(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に供給される蒸熱された茶葉を揉乾胴内に受け入れる流動式の茶葉の葉打機において、前記揉乾胴内を、茶葉の投入口側の第一揉乾室と、茶葉の排出口側の第二揉乾室とに区分し、且つ前記第二揉乾室を、前記第一揉乾室よりも茶葉の処理流れ方向に長くなるように区分設定するものであり、このうち第一揉乾室には、葉ざらいのみが具えられる第一回転主軸が設けられ、一方、第二揉乾室には、葉ざらいと揉手との双方が具えられる第二回転主軸が設られて成り、更に前記第一回転主軸及び第二回転主軸は、それぞれ個別の駆動モータにより独立して駆動されるものであり、前記葉ざらいと揉手との双方が具えられる第二回転主軸を、前記葉ざらいのみが具えられる第一回転主軸よりも、回転数を７〜２０％遅くし、また前記各揉乾室の境界に開閉自在な流量制御中間バルブを設け、前記第一揉乾室及び第二揉乾室の茶葉の滞留量の検出値に基づき、前記流量制御中間バルブの開放度が制御されるように構成されて成り、更に前記揉乾胴の終端側に設けられる茶葉の排出口に排出バルブが設けられ、第二揉乾室の茶葉の滞留量の検出値に基づき、前記排出バルブの開放度が制御されるように構成されて成り、
前記第一揉乾室の茶葉滞留量が少であり、且つ第二揉乾室の茶葉滞留量が少である場合には、前記流量制御中間バルブの開放度を大きくし、排出バルブの開放度を小さくし、
前記第一揉乾室の茶葉滞留量が少であり、且つ第二揉乾室の茶葉滞留量が多である場合には、前記流量制御中間バルブの開放度を小さくし、排出バルブの開放度を大きくし、
前記第一揉乾室の茶葉滞留量が多であり、且つ第二揉乾室の茶葉滞留量が少である場合には、前記流量制御中間バルブの開放度を大きくし、排出バルブの開放度を小さくし、
前記第一揉乾室の茶葉滞留量が多であり、且つ第二揉乾室の茶葉滞留量が多である場合には、前記流量制御中間バルブの開放度を小さくし、排出バルブの開放度を大きくするように制御されるものであることを特徴とする流動式葉打機。
【請求項２】
前記各揉乾室の茶葉の滞留量の検出は、前記各揉乾室の駆動モータの負荷値で検出することを特徴とする請求項１記載の流動式葉打機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸熱された茶葉を揉乾胴内に連続的に受け入れ、葉打ちを行う流動式葉打機に関するものであって、特に葉ざらいや揉手が取り付けられる回転主軸及び複数の揉乾室に区画される揉乾胴内の仕切壁に設けられる流量制御バルブの改良に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より製茶ラインにおいて、粗揉機による粗揉を行うに先立って、葉打機による葉打ちを行うことが行われている（例えば特許文献１、２参照）。これは葉打機を利用することにより後の製茶加工工程における加工能率を上げ、製品後の茶葉の色沢や香味を改善することができるからである。このような作用を行う葉打機には、所定量ずつバッチ処理される回分式の葉打機と、連続的に揉乾胴内に茶葉を受入れて葉打処理を行う流動式葉打機とがある。
【０００３】
そしてこのうち流動式葉打機に関しては、葉ざらいや揉手が取り付けられた回転主軸の回転数を、茶葉の種類や状態に応じて調節するのが、非常に難しく、熟練の勘を必要とするという特有の問題点があった。すなわち流動式葉打機の揉乾胴内は、二室の揉乾室に区分されていたりするが、最初の第一揉乾室を通過した時点で茶葉の水分値は、約５０％減少するものであり、茶葉の性状の変化が非常に大きく、従って第一揉乾室と第二揉乾室とに滞留する茶葉を、同一の回転数で葉打処理して所望の葉打ち処理を行うことは大変難しかった。
また更に流動式葉打機では、適切な葉打処理を行うには、各揉乾室における茶葉の滞留量を適性な量に維持することが要求されるが、茶葉の投入、排出いずれも連続流動であるため、現実にはその設定が難しかった。
【特許文献１】特開平８−１３１０７４号公報
【特許文献２】特開２００１−２９９２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような背景からなされたものであって、茶葉の性状の変化に応じ、回転主軸の回転数を変更することを容易に行うことができるとともに、複数の各揉乾室の茶葉滞留量を葉打処理に適した量に自動的に維持することを実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち請求項１記載の流動式葉打機は、連続的に供給される蒸熱された茶葉を揉乾胴内に受け入れる流動式の茶葉の葉打機において、前記揉乾胴内を、茶葉の投入口側の第一揉乾室と、茶葉の排出口側の第二揉乾室とに区分し、且つ前記第二揉乾室を、前記第一揉乾室よりも茶葉の処理流れ方向に長くなるように区分設定するものであり、このうち第一揉乾室には、葉ざらいのみが具えられる第一回転主軸が設けられ、一方、第二揉乾室には、葉ざらいと揉手との双方が具えられる第二回転主軸が設られて成り、更に前記第一回転主軸及び第二回転主軸は、それぞれ個別の駆動モータにより独立して駆動されるものであり、前記葉ざらいと揉手との双方が具えられる第二回転主軸を、前記葉ざらいのみが具えられる第一回転主軸よりも、回転数を７〜２０％遅くし、また前記各揉乾室の境界に開閉自在な流量制御中間バルブを設け、前記第一揉乾室及び第二揉乾室の茶葉の滞留量の検出値に基づき、前記流量制御中間バルブの開放度が制御されるように構成されて成り、更に前記揉乾胴の終端側に設けられる茶葉の排出口に排出バルブが設けられ、第二揉乾室の茶葉の滞留量の検出値に基づき、前記排出バルブの開放度が制御されるように構成されて成り、
前記第一揉乾室の茶葉滞留量が少であり、且つ第二揉乾室の茶葉滞留量が少である場合には、前記流量制御中間バルブの開放度を大きくし、排出バルブの開放度を小さくし、
前記第一揉乾室の茶葉滞留量が少であり、且つ第二揉乾室の茶葉滞留量が多である場合には、前記流量制御中間バルブの開放度を小さくし、排出バルブの開放度を大きくし、
前記第一揉乾室の茶葉滞留量が多であり、且つ第二揉乾室の茶葉滞留量が少である場合には、前記流量制御中間バルブの開放度を大きくし、排出バルブの開放度を小さくし、
前記第一揉乾室の茶葉滞留量が多であり、且つ第二揉乾室の茶葉滞留量が多である場合には、前記流量制御中間バルブの開放度を小さくし、排出バルブの開放度を大きくするように制御されるものであることを特徴として成るものである。
【０００６】
更に請求項２記載の流動式葉打機は、前記要件に加え、前記各揉乾室の茶葉の滞留量の検出は、前記各揉乾室の駆動モータの負荷値で検出することを特徴として成るものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の流動式葉打機は、上述した手段により以下のような効果を奏するものである。
すなわち請求項１記載の流動式葉打機によれば、回転主軸が各揉乾室ごとに独立したものであるため、茶葉の性状の変化に対応した回転数に設定することが可能であるとともに、揉手を具えている揉乾室と揉手を具えていない揉乾室とでも回転主軸の回転数を異ならせて設定できる。従って、全ての揉乾室に適合する共通の回転数に設定するものではないため、微妙な回転数の設定調整を必要とせず、茶葉の品種の相違にも大きくは左右されない。
また揉手を具えた揉乾室では、回転主軸の回転速度が葉ざらいのみの揉乾室よりも７〜２０％遅い速度に設定されるため、充分な揉み込みを行うことが可能となる。
更にまた粗揉機等の後工程に適切な含水量に最終的に茶葉を設定できるとともに、最終的な揉乾室の茶葉の滞留量を葉打処理に適した茶葉分量に設定することができる。
更にまた第二揉乾室が胴長なため、充分な揉み込みが行い得る。
【０００８】
更に請求項２記載の流動式葉打機によれば、回転主軸を駆動する駆動モータの負荷値により各揉乾室の茶葉の滞留量を検出し、流量制御中間バルブの開度を制御するため、光電センサ等により茶葉を直接検出する場合に比べ、誤検出が少なく、そして精度よく各揉乾室の葉打ちに適した茶葉の滞留量に設定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の最良の形態は、具体的には以下の実施例に述べる通りである。
【実施例１】
【００１０】
以下本発明を図示の実施の形態に基づき説明する。図１、２に示されるように、本発明に係る流動式葉打機１は、機枠に対し固定状態に設けられる半円筒状の下胴部２０と、その上方に連接される上胴部２５とから成る揉乾胴２を具える。前記下胴部２０は、その内面に杆状のダク板２１を長手方向に向けて多数密着状態に張り付けて成る。下胴部２０の上方の上胴部２５は、機枠を平板状パネル等で覆って成るもので、上方が開放した箱状スペースを形成している。上胴部２５の前面には各種設定調節、保守点検及び清掃を行う際に開放して使用する前管理扉２６が設けられる。一方、上胴部２５の後方には、熱風導４が設けられ、ここに外部に設けられた熱風発生機Ｈからの熱風が揉乾胴２内に送り込まれる。また図１中符号２７で示すものが、茶葉Ａの投入口で、符号２２で示すものが排出口である。この排出口２２には、茶葉Ａの取出量を調整する排出バルブ２３が設けられる。なお図示の実施例では投入口２７は、揉乾胴２の始端側上方に設け、排出口２２は、揉乾胴２の終端側の揉乾胴２の側壁下方に設けたが、投入口２７と排出口２２とのいずれか一方または双方を揉乾胴２の側壁中央付近に設けるようにしてもよい。
【００１１】
揉乾胴２の内部構造について説明すると、揉乾胴２内は、前記茶葉Ａが投入される投入口２７側から茶葉Ａの排出される排出口２２側までの間を、第一揉乾室Ｒ１と、第二揉乾室Ｒ２との二つの揉乾室Ｒに仕切壁３により区分されている。
【００１２】
また第一揉乾室Ｒ１と、第二揉乾室Ｒ２の中心には、それぞれ独立して回転主軸５が回転自在に懸架されるものであり、第一揉乾室Ｒ１には第一回転主軸５Ａが設けられ、第二揉乾室Ｒ２には第二回転主軸５Ｂが設けられている。そして第一回転主軸５Ａには、葉ざらい６のみが設けられ、第二回転主軸５Ｂには、葉ざらい６と揉手７の双方が取り付けられている。第一回転主軸５Ａ及び第二回転主軸５Ｂの両端部は、それぞれベアリング３１で支持されるものであり、揉乾胴２中央付近の第一回転主軸５Ａ及び第二回転主軸５Ｂの端部は、図２（ａ）の拡大図に示すようにベアリング３１で支持され、ハウジング３２により覆われている。
【００１３】
そして本発明の特徴として、前記第一回転主軸５Ａ及び第二回転主軸５Ｂは、それぞれ個別の可変速駆動モータにより駆動されるものであり、第一回転主軸５Ａは、揉乾胴２の投入口２７側に設けられた第一回転主軸駆動モータＭ１により駆動され、第二回転主軸５Ｂは、揉乾胴２の排出口２２側に設けられた第二回転主軸駆動モータＭ２により駆動される。そして本発明の特徴として第二回転主軸５Ｂは第一回転主軸５Ａよりも遅く回転されるものであり、第一回転主軸５Ａは葉ざらい６による茶葉Ａの拡散乾燥に適した回転数に設定され、第二回転主軸５Ｂは揉手７による揉み込みを考慮した速度に設定される。
【００１４】
更に第一回転主軸駆動モータＭ１には、第一回転主軸駆動モータＭ１の三相電流の負荷電流を検出する第一電流検出器Ｓ１が接続され、第二回転主軸駆動モータＭ２には、同じく第二電流検出器Ｓ２が接続される。なお第一回転主軸駆動モータＭ１及び第二回転主軸駆動モータＭ２の負荷電流を計測することにより、第一揉乾室Ｒ１と第二揉乾室Ｒ２の茶葉Ａの滞留量を検出しているものである。
【００１５】
前記第一揉乾室Ｒ１と第二揉乾室Ｒ２との間の仕切壁３には、第一揉乾室Ｒ１から第二揉乾室Ｒ２への茶葉Ａの流量の制御を行う流量制御中間バルブ３０が設けられる。この流量制御中間バルブ３０は、前記第一電流検出器Ｓ１及び第二電流検出器Ｓ２により検出される第一揉乾室Ｒ１及び第二揉乾室Ｒ２の茶葉Ａの滞留量の検出値に基づき制御されるものである。
【００１６】
具体的に前記流量制御中間バルブ３０は図２（ｃ）に示すように半円形状をしており、揉乾胴２の中央高さ付近の前後方向に回動軸３０ａによって流量制御中間バルブ３０が回動自在に設けられ、第二揉乾室Ｒ２側に傾倒自在とされている。なおこの流量制御中間バルブ３０の駆動構造について説明すると、前記回動軸３０ａの後端部に一例として従動歯車が設けられ、これに中間バルブ駆動モータＭ３の駆動歯車が噛み合わされている。なおもちろんチェーンとスプロケットを用いて回転伝達するようにしてもよい。以上のような構成により中間バルブ駆動モータＭ３を駆動することにより、流量制御中間バルブ３０は、第一揉乾室Ｒ１側に一定角度傾倒可能とされており、この流量制御中間バルブ３０の開閉角度の調節により第一揉乾室Ｒ１から第二揉乾室Ｒ２への茶葉Ａの流量の制御が行われる。
【００１７】
また揉乾胴２後端の排出口２２にも、茶葉Ａの取出量を調節する排出バルブ２３が設けられる。この排出バルブ２３は、前記水分計測装置８によるサンプリング茶葉Ａの水分値と、前記第二電流検出器Ｓ２により検出される第二揉乾室Ｒ２の茶葉Ａの滞留量の検出値に基づき制御されるものである。具体的にこの排出バルブ２３も前記流量制御中間バルブ３０と同様に半円形状をしており、回動軸２３ａによって回動自在に設けられている。
【００１８】
また揉乾胴２の前面管理扉には、水分計測装置８が設けられる。水分計測装置８は、本出願人が、例えば特開２００２−２４７９５１号で開示するようにマイクロ波の送信機と受信機との間に伝送路を形成し、この伝送路をサンプリングされた茶葉Ａを収容する茶葉収容部８０内に位置させ、含水率を測定するものである。計測された茶葉Ａは、一例として戻しシリンダ８１により駆動される戻し板８１ａによって揉乾胴２内に押し戻される。
【００１９】
また揉乾胴２の側部には、制御装置Ｃが設けられる。制御装置Ｃには、図３に示すように入力装置として本発明の特徴として、前記水分計、第一電流検出器Ｓ１及び第二電流検出器Ｓ２等が接続される。また出力装置として本発明の特徴として、前記第一回転主軸駆動モータＭ１、第二回転主軸駆動モータＭ２、中間バルブ駆動モータＭ３、排出バルブ駆動モータＭ４及び熱風発生機Ｈ等が接続される。
【００２０】
本発明に係る流動式葉打機１は一例として以上のような具体的構成を有するものであって、以下この作動態様について説明する。
（１）運転準備状態
流動式葉打機１の運転状態として、茶葉Ａの処理容量（揉乾胴２の大きさ）でも異なるが、第一揉乾室Ｒ１の第一回転主軸５Ａの回転数は、一例として３５〜４２ｒｐｍで運転され、第二揉乾室Ｒ２の第二回転主軸５Ｂの回転数は、これより７〜２０％程度少ない回転数に設定される。更に具体例を挙げると、一番茶では例えば第一回転主軸５Ａが４１ｒｐｍ、第二回転主軸５Ｂが３７ｒｐｍに設定され、夏茶では例えば第一回転主軸５Ａが３８ｒｐｍ、第二回転主軸５Ｂが３５ｒｐｍに設定される。
【００２１】
（２）茶葉の揉乾態様
次に茶葉Ａの揉乾態様を説明すると、蒸機により蒸されて多量の水分を含んだ茶葉Ａが投入口２７より第一揉乾室Ｒ１内に投入されると、葉ざらい６により茶葉Ａの塊が解きほぐされながら、拡散され、熱風にさらされることにより乾燥がなされる。茶葉Ａは第二揉乾室Ｒ２へ少しずつ移動し、第一揉乾室Ｒ１終端まで移動した茶葉Ａは、葉ざらい６によりかき上げられた際に開放した流量制御中間バルブ３０の隙間から第二揉乾室Ｒ２へ少量ずつ移転する。なお第一揉乾室Ｒ１において蒸機により蒸熱された茶葉Ａは、水分値が約５０％減少される。
第二揉乾室Ｒ２では、前記葉ざらい６による茶葉Ａの拡散乾燥のほか、揉手７による茶葉Ａの揉み込みがなされる。また第二揉乾室Ｒ２の終端の排出口２２付近にきた茶葉Ａの一部は、葉ざらい６によりかき上げられた際に水分計測装置８の茶葉収容部８０内に落下しサンプリングされる。サンプリングされた茶葉Ａは、含水率が計測された後、揉乾胴２内へ返却される。所定の揉乾がなされた茶葉Ａは排出口２２より排出され、粗揉機へ移送するための搬送機上に茶葉Ａは投下される。
【００２２】
（３）流量制御中間バルブの制御態様
流量制御中間バルブ３０は、表１に示されるように第一回転主軸駆動モータＭ１及び第二回転主軸駆動モータＭ２の負荷電流の検出値、すなわち第一揉乾室Ｒ１及び第二揉乾室Ｒ２の茶葉Ａの滞留量によって、開放度が制御される。なお流量制御中間バルブ３０の開放度が大きくなれば、それに比例して茶葉Ａの第一揉乾室Ｒ１から第二揉乾室Ｒ２へ移転する量が多くなる。
【００２３】
【表１】
0005258157.tif 000002
【００２４】
なお排出バルブ２３の開放度の制御は、後程言及するように茶葉水分計により計測される水分値も考慮して行うこともできる。
【００２５】
はじめに流量制御中間バルブ３０の制御について説明すると、表１に表されるように、第一揉乾室Ｒ１の茶葉Ａ滞留量と第二揉乾室Ｒ２の滞留量が少ないときには、流量制御中間バルブ３０の開放度は大きく開放するように制御される。更に第一揉乾室Ｒ１の茶葉滞留量が少なく、第二揉乾室Ｒ２の滞留量が多い場合には、流量制御中間バルブ３０の開放度は小さく開放するように制御される。また第一揉乾室Ｒ１の茶葉滞留量が多く、第二揉乾室Ｒ２の滞留量が少ない場合には、流量制御中間バルブ３０の開放度は大きく開放するように制御される。また第一揉乾室Ｒ１の茶葉滞留量と第二揉乾室Ｒ２の滞留量がともに多いときには、流量制御中間バルブ３０の開放度は小さく開放するように制御される。
【００２６】
（４）排出バルブの制御態様
次に排出バルブ２３の制御について説明すると、表１に表されるように、第一揉乾室Ｒ１の茶葉滞留量と第二揉乾室Ｒ２の茶葉滞留量が少ないときには、流量制御中間バルブ３０の開放度は小さく開放するように制御される。更に第一揉乾室Ｒ１の茶葉滞留量が少なく、第二揉乾室Ｒ２の滞留量が多い場合には、流量制御中間バルブ３０の開放度は大きく開放するように制御される。また第一揉乾室Ｒ１の茶葉滞留量が多く、第二揉乾室Ｒ２の滞留量が少ない場合には、流量制御中間バルブ３０の開放度は小さく開放するように制御される。また第一揉乾室Ｒ１の茶葉滞留量と第二揉乾室Ｒ２の滞留量がともに多いときには、流量制御中間バルブ３０の開放度は大きく開放するように制御される。
なお、排出バルブ２３は、第一揉乾室Ｒ１及び第二揉乾室Ｒ２の茶葉滞留量とともに、水分計測装置８により計測された茶葉水分値に基づき制御されるようにしてもよい。この場合、表１は、水分値を考慮しない場合の排出バルブ２３の開放度を示すものであるため、計測された水分値によって排出バルブ２３は表１とは逆の制御がなされることもある。
【実施例２】
【００２７】
前記実施例１では、流量制御中間バルブ３０及び排出バルブ２３の開放度を自動制御したが、流量制御中間バルブ３０及び排出バルブ２３のいずれか一方または双方の回動軸３０ａ、２３ａに対し手動ハンドルを設け、各揉乾室Ｒ１、Ｒ２の駆動モータ（第一回転主軸駆動モータＭ１、第二回転主軸駆動モータＭ２）の負荷値及び水分計測装置８により計測された水分値に基づき、開放度を手動制御してもよい。
【実施例３】
【００２８】
前記実施例２では、揉乾胴２のほぼ中央付近で仕切壁３により区分しているが、図４に示すように投入口２７側に仕切壁３を寄せて設け、第二揉乾室Ｒ２の方を長く形成されるようにしてもよい。このように揉乾胴２を形成した場合、第二揉乾室Ｒ２において充分な揉み込みが行われるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の流動式葉打機を示す正面図である。
【図２】同上、下胴部平面図（ａ）と、流動式葉打機の投入側の側面図（ｂ）と、排出側の側面図（ｃ）である。
【図３】同上、制御経路を示す説明図である。
【図４】本発明の第一揉乾室と第二揉乾室の長さを変更した他の実施例３を示す骨格的正面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１        流動式葉打機
２        揉乾胴
２０      下胴部
２１      ダク板
２２      排出口
２３      排出バルブ
２３ａ    回動軸
２５      上胴部
２６      前管理扉
２７      投入口
３        仕切壁
３０      流量制御中間バルブ
３０ａ    回動軸
３１      ベアリング
３２      ハウジング
４        熱風導
５        回転主軸
５Ａ      第一回転主軸
５Ｂ      第二回転主軸
６        葉ざらい
７        揉手
８        水分計測装置
８０      茶葉収容部
８１      戻しシリンダ
８１ａ    戻し板
Ａ        茶葉
Ｃ        制御装置
Ｈ        熱風発生機
Ｍ１      第一回転主軸駆動モータ
Ｍ２      第二回転主軸駆動モータ
Ｍ３      中間バルブ駆動モータ
Ｍ４      排出バルブ駆動モータ
Ｒ        揉乾室
Ｒ１      第一揉乾室
Ｒ２      第二揉乾室
Ｓ１      第一電流検出器
Ｓ２      第二電流検出器
【図１】
0005258157.tif 000003
【図２】
0005258157.tif 000004
【図３】
0005258157.tif 000005
【図４】
0005258157.tif 000006