(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り取られた梢頭部とこの梢頭部以外の元部との混合物から上記梢頭部を除去する砂糖黍の水流選別装置であって、
上記混合物が一端から投入される水槽と、
この水槽の一端および他端に連通する回流通路と、
上記水槽の一端側上部に設けられ、水中の上記混合物を撹拌するとともに、水槽の一端から他端へ向う水流を発生させる撹拌造流装置と、
上記水槽内の水中に略水平に延設された搬送部と、この搬送部に連なり、上り坂をなして上記水槽の他端上部に突出する取出部とを有して、水中の上記元部を一端から他端へ搬送するベルトコンベアと、
上記水槽の他端側に上記ベルトコンベアの上方に位置するように設けられ、浮上する上記梢頭部を挟み込んで、上記水槽外へ排出する梢頭部除去装置とを備えたことを特徴とする砂糖黍の水流選別装置。
【請求項２】
請求項１に記載の砂糖黍の水流選別装置において、上記梢頭部除去装置は、所定間隔をおいて水槽の幅方向に延びるチェーンピンに複数のブラシを外方へ突設して走行駆動される無端チェーンと、この無端チェーンのブラシ下端の走行軌跡が形成する傾斜平面に沿って設けられた複数の水抜き穴をもつ案内板とからなり、上記ブラシ下端と案内板の間に梢頭部を挟み込んで、水槽外へ排出することを特徴とする砂糖黍の水流選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハーベスタなどの機械によって収穫される切り取られた砂糖黍の梢頭部とこの梢頭部以外の元部との混合物から上記梢頭部を除去する砂糖黍の水流選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
黒糖を製造する際、原料の砂糖黍にその頂部である梢頭部が含まれていると、原因は解明されていないが、経験的に良質の黒糖ができないことが知られている。そのため、黒糖の原料となる砂糖黍は、ハーベスタによる機械刈り取りの際に梢頭部が切断され、切り取られた梢頭部は、残った梢頭部以外の茎や葉の部分(以下、元部と称する)と共に収穫された後、人手によって元部から選別されて除去される。そして、選り分けられた元部からドラムパーカなどによって葉が除去され、茎に残った枯葉が風選(風の吹き付け)によって除去される一方、茎下部に付着した土砂が篩装置によって除去された後、蔗糖を搾り出す搾汁工程に投入される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の梢頭部の除去方法は、元部と梢頭部の混合物から人手によって梢頭部を選別して除去するものであるため、作業能率が悪いうえ、費用がかかるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、梢頭部が元部よりも軽いことに着目し、水を用いた選別方法を工夫することによって、低費用かつ高能率で梢頭部を除去できる砂糖黍の水流選別装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、切り取られた梢頭部とこの梢頭部以外の元部との混合物から上記梢頭部を除去する砂糖黍の水流選別装置であって、上記混合物が一端から投入される水槽と、この水槽の一端および他端に連通する回流通路と、上記水槽の一端側上部に設けられ、水中の上記混合物を撹拌するとともに、水槽の一端から他端へ向う水流を発生させる撹拌造流装置と、上記水槽内の水中に略水平に延設された搬送部と、この搬送部に連なり、上り坂をなして上記水槽の他端上部に突出する取出部とを有して、水中の上記元部を一端から他端へ搬送するベルトコンベアと、上記水槽の他端側に上記ベルトコンベアの上方に位置するように設けられ、浮上する上記梢頭部を挟み込んで、上記水槽外へ排出する梢頭部除去装置とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記砂糖黍の水流選別装置において、水槽の一端側上部に設けられた撹拌造流装置は、水槽の一端から投入された砂糖黍の梢頭部と元部との混合物を撹拌し、撹拌による衝撃によって主として元部が吸水して水中に沈む一方、軽い梢頭部は浮上し、梢頭部は表層造流装置の発生する水流によって、元部はこの水流および水中に略水平に延設されたベルトコンベアの搬送部によって、夫々水槽の他端に向けて運ばれる。水槽の一端と他端が回流通路によって連通されているので、上記水流が循環して、水を無駄にすることなく、梢頭部と元部は浮力の差によって上下に分離して円滑に運ばれ、茎下部に付着した土砂は、運ばれる途中で水槽底へ沈降するうえ、回流通路がない場合に比して多量の混合物を処理することができる。
浮上しつつ水槽の他端側に来た梢頭部は、ベルトコンベアの上方に設けられた梢頭部除去装置によって挟み込まれて、水槽外へ排出される一方、水中の元部はベルトコンベアに載ってさらに運ばれた後、水槽の他端上部へ突出するベルトコンベアの取出部の先端から落下して回収される。こうして、梢頭部と土砂が除去されて回収された元部が、製糖原料として続く搾汁工程へ投入される。
【０００７】
本発明の一実施形態では、上記梢頭部除去装置は、所定間隔をおいて水槽の幅方向に延びるチェーンピンに複数のブラシを外方へ突設して走行駆動される無端チェーンと、この無端チェーンのブラシ下端の走行軌跡が形成する傾斜平面に沿って設けられた複数の水抜き穴をもつ案内板とからなり、上記ブラシ下端と案内板の間に梢頭部を挟み込んで、水槽外へ排出することを特徴とする。
【０００８】
上記一実施形態によれば、水槽の他端側上部に設けられた梢頭部除去装置が、水槽の幅方向に延びるチェーンピンに複数のブラシを外方へ突設した無端チェーンと、この無端チェーンのブラシ下端の走行軌跡が描く傾斜平面に沿って設けられた複数の水抜き穴をもつ案内板とからなる。従って、浮上しつつ水流で運ばれて来た梢頭部は、上り坂になった案内板の傾斜平面に下部を捉えられ、走行する無端チェーンのチェーンピンに突設されたブラシで上背部を押されて、無端チェーンの先端に向って運ばれ、その途中で梢頭部に含まれる過剰の水は、案内板の水抜き穴から水槽へ落下して水切りが行なわれた後、無端チェーンの先端から水槽外へ排出される。こうして、水槽内に浮遊する梢頭部を、能率良く外部へ排出することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
図１、図２(Ａ),(Ｂ)、図３は、水流選別装置の一実施形態の夫々斜視図、平面図、側面図、横断面図を示している。
この水流選別装置は、一端(図中で左端)から砂糖黍の梢頭部と元部からなる混合物が投入される細長い水槽１と、この水槽１と略同じ寸法をもって平行に設けられ、水槽１の一端１aおよび他端(図中で右端)１bを連通する回流通路としての回流槽２と、水槽１の一端１a側上部に設けられ、水中の上記混合物を撹拌するとともに、水槽の一端１aから他端１bに向う水流を発生させる撹拌造流装置の一例としての表層撹拌造流装置３と、水槽１内の水中に略水平に延設された搬送部４aとこの搬送部４aに連なって上り坂をなして水槽の他端１b上部に突出する取出部４bとを有して、水中の元部を一端１aから他端１bへ搬送するベルトコンベアとしての金網ベルトコンベア４(図２(Ｂ)参照)と、水槽の他端１b側にベルトコンベア４の上方に位置するように設けられ、浮上する梢頭部を挟み込んで水槽外へ排出する梢頭部除去装置５で構成される。
なお、水槽１の一端１a縁には、砂糖黍の茎下部に付着し得る土砂塊を除去する土砂篩装置６が突設されている。
【００１０】
上記水槽１と回流槽２は、両端の対向する側壁に略同一断面積で設けられた開口(図示せず)を互いに接続する接続管７a,７b(図３参照)によって接続されて、表層撹拌造流装置３で発生された水流が、図２(Ａ)中の矢印Ｃの如く循環するようになっている。
【００１１】
上記表層撹拌造流装置３は、図２(Ａ),(Ｂ)に示すように、水槽１の両側壁上縁に両端近傍を支承して横架した３本の軸８の夫々に９枚の円板９を固定し、各軸８の両端および架台上のモータ１０に設けたスプロケット１１に、チェーン１２を順次巻き付けて、円板９を図２(Ｂ)の矢印で示すように同期回転駆動するようになっている。左右両側の軸８の９枚の円板９には、最外の円板から１つ置きに合計５枚の円板の外周を偶数(例えば１０)円弧に等分し、これらの円弧に一つ置きに鎖片を固定する一方、中央の軸８の９枚の円板９には、最外の１つ内側の円板から１つ置きに合計４枚の円板の同様に等分した外周円弧に一つ置きに鎖片を固定している。こうして、３連の円板群が同期回転駆動されると、これらの鎖片が、水槽の一端から他端へ向う表層の水流を起こすとともに、浮上する梢頭部でなく、水中の元部を主に打撃することで吸水を促進して、元部を水中に沈ませる働きをする。上記３連の円板群、スプロケット１１およびチェーン１２は、安全上の観点から図１(Ａ)に示すように箱状のカバー１３で覆われている。
【００１２】
上記金網ベルトコンベア４は、表層撹拌造流装置３の円板９の下端から下方へ図２(Ｂ),図３に示す距離隔てた位置に略水平に延在する搬送部４aと、この搬送部４aの他端から図２(Ｂ)に示すように略３０°の上り坂をなして水槽上方へ突出する取出部４bとからなる。
この金網ベルトコンベア４は、水槽１の他端上部に設けたブラケット１４に原動スプロケット軸１５を、水槽内の一端に従動スプロケット軸１６を、上り坂の基部に相当する水槽内に案内スプロケット軸１７を夫々横方向に支承し、これらスプロケット軸の両側端のスプロケットに、図２(Ａ),(Ｂ)に示すようにチェーン１８を巻き付け、このチェーン１８のリンクに0.5mピッチで設けた取付金具(図示せず)に、帯状の金網１９に横方向に縫うように通した平鋼の両端を固定して、図４に示すような金網ベルトコンベア４としている。そして、水槽１の他端上部の架台２０に固定したモータ２１によって、スプロケット２１aとチェーン２２を介して原動スプロケット軸１５を回転駆動し、金網ベルトコンベア４の金網１９を水槽他端に向けて走行させるようにしている。
【００１３】
金網１９には、水中に沈んだ砂糖黍の元部を運ぶべく、上記平鋼の間毎に0.5mピッチで高さ７cmのフライト２３を図２(Ａ),図３,図４に示すように横方向に突設している。なお、金網１９のメッシュは、砂糖黍の茎下部に付着した土砂を下方へ通過させるような大きさになっている。
【００１４】
上記梢頭部除去装置５は、図２(Ｂ),図５に示すように、水槽１の他端側上縁に両側壁を固定して一端を水面WL下に没し、他端に向かって上り坂に設けた矩形枠３４と、この矩形枠３４の上下端に横方向に支承された原動,従動スプロケット軸２４,２５と、両スプロケット軸の両側端のスプロケットに巻き付けた１対の無端チェーン２６と、無端チェーン２６,２６の延びる方向に所定間隔をおいたチェーンから横方向内側に延びるチェーンピン２７,２７と、各チェーンピン２７に外方、つまりチェーンループの法線方向へ複数本突設したブラシ２８と、これらブラシ２８の下端の走行軌跡が描く傾斜平面に沿って上記矩形枠３４の下面を覆うように設けられた多数の水抜き穴をもつ案内板としてのパンチングメタルプレート２９を備えている。
【００１５】
矩形枠３４の上辺右端には、モータ３０を設け、このモータ３０のスプロケットと原動スプロケット軸２４のスプロケットをチェーンで連結して、無端チェーン２６を図２(Ｂ)の矢印Ｔ方向に走行駆動し、ブラシ２８の下端とパンチングメタルプレート２９の間に浮遊する砂糖黍の梢頭部を挟み込んで、移動するブラシ２８によって上方へ運ぶようにしている。
また、矩形枠３４の上端から落下する梢頭部を受けるべく、矩形枠上端の下方の水槽壁上縁にモータ３１(図２(Ａ)参照)で駆動される布ベルトコンベア３２を横方向に渡して、梢頭部を水槽の他端に向って右側方へ排出するようにしている。なお、図５の水槽の他端上部には、運転により減った水槽の水を回流槽内に補給する蛇口３３を設けている。
【００１６】
上記構成の砂糖黍の水流選別装置は、次のように動作する。
水槽１の一端側上部の表層撹拌造流装置３は、モータ１０で図２(Ｂ)の矢印の如く回転駆動される３連の円板９群によって水槽１の他端１bに向かう水流を発生し、水槽１の一端１aから投入された砂糖黍の梢頭部と元部の混合物は、軽い梢頭部が水面に浮上し、重い元部が水中に潜りつつ上記水流で運ばれる。各円板９の外周に間隔をおいて固定された鎖片は、円板９の下端縁が元部の潜っている水深付近に位置するので、元部は回転する多数の鎖片で叩かれて軟化して水を吸い、次第に沈んで下方を走行する金網ベルトコンベア４に載り、このコンベア上に0.5ｍピッチで設けられたフライト２３に押されて水槽の他端１bに向って運ばれる。
【００１７】
ここで、水槽１の一端１aと他端１bが、この水槽と略同一断面積をもつ接続管７a,７bを介して、上記水槽と略同じ寸法と容積をもつ回流槽２で連通されているので、円板群で作られた水流は乱流になることなく、図２(Ａ)の矢印Ｃの如く水槽１と回流槽２を循環する。従って、浮上した梢頭部と水中に潜った元部は、混ざり合うことなく分離して円滑に運ばれる一方、一端１aの土砂篩装置６で茎下部から落ちなかった土砂塊も、水で洗われて乖離し、金網１９の網目を通って水槽底に沈降する。さらに、大容積の回流槽２があるので、水量に余裕ができて、回流槽がない場合に比べて多量の混合物を処理することができる。
なお、上記実施形態では、表層撹拌造流装置３の円板９外周の鎖片が千鳥状、つまり３連の円板群のうち両外側の円板群には最外の円板から一つ置きに合計５枚、中央の円板群には最外の１つ内側の円板から１つ置きに合計４枚で設けられているので、元部をより効果的に叩いて水中に潜らせて、運ばれる梢頭部と元部をより良く上下に分離させることができる。
【００１８】
次に、浮上しつつ他端側に来た梢頭部は、水槽側壁に他端に向って上り坂になった梢頭部除去装置５のパンチングメタルプレート２９に下部を捉えられ、モータ３０で走行駆動される無端チェーン２６のチェーンピン２７に突設された多数のブラシ２８で上背部を押されて、パンチングメタルプレート２９の頂部縁に向って図２(Ｂ)の矢印Ｔの如く運ばれる。このとき、梢頭部は、過剰に含有する水がプレート２９の多数の穴から水槽へ落下して水切りされ、頂部縁に達すると落下してモータ３１で走行駆動される布ベルトコンベア３２上に載って、図２(Ａ)の矢印Ｅで示すように水槽１の右側方へ排出される。
この実施形態では、無端チェーン２６のループ方向に所定間隔を隔てて横方向に突設した多数のチェーンピンの夫々に外方へ突設した多数のブラシ２８によって、パンチングメタルプレート２９に沿って梢頭部を掻き揚げようにしているので、浮遊する多数の梢頭部を能率良く水槽外へ排出することができる。
【００１９】
一方、水中の金網ベルトコンベア４に載った元部は、水槽の他端１bに向って更に運ばれ、上り坂の取出部４bを登りきってその頂部縁から下方へ落下して図示しない収納台車に回収される。こうして、砂糖黍の梢頭部と元部の混合物から梢頭部および土砂が除去されて水洗された元部のみが回収され、製糖原料として続く搾汁工程に移されることになる。
【００２０】
上記実施形態では、元部を搬送するベルトコンベアに金網ベルトコンベア４を用いているので、茎下部に付着した土砂塊を乖離させて容易に水槽底に沈殿させることができるという利点がある。また、金網ベルトコンベア４上に0.5mピッチでフライト２３を突設しているので、水中に潜った元部を容易かつ確実に搬送することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の砂糖黍の水流選別装置は、梢頭部と元部との混合物を両端が回流通路で連通される水槽の一端から投入し、水槽の一端側上部に設けられた撹拌造流装置で、上記混合物を撹拌するとともに水槽の他端へ向う水流を発生させ、水槽内の水中に略水平に延設された搬送部とこれに連なって上り坂をなして水槽他端上部に突出する取出部とを有するベルトコンベアで、水中に潜る元部を他端へ向って搬送する一方、水槽他端側のベルトコンベアの上方に位置して設けられた梢頭部除去装置で、浮遊する梢頭部を挟み込んで水槽外へ排出するので、高能率かつ低コストで梢頭部を除去して、製糖原料としての土砂等の付着しない清浄な砂糖黍の元部を得ることができる。
【００２２】
本発明の一実施形態では、上記梢頭部除去装置が、所定間隔をおいて水槽の幅方向に延びるチェーンピンに複数のブラシを外方へ突設して走行駆動される無端チェーンと、この無端チェーンのブラシ下端の走行軌跡が形成する傾斜平面に沿って設けられた複数の水抜き穴をもつ案内板とからなるので、上記ブラシ下端と案内板の間に多数の梢頭部を挟み込んで能率良く水槽外へ排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による砂糖黍の水流選別装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】  図１の水流選別装置の平面図および側面図である。
【図３】  図１の水流選別装置の断面図である。
【図４】  上記水流選別装置の金網ベルトコンベアの斜視図である。
【図５】  上記水流選別装置の梢頭部除去装置の斜視図である。
【符号の説明】
１  水槽
１a  一端
１b  他端
２  回流槽
３  表層撹拌造流装置
４  金網ベルトコンベア
４a  搬送部
４b  取出部
５  梢頭部除去装置
６  土砂篩装置
７a,７b  接続管
８  軸
９  円板
１０,２１,３０,３１  モータ
１１,１５,１６,１７,１８,２１a,２４,２５  スプロケット
１２,２２,２６  チェーン
１３  カバー
１９  金網
２３  フライト
２７  チェーンピン
２８  ブラシ
２９  パンチングメタルプレート
３２  布ベルトコンベア
３３  蛇口
３４  矩形枠
【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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