１に対して偏心スリーブの位置を変えることなどで調整することが可能である。各トラフ２〜４には、図１に示すように、茶葉送出機構６による運動を妨げないように、トラフ２〜４をそれぞれ多段フレーム１に揺動可能に弾性保持する複数の板ばね７が、茶葉の進行方向に向かって前下方に傾斜する状態で設置されている。なお、板ばね７の代わりに、コイルばね等の弾性部材を採用することも可能である。
【００５１】
バーナ昇降機構８は、例えば図１〜４に示すように、減速機構付きのモータ２５と、このモータ２５の回転軸に連結されたベベルギア機構２８ａとを備えている。また、保持部材２６によって回転可能に保持された同期軸２７と、この同期軸２７を介して連結されたベベルギア機構２８ｂとを備えている。ベベルギア機構２８ａ，２８ｂは、同期軸２７を介してモータ２５の回転軸と連結されている。
【００５２】
同期軸２７と直交するように配置されたベベルギア機構２８ａ，２８ｂの螺軸２９は、多段フレーム１に固定保持されているナットスリーブ３０に回転可能に保持されている。この螺軸２９は、バーナ５に対して、昇降軸８ａ及びアームロッド８ｄを介して接続されている。昇降軸８ａは、バーナ５の上下動作をガイドして昇降動作を安定させる軸ガイド８ｂを介して多段フレーム１に支持されている。
【００５３】
このように構成されたバーナ昇降機構８は、モータ２５が回転すると、ベベルギア機構２８ａ，２８ｂの各ベベルギアが回転し、螺軸２９とバーナ５との相対位置を昇降軸８ａ及びアームロッド８ｄを介して変化させることが可能な構造を備えている。これにより、バーナ５をトラフ２〜４に対してそれぞれ自在に昇降させることが可能となる。
【００５４】
次に、このように構成された火入れ機１００の動作について説明する。
火入れ機１００に投入された茶葉は、茶葉供給装置６０を介して上段部のトラフ２から下段部のトラフ４へとバーナ５及びヒータ３０によって加熱乾燥されながら移動していく。各トラフ２〜４の中心部に設置された第１の温度センサは、茶葉とバーナ５との間の温度をモニタリングする。また、各トラフ２〜４の裏面側に取付補助板３９に触れない状態で設置された第２の温度センサ４０は、トラフ２〜４の裏面側の温度をモニタリングする。そして、これらの温度や茶葉の状態を考慮しながら、制御装置９０により加熱乾燥の程度を調整する。なお、第２の温度センサ４０は、検出する温度が、第１の温度センサが検出する温度よりも約１０℃〜約３０℃程度低い温度となるような位置に配置される。
【００５５】
火入れ全体としての加熱温度を測定する第１の温度センサは、バーナ５による遠赤外線の輻射熱の温度を優先的に検出するので、火入れ工程としての温度調整はこの第１の温度センサからの検出温度に基づき行えばよい。そして、バーナ５を点火して設定温度に達したところでトラフ２〜４に茶葉を流し始め、その状態でヒータ３０をオン動作させるようにする。
【００５６】
ヒータ３０の加熱温度を検出する第２の温度センサ４０は、上述したように取付補助板３９に取り付けられているため、各トラフ２〜４とは非接触である。ヒータ３０の設定温度は１００℃以下と低く、第１の温度センサにより検出される温度の方が高いため、ヒータ３０をオン動作させたとしても火入れの設定温度に変化は生じない。換言すれば、火入れの設定温度を変化させない程度のヒータ３０による加熱が行われることとなる。
【００５７】
すなわち、ヒータ３０の設定温度はバーナ５の設定温度よりも低くする必要があり、例えば０℃〜１００℃の範囲内で第２の温度センサ４０からの検出温度に基づき調整されることが好ましい。ヒータ３０の加熱温度がバーナ５の設定温度より高くなると、火入れの設定温度が上昇してしまい、遠赤外線による香り引き出し効果が著しく薄れてしまうからである。
【００５８】
火入れ工程における調整は、具体的には、バーナ昇降機構８を制御してバーナ５と茶葉との距離を調整したり、バーナ５の火力を調整したり、ヒータ３０の加熱温度を調整したりすることで行われる。これにより、茶葉の加熱乾燥を自動的且つ緻密に調整することができる。
【００５９】
バーナ５の設定温度を、例えば上段部が約１００℃、中段部が約１１０℃及び下段部が約１３０℃とした場合、上記のようにヒータ３０の設定温度は１００℃以下として、更にバーナ５の余熱温度及び保温材による保温温度を考慮すれば、ヒータ３０による実際の加熱温度は平均的に約５０℃〜約６０℃であることが判明した。火入れ機１００における火入れ性能とは、茶葉の素材を活かせる範囲で強い火がどこまで入れられるか、或いは思い切った火入れができるかにより左右されるので、結果的に強い火入れができるほど火入れ性能が高く、茶葉の香りと旨味を引き出すことが可能である。なお、茶葉の色味を保ったまま火入れするためには、できるだけ短時間で熱エネルギーを茶葉に与えて加熱乾燥することが必要となる。
【００６０】
このような点を考慮して、本実施形態の火入れ機１００では、バーナ５のみならずヒータ３０によりトラフ２〜４を僅かに補助的に加熱するよう構成した。これにより、ヒータ３０を備えないものとバーナ５による火入れ設定温度を同じにした場合であっても、より強い火が入り水色の濃い旨味を引き出すことが可能となった。
【００６１】
なお、各トラフ２〜４における茶葉は、蒸らすことなく少量をできるだけ薄くのばして流し、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が、本実施形態の火入れ機１００によれば、バーナ５とヒータ３０により温度制御や温度調整が容易な状態で火入れを行うので、茶葉の加熱乾燥をより均等且つ均一に行うことが可能となる。
【００６２】
すなわち、電磁式フィーダ１７によって、茶葉が各トラフ２〜４の溝２ａ，３ａ，４ａ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の溝２ａ，３ａ，４ａの底面の表面が見え隠れする程度に、茶層が薄くなるように茶葉を供給するが、火入れの温度に関してはバーナ５及びヒータ３０を制御して最適に調整するので、加熱乾燥をより均等且つ均一に行える。
【００６３】
図８は、火入れ機１００の変形例を示す拡大断面図、図９は、火入れ機１００の他の変形例を示す拡大断面図である。図８及び図９に示すように、火入れ機１００のトラフ２は、例えばＷ方向に茶葉が送られる溝２ａが所定間隔をおいて２列平行に設置されたものであってもよい。トラフ３，４についても、溝３ａ，４ａが同様に２列平行に設置されてもよい。２つの溝２ａが平行に形成されたトラフ２は、例えば一つの溝２ａを備えた金属板を繋ぎ合わせて形成したり、上記のような一枚板を折り曲げ加工して形成したりできる。これらの溝２ａには、それぞれ裏面側にヒータ３０が配設される。
【００６４】
また、火入れ機１００のバーナ５は、トラフ２の各溝２ａ毎にそれぞれ対向配置されてもよい。これらバーナ５は、図８に示すように、２列のバーナ５が一つのステー１４により連結され、一つのバーナ昇降機構８により同時に昇降可能に構成されても、図９に示すように、それぞれのバーナ５が別々のバーナ昇降機構８により独自に昇降可能に構成されてもよい。このように構成すれば、上述した作用効果と共に更に茶葉の火入れ処理能力をより向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１                多段フレーム
２，３，４        トラフ
２ａ，３ａ，４ａ  溝
５                バーナ
５ａ              ガスバーナ
５ｂ              セラミックプレート
６                茶葉送出機構
７                板ばね
８                バーナ昇降機構
９                ホッパ
３０              ヒータ
１００            火入れ機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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