JPH0795015B2 - 中揉機におけるサンプリング装置の取付方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《発明の目的》 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は中揉機からサンプリング茶葉を取り出し、それ
を中揉機内へ再び戻す際のサンプル取込口及びサンプル
戻入口の位置の設定を主体としたサンプリング装置の取
付方法に関するものである。

＜発明の背景＞ 製茶工程の管理上、中揉機における茶葉水分の監視は極
めて大切な作業であるが、従来この種の作業は熟練した
作業者の手による触感によって判断されていた。しかし
ながら熟練した作業者の減少に伴い、また更なる生産性
の向上、あるいは製品の均質化をねらって、一連の製茶
工程の管理が自動化されてくると、これに伴い水分計測
が機械化ないしは自動化される傾向にある。しかしなが
ら回転胴が回転している中揉機の中から自動的に且つ連
続的に茶葉をサンプリングし、それを再び中揉機中に戻
すためには、中揉機内の茶葉の動きを考慮し、サンプル
取込口とサンプル戻入口の位置を決めなければならな
い。即ちサンプル取込口とサンプル戻入口の位置によっ
ては、徒にサンプリングの機構が複雑になりかねないか
らである。従ってサンプル取込口及び戻入口を中揉機の
どの位置にするかが自動的なサンプリングを検討するに
あたり開発すべき課題となっていた。

更に上記のような開口部を設けて中揉機から茶葉を連続
して外部に取り出してサンプリングするにあたっては、
加工室内を一定の密閉空間に保っておかなければならな
いという極めて困難な問題が存在している。

＜開発を試みた技術的事項＞ 本発明はこのような背景に鑑みなされたものであって、
加工室内の加工条件を損なわないようにするとともに、
中揉機内における回転胴内で加工されている茶葉の動き
を考慮して、茶葉を連続的にサンプリングでき、且つ他
の補機類への影響を生じないようにした合理的なサンプ
リング装置の取付方法の開発を試みたものである。

《発明の構成》 ＜目的達成の手段＞ 即ち本発明の中揉機におけるサンプリング装置の取付方
法は、中揉機から茶葉のサンプリングをし、所定の性状
を計測後、当該茶葉を中揉機へ戻すサンプリング装置を
装着するにあたり、前記中揉機における回転胴の一側端
を閉塞するように設けられる鏡板に対し、回転胴の掻上
側領域にサンプル取込口とサンプル戻入口とを上下に設
けるようにするとともに、このサンプル取込口とサンプ
ル戻入口とには回転する掻込羽根を有するロータリータ
イプのシャッタバルブを設けたことを特徴として成るも
のであり、もって前記目的を達成しようとするものであ
る。

＜発明の作用＞ 本発明にあっては回転胴の掻上側領域にサンプル取込口
を開口させることにより、揉手、回転胴等の回転によっ
て、上方に掻き上げられた後に落下してくる茶葉をトラ
フの取入部により受け止め、そのまま、移送コンベヤ等
によりサンプリング茶葉を取り出せる。またサンプル取
込口より下方であって、これと同じ側の鏡板の掻上領域
にサンプル戻入口を設けることにより、サンプル取込口
からサンプリングされた茶葉の所定の性状を計測後、特
に複雑な搬送機構を必要とすることなく戻部ガイドシュ
ート等を介してサンプル戻入口から茶葉を中揉機内へ戻
すことができる。

またサンプリング茶葉の取り出しに際しては、回転する
掻込羽根を有するロータリータイプのシャッタバルブを
使用して行うので、サンプル取込口を常時殆ど閉鎖して
加工室内雰囲気を乱すことなく茶葉のサンプリング作用
を行うことができる。

＜実施例＞ 以下本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明す
る。まず本発明たるサンプリング装置の適用対象たる中
揉機について説明する。符号１はサンプリング装置であ
って、このものは中揉加工中の茶葉Ａを連続的に移動さ
せながら、一例として水分計測を行う。勿論、水分計測
のほか茶葉Ａの温度計測あるいは色彩、形状、成分、上
乾き度等の計測を行うこともできる。要は種々の計測を
行うためのサンプリングの一手法を開示するものであ
る。そしてこのサンプリング装置１の途中にセンサ本体
３を臨ませる。まずサンプリング装置１の説明に先立
ち、これを組み付けた中揉機２について簡単に説明す
る。このものは適宜の金属角材等から成る機枠５に対
し、茶葉Ａを収納する回転胴６を支承ローラ７を介して
回転自在に支持するものであって、回転胴６は加工後、
茶葉を取り出すための取出蓋８を胴部の一部に形成する
とともに、この取出蓋８を含んで回転胴６の内部には全
面的にダク木９を張設する。そしてこの回転胴６の投入
側端部は投入側鏡板10により閉鎖され、他方の端部には
金網11が設けられており、更にこの金網11の外側にはフ
ァン11aが設けられている。尚このファン11aは後述する
ガス火炉15によって熱せられた外気を回転胴６内に吸引
し、ファン11aの上方に設けられる集塵筒11bから集塵を
排出する働きをする。そして回転胴６の投入側鏡板10寄
りの内周面には掻上片12が多数設けられている。一例と
してこの掻上片12はその設定角度を何段階かに異ならせ
た角度のものが組み合わされている。尚この掻上片12は
茶葉Ａの取り出しを助けるために設けられるものである
が、茶葉Ａがサンプリングするのに充分な量が取り出さ
れる場合には特に設けなくてもよい。更にこの回転胴６
内には揉捻作用を直接担う揉手13が設けられるものであ
って、このものは回転胴６とは独立的で且つ少なくとも
回転胴６より速い速度で同方向に回転するように揉手軸
14に取り付けられる。一方、投入側鏡板10側にはその外
部にガス火炉15が設けられ、その熱風供給用のダクトが
投入側鏡板10から回転胴６内に連通するように構成され
る。更に投入側鏡板10の上方には茶葉の送込シュート16
を接続させ、前工程を完了した茶葉を投入するように構
成する。更に図示を省略するが、送込シュート16内には
ダンパが設けられており、加工中は外気が回転胴６内に
入らないようにこのダンパは閉鎖されている。このよう
なガス火炉15あるいは送込シュート16が取り付けられた
投入側鏡板10には更に残余のスペースにサンプリング装
置１を設けるものであって、その位置設定を主体とした
本発明たるサンプリング装置の取付方法が適用される。
即ちサンプリング茶葉を取り出すサンプル取込口17を投
入側鏡板10の上下の中心位置より上方であって、且つ回
転胴６の掻上側（第３図中、中心より左側）の領域に開
口させ、一方、茶葉Ａを中揉機２内に戻すためのサンプ
ル戻入口18を投入側鏡板10の上下方向中心位置より下方
であって、且つ回転胴６の掻上側の領域に設ける。更に
中揉機２は回転胴６の下方に加工を終えた中揉機を次工
程に送るためのコンベヤ19を設ける。勿論サンプル取込
口17とサンプル戻入口18とは上下方向に位置関係をとる
必要があるが、掻上側領域にある限りは実施例のように
上下中心位置に対し上下に分かれる必要はない。尚、中
揉機２はこれらの部材の制御装置あるいは駆動装置等が
当然設けられているが、これらについては適宜従来公知
の機構を適用するものであって、詳細な説明は省略す
る。次にこのような中揉機２に対し取り付けられるサン
プリング装置１について以下詳述する。このサンプリン
グ装置１は機枠５の一部を構成するサブフレーム20にお
いて支持されるものであって、このサブフレーム20は上
部コンベヤ支持フレーム21とその下方に設けられる測定
部支持フレーム22を有する。尚、測定部支持フレーム22
は中揉機２本体とは別個に設けることも可能であり、こ
の場合には回転胴６における振動を受け難くなり、測定
精度の向上が期待できる。まず上部コンベヤ支持フレー
ム21に対して取出用の移送コンベヤ23が支承されるもの
であって、このものは一例として振動コンベヤを適用す
る。この取出用の移送コンベヤ23は移送作用を直接担う
トラフ24が板バネ25を介して上部コンベヤ支持フレーム
21に浮動状態に取り付けられるものであり、前記トラフ
24は上部コンベヤ支持フレーム21の先端側に設けられた
モータM₁によって駆動されるギヤユニット26を駆動源と
して振動が与えられて茶葉の移送を行う。即ちギヤユニ
ット26はその左右に偏心出力軸27を直接形成し、この偏
心出力軸27に対して接続板28の端部を枢着し、その一端
をトラフ24の端部に接続する。このトラフ24は取入部29
をサンプル取込口17から投入側鏡板10を貫いて回転胴６
の加工室内に入り込んだ位置まで形成し、一方ギヤユニ
ット26側にはその下方に中継送込口30を開口させ、ここ
に下方に延びる中継シュート31を接続させる。更にサン
プル取込口17には取込用のシャッタバルブ33を設けるも
のであって、このものはトラフ24の取入部側に落下集積
される茶葉Ａを外側に導き出すように作用するととも
に、サンプル取込口17が常時開放状態とならないように
閉塞させる作用を奏する。具体的には取込用のシャッタ
バルブ33はいわゆるロータリータイプのものを適用する
ものであって、投入側鏡板10の外面に対しベヤリングに
よってほぼ水平方向に支持される駆動軸34に取り付けら
れたローラ35に対し放射状に複数枚（本実施例では一例
として12枚）の掻込羽根36を取り付けて形成したもので
ある。尚符号M₂は取込用のシャッタバルブ33の駆動用の
モータである。またこの取込用のシャッタバルブ33の部
分を覆うようにフード37を投入側鏡板10に対して形成す
る。更に本実施例にあっては中揉機２内からサンプルと
して取り出す茶葉Ａが移送されるにあたり、先の取出用
の移送コンベヤ23と、更にその下方にほぼ並行するよう
に設けられた測定部用の移送コンベヤ39とによって構成
された一連の移送コンベヤによってなされる。勿論、茶
葉Ａの戻しをシュート等によって行い、一本の移送コン
ベヤの途中にセンサ本体３を臨ませるようにして計測を
行うことももとより差し支えない。まず測定部用の移送
コンベヤ39も一例として振動コンベヤを適用するもので
あって、このものはその駆動機構を含めて全体がロード
セル40によって測定部支持フレーム22に対して浮動状態
に支持される。即ちロードセル40は測定部浮動フレーム
41を直接支持するとともに、この測定部浮動フレーム41
に対して測定部用の移送コンベヤ39の主要部材であるト
ラフ42を板バネ43を介して支持する。尚このトラフ42は
後述するが、センサ本体３の測定値をより正確にするた
めに、その底板44はマイクロ波の吸収や反射等がより少
ない発泡スチロールによって形成することが望ましい。
そしてこのトラフ42の駆動は先の取出用の移送コンベヤ
23と同様にモータM₃によって駆動されるギヤユニット45
の偏心出力軸46を駆動源とするものであり、偏心出力軸
46とトラフ42との間が接続板47によって接続されてい
る。そしてこのトラフ42は中継シュート31が臨む位置を
受取部49とするとともに投入側鏡板10におけるサンプル
戻入口18に近い部分を送戻部50とする。そして送戻部50
側には戻部ガイドシュート51が投入側鏡板10に対して取
り付けられるとともに、その位置に開口するサンプル戻
入口18には戻用のシャッタバルブ52を設けるものであっ
て、これによって茶葉Ａが取込自在で且つサンプル戻入
口18をできる限り閉塞するように構成する。このものは
投入側鏡板10の内側においてほぼ水平方向に配設された
駆動軸53に対し丸棒状の芯体54を取り付け、この芯体54
に対して複数枚（本実施例では４枚）の掻込羽根55を放
射状に一例として溶接によって形成したものであり、こ
れらは戻用のシャッタバルブ52の駆動用のモータM₄によ
って回転駆動される。尚、掻込羽根55は先端側に充分可
撓性のあるゴム板等で形成した先端フラップ56を具え
る。更にこのような測定部用の移送コンベヤ39の主要部
材たるトラフ42を上下から挟むようにセンサ本体３が設
けられるものであって、具体的にはマイクロ波の発信ア
ンテナ57と受信アンテナ58とによって構成される。

本発明は以上述べたような具体的な諸機構を有するもの
であって、次のように作動する。まず中揉機２は常法に
従い、回転胴６内に送込シュート16から投入される茶葉
Ａを一定量収納した状態で適宜の駆動源により回転胴６
と揉手13とを速度を異ならせた状態でそれぞれ同一方向
に回転させる。これによって回転胴６内の茶葉Ａは揉手
13とダク木９との間に押し付けられるような状態となり
ながら、移動してゆき揉捻作用がなされる。そしてこの
ような運転状態において茶葉Ａのサンプリングを行うも
のであって、まず茶葉Ａは加工途中において揉手13、回
転胴６の回転とともに、または回転胴６に設けられた掻
上片12によって上方に掻き上げられるとともに、一定高
さまで掻き上げられた後、下方に落下し、その一部が取
出用の移送コンベヤ23の主要部材たるトラフ24の取入部
29上に落下するようになる。因みにこの位置はサンプリ
ング茶葉を確実に取り出すことができ、且つ他の補機類
に干渉しない合理的な位置である。そしてこのトラフ24
はそれ自体振動状態を得ているから、外部側へ茶葉を移
動させる傾向を有しているが、実際には回転胴６内はフ
ァン11aの吸引により、負圧状態となっており、外気が
回転胴６内に流入し、必ずしも円滑に茶葉Ａが導き出さ
れない場合がある。このような状況において本装置にあ
っては、積極的に取込用のシャッタバルブ33の掻込羽根
36が外部側に茶葉Ａを排出するようにして円滑に送り出
す。そしてこのシャッタバルブ33は常時作動しながらサ
ンプル取込口17をほぼ閉塞し、外気の流入を防止して回
転胴６内の加工条件の変化を防止する。このようにして
送り出された茶葉Ａは、取出用の移送コンベヤ23におけ
るトラフ24の振動を受けて漸進し、その茶葉Ａの層を順
次平均化しながら中継送込口30から中継シュート31内を
落下し、測定部用の移送コンベヤ39におけるトラフ42の
受取部49上に落下してゆく。そしてこのときもトラフ42
はモータM₃により駆動されるギヤユニット45の偏心出力
軸46と接続した接続板47の作用により常時振動が生起し
ており、図示の実施例では投入側鏡板10側に向かうよう
に順次移動してゆく。そしてこのとき少なくともトラフ
42上を移動している茶葉Ａの総重量は連続的にロードセ
ル40により検出され、所定のデータとして例えばマイク
ロコンピュータによりコード化されたデータとして記憶
される。そしてこの途中においてセンサ本体３たるマイ
クロ波の発信アンテナ57から受信アンテナ58に対してマ
イクロ波が送信され、このとき茶葉Ａによって一部吸収
された後のマイクロ波の出力値を適宜のマイクロプロセ
ッサ等にコード化された信号データとして供給される。
尚、受信アンテナ58の開口部には試料たる茶葉Ａの欠け
ら等が受信アンテナ58内部に入り込まないように、発泡
スチロール等を用いたフィルタ59を設けておくのを可と
する。ここで簡単にマイクロ波による水分量の計測につ
いて述べると、第９図のフローチャートに示すようなプ
ロセスでその測定を行う。即ち計測を開始すると、まず
スタートステップ101からステップ102に至り、このステ
ップにおいて各種データの初期化を行う。この時点では
測定部用の移送コンベア39上に茶葉Ａが無い状態におけ
るロードセル40の検出重量、マイクロ波の検出電圧の平
均値をそれぞれ基準値w₀、m₀として記憶する。そして次
にステップ103、104において試料重量、マイクロ波減衰
量のデータを累積する。尚この累積とは１秒当たり数回
〜数10回程度のデータ処理を行い、これをほぼ１分間累
積した状態で平均的な値を算出するようにしたものであ
る。まずステップ103において試料重量のデータ累積を
行う。このとき試料重量をＷとすると、 Ｗ＝Ｗ＋（wi−w₀） と設定する（wiは測定時におけるロードセルの検出重量
である）。次にステップ104においてマイクロ波減衰量
のデータ累積を行う。この処理式はマイクロ波減衰量を
Ｍとして、Ｍ ＝Ｍ＋（m₀−mi） を用いる（miは角測定時におけるマイクロ波検出電
圧）。

このようなデータ累積がされた時点で判別用のステップ
105において演算タイムが来たか否かを判別する。具体
的には累積データをクリアしてから例えば１分間経過し
たか否かを判別する。因みにこの１分間という設定は通
常、この種の茶葉製造工程における蓄熱負荷等の影響か
ら、極端に小刻みな制御を行っても無意味なことから、
制御の実効が得られて且つより精密な制御が可能な時間
として選択されたものである。勿論この累積データの累
積時間については、この１分間に限らず適宜の時間が選
択できることは言うまでもない。そして演算タイムとな
っている場合には次のステップ106において含水率Ｇの
算出を行うものであり、この含水率Ｇの算出は本装置と
同様の条件のもとで実験的に得られた、 から含水率Ｇを求める。勿論この含水率Ｇはマイクロコ
ンピュータの所定のデータとして保存され、製茶機械た
る中揉機２の加工条件を設定するファン11aの吸引によ
る外気の流入量、温度等の設定や回転胴６の回転数等、
その他種々の制御要素の選択に供するものである。そし
てこのような含水率の算出がなされた後、ステップ108
において累積データがクリアされ、Ｍ ＝０、Ｗ＝０ とされる。尚ステップ105において演算タイムが判別さ
れた結果、未だ演算タイムに来ていない場合にはループ
109を経てステップ110に至り、ここで初期化の必要を判
断し、未だ初期化の必要がない場合、再びループ111を
経て試料重量データ累積のステップ103に戻るようにす
る。勿論、初期化の必要がある場合には再度ループ112
を経て、初期化を行うステップ102にステップを進め
る。尚、一般に製茶装置が回分処理式の場合には、初期
化は茶葉Ａの取り出し後、次の茶葉Ａの投入までの間に
行う。このようにして測定部用の移送コンベヤ39によっ
て移送される茶葉Ａは自動的にその水分計測がなされ、
しかる後トラフ42の終端部である送戻部50から戻部ガイ
ドシュート51を経て戻用のシャッタバルブ52に案内され
ながら、再度サンプル戻入口18から中揉機２の回転胴６
内に戻される。即ちロータリー式タイプの戻用のシャッ
タバルブ52における掻込羽根55が積極的に茶葉Ａを内部
に送り戻すようにするとともに、そのサンプル戻入口18
をほぼ閉塞するような状態とすることにより、円滑なサ
ンプルの戻し入れと内部の加工環境の安定化とが可能と
なる。更にこのシャッタバルブ52は外気の流入によりト
ラフ42上の茶葉Ａが吹き飛ばされるのを防ぐとともに、
外気の流入による風圧がトラフ42を押し上げ、または押
し下げることを防止して、ロードセル40による試料重量
の検出精度を向上させる。

《発明の効果》 本発明は掻き上げられた茶葉が、ある程度まとまりを維
持した状態で落下してくる軌道上に茶葉の取込口があ
り、取入部29を介して容易にサンプリング茶葉を中揉機
の外に取り出すことができる。また本発明たるサンプル
戻入口18の位置はサンプル取込口17からサンプリングさ
れた茶葉の所定の性状を計測後、特に複雑な搬送機構を
必要とすることなくガイドシュート等を介して茶葉を容
易に加工室内へ戻し入れることができる。また本発明で
は他の補機類に干渉することなくサンプリング装置を付
設することができる。

またサンプリング茶葉の取り出しに際しては、回転する
掻込羽根55を有するロータリータイプのシャッタバルブ
33を使用して行うので、サンプル取込口17を常時殆ど閉
鎖して加工室内雰囲気を乱すことなく茶葉のサンプリン
グ作用を行うことができる。

因みにサンプリング茶葉を取り出す場合は、取出用の受
け部材等に茶葉が溜まるのを待って取り出すことが多
く、この待ち時間中サンプル取込口17が開けられること
があり、問題となっていた。本発明では少なくともサン
プル取込口17にロータリータイプのシャッタバルブ33が
あることによりこの不都合が解消された。またサンプル
の戻し入れは常時一方開タイプの小扉等から戻せばよ
く、このような取込口側におけるような不都合は顕在化
していないことから必ずしもロータリータイプのシャッ
タバルブ33であることを要しない。勿論、戻し側にもロ
ータリータイプのシャッタバルブ33があればより効果が
顕著に表れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサンプリング装置を具えた中揉機を示す斜視
図、第２図は同上正面図、第３図は同上骨格的に示す左
側面図、第４図はサンプリング装置を拡大して示す斜視
図、第５図は同上他の方向から見た斜視図、第６図は同
上側面図、第７図は測定部用の移送コンベヤ並びにギヤ
ユニット内部の機構を示す側面図、平面図及び第７図
（ａ）のＣ−Ｃ線における端面図、第８図は投入側鏡板
を回転胴内側から見た斜視図、第９図はマイクロ波によ
る水分量の計測プロセスを示すフローチャートである。 1;サンプリング装置 2;中揉機 3;センサ本体 5;機枠 6;回転胴 7;支承ローラ 8;取出蓋 9;ダク木 10;投入側鏡板 11;金網 11a;ファン 11b;集塵筒 12;掻上片 13;揉手 14;揉手軸 15;ガス火炉 16;送込シュート 17;サンプル取込口 18;サンプル戻入口 19;排出コンベヤ 20;サブフレーム 21;上部コンベヤ支持フレーム 22;測定部支持フレーム 23;取出用の移送コンベヤ 24;トラフ 25;板バネ 26;ギヤユニット 27;偏心出力軸 28;接続板 29;取入部 30;中継送込口 31;中継シュート 33;（取込用の）シャッタバルブ 34;駆動軸 35;ローラ 36;掻込羽根 37;フード 39;測定部用の移送コンベヤ 40;ロードセル 41;測定部浮動フレーム 42;トラフ 43;板バネ 44;底板 45;ギヤユニット 46;偏心出力軸 47;接続板 49;受取部 50;送戻部 51;戻しガイドシュート 52;（戻用の）シャッタバルブ 53;駆動軸 54;芯体 55;掻込羽根 56;先端フラップ 57;発信アンテナ 58;受信アンテナ 59;フィルタ A;茶葉 M₁、M₂、M₃、M₄;モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中揉機から茶葉のサンプリングをし、所定
   の性状を計測後、当該茶葉を中揉機へ戻すサンプリング
   装置を装着するにあたり、前記中揉機における回転胴の
   一側端を閉塞するように設けられる鏡板に対し、回転胴
   の掻上側領域にサンプル取込口とサンプル戻入口とを上
   下に設けるようにするとともに、このサンプル取込口と
   サンプル戻入口とには回転する掻込羽根を有するロータ
   リータイプのシャッタバルブを設けたことを特徴とする
   中揉機におけるサンプリング装置の取付方法。