KR100841678B1 - 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치로 이송관 측면에 구비된 노즐을 관지름이 차츰 줄어드는 형태로 변경하고 종이컵 흡입관 부분과의 간격을 줄여 효율적으로 식품용기를 이송할 수 있는 이송 노즐에 관한 것으로, 원통형의 배출관(20)과 회수관(21)로 구성되고, 상기 배출관(20)과 회수관(21)에 연통되어 설치되고 측면에 흡입구(11)를 구비한 흡입노즐(10)로 구성되어 식품용기(40)을 상방으로 흡입 이송시키기 위한 장치에 있어서, 상기 흡입노즐(10) 측면에 구비된 상기 흡입구(11)는 축소관 형태인 구성이며, 흡입노즐 측면에 구비된 흡입구의 관지름이 차츰 줄어드는 형태로 하여 식품용기 흡입관 부분과의 간격을 줄여 효율적으로 식품용기을 이송할 수 있는 효과가 있다.

식품용기, 벤츄리관, 이송노즐

Description

식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치{Feed unit by using a venturi tube for the inspection process of food receptacles}

본 발명은 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이송관 측면에 구비된 노즐을 관지름이 차츰 줄어드는 형태로 변경하고 식품용기 흡입관 부분과의 간격을 줄여 효율적으로 식품용기를 이송할 수 있는 이송 노즐에 관한 것이다.

일반적으로 식품용기는 둘레부가 되는 옆지와 저면판이 되는 밑지가 각각 별도로 공정싸이클에 맞춰져 공급되고 이와 같이 공급되면서 이들 옆지와 밑지가 서로 접합됨으로서 완성된 종이컵이 얻어진다.

이와 같이 제조된 종이컵은 불량의 종이컵을 검출하여 회수시키고 양질의 종이컵들만을 일정수량씩 적층 포장하여 출하시키고 있다.

이렇게 제조되는 종이컵은 종래에 공지된 기술로는 특허출원번호 2002-0062247호에 개시된 바와 같이 종이컵을 송풍노즐로부터 풍압이 발생되도록 하여 회수파이프로 방향을 전환시키면 회수파이프로 진입한 불량 종이컵은 회수노즐에 의해 배출되는 종이컵을 고압의 공기에 의해서 회수부로 이송시키게 되는 장 치로 종이컵을 송풍노즐에 의해 회수파이프로 전환시키게 되고 회수파이프에서 단순히 빨아들이게 되어 이송시키기 위한 압력조절이 효율적으로 조절되지 못하는 단점이 있다.

또한, 종래의 종이컵을 흡입하는 노즐의 경우 기존 모델은 공기가 컵 이송하는 부분으로 들어올 때 갑자기 관의 직경이 줄어들어 많은 손실과 소음이 발생하였으며 노즐의 출구가 종이컵을 빨아들이는 부분과 멀리 떨어져 있어 종이컵 주위의 압력을 효과적으로 낮추지 못하는 것으로 단점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 이송관 측면에 구비된 노즐을 관지름이 차츰 줄어드는 형태로 변경하고 식품용기 흡입관 부분과의 간격을 줄여 효율적으로 식품용기를 이송할 수 있는 식품용기 이송 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 원통형의 배출관(20)과 회수관(21)로 구성되고, 상기 배출관(20)과 회수관(21)에 연통되어 설치되고 측면에 흡입구(11)를 구비한 흡입노즐(10)로 구성되어 식품용기(40)을 상방으로 흡입 이송시키기 위한 장치에 있어서, 상기 흡입노즐(10) 측면에 구비된 상기 흡입구(11)는 축소관 형태인 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 흡입구(11)는 벤츄리관을 이용하며, 상기 흡입노즐(10)과 흡입구(11)는 각도(S)가 40°인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 흡입노즐 측면에 구비된 흡입구의 관지름이 차츰 줄어드는 형태로 하여 식품용기 흡입관 부분과의 간격을 줄여 효율적으로 식품용기를 이송할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치를 나타내는 정면도. 도 2는 본 발명의 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치를 나타내는 평면도. 도 3은 본 발명의 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치을 나타내는 측면도. 도 4 내지 도 7은 종래의 식품용기 이송 노즐에 의한 비교한 속도분포도. 도 8은 본 발명의 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치에 의한 속도분포도. 도 9 내지 도 12는 종래의 식품용기 이송 노즐에 따른 압력분포도. 도 13은 본 발명의 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치에 의한 압력분포도.

도 1 내지 도 3을 참조하여 식품용기(40)을 상방으로 흡입 이송시키기 위한 식품용기 이송 노즐로서 그 구성을 살펴보면, 원통형의 배출관(20)과 회수관(21)은 투명 아크릴 재질로 제조되어 컵의 이송상태를 육안으로 확인할 수 있어 원활한 이송이 이루어지는지의 여부를 검수할 수 있으며, 컨베이어(30)의 컨베이어벨트(31) 상면에 이송된 식품용기(40)는 불량으로 회수거나 포장을 위해서 상기 회수관(21) 및 배출관(20)을 통해 위치하게 된다.

상기 배출관(20)은 정상으로 판정된 식품용기(40)를 포장하기 위한 포장장소로 이송시키기 위한 것으로 연통되어 설치된 흡입노즐(10) 측면에 도시되지 않았으나 블로워에 연결되어 상기 블로워에서 공급된 공기에 의해 풍압을 발생시켜 흡입구(11)를 통해 상기 흡입노즐(10)로 공급하므로서 상기 식품용기(40)를 이송시키기 된다.

또한 회수관(21)은 불량으로 판정된 식품용기를 다시 회수하기 위한 관으로 이또한 플로워의 풍압에 의해 상기 흡입노즐(10)에 공급함으로서 상기 식품용기를 회수하게 된다.

상기 흡입노즐(10) 측면에 구비된 상기 흡입구(11)는 급격한 폭이 줄어드는 축소관이 아닌 완만하게 줄어드는 벤츄리관 형태의 축소관으로 상기 흡입구(11)와 흡입노즐(10)에 접하는 각도(S)를 40°로 하여 공기 유입시 소음이나 압력의 손실등을 방지할 수 있게 된다.

<실시예>

하기의 도 4 내지 도 13은 이송 노즐의 유동장 해석에 의한 속도분포도 및 압력분포도를 나타낸 것이다.

- 격자 생성

노즐을 계산하기 위한 프로그램으로 fluent와 표준 k-ε 모델을 사용하였다.

컵을 빨려 올라가게 하기 위해서는 옆의 노즐 쪽에서 강한 속도로 불어주어야 한다. 강한 속도에 의해 압력이 낮아지고 컵이 압력이 낮은 곳으로 이동하게 된다. 그러므로 노즐을 통해 공기가 빠르게 들어오고 압력이 낮아질수록 컵은 잘 빨려 올라가게 된다.

계산에서는 컵이 움직이지 않으므로 컵이 들어오는 곳의 공기의 양을 정확히 예측할 수는 없다. 그래서 컵이 들어오는 입구의 유량은 노즐의 유량과 같다고 가정하고 계산을 수행하였다. 컵의 윗면 주위에 압력차가 크게 발생한 모델을 찾기 위해 노즐의 형태를 다양하게 변화시켜 해석을 수행하였다. 기존 노즐 형태, 노즐 의 각도를 40°와 55 °경우 노즐의 출구를 아래로 뚫은 경우, 노즐을 축소관 형태로 서서히 지름을 줄인 경우까지 5가지 경우에 대해 해석을 수행하였다.

- 속도 분포

도 4 내지 8는 속도 분포를 나타내는 것으로, 도 4는 지금 사용되고 있는 기존 노즐의 형태이고 도 5는 노즐이 컵이 들어오는 파이프와 55° 각도를 갖는 경우 도 6은 40°의 각도를 갖는 경우이다. 도 7과 도 8은 노즐의 형태를 바꾼 경우로서 도 7은 기존의 모델들이 컵이 들어오는 곳과 노즐 구멍의 위치가 멀다고 판단되어 노즐의 구멍을 아래로 만든 경우이고, 도 8은 본 발명에 따른 이송노즐로서 노즐이 급축소되는 것을 방지하기 위해 노즐의 관 지름을 서서히 줄여주고 구멍을 컵이 들어오는 곳과 가깝게 만든 형태이다.

도 4 내지 도 8의 속도 형태를 비교해 볼 때 노즐의 각도가 적은 40°에서 노즐을 통과한 공기가 가장 빠르게 출구로 향하고 있다. 도 5와 같이 노즐의 각도가 너무 벌어진 경우 공기는 출구로 향하지 못하고 파이프의 벽면에 마찰을 발생시켜 소음 등을 유발하게 된다. 그러므로 노즐의 각도는 너무 크게 하지 않는 것이 좋다.

도 7은 노즐의 구멍을 컵이 들어오는 부분과 가깝게 하기 위해 노즐의 구멍을 아래에 설치했을 경우 유동장을 해석해 보았다. 도면에서 보는 것과 같이 아래로 한 경우 노즐 내부에서 유동이 아래로 쏠리면서 컵이 올라오는 관으로 유입될 때 위쪽으로 유입되지 못하고 옆으로 유입되어 컵 이송에 나쁜 속도 형태를 보이고 있다. 유입된 공기는 벽면에 부딪쳐 컵이 들어오는 쪽으로 컵이 들어오는 쪽과 출 구로 나뉘어 흐르기 때문에 컵이 들어오는 것을 방해하게 된다. 그러므로 컵이 들어오는 부분과 노즐을 가깝게 하기위해 노즐을 아래쪽으로 개방하는 것은 안 좋은 결과를 가져온다는 것을 알 수 있다.

도 4 내지 도 7에서와 같이 같은 지름으로 들어오는 파이프를 갑자기 막게 되면 유체의 흐름에 많은 손실이 발생하게 된다.

도 8은 본 발명의 이송노즐에 의한 속도분포를 나타내는 것으로 갑자기 파이프를 막아 생기는 손실을 방지하기 위해 파이프를 축소관 형태로 만들어 주었다.

그리고 노즐을 컵이 들어오는 부분과 가깝게 하기 위해 아래로 내려 주었고 빠르게 출구로 향하게 하기 위해 파이프 사이의 각도를 40°로 하였다.

또한, 도 8을 보면 노즐의 파이프 전면을 통해 공기가 고르게 빠져 나가는 것을 볼 수 있다. 급격한 관의 감소가 없기 때문에 손실을 줄여줄 수 있다. 그리고 노즐 관의 높이를 낮추어 줌으로써 컵 주위의 유동을 활발하게 해주고 있다.

- 압력 분포

도 9 ~ 13은 각 경우의 압력 분포를 나타내는 것으로, 도 9와 11의 경우 컵 위면에 낮은 압력층을 형성하여 충분히 컵의 상승을 만들 수 있을 것으로 생각된다.

하지만 노즐의 출구 부분에서 보듯이 노즐 쪽 파이프 내에서는 매우 높은 압력을 유지하다가 컵이 통과하는 파이프에서는 갑자기 매우 낮은 압력으로 바뀌게 된다. 이렇게 갑자기 압력이 변하는 경우 유동에 나쁜 영향을 미쳐 많은 손실을 가져오게 된다.

속도분포에서 좋은 결과를 보였던 도 11의 노즐과 관사이의 각도가 40°인 경우 컵 주변에서 압력을 크게 낮추지 못하는 것으로 나타났다. 이것은 유동이 너무 출구 방향으로 흐르고 컵이 들어오는 위치와 멀기 때문에 컵 주위에 압력을 낮추기 못한다.

도 12의 노즐의 구멍이 아래에 있는 경우에는 압력이 낮은 음압 부분이 컵 위쪽 주변에 생기는 것이 아니라 노즐 위쪽에 생기고 있다. 이런 경우는 컵 주위에 압력이 높아 컵을 위로 보낼 수 없게 된다.

도 13의 본 발명의 축소관 형태를 가지는 이송노즐의 경우 노즐의 목 부분에서 단계적으로 압력이 감소하는 것을 볼 수 있다. 노즐을 축소관 형태로 바꾸어 줌으로서 손실을 줄여 줄 수 있을 것으로 생각된다. 그리고 컵의 위쪽에 음압이 발생하는 부분의 넓이가 넓기 때문에 컵을 잘 이송시킬 수 있을 것으로 생각된다.

이와 같이 본 발명의 종래의 문제점에서 언급한 것과 같은 단점을 보완하기 위해 노즐 분분을 급 축소관 형태로 만들지 않고 관 지름이 차츰 줄어드는 형태로 변경하고 식품용기 흡입관 부분과의 간격을 줄여준다면 기존 모델보다 더 효율이 좋아질 것으로 생각된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치를 나타내는 정면도.

도 2는 본 발명의 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치를 나타내는 평면도.

도 3은 본 발명의 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치을 나타내는 측면도.

도 4 내지 도 7은 종래의 식품용기 이송 노즐에 의한 비교한 속도분포도.

도 8은 본 발명의 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치에 의한 속도분포도.

도 9 내지 도 12는 종래의 식품용기 이송 노즐에 따른 압력분포도.

도 13은 본 발명의 식품용기 검사공정에서 벤츄리관을 이용한 이송장치에 의한 압력분포도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

10 : 흡입노즐 11: 흡입구

20 : 배출관 21 : 회수관

30 : 컨베이어 31 : 컨베이어벨트

40 : 식품용기

Claims (3)

1. 원통형의 배출관(20)과 회수관(21)로 구성되고, 상기 배출관(20)과 회수관(21)에 연통되어 설치되고 측면에 흡입구(11)를 구비한 흡입노즐(10)로 구성되어 식품용기(40)을 상방으로 흡입 이송시키기 위한 장치에 있어서,

   상기 흡입노즐(10) 측면에 구비된 상기 흡입구(11)는 축소관 형태인 것을 특징으로 하는 식품용기 검사공정의 벤츄리관을 이용한 이송장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 흡입구(11)는 벤츄리관을 이용하는 것을 특징으로 하는 식품용기 검사공정의 벤츄리관을 이용한 이송장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 흡입노즐(10)과 흡입구(11)는 각도(S)가 40°인 것을 특징으로 하는 식품용기 검사공정의 벤츄리관을 이용한 이송장치.

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