KR100807527B1

KR100807527B1 - 곡물 퍼핑 장치

Info

Publication number: KR100807527B1
Application number: KR1020070035152A
Authority: KR
Inventors: 최기홍
Original assignee: 최기홍
Priority date: 2007-04-10
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2008-02-26
Also published as: IL201301A0; CN101730480A; BRPI0813082A8; JP5149374B2; JP2010523143A; NZ581037A; BRPI0813082A2; CN101730480B; AU2008236966B2; ZA200907801B; CO6260026A2; EP2173192A4; EP2173192A1; AU2008236966A1; WO2008123746A1

Abstract

본 발명은, 모터; 일단부가 상기 모터에 연결되어 회전하면서 곡물을 이송, 압축하는 스크루; 상기 스크루의 외주면에 일정방향으로 형성된 제1스크루 나선; 상기 스크루의 외주면에 상기 제1스크루 나선의 제1피치의 중앙부로부터 형성되며 상기 제1스크루 나선과 동일한 방향의 제2스크루 나선; 상기 스크루의 타단부에 형성되며 상기 제1스크루 나선과 제2스크루 나선을 이루는 나사산들을 연결하는 나사산 연결부; 상기 스크루의 타단부에 형성되며, 상기 스크루의 둘레방향을 따라 형성된 스크루홈; 상기 스크루의 외주면을 감싸며 상기 스크루와 함께 곡물을 압축하면서 그 압축에 의해 상기 곡물을 자체 발열시켜 겔 상태로 변화시키는 실린더; 상기 실린더의 내주면에 상기 제1스크루 나선 및 제2스크루 나선에 각각에 대응되도록 형성된 제1실린더 나선 및 제2실린더 나선; 상기 실린더의 모터측의 단부에 형성되는 곡물 투입구; 및, 상기 스크루의 타단부가 수용되는 제1공간부와 상기 실린더의 타단부 및 상기 스크루의 일부가 수용되는 제2공간부를 가지며 일측이 개방된 본체와, 상기 본체의 개방된 일측을 폐쇄하며 곡물배출구가 형성된 커버와, 상기 본체와 커버를 고정하기 위한 클램프를 포함하며 상기 스크루와 실린더에 의해 겔 상태로 변화된 곡물을 외부로 급속 분출하여 퍼핑되도록 하는 퍼핑유닛;를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡물 퍼핑 장치를 제공한다.

곡물 퍼핑, 퍼핑, 뻥튀기

Description

곡물 퍼핑 장치{Apparatus for puffing grains}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물 퍼핑 장치를 설명하기 위한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 모터, 스크루, 실린더, 퍼핑유닛의 분리사시도.

도 3은 도 2의 결합 단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **

10 : 모터 20 : 스크루

21 : 제1스크루 나선 22 : 제2스크루 나선

23 : 나사산 연결부 24 : 스크루홈

30 : 실린더 31 : 제2실린더 나선

32 : 제2실린더 나선 33 : 곡물 투입구

41 : 본체 411 : 제1공간부

412 : 제2공간부 42 : 커버

421 : 곡물배출구 43 : 클램프

40 : 퍼핑유닛

본 발명은 현미, 쌀, 옥수수, 콩 등의 곡물을 별도의 가열장치 없이 압출하는 방식으로 퍼핑하는 곡물 퍼핑 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 곡물 퍼핑 장치의 내부에서 발생되는 열을 효율적으로 방출하도록 함으로써 곡물 퍼핑 장치의 과열로 인해 작동이 멈추는 일 없이 계속적, 효율적으로 곡물의 퍼핑이 가능한 곡물 퍼핑 장치에 관한 것이다.

곡물 퍼핑 장치란 현미, 쌀, 옥수수, 콩 등의 곡물을 밀폐된 공간 공기와 함께 투입하여 압력을 높이다가 출구를 개방하여 일시에 팽창시키는 장치를 의미한다. 종래의 곡물 퍼핑 장치는 대부분 밀폐된 공간에 투입된 곡물에 별도의 열을 가하여 곡물을 익히고, 익혀진 곡물에서 배출되는 수증기에 의해 밀폐된 공간의 내부의 압력이 높아진 상태에서 외부로 압출시켜 퍼핑하는 구조를 취하고 있다.

이러한 종래의 곡물 퍼핑 장치의 경우, 곡물이 대략 280℃ 내외로 가열된 상태에서 가공되는데, 일반적으로 곡물은 150℃ 이상으로 가열되면 그 영양소가 파괴되는 문제가 있으므로, 종래의 곡물 퍼핑 장치를 건강용 식품을 제조하는데 사용하는데는 문제가 있었다.

또한, 종래의 곡물 퍼핑 장치의 경우 별도의 열원을 통해 열을 공급해야 하므로 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 있었으며, 이러한 열원에 의해 장치의 구성이 복잡해지게 되는 문제점이 있었다. 그리고 곡물을 가공하는 과정에서 각 단계별로 가열해야 하는 정도가 다르므로 온도제어를 위한 별도의 회로가 필수적으로 추가되어야 하는 등의 문제점도 내포하고 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 열원이 없이도 곡물의 퍼핑이 가능하며, 퍼핑과정에서 발생하는 열을 효율적으로 배출하여 수증기의 역류가 없고, 계속적인 작동이 가능한 곡물 퍼핑 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

모터;

일단부가 상기 모터에 연결되어 회전하면서 곡물을 이송, 압축하는 스크루;

상기 스크루의 외주면에 일정방향으로 형성된 제1스크루 나선;

상기 스크루의 외주면에 상기 제1스크루 나선의 제1피치의 중앙부로부터 형성되며 상기 제1스크루 나선과 동일한 방향의 제2스크루 나선;

상기 스크루의 타단부에 형성되며 상기 제1스크루 나선과 제2스크루 나선을 이루는 나사산들을 연결하는 나사산 연결부;

상기 스크루의 타단부에 형성되며, 상기 스크루의 둘레방향을 따라 형성된 스크루홈;

상기 스크루의 외주면을 감싸며 상기 스크루와 함께 곡물을 압축하면서 그 압축에 의해 상기 곡물을 자체 발열시켜 겔 상태로 변화시키는 실린더;

상기 실린더의 내주면에 상기 제1스크루 나선 및 제2스크루 나선에 각각에 대응되도록 형성된 제1실린더 나선 및 제2실린더 나선;

상기 실린더의 모터측의 단부에 형성되는 곡물 투입구; 및,

상기 스크루의 타단부가 수용되는 제1공간부와 상기 실린더의 타단부 및 상기 스크루의 일부가 수용되는 제2공간부를 가지며 일측이 개방된 본체와, 상기 본체의 개방된 일측을 폐쇄하며 곡물배출구가 형성된 커버와, 상기 본체와 커버를 고정하기 위한 클램프를 포함하며 상기 스크루와 실린더에 의해 겔 상태로 변화된 곡물을 외부로 급속 분출하여 퍼핑되도록 하는 퍼핑유닛;를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡물 퍼핑 장치를 제공한다.

상기 실린더의 내경은 상기 모터측에서 상기 퍼핑유닛측으로 갈수록 작아지는 것이 바람직하다.

상기 실린더 내주면의 나사산이 형성된 부분의 최소 내경은 상기 스크루의 나사산부분의 외경보다는 큰 것이 바람직하다.

상기 커버의 곡물배출구를 통해 배출되는 곡물을 일정한 길이로 자르기 위한 것으로서, 상기 커버의 외부에서 일정속도로 회전하는 커터를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물 퍼핑 장치를 설명하기 위한 도면, 도 2는 도 1에 도시된 모터, 스크루, 실린더, 퍼핑유닛의 분리사시도, 도 3은 도 2의 결합 단면도이다.

본 실시예에 따른 곡물 퍼핑 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 모터(10), 스크루(20), 실린더(30), 퍼핑유닛(40), 커터(50)로 이루어진다.

상기 모터(10)는 상기 스크루(20)를 회전하기 위한 구성이다.

상기 스크루(20)는 상기 모터(10)에 회전하여 회전하면서, 곡물(100)을 이송, 압축한다. 도 1에서 100으로 표시된 곡물은 퍼핑되기 전 또는 퍼핑 과정에 있는 곡물이고, 200로 표시된 곡물은 퍼핑이 완료된 곡물이다.

상기 스크루(20)의 외주면에는 일정방향으로 형성된 제1스크루 나선(21)과 제2스크루 나선(22)이 각각 형성되어 있다.

상기 제2스크루 나선(22)은 상기 제1스크루 나선(21)의 제1피치의 중앙부로부터 형성되며, 제1스크루 나선(21)의 피치와 동일한 피치로 형성된다. 따라서, 제1스크루 나선(21)과 제2스크루 나선(22) 사이의 피치는 제1스크루 나선(21)간의 피치의 절반이 된다. 이처럼 제1스크루 나선(21)과 제2스크루 나선(22)의 이중나선 구조를 취한 것은 스크루(20)의 일단부 측에서 타단부 측으로 곡물(100)이 이송되면서 발생되는 열이 스크루(20)의 일단부 측으로 역류되는 것을 기구적으로 차단하기 위해서이다.

상기 스크루(20)의 타단부에는 상기 제1스크루 나선(21)과 제2스크루 나선(22)의 나사산을 서로 연결하는 나사산 연결부(23)이 마련되어 있다. 상기 나사산 연결부(23)는 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍이 마련되며, 스크루(20)의 외주면상에서 서로 마주보도록 약 180°의 각을 이루고 있다. 스크루(20)의 타단부에서는 곡물(100)의 압축도가 증가하고 곡물(100)과 스크루(20), 실린더(30), 퍼핑부(40)의 내면 사이의 마찰에 의한 마찰열이 더욱 증가하여, 곡물(100)이 겔 상태로 만들어진 상태에서 압축되도록하는 것이 필요한데, 상기 나사선 연결부(23)에 의해 스크루(20)의 타단부에서의 열전도도가 증가되어서 퍼핑부(40) 내에서의 발열량이 더욱 커져서 곡물(100)의 최척 퍼핑 온도를 유지할 수 있는 장점이 있다.

상기 스크루(20)의 타단부 즉, 상기 나사산 연결부(23) 측에는 상기 mzmfn의 둘레방향을 따라 스크루홈(24)이 형성되어 있다.

상기 스크루홈(24)은 제1스크루 나선(21)과 제2스크루 나선(22)의 나사산부분과 상기 나사산 연결부(23)에도 형성되며, 상기 스크루홈(24)의 외경은 상기 스크루(20)의 나사골 부분의 외경보다 약간 작게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 실린더(30)는 상기 스크루(20)의 외주면을 감싼 상태로 상기 스크루(20)에 의해 이송되는 곡물(100)을 압축하고, 그 압축에 의해 상기 곡물(100을 자체 발열시키 겔 상태로 변화시킨다.

상기 실린더(30)의 내주면에는 상기 제1스크루 나선(21) 및 상기 제2스크루 나선(22) 각각에 대응되도록 형성된 제1실린더 나선(31)과 제2실린더 나선(32)이 마련되어 있다.

상기 제1스크루 나선(21)과 제1실린더 나선(31)의 피치는 동일하고, 제2스크루 나선(22)과 제2실린더 나선(32)의 피치도 동일하다.

상기 실린더(30)의 일단부 즉, 모터측의 단부에는 곡물 투입구(33)가 형성되어 있어서, 곡물 투입구(33)을 통해서 곡물(100)이 스크루(20)와 실린더(30)에 의해 형성되는 공간으로 투입된다.

상기 실린더(30)의 내경은 상기 모터측(10)측에서 상기 퍼핑부(40)측으로 갈수록 점점 작아지는 구성을 취하고 있다. 이로 인해 도 2에 표시된 스크루 나 선(21,22)과 실린더 나선(31,32) 사이의 거리(d1, d2, d3, d4)가 점점 작아지게 된다. 즉 d1이 d2보다 크고, d2는 d3보다 크며, d3는 d4보다 크다.

다만, 실린더 내주면의 나사산이 형성된 부분의 최소 내경은 상기 스크루의 나사산 부분의 외경보다는 크게 형성된다.

상기 퍼핑부(40)는 본체(41), 커버(42) 및 클램프(43)으로 구성된다.

상기 본체(41)에는 상기 스크루(20)의 타단부가 수용되는 제1공간부(411)와 상기 실린더(30)의 타단부 및 스크루(20)의 일부가 수용되는 제2공간부(412)가 형성되어 있으며, 모터(10)의 반대측 단부는 개방되어 있다.

상기 커버(42)는 상기 본체(41)의 개방된 일측을 폐쇄하며, 퍼핑된 곡물이 외부로 분출되는 곡물배출구(421)가 형성되어 있다.

상기 클램프(43)는 상기 본체(41)와 상기 커버(42)를 고정하기 위한 구성으로서, 퍼핑부(40) 내에서 발생하는 열과 압력에 의해 어느 정도는 변형이 가능하다.

상기 커터(50)는 상기 커버(42)의 곡물배출구(421)을 통해 배출되는 퍼핑이 완료된 곡물(200)를 자르기 위한 것으로서, 상기 커버(42)의 외부에서 일정속도로 회전하면서, 상기 퍼핑된 곡물(200)를 소정의 크기로 잘라 낸다. 도면상에 55로 표시된 부분은 상기 커터(50)를 회전시키기 위한 커터용모터이다.

이하에서는 설명된 실시예의 각 구성의 기능, 작용 및 효과에 대하여 곡물이 퍼핑되는 과정을 설명하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 호퍼(H)를 통해 단위시간당 일정량의 곡물(100)이 실린더(30) 의 곡물 투입구(33)를 통하여 스크루(20)와 실린더(30)에 의해 형성된 공간으로 투입된다.

곡물(100)이 투입되면, 모터(10)에 의해 스크루(20)가 회전하면서 투입된 곡물(100)을 퍼핑부(40)측으로 이동시킨다. 곡물(100)이 퍼핑부(40)측에서 이동하는 과정에서 곡물(100)들끼리 마찰을 하기도 하고, 곡물(100)과 스크루(20)의 외주면, 실린더(30)의 내주면 사이에서 마찰을 하면서, 마찰열이 발생한다. 이 마찰열에 의해 곡물(100)이 곡물투입구(33)측에서 퍼핑부(40)측으로 이동하면서 겔 상태로 변하게 되고, 이때 곡물(100)의 내부에 있던 수분이 증발하면서 스크루(20)와 실린더(30)에 의해 형성되는 공간(이하 '퍼핑공간'이라 함)의 압력도 함께 올라가게 된다.

이러한 고온, 고압의 상태에서 곡물(100)은 계속해서 퍼핑부(40)쪽으로 이동한다.

한편, 적절한 온도와 압력이 유지된 상태에서 곡물(100)이 이동해야 퍼핑이 제대로 이루어지게 되는데, 퍼핑공간 내부의 온도와 압력은 투입되는 곡물의 온도, 곡물내에 포함된 수분, 곡물 퍼핑 장치 외부의 기온등에 민감한 반응을 한다.

본 발명에 있어서 퍼핑공간 내의 온도는 130℃ 내외로 유지되도록 하는데, 전술한 바와 같이 온도가 150℃ 이상이 되는 경우에는 곡물의 영양소가 파괴되기 때문이다.

퍼핑공간 내의 온도가 일정온도 이상이 되는 경우에는 곡물(100)에서 증발된 수증기가 곡물투입구(33)쪽으로 역류하여 곡물투입구(33)로 투입되는 곡물(100)을 가열하게 되어 곡물(100)이 투입되자 마자 겔상태로 변화되어 이송이 어려워지는 문제점이 발생하며, 곡물의 온도는 퍼핑공간 내의 온도에 비해 낮으므로 곡물에 의해서도 곡물 퍼핑 장치의 냉각이 발생하게 되는데, 투입되는 곡물이 바로 가열되게 되면, 곡물에 의한 냉각효과도 기대하기가 어려워지는 문제가 있다.

이러한 수증기의 역류를 방지하기 위하여 스크루홈(24)이 형성되어 있는데, 스크루홈(24)에 겔 상태의 곡물이 반지모양으로 채워져 있으므로, 일종의 벽을 형성하여 수증기가 곡물투입구(33)쪽으로 역류하는 것을 방지하는 것이다.

한편, 상기 스크루홈(24)에 채워진 곡물에 의해 수증기가 역류하지 못하므로, 퍼핑공간 내의 수증기는 곡물배출구(421)을 통해 배출되게 된다. 이때 퍼핑공간 내의 수증기압이 매우 높은 경우에는 퍼핑공간 내의 온도가 상승하게 되어 퍼핑의 효율에 영향을 미치게 되므로, 일정 이상의 압력이 되는 경우에는 곡물배출구(421) 이외의 통로를 통해 배출할 필요가 발생한다.

이를 위해 퍼핑부(40)가 본체(41)와 커버(42)와 클램프(43)으로 이루어지는 것이다. 전술한 바와 같이 본체(41)와 커버(42)는 클램프(43)에 의해 고정되고, 클램프(43)는 기계적인 변형이 가능한 구조이므로, 퍼핑공간내의 수증기 압력이 일정기압보다 높은 경우에는 수증기에 의해 본체(41)와 커버(42)의 미세한 틈으로 수증기가 배출되게 되는 것이다.

이러한 구성에 의해 퍼핑공간 내의 온도와 압력이 일정하게 유지된다.

퍼핑공간을 거쳐 커버(42) 쪽으로 이송된 곡물(100)은 곡물배출구(421)를 통해 나오게 되는데, 이때 퍼핑공간 내의 압력에 비해 대기압이 상대적으로 낮으므로 팽창을 하게 되는 것이다.

한편, 실린더(30)의 내주면이 점점 감소하도록 구성되어 있으므로, 곡물(100)이 이송되는 과정에서 퍼핑공간이 점차적으로 줄어들게 되고, 이로 인해 곡물(100)끼리의 마찰이 보다 증가하여 곡물(100)이 퍼핑부(40) 쪽으로 이송될수록 자체 발열이 증가하는 효과가 발생하게 된다.

퍼핑된 곡물(200)이 곡물배출구(421)을 통해 배출되면, 이를 상품화 하기 위해서는 일정한 크기로 잘라 포장이 용이하게 해야 하므로, 커터용모터(55)를 이용하여 커터(50)를 회전시킴으로써 일정한 크기로 잘라내게 된다.

상기에서는 실린더의 내경이 점차 줄어드는 구성을 가진 실시예에 대하여 설명하였으나, 실린더의 내경이 동일하게 유지되는 경우에도 본 발명이 목적하는 바를 달성할 수 있으며, 그러한 변경은 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것으로 보아야 한다.

상기에서는 커터를 구비한 실시예에 대하여 설명하였으나, 반드시 커터를 구비해야만 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것은 아니며, 커터를 구비하지 않는 실시의 경우에도 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것으로 보아야 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 범위 내에서 다양한 형태의 곡물 퍼핑 장치의 구현이 가능하다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 열원이 없이도 곡물의 퍼핑이 가능하 며, 퍼핑과정에서 발생하는 열을 효율적으로 배출하여 수증기의 역류가 없고, 계속적인 작동이 가능한 곡물 퍼핑 장치를 제공할 수 있다.

Claims

모터;

일단부가 상기 모터에 연결되어 회전하면서 곡물을 이송, 압축하는 스크루;

상기 스크루의 외주면에 일정방향으로 형성된 제1스크루 나선;

상기 스크루의 외주면에 상기 제1스크루 나선의 제1피치의 중앙부로부터 형성되며 상기 제1스크루 나선과 동일한 방향의 제2스크루 나선;

상기 스크루의 타단부에 형성되며 상기 제1스크루 나선과 제2스크루 나선을 이루는 나사산들을 연결하는 나사산 연결부;

상기 스크루의 타단부에 형성되며, 상기 스크루의 둘레방향을 따라 형성된 스크루홈;

상기 스크루의 외주면을 감싸며 상기 스크루와 함께 곡물을 압축하면서 그 압축에 의해 상기 곡물을 자체 발열시켜 겔 상태로 변화시키는 실린더;

상기 실린더의 내주면에 상기 제1스크루 나선 및 제2스크루 나선에 각각에 대응되도록 형성된 제1실린더 나선 및 제2실린더 나선;

상기 실린더의 모터측의 단부에 형성되는 곡물 투입구; 및,

상기 스크루의 타단부가 수용되는 제1공간부와 상기 실린더의 타단부 및 상기 스크루의 일부가 수용되는 제2공간부를 가지며 일측이 개방된 본체와, 상기 본체의 개방된 일측을 폐쇄하며 곡물배출구가 형성된 커버와, 상기 본체와 커버를 고정하기 위한 클램프를 포함하며 상기 스크루와 실린더에 의해 겔 상태로 변화된 곡 물을 외부로 급속 분출하여 퍼핑되도록 하는 퍼핑유닛;를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡물 퍼핑 장치.
제1항에 있어서,

상기 실린더의 내경은 상기 모터측에서 상기 퍼핑유닛측으로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 하는 곡물 퍼핑 장치.
제2항에 있어서,

상기 실린더 내주면의 나사산이 형성된 부분의 최소 내경은 상기 스크루의 나사산부분의 외경보다는 큰 것을 특징으로 하는 곡물 퍼핑 장치.
제1항에 있어서,

상기 커버의 곡물배출구를 통해 배출되는 곡물을 일정한 길이로 자르기 위한 것으로서, 상기 커버의 외부에서 일정속도로 회전하는 커터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 곡물 퍼핑 장치.