(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔離間して配設された駆動プーリ及び従動プーリに無端ベルトを無端状に懸架して成るベルトコンベアと、
前記無端ベルト上を流れる茶葉に混入した異物を吸引する磁石と、
を具備し、前記駆動プーリを回転駆動させて前記無端ベルトを回転させ、無端ベルトの搬送面の始端から終端まで所定の乾燥工程を経た茶葉を搬送しつつ前記磁石にて異物を吸引する異物除去装置において、
前記ベルトコンベアの終端側に位置する駆動プーリ又は従動プーリは、前記磁石から成ることを特徴とする異物除去装置。
【請求項２】
前記磁石から成る駆動プーリ又は従動プーリに代えて、異物を吸引するための磁石を具備した駆動プーリ又は従動プーリとしたことを特徴とする請求項１記載の異物除去装置。
【請求項３】
前記ベルトコンベアの終端側に位置する磁石から成るプーリを駆動プーリとするとともに、前記無端ベルトの終端下方に、前記茶葉を搬送するための別途の搬送手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の異物除去装置。
【請求項４】
前記ベルトコンベアは、その基端側が仕上げ工程に配設された乾燥機における茶葉の吐出口下方に位置され、当該吐出口から排出された茶葉を搬送するものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の異物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製茶工場等において各乾燥工程間を搬送される茶葉から、混入してしまった異物を除去するための異物除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な製茶加工ラインは、生茶葉を製品茶（緑茶）に加工するために複数の製茶機から構成されており、例えば茶園から運搬された生茶葉を受け入れる受入部、生葉を適度な温度及び湿度条件にて一時貯留するための生葉自動コンテナを有する生葉管理部、生葉を蒸すための蒸機を有する蒸熱システム、各種揉乾機が配設された中火システム、揉み上げた茶を十分に乾燥させるための乾燥機等を有する仕上げシステムを備え、これらが成す工程を経ることにより、所望品質の緑茶を得ている。
【０００３】
ところで、上記工程を経る過程において、茶葉に鉄片や鉄粉等の金属類等の異物が混入する可能性が指摘されており、かかる異物を除去するための従来の手段として、実開平１−１６３４４７号公報で開示されているような異物除去装置が提案されている。当該従来の異物除去装置は、所定間隔離間した２つのプーリ間に無端ベルトを懸架させたベルトコンベア内に略平面状の磁石を配設しておき、無端ベルト上を流れる茶葉のうち混入した金属類のみを吸引して茶葉から金属類を除去するよう構成されたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の異物除去装置においては、茶葉をベルトコンベアで流し続ける過程においても、吸引した金属類から成る異物は磁石上に留まることとなってしまうため、一端磁石に吸引した異物が茶葉の流れによって剥がされてしまったり、或いは磁石の吸引限度量を超えたりした場合には異物は磁石で吸引されず、搬送される茶葉と共に次工程へ流れてしまう虞があり、異物除去が不十分であるという問題があった。
【０００５】
また、磁石に吸引された異物を取り除くには、ベルトコンベアの駆動を一旦停止させる必要があったため、その停止時間が製茶ライン全体に悪影響を及ぼす虞があるとともに、吸引された異物を頻繁に取り除かなければならず、作業効率が悪化する原因となる問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ベルトコンベアを停止させることなく、且つ作業効率を維持しつつ異物除去を十分に行うことができる異物除去装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、所定間隔離間して配設された駆動プーリ及び従動プーリに無端ベルトを無端状に懸架して成るベルトコンベアと、前記無端ベルト上を流れる茶葉に混入した異物を吸引する磁石とを具備し、前記駆動プーリを回転駆動させて前記無端ベルトを回転させ、無端ベルトの搬送面の始端から終端まで所定の乾燥工程を経た茶葉を搬送しつつ前記磁石にて異物を吸引する異物除去装置において、前記ベルトコンベアの終端側に位置する駆動プーリ又は従動プーリは、前記磁石から成ることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、ベルトコンベアを構成する２つのプーリのうち駆動プーリ（無端ベルトの始端側及び終端側のいずれのものも含む）が回転して無端ベルトを回転させると、無端ベルトの搬送面（即ち上面）上の茶葉は、当該無端ベルトの始端側から終端側へ搬送され、当該終端から下方に落下する。この時、茶葉に混入した金属類等の異物は、無端ベルトを介して磁石から成る終端側に位置するプーリ（駆動プーリ又は従動プーリ）に吸引されるので、無端ベルトの終端においても落下せず、磁力が及ばなくなった時点で落下する。従って、茶葉の落下位置と異物の落下位置とを異ならせることができ、それぞれを別々に回収又は搬送すれば、異物を除去しつつ茶葉を次工程へ搬送することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記磁石から成る駆動プーリ又は従動プーリに代えて、異物を吸引するための磁石を具備した駆動プーリ又は従動プーリとしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記ベルトコンベアの終端側に位置する磁石から成るプーリを駆動プーリとするとともに、前記無端ベルトの終端下方に、前記茶葉を搬送するための別途の搬送手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、無端ベルトの搬送面上をその始端側から終端側へ搬送された茶葉は、当該終端から落下して別途の搬送手段で更に搬送されるのに対し、茶葉に混入した異物は、別途の搬送手段には落下せず、別の位置（即ち、茶葉の落下位置より始端側）で落下して回収されることとなる。ここでは、終端側に位置する磁石から成るプーリが無端ベルトに動力を伝達する駆動プーリとされている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記ベルトコンベアが、その基端側が仕上げ工程に配設された乾燥機における茶葉の吐出口下方に位置され、当該吐出口から排出された茶葉を搬送するものであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本発明の第１の実施形態に係る異物除去装置は、乾燥機から排出された茶葉を次工程へ搬送しつつ異物を除去するものであり、図５に示すように、茶葉を乾燥機１から次工程へ搬送する搬送経路を成す振動コンベア２５、垂直バケットコンベア２６及びベルトコンベア２７のうちベルトコンベア２７（第１ベルトコンベア２８及び第２ベルトコンベア２９）を構成するものである。
【００１４】
乾燥機１は、製茶工程における仕上げ工程に配設され、中火工程で揉み上げた茶を十分に乾燥させるためのものであり、図６に示すように、乾燥機本体２と熱風発生装置３とで主に構成されている。このうち乾燥機本体２は、内部の乾燥室４内に４台のキャタピラ５がそれぞれ略水平状態にて配設され、この各キャタピラ５の上下の搬送面５ａ、５ｂが各段を形成している。
【００１５】
そして、各キャタピラ５の搬送面５ａ、５ｂは、茶葉が通過しない内径の孔を有する多孔板又は金網で形成されるとともに、各キャタピラ５の上段の下流側と下段の下流側には茶葉を下段に排出するための排出機構部６、７がそれぞれ設けられている。また、最下段のキャタピラ５の下方には、粉取装置８が傾斜した状態で配設され、該粉取装置８の一端側（最下段の搬送面５ｂの下流側）には、茶葉を排出する吐出口としてのチャージングバルブ９が配設されている。
【００１６】
更に、最上段のキャタピラ５の他端側（最上段の搬送面５ａの下流側）上方には、排気ファン１０とサイクロン１１及び排気フード１２が配設され、最上段のキャタピラ５の一端側の上部には、投入口１３を介して昇降機１４が連結されている。なお、乾燥室４の昇降機１４下部の側壁には、キャタピラ５や昇降機２１を作動させるインバータ１５及び駆動部１６が配設され、乾燥室４の側壁内面には各キャタピラ５に対応してジャマ板１７がそれぞれ配設されている。
【００１７】
また、この乾燥機２における側板には丸型温度計１８が配設されており、乾燥室４内の温度を計測している。かかる丸型温度計１８により、乾燥室４内が設定温度に達したことを検知して茶葉の投入を行うよう制御したり、製茶中の乾燥室４内の温度をモニタリングすることができる。
【００１８】
一方、熱風発生装置３は、熱風ダクト２１を介して乾燥室４内に熱風を供給するガンタイプのバーナ２０と、冷風ダクト２２を介して乾燥室４内に冷風を供給する冷却ファン２３と、バーナ２０及び冷却ファン２３を制御するバーナ制御部２４等を有している。また、熱風ダクト２１の下流側は、４台のキャタピラ５のうち下方の２台のキャタピラ５の上面側及び粉取装置８の上面側に連通し、冷風ダクト２２の下流側は熱風ダクト２１と同一のキャタピラ５の上面側に連通した状態となっており、同図中の入口ａ、ｂにおける温度が略同一となるように設定されている。
【００１９】
また、熱風ダクト２１の下流入口ｂ近傍には、乾燥室４内に供給する熱風の温度を計測するためのサーミスタ型温度センサ１９が配設されており、該サーミスタ型温度センサ１９で検知された熱風温度の検知信号はバーナ制御部２４に送信され、この信号に基づいて熱風発生装置３内に配設されたバーナ２０の燃焼量が調整され得るよう構成されている。
【００２０】
上記構成により、昇降機１４を介して投入口１３から投入された茶葉は、各段のキャタピラ５における搬送面５ａ、５ｂを経てチャージングバルブ９から排出されるまでの間に、所望水分に乾燥されることとなる。尚、茶葉の搬送経路については、同図において実線の矢印で示しており、熱風の流路については破線の矢印で示している。
【００２１】
チャージングバルブ９から排出された茶葉は、図５に示すように、同図紙面垂直方向に延びる振動コンベア３１を経て同図左右方向に延びる振動コンベア２５に搬送され、その後当該振動コンベア２５により垂直バケットコンベア２６下端まで搬送され、当該垂直バケットコンベア２６により上方へ搬送される。そして、垂直バケットコンベア２６で搬送された茶葉は、当該垂直バケットコンベア２６の排出口２６ａ下方に略水平状態にて配設された第１ベルトコンベア２８を経て、その終端から落下し、当該終端の下方から略水平状態にて配設された第２ベルトコンベア２９により次工程へ搬送される。
【００２２】
ここで、第１ベルトコンベア２８は、図１に示すように、所定間隔離間して配設された駆動プーリ２８ｂ及び従動プーリ２８ｃに無端状に無端ベルト２８ａを懸架して成るものであり、終端側の駆動プーリ２８ｂが永久磁石から成るものである。当該永久磁石から成る駆動プーリ２８ｂは、モータＭと連結されており、回転駆動することにより無端ベルト２８ａを回転させ、その搬送面上の茶葉を始端２８ａａ側から終端２８ａｂ側へ搬送させて当該終端２８ａｂから落下させ得るよう構成されている。
【００２３】
一方、駆動プーリ２８ｂが及ぼす磁力は、無端ベルト２８ａにおける終端２８ａｂ側の駆動プーリ２８ｂが位置する範囲（同図における網掛けして示した部分）で生じ、かかる範囲内において茶葉に混入した金属類から成る異物を吸引することとなる。吸引した異物は、無端ベルト２８ａと共に移動し、上記範囲を過ぎると磁力が付与されなくなって落下することとなるので、その落下位置には異物を回収するための回収箱３０が配設されている。
【００２４】
尚、駆動プーリ２８ｂは、希土類磁石等の磁性体粉をプーリの形状に焼き固めたものであるが、これに代えて電圧を印加することにより磁力を生じさせる電磁石としてもよい。かかる場合、印加する電圧により生じる磁力の強さ（磁束密度）を調整することができるので、除去したい異物に応じた磁力を生じさせることができる。
【００２５】
更に、図３で示すように、円筒状に形成された非磁性体Ａの外周面に永久磁石Ｂを巻き付けて固定させた駆動プーリ２８’としてもよく、図４で示すように、円筒状に形成された永久磁石Ｂの外周面を非磁性体Ａで覆った駆動プーリ２８”としてもよい。特に、図４で示した駆動プーリ２８”によれば、非磁性体Ａの外周面にセレーションやエンボス等を容易に形成することができるため、無端ベルト２８ａとの相対的すべりを防止してモータＭの駆動力を効率的に伝達させることができる。
【００２６】
また、駆動プーリ２８’、２８”のように、駆動プーリに磁石を具備させるようにすれば、磁石を交換することにより磁力を選択することができ、任意の異物を吸引することができる。即ち、混入が予想される異物等が明確であれば、それに応じた吸引力（磁力）を生じさせる磁石に交換することができるのである。また、磁石が汚損等した場合であっても、当該磁石を交換すれば異物の吸引力を維持させることができる。
【００２７】
更に、回収箱３０内に異物を確実に落下させるべく、図８に示すように、無端ベルト２８ａの搬送面にその幅方向に延びる複数の棧２８ａｃを形成するのが好ましい。これにより、駆動プーリ２８ｂの磁力が強力で大きな異物を強固に引き付けた場合、無端ベルト２８ａが回転する一方で当該異物が静止した状態となってしまうが、かかる静止した異物を棧２８ａｃによって強制的に落下させ、回収箱３０にて回収することができる。尚、無端ベルト２８ａに棧２８ａｃを形成するのに代え、所望位置にスクレーパ等を配設して、磁力で強固に引き付けられた異物を強制的に落下させるようにしてもよい。
【００２８】
第２ベルトコンベア２９は、図２に示すように、第１ベルトコンベア２８における無端ベルト２８ａの終端２８ａｂ下方から略水平に延設されたもので、２つのプーリ２９ｂ及び２９ｃに無端状に懸架された無端ベルト２９ａを有し、第１ベルトコンベア２８から落下した茶葉を始端（プーリ２９ｃ側）から終端（プーリ２９ｂ側）へ搬送し、次工程へ送るものである。尚、第２ベルトコンベア２９におけるプーリ２９ｂ及び２９ｃは汎用的に用いられているものであり、駆動側のプーリが磁石から成る第１ベルトコンベア２８とは異なる。
【００２９】
このように、異物の除去機能を有した第１ベルトコンベア２８と通常の構成を採る第２ベルトコンベア２９とを２段で配設することにより、異物除去機能を有するベルトコンベアの長手方向寸法を短くすることができ、駆動プーリ２８ｂによる駆動力が十分に無端ベルト２８ａに伝達され得る。
【００３０】
即ち、本実施形態においては駆動プーリ２８ｂを永久磁石で形成しているのであるが、当該永久磁石から成る駆動プーリ２８ｂは、その外周面の摩擦係数が小さくなってしまい、無端ベルト２８ａが長い場合には、回転力を伝達する際に相対的に滑って伝達ロスを生じてしまったり、或いは伝達不能となってしまう虞があるので、第１ベルトコンベア２８の長手方向寸法が長くなるのはなるべく抑えたいところであるが、工場のレイアウトの観点等から長くせざるを得ない場合がある。
【００３１】
そういった場合に、本実施形態の如く、永久磁石から成る駆動プーリ２８ｂを備えた第１ベルトコンベア２８と通常のプーリで駆動する第２ベルトコンベア２９とを上下２段で構成すれば、第１ベルトコンベア２８の長手方向寸法を短くすることができる（その分第２ベルトコンベア２９の長手方向寸法を長くする必要はあるが）ので、駆動プーリ２８ｂと無端ベルト２８ａとの相対的滑りを防止し、駆動力の伝達を効率的に行わせることができる。
【００３２】
尚、本実施形態とは逆に、第２ベルトコンベア２９を上段に配設して排出口２６ａからの茶葉を搬送させ、第１ベルトコンベア２８を下段に配設して第２ベルトコンベア２９から落下した茶葉を次工程へ搬送するとともに異物を除去するよう構成してもよく、駆動力の伝達が効率的に確保される範囲であれば、第１ベルトコンベア２８のみによって茶葉を次工程へ搬送しつつ異物を除去するよう構成してもよい。
【００３３】
上記異物除去装置によれば、茶葉を次工程へ搬送しつつ異物を除去することができるので、搬送手段と異物除去手段とを兼ね備えた構造とすることができるとともに、製茶の最終工程である乾燥機１から排出された茶葉から異物を除去しているので、製品茶に異物が混入する余地がほとんどなく、当該製品茶に異物が混入するのを確実に防止することができる。また、既設の搬送装置の一部を本装置に変更するのみで、他の据付けの変更がほとんど不要であるため、低コストにて異物を除去することができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る異物除去装置について説明する。本実施形態に係る異物除去装置は、図７に示すように、所定間隔離間して配設された駆動プーリ３４及び従動プーリ３３に無端ベルト３２を無端状に懸架して成るベルトコンベアにおいて、駆動プーリ３４を始端側、従動プーリ３３を終端側に配設するとともに、従動プーリ３３が永久磁石から成るものである。
【００３５】
上記ベルトコンベアは、床面に載置されるコンベア土台３５上に設置され、駆動プーリ３４が駆動スイッチ３６の操作により回転し得るよう構成されている。また、ベルトコンベアの終端下方には、仕切板３９が設けられ、当該仕切板３９より前側（同図中右側）には茶葉を落下させるための茶葉用シュータ３７が所定角度傾斜して配設されるとともに、仕切板３９より後ろ側（同図中左側）には異物を落下させるための異物用シュータ３８が所定角度傾斜して配設されている。尚、異物用シュータ３８の先端下方には、当該異物用シュータ３８に沿って落下した異物を回収する回収箱３０（第１の実施形態で示したものと同様のもの）が配設されている。
【００３６】
そして、駆動スイッチ３６を操作して駆動プーリ３４を駆動させた後、調量ホッパ３１から無端ベルト３２の始端側へ茶葉を供給すると、当該茶葉は無端ベルト３２の搬送面上を移動し、終端から茶葉用シュータ３７に沿って落下する一方、当該茶葉に混入した鉄片等の異物は、従動プーリ３３の磁力で吸引されて仕切板３９の後ろ側へ落下し、異物用シュータ３８を経て回収箱３０内へ収容される。
【００３７】
本実施形態の異物除去装置によれば、製茶工場内の如何なる位置へも設置することができるため、汎用的に装置を用いることができるとともに、本装置をオフライン（製茶のための本ラインとは別のライン）として用いることができる。また、第１の実施形態と異なり、駆動プーリ３４は通常のプーリ（磁石から成るものではない）であるため、駆動力を無端ベルトに対して有効に伝達すべく駆動プーリ３４の外周面にセレーションやエンボス等を形成することが容易である。
【００３８】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば乾燥機１以外の乾燥装置から排出された茶葉に対して異物除去を行うようにしてもよい。また、振動コンベア３１或いは振動コンベア２５の代わりに本異物除去装置を配設し、そこで異物を除去するように構成してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、茶葉の落下位置と異物の落下位置とを異ならせることにより異物を除去するので、ベルトコンベアを停止させることなく、且つ作業効率を維持しつつ異物除去を十分に行うことができる。
【００４０】
請求項２の発明によれば、終端側に位置する駆動プーリ又は従動プーリに磁石を具備したので、請求項１の効果に加え、磁石を交換することにより磁力を選択することができ、任意の異物を吸引することができる。また、磁石が汚損等した場合であっても、当該磁石を交換すれば異物の吸引力を維持させることができる。
【００４１】
請求項３の発明によれば、前記無端ベルトの終端下方に、前記茶葉を搬送するための別途の搬送手段を設けたので、異物除去機能を有するベルトコンベアの長手方向寸法を短くすることができ、駆動プーリによる駆動力が十分に無端ベルトに伝達され得る。
【００４２】
請求項４の発明によれば、ベルトコンベアの基端側が仕上げ工程に配設された乾燥機の吐出口下方に配設され、当該吐出口から排出された茶葉を搬送しつつ異物を除去することができるので、従来配設されていた振動コンベア等の代用として使用することができるとともに、製茶の最終工程である乾燥機から排出された茶葉から異物を除去しているので、製品茶に異物が混入する余地がほとんどなく、当該製品茶に異物が混入するのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る異物除去装置を示す斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る異物除去装置を示す模式図
【図３】本発明の他の実施形態に係る異物除去装置における駆動プーリを示す模式図
【図４】本発明の他の実施形態に係る異物除去装置における駆動プーリを示す模式図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る異物除去装置が適用されるライン構成を示す模式図
【図６】本発明の第１の実施形態に係る異物除去装置が適用されるライン構成中に設置された乾燥機を示す模式図
【図７】本発明の第２の実施形態に係る異物除去装置を示す模式図
【図８】本発明の他の実施形態に係る異物除去装置における無端ベルト、駆動プーリ及び従動プーリを示す模式図
【符号の説明】
１…乾燥機
２…乾燥機本体
３…熱風発生装置
４…乾燥室
５…キャタピラ
５ａ、５ｂ…搬送面
６、７…排出機構部
８…粉取装置
９…チャージングバルブ
１０…排気ファン
１１…サイクロン
１２…排気フード
１３…投入口
１４…昇降機
１５…インバータ
１６…駆動部
１７…ジャマ板
１８…丸型温度計
１９…サーミスタ型温度センサ
２０…バーナ
２１…熱風ダクト
２２…冷風ダクト
２３…冷却ファン
２４…バーナ制御部
２５、３１…振動コンベア
２６…垂直バケットコンベア
２７…ベルトコンベア
２８…第１ベルトコンベア
２８ａ…無端ベルト
２８ａａ…始端
２８ａｂ…終端
２８ａｃ…棧
２８ｂ…駆動プーリ
２８ｃ…従動プーリ
２９…第２ベルトコンベア
２９ａ…無端ベルト
２９ｂ、２９ｃ…プーリ
３０…回収箱
３１…調量ホッパ
３２…無端ベルト
３３…従動プーリ
３４…駆動プーリ
３５…コンベア土台
３６…駆動スイッチ
３７…茶葉用シュータ
３８…異物用シュータ
３９…仕切板
【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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