KR102454626B1 - 견과 선별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 견과 선별장치에 관한 것으로, 견과를 수용하며, 하단에 연속적으로 견과를 배출하는 공급구를 갖는 공급호퍼와; 상기 공급구의 하부에 위치되어 상기 공급구를 통해 배출되는 견과를 경사 유도하여 자유낙하 시키는 공급가이드와; 상기 공급가이드에 의해 자유낙하 하는 견과의 충격에 의해 발생하는 공명으로 견과의 불량을 선별하는 선별수단과; 상기 선별수단의 하부에 위치되어 선별수단을 통해 선별된 정상 견과를 배출하는 제1배출호퍼 및 불량 견과를 배출하는 제2배출호퍼를 포함하는 구성으로 기존에 비해 검사시간의 단축과 검사비용을 절감할 수 있으며, 과육이 충실하지 않는 불량 견과에 대해 선별오차를 최소화할 수 있어 견과 작물의 상품가치를 높일 수 있는 견과 선별장치에 관한 것이다.

Description

견과 선별장치{Walnut sorting device}

본 발명은 견과 선별장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기존에 비해 검사시간의 단축과 검사비용을 절감할 수 있으며, 과육이 충실하지 않는 불량 견과에 대해 선별오차를 최소화할 수 있어 견과 작물의 상품가치를 높일 수 있는 견과 선별장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가래나무과의 낙엽교목인 호두(Juglans sinensis)의 열매인 호두는 분류상 핵과(核果) 또는 석과(石果)라고 하는데, 외과피는 육질로 녹색이며 내과피(핵과: 核果)는 매우 단단한 골질로 잘 깨지지 않는다. 핵은 토란형으로 황갈색이며 표면은 봉선을 따라 많은 주름살이 있고 핵 내부는 4실에 과육이 수용된 열매이다.

미리 외부 육질이 제거된 호두는 선별작업을 통해 내부에 과육이 있는 것만 선별하여 제품을 출하 및 판할 수 있다.

그러나, 기존에는 수확물을 물에 띄워 선별하거나, 중량을 재어 선별하는 등 작업자가 수작업으로 수행해야 하므로 선별작업이 매우 오래 걸리는 것은 물론 선별 정확성을 판단할 수 없어 구매자의 불만을 감수해야 하는 문제점이 있었다.

이러한 불편함을 해소하고자 특허문헌 1에서 제안하는 선별장치는 다수의 작물을 일렬로 순차 토출하는 호퍼와, 이 호퍼의 하류단에 토출되는 작물을 연속으로 이송하며 크기별로 낙하시키는 선별롤러를 구비하는 선별유닛과 위 선별유닛의 하류단에 낙하되는 작물을 설정 크기 군별로 모집하는 선별슈트와, 위 선별슈트의 하류단에 모집된 작물을 외부로 이송하는 컨베이어를 구비하는 배출유닛과, 위 배출유닛의 하류단에 작물이 적재되는 포장체를 개구상태로 거치하는 적재대와, 위 적재대의 하부에 포장체를 지지하며 작물의 적재량에 따라 상하로 유동하는 스태커를 구비하는 적재유닛을 포함하여 구 형상의 농장물을 크기에 따라 선별할 수 있다.

특허문헌 1은 작물의 크기에 따라 선별할 뿐, 작물 내부가 상하거나 유실되어 상품성이 떨어지는 작물로 특히, 딱딱한 껍질의 내부에 과육이 충실한 호두와 같은 작물에 대해서는 내부에 과육이 있는지 여부를 선별하는 능력이 없으므로 과실의 외형만 보고 출하하는 경우 그 손실은 오로지 소비자의 목이 되며, 작물 가치의 하락으로 농가에 비용 창출에 문제가 발생할 수 있다.

일반적으로, 모든 물체는 형태, 치수, 장력, 탄성, 밀도 등에 의하여 고유 진동수 또는 고유 주파수를 가지고 있으며, 동일한 물체라도 여러 가지 고유 진동수를 가질 수 있으며 고유 진동수와 같은 진동수의 외력이 주기적으로 전달되어 진폭이 크게 증가하는 현상을 공명현상이라고 하며, 이때 발생하는 진동수는 공명 진동수라 한다.

한편, 진동은 역학계, 음향계, 광학계 등 많은 종류의 진동계에서 나타날 수 있으며, 이 중 전기·공학적 진동계에서의 공명을 공진(共振)이라고도 한다.

따라서, 불량제품은 정상제품과 형태, 치수, 장력, 탄성, 밀도 등의 차이를 가지므로 물체의 고유진동수가 달라지는 것을 알 수 있고, 외력을 가하였을 때의 공진도 달라지는 것을 알 수 있다.

이에 대하여 내부에 과실이 충실이 있는지 파악할 수 있는 방법으로 NDT(Nondestructive inspection)는 방사선투과검사(Radiographic Testing), 초음파탐상검사(Ultrasonic Testing), 자분탐상검사(Magnetic Particle Testing), 액체침투탐상검사(Liquid Penetrant Testing)가 제안될 수 있다.

상기한 검사법 중 방사선투과검사 또는 자분탐상검사에 경우 정확도는 높아 내용물의 성질까지 파악할 수 있지만, 선별하고자 하는 수행 시간이 매우 길고, 시험장비가 고가이므로 운영 비용에 어려움이 있다.

반면에, 초음파탐상검사법에 경우 충격에 의한 공명 또는 음파로 제품의 내부가 충실한지 여부를 신속하게 파악할 수 있어 수량에 제한이 없으며, 껍질이 파손되거나 내용물이 없는 경우 초음파에 따른 공명 수치로 파악할 수 있다.

따라서, 본 출원인은 초음파탐상검사 방법을 통해 견과의 껍질이 파손되지 않고 과육이 충실한지 충실하지 않는지 여부에 따라 내부에 과육이 없는 불량 견과를 신속하게 선별할 수 있는 장치를 제안하고자 한다.

KR 10-2020-0031378 A

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 소정의 높이에서 자유낙하는 견과의 충격에 따른 초음파를 통해 기존에 비해 검사시간의 단축과 검사비용을 절감할 수 있으며, 과육이 충실하지 않는 불량 견과에 대해 선별오차를 최소화할 수 있어 견과 작물의 상품가치를 높일 수 있는 견과 선별장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 견과를 수용하며, 하단에 연속적으로 견과를 배출하는 공급구를 갖는 공급호퍼와; 상기 공급구의 하부에 위치되어 상기 공급구를 통해 배출되는 견과를 경사 유도하여 자유낙하 시키는 공급가이드와; 상기 공급가이드에 의해 자유낙하 하는 견과의 충격에 의해 발생하는 공명으로 견과의 불량을 선별하는 선별수단과; 상기 선별수단의 하부에 위치되어 선별수단을 통해 선별된 정상 견과를 배출하는 제1배출호퍼 및 불량 견과를 배출하는 제2배출호퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 견과 선별장치를 제공한다.

여기서, 상기 선별수단은 상기 공급가이드로부터 자유낙하 하는 견과의 충격으로 음향을 발생시키는 충격판과; 상기 충격판에서 발생하는 음향을 감지하는 감지센서와; 상기 감지센서의 신호에 따라 회동하여 충격된 견과를 상기 제1,2배출호퍼에 선택적으로 밀어내는 선별레버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 기존에 비해 검사시간의 단축과 검사비용을 절감할 수 있으며, 과육이 충실하지 않는 불량 견과에 대해 선별오차를 최소화할 수 있어 견과 작물의 상품가치를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 견과 선별장치를 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 견과 선별자치에 적용되는 선별수단을 나타내는 구성도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 견과 선별장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 견과(1)를 공급하는 공급호퍼(110)와, 견과(1)의 불량을 선별하는 선별수단(130)과, 각각 선별된 견과(1)를 출하 또는 폐기 처리할 수 있는 제1,2배출호퍼(140,150)로 구분될 수 있다.

상기 견과(1)는 호두, 밤, 잣, 땅콩, 아몬드, 피스타치오, 피칸, 마카담아, 헤이즐넛, 코코넛 등 딱딱한 껍질을 가진 열매로 딱딱한 껍질째 먹지 못하고, 껍질 속에 과육을 먹을 수 있는 모든 작물을 말한다.

도 1에 의하면, 상기 공급호퍼(110)는 견과(1)를 수용하며, 하단에 연속적으로 견과(1)를 배출하는 공급구(111)를 갖는다.

이때, 상기 공급구(111)의 하부에 위치되어 상기 공급구(111)를 통해 배출되는 견과(1)를 경사 유도하여 자유낙하 시키는 공급가이드(120)가 더 구비될 수 있다.

즉 공급구(111)를 통해 한 개의 견과(1)를 연속적으로 공급할 수 있고, 공급가이드(120)를 통해 원하는 위치로 공급할 수 있다.

이때, 공급가이드(120)를 탈출하는 견과(1)는 상기 선별수단(130)으로 떨어지게 된다.

상기 선별수단(130)은 상기 공급가이드(120)에 의해 자유낙하 하는 견과(1)의 충격에 의해 발생하는 공명으로 견과(1)의 불량을 선별할 수 있다.

또한, 상기 선별수단(130)을 통해 선별된 후 상기 선별수단(130)의 하부에 위치되어 선별수단(130)을 통해 선별된 정상 견과(1)를 배출하는 제1배출호퍼(140) 및 불량 견과(1)를 배출하는 제2배출호퍼(150)를 통해 각각 배출할 수 있다.

상기 선별수단(130)은 상기 공급가이드(120)로부터 자유낙하 하는 견과(1)의 충격으로 음향을 발생시키는 충격판(131)과, 상기 충격판(131)에서 발생하는 음향을 감지하는 감지센서(133)와, 상기 감지센서(133)의 신호에 따라 회동하여 충격된 견과(1)를 상기 제1,2배출호퍼(140,150)에 선택적으로 밀어내는 선별레버(135)를 포함할 수 있다.

상기 선별수단(130)에 적용되는 감지센서(133)는 충격에 발생되는 음향을 감지하는 마이크로폰(Microphone) 또는 충격에 의한 진동을 감지하는 진동센서(vibration sensor)를 모두 적용하거나 어느 한 가지로 적용할 수 있다.
상기 감지센서(133)는 상기 충격판(131)에서 발생하는 음향 또는 진동이 설정값 이상인 경우, 정상 견과를 선별한 신호를 발생하고, 상기 음향 또는 진동이 설정값 미만인 경우, 불량 견과를 선별한 신호를 발생할 수 있다.

상기 공급구(111)에는 공급호퍼(110)의 견과(1)를 소정의 시간 간격으로 상기 공급가이드(120)에 공급하는 견과(1)를 소정의 시간 간격으로 공급하는 공급기(160)를 더 포함할 수 있다.

도 2에 의하면, 견과(1)가 충격판(131)이 아닌 다른 곳에 부딪혔을 때의 진동 소음이 측정되는 것을 방지함과 아울러 외부 이탈을 방지하는 방지편이 둘레를 따라 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 견과(1)의 낙하위치가 다르므로 공급가이드(120)는 공급하기 위한 높이와 각도가 용이하게 조절할 수 있는 조절수단을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 연속적으로 공급되는 견과(1)는 공급가이드(120)를 따라 이동하면서 낙하할 수 있는데, 상기 공급가이드(120)의 길이는 20cm이며, 공급가이드(120)의 중앙부에서 충격판(131)까지의 수평 거리는 20cm이고, 높이는 30cm로 위치되는 것이 가장 효율적이다.

따라서, 공급가이드(120)를 따라 충격판(131)으로 낙하를 용이하게 충격할 수 있도록 공급가이드(120)의 각도를 45도로 설정하여 부딪히는 각도가 50도가 되도록 유지할 수 있다.

견과(1)와 충격판(131)이 부딪혔을 때나는 소음을 감지센서(133)를 통해 감지하여 감지센서(133)와 충격판(131)사이의 수평거리는 20cm이며, 수직방향으로는 같은 높이가 적절하다.

상기 공급가이드(120)에 공급기(160)는 터빈 방식으로 회전하면서 견과(1)를 한 개씩 배출시킬 수 있으며, 배출되는 시간차를 0.5초로 유지하는 것이 가장 효과적이다.

감지센서(133)를 통해 감지되는 정상 또는 불량 데이터를 축적하여 불량 견과(1) 배출의 오차를 최소화할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 기존에 비해 검사시간의 단축과 검사비용을 절감할 수 있으며, 과육이 충실하지 않는 불량 견과에 대해 선별오차를 최소화할 수 있어 견과 작물의 상품가치를 높일 수 있는 효과가 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

1: 견과
100: 견과 선별장치
110: 공급호퍼
111: 공급구
120: 공급가이드
130: 선별수단
131: 충격판
133: 감지센서
135: 선별레버
140: 제1배출호퍼
150: 제2배출호퍼
160: 공급기

Claims (3)

1. 견과(1)를 수용하며, 하단에 연속적으로 견과(1)를 배출하는 공급구(111)를 갖는 공급호퍼(110)와;
   상기 공급구(111)의 하부에 위치되어 상기 공급구(111)를 통해 배출되는 견과(1)를 경사 유도하여 자유낙하 시키는 공급가이드(120)와;
   상기 공급가이드(120)에 의해 자유낙하 하는 견과(1)의 충격에 의해 발생하는 공명으로 견과(1)의 불량을 선별하는 선별수단(130)과;
   상기 선별수단(130)의 하부에 위치되어 선별수단(130)을 통해 선별된 정상 견과(1)를 배출하는 제1배출호퍼(140) 및 불량 견과(1)를 배출하는 제2배출호퍼(150)를 포함하고,
   상기 선별수단(130)은,
   상기 공급가이드(120)로부터 자유낙하 하는 견과(1)의 충격으로 음향을 발생시키는 충격판(131)과;
   상기 충격판(131)에서 발생하는 음향을 감지하는 감지센서(133)와;
   상기 감지센서(133)의 신호에 따라 회동하여 충격된 견과(1)를 상기 제1배출호퍼(140) 및 제2배출호퍼(150)에 선택적으로 밀어내는 선별레버(135)를 포함하며,
   상기 감지센서(133)는,
   상기 충격판(131)에서 발생하는 음향이 설정값 이상인 경우, 정상 견과를 선별한 신호를 발생하고,
   상기 음향이 설정값 미만인 경우, 불량 견과를 선별한 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 견과 선별장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 공급구(111)에는,
   공급호퍼(110)의 견과(1)를 소정의 시간 간격으로 상기 공급가이드(120)에 공급하는 견과(1)를 소정의 시간 간격으로 공급하는 공급기(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 견과 선별장치.
   

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