(57)【要約】      （修正有）【課題】葉たばこを乾燥させる乾燥装置において、出口の水分を確実に一定に維持する乾燥設備を提供する【解決手段】乾燥装置（１３）は、入口の水分に関係する測定信号を生成する測定装置（１４）及び質量流量を制御するための制御装置（１５）を有し、この測定信号に応じて乾燥装置（１３）を通過する葉たばこの質量流量を制御する。この場合、入口の水分が多いほど、より少ない葉たばこの質量流量が乾燥装置（１３）を通過し、また入口の水分が少ないほどより多い葉たばこの質量流量が乾燥装置（１３）を通過するように、葉たばこの質量流量が可変に制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥装置（１３）を通過する葉たばこ（１１）を乾燥させるこの乾燥装置（１３）及び葉たばこ（１１）を乾燥装置（１３）に送る前のこの葉たばこ（１１）の入口の水分に関係する測定信号を生成する測定装置を有する葉たばこ（１１）を乾燥させる乾燥設備において、この乾燥設備は、この測定信号に応じて乾燥装置（１３）を通過する葉たばこの質量流量を制御するための制御装置（１５）を有し、この場合、入口の水分が多いほど、より少ない葉たばこの質量流量が乾燥装置を通過し、また入口の水分が少ないほどより多い葉たばこの質量流量が乾燥装置を通過するように、葉たばこの質量流量が可変に制御されることを特徴とする乾燥設備。
【請求項２】
乾燥設備は、乾燥装置（１３）に送られる葉たばこの質量流量を制御するために適合されていることを特徴とする請求項１に記載の乾燥設備。
【請求項３】
乾燥設備は、葉たばこのコンベヤの送り速度を制御するために適合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の乾燥設備。
【請求項４】
測定装置は、水分測定装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の乾燥設備。
【請求項５】
乾燥設備は、葉たばこ（１１）を乾燥装置（１３）に送り前にこの葉たばこ（１１）の入口の水分を測定するための水分測定装置（１４）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の乾燥設備。
【請求項６】
乾燥設備は、葉たばこ（１１）を乾燥装置（１３）に送る前にこの葉たばこ（１１）の入口の質量を測定するための計量器（１７）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の乾燥設備。
【請求項７】
乾燥設備は、計量器（１７）によって出力される測定信号に応じて乾燥装置（１３）を通過する葉たばこの質量流量を制御するために適合されていることを特徴とする請求項６に記載の乾燥設備。
【請求項８】
計量器（１７）は、ベルト計量器として構成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の乾燥設備。
【請求項９】
乾燥設備は、乾燥装置（１３）から出た後に葉たばこ（１１）の出口の水分を測定するための出力水分測定装置（１６）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の乾燥設備。
【請求項１０】
乾燥設備は、出口水分測定装置（１６）によって出力された測定信号に応じて乾燥装置（１３）を通過した葉たばこの質量流量を制御するために適合されていることを特徴とする請求項９に記載の乾燥設備。
【請求項１１】
乾燥装置（１３）を通過した葉たばこの質量流量が、入口の水分と出口の水分の目標値との間の差に比例して間接的に制御されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の乾燥設備。
【請求項１２】
葉たばこを乾燥装置に送りこの乾燥装置を通過した葉たばこを乾燥させることから成る葉たばこを乾燥させる乾燥方法において、測定信号を生成し、この測定信号は、葉たばこを乾燥装置に送る前のこの葉たばこの入口の水分に関係し、入口の水分が多いほど、より少ない葉たばこの質量流量が乾燥装置を通過し、また入口の水分が少ないほどより多い葉たばこの質量流量が乾燥装置を通過するように、葉たばこの質量流量が可変に制御されることを特徴とする乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、葉たばこを乾燥する乾燥設備に関する。この乾燥設備は、乾燥装置を通過する葉たばこを乾燥させるこの乾燥装置及び乾燥装置に葉たばこを送る前にこの葉たばこの入口の水分に関係する測定信号を生成する測定装置を有する。
【背景技術】
【０００２】
乾燥装置に送られる前の葉たばこの入口の水分が変動する場合、乾燥装置の通過後の出口の水分を一定に維持するため、多少の水が例えば蒸発温度を制御することによって蒸発されるように、乾燥装置を制御することが公知である。乾燥装置内のエネルギー伝達は比較的緩慢であるので、出口の水分を一定に維持することは不完全である。
【０００３】
さらに、蒸発用の水を初期の葉たばこの水分に応じて乾燥装置内に加えて、一定の蒸発水分量で一定の出口の水分を得ることが公知である。このことは、水を制御して加える装置を設ける必要があるので一方では面倒であり、追加される水の蒸発が追加のエネルギーを必要とするので、他方ではエネルギーを浪費する。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許発明第 33 36 632号明細書は、葉たばこを乾燥させる装置を開示する。この装置の場合、葉たばこが供給される速度が、供給装置の幅を手動で変化させることによって調整可能である。
【０００５】
ドラム蒸発装置が、ヨーロッパ特許発明第 0 481 110号明細書から公知である。このドラム蒸発装置の場合、ドラム内に配置されたコンベヤが移動可能である。この場合、希望の葉たばこの水分に達するまで、コンベヤが葉たばこの最終水分に応じて移動する。この場合、乾燥機内の葉たばこの滞在期間が変化する。コンベヤのこの移動は、経費のかかる機構を必要とする。
【０００６】
葉たばこの流れ用の加湿設備及び加香設備が、英国特許発明第 1 452 664号明細書から公知である。この設備は、加香ステーション，入口の水分測定装置及びベルト計量器を有する。コンピュータが、対応する信号から葉たばこの乾燥質量を算定する。加香ステーションに送られる葉たばこの乾燥質量が予め設定された値を有するように、このベルト計量器の速度が制御される。一定の出口の水分を得るため、加香ステーション内部の加湿ノズルが制御される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、簡単な手段で出口の水分を確実に一定に維持する乾燥設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１及び１２に記載の特徴によって、特に乾燥設備が測定信号に応じて乾燥装置を通過する葉たばこの質量流量を制御する制御装置を有することによって解決される。この場合、入口の水分が多いほど、より少ない葉たばこの質量流量が乾燥装置を通過し、また入口の水分が少ないほどより多い葉たばこの質量流量が乾燥装置を通過するように、葉たばこの質量流量が可変に制御される。乾燥装置に供給される水量が、葉たばこの質量流量を制御することによって簡単に制御可能である。出口の水分を一定に維持するため、入口の水分が多いほど、より少ない葉たばこの質量流量が乾燥装置を通過し、入口の水分がより少ないほど、より多い葉たばこの質量流量が乾燥装置を通過する。この場合、単位時間当たりに蒸発する水量及び特に乾燥装置内の蒸発温度が一定に維持され得る。乾燥装置内のエネルギー伝達の緩慢につながる従来の技術の問題が、本発明により回避される。
【０００９】
用語「質量流量」は、例えばkg/hで示される単位時間当たりに送られる質量を言う。
【００１０】
制御装置は、その固有の意味の制御に限定されるのではなくて、調整、例えば出口の湿度の測定信号に応じた調整も意味する。それ故に、「制御装置」は、代わりに「制御装置及び／又は調整装置」を意味する。
【００１１】
この制御は、特に乾燥装置に供給される葉たばこの質量流量を制御することによって実施できる。このことは、一定の送り速度を有する公知の蒸発装置を使用することを可能にする。乾燥装置を通過する葉たばこの質量流量は、例えば場合によっては設けられているコンベヤを制御することによって制御される。この場合、このコンベヤは、例えば乾燥装置に葉たばこを送るための供給ユニットのベルトコンベヤでもよい。しかしながら、制御装置が乾燥装置を通過する葉たばこを送るための送り装置を制御することも可能である。その結果、送られる葉たばこの質量流量が必ずしも可変である必要はない。
【００１２】
特に測定装置は、水分測定装置である。特にこの水分装置は、葉たばこを乾燥装置に供給する前に葉たばこの入口の水分を測定するための水分測定装置でもよい。しかしながら、このことは必ずしも必要ではない。一般に、測定される値は入口の水分だけで済む。それ故に、葉たばこの入口の水分ｆe は以下のように葉たばこの入口の質量ｍe （葉たばこ）の関数であるので、計量器は、例えば葉たばこの質量を測定するための計量器でもよい。
ｆe ＝１−［ｍe （乾燥した葉たばこ）／ｍe （葉たばこ）］，
この場合、ｍe （乾燥した葉たばこ）は、乾燥した葉たばこの入口の質量を示す。簡単に言うと、同じ体積の場合、葉たばこの入力の重量が、水分の増加と共に上昇する。例えば、体積が一定と仮定した場合に、乾燥した葉たばこの既知の密度ρe から成るｍe （乾燥した葉たばこ）が、水分ｆe に関係なく近似的に既知である。それ故に、入口の水分用のセンサを設けることが、測定技術的に精確でかつそれ故に好ましい場合でも、このことは必ずしも必要でない。
【００１３】
葉たばこの出力の水分も、葉たばこの入力の水分に依存し、本発明の意味での測定値として使用される。例えば葉たばこの入力の密度のような別の測定値が考えられる。葉たばこの水分と異なる値の測定は、対応する補正を必要とする。
【００１４】
出口の葉たばこの水分を測定する出口の水分用のセンサが、乾燥装置から離れた後方に設けられている。このことは、出口水分測定装置から出力される出口水分測定信号に応じて希望の目標値の制御及び乾燥装置を通過する葉たばこの質量流量の調整を可能にする。これによって、出口の希望の一定な水分に対してより高い精度が実現可能である。
【００１５】
特に、葉たばこを乾燥装置に供給する前に葉たばこの入口の質量を測定するための計量器が設けられている。この計量器は、入口の葉たばこの希望の堆積流量の調整又は制御を簡単にするものの、これに対しては必ずしも必要でない。
【００１６】
本発明のその他の好適な特徴及び実施形を添付した図面を参照した従属請求項及び以下の説明から説明する：
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
乾燥すべき葉たばこ１１が、コンベヤ１０を有する供給ユニットによって矢印の方向に送られる。乾燥装置１３の葉タバコ１１が、コンベヤの終端部に送られる。この乾燥装置１３内では、図示しなかった加熱装置が乾燥装置１３を通過する葉たばこ１１を加熱して、葉たばこ１１中に含まれる水を蒸発させ同時に葉たばこ１１を乾燥させる。乾燥した葉たばこは、乾燥装置１３の通過後に別のコンベヤ１８によって後続する処理段に送られる。
【００１８】
図１の乾燥装置１３は、例えば流れ乾燥機，ドラム乾燥機，乱流層乾燥機やその他の当業者に周知の乾燥機でもよい。図２及び３の場合は、乾燥装置１３が蒸発室１９を有する。この場合、葉たばこ１１が、ここではコンベヤ１２として構成されている送り装置によって蒸発室１９を通過する。別の実施形では、葉たばこをエネルギー伝達媒体、例えば熱ガスによって流すか及び／又は送ってもよい。それ故に、乾燥装置１３内の独立した送り装置は、必ずしも必要でない。
【００１９】
葉たばこ１１の入口の水分が、入口水分センサ１４によって算定され、入口の対応する葉たばこの水分ｆe を制御装置１５に対して伝達する。葉たばこ１１の出口の水分ｆa は、出口水分センサ１６によって算定され、対応する葉たばこ出口水分信号を制御装置１５に対して伝達する。葉たばこ１１の入口の質量ｍe が、計量器１７によって算定され、対応する葉たばこ入口質量信号を制御装置１５に対して伝達する。
【００２０】
出口の葉たばこの水分ｆa を一定に維持する目的で、制御装置１５は、測定信号ｆe ，ｆa ，ｍe のうちの少なくとも１つの測定信号に応じて乾燥装置１３を通過した葉たばこの質量流量を制御する。そのため、図１及び２中に示された実施の形態は、送り装置を制御して、乾燥装置１３に送られる入口の葉たばこの質量流量を制御する。このことは、図１及び２中に示すように、例えばコンベヤ１０の送り速度を制御することによって実施できる。乾燥装置１３を通過する調整すべき質量流量ｍ／Δｔは、以下の関係式によって近似的に算出できる：
ｍ／Δｔ＝ｍV （Ｈ2 Ｏ）／Δｔ* ［（１−ｆa * ）／（ｆe −ｆa * ）］．
この場合、ｍV （Ｈ2 Ｏ）は、単位時間当たりに乾燥装置１３内で蒸発した水の質量を示す。ｆa * は、出口の希望の水分（目標値）を示す。目的に合わせて蒸発パラメータ、すなわち蒸発温度及び熱出力が一定に維持される場合、単位時間当たりに乾燥装置１３内で乾燥するこの水量ｍV （Ｈ2 Ｏ）／Δｔは、ほぼ一定であり、乾燥室を通過する葉たばこの量又は送り速度に関係しない。このとき、上記の式の測定値ｆe を設定し、この式を用いることによって、乾燥装置１３を通過する調整すべき質量流量ｍ／Δｔが算出され得る。計量器によって検出された送り期間Δｔに対してこの計量器によって測定された入口の質量信号ｍe が、上記の式によって特定された目標値に一致するまで、この制御は、図１及び２の例ではコンベヤ１０の送り速度を変えることによって実施される。それ故に図１及び２では、乾燥装置１３を通過する質量流量ｍ／Δｔが、入口の葉たばこの質量流量ｍe ／Δｔを適切に変えることによって変化する。
【００２１】
入口の質量信号を測定するための計量器１７は、例えばコンベヤ１０を有するユニットとしての例えばベルト計量器でもよい。別の実施形では、例えば衝撃計が可能である。特に計量器１７の組込み区間、すなわち測定過程中に検出される測定区間は精度を上げるために可能な限り短い。特に同じ理由から、計量器１７及び／又は入口水分センサ１４が、乾燥装置１３に対して可能な限り近くに配置されていて、リアルタイムに可能な限り近い制御を可能にするか、又はそれぞれの測定機器と乾燥装置１３との間の区間に対する変化及びその他の匹敵する誤差の原因がほとんど影響しない。
【００２２】
例えば入口の水分ｆe を測定するには、出口で一定の水分を得るために対応した測定信号に応じて乾燥装置１３を通過する葉たばこの質量流量を制御できるだけで基本的に十分である。この目標値を目標値ｆa * によって補正又は調整できるように、特に出口の水分ｆa （実際値）が測定技術的に算定される。このことは、例えば上記の式に補正係数ｆa * ／ｆa を代入することによって実施され得る。これによって、例えば葉たばこの加熱に必要なエネルギー消費が補償され得る。
【００２３】
入口の水分ｆe の代わりに、例えば出口の水分ｆa 又は入口の葉たばこの質量ｍe のようなその他の測定値を制御の基準として使用してもよい；このとき、入口の水分の測定は、必ずしも必要でない。
【００２４】
図１〜３の例では、入口の葉たばこの質量ｍe の測定技術的な算定を省略してもよい。この場合、調整すべき送り速度が、算定され得るか又は記憶された補正曲線を用いて算定され得る。それ故に場合によっては、送り速度の補正が、対応する測定信号の異なる値に対して必要になりうる。一般に、測定されない値が例えば算定され得るか又は記憶された補正曲線を用いて算定され得る。例えば乾燥装置１３を通過すべき葉たばこの質量流量の補正が、対応する測定信号の異なる値に対して必要である。
【００２５】
図３の実施の形態では、葉たばこが乾燥装置１３を通過するときの送り速度が変化する。このことは、例えば室のコンベヤ１２を制御することによって起こる。このコンベヤ１２は、図３中に示したようにその全体又は図２中に示したようにその一部が乾燥装置１３内に収容され得る。しかしこのことは、かならずしも必要でない。独立した送り装置が乾燥装置１３内にない場合でも、この制御は実施できる。別の実施形の場合、例えば図２中では、コンベヤ１２の送り速度が、乾燥装置１３を通過する葉たばこの質量流量を制御するために制御され得る。
【００２６】
図２及び３中に示されたコンベヤ１０，１２及び１３の代わりに、１本の連続したコンベヤを設けてもよい。
【００２７】
乾燥装置１３を通過する葉たばこの質量流量の制御を図４に基づいて例示的に説明する。図４Ａでは、乾燥装置１３に送られる葉たばこ１１の入口の水分が50％である。このことは、乾燥した葉たばこの質量ユニット（空白の升）と水の質量ユニット（ハッチングした升）とが交互に示されていることによって図で明らかにされている。簡略化のため、１つの升が１kgの質量に相当することとする。毎秒２kgの水が乾燥装置１３内で蒸発するように、乾燥装置１３の蒸発パラメータ，蒸発出力及びその他の蒸発パラメータが設定され一定に維持される。この場合、乾燥装置の特性は、乾燥装置１３を通過する葉たばこの水分及び送り速度に依存する。図４Ａでは、例えば水分を含む葉たばこが６kg/sの入口の質量流量によって送られ乾燥装置１３を通過する。この場合、この葉たばこは、設定された送り速度１ｓに基づいて１３内にとどまる；このことは、２kgの水を蒸発させる。その結果、葉たばこの出口の水分が25％になる（３kgの乾燥した葉たばこに対して１kgの水，図４Ａ参照）。これは、希望の出口の水分に相当する。
【００２８】
図４Ｂ中に示した入口の水分の場合は、入口の水分の変動に起因して40％に変わる（３kgの乾燥した葉たばこに対して２kgの水）。このとき、その他の手段がない場合、その他の条件に変更がないときに、毎秒２kgの水が蒸発する。その結果、出口の水分が、図示したようにほぼ０％になる。入口の水分ｆe 40％が、入口水分センサ４によって測定される。この値をｍV （Ｈ2 Ｏ）／Δｔ＝２kg/s及びｆa * ＝0.25と共に代入した場合、蒸発室を通過する調整すべき質量流量に対して、ｍ／Δｔ＝ｍV （Ｈ2 Ｏ）／Δｔ* ［（１−ｆa * ）／（ｆe −ｆa * ）］＝10kg/sが得られる。したがって制御装置１５は、乾燥装置１３を通過する葉たばこの質量流量を10kg/sに制御する。
【００２９】
このことは、いろいろな方法で実施できる。例えば図４Ｃ及び４Ｅの例中のように、５kg/sの入口の質量流量を10kg/sに２倍にしてもよい。このことは、例えば図４Ｃの例中のように二重矢印で示したように送り速度を２倍にすることによって実現され得る。図４Ｃの例では、乾燥装置を通過する送り速度が直前の図４Ｂ中に示した状態に比べて変わっていない。それ故に葉たばこが変わらずに１ｓで乾燥装置１３内にとどまり、このときに２kgの水が蒸発するので、希望の水分25％を有する葉たばこが、８kg/sで乾燥装置１３から出る（図４Ｃ参照）。
【００３０】
図４Ｅの例では、送り速度は変わらないものの、ベルト区間当たりのコンベヤの質量が２倍になる。この結果は、図４Ｃと同じである。
【００３１】
図４Ｄの例では、入口の質量流量は変わらないものの、送り速度が乾燥装置１３によって２倍になる。この場合、葉たばこは、1/2 秒だけ乾燥装置１３内にとどまる；１kgの水だけが、この期間内に乾燥装置１３内で蒸発する。その結果、希望の水分25％を有する葉たばこが、４kg/sで乾燥装置１３から出る（図４Ｄ参照）。
【００３２】
図４Ｃ，４Ｄ及び４Ｅの例の全ての種類の平均が可能である。例えば、葉たばこが、８kg/sで送られ、25％だけ速い速度で乾燥装置１３を通過する。確かに、乾燥装置１３を通過する送り速度が常に一定である実施形（例えば、図４Ｃ，４Ｅ）は、そうでない実施形（例えば、図４Ｄ）に比べて好ましい。何故なら、このことは、公知の蒸発装置の使用を一定の送り速度で可能にするからである。
【００３３】
一本の連続したコンベヤの場合、乾燥装置１３を通過する葉たばこの質量流量を２倍にするためには、コンベヤの速度を係数√２（一般に√ｎ）だけ上げることが好ましい。
【００３４】
例えば図４Ａ及び４Ｂをによれば、葉たばこの入口の質量流量自体が、入口の水分の変動時にそれに応じて変化することが分かる。これとは違って、制御装置１５による葉たばこの入口の質量流量の能動的に制御される変化が、例えば図４Ｃ及び４Ｅ中に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】乾燥設備の概略図である。
【図２】別の乾燥設備の概略図である。
【図３】第３乾燥設備の概略図である。
【図４Ａ】いろいろな乾燥設備の概略図である。
【図４Ｂ】いろいろな乾燥設備の概略図である。
【図４Ｃ】いろいろな乾燥設備の概略図である。
【図４Ｄ】いろいろな乾燥設備の概略図である。
【図４Ｅ】いろいろな乾燥設備の概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  コンベヤ
１１  葉たばこ
１２  コンベヤ
１３  乾燥装置
１４  入口水分センサ
１５  制御装置
１６  出口水分センサ
１７  計量器
１８  コンベヤ
１９  蒸発室
【図１】
2005087214.tif 000003
【図２】
2005087214.tif 000004
【図３】
2005087214.tif 000005
【図４Ａ】
2005087214.tif 000006
【図４Ｂ】
2005087214.tif 000007
【図４Ｃ】
2005087214.tif 000008
【図４Ｄ】
2005087214.tif 000009
【図４Ｅ】
2005087214.tif 000010