KR101559135B1 - 이송 스크류를 이용한 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치 - Google Patents

이송 스크류를 이용한 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 곡물을 저장하는 호퍼형 사일로, 호퍼형 사일로 내에 설치되며, 이송 스크류를 통하여 하부에 저장된 곡물을 상부로 이송시키는 곡물 이송부, 상기 이송 스크류를 회전시키기 위하여 호퍼형 사일로의 외부 수직하부에 위치한 구동부 및 곡물을 외부로 배출하는 곡물 배출부를 포함하는 이송 스크류를 이용한 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 저장된 곡물의 부패 등 변질을 방지하기 위하여 사일로 내부에서 곡물을 연속적으로 순환시킴으로써 종래와 같은 호퍼형 사일로 내에 배출되지 않은 곡물이 존재하는 데드존이 생기지 않고 호퍼형 사일로 내의 곡물 전체를 순환시킴으로써 곡물의 품질을 장기간 유지할 수 있는 장점이 있다.

Description

이송 스크류를 이용한 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치{APPARATUS FOR CIRCULATING GRAIN BY SCREW IN HOPPER TYPE SILO}
본 발명은 곡물 순환장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 곡물을 장기간 저장하기 위하여 호퍼형 사일로에서 곡물을 순환시킬 수 있는 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치에 관한 것이다.
수확한 곡물의 건조와 저장은 시장의 수요와 공급시기에 따라 최고의 품질을 유지하여 출하할 수 있도록 유통, 판매전략 수립에 필수 고려사항이다. 곡물 순환장치는 수확한 콩, 옥수수, 벼 등의 곡물을 장기간 저장시 변질, 부패, 충해 및 풍해 등을 방지하기 위하여 사일로(silo)에 저장하고 저장된 곡물을 순환하는 장치이다.
곡물 순환장치는 단열장치 또는 냉각장치를 통하여 사일로내의 온도와 상대습도 등을 유지함으로써 저장 기간동안 곡물의 품질을 유지할 수 있다. 한편 곡물 순환장치는 사일로내에 저장된 곡물을 배출하고 다시 투입하여 곡물을 순환시킴으로써 곡물의 변질을 방지할 수 있다. 장기간 곡물을 저장할 수 있는 대형용기인 사일로는 하부가 평평한 원통형 사일로 또는 하부가 깔대기 모양의 호퍼형 사일로로 구분할 수 있다.
상기 원통형 사일로는 사일로 바닥이 평평항 형태로, 원통형 사일로 내 저장 곡물의 부패를 방지하기 보다는 곡물을 섞어 교반하는 작업을 수행한다. 따라서 원통형 사일로내 곡물 저장기간이 길어지거나 곡물의 온도가 높아질 것을 대비하여 다른 원통형 사일로로 이동 저장하는 이고작업을 실시해야만 한다.
도 1은 호퍼형 사일로에서 곡물 순환없이 곡물을 배출하는 곡물 배출도이다. 도 1을 참고하면, 호퍼형 사일로내에 저장되어 있는 곡물(S1)은 곡물 배출부(1)의 개방에 따라 외부로 배출된다. 계속적으로 사일로내의 곡물은 곡물 배출부(1) 수직 상부영역에 있는 곡물이 먼저 배출되어 빈 공간(E)이 되고 최종적으로 곡물 배출부 측면영역에 있는 곡물(S2)이 배출되어 사일로 내에 곡물은 전부 배출되어 빈 공간(E)이 된다. 호퍼형 사일로 내의 곡물을 완전히 배출하여 저장하기 위하여는 별도의 또 다른 호퍼형 사일로로 이동하는 이고작업을 수행해야 하므로 별도의 호퍼형 사일로를 설치하기 위하여 설비 비용이 증가한다.
본 발명과 관련된 선행기술로 대한민국공개특허공보 제10-1999-0080472호의 곡물건조장치가 개시되어 있다. 상기 선행기술은 복수개의 지지대에 의해 지면으로 부터 상승된 위치에 설치된 호퍼 빈과, 곡물투입용 호퍼가 하단부에 제공되고 그로부터 곡물을 호퍼 빈의 상부로 송급하여 투입하거나 선택적으로 외부로의 하역을 위하여 배출하는 곡물승강수단, 상기 곡물승강수단과 함께 호퍼 빈에 저장된 곡물을 순환시켜 건조하도록 그 하단부에 형성된 배출구측과 곡물승강수단 사이에 제공되어 배출구로 부터 배출되는 곡물을 승강수단으로 송급하는 이송수단, 상기 호퍼 빈의 내부공간에 적재된 곡물을 균일하게 건조시키도록 송풍기로 부터 송풍되는 공기가 호퍼 빈의 내부공간의 하부로부터 인입되도록 하는 송풍수단을 포함하고 있다.
그러나 상기 선행기술은 곡물을 곡물승강수단을 통하여 호퍼 빈(호퍼형 사일로)의 상부로 송급하여 투입함에 따라 연속적인 순환과정시 호퍼 빈 내부에 곡물이 배출되지 않은 데드존이 발생할 수 밖에 없다. 이러한 데드존에 있는 곡물은 순환되지 않으므로 부패 등 변질되어 곡물 품질에 악영향을 미친다. 또한 호퍼형 사일로는 이고 작업을 거치지 않고 호퍼형 사일로 자체적으로 곡물을 순환하여 저장하는 저장장치는 개시되어 있지 않다.
따라서 호퍼형 사일로에서 곡물의 연속적인 순환시 사일로 내부에 있는 곡물 전부가 배출되어 다시 투입됨으로써 곡물의 품질을 장기간 유지할 수 있는 곡물 순환장치의 개발이 필요하다.
대한민국공개특허공보 제10-1999-0080472호(1999.11.05)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 호퍼형 사일로 내부에서 곡물을 연속적으로 순환시킬 수 있는 이송 스크류를 이용한 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예인 이송 스크류를 이용한 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치는 곡물을 저장하는 호퍼형 사일로, 호퍼형 사일로 내에 설치되며, 이송 스크류를 통하여 하부에 저장된 곡물을 상부로 이송시키는 곡물 이송부, 상기 이송 스크류를 회전시키기 위하여 호퍼형 사일로의 외부 수직하부에 위치한 구동부, 버퍼 영역에 있는 곡물을 외부로 배출하는 곡물 배출부 및 호퍼형 사일로 하부에 설치되고, 곡물 조절판의 개폐를 조절하여 호퍼형 사일로 상부에 있는 곡물이 버퍼 영역에 투입되는 곡물의 양을 조절할 수 있는 곡물 순환량 조절부를 포함하며, 상기 버퍼 영역은 곡물 순환량 조절부와 곡물 배출부 사이에 곡물이 저장되는 영역인 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 이송 스크류에 의하여 이송 스크류 가이드 끝단으로 이송된 곡물을 수용하고, 수용된 곡물이 배출되는 다수의 분산 노즐이 형성된 곡물 수용통, 상기 곡물 수용통 내에 곡물을 분산 노즐로 밀어 넣어 곡물을 호퍼형 사일로 내부로 배출시키는 곡물 분산판을 포함하는 곡물 분산부를 더 포함하며, 상기 곡물 분산판은 이송 스크류 축의 일측과 연결되어 회전하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 저장된 곡물의 부패 등 변질을 방지하기 위하여 사일로 내부에서 곡물을 연속적으로 순환시킴으로써 종래와 같은 호퍼형 사일로 내에 배출되지 않은 곡물이 존재하는 데드존이 생기지 않고 호퍼형 사일로 내의 곡물 전체를 순환시킴으로써 곡물의 품질을 장기간 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한 호퍼형 사일로에서 데드존에 있는 곡물을 완전히 배출하기 위하여 또 다른 추가적인 호퍼형 사일로에 저장할 필요가 없음으로(즉 이고작업에 필요한 추가적인 사일로를 설치할 필요가 없음으로) 설비비용을 절감하는 장점이 있다.
도 1은 호퍼형 사일로에서 곡물 순환없이 곡물을 배출하는 곡물 배출도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물 순환장치의 하부 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물 순환량 조절부의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물 분산부의 구조도이다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치의 구성도이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치(1000)는 곡물을 저장하는 호퍼형 사일로(100), 호퍼형 사일로 내부에 설치되며, 하부에 저장된 곡물을 상부로 이송시키는 곡물 이송부(300), 상기 곡물 이송부의 이송 스크류를 회전시키는 구동부(200) 및 곡물을 외부로 배출하는 곡물 배출부(500)를 포함할 수 있다.
호퍼형 사일로(100)는 곡물 투입구로부터 곡물을 투입받아 장기간 저장할 수 있으며, 하부는 한쪽 입이 다른 쪽보다 큰 호퍼형상을 가질 수 있다.
호퍼형 사일로(100)는 저장된 곡물의 수분체크를 위한 수분 감지센서 및 온도센서가 내부에 설치될 수 있다. 또한 저장된 곡물의 저장시 또는 순환시 외기를 호퍼형 사일로(100) 내부로 인입하여 곡물 입자들 사이를 통과시켜 곡물을 건조시킬 수 있는 송풍기가 호퍼형 사일로(100)의 일측에 설치될 수 있다. 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치(1000)는 상기 수분 감지센서 및 온도센서로부터 호퍼형 사일로(100) 내부의 수분함량 및 온도를 감지하여, 송풍기의 동작을 제어하거나 곡물 이송부(300)를 구동시키는 구동부(200)를 제어할 수 있는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
곡물 배출부(500)는 곡물을 배출 또는 중단시키기 위하여 곡물 배출판에 의하여 개폐될 수 있다. 곡물 배출부(500)는 모터 또는 실린더에 의하여 슬라이드 방식으로 동작되는 곡물 배출판을 포함할 수 있으며, 곡물 매출을 위한 다양한 방식이 적용될 수 있다. 한편 곡물 배출부(500)는 호퍼형 사일로 수직 하부에 설치된 구동부(200)에 의하여 호퍼형 사일로의 측면으로 기울기를 가지는 배출경로를 형성할 수 있다.
곡물 이송부(300)는 나선형의 이송 스크류(320) 및 이송 스크류(320)를 가이드 하는 이송 스크류 가이드(310)를 포함하며, 이송 스크류(320)를 회전시키기 위하여 일단은 구동부(200)와 연결될 수 있으며, 타단은 곡물 분산부(400)의 곡물 분산판과 연결될 수 있다. 이송 스크류(320)의 축 회전 및 이송 스크류 가이드(310)는 호퍼형 사일로(100)의 프레임 또는 추가적인 지지물에 의하여 지지될 수 있음은 당연하다.
곡물 이송부(300)는 호퍼형 사일로(100)의 내부 중앙에 수직으로 설치될 수 있으며, 이에 따라 구동부(200)도 중앙 수직에 연장선상에서 호퍼형 사일로(100)의 외부에 설치될 수 있다. 곡물 이송부(300)와 구동부(200)의 설치위치는 호퍼형 사일로의 수직연장선상에 위치하는 것에 한정하지 않으며, 곡물 이송부(300)와 구동부(200)의 기어 등에 따른 다양한 연결구조에 따라 그 설치위치가 변경될 수 있다.
구동부(200)는 회전력을 발생하는 모터 등으로 이루어질 수 있으며, 이송 스크류의 회전수의 조절 및 높은 토크를 발생시키기 위하여 감속기 등을 포함할 수 있다. 구동부(200)는 곡물 이송부(300)의 하부에 위치하고, 호퍼형 사일로(100)의 외부 프레임에 지지될 수 있다. 상기 구동부(200)는 모터를 제어하기 위한 마이크로컨트롤러로 이루어진 제어부에 의하여 제어될 수 있다. 구동부(200)는 호퍼형 사일로 내부에 설치된 곡물 이송부(300)를 구동시키기 위하여 호퍼형 사일로 외부의 수직 하부에 위치할 수 있다.
여기서 곡물 순환장치(1000)는 호퍼형 사일로(100) 하부에 있는 곡물을 이송시 곡물의 다짐현상 방지 및 이송 스크류의 재가동시 역회전을 통하여 이송 스크류 가이드 내부에 있는 곡물을 배출할 수 있는 버퍼 영역이 형성될 수 있다. 또한 호퍼형 사일로(100) 상부에 있는 곡물이 상기 버퍼 영역에 투입되는 양을 조절하기 위하여 곡물 순환량 조절부(600)가 호퍼형 사일로 하부에 설치될 수 있다.
이하 곡물 순환량 조절부(600) 및 버퍼 영역에 있는 곡물의 이송시 발생하는 다짐현상 및 이송 스크류 재가동에 대한 설명은 도 3 및 도 4를 통하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물 순환장치의 하부 구조도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물 순환량 조절부의 구조도이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치(1000)는 곡물 순환량 조절부(600)을 더 포함할 수 있으며, 곡물 순환량 조절부(600)에 의하여 호퍼형 사일로 내부에서 공간적으로 분리되는 버퍼 영역(700)이 형성될 수 있다.
즉 호퍼형 사일로 하부는 곡물 순환량 조절부(600)에 의하여 버퍼 영역(700)으로 투입되는 곡물을 조절할 수 있으며, 곡물 배출부(500)를 통하여 상기 버퍼 영역(700) 즉 곡물 순환량 조절부와 곡물 배출부 사이에 곡물이 저장되는 영역에 있는 곡물을 호퍼형 사일로 외부로 배출할 수 있다.
예를 들어 곡물 순환량 조절부(600)가 없는 경우, 호퍼형 사일로 상부에 있는 곡물은 버퍼영역(700)으로 이동하고, 버퍼 영역(700)에 위치한 곡물은 이송 스크류가 회전함에 따라 이송 스크류 가이드가 개방된 영역으로 곡물 이송부(300) 내부로 유입되어 계속적으로 위로 이동된다. 여기서 곡물의 종류에 따라 다소 차이는 있으나 곡물이 벼인 경우, 다른 곡물에 비하여 다짐 계수가 매우 높아(즉 일정 공간에 곡물의 양이 다른 곡물보다 많음) 이송 스크류의 회전을 방해하는 힘으로 작용함으로써 곡물 이송부를 통하여 호퍼형 사일로 상부 영역으로 이송하는 것이 불가능할 수 있다.
따라서 곡물 순환량 조절부(600)의 곡물 조절판의 개폐 정도를 조절하여 호퍼형 사일로 상부에 있는 곡물이 버퍼 영역(700)으로 투입되는 곡물의 양을 조절할 수 있다. 따라서 곡물의 종류에 따라 곡물 이송부(300)가 원활하게 동작할 정도의 곡물의 양이 버퍼 영역(700)으로 투입가능하게 함으로써 호퍼형 사일로 하부에 있는 곡물을 상부로 이송할 수 있다.
한편, 곡물 순환작업이 완료되거나 순환작업 중 줄기, 목재, 플라스틱 등 저장 곡물에 혼입되어 있는 이물질 또는 정전, 모터의 손상 등에 의하여 이송 스크류의 가동이 중단될 수 있다. 이송 스크류의 가동이 중단되는 경우, 이송 스크류 가이드 내부에 남겨져 있는 곡물이 낙하하여 이송 스크류와 이송 스크류 가이드 사이에 끼임이 발생하여 다시 재가동시 구동부에 부하를 주어 이송 스크류의 재가동을 어렵게 할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 작업자는 버퍼 영역(700)으로 곡물이 계속적으로 투입되는 것을 방지하기 위하여 상기 곡물 순환량 조절부(600)를 닫고, 곡물 배출부(500)를 개방시켜 버퍼 영역(700)에 있는 곡물을 외부로 방출할 수 있다. 따라서 버퍼 영역(700)에 있는 곡물이 외부로 방출되어 여유 공간이 발생되므로 이송 스크류를 역회전시켜 이송 스크류 가이드 내에 있는 곡물을 곡물 수용 공간이 생긴 버퍼 영역(700)으로 방출한 후 다시 이송 스크류를 정회전하도록 동작시킬 수 있다. 이후 이송 스크류가 원활하게 정회전 되는 경우, 상기 곡물 순환량 조절부(600)를 개방시켜 곡물의 종류에 따라 버퍼 영역(700)으로 투입되는 곡물의 양을 조절함으로써 호퍼형 사일로 내부에 있는 곡물을 하부에서 상부로 원활하게 순환시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 곡물 순환량 조절부(600)는 호퍼형 사일로 상부에 있는 곡물을 버퍼 영역으로 투입 또는 차단시키기 위하여 수평 이동하는 곡물 조절판(610) 및 상기 곡물 조절판(610)을 구동시키기 위한 곡물 조절판 구동부(620)를 포함한다.
곡물 조절판 구동부(620)는 유압 또는 공압에 의한 실린더일 수 있으며, 실린더의 구동에 따라 수평 이동하는 피스톤 로드와 곡물 조절판(610)은 연결되어 곡물 조절판(610)은 수평이동될 수 있다. 또한 곡물 조절판 구동부(620)는 모터일 수 있으며, 모터의 회전에 의하여 모터축과 연결되는 스크류 바와 곡물 조절판(610)은 연결되어 곡물 조절판(610)은 수평이동될 수 있다. 여기서 상기 곡물 조절판 구동부(620)는 실린더 또는 모터에 제한되지 않으며, 다양한 구조를 가지고 곡물 조절판(610)과 연결되어 곡물 조절판을 수평이동시킴으로써 버퍼 영역(700)으로 투입되는 곡물의 양을 조절하기 위하여 닫히거나(S1) 또는 개방(S2)될 수 있다.
곡물 순환량 조절부(600)는 곡물 이송부(300)를 중심으로 양 옆으로 두 개의 곡물 조절판(610)이 설치될 수 있으며, 곡물 순환작업시 두 개의 곡물 조절판(610)을 모두 개방하여 버퍼 영역(700)으로 곡물이 투입되도록 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물 분산부의 구조도이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치(1000)는 곡물 분산부(400)를 더 포함할 수 있다. 곡물 분산부(400)는 이송 스크류(320)에 의하여 이송 스크류 가이드 끝단으로 이송된 곡물을 수용하고, 수용된 곡물이 배출되는 다수의 분산노즐(430)이 형성된 곡물 수용통(410), 상기 곡물 수용통 내에 곡물을 분산 노즐(430)로 밀어 넣어 곡물을 호퍼형 사일로 내부로 배출시키는 곡물 분산판(420)을 포함한다.
곡물 분산판(420)은 회전하는 이송 스크류(320) 축의 일측과 연결되어 회전함으로써 곡물 수용통(410)내로 이송되는 곡물을 분산 노즐(430)로 밀어 넣을 수 있다. 상기 곡물 분산판(420)은 회전 중심에서 끝으로 갈수록 점점 뽀죡해지는 나이프 형태로 이루어질 수 있다. 따라서 구동부의 힘에 의하여 회전하는 이송 스크류(320)와 곡물 분산판(420)을 직접 연결하여 회전시킴으로써 별도의 곡물 분산판을 회전시키는 장치가 필요없이 간편하게 상부로 이송된 곡물을 분산시킬 수 있다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100:호퍼형 사일로 200:구동부
300:곡물 이송부 310:이송 스크류 가이드
320:이송 스크류 400:곡물 분산부
410:곡물 수용통 420:곡물 분산판
430:분산 노즐 500:곡물 배출부
600:곡물 순환량 조절부 610:곡물 조절판
620:곡물 조절판 구동부 700:버퍼 영역
1000:곡물 순환장치

Claims (3)

  1. 곡물을 저장하는 호퍼형 사일로,
    호퍼형 사일로 내에 설치되며, 이송 스크류를 통하여 하부에 저장된 곡물을 상부로 이송시키는 곡물 이송부,
    상기 이송 스크류를 회전시키기 위하여 호퍼형 사일로의 외부 수직하부에 위치한 구동부,
    버퍼 영역에 있는 곡물을 외부로 배출하는 곡물 배출부 및
    호퍼형 사일로 하부에 설치되고, 곡물 조절판의 개폐를 조절하여 호퍼형 사일로 상부에 있는 곡물이 버퍼 영역에 투입되는 곡물의 양을 조절할 수 있는 곡물 순환량 조절부를 포함하며,
    상기 버퍼 영역은 곡물 순환량 조절부와 곡물 배출부 사이에 곡물이 저장되는 영역인 것을 특징으로 하는 이송 스크류를 이용한 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    이송 스크류에 의하여 이송 스크류 가이드 끝단으로 이송된 곡물을 수용하고, 수용된 곡물이 배출되는 다수의 분산 노즐이 형성된 곡물 수용통,
    상기 곡물 수용통 내에 곡물을 분산 노즐로 밀어 넣어 곡물을 호퍼형 사일로 내부로 배출시키는 곡물 분산판을 포함하는 곡물 분산부를 더 포함하며,
    상기 곡물 분산판은 이송 스크류 축의 일측과 연결되어 회전하는 것을 특징으로 하는 이송 스크류를 이용한 호퍼형 사일로의 곡물 순환장치.
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