(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
茶葉が搬送される溝を備えたトラフと、
このトラフに茶葉を供給するフィーダと、
前記トラフに茶葉を搬送するための振動を付与する茶葉送り出し機構と、
前記トラフの溝の底面に対して所定の間隔を介して対向する放熱板を有し前記溝を流れる茶葉を加熱乾燥するバーナーと
を有する火入れ機において、
前記バーナーはガスバーナーで、前記放熱板はセラミックプレートであり、
前記トラフの溝は、所定の間隔を置いて複数列備えられ、
前記トラフの溝の幅は、前記バーナーの放熱板の幅と前記放熱板の２．５倍の幅の間に設定されている
ことを特徴とする火入れ機。
【請求項２】
前記トラフの溝の幅は、前記バーナーの放熱板の幅とほぼ等しく設定されていることを特徴とする請求項１記載の火入れ機。
【請求項３】
前記トラフの溝の幅は、１００〜２５０ｍｍに設定されてい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】
前記トラフの溝は、矩形断面状に形成されると共に前記バーナーの熱が干渉しないように５０〜１５０ｍｍの間隔を置いて複数列備えら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】
前記バーナー又は前記トラフを昇降駆動して前記トラフの溝の底面と前記バーナーの放熱板との間隔を調整する昇降機構を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の火入れ機。
【請求項６】
前記トラフの溝の幅方向中央部に設けられ、前記溝を流れる茶葉の僅かに上部の温度を検出する温度センサを更に備え、
前記フィーダは、前記トラフの溝を流れる茶葉が、溝上で互いに重ならない程度に茶層が薄くなるように、前記トラフに供給するものであることを特徴とする請求項１〜５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、バーナー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】
製茶工場において製造された茶は、荒茶と呼ばれ、この荒茶に仕上げ加工を施すことにより消費者の手に渡る仕上げ茶となる。茶葉を加熱乾燥する火入れ工程は、この仕上げ加工のうち最も重要な工程であり、この火入れ工程により茶特有の芳香を精製し、香味が向上する。
【０００３】
この火入れ工程を行う火入れ機は、棚状に配された茶葉を運ぶトラフに茶葉を送りながら加熱を行う回分式棚型火入れ機や、回転ドラムを用いて加熱乾燥する回転型火入れ機などが知られている。
【０００４】
特許文献１には、密閉された機枠内において多段に設置された茶葉が乗せられたトレーをコンベヤによって上段から下段へ移動させ、機枠の下方に設置された熱源から熱風を送ることで茶葉を加熱乾燥していく火入れ機が示されている。
【特許文献１】特開平０８−０５４１８３号公報、図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような火入れ機は、加熱乾燥を行う熱源が、多段のトレーに対して、密閉された機枠の下方部にのみ設置されているだけであり、均等に茶葉を加熱できず、また、任意の状態に加熱乾燥を調整することが困難である。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、茶葉の加熱乾燥を均等に行い、任意の加熱乾燥を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】
【０００７】
本発明による火入れ機は、茶葉が搬送される溝を備えたトラフと、このトラフに茶葉を供給するフィーダと、前記トラフに茶葉を搬送するための振動を付与する茶葉送り出し機構と、前記トラフの溝の底面に対して所定の間隔を介して対向する放熱板を有し前記溝を流れる茶葉を加熱乾燥するバーナーとを有する火入れ機において、前記バーナーはガスバーナーで、前記放熱板はセラミックプレートであり、前記トラフの溝は、所定の間隔を置いて複数列備えられ、前記トラフの溝の幅は、前記バーナーの放熱板の幅と前記放熱板の２．５倍の幅の間に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、バーナーを面状（板状）とし、茶葉が流れるトラフの溝幅を、バーナーの放熱板の幅とその２．５倍の幅の間の幅とすることにより、茶葉に均等な熱を照射して、一律な乾燥を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付した図面を用いて本発明に係る実施の形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る火入れ機の一部を切り欠いた正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。
【００１１】
この火入れ機は、主として棚状に形成された多段フレーム１と、多段フレーム１の上段に設けられた茶葉投入口であるホッパー９と、この多段フレーム１によって上下方向に所定の間隔を置いて支持され茶葉が流れる上段トラフ２，中段トラフ３，及び下段トラフ４と、これらトラフ２〜４と対向する位置に配置され、それぞれ茶葉を遠赤外線により加熱乾燥するバーナー５とを備えて構成されている。
【００１２】
なお、この火入れ機には、ホッパー９の底面を加振する電磁式フィーダ１７が設置されており、この振動によりホッパー９に投入された茶葉を一定量ずつ上段トラフ２に押し出していく。また、各トラフ２〜４には、後述するトラフ２〜４を振幅運動させることにより茶葉を送り出す茶葉送り出し機構６が設置されている。更に、上段トラフ２から中段トラフ３に茶葉が滑り落ちるように導く上中段シュート１０と、中段トラフ３から下段トラフ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。
【００１３】
このような機構によって、茶葉は、ホッパー９から投入されて上段トラフ２に移り、上段トラフ２をＹ方向からＸ方向に進み、上中段シュート１０を滑り落ちて、中断トラフ３をＸ方向からＹ方向へ進み、中下段シュート１１を滑り落ちて、下段トラフ４をＹ方向からＸ方向へ進み火入れ機の外部へ排出される。この移動の間、各トラフ２〜４と対向するバーナー５によって茶葉の乾燥火入れが行われる。また、バーナー５は、後述するバーナー昇降機構８によってトラフ２〜４との間隔を調整される。また、バーナー５は、ガスバーナー５ａと、この下面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、セラミックプレート５ｂを介して遠赤外線を放射する。このような面状のガスバーナー５を使用することで、セラミックプレート５ｂを介して茶葉を均一に乾燥する。
【００１４】
図３は、同火入れ機の上段トラフ２周辺の要部拡大図である。
【００１５】
トラフ２には、幅方向に茶葉が送られる溝２ａが所定の間隔を介して２列平行に設置されており、この溝２ａごとにバーナー５が対向している。なお、図１において、バーナー５は、トラフ２の長さ方向に直列に２つ設置されているが、この数は特に２つに限定されるものではなく、上段トラフ２の長さに合わせてバーナー５の数を適宜決定すればよい。同様に、中段トラフ３及び下段トラフ４にもそれぞれ２つの溝３ａ及び４ａが設置され、それぞれに対向するようにバーナー５が備えられている。
【００１６】
２つの溝２ａが平行に形成された上段トラフ２は、例えばアルミからなる一枚板を折り曲げたり、１つの溝を備えた金属板を繋ぎ合わせて形成することができる。ここで、溝２ａの幅は、バーナー５のセラミックプレート５ｂの幅からその２．５倍の幅が望ましく、より好ましくはバーナー５のセラミックプレート５ｂの幅とほぼ等しく設定されている。本発明者の実験によれば、バーナー面の幅がトラフの溝幅の１／２．５より小さくなるとトラフ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、バーナー面の幅がトラフの溝幅を超えると、バーナーの熱の有効利用が図れなくなる。例えば、バーナー面の幅が１００ｍｍ程度であれば、トラフの溝幅を１００〜２５０ｍｍに設定することが好ましい。バーナー面の幅を１００ｍｍ程度としたのは、ガスバーナーがやわらかな熱にコントロールでき、茶葉の乾燥に最も適しているためである。また、２台のバーナーの熱が干渉しないように、各溝２ａの間には所定の隙間を介している。２台のバーナーの間にステンレスやアルミ板等で仕切りをしてもよいが、その場合、仕切り板に反射して温度が均一とならないため、トラフの溝間にこのような所定の間隔を備えることが好ましい。２つの溝の間隔は、本発明者の実験によれば５０〜１５０ｍｍとすることが好ましい。
【００１７】
中段トラフ３及び下段トラフ４の溝３ａ、４ａについても同様である。なお、トラフ２〜４の有する溝２ａ、３ａ、４ａの長手方向中央部には、温度を検出する先端部が茶葉から突出する高さとなるように温度センサ１６が設置されている。
【００１８】
図４は、同火入れ機の茶葉送り出し機構６を示す要部拡大図である。
【００１９】
この茶葉送り出し機構６は、各トラフ２〜４の茶葉の進行方向に向かって後方に設置されるが、ここでは、上段トラフ２に接続している茶葉送り出し機構６を例として説明する。
【００２０】
多段フレーム１における上段フレーム１ｂのＹ側端部には、ブラケット１９を介してモータ１８が載置され、軸受け２１ｂを介して回転軸２１が備えられている。このモータ１８と回転軸２１は、プーリー１８ａ、Ｖベルト２３及びプーリー２１ａを介して連結されている。また、回転軸２１の外周には、偏心スリーブ２０が回転軸２１に対して偏心した状態で設けられている。一方、上段トラフ２のＹ側端部には、係止部材１７を介して連結軸２４が設けられている。この回転軸２１と、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を介して連結されている。トラフ３、４用の茶葉送り出し機構６もこれと同様の構成となっている。
【００２１】
これにより、モータ１８の回転によりＶベルト２３を介して回転軸２１が同期回転し、この回転運動がコンロッド２２を介して連結軸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り茶葉は飛び跳ねるようにしてトラフ２〜４上を進んでいく。このため、トラフ２〜４は水平に設置することが望ましい。傾斜を付けると茶の流れは良好になるものの、平均して流れにくくなり、茶が跳ねる動きよりもこすって進む動きとなってしまう。なお、茶葉を送り出す速度は、回転軸２１に対して偏心スリーブ２０の位置を変えることで調整することができる。また、図１に示すように、トラフ２〜４には、この茶葉送り出し機構６の運動を妨げないようにトラフ２〜４を多段フレーム１に弾性保持する板バネ７が茶葉の進行方向に向かって前下方に傾斜するように設置されている。なお、トラフ２〜４は、コイルバネによって多段フレーム１に支持されていてもよい。
【００２２】
図５は、同火入れ機のバーナー昇降機構８を示す要部拡大図である。
【００２３】
多段フレーム１には、減速付きモータ２５が載置されている。このモータ２５の回転軸は、ベベルギア機構２８に連結されると共に、保持部材２６によって回転可能に保持された同期軸２７を介してベベルギア機構２８’に連結されている。同期軸２７と直交するベベルギア機構２８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、バーナー５に対して螺合されている。
【００２４】
これにより、モータ２５が回転すると、ベベルギア２８、２８’が回転し、これにより螺軸２９とバーナー５との相対位置が変化する。これにより、バーナー５を昇降させることができる。
【００２５】
なお、このバーナー昇降機構８の動作を円滑に行うために、図２に示すように、各昇降機構８にガイド機構１２が備えられている。このガイド機構１２は、多段フレーム１のサイドフレーム１ａに備えられたガイドプレート１３と、バーナー昇降機構８が有する両側サイドフレームに延びるステー１４に設置されたスライドベアリング１５とからなる。これにより、バーナー５の上下動作をガイドし、昇降動作を安定させる。
【００２６】
また、下段トラフ４と対向するバーナー５に設置されたバーナー昇降機構８のみ、支持軸３１を介してバーナー５の下方に設置されている。
【００２７】
次に、このように構成された火入れ機の動作について説明する。
【００２８】
この火入れ機に投入された茶葉は、上段トラフ２から下段トラフ４へとバーナー５によって加熱乾燥されながら移動していく。ここで、トラフ２〜４の中心部に設置された温度センサ１６は、茶葉とバーナー５との間の温度をモニタリングしており、この温度や茶葉の状態を考慮しながら、加熱乾燥の程度を調整する。具体的には、バーナー昇降機構８を制御してバーナー５と茶葉との距離を調整したり、バーナー５の火力を調整することで茶葉の加熱乾燥を調整することができる。なお、茶は、むらすことなく少量を薄く流し、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。このため、加熱乾燥を行う茶葉はできるだけ薄くのばして乾燥を行う。具体的には、電磁式フィーダ１７を、茶葉がトラフ２〜４上で重なることがない程度、即ち茶層からトラフ２〜４の底が見え隠れする程度に茶層が薄くなるように茶葉を上段トラフ２に供給する。このため、電磁式フィーダ１７は、上段トラフ２の各溝２ａ毎に設けることが望ましい。
【００２９】
このように構成された火入れ機の効果について説明する。
【００３０】
バーナー５の幅と、トラフ２〜４の溝２ａ、３ａ、４ａの幅をほぼ等しくすることで、バーナー５の熱が茶葉に均等に行き届く。これにより、茶に均等な熱を照射して、一律な乾燥を行うことができる。
【００３１】
また、トラフ２〜４の中心部に設置された温度センサ１６は、茶層に接しない茶層から僅かに上部に突出した部分の温度を測定するので、茶葉が流れていない状態でも、流れている状態でも設定温度に差が出ず、茶葉の加熱乾燥を容易に調整できるため、所望の状態の茶葉を得ることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、トラフ２〜４に設置された溝２ａ、３ａ、４ａは、２列としているが、これは数を限定するものではなく、各溝ごとにバーナーを設置すれば任意の数の列で溝を設置することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、３段のトラフ２〜４を設置したが、これは数を限定するものではなく、任意の段数に設定しても本発明の効果を奏することができる。
【００３４】
また、トラフ２〜４の中心部に設置された温度センサ１６は、任意の箇所に複数設置してもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、図４に示すような茶葉送り出し機構６を各トラフ２〜４に左右交互に設けたが、これらを左右の一方にまとめ、上下に隣接するプーリー２１ａ同士をタイミングベルトで連結し、最下段又は最上段のプーリーと１台のモータとをタイミングベルトで連結することにより、１台のモータで全ての茶葉送り出し機構６を駆動するようにしても良い。この場合、各段の茶葉送り出し機構６の回転位相を均等にずらす（例えば、３つのトラフ２〜４の場合には、１２０°ずつ、ずらす）ことにより、装置全体の振動抑制と振動による移動を防止することができる。このように構成することにより、トラフの段数に拘わらず、モータは１台で済むので、コスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る火入れ機の一部を切り欠いた正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】同火入れ機の要部拡大図である。
【図４】更に同火入れ機の要部拡大図である。
【図５】更に同火入れ機の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…多段フレーム、２…上段トラフ、３…中段トラフ、４…下段トラフ、５…バーナー、６…茶葉送り出し機構、７…板バネ、８…バーナー昇降機構、９…ホッパー、１０…上中段シュート、１１…中下段シュート、１２…ガイド機構、１３…ガイドプレート、１４…ステー、１５…スライドベアリング、１６…温度センサ、１７…電磁式フィーダ、１８…モータ、１９…ブラケット、２０…偏心スリーブ、２１…回転軸、２２…コンロッド、２３…Ｖベルト、２４…連結軸、２５…モータ、２６…保持部材、２７…同期軸、２８…ベベルギア機構、２９…螺軸、３０…ナットスリーブ、３１…支持軸。
【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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