JPH056792Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、コーヒー豆を焙煎する装置に関する
もので、特にコーヒー豆の温度を検出する温度セ
ンサの取付構造に係る。

（従来の技術） コーヒー豆を加熱調理するにあたつては、コー
ヒー豆を焙煎後速やかに冷却することにより、コ
ーヒー豆の風味、香り等を出すようにしている。
この場合、焙煎温度や焙煎時間、焙煎後の冷却降
温特性等をどのように設定するかは、コーヒー豆
の風味、品質を高めるための重要な要素になつて
いる。

そして従来のコーヒー豆焙煎装置としては、温
度センサによりコーヒー豆の焙煎の完了を検知し
た後、熱源を遮断することにより焙煎の進行を阻
止するもの（特開昭56−72678号、特開昭56−
72679号）が知られている。

（考案が解決しようとする課題） しかし、このような従来のコーヒー豆焙煎機で
は、コーヒー豆の温度を検知するための温度セン
サが回転ドラムの底部に溜められたコーヒー豆の
中に配置されるため、温度センサによる検出温度
のバラツキが大きく、コーヒー豆の正確な温度検
知が困難であるという問題がある。

本考案は、このような問題点を解決するために
なされたもので、回転ドラム内に生じる輻射熱お
よび対流熱の双方の熱の直接の影響を受けにくく
し、コーヒー豆を流動させることにより焙煎中の
コーヒー豆の温度を正確に検知可能にしたコーヒ
ー豆焙煎装置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） そのため、本考案のコーヒー豆焙煎装置は、断
熱材によつて形成される加熱炉と、この加熱炉内
に回転自在に設けられコーヒー豆を収納して攪拌
する有底筒状の回転ドラムと、前記加熱炉の内壁
に固定され前記回転ドラムを加熱する加熱手段
と、前記回転ドラムの開口部で前記加熱炉の内壁
に取付けられ、該回転ドラムの回転に伴つて落下
するコーヒー豆を一時的に受ける枡部材と、この
枡部材に受けられたコーヒー豆の中に挿入される
温度センサと、前記回転ドラム開口部から回転ド
ラム内に水を噴霧する水噴霧ノズルとを備えたこ
とを特徴とする。

（作用） 本考案のコーヒー豆焙煎装置によると、第６図
に示すように、回転ドラムの回転により攪拌混合
されるコーヒー豆の一部が遠心力によつて回転ド
ラムの内周壁に添つて上方に持ち上げられ、その
後、重力によつて落下するコーヒー豆の一部が枡
部材に受けられる。この枡部材に受けられたコー
ヒー豆は、第７図に示されるように、枡部材の底
穴から重力によつて回転ドラムの内周壁に落下す
る。このとき、枡部材の中で流動するコーヒー豆
に囲まれる温度センサがそのコーヒー豆の温度を
検知するので、輻射熱および対流熱を遮断した状
態で、コーヒー豆の温度を正確に検知することが
できる。

したがつて、枡部材内で温度センサによりコー
ヒー豆の焙煎温度を精度良く測定し焙煎終了時点
を検出する。この検出した設定温度にもとづいて
コーヒー豆に対し水噴霧ノズルから水を噴霧する
ことにより、回転ドラム内の焙煎されたコーヒー
豆を均一かつ速やかに冷却する。この一次冷却に
より、コーヒー豆の表皮が締まり、コーヒー豆の
風味、香り等の品質を保持しするとともに、コー
ヒー豆の外観上の色、光沢を良好なものにする。

（実施例） 本考案の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図および第２図に示すように、コーヒー豆
焙煎装置のフレーム１の上部にコーヒー豆を投入
するための投入口２が設けられ、この投入口２は
鉛直下方に延びる通路３に接続される。通路３の
途中から曲折されて傾斜される傾斜通路３ｂは、
後述する加熱炉１０の炉端開口面１０ａに開口し
ている。一方、通路３の上端からは水平後方（第
１図で左方向）に延びる排気通路５が分岐され、
その分岐部にコーヒー豆投入または排気排出のい
ずれかを選択的に切替えるシヤツタ６が支点７を
中心として揺動切替自在に取付けられている。

加熱炉１０内に設けられる有底円筒状の回転ド
ラム１３は、その回転軸心線が水平方向になるよ
うに配置され、その開口面１４が前述した炉端開
口面１０ａに平行に対面して隙間を介して設けら
れている。この隙間は、例えば１〜２mmに調節さ
れる。これにより、傾斜通路３ｂからのコーヒー
豆を炉端開口面１０ａから開口面１４を経て回転
ドラム１３内に取入れ、そのとき隙間からコーヒ
ー豆が落下しないようにはかられている。

回転ドラム１３の円筒本体１５は、パンチング
メタルにより構成され、ドラムの内外を連通する
多数の小孔例えば丸孔が形成される。回転ドラム
１３の有底円板部１６は、パンチングメタルによ
り円板状に形成され、ドラムの内外を連通する多
数の小孔が形成される。円筒本体１５および有底
円板部１６に形成される多数の小孔の開口率は20
〜70％になるようにしてある。この小孔は後述す
る赤外線ヒータ１２からの輻射熱をドラム内のコ
ーヒー豆に効果的に伝達する役割などを果たして
いる。

円筒本体１５の内周壁には、開口面１４からド
ラム内に取入れたコーヒー豆を回転時に有底円板
部１６側に送り込む薄板帯状の送り羽根３０ａと
３０ｂが円筒軸線に対し互いに180度ズレた位置
に螺線状に設けられている。ドラム１３内に取入
れたコーヒー豆を開口面１４から外部に取り出す
薄板帯状の戻し羽根３１ａと３１ｂは、前記の送
り羽根３０ａと３０ｂに交差する方向に円筒本体
１５の内周壁に取付けられている。これらの送り
羽根３０ａ，３０ｂと戻し羽根３１ａ，３１ｂ
は、所定幅の薄板帯状のもので、この帯体に多数
の小孔が開口率20〜70％の範囲になるように設定
されている。回転ドラム１３による回転攪拌と輻
射熱の透過により焙煎の促進を図るためである。

回転ドラム１３は、駆動シヤフト１７によつて
駆動され、この駆動シヤフト１７に固定されるボ
ス部１６からスポーク１８が放射状に延び、その
他端１８ａは円筒本体１５の内周壁に固定されて
いる。このスポーク１８により回転ドラム１３が
駆動シヤフト１７に支持されている。

回転ドラム１３の外部に向かつて延びる駆動シ
ヤフト１７は、炉端閉塞面１０ｂの挿通孔１０ｃ
を通して軸受１９と２０により回転自在に支持さ
れ、シヤフト軸端１７ａがスプロケツト２１に嵌
合される。このスプロツト２１は、駆動モータ２
４により駆動されるスプロケツト２３に巻き掛け
られるチエーン２２により駆動される。

有底円筒状の加熱炉１０の内周壁面１０ｂに
は、加熱炉１０の前後方向に延びるセラミツクス
赤外線ヒータ１２が回転ドラム１３を取り囲むよ
うに多数設けられている。赤外線ヒータ１２は、
例えばニクロム線等の発熱抵抗体をコージライト
磁器等のセラミツクス放射板に埋設したものを用
い、内周壁面１０ｂに取付けられている。赤外線
ヒータ１２への通電により波長３〜7μmの赤外線
が放射される。赤外線ヒータ１２が発熱される
と、輻射熱が回転ドラム１３の小孔からドラム内
に放射されるようになつている。

そして、加熱炉１０の炉端開口面１０ａの下方
に位置する駆動シヤフト１７の軸受２０の近傍に
枡部材８０が設けられている。第２図〜第５図に
示すように、枡部材８０は、第２図においてボス
２０の取付位置よりも水平左方向に距離Ｘおよび
鉛直下方向に距離Ｙだけ偏心して炉壁１０ｄに固
定されている。この枡部材の取付位置は、前記の
位置に限られず、第６図に示されるように、回転
ドラム１３に添つて持ち上げられたコーヒー豆を
的確に受けれる位置であればよい。枡部材８０
は、平板８２と８３からなり、これらの平板８
２，８３が台形状に下に行くほど通路８４が絞ら
れ、底穴８５を有する構成になつている。また、
枡部材の形状についても、上記の形に限られず、
例えば円筒漏斗状など任意の形を採用することが
できるが、コーヒー豆を受け流動させながら落下
させるように下端部を上端に比べ絞つておくこと
が必要である。

そして、加熱炉１０の炉端開口面１０ａの直下
部で回転ドラム１３の開口面１４に対面する炉端
内壁１０ｄに温度センサ３５を設ける。温度セン
サ３５の先端は保護管３５ａで包囲されている。
保温管３５ａは、第３図、第４図および第５図に
示されるように通路８４のほぼ中心部に水平方向
に挿入されている。

温度センサ３５は、回転ドラム１３内のコーヒ
ー豆の焙煎温度を検出し水噴霧のタイミングを調
節するもので、例えばクロメル−アルメル線のシ
ース熱電対を用いる。この保護管３５ａの先端は
コーヒー豆との接触時にコーヒー豆に傷をつけな
いように丸状に形成されている。

なお、本発明において、炉端に取付けられる温
度センサは熱電対に限らず他の形式の温度センサ
を用いてもよいことはもちろんであり、温度セン
サおよび枡部材８０の取付位置は、回転ドラムの
ドラム径、食品量、ドラム回転数、コーヒー豆の
攪拌状況等に応じて適当な位置に設定すれば良い
が、コーヒー豆が空中に飛散され輻射熱と対流熱
の双方を受熱できる位置が望ましい。

第８図に示すように、加熱炉１０の炉端内壁１
０ｄに取付けられる水噴射ノズル３６は、その上
流が配管４５を介して水タンク４６に接続され、
この水タンク４６の上流側に水パイプ４７とエア
パイプ５０がそれぞれ接続されている。水パイプ
４７の途中に設けられる電磁弁４９が開かれる
と、水タンク４６内に水が注入される。電磁弁４
９を閉じ、エア電磁弁５０を開くと、エアパイプ
４８からの圧力により水タンク４６内が高圧とな
り、この圧力上昇により配管４５を介して水噴霧
ノズル３６から霧状の水が回転ドラム１３内に噴
霧される。水噴霧ノズル３６から噴霧される水
は、霧状になつて回転ドラム１３内のコーヒー豆
に均一にかかるようにノズル方向、ノズル取付位
置および噴霧圧が設定される。エア電磁弁５０か
らのエア圧は、４〜６Kg／cm²の範囲にするのがよ
い。噴霧水を充分に霧状にしコーヒー豆に破産す
ることにより、回転ドラムによる攪拌と相俟つて
コーヒー豆を均質に冷却するためである。

加熱炉１０の炉端１０ｄには、回転ドラム１３
内のコーヒー豆の焙煎進行度合を目視により観察
するためのサンプラが取付けられるサンプラ取付
穴５５が開口され、この取付穴５５にサンプラ本
体５６が着脱自在に取付けられている。なお、加
熱炉の内周壁面１０ｂには炉内に空気を取入れる
空気導入口７０が設けられている。

焙煎時に回転ドラム１３内で発生した排気ガス
は、開口面１４から傾斜通路３ｂおよび通路３を
上昇し、通路３に接続される排気通路５を通り、
この排気通路５の下流側に設けられる排気用送風
機５２により吸引されて外部に排出される。排気
時には、シヤツタ６は第１図に示す如く通路３と
排気通路５との連通を開状態に切替えている。

第１図に示すように、加熱炉１０の開口面１０
ａの下方に位置する炉端１０ｄには、焙煎を終了
したコーヒー豆が取出される半月状の排出口６０
が開口され、この排出口６０を開閉する排出扉６
１が回動軸６１ａを中心として回動自在に取付け
られている。排出口６０の外部には、円弧断面を
もつ薄板状の湾曲した排出シユータ６５が斜め下
方に傾斜されて取付けられている。

次に本考案の実施例の作用について説明する。

ホツパ２から投入されたコーヒー豆は、通路３
を経て傾斜通路３ｂから開口面１０ａより回転ド
ラム１３内に流入される。回転ドラム１３内に流
入されたコーヒー豆は、回転ドラム１３が回転さ
れると、送り羽根３０ａ，３０ｂおよび戻し羽根
３１ａ，３１ｂにより攪拌されながら、赤外線ヒ
ータ１２からの輻射熱により加熱（焙煎）され
る。

すなわち、回転ドラム１３内のコーヒー豆は、
その重力によりドラム底側に溜るので、ドラム回
転に伴い送り羽根３０ａ，３０ｂにより有底円板
部１６側に押送され、戻し羽根３１ａ，３１ｂに
より開口面１４側に押送される。したがつてコー
ヒー豆は、ドラム軸方向に均等に往復動され攪拌
分布されながら赤外線ヒータ１２からの輻射熱に
より焙煎が均一に進行される。

この場合、赤外線ヒータ１２からの輻射熱は回
転ドラム１３の多数の小孔から透過される。本実
施例は、ドラム内のコーヒー豆が均一攪拌され、
しかもコーヒー豆の一部はドラム内で連続飛散さ
れているから、ヒータからの輻射熱を効率よく連
続受熱できるので輻射熱はコーヒー豆の表層から
内部に伝達される。また回転ドラム１３内の送り
羽根３０ａ，３０ｂと戻し羽根３１ａ，３１ｂに
より回転ドラム内のコーヒー豆が攪拌されるの
で、コーヒー豆間の密着が避けられる。このた
め、コーヒー豆と対流熱との接触面積が増大され
て対流加熱が促進されると共に、ドラム内は負圧
となつているので強制対流熱が発生し、これがコ
ーヒー豆表面から発生した蒸気が速やかに吹き払
われ、ドラム内の対流加熱が促進される。すなわ
ち、回転ドラム内は、輻射熱と対流熱との併用加
熱によつてコーヒー豆が芯まで均一に加熱され
る。

そして、回転ドラムの回転に伴つてコーヒー豆
が回転ドラムの上方に持ち上げられ、その後、重
力によつて落下するが、この落下するコーヒー豆
の一部が枡部材８０に受け止められる。この枡部
材８０に受け止められたコーヒー豆はほぼ一定の
速度で温度センサの保護管３５ａの周囲を通過す
る。このとき、平板８２と平板８３および山盛り
となつたコーヒー豆によつて前述した輻射熱と対
流熱の影響を阻止するため、芯まで均一に焙煎さ
れたコーヒー豆の温度が確実に計測される。した
がつてコーヒー豆の焙煎品質が均一なものにな
る。コーヒー豆は、枡部材８０の上に若干山盛り
となるように通路８４をすみやかに通過するよう
に設定するのが望ましい。

さらには、コーヒー豆は送り羽根３０ａ，３０
ｂと戻し羽根３１ａ，３１ｂによりドラム長手方
向に沿つて均一に攪拌されているので、回転ドラ
ム１３内の炉壁に近い排出口６０側に設けられる
温度センサによつて、焙煎されたコーヒー豆の温
度を的確に検出可能である。

次いで温度センサ３５がコーヒー豆の焙煎温度
例えば210℃に到達したことを検知すると、温度
センサ３５の検出信号に基づいてエア電磁弁５０
が開となり、エア通路４８から水タンク４６内に
空気圧４〜６Kg／cm²の空気が瞬時に水タンク４６
内に供給され、水タンク４６内の水と空気との混
合気がパイプ４５から水噴霧ノズル３６より霧状
になつて回転ドラム１３内のコーヒー豆に噴霧さ
れる。

この水噴霧により加熱炉１３内のコーヒー豆の
温度を例えば160℃に降温し、コーヒー豆の温度
を急降下させ、焙煎が必要以上に進行しないよう
にする。この場合の温度センサによつて検出され
る温度変化は、第９図に示すとおりである。

なお、水噴霧時に回転ドラム１３内に発生する
蒸気は、シヤツタ６の開により開口面１４から傾
斜通路３ｂおよび通路３を上昇し、通路３に接続
される排気通路５を通り、下流側の排気用送風機
５２により吸引されて外部に排出される。

次いで、ハンドル６１を開くと、回転ドラム１
３内の焙煎終了後のコーヒー豆が排出口６０から
排出シユータ６５を滑つて図示しない冷却器に移
動される。

このように、本実施例によれば、赤外線ヒータ
の輻射熱および対流熱の併用による本実施例の装
置においては、コーヒー豆の一部をドラム内に空
中飛散させて熱効率よく均一焙煎されて落下する
コーヒー豆の温度を計測し、安定した焙煎を実現
するために枡部材８０を通過するコーヒー豆の温
度を温度センサにより検知するので、輻射熱およ
び対流熱の遮断された状態で、コーヒー豆の温度
を検出するので、検出温度のバラツキが少ない。
そのため、的確に検知されたコーヒー豆温度にも
とづいて水噴霧ノズル３５からの水噴霧により冷
却が行なわれるので、焙煎されたコーヒー豆の品
質の均一安定化がはかられる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案のコーヒー豆焙煎
装置によれば、回転ドラム内で充分に攪拌混合さ
れたコーヒー豆について輻射熱および対流熱を遮
断した状態で温度検知するので、コーヒー豆に対
し温度センサにより精度良くバラツキの少ない検
出信号を取り出すことができる。この信頼性の高
い検出信号にもとづいて水噴霧ノズルから散布さ
れる適量の水によつて冷却を速やかに行なう構成
であるから、コーヒー豆の表皮を引き締め、コー
ヒー豆の色つや、光沢等を外観上良好にすること
ができるとともに、コーヒー豆の風味、香り等の
品質を一層向上させることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例のコーヒー豆焙煎装置
を表わす概略断面図、第２図は第１図に示す矢印
方向からみたコーヒー豆焙煎装置の部分正面
図、第３図は第１図に示す枡部材および温度セン
サを表わす拡大部分断面図、第４図は枡部材を表
わす側面図、第５図は枡部材を表わす正面図、第
６図は本考案の作用を説明するための概略説明
図、第７図は第６図に示す枡部材の作用を示す概
略説明図、第８図は水噴霧ノズルに水を供給する
システムを表わす概略構成図、第９図はコーヒー
豆の温度変化を示すグラフである。 １０……加熱炉、１２……赤外線ヒータ（加熱
手段）、１３……回転ドラム、１４……開口面、
３５……熱電対（温度センサ）、３６……水噴霧
ノズル、８０……枡部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 断熱材によつて形成される加熱炉と、 この加熱炉内に回転自在に設けられコーヒー豆
   を収納して攪拌する有底筒状の回転ドラムと、 前記加熱炉の内壁に固定され前記回転ドラムを
   加熱する加熱手段と、 前記回転ドラムの開口部で前記加熱炉の内壁に
   取付けられ、該回転ドラムの回転に伴つて落下す
   るコーヒー豆を一時的に受ける枡部材と、 この枡部材に受けられたコーヒー豆の中に挿入
   される温度センサと、 前記回転ドラム開口部から回転ドラム内に水を
   噴霧する水噴霧ノズルと、 を備えたことを特徴とするコーヒー豆焙煎装置。