KR101256152B1

KR101256152B1 - 소형 건초펠릿 제조장치

Info

Publication number: KR101256152B1
Application number: KR1020110119766A
Authority: KR
Inventors: 문병헌; 문병철; 신종서; 정철원; 김균학
Original assignee: (주)셀텍
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2013-04-19
Anticipated expiration: 2031-11-16

Abstract

본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치(1)는, 건초절단장치(10), 포집장치(20), 이송장치(30), 및 성형장치(40)를 포함한다. 성형장치(40)는, 상부 유입구(41a)와 하부 배출구(41b)를 구비하는 원통형 하우징(41); 하우징(41) 내에 수평으로 장착되고, 중심에 형성된 제1 중앙축공(42a)과 제1 중앙축공(42a)을 중심으로 환상 배치된 다수의 제1 압출성형구(42b)를 구비하는 원형의 제1 압출성형판(42); 제1 중앙축공(42a)을 통과해 수직으로 뻗은 구동축(43a), 구동축(43a)의 상단에서 횡으로 뻗은 제1 수평축(43b), 및 제1 압출성형판(42)의 상측에 환상의 제1 압출성형구(42b)를 따라 공전 가능하게 배치되고 제1 수평축(43b)에 자전 가능하게 설치된 제1 롤러(43c)를 구비하는 제1 가압롤러부(43); 제1 압출성형판(42)의 아래에 일정 간격을 두고 하우징(41) 내에 수평으로 장착되고, 중심에 형성된 제2 중앙축공(44a)과 제2 중앙축공(44a)을 중심으로 환상 배치된 다수의 제2 압출성형구(44b)를 구비하는 원형의 제2 압출성형판(44); 제2 중앙축공(44a)을 통과해 수직으로 뻗은 구동축(43a)의 중단에서 횡으로 뻗은 제2 수평축(45b), 및 제2 압출성형판(44)의 상측에 환상의 제2 압출성형구(44b)를 따라 공전 가능하게 배치되고 제2 수평축(45b)에 자전 가능하게 설치된 제2 롤러(45c)를 구비하는 제2 가압롤러부(45); 를 포함한다.

Description

소형 건초펠릿 제조장치{Compact Device for Making Hay Pellet}

본 발명은 건초펠릿 제조장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 사료용 건초를 펠릿 형상으로 성형하는 소형 건초펠릿 제조장치에 관한 것이다.

국내의 축산농가에서 사료로 소모되는 건초류는 대부분 수입에 의존하고 있고, 수입 건초류의 가격과 수급량은 국제 곡물가격에 밀접하게 영향을 받으며, 지구온난화로 인한 이상기후로 작황이 불안정하고 유가상승으로 인한 해상운반비의 인상 등 여러 가지 요인 때문에 건초가격은 꾸준하게 상승하고 있다.

이런 배경에서, 사료 공급원의 일환으로 유휴 경작지를 이용하여 사료로 사용할 수 있는 쥐보리(Italian rye grass), 청보리, 호밀 등의 경작이 권장되고 있고, 점차 확대되고 있는 추세이며, 아울러 벼농사에서 발생하는 볏짚을 사료 등으로 적극적으로 활용할 수 있도록 기술개발과 지원을 확대하고 있다.

국내에서 생산되고 있는 조사료(粗飼料)는, 보관과 운송의 편의를 위하여 사일리지(담근먹이, 다즙질 사료)의 형태로 주로 제조하고 있다. 사일리지는 가축의 기호성이 좋고 소화율도 높아 가축사료로서는 바람직하지만, 불필요한 수분을 75% 이상 포함하고 있어 운송비 면에서 불리하고, 또한 발효를 위하여 값비싼 미생물제를 투입해야 하고 외부공기와의 차단을 위하여 곤포형태로 밀봉해야 하는 등 여러 가지 복잡한 제조과정이 필요하다.

따라서 조사료를 재배하고 수출하는 대부분의 국가들은, 해상 운송비를 줄이고 관리가 용이하도록, 수확한 조사료를 건조 및 압착하여 부피를 최소하기 위한 다양한 방법들을 사용하는 바, 조사료를 건초펠릿이나 건초큐브로 성형하는 방법도 그 중에 한 가지 방법으로 활용되고 있다.
사일리지 형태의 가축사료에 관한 종래 기술의 예로서는, 대한민국 특허 제10-0961085호(2010. 05. 25. 등록)의 "건초를 이용한 발효사료(Ｓｉｌａｇｅ) 제조 방법"이 있고, 건초큐브나 건초펠릿으로 성형하는 것에 관한 종래 기술의 예로서는, 미국특허 제3,963,405호(1976. 06. 15. 등록)의 "건초큐빙장치", 미국특허 제4,122,767호(1978.10.31. 등록)의 "건초펠릿제조방법"이 있다.

조사료 재배 국가들은 주로 공장식으로 대량 생산 체계를 갖추고 건초펠릿이나 건초큐브를 양산하고 있는 바, 이는 자체 소비보다는 상업적인 판매를 목적으로 생산하는 것과 관련이 있다.

국내에서는 그동안 조사료를 자체적으로 생산하기 보다는 주로 수입에 의존하였고 상업적인 유통을 위한 재배가 보편적이지 아니하였으므로, 조사료를 펠릿이나 큐브로 가공하는 전문공장은 전무한 실정이며, 더불어 그 가공기계의 생산과 개발도 미미한 실정이다.

이와 같은 국내 상황을 고려할 때, 대량으로 건초펠릿이나 건초큐브를 생산하는 대규모 제조 장치보다는 농가에서 간편하게 사용할 수 있고 이동과 설치가 간단한 소형 장치의 필요성이 대두되고 있다.

조사료(건초)를 펠릿형태로 제조할 경우의 경제적인 측면에서는 가공비가 소요되는 단점이 있으나, 조사료의 부피를 줄여 운송비가 절감되고 장기보관이 가능하며 보관 면적이 적어져 효율적으로 관리할 수 있는 장점이 있다. 또한 각종 식품 부산물이나 한약제 등의 부산물을 건초펠릿의 원료에 추가할 경우, 사료원가를 절감할 수 있으면서 브랜드 축산물 개발이나 유기농 사료등 소량의 특수사료 개발에 적용할 수 있다.

가축의 영양적인 측면에서는 건초펠릿은 마찰력 때문에 건초의 입자가 너무 미세하게 파쇄되어 반추가축의 사료로 급여할 경우에는 건초 사료로서 물리적 효과가 떨어지는 단점은 있지만, 돼지와 같은 단위동물에는 섬유질 사료원료로서 공급할 수 있는 장점이 있다.

따라서 반추동물을 위한 사료로서는 상대적으로 전력비가 많이 소모되는 펠릿 성형이 불리하지만, 단위동물을 위한 섬유질 사료나 특정한 목적의 사료로 사용하기 위해서는 건초펠릿의 유용성은 여전히 존재한다.

본 발명의 목적은 조사료로서의 건초를 가공하는 과정에 관련된 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사료공장과 같은 대규모 시설이 아닌 일반 축산농가와 같은 소규모 공간에 설치하여 건초를 펠릿 형상으로 성형할 수 있는 간단하고 이동과 설치 및 사용이 편리한 장치를 제공함으로써, 축산농가가 직접 건초를 건초펠릿으로 가공할 수 있도록 함과 아울러, 사료용으로 그 경작이 확대되고 있는 작물들의 사료로서의 활용도를 더욱 높이고, 또한 단위동물용 섬유질 사료나 유기농 사료 등 특수목적의 사료를 위한 건초펠릿을 제공할 수 있도록 하고자 하는 것이다.

본 발명에 따라, 소형 건초펠릿 제조장치가 제공된다.

본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치는, 투입된 건초를 일정 길이로 절단하는 건초절단장치; 절단된 절단건초를 포집하는 포집장치; 상기 포집장치에 포집된 상기 절단건초를 이송하는 이송장치; 및 상기 이송장치로부터 이송된 상기 절단건초를 펠릿형상의 건초펠릿으로 성형하는 성형장치; 를 포함한다.

상기 성형장치는, 하우징, 제1 압출성형판, 제1 가압롤러부, 제2 압출성형판, 및 제2 가압롤러부를 포함한다.

상기 하우징은, 원통형이며, 상기 이송장치로부터의 상기 절단건초가 유입되는 상부 유입구와 상기 건초펠릿이 배출되는 하부 배출구를 구비한다.

상기 제1 압출성형판은, 원형이며, 상기 하우징 내에 수평으로 장착되고, 중심에 형성된 제1 중앙축공과 상기 제1 중앙축공을 중심으로 환상 배치된 다수의 제1 압출성형구를 구비한다.

상기 제1 가압롤러부는, 상기 제1 중앙축공을 통과해 수직으로 뻗은 구동축, 상기 구동축의 상단에서 횡으로 뻗은 제1 수평축, 및 상기 제1 압출성형판의 상측에 환상의 상기 제1 압출성형구를 따라 공전 가능하게 배치되고 상기 제1 수평축에 자전 가능하게 설치된 제1 롤러를 포함하며, 상기 구동축이 회전하면 상기 제1 롤러가 환상의 상기 제1 압출성형구를 따라 공전 및 자전하면서 상기 제1 압출성형판의 상면에 낙하된 상기 절단건초를 상기 제1 압출성형구로 가압하여 상기 절단건초를 미세하게 파쇄한다.

상기 제2 압출성형판은, 원형이고, 상기 제1 압출성형판의 아래에 일정 간격을 두고 상기 하우징 내에 수평으로 장착되고, 중심에 형성된 제2 중앙축공과 상기 제2 중앙축공을 중심으로 환상 배치된 다수의 제2 압출성형구를 구비한다.

상기 제2 가압롤러부는, 상기 제2 중앙축공을 통과해 수직으로 뻗은 상기 구동축의 중단에서 횡으로 뻗은 제2 수평축, 및 상기 제2 압출성형판의 상측에 환상의 상기 제2 압출성형구를 따라 공전 가능하게 배치되고 상기 제2 수평축에 자전 가능하게 설치된 제2 롤러를 포함하며, 상기 구동축이 회전하면 상기 제2 롤러가 환상의 상기 제2 압출성형구를 따라 공전 및 자전하면서 상기 제2 압출성형판의 상면에 낙하된 상기 파쇄건초를 상기 제2 압출성형구로 가압하여 펠릿 형상으로 성형되게 한다.

바람직하게, 상기 제1 가압롤러부의 상기 제1 수평축과 상기 제1 롤러 및 상기 제2 가압롤러부의 제2 수평축과 상기 제2 롤러는, 각각 상기 구동축을 중심으로 180도 간격으로 2개 또는 120도 간격으로 3개가 형성되어 있다.

바람직하게, 상기 건초절단장치는, 상기 건초가 투입되는 투입구와 투입된 상기 건초를 일정 길이로 절단하는 방사형으로 날이 배치된 회전날을 포함하고, 상기 회전날의 회전에 의해 발생한 바람에 의해 상기 절단건초를 상기 포집장치로 비산시킨다.

바람직하게, 상기 포집장치는, 상기 건초절단장치로부터 비산되어 수집된 상기 절단건초를 상기 이송장치로 배출하는 하측의 절단건초배출구와 상기 건초절단장치로부터 유입된 바람을 외부로 배출시키는 상측의 공기배출구를 포함한다.

바람직하게, 상기 제1 압출성형판과 상기 제2 압출성형판은 두께가 각각 3cm-5cm이다.

바람직하게, 상기 제1 압출성형구의 직경은 6mm-7mm 이고, 상기 제2 압출성형구의 직경은 4mm-7mm 이다.

바람직하게, 상기 제1 압출성형구와 상기 제2 압출성형구의 상측 입구에는 깊이 1mm-3mm 부터 상기 입구까지 30도 내지 50도로 확개된 상광하협의 제1 도입부와 제2 도입부가 각각 형성되어 있다.

바람직하게, 상기 이송장치는 상기 포집장치에 포집된 상기 절단건초를 상기 성형장치로 이송하는 스크루컨베이어이다.

본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치에 의하면, 사료공장과 같은 대규모 시설이 아닌 일반 축산농가와 같은 소규모 공간의 필요한 곳으로 이동 및 설치하여 축산농가가 직접 간편하게 건초를 건초펠릿으로 가공할 수 있으므로, 사료용으로 그 경작이 확대되고 있는 작물들의 사료로서의 활용도를 더욱 높일 수 있고, 단위동물용 섬유질 사료나 유기농 사료 등 특수목적의 사료를 위한 건초펠릿을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 예시적인 소형 건초펠릿 제조장치의 측면도,
도2는 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치에 적용되는 성형장치의 부분절단 측면도,
도3은 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치에 적용되는 예시적인 성형장치의 부분절단 사시도,
도4는 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치에 적용되는 예시적인 압출성형판의 사시도, 평면도 및 단면도,
도5는 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치에 적용되는 예시적인 성형장치의 부분 상세도,
도6은 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치에 의해 제조된 건초펠릿의 사진도면.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치를 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

도1과 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치(1)는, 전체적으로 건초절단장치(10), 포집장치(20), 이송장치(30) 및 성형장치(40)를 포함한다.

상기 건초절단장치(10)는 수확한 쥐보리, 청보리, 호밀 등과 같은 건초를 건초펠릿로 성형하기 적당한 길이(예, 1cm-5cm)로 절단하기 위한 장치로서, 건초를 일정 길이로 절단할 수 있는 장치라면 특히 제한되지 아니한다.

바람직하게, 건초절단장치(10)로는, 도1에 도시된 바와 같이, 건초를 투입하기 위한 투입구(11)와 투입된 건초를 일정 길이로 절단하도록 다수의 날이 방사형으로 배치된 회전날(12)을 구비한 절단장치를 사용할 수 있다. 이와 같은 형식의 절단정치는 다른 목적의 일부 농기구에 널리 적용되고 있는 장치로서, 본 발명에 맞게 적용할 수 있다.

본 발명의 건초펠릿 제조장치(1)에 회전날(12)을 구비한 건초절단장치(10)를 적용하면 회전날(12)의 회전으로 인해 발생한 바람에 의해 절단건초를 포집장치(20) 쪽으로 비산시켜 보낼 수 있어 바람직하다.

상기 포집장치(20)는 건초절단장치(10)에 의해 절단된 절단건초를 포집(수집)하는 장치이다. 도1에 도시된 구체예의 경우, 포집장치(20)는 절단건초배출구(21)와 공기배출구(22)를 구비한다.

절단건초배출구(21)는 건초절단장치(10)로부터 비산되어 포집장치(20)에 수집된 절단건초가 이송장치(30)로 배출되도록 포집장치(20)의 하측에 형성된 배출구이다.

공기배출구(22)는 건초절단장치(10)의 회전날(12)이 절단건초를 비산시키면서 절단건초와 함께 포집장치(20)로 유입된 바람이 외부로 자연스럽게 배출되도록 포집장치(20)의 상측에 형성된 배출구이다.

포집장치(20)로의 절단건초의 수집에 건초절단장치(10)로부터의 바람만을 이용할 경우, 절단건초의 수집이 불충분할 수 있는 바, 도1에 도시된 바와 같이, 포집장치(20)에는 송풍장치(23)를 부가하여 건초절단장치(10)와 협력하여 절단건초가 포집장치(20)에 수집되도록 할 수 있다. 이로써 포집장치(20)에는 절단건초가 남게 되고 바람은 필터를 통해 외부로 배출되게 된다.

상기 이송장치(30)는 포집장치(20)에 포집된 절단건초를 상기 성형장치(40)로 이송하는 장치이다.

본 발명에 적용하는 이송장치(30)는 포집장치(20)에 수집된 절단건초를 성형장치(40)로 이송할 수 있는 장치라면 특히 제한되지 아니하며, 도1에 도시된 구체예의 경우 스크루컨베이어를 적용한 예이다.

스크루컨베이어(30)를 적용하면 스크루의 회전속도(이송속도)를 적절히 조절함으로써 성형장치(40)의 성형속도에 맞게 절단건초를 성형장치(40)에 적절히 공급할 수 있다.

상기 성형장치(40)는 이송장치(30)로부터 이송된 절단건초를 펠릿형상의 건초펠릿으로 성형하는 장치이다. 본 발명에 적용하는 성형장치(40)는, 도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 하우징(41), 제1 압출성형판(42)과 제1 가압롤러부(43), 및 제2 압출성형판(44)과 제2 가압롤러부(45)를 포함한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 소형 건초펠릿 제조장치(1)에 적용되는 성형장치(40)는 상하의 이중 구조로 형성되어 있으며, 성형장치(40)를 상하 이중구조로 형성한 것은, 건초절단장치(10)에서 절단된 절단건초는 그 길이(예, 1cm-5cm)가 매우 불규칙하여 단일 공정으로 압축하여 성형하면 압축력을 받아도 잘 뭉쳐지지 않게 되고, 결과로 성형된 건초펠릿의 강도와 내구력이 불량할 뿐만 아니라 가루가 많이 발생하는 문제점이 있기 때문이다.

이런 이유로 본 발명의 소형 건초펠릿 제조장치(1)는 1단계로 제1 압출성형판(42)과 제1 가압롤러부(43)에서 우선 절단건초를 미세하게 파쇄한 후에 2단계로 제2 압출성형판(44)과 제2 가압롤러부(45)에서 파쇄건초를 건초펠릿으로 성형하는 이중의 과정으로 성형을 함으로써 건초펠릿의 생산성과 품질을 향상시키고 있다.

상기 하우징(41)은 상하로 개방되어 있고 내주면이 원통형인 부재로서, 상부에 형성된 유입구(41a)로는 이송장치(30)로부터 절단건초가 유입되고, 하부에 형성된 배출구(41b)로는 건초펠릿이 배출된다.

상기 제1 압출성형판(42)은 하우징(41)의 상부 쪽에 수평으로 장착되는 원판(예, 직경 30cm) 형상의 부재로서, 절단건초를 미세하게 파쇄하기 위한 틀로서 작용한다.

도4에 도시된 바와 같이, 제2 압출성형판(42)의 중심에는 제1 중앙축공(42a)이 관통되어 있으며, 제1 중앙축공(42a)은 후술하는 제1 가압롤러부(43)의 구동축(43a)이 동력전달 없이 통과하는 구멍이다.

제1 압출성형판(42)에는 다수의 제1 압출성형구(42b)가 형성되어 있는 바, 제1 압출성형구(42b)들은 제1 중앙축공(42a)을 중심으로 환상으로 다수개의 열로 배치되어 있다. 도시된 구체예의 경우 수백개의 제1 압출성형구(42b)가 제1 중앙축공(42a)을 중심으로 8개의 환으로 배치된 예이며, 제1 압출성형구(42b)의 개수와 환의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 압출성형구(42b)는 기본적으로 원형으로 형성하는 것이 바람직하며, 사각형이나 그 이상의 다각형으로 형성할 수도 있다.

바람직하게, 도4의 C에 도시된 바와 같이, 제1 압출성형구(42b)의 상측 입구에는 상광하협의 제1 도입부(42c)를 형성할 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.

제1 압출성형판(42)은 하우징(41)에 수평으로 장착하되 마찰력에 의해 제자리에서 회전하지 못하게 구속하는 것이 기본이지만, 제1 압출성형판(42)을 구속하지 아니하여 후술하는 제1 롤러(43c)가 회전하면 절단건초를 사이에 두고 마찰력이 발생하여 제1 압출성형판(42)도 피동적으로 약간 회전될 수 있도록 하는 것도 배제되지 아니한다.

도3과 도4에 도시된 구체예의 경우에는, 예를 들어 하우징(41)의 내주 둘레에 받침턱(41c)을 형성하여 그 위에 제1 압출성형판(42)을 올리고, 제1 압출성형판(42)의 외주 둘레에 볼트공(42d)을 형성하고 받침턱(41c)과의 사이에 상하로 고정볼트를 체결하고, 제1 압출성형판(42)의 외주에 요홈(42e)을 형성하여 하우징(41)의 외부로부터 고정볼트를 삽입 체결함으로써 제1 압출성형판(42)을 하우징(41)에 견고하게 고정하여 회전하지 못하도록 하는 예이다.

상기 제1 가압롤러부(43)는 제1 압출성형판(42)의 상면에 낙하된 절단건초를 제1 압출성형구(42b)로 가압하여 절단건초를 미세하게 파쇄하는 가압력을 제공하는 부재로서, 도3과 도5에 도시된 바와 같이, 구동축(43a), 제1 수평축(43b) 및 제1 롤러(43c)를 포함한다.

상기 구동축(43a)은 하우징(41)의 외부(하부)에 설치된 기어박스 등을 포함한 구동모터(48)에 의해 회전되는 축으로서, 하우징(41)의 아래로부터 수직으로 뻗어 제1 중앙축공(42a)을 통과한다.

상기 제1 수평축(43b)은 구동축(43a)의 상단에서 횡으로 뻗은 축으로서, 예를 들어 구동축 상단에 용접이나 나사결합 등으로 견고하게 고정한다.

도3의 구체예는 2개의 제1 수평축(43b)이 구동축(43a)을 중심으로 180도의 간격으로 수평으로 방사형으로 뻗어 있는 예이고, 도5의 구체예는 3개의 제1 수평축(43b)이 구동축(43a)을 중심으로 120도의 간격으로 수평으로 방사형으로 뻗어 있는 예이다. 제1 수평축(43b)이 1개인 경우와 4개인 경우도 본 발명의 범위를 벗어나는 것은 아니지만 성형장치(40)의 작동성과 생산성을 고려할 때 2-3개인 것이 바람직하다.

이와 같은 구동축(43a)과 제1 수평축(43b)은 마치 우산대와 우산살과 같은 관계로서 우산대를 회전시키면 우산살도 함께 회전하는 것과 같이 구동축(43a)을 회전시키면 제1 수평축(43b)도 일체로 회전하게 된다.

상기 제1 롤러(43c)는 제1 압출성형판(42)의 상측에 환상의 제1 압출성형구(42b)를 따라 공전(公轉) 가능하게 배치된 롤러로서, 제1 수평축(43b)의 끝단에 공회전(空回轉) 가능하게 장착되어 제1 수평축(43b)을 축으로 자전(自轉)한다. 설치되는 제1 롤러(43c)의 개수는 제1 수평축(43b)의 개수에 종속되므로 예를 들어 180도와 120도의 간격으로 2개 또는 3개가 바람직하다.

위와 같은 제1 가압롤러부(43)의 구성에 따라, 구동모터(48) 등에 의해 구동축(43a)이 회전하면 제1 압출성형판(42) 위에서 구동축(43a)으로부터 방사형으로 뻗은 제1 수평축(43b)이 회전하게 되고, 제1 수평축(43b)에 장착된 제1 롤러(43c)는 전체적으로 제1 수평축(43b)의 회전에 의해 제1 압출성형구(42b)를 따라 공전(公轉)하면서 자체적으로 제1 수평축(43b)을 축으로 자전(自轉)한다.

결국 제1 롤러(43c)는 공전과 자전에 의해 제1 압출성형판(42)의 상면에 낙하된 상기 절단건초를 제1 압출성형구(42b)로 가압하게 되며, 결과적으로 제1 압출성형구(42b)를 통과한 절단건초는 미세하게 파쇄된다.

제1 롤러(43c)의 표면에는, 도5에 도시된 바와 같이, 일정 간격으로 홈(43d)을 형성하여 절단건초를 효과적으로 밀어 넣도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 하우징(41)에 장착된 제1 압출성형판(42)과 제1 가압롤러부(43)는, 본 발명에 적용하는 이중의 성형장치(40)에서 1단계를 구성하는 부분으로서, 기본적으로 절단건초를 미세하게 파쇄하는 작용을 한다.

실질적으로 건초펠릿으로 성형하는 작용은, 이중의 성형장치(40)에서 제1 압출성형판(42)과 제1 가압롤러부(43)의 하부에 설치되는 2단계의 제2 압출성형판(44)과 제2 가압롤러부(45)에 의해 실현된다.

제2 압출성형판(44)과 제2 가압롤러부(45)의 구성은 일부 사이즈 정도를 제외하고 전술한 제1 압출성형판(42)과 제1 가압롤러부(43)와 실질적으로 동일하다.

상기 제2 압출성형판(44)도, 제1 압출성형판(42)과 마찬가지로, 예를 들어 하우징(41) 내의 받침턱(41c) 위에 수평으로 장착되되, 제1 압출성형판(42)으로부터 아래쪽으로 일정거리(제2 가압롤러부를 설치할 수 있을 정도의 충분한 거리)를 두고 설치되며, 중심에 관통 형성된 제2 중앙축공(44a)과 제2 중앙축공(44a)을 중심으로 환상 배치된 다수의 제2 압출성형구(44b)를 구비한다. 제2 압출성형판(44)의 제2 압출성형구(44b)의 상측 입구에도 바람직하게 도입부(44c)가 형성된다.

상기 제2 가압롤러부(45)는 제1 압출성형판(42)과 그 아래의 제2 압출성형판(44) 사이에 배치되며, 제2 가압롤러부(45)도, 제2 중앙축공(44a)을 통과해 수직으로 뻗은 구동축(43a)의 중단에서 횡으로 뻗은 제2 수평축(45b), 및 제2 압출성형판(44)의 상측에 환상의 제2 압출성형구(44b)를 따라 공전 가능하게 배치되고 제2 수평축(45b)에 자전 가능하게 설치된 제2 롤러(45c)를 포함한다.

따라서 구동축(43a)은 제1 및 제2 수평축(43b, 45b)이 상하로 일정한 간격을 두고 결합되는 공통의 축이다. 이로써 구동축(43a)이 회전하면 제1 롤러(43c)가 환상의 제1 압출성형구(42b)를 따라 공전 및 자전하는 것과 연동하여 제2 롤러(45c)도 환성의 제2 압출성형구(44b)를 따라 공전 및 자전하며, 결국 제1 압출성형판(42)의 상면에 낙하된 절단건초를 제1 압출성형구(42b)로 가압하여 파쇄하고, 제2 압출성형판(44)의 상면에 낙하된 파쇄건초를 제2 압출성형구(44b)로 가압하여 파쇄건초를 펠릿 형상으로 성형한다.

이상에서 성형장치(40)의 제2 압출성형판(44)과 제2 가압롤러부(45)를 설명함에 있어서 설명이 생략된 부분은 제1 압출성형판(42)과 제1 가압롤러부(43)의 설명을 참조할 수 있다.

성형장치(40)에 의해 가래떡처럼 성형되는 건초큐브는 성형장치(40)의 하측에 위치하는 커트장치(46)로 적절한 길이로 절단할 수 있다.

도3에 도시된 구체예의 경우에 커트장치(46)는 구동축(43a)에 결속되어 구동축과 일체로 회전하는 커트날을 예시한 것으로서, 커트날(46: 커트장치)은 제2 압출성형판(44)의 아래에서 회전하면서 성형된 건초큐브를 절단하며, 제2 압출성형판(44)과 커트날(46) 사이의 간격을 조절하면 커트되는 건초큐브의 길이를 조절할 수 있다.

커트장치(46)의 아래에는 적절한 회수장치(47)를 설치하여 생산된 건초큐브를 회수할 수 있다. 도3에 예시된 구체예는 커트날(46)의 아래에 구동축(43a)과 일체로 회전하여 건초큐브를 하우징(41)의 배출구(41b)로 유도하는 경사판(47a)을 설치하고 배출구(41b)에 슬라이드판(47b)을 형성한 예이다.

이런 커트장치(46)와 회수장치(47)는 본 발명의 특징과 직접적인 관련이 없고, 해당 기술분야의 장치를 본 발명에 맞게 적용하면 족하다.

또한, 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치(1)는, 대규모 공장에서 사용하기 위한 장치이기 보다는 농가에서 필요한 곳으로 용이하게 이동 및 설치하여 사용할 수 있는 소형 장치인바, 이를 위해 본 발명의 소형 건초펠릿 제조장치(1)는 지지프레임(50)에 일체로 장착하고, 지지프레임(50)에는 바퀴(51)를 설치하여 용이하게 이동하도록 할 수 있다.

본 발명자들의 실험에 의하면, 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치(1)에 의해 생산된 건초펠릿의 품질과 생산성은, 제1 및 제2 압출성형판(42, 44)의 두께, 제1 및 제2 압출성형구(42b, 44b)의 크기, 제1 및 제2 도입부(42c, 44c) 각도, 및 제1 및 제2 롤러(43c, 45c)의 회전력, 및 건초(절단건초)의 수분함량에 의해 영향을 받는다.

먼저, 본 발명자들의 실험에 의하면, 제1 및 제2 압출성형판(42, 44)은 두께(즉, 절단건초 또는 파쇄건초가 압력을 받으면서 통과하여 성형되는 거리)는 제1 및 제2 압출성형구(42b, 44b)의 직경에 따라 다소 차이가 있지만, 3cm-5cm인 것이 바람직하였다.

제1 및 제2 압출성형판(42, 44)의 두께가 상기 범위보다 지나치게 얇으면 압출성형 거리가 짧아져 건초펠릿의 생산속도는 빨라지지만 압축력이 약하여 건초가류가 발생하고 결과로 생성된 건초펠릿의 부스러짐 현상이 많아지게 되어 바람직하지 않았다. 반대로 제1 및 제2 압출성형판(42, 44)의 두께가 상기 범위보다 지나치게 두꺼우면 압출 거리가 길어지고 압축력이 과도하게 높아져 장치에 과도한 부하와 함께 고열 및 건초의 탄화 현상이 발생하게 되어 바람직하지 않았다.

또한, 본 발명자들의 실험에 의하면, 제1 압출성형구(42b)는 그 직경을 6mm-7mm 정도가 바람직하였다. 제1 압출성형구(42b)의 직경이 상기 범위보다 지나치게 작으면 처리량이 감소될 뿐만 아니라 마찰력이 높아져 수분의 증발이 너무 빨라지게 되고, 최종적으로 성형된 건초펠릿의 품질이 불량해지고 과도한 부가가 발생하는 원인이 되었다.

또한, 본 발명자들의 실험에 의하면, 제1 압출성형구(42b)에서 불완전하게 성형된 건초는 제2 압출성형구(44b)를 거치면서 완전한 건초펠릿으로 성형되는 바, 제2 압출성형구(44b)의 직경은 4mm-7mm 정도가 바람직하였다. 제2 압출성형구(44b)의 직경이 상기 범위보다 지나치게 작으면 과도한 부하가 발생하여 제2 압출성형구(44b)가 막히거나 마찰열 때문에 탄화되는 현상을 보였다. 그러나 제2 압출성형구(44b)의 직경의 상한은 목적하는 펠릿의 크기에 맞게 7mm 보다 더 크게도 할 수 있다.

또한, 본 발명자들의 실험에 의하면, 제1 및 제2 도입부(42c, 44c)는 제1 압출성형구(42b) 및 제2 압출성형구(44b)의 상측 입구에 1mm-3mm의 깊이부터 입구까지 최소 30도에서 최대 50도 정도로 확개하여 형성하는 것이 바람직하였다.

도4에서 제1 및 제2 압출성형구(42b, 44b)의 도입부(42c, 44c)를 상측 입구에 뿐만 아니라 하측 입구에도 대칭적으로 형성한 것은, 제1 및 제2 압출성형판(42, 44)을 상하를 뒤집어 장착해 사용할 수도 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치(1)는 제1 압출성형판(42)의 제1 압출성형구(42b)로 절단건초를 강제로 밀어 넣어 압출함으로써 절단건초를 파쇄하고, 파쇄건초를 다시 제2 압출성형판(44)의 제2 압출성형구(44b)로 강제로 밀어 넣어 최종적으로 건초펠릿을 성형하는 것인 바, 도입부(42c, 44c)들은 절단건초의 성형이 보다 더 원활하게 이루어지도록 하는 작용을 한다.

도입부(42c, 44c)의 각도를 상기 범위 보다 지나치게 좁게 하면 절단건초의 도입이 충분하지 않고 아울러 압출성형판(42, 44)과 롤러(43c, 45c)와 사이의 마찰시간이 길어져 절단건초가 미세하게 파쇄만 될 뿐 성형이 제대로 이루어지지 않았고, 반대로 도입부들의 각도를 상기 범위 보다 지나치게 넓게 하면 넓은 도입부로 도입된 많은 양의 절단건초가 좁은 압출성형구(42b, 44b)에서 병목 되어서 압축력이 증가함으로써 과도한 부가가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 본 발명자들의 실험에 의하면, 원료가 되는 건초(절단건초)의 수분함량이 15%-25%일 경우가 적합하였다. 수분함량이 상기 범위보다 지나치게 낮으면 절단건초(파쇄건초)가 뭉쳐지지 않아 압축력이 급격히 떨어짐에 따라 펠릿 형상으로 성형되지 않고 압출성형구(42b, 44b)를 통과해 버리는 가루가 많이 발생하고, 반대로 수분함량이 상기 범위보다 지나치게 높으면 결과로 성형된 건초펠릿의 성형 유지력이 낮아져서 성형 후에 펠릿 형상을 유지하지 못하고 무너지게 되는 문제가 있었다.

일반적으로 건초의 15%-25% 정도의 수분함량은 수확기에 자연적인 일조량을 이용하면 충분히 조절할 수 있는 수준이나, 상기 범위 보다 수분함량이 높은 건초는 추가적인 건조를 실행하여 사용할 수 있고, 상기 범위보다 수분함량이 낮은 건초는 인위적으로 스팀발생장치나 수분공급장치를 사용하여 수분을 첨가하거나 수분함량이 높은 다른 건초와 혼합하여 사용할 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치(1)를 건초에 적용하는 경우에 대해서 설명하였지만, 건초 이외에 사료가 될 수 있는 다른 농가부산물을 펠릿으로 성형하는 것에도 적용할 수 있음은 당연하다.

1: 본 발명에 따른 소형 건초펠릿 제조장치
10: 건초절단장치 11: 투입구
12: 회전날 20: 포집장치
21: 절단건초배출구 22: 공기배출구
30: 이송장치(스크루컨베이어) 40: 성형장치
41: 하우징 41a: 유입구
41b: 배출구 42, 44: 압출성형판
42a, 44a: 중앙축공 42b, 44b: 압출성형구
42c, 44c: 도입부 43, 45: 가압롤러부
43a: 구동축 43b, 45b: 수평축
43c, 45c: 롤러

Claims

투입된 건초를 일정 길이로 절단하는 건초절단장치(10);
절단된 절단건초를 포집하는 포집장치(20);
상기 포집장치(20)에 포집된 상기 절단건초를 이송하는 이송장치(30); 및
상기 이송장치(30)로부터 이송된 상기 절단건초를 펠릿형상의 건초펠릿으로 성형하는 성형장치(40); 를 포함하고,
상기 성형장치(40)는:
상기 이송장치(30)로부터의 상기 절단건초가 유입되는 상부 유입구(41a)와 상기 건초펠릿이 배출되는 하부 배출구(41b)를 구비하는 원통형 하우징(41);
상기 하우징(41) 내에 수평으로 장착되고, 중심에 형성된 제1 중앙축공(42a)과 상기 제1 중앙축공(42a)을 중심으로 환상 배치된 다수의 제1 압출성형구(42b)를 구비하는 원형의 제1 압출성형판(42);
상기 제1 중앙축공(42a)을 통과해 수직으로 뻗은 구동축(43a), 상기 구동축(43a)의 상단에서 횡으로 뻗은 제1 수평축(43b), 및 상기 제1 압출성형판(42)의 상측에 환상의 상기 제1 압출성형구(42b)를 따라 공전 가능하게 배치되고 상기 제1 수평축(43b)에 자전 가능하게 설치된 제1 롤러(43c)를 포함하고, 상기 구동축(43a)이 회전하면 상기 제1 롤러(43c)가 환상의 상기 제1 압출성형구(42b)를 따라 공전 및 자전하면서 상기 제1 압출성형판(42)의 상면에 낙하된 상기 절단건초를 상기 제1 압출성형구(42b)로 가압하여 상기 절단건초를 미세하게 파쇄하는 제1 가압롤러부(43);
상기 제1 압출성형판(42)의 아래에 일정 간격을 두고 상기 하우징(41) 내에 수평으로 장착되고, 중심에 형성된 제2 중앙축공(44a)과 상기 제2 중앙축공(44a)을 중심으로 환상 배치된 다수의 제2 압출성형구(44b)를 구비하는 원형의 제2 압출성형판(44); 및
상기 제2 중앙축공(44a)을 통과해 수직으로 뻗은 상기 구동축(43a)의 중단에서 횡으로 뻗은 제2 수평축(45b), 및 상기 제2 압출성형판(44)의 상측에 환상의 상기 제2 압출성형구(44b)를 따라 공전 가능하게 배치되고 상기 제2 수평축(45b)에 자전 가능하게 설치된 제2 롤러(45c)를 포함하고, 상기 구동축(43a)이 회전하면 상기 제2 롤러(45c)가 환상의 상기 제2 압출성형구(44b)를 따라 공전 및 자전하면서 상기 제2 압출성형판(44)의 상면에 낙하된 상기 파쇄건초를 상기 제2 압출성형구(44b)로 가압하여 펠릿 형상으로 성형되게 하는 제2 가압롤러부(45);
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 소형 건초펠릿 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 가압롤러부(43)의 상기 제1 수평축(43b)과 상기 제1 롤러(43c) 및 상기 제2 가압롤러부(45)의 제2 수평축(45b)과 상기 제2 롤러(45c)는, 각각 상기 구동축(43a)을 중심으로 180도 간격으로 2개 또는 120도 간격으로 3개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 소형 건초펠릿 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 건초절단장치(10)는, 상기 건초가 투입되는 투입구(11)와 투입된 상기 건초를 일정 길이로 절단하는 방사형으로 날이 배치된 회전날(12)을 포함하고, 상기 회전날(12)의 회전에 의해 발생한 바람에 의해 상기 절단건초를 상기 포집장치(20)로 비산시키는 것을 특징으로 하는, 소형 건초펠릿 제조장치.
제3항에 있어서,
상기 포집장치(20)는, 상기 건초절단장치(10)로부터 비산되어 수집된 상기 절단건초를 상기 이송장치(30)로 배출하는 하측의 절단건초배출구(21)와 상기 건초절단장치(10)로부터 유입된 바람을 외부로 배출시키는 상측의 공기배출구(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 소형 건초펠릿 제조장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 압출성형판(42)과 상기 제2 압출성형판(44)은 두께가 각각 3cm-5cm이고;
상기 제1 압출성형구(42b)의 직경은 6mm-7mm 이고, 상기 제2 압출성형구(44b)의 직경은 4mm-7mm 이고;
상기 제1 압출성형구(42b)의 상측 입구에는 깊이 1mm-3mm 부터 상기 입구까지 30도 내지 50도로 확개된 상광하협의 제1 도입부(42c)가 형성되어 있고;
상기 제2 압출성형구(44b)의 상측 입구에는 깊이 1mm-3mm 부터 상기 입구까지 30도 내지 50도로 확개된 상광하협의 제2 도입부(44c)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 소형 건초펠릿 제조장치.