KR101016772B1 - 분쇄기용 맷돌시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 분쇄기용 맷돌시스템은 곡물 분쇄에 따른 분쇄효율 및 배출효율을 극대화하여 마쇄에 따른 상, 하부의 고정맷돌과 회전맷돌의 분쇄 부하를 극소화하여 열 발생의 최소화 및 구동모터의 정격소비전력 운전에 의해 분쇄기의 수명을 극대화에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 맷돌시스템은,

승강 조절되면서 곡물유입공과 동심원상으로 다수의 요철환이 형성된 홈형 경사마쇄면 및 하부 수평마쇄면을 형성한 고정맷돌과, 구동모터에 결합하는 축공과 상부 수평마쇄면 및 동심원상의 다수의 요철환이 형성된 돌기형 경사마쇄면과 120도 간격의 방사선상의 배출홈과 사선 상의 마쇄돌기를 돌출 구성한 회전맷돌로 구성 된 분쇄기용 맷돌시스템에 있어서,

상기 홈형 경사마쇄면에 사선 상으로 성형 된 마쇄유도홈과, 최 외곽부분에 마쇄 배출홈이 성형 된 고정맷돌과,

상기 마쇄 배출홈과 대응된 숫자로 상기 배출홈을 성형하여 된 회전맷돌로 구성한 것이 특징이다.

매쇄유도홈, 공기 흐름, 냉각효과, 정격소비전력, 마쇄배출홈

Description

분쇄기용 맷돌시스템{A MILLSTONE SYSTEM FOR CRUSHER}

본 발명은 쌀, 콩 등과 같은 곡물을 미세하게 마쇄하는 분쇄기에 관한 것으로서, 특히 곡물 분쇄에 따른 분쇄효율 및 배출효율을 극대화하여 마쇄에 따른 상, 하부의 고정맷돌과 회전맷돌의 분쇄 부하를 극소화하여 열 발생의 최소화 및 구동모터의 정격소비전력 운전에 의해 분쇄기의 수명을 극대화한 분쇄기용 맷돌시스템에 관한 것이다.

일반적으로 쌀, 콩, 고추, 마늘, 깨 등과 같은 곡물을 미세하게 분쇄하는 맷돌형 분쇄기가 개시되고 있다.

이러한 맷돌형 분쇄기는 구동모터의 회전력으로 고속회전하면서 회전 마찰력에 의해 곡물과 같은 피분쇄물을 미세하게 분쇄하는 기술이 여러 가지 기술로 공지되어 있다.

이러한 분쇄기는 상부 고정맷돌과 구동모터에 조립된 하부 회전맷돌의 간극을 조절하면서 상호 간 대향으로 형성된 요철돌기 및 요철홈에 의해 곡물을 미세 입자로 분쇄하고 있다.

이러한 분쇄기에 대하여 본 출원인은 가정용 음식물 분쇄기의 마쇄판 조립장치에 대하여 실용신안등록 제20-1998-440136호로 등록받은 바 있다.

상기 선등록 기술은 음식물의 분쇄하는 고정맷돌(마쇄판) 및 회전맷돌(마쇄한)의 조립구조를 단순화하여 분해 및 조립의 간편으로 생산성을 극대화하였고, 고정맷돌 및 회전맷돌의 구조를 개선하여 이물질이나 음식물 찌꺼기의 고임을 방지함은 물론 소제를 간편하게 행함으로써 위생상태를 청결하게 유지할 수 있도록 하였다.

그리고 본 출원인의 선등록 기술에서 개시된 맷돌시스템의 구성을 살펴보면,

중앙에 곡물유입공이 관통되고, 상기 곡물유입공에서 외곽으로 갈수록 하향경사지게 형성하여 동심원상으로 요철환이 형성된 홈형 경사마쇄면이 형성되며, 상기 홈형 경사마쇄면의 하측에 일정넓이의 하부 수평마쇄면을 형성한 고정맷돌과,

중앙에 축공이 관통되고, 상기 하부 수평마쇄면과 대응한 상부 수평마쇄면이 형성되고, 상기 홈형 경사마쇄면의 경사도보다 작게 상부 수평마쇄면에서 중앙으로 갈수록 상향경사지게 형성하여 동심원상으로 일정한 크기의 요철환을 형성하여 상기 상부맷돌의 홈형 경사마쇄면에 수용되는 돌기형 경사마쇄면이 형성되며, 상기 돌기형 경사마쇄면에 120도 간격의 방사선상으로 3개의 배출홈 및 사선 상의 마쇄돌기를 돌출 형성한 회전맷돌로 구성되었다.

이러한 본 출원인의 선등록에 개시된 맷돌시스템은 상, 하부 맷돌의 홈형 경사마쇄면과 돌기형 경사마쇄면 사이에 투입된 곡물은 상기 하부맷돌의 고속회전에 의해 3개의 마쇄돌기에 의해 곡물이 마쇄되면서 회전방향으로 유도되고, 점점 협소해지는 홈형 경사마쇄면과 돌기형 경사마쇄면 사이의 간극에서 상호 간의 요철환에 의한 마찰분쇄가 이루어지면서 3개의 배출홈을 통하여 미세하게 마쇄된 곡물이 배출되어 하부 수평마쇄면과 상부 수평마쇄면 간의 간극을 통하여 회전 원심력으로 배출되는 원리이다.

그러나 이러한 본 출원인의 선등록 기술은 단순히 마쇄돌기에 의해 곡물을 마쇄하면서 홈형 경사마쇄면과 돌기형 경사마쇄면 사이의 협소해지는 간극에서 원심방향으로 유도하면서 상호 간의 요철환에 의해 마찰로 분쇄가 이루어져서 곡물의 마쇄시간이 길고, 동시에 3개의 배출홈에 유도된 미세 곡물이 용이하게 배출되지 않고 달라붙은 상태로 적체되어 고정맷돌과 회전맷돌의 마쇄공간에서 정체시간이 길어서 많은 마찰열 발생과 구동모터에 과부하가 발생하는 단점이 있었다.

즉, 본 출원인의 선등록 기술은 상부의 고정맷돌과 하부의 회전맷돌 사이에 분쇄되는 곡물의 분쇄구조가 효율적이지 못하여 분쇄시간이 많이 소요되고 배출효율이 떨어져 고정맷돌과 회전맷돌 사이에 정체시간이 길어져 맷돌에 많은 마찰열이 발생함과 동시에 구동모터에 무리한 부하 발생으로 정격 소비전력인 310W에서 순간적으로 400~500W의 과부하로 운전되다 다시 정격소비전력으로 되돌아오는 불안정한 부하(일정치 않은 부하)로 반복 운전되면서 구동모터의 온도상승으로 수명을 짧게 하는 요인으로 지적되었다.

이에 본 발명에서는 곡물의 분쇄효율을 극대화하면서 배출효율을 높이어서 곡물의 미세 마쇄시간을 최대한 짧게 함과 동시에 고정맷돌과 회전맷돌 사이에서 마쇄된 곡물의 정체시간을 최대한 줄임으로써 맷돌의 마쇄작업에 따른 마찰열의 발생을 최대한 줄이고 구동모터에 무리한 부하발생을 없애서 정격소비 전력에서의 구동을 제공하여 분쇄기의 수명을 극대화한 맷돌시스템을 제공하는 것을 특징적 목적으로 한다.

또, 본 발명은 곡물의 마쇄에 따른 공냉효율을 극대화하여 마쇄판의 마찰열을 최소화한 맷돌시스템을 제공하는 것을 특징적 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 동심원상으로 다수의 요철환이 형성된 홈형 경사마쇄면에 120도 간격으로 사선 상의 마쇄유도홈과 다수개의 원형홈의 마쇄 배출홈 및 하부 수평마쇄면을 형성한 고정맷돌과,

상부 수평마쇄면 및 동심원상의 다수의 요철환이 형성된 돌기형 경사마쇄면과 상기 마쇄 배출홈과 대응하여 방사선상의 6개 배출홈과 사선 상의 마쇄돌기를 돌출 구성한 회전맷돌로 구성한 것이 특징이다.

또, 상기 마쇄 배출홈은 상기 하부 수평마쇄면에서 홈형 경사마쇄면에 걸쳐 일정간격으로 6개로 형성된 것이 특징이다.

또, 상기 회전맷돌의 상부 수평마쇄면에는 사선 상의 공기흐름홈을 형성하여 회전에 따른 공기의 흐름 유도에 의한 마찰열을 냉각하여 감소하도록 구성된 것이 특징이다.

또, 상기 회전맷돌의 직경은 상기 고정맷돌의 직경보다 작게 형성하여 고정맷돌과 회전맷돌 상호 간의 하부 수평마쇄면과 상부 수평마쇄면 간의 간극에서 마쇄된 곡물의 배출이 용이하도록 한 것이 특징이다.

이러한 본 발명에 의한 분쇄기용 맷돌시스템은 곡물 분쇄에 따른 짧은 시간 내에 분쇄효율의 극대화 이점 및 미세하게 마쇄된 곡물의 배출효율을 극대화하여 마쇄에 따른 분쇄 부하를 극소화하여 맷돌의 열 발생의 최소화 및 구동모터가 정격전압에서 구동을 가능케 하여 분쇄기의 사용수명을 극대화한 이점이 있다.

이하, 첨부되는 도면과 참조하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성과 작동에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1에는 본 발명의 맷돌시스템이 적용된 분쇄기가 도시되어 있다.

이러한 분쇄기용 맷돌시스템은 상부 측의 고정맷돌(100)과 하부 측의 회전맷돌(200)을 갖고 있다.

즉, 본 발명의 맷돌시스템의 도 2 및 도 3을 더욱 참조하면, 상기 고정맷 돌(100)은 분쇄기의 기대(10) 상부로 일측에 결합한 배출구(20)를 형성하는 분쇄통(30)에 착탈자재로 조립되는 뚜껑(40)의 돌출관(50)에 결합한 조절관(60)에 중앙의 곡물유입공(120)이 조립되어 상기 조절관(60)의 회전조작에 의해 승강 조절되고, 상기 회전맷돌(200)은 상기 기대(10) 내부에 설치된 구동모터(M)에 중앙의 축공(220)으로 축결합되어 전원 인가에 의해 회전하면서 상기 고정맷돌(100)의 중앙에 관통된 곡물유입공(120)을 통하여 투입된 곡물을 마쇄하게 되어 있다.

상기 고정맷돌(100)은 상기 조절관(60)의 회전 조절에 의해 승강하여 상기 회전맷돌(200)과의 간극이 조절되어 곡물의 마쇄정도(입자크기)를 조절할 수 있다.

이러한 기술은 이미 본 출원인의 선등록 기술에서 자세히 기술되어 있고, 또한 분쇄기에서는 상용화된 기술임으로 자세한 설명은 생략해도 당업자라면 충분히 이해될 것이다.

본 발명의 핵심기술은 미세입자의 돌가루를 압착 성형하여 제조되는 고정맷돌(100)과 하부맷돌(200) 상호 간이 협조하여 빠른 시간 내에 곡물의 효과적인 마쇄는 물론 구동원이 구동모터(M)가 허용 정격전압 범위 내에서 구동하여 수명을 보장하는 특징적 기술로 요약된다.

이러한 본 발명의 분쇄기용 맷돌시스템에 구성이 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 상기 고정맷돌(100)은 중앙에 곡물유입공(120)과 동심원상으로 다수의 요철환(130)이 형성된 홈형 경사마쇄면(110) 및 하부 수평마쇄면(140)이 구성되고,

상기 회전맷돌(200)은 분쇄기에 내설된 구동모터(M)에 결합하는 축공(220)과, 상부 수평마쇄면(240) 및 동심원상의 다수의 요철환(230)이 형성된 돌기형 경사마쇄면(210)과, 방사선상의 배출홈(250) 및 사선 상의 마쇄돌기(260)를 돌출 구성한 종래 구성을 포함한다.

이러한 종래 구성의 맷돌시스템은 상기에서 언급한 바와 같이, 마쇄효율 및 배출효율이 미약하여 과다한 열 발생 및 구동모터(M)의 정격소비전력으로 운전되지 못하여 분쇄기의 수명을 보장하지 못하였다.

그래서 본 발명의 맷돌시스템은 상기 고정맷돌(100)에 마쇄효율 및 배출효율을 높이기 위해서 상기 홈형 경사마쇄면(110)에 120도 간격의 마쇄유도홈(150)이 성형 된다.

이때, 상기 마쇄유도홈(150)은 방사선상으로 성형할 수 있으나, 상기 회전맷돌(200)의 회전에 의해 6개의 배출홈(250)과 협조하여 투입된 곡물의 원심력 회전에 대응하여 모서리 면의 칼날 기능 및 홈에 의한 배출유도의 기능을 갖도록 사선 상으로 가공됨이 바람직하다.

그리고 이러한 마쇄유도홈(150)은 상기 회전맷돌(200)의 3개의 마쇄돌기(260)의 경사도와 반대방향의 사선 상으로 가공되어 상기 매쇄돌기에 의해 타격 되어 원심력 방향으로 흐르는 곡물에 대하여 모서리면 타격효율 및 배출유도가 효과적으로 제공된다.

또한, 상기 홈형 경사마쇄면(110)의 외곽에는 마쇄된 곡물의 재 마쇄 및 배출의 용이성을 구현하기 위해 다수의 마쇄 배출홈(160)이 성형 된다.

이러한 마쇄 배출홈(160)은 사각형상의 성형도 가능하나, 마쇄된 미세곡물의 탈리가 용이하도록 원형홈 형상으로 성형 됨이 바람직하다.

이러한 마쇄 배출홈(160)은 상기 하부 수평마쇄면(140)에서 홈형 경사마쇄면(110)에 걸쳐 일정간격으로 성형 된다.

이러한 원형홈의 마쇄 배출홈(160)의 위치 설정은 상기 회전맷돌(200)에 성형 된 방사선상의 배출홈(250)과 협조하여 마쇄 및 배출의 용이성을 위해서이다.

이때, 상기 배출홈(250)은 상기 고정맷돌(100)의 마쇄 배출홈(160)과 대응된 숫자로 성형 된다.

본 발명의 실시는 상기 마쇄 배출홈(160)과 배출홈(220)의 숫자를 달리하여 시험해 본 결과, 제한된 규격에서 각각 6개씩으로 성형 된 것이 분쇄효율과 배출효율이 가장 바람직하였다.

즉, 상기 6개의 배출홈(220)에 의해 배출이 유도되는 마쇄곡물이 최외곽에 위치한 상기 마쇄 배출홈(160)에 모여진 상태로 있다가 곡물이 원심력 방향으로 배출할 때, 회전되는 배출홈(220)의 모서리 면과 상기 마쇄 배출홈(160)의 모서리에 의해 더욱 마쇄된다.

다시 말하여, 상기 마쇄 배출원형홈(160)과 배출홈(220)은 상호 간의 모서리면 상호 간이 칼날 기능을 구현하여 다시 미세하게 분쇄되어, 상기 마쇄 배출홈(160)의 최 외곽을 통하여 상호 간의 상, 하부 수평마쇄면(140,240) 사이의 간극을 통하여 배출된다.

이러한 수평마쇄면(140,240)의 간극은 전술한 본 출원인의 선등록 기술에서 개시된 도 2 및 도 3의 작동 설명에 알 수 있듯이, 상기 고정맷돌(100)의 승강 조절에 의해 곡물의 마쇄입자를 결정함은 당연하다.

한편, 상기 회전맷돌(200)의 직경은 상기 고정맷돌(100)의 직경보다 작게 형성하여 상호 간의 하부 수평마쇄면(140)과 상부 수평마쇄면(240) 간의 간극에서 마쇄된 곡물의 배출이 용이하도록 하여 마찰열 발생 및 과부하 발생을 최대한 억제할 수 있다.

더욱이, 상기 회전맷돌(200)의 상부 수평마쇄면(240)에는 사선 상의 공기흐름홈(270)을 다수개 형성하여 회전에 따른 공기 흐름을 극대함으로써 배출효율 및 마찰열의 냉각효과를 기대할 수 있다.

이러한 본 발명의 분쇄기용 맷돌시스템은 운용에 따른 소비전력 값을 측정한 결과, 안정적인 소비전력인 280W~340W의 범위 내에서 구동모터(M)가 운전되었다.

즉, 쌀은 298~302W, 콩은 248~252W로 운전이 제공되어 기존 맷돌시스템에서 문제된 400W~500W의 과부하 운전되다 다시 정격소비전력(310W)으로 되돌아오는 불안정한 부하로 반복됨으로 인한 구동모터(M)의 온도상승 문제를 해소는 물론 마쇄시간이 2~3배로 속도가 빨라졌다.

이러한 본 발명의 핵심기술은,

상기 회전맷돌(200)의 고속회전에 의한 마쇄돌기(260)에 의해 곡물이 원심력에 의한 회전방향으로 타격 유도됨과 동시에 고정맷돌(100)의 마쇄유도홈(150)과 회전맷돌(200)의 배출홈(250)이 서로 만나면서 1차적인 곡물의 마쇄가 진행되고,

동시에 고정맷돌(100)의 6개의 원형 마쇄배출홈(160)과 회전맷돌(200)의 6개 의 배출홈(250)의 단부가 만나면서 1차적으로 부셔진 곡물을 다시 곱게 2차적으로 분쇄하면서 배출되어 상, 하부 수평마쇄면(140,240)에 조절된 간극을 통하여 배출된다.

물론 이러한 과정은 순식간에 진행되는 것으로 상기 마쇄과정은 이해를 돕기위해 1, 2 마쇄단계를 분리해서 설명한 것으로 이해되어야 할 것이다.

그리고 이러한 과정에서 상기 회전맷돌(200)의 상부 수평마쇄면(240)에 회전방향의 사선방향으로 다수개 성형 된 공기흐름홈(260)은 공기의 흐름을 원활하게 순환하여 상기 고정맷돌(100)의 하부 마쇄면(140)과 회전맷돌(200)의 상부 마쇄면(240) 사이의 간극에 배출되는 마쇄곡물을 원활하게 배출함과 동시에 공냉효과를 제공하여 냉각하는 효과로 발생하는 마찰열의 냉각작용을 하게 된다.

도 1은 본 발명의 맷돌시스템이 적용된 분쇄기의 단면 구성도.

도 2 및 도 3은 도 1의 발췌 확대도로서, 본 발명의 맷돌시스템의 설치상태 단면도 및 간극 조절작동도.

도 4는 본 발명의 맷돌시스템의 사시도.

도 5는 본 발명의 맷돌시스템의 구성을 보여주는 도면으로서, 고정맷돌의 단면도 및 저면도와 회전맷돌의 평면도와 단면도를 도시한 도면

도 6은 본 발명의 맷돌시스템의 회전맷돌과 고정맷돌이 구성요소 결합상태를 도시한 평면도

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100: 고정맷돌 110: 홈형 경사마쇄면

120: 곡물 유입공 130, 230: 요철환

140: 하부 수평마쇄면 150: 마쇄유도홈

160: 원형홈의 마쇄배출홈 200: 회전맷돌

210: 돌기형 경사마쇄면 220: 축공

240: 상부 수평마쇄면 250: 배출홈

260: 마쇄돌기 270: 공기흐름공

Claims (5)

1. 승강 조절되면서 곡물유입공과 동심원상으로 다수의 요철환이 형성된 홈형 경사마쇄면 및 하부 수평마쇄면을 형성한 고정맷돌과, 구동모터에 결합하는 축공과 상부 수평마쇄면 및 동심원상의 다수의 요철환이 형성된 돌기형 경사마쇄면과 120도 간격의 방사선상의 배출홈과 사선 상의 마쇄돌기를 돌출 구성한 회전맷돌로 구성 된 분쇄기용 맷돌시스템에 있어서,

   상기 홈형 경사마쇄면에 사선 상으로 성형 된 마쇄유도홈과, 최 외곽부분에 마쇄 배출홈이 성형 된 고정맷돌과,

   상기 마쇄 배출홈과 대응된 숫자로 상기 배출홈을 성형하여 된 회전맷돌로 구성된 것을 특징으로 하는 분쇄기용 맷돌시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 마쇄유도홈의 경사방향은 상기 회전맷돌의 마쇄돌기와 반대방향의 사선 상으로 성형 된 것을 특징으로 하는 분쇄기용 맷돌시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 고정맷돌의 마쇄 배출홈은 하부 수평마쇄면에서 홈형 경사마쇄면에 걸 쳐 원형홈으로 성형 되고, 상기 회전맷돌의 배출홈과 상기 고정맷돌의 마쇄배출홈은 일정간격을 갖고 대응된 6개로 성형 되어 구성된 것을 특징으로 하는 분쇄기용 맷돌시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 회전맷돌의 상부 수평마쇄면에는 사선 상의 공기흐름홈을 성형하여 구성 된 것을 특징으로 하는 분쇄기용 맷돌시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 회전맷돌의 직경은 상기 고정맷돌의 직경보다 작게 형성하여 상호 간의 하부 수평마쇄면과 상부 수평마쇄면 간의 간극에서 마쇄된 곡물의 배출이 용이하도록 된 것을 특징으로 하는 맷돌시스템.

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