KR101164341B1 - 롤을 가지는 원형베일 성형장치 - Google Patents

Abstract

롤을 가지는 원형베일 성형장치가 개시된다. 이 롤을 가지는 원형베일 성형장치는 일련의 롤을 포함하는 베일성형요소를 포함하며, 작물도입구의 직상부의 롤은 표면이 엠보싱으로 이루어진다. 이러한 구성에 의해 작물의 역류의 발생이 최대한 억제되고 작물의 유실이 최소화된다. 또한, 작물도입구 양측 단부까지 형성되는 오거스크류와 동일 축선 상에 설치되는 개선된 배열의 로터블레이드 쌍들을 구비함으로써 볏짚의 회전이송에 적합한 구성을 갖게 된다.

Description

롤을 가지는 원형베일 성형장치{ROUND BAIL FORMING APPARATUS HAVING ROLLS}

본 발명은 원형베일 성형장치에 관한 것으로서, 특히 볏짚의 원형베일의 성형에 적합한 롤을 가지는 원형베일 성형장치에 관한 것이다.

우리나라 조사료는 조사료와 농후사료 적정급여 비율 60 : 40에 알맞은 균형 있는 사료 급여체계로 고급 축산물을 생산하기 위하여 양질 조사료생산과 더불어 이용 활용도도 중요하다. 활용도를 높이기 위해서는 곤포할 수 있는 기계화가 중요하다. 일반적으로 베일러(baler) 또는 곤포기로 불리는 조사료 압축 및 결속장치는 수확을 한 후의 조사료용 작물을 정해진 형태로 압축 및 결속하여 베일(bale)로 성형하는 장치이다. 이렇게 성형된 베일은 일반적으로 베일러에서 배출되어 첨가제 처리 및 비닐감기 후 사일리지로 저장된다.

우리나라의 경우에는 2009년 현재 볏짚 생산량 약 500만톤 중 40%에 해당하는 200 내지 220만톤이 사료로 이용되고 있다. 특히 젖산균 등과 같은 첨가제 처리를 행함으로써 연간 두당 배합사료 약 500kg이 절감이 기대되고 있다. 따라서 베일러와 같은 기계장치를 이용한 볏짚의 사일리지 조제가 적극 권장되어야 한다.

한편, 베일러는 주로 유럽에서 생산되고 거의 완제품 형태로 수입되고 있는 실정이다. 따라서 이렇게 수입되는 베일러는 볏짚과 같은 국내 작물에 적합하지 않은 요소와 구조를 갖기 마련이고, 그로 인해 장치의 동작이 정지되어 작업이 지연되는 문제가 빈번하게 발생하고 있다.

구체적으로 살펴보면, 종래의 유럽형 원형 베일러의 경우에는 실린더형 배열로 장착된 일련의 롤이 전부 표면에 선형의 리브를 다수개 구비하고 있다. 이러한 선형 리브는 베일 성형을 위한 회전 시에 조사료용 작물이나 성형 중인 베일의 표면과의 높은 마찰력을 제공하는 역할을 수행한다. 그러나 롤과 롤 사이의 간격이 상대적으로 넓은 작물도입구의 바로 위의 롤의 표면에 형성된 리브는 오히려 그로 인해 작물이 작물도입구 쪽으로 역류하는 현상이 자주 발생한다. 이로 인해 작물의 손실이 발생하기도 하며, 심지어 장치의 동작이 멈추기도 한다. 또한, 최근의 로터블레이드를 채용하는 로터리 컨베이어는 오거스크류가 로터블레이드 축과 동일한 축선에 형성되고 있으며, 이러한 오거스크류는 대개 작물도입구와의 경계선, 즉 챔버의 폭을 넘어서는 형태를 취하고 있다. 결국 작물도입구의 양측 단부 부위에서 보다 강하게 회전 이송시키지 못하기 때문에, 볏짚과 같이 상대적으로 질긴 작물의 경우에 적합하지 않다.

또한 현재 국내로 도입되고 있는 원형 베일러는 중대형 크기를 갖기 때문에 특히 회전이송장치가 국내 생산의 볏짚에는 아주 적합하다고 할 수 없다. 더욱이, 기존의 국내 농가에서는 상대적으로 크기가 작은 사각 베일러를 많이 이용하였다. 따라서 대부분이 사각 베일러에 맞는 작은 트랙터를 구비한 상태이기 때문에, 수입되고 있는 중대형의 원형 베일러는 현재 소유하고 있는 트랙터로는 견인 및 베일링 작업이 곤란하며 새로 마력수가 큰 트랙터를 구입하여야 하는 실정이다. 이는 원형 베일러의 많은 장점에도 불구하고 실제 적용에 제약을 주는 문제점이기도 하다.

따라서 볏짚에 보다 적합한 원형베일 성형장치가 필요하다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 볏짚에 적합한 롤을 가지는 원형베일 성형장치를 제공한다.

본 발명은 조사료용 작물의 유실을 최소화할 수 있는 롤을 가지는 원형베일 성형장치를 제공한다.

본 발명의 롤을 가지는 원형베일 성형장치는: 주프레임; 상기 주프레임에 회동가능하게 결합되어 닫힘위치와 열림위치 간의 회동이 가능한 뒷문프레임; 상기 주프레임 및/또는 뒷문프레임의 측벽에 실린더형 배열 또는 궁형 배열로 회전가능하게 장착되는 일련의 롤을 포함하는 베일성형요소로서, 베일성형요소는 상기 주프레임 및/또는 뒷문프레임의 측벽과 더불어 원형 베일이 형성되는 챔버를 제공하고, 베일성형요소는 또한 상기 배열된 일련의 롤들 중에 전방의 하부 쪽에 위치한 롤들의 간격을 통해 작물도입구를 제공하며; 및 상기 작물도입구를 통해 작물을 상기 챔버로 공급하도록 설치되는 작물공급시스템을 포함하고, 상기 작물도입구의 직상부의 롤은 표면이 엠보싱으로 이루어진다.

여기서 일련의 롤 중에서 표면이 엠보싱으로 이루어진 상기 작물도입구의 직상부의 롤을 제외한 나머지 롤들은 표면에 길이방향으로 선형 돌출된 리브가 다수개 구비된다.

작물공급시스템은 지면 상에 있는 작물을 픽업하는 픽업부와 상기 픽업부로부터 전달받은 작물을 절단하여 상기 챔버로 이송하는 절단이송부를 포함한다.

여기서 절단이송부는: 상기 작물도입구의 전방에 상기 일련의 롤과 나란한 방향으로 배치된 축과, 상기 축의 회전 시 작물을 상기 작물도입구를 통해 상기 챔버로 이송하도록 상기 축 상에 또는 상기 축과 같이 회전하도록 설치된 부재 상에 배열 설치되는 다수개의 로터블레이드 쌍과, 상기 축의 회전 시 상기 작물도입구의 폭을 벋어나는 양쪽 외측 작물을 상기 작물도입구의 폭에 대응되는 범위 내로 이송하도록 상기 축 상에 또는 상기 축과 같이 회전하도록 설치된 부재 상에 설치된 좌측 및 우측 오거스크류를 포함하는 회전이송부; 및 상기 다수개의 로터블레이드 쌍의 전부 또는 일부 쌍의 블레이드들 사이에 커터날들이 배치되어, 각 커터날이 상기 다수개의 로터블레이드 쌍의 회전 시에 해당 로터블레이드 쌍과 협동하여 작물을 절단하도록 장착되는 커터를 포함한다.

바람직하게 좌측 및 우측 오거스크류는 실질적으로 상기 작물도입구의 양측 단부까지 설치된다.

바람직하게 상기 다수개의 로터블레이드 쌍 중에서 상기 좌측 오거스크류로부터 첫 번째 및 두 번째 쌍과 상기 우측 오거스크류로부터 첫 번째 및 두 번째 쌍은, 상기 좌측 및 우측 오거스크류로부터의 간격과 상호 간의 간격이 나머지 로터블레이드 쌍의 상호 간의 간격 보다 좁다.

본 발명의 롤을 가지는 원형베일 성형장치는 챔버 내부에서 베일 성형 중인 작물이 작물도입구로 역류하는 현상을 최대한 억제할 수 있는 효과가 있다. 따라서 역류로 인한 장치의 동작 정지를 최소화하고 작물의 유실의 발생을 최소화할 수 있다. 결과적으로 본 발명은 볏짚에 매우 적합한 롤을 가지는 원형베일 성형장치를 제공하는 효과를 거두게 된다. 따라서 국내의 사용자들이 기존의 트랙터와 함께 본 발명의 롤을 가지는 원형베일 성형장치를 이용하여 효과적인 베일 작업을 수행할 수 있게 된다.

도 1A 및 1B는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤을 가지는 원형베일 성형장치가 농용 트랙터에 연결된 상태를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤을 가지는 원형베일 성형장치를 나타내는 사시도.
도 3은 도 2의 측면도.
도 4는 도 2의 개략적인 측단면도.
도 5는 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 도 4의 주요부분을 확대하여 도시한 도면.
도 6은 도 2를 정면에서 바라본 개략적인 도면.
도 7A는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤을 가지는 원형베일 성형장치에 적용되는 작물도입구의 직상부의 롤을 나타내는 도면.
도 7B는 도 7A의 다른 예를 나타낸 도면.
도 8A는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤을 가지는 원형베일 성형장치에 적용되는 회전이송부를 나타내는 정면도.
도 8B는 도 8A의 사시도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 여기에서 조사료용 작물은 생초 및 건초를 포함하는 것으로써, 이하 명세서 전반에 걸쳐서 작물이라 함은 생초 및 건초를 포함하는 조사료용 식물을 모두 포함할 수 있다.

도 1A 및 1B는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형베일 성형장치가 농용 트랙터에 연결된 상태를 나타내는 도면으로서, 각각 뒷문프레임이 닫힌상태와 열린상태를 보여준다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형베일 성형장치를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 측면도이다. 도 4는 도 2의 개략적인 측단면도이다. 도 5는 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 도 4의 주요부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 6은 도 2를 정면에서 바라본 개략적인 도면으로서, 주요부분의 설명을 위해 일부요소들이 제거된 도면이다. 도 7A는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형베일 성형장치에 적용되는 작물도입구의 직상부의 롤을 나타내는 도면이다. 도 7B는 도 7A의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 8A는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형베일 성형장치에 적용되는 회전이송부를 나타내는 정면도이다. 도 8B는 도 8A의 사시도이다.

도 1A, 1B, 2, 및 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형베일 성형장치(100)는 히치부(162)를 통해 농용 트랙터(200)에 견인되어 이동하고, 각 요소의 구동력 또한 트랙터(200)로부터 기어박스(164)로 전달받는다. 이러한 원형베일 성형장치(100)는 논이나 밭에서 이동하면서 지면에 놓인 볏짚과 같은 작물을 픽업하여 베일을 성형하고 결속한 후 도 1B에서와 같이 뒷문을 열어서 베일(미도시)을 배출한다. 결속된 원형 베일은 통상 야외 현장에서 비닐감기(wrapping)되어 사일리지로 저장된다. 이와 같은 원형베일 성형장치는 기존의 사각 베일러를 이용할 때 보다 노동력이 대폭 절감되고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형베일 성형장치(100)는, 도 1A 내지 도 5에서 잘 보이는 바와 같이, 주프레임(110)과 뒷문프레임(120)을 포함한다. 일반적으로 주프레임(110)은 한 쌍의 바퀴(150)에 의해 지지된 상태이고, 뒷문프레임(120)은 주프레임(110)에 회동가능하게 결합되어 닫힘위치와 열림위치 간의 회동이 가능하다. 원형베일 성형장치(100)는 닫힌 상태에서 베일을 성형, 결속하고 나서 뒷문프레임(120)을 열어 성형된 베일을 배출한다. 뒷문프레임(120)의 여닫음은 유압실린더(미도시)와 같은 통상적인 장치에 의해서 이루어질 수 있으며 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

주프레임(110)과 뒷문프레임(120)의 측벽에는 실린더형 배열의 일련의 롤(130, 130F 및 130L)이 베일성형요소로서 장착된다. 도시한 바람직한 실시예는 베일성형요소로서 실린더형 배열로 장착되는 일련의 롤(130, 130F 및 130L)이 구비된다. 이러한 실린더형 배열의 롤과 프레임들(110 및 120)의 측벽은 고정된 크기의 고정 챔버(140)를 제공한다.

그러나 본 발명은 도시된 실시예에 제한되지 않고 본 발명의 다른 예에서는 일부의 롤 배열과 다른 요소 예를 들어 체인이나 벨트가 혼용된 가변 챔버에도 적용될 수 있다. 이 경우에는 롤이 주프레임(110)에만 궁형(arcuate) 또는 아치형 배열로 장착될 수 있다.

도 4 및 5에서 알 수 있는 바와 같이, 일련의 롤들 중에서 전방의 하부 쪽에 위치한 롤들(130F 및 130L)의 간격을 통해 작물도입구(E)를 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형베일 성형장치(100)는 작물도입구(E)의 직상부의 롤(130L)의 표면이 엠보싱으로 이루어져 있으며, 이에 대해서는 아래에서 보다 더 상세하게 설명한다.

바람직한 실시예의 원형베일 성형장치(100)는 작물도입구(E)를 통해 챔버(140)로 작물을 공급하는 작물공급시스템(170)을 포함한다. 작물공급시스템(170)은 픽업부(180)와 회전이송부(190)로 이루어진다. 본 발명의 회전이송부(190)는 개선사항을 포함하고 있으며 이에 대해서는 후술한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형베일 성형장치(100)는 작물도입구(E)의 직상부의 롤(130L)이 엠보싱 롤이다. 이는 첫 번째 롤(130F)을 포함하여 나머지 롤(130)들이 전부 표면에 축방향의 선형으로 형성되는 리브(134)를 갖는 것과는 대조적이다. 특히 이러한 리브(134)는 롤(130)의 둘레를 따라 다수개 배열된 형태를 가지며, 이들은 성형 중인 베일의 표면과 마찰력을 높이는 이(teeth) 역할을 수행함으로써 베일성형 작업을 원활하게 한다. 그러나 작물도입구(E)의 직상부의 롤(130L)은 나머지 다른 롤들과 같이 표면에도 선형의 리브가 형성될 경우에는 자주 문제를 일으키게 된다. 이를 테면 작물도입구(E)로 인해 그 다음의 롤인 첫 번째 롤(130F)이 상당히 이격된 상태이기 때문에, 볏짚인 경우에 종래의 장치에서는 표면의 리브(134)들이 베일성형 중인 작물을 아래의 작물도입구(E)로 물고 나가는 현상이 자주 발생한다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시예는 작물도입구(E)의 직상부의 롤(130L)의 표면에 다수개의 돌출부(132)를 형성함으로써 엠보싱 표면을 구현한다. 이러한 엠보싱 표면은 성형중인 작물 및 베일의 표면에 적절한 마찰력을 제공하면서 위에서 설명한 작물의 역류 문제를 최소화할 수 있게 된다. 이러한 엠보싱 롤은, 도 7A 및 7B와 같이, 작물의 종류에 따라서 다양한 패턴을 가질 수 있고, 대략 반구의 정도의 돌출 크기를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어 작물이 가늘고 섬세한 경우에는 도 7B와 같이 성기게 돌출부(132)가 형성된 엠보싱 롤(131L)을 적용할 수 있다.

이하, 다시 본 발명의 원형베일 성형장치(100)에 적용된 작물공급시스템(170)을 설명한다. 작물공급시스템(170)은 지면 상에 있는 작물을 픽업하는 픽업부(180)와 픽업부(180)로부터 전달받은 작물을 절단하여 챔버(140)로 이송하는 절단이송부(190)로 이루어진다. 픽업부(180)는 다수개의 갈퀴(182)가 구비된 릴의 형태를 가질 수 있으며, 이러한 다수개의 갈퀴(182)들은 이격된 밴드(181) 사이에 배치된다. 픽업부(180)에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명의 원형베일 성형장치(100)는 작물공급시스템(170) 중의 절단이송부(190)에 개선사항을 포함하고 있다.

도 4, 5, 6, 8A, 및 8B를 참조하여, 절단이송부(190)는 픽업부(180)로부터 전달되는 작물을 회전 이송시키는 회전이송부(190)와 커터(193)를 포함한다. 회전이송부(190)는 픽업부(180)로부터 전달된 작물을 회전 이송하기 위한 다수개의 로터블레이드 쌍(191)과 작물을 안쪽으로 모아주는 좌측 및 우측 오거스크류(192L 및 192R)를 포함한다. 이러한 로터블레이드 쌍(191)들과 오거스크류(192L 및 192R)들은 하나의 축선(axis) 상에 설치된다. 즉, 도 8A에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 작물도입구(E)의 전방에 상기 일련의 롤(130, 130F 및 130L)과 나란한 방향으로 배치된 축(195) 상에 설치되거나 그 축(195)과 같이 회전하도록 설치되는 방법이 모두 가능하다. 이를 테면, 오거스크류(192L 및 192R)들은 코어(196)가 축(195)과 연결될 수 있다. 또한 로터블레이드 쌍(191)들은 오거스크류들의 코어(196)에 연결되거나 축(195)에 연결된 파이프(197) 상에 형성될 수 있다.

좌측 및 우측 오거스크류(192L 및 192R)는 축(195)의 회전 시 작물도입구(E)의 폭(W)을 벋어나는 양쪽 외측 작물을 작물도입구(E)의 폭(W)에 대응되는 범위(W') 내로 이송하도록 형성된다.

좌측 및 우측 오거스크류(192L 및 192R)는 실질적으로 작물도입구(E)의 폭(W)에 대응되는 범위(W')의 각 경계선까지 설치된다. 다시 말해서 좌측 및 우측 오거스크류(192L 및 192R)는 범위(W')를 침범하지 않는 선까지 형성된다. 결국 좌측 및 우측 오거스크류(192L 및 192R)는 실질적으로 작물도입구(E)의 양측 단부까지 설치되는 것이다. 이는 후술되는 로터블레이드 쌍(191)들의 배열과 더불어 볏짚과 같이 길긴 작물의 회전 이송에 적합한 구성을 갖추게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형베일 성형장치(100)에 적용되는 다수개의 로터블레이드 쌍(191)은, 도 8A 및 8B에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 오거스크류(192L 및 192R)들에 가깝게 위치한 쌍들은 상대적으로 다른 것들에 비해 보다 더 짧은 간격을 갖는다. 보다 구체적으로, 다수개의 로터블레이드 쌍(191) 중에서 좌측 오거스크류(192L)로부터 첫 번째 및 두 번째 쌍과 우측 오거스크류(192R)로부터 첫 번째 및 두 번째 쌍은, 좌측 및 우측 오거스크류로부터의 간격(A)과 상호 간의 간격(B)이 나머지 로터블레이드 쌍의 상호 간의 간격 보다 좁다. 이러한 구성은 상술한 바와 같이, 오거스크류(192L 및 192R)들의 구성과 더불어 볏짚과 같이 상대적으로 질긴 작물에 더 적합하다고 할 수 있다. 즉, 볏짚과 같이 질긴 작물은 작물도입구와 오거스크류의 경계선 부근에서 상대적으로 더 큰 회전력을 부여할 필요가 있다. 나아가 본 발명의 원형베일 성형장치(100)는 이상과 같은 오거스크류의 구성과 더불어 9개의 로터블레이드 쌍(191)의 배열이 약 1m 내외의 키를 갖는 볏짚의 절단 및 회전 이송에 적합하다고 할 수 있다.

도 4 내지 6을 보면, 다수개의 로터블레이드 쌍(191)의 전부 또는 일부 쌍의 블레이드들 사이에, 커터날들이 배치되도록 커터(193)가 장착된다. 커터(193)의 각 커터날은 다수개의 로터블레이드 쌍(191)의 회전 시에 해당 로터블레이드 쌍과 협동하여 작물을 절단하게 된다.

본 발명의 회전이송부(190)는 스크래퍼(194)를 더 포함한다. 이 스크래퍼(194)는 로터블레이드 쌍(191)들의 사이사이의 파이프(197)에 감기는 작물을 스크랩핑한다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

100:원형베일 성형장치 110:주프레임 120:뒷문프레임
130:롤 130F:첫 번째 롤 130L:작물도입구의 직상부의 롤
132:돌출부 134:리브 140:챔버
150:바퀴 162:히치부 164:기어박스
170:작물공급시스템 180:픽업부 181:밴드
182:갈퀴 190:절단이송부
191:로터블레이드 쌍 192L:좌측 오거스크류
192R:우측 오거스크류 194:스크래퍼
195:축 196:오거스크류 코어
197:파이프 E:작물도입구

Claims (3)

1. 롤을 가지는 원형베일 성형장치로서:
   주프레임;
   상기 주프레임에 회동가능하게 결합되어 닫힘위치와 열림위치 간의 회동이 가능한 뒷문프레임;
   상기 주프레임 및 뒷문프레임의 측벽에 실린더형 배열 또는 궁형 배열로 회전가능하게 장착되는 일련의 롤을 포함하는 베일성형요소로서, 베일성형요소는 상기 주프레임 및 뒷문프레임의 측벽과 더불어 원형 베일이 형성되는 챔버를 제공하고, 베일성형요소는 또한 상기 배열된 일련의 롤들 중에 전방의 하부 쪽에 위치한 롤들의 간격을 통해 작물도입구를 제공하며; 및
   상기 작물도입구를 통해 작물을 상기 챔버로 공급하도록 설치되는 작물공급시스템을 포함하고,
   상기 작물도입구의 직상부의 롤은 표면이 엠보싱으로 이루어지고,
   상기 일련의 롤 중에서 표면이 엠보싱으로 이루어진 상기 작물도입구의 직상부의 롤을 제외한 나머지 롤들은 표면에 길이방향으로 선형 돌출된 리브가 다수개 구비된 것인
   롤을 가지는 원형베일 성형장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 직상부의 롤의 엠보싱 표면은 다수개의 반구 형상 돌출부로 이루어지는 것인, 롤을 가지는 원형베일 성형장치.
   

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