KR101620518B1 - 식품 원료 교반기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 다른 질량을 갖는 액상과 고체 상태의 식품 재료가 투입되는 식품 원료 교반기에서 단순 구조로 교반 효율을 향상시켜 일정량의 식품 재료가 골고루 혼합된 상태로 유출시킬 수 있도록 한 식품 원료 교반기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 식품 원료 교반기는, 상부에 식품의 투입되는 투입구가 마련된 커버를 가지며 하부에 교반된 식품 재료가 유출되는 토출구를 갖는 호퍼와, 상기 호퍼의 내부에 배치되고 구동모터의 회전력에 의해 회전 구동되며 적어도 하나이상의 끼움공이 형성되는 구동축과, 상기 구동축의 끼움공에 단부가 끼움 결합되어 구동축의 회전동작시 연동 회전되며 구동축의 외측에 감겨지도록 배치되는 교반와이어가 포함된다.

Description

식품 원료 교반기{Agitator for food materals}

본 발명은 식품 원료 교반기에 관한 것으로, 특히 나선 운동가능한 교반와이어를 구동축에 끼움 결합시켜 단순 구조의 교반 구조로도 과립과 액상의 과즙을 골고루 교반시켜 일정량 공급할 수 있도록 그 구조가 개선된 식품 원료 교반기에 관한 것이다.

일반적으로 식품을 제조할 때 통상적으로 복수의 재료를 혼합하는 공정이 진행된다.

이러한 혼합 공정을 하기 위하여 통상적으로 교반 장치가 구비되며, 이러한 교반 장치는 일반적으로 회전식 날개가 부착된 교반 장치가 가장 널리 사용되고 있다.

이러한 교반 장치에 관한 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-0438051호 "교반장치"(등록일자 : 2004.06.19)에는 일반적인 교반 장치에 관해 공개되어 있다.

기존 교반 장치는 회전식 날개부착 교반기의 대표적인 방식을 나타내고 있으며, 이러한 회전식 날개가 부착된 교반기는 교반기 외부의 모터 등으로부터 얻어진 회전동력을 교반기 내부의 회전축에 전달하여 회전축에 고정된 교반날개가 회전축과 함께 회전함으로써 혼합 교반 작용이 이루어진다.

상기와 같은 교반 장치의 경우 중앙에 설치된 회전축의 회전에 의해 날개가 회전함에 따라 원심력이 발생하게 된다.

따라서, 내부에서 교반되는 재료는 점차 회전축으로부터 멀리 이격되려는 힘에 의해 벽면측으로 이동하게 된다.

그런데, 식품 제조를 위해 교반되는 재료는 모두가 동일한 질량을 갖는 것이 아닌 관계로, 각 재료의 무게에 따라 서로 분리되는 경향을 보이게 된다.

즉, 교반기 내부 중앙에서 바깥쪽으로 재료별 분리 현상이 발생하게 되는 것이다.

예를 들어 액상의 과즙과 고체 상태의 과립을 교반기에서 교반할 경우 과립과 과즙이 서로 분리되며, 분리된 과즙과 과립을 다수의 포장용기에 일정량 공급할 경우 과즙과 과립이 균일하게 분배되지 못하게 되어 제품 신뢰도가 저하된다.

이처럼 중앙 일축 회전에 따른 재료 분리 현상을 방지하기 위한 "식품교반장치"(한국 공개실용신안공보 실 1995-0006601호)에는 케이스를 공과 같은 구 형상으로 형성하고, 케이스 자체를 회전시키도록 하였으나, 이는 케이스 회전에 소요되는 전력이 커지는 문제점이 있었다.

이를 극복하기 위한 다른 선행기술로는 한국 등록특허공보 제 1-1175301호 "식품 원료 교반장치"(등록일자 : 2012.08.13)에 개시된 바와 같이, 사각형의 모서리가 모따기 처리되어 네 개의 주변과, 모따기 처리되어 주변에 비해 길이가 짧은 모따기변으로 이루어진 팔각형 형상의 천장을 가지며, 내부가 빈 통 형상으로 형성되어 있고, 상부 일측에는 식품 원료가 공급되는 원료공급구가 형성되어 있으며, 하부 중앙에는 교반된 원료가 배출되는 원료배출구가 형성되어 있고, 상면에는 중앙에서 주변을 연결하는 방향으로 관통홀이 구비된 브라켓이 설치되어 있는 케이스와; 하부에 수평 방향으로 회전하는 회전축이 형성되어 있으며, 회전축의 외주면을 감싸 설치되어 회전축과 함께 수평 방향으로 회전하는 수평회전베벨기어가 설치되어 있고, 상기 케이스의 상부 중앙에 설치되어 있는 중앙모터와; 상부가 상기 회전축과 연결되어 있고, 하부는 상기 케이스 내부 중앙에 수직으로 삽입되어 회전축의 회전에 따라 회전하는 교반축과; 몸통 일측이 상기 브라켓의 관통홀을 관통하여 설치되며, 일측 끝단에 상기 수평회전베벨기어와 맞물려 수직으로 회전하는 수직회전베벨기어가 설치되어 있고, 타측 끝단에 수직으로 회전하는 원통형의 상부동력전달피니언기어가 설치되어 있는 연결봉과; 상기 케이스의 주변 하부의 측벽면을 관통하여 설치되어 있으며, 케이스 외측 끝단에는 수직으로 회전하는 원통형의 상부회전봉피니언기어가 설치되어 있는 측면회전봉과; 일측은 상기 상부동력전달피니언기어를 감싸고, 타측은 상기 상부회전봉피니언기어를 감싸 상부동력전달피니언기어의 회전에 따라 상부회전봉피니언기어를 회전시키도록 구성된 체인벨트와; 상기 교반축의 외주면에 수직 방향으로 다수 개가 층을 이루어 설치되어 있어 교반축의 회전에 따라 수평 방향으로 회전하는 수평교반날개와; 상기 교반축의 최하단 외주면에 설치되되, 수평교반날개에 비해 수평 방향으로 길이가 길게 형성되어 있으며, 수평 방향으로 회전하는 하부수평교반날개와; 상기 측면회전봉에 설치되어 측면회전봉의 회전에 따라 수직 방향으로 회전하는 수직교반날개와; 상기 케이스의 천장 및 측벽에 설치되어 있는 분사노즐과, 각 분사노즐을 연결하는 연결관으로 구성되어 케이스 내부로 세척수를 공급하도록 구성된 세척장치;를 포함하여 구성된 것이다.

그런데, 기존 식품 교반장치는 교반기의 측면에 별도의 교반날개들을 배치시키고 이를 구동시키기 위한 별도의 구동수단이 마련되어야 하므로, 구조가 복잡하고 원가를 상승시키는 요인이 되는 문제점이 있다.

한국 등록특허공보 제10-0438051호 "교반장치"(등록일자 : 2004.06.19) 한국 등록특허공보 제 1-1175301호 "식품 원료 교반장치"(등록일자 : 2012.08.13)

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 단순 구조의 교반 구조로도 고체상태의 과립과 액상의 과즙을 골고루 교반시켜 일정량 공급할 수 있도록 그 구조가 개선된 식품 원료 교반기를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부에 식품이 유입되는 투입구가 형성된 커버와, 하부에 교반된 식품 재료가 유출되는 토출구를 갖는 호퍼와;

상기 커버에 탑재되어 동력을 발생하는 구동모터와;

상기 호퍼의 내부에 배치되고 상기 구동모터의 회전력에 의해 회전 구동되고 복수의 끼움공이 형성되는 구동축과;

상기 구동축의 끼움공에 양단부가 끼움 결합되어 구동축의 회전동작시 연동 회전되고, 상기 구동축의 하단부 외측에 나선형상으로 감겨지도록 배치되며, 상기 토출구 내부에 마련되는 교반와이어;를 구비하며,
상기 교반와이어는 몸체에 일체로 형성되어 상기 구동축의 회전시 호퍼 내부에 투입된 식품 재료들을 상측으로 들어올리기 위한 적어도 하나의 받침판을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

또 본 발명은 일단부가 상기 구동축의 끼움공에 끼움 결합되고 타단부가 절곡되어 상기 호퍼의 내주면에 근접되게 배치되는 하나이상의 스크레이퍼를 더 구비한다.

그리고 본 발명은 상기 호퍼의 내부에 투입되는 식품의 투입량을 계측하기 위한 레벨센서를 더 구비한다.

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첫째, 본 발명은 단순 구조의 교반 구조로서 구동축에 끼움 결합되어 구동축의 회전 동작과 연계동작되는 나선형상의 교반와이어를 구비함으로써, 서로 다른 비중을 갖는 식품 재료들의 상,하 분리 현상을 예방하여 각 식품 재료들을 균일하게 일정량 공급할 수 있도록 함과 아울러, 교반기의 원가를 절감할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

둘째, 본 발명은 구동축에 끼움 결합되어 연동되고 단부가 호퍼의 내주면에 근접되도록 배치된 스크레이퍼를 구비함으로써, 식품 재료가 호퍼의 내주면에 달라붙어 고착되는 것을 예방할 수 있는 이점을 갖는다.

셋째, 본 발명은 호퍼 내부에 투입된 식품 재료들의 투입량을 계측하기 위한 레벨센서가 더 구비됨에 따라, 제어부측에 레벨 감지신호를 출력하여 제어부의 호퍼 내부에 투입된 식품 재료들의 투입시기를 용이하게 계측하는 기능을 수행할 수 있는 이점을 갖는다.

넷째, 본 발명은 교반와이어의 몸체에 평판 형태의 받침판이 형성됨에 따라 교반와이어에 의한 식품 재료의 교반시 교반 효율을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 식품 원료 교반기의 구성을 나타낸 구성도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 본 발명 교반 와이어의 사시도.
도 4는 본 발명 식품 원료 교반기가 적용된 교반 및 포장장치의 구성도.
도 5는 본 발명 교반와이어의 다른 실시예를 나타낸 사시도.

본 발명은 과립과 액상의 과즙이 투입되는 식품 원료 교반기에서 단순 구조로 교반 효율을 향상시켜 일정량의 식품 재료가 골고루 혼합된 상태로 유출시킬 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 식품 원료 교반기의 일 실시예는, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상부에 식품의 투입되는 투입구(115)가 마련된 커버(110)를 가지며 하부에 교반된 식품 재료가 유출되는 토출구(125)를 갖는 호퍼(100)와, 상기 호퍼(100)의 내부에 배치되고 구동모터(200)의 회전력에 의해 회전 구동되며 적어도 하나이상의 끼움공(310)이 형성되는 구동축(300)과, 상기 구동축(300)의 끼움공(310)에 단부가 끼움 결합되어 구동축(300)의 회전동작시 연동 회전되며 구동축(300)의 외측에 감겨지도록 배치되는 교반와이어(400)가 포함된다.

더 상세히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 호퍼(100)는 상부보다 하부의 직경이 작은 원통구조로 형성되고 상부의 커버(110)에 구동모터(200)가 탑재된다.

커버(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 양측에 투입구(115)가 힌지를 매개로 개폐 가능하도록 설치된다.

구동축(300)은 구동모터(200)의 모터축과 연결된 감속기(250)를 매개로 연결되어 구동모터(200)의 구동 회전에 따라 연동 회전되는 구조를 갖는다.

또한, 구동축(300)은 교반와이어(400)의 양단부가 끼워지도록 상,하로 다수의 끼움공(310)이 형성되어 있다.

그리고, 구동축(300)의 끼움공(310)에는 스크레이퍼(500)의 일단부가 끼워지게 된다.

스크레이퍼(500)는 교반와이어(400)와 간섭되지 않는 위치에 배치되며 타단부가 호퍼(100)의 내주면과 근접되도록 절곡 형성된 구조를 갖는다.

또한, 스크레이퍼(500)는 구동축(300)과 연동 회전되어 호퍼(100)의 내주면에 식품 재료들이 부착되어 고착되는 것을 예방하는 기능을 수행하게 된다.

교반와이어(400)는 도 3에 도시된 바와 같이, 구동축(300)에 대해 동일 진폭의 파형 형태로 감겨진 스프링 구조로 형성되고, 양단부가 구동축(300)의 끼움공(310)에 각각 끼워져 결합된다.

상기한 교반와이어(400)는 양단부가 구동축(300)의 끼움공(310)에 상,하로 끼워지고 나머지 다른 부위가 구동축(300)의 외측을 감싸도록 권회되는 구조로 결합됨으로써, 구동축(300)의 회전 동작시 연동 회전되면서 호퍼(100)의 하부에 침전되어 있는 식품 재료들을 상측으로 들어올려 상,하 분리된 식품재료들이 골고루 섞이도록 교반하는 기능을 수행하게 된다.

즉, 상기 교반와이어(400)는 구동축(300)의 회전시 상부방향으로 나선회전되도록 되어서, 자중에 의해 배출되는 과립과 과즙을 상부방향으로 나선회전되는 교반와이어(400)에 의해서 배출 직전에 교반하여 배출시킴으로써, 과즙과 과립이 균일하게 포장될 수 있도록 한다.

그외에 호퍼(100)에는 호퍼(100) 내부에 투입된 식품 재료들의 투입량(투입 레벨)을 계측하기 위한 레벨센서(600)가 더 구비된다.

이 레벨센서(600)는 제어부(미도시)측에 레벨 감지신호를 출력함으로써, 제어부의 호퍼(100) 내부에 투입된 식품 재료들의 투입시기를 용이하게 계측하는 기능을 수행하게 된다.

도 4는 본 발명의 식품 원료 교반기가 적용된 교반 및 포장장치를 나타낸 구성도로서, 앞서 설명한 식품 원료 교반기가 탑재되고 지지대(15)에 의해 지지되는 베이스(10)와, 베이스(10)의 하측에 회전 가능하게 마련되고 하측에 호퍼(100)의 토출구(125)와 선택적으로 연통되도록 개구된 컵부재(715)들이 동일 원주상에 일정간격으로 복수 마련되는 회전판(710)과, 상기 지지대(15)에 고정되도록 지지되며 상기 회전판(710)의 하측에 배치되고 상측면에 컵부재(715)들의 하단부가 접촉되며 하측면에 컵부재(715) 내의 식품 재료들이 외부의 포장용기 내로 투입할 수 있도록 배출구(725)가 마련되는 고정판(720)과, 베이스(10) 상에 탑재되고 외부 전원이 인가됨에 따라 회전 구동되는 회전모터(800) 및 회전감속기(850)와, 상기 회전판(710)에 연동되도록 축 결합되고 고정판(720)에 베어링으로 지지되며 상기 회전감속기의 회전력을 전달받아 회전판(710)을 회전시키기 위한 회전축(900)을 구비한 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명 일 실시예는, 식품 재료를 액상의 과즙과 고상의 과립을 예로 들어 설명하기로 한다.

개폐가능한 투입구(115)를 통해 호퍼(100) 내부에 과즙과 과립을 투입한 후에 커버(110)의 상측에 탑재된 구동모터(200)가 구동되면, 구동모터(200)의 구동력이 감속기(250)를 거쳐 구동축(300)에 전달되어 구동축(300)을 일방향으로 회전 구동된다.

이어서, 구동축(300)은 회전동작시 끼움공(310)에 결합된 교반와이어(400) 및 스크레이퍼(500)를 연동 회전시키게 된다.

이로 인해, 호퍼(100) 내부에 투입된 과즙과 과립이 비중 차이에 의해 상,하로 분리되더라도, 구동축(300)의 회전과 연계 동작되는 교반와이어(400)의 나선 회전동작으로 호퍼(100)의 하측에 위치한 과립을 상측으로 들어올려 과립보다 상측에 위치한 과즙과 골고루 섞어주게 됨에 따라 과즙과 과립이 분리되지 않고 잘 섞인 상태로 교반된다.

또한, 구동축(300)의 회전에 따라 연동 회전되는 스크레이퍼(500)는 절곡된 타단부가 호퍼(100)의 내주면에 근접된 위치에서 회전하게 되므로, 과립이 호퍼(100)의 내주면에 달라붙어 고착되는 것을 제거하는 기능을 수행하게 된다.

이후에, 교반된 과즙과 과립은 상,하 분리되지 않고 골고루 혼합되도록 교반된 상태에서 토출구(125)를 통해 교반된 식품 재료를 하측으로 토출시키면, 회전판(710)의 컵부재(715)들 중 하나의 내부에 식품 재료가 담겨지게 되고, 이어서 회전판(710)의 회전시 지지대(15)에 고정되도록 지지된 고정판(720)의 배출구(725)측과 일치할 경우 배출구(725)의 하측으로 배출된다.

배출구(725)를 통해 하측으로 배출되는 식품 재료는 배출구(725)의 하측에 위치하며 포장용기를 개방시키는 그립퍼에 의해 개방된 포장용기의 내부에 일정량 투입되고 포장 처리된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예는 단순 구조의 교반 구조로서 구동축(300)에 끼움 결합되어 구동축(300)의 회전 동작과 연계동작되는 스프링 형태의 교반와이어(400)를 구비함으로써, 서로 다른 비중을 갖는 식품 재료들의 상,하 분리 현상을 예방하여 각 식품 재료들을 균일하게 일정량 공급할 수 있도록 함과 아울러, 교반기의 원가를 절감할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 구동축(300)에 끼움 결합되어 연동되고 단부가 호퍼(100)의 내주면에 근접되도록 배치된 스크레이퍼(500)를 구비함으로써, 식품 재료가 호퍼(100)의 내주면에 달라붙어 고착되는 것을 예방할 수 있는 이점을 갖는다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 앞서 설명한 선 실시예와는 달리 교반와이어(400)의 구조가 개선된 것으로, 교반와이어(400)의 몸체에 평판 형태로 형성되어 구동축(300)의 회전 동작시 호퍼(100) 내부 하측의 식품 재료를 호퍼(100) 내의 상측으로 들어 올리는 받침판(450)을 더 구비한 것이다.

상기 받침판(450)은 교반와이어(400)의 몸체에 동일직선상이 아니라 서로 다른 위치에 형성되는 것이 바람직하며, 교반와이어(400)에 의한 식품 재료의 교반시 교반 효율을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

10 : 베이스 15 : 지지대
100 : 호퍼 110 : 커버
115 : 투입구 125 : 토출구
200 : 구동모터 250 : 감속기
300 : 구동축 310 : 끼움공
400 : 교반와이어 450 : 받침판
500 : 스크레이퍼 600 : 레벨센서
710 : 회전판 715 : 컵부재
720 : 고정판 725 : 배출구
800 : 회전모터 850 : 회전감속기
900 : 회전축

Claims (5)

1. 상부에 식품이 유입되는 투입구(115)가 형성된 커버(110)와, 하부에 교반된 식품 재료가 유출되는 토출구(125)를 갖는 호퍼(100)와;
   상기 커버(110)에 탑재되어 동력을 발생하는 구동모터(200)와;
   상기 호퍼(100)의 내부에 배치되고 상기 구동모터(200)의 회전력에 의해 회전 구동되고 복수의 끼움공(310)이 형성되는 구동축(300)과;
   상기 구동축(300)의 끼움공(310)에 양단부가 끼움 결합되어 구동축(300)의 회전동작시 연동 회전되고, 상기 구동축(300)의 하단부 외측에 나선형상으로 감겨지도록 배치되며, 상기 토출구(125) 내부에 마련되는 교반와이어(400);를 구비하며,
   상기 교반와이어(400)는 몸체에 결합되어 상기 구동축(300)의 회전시 호퍼(100) 내부에 투입된 식품 재료들을 상측으로 들어올리기 위한 적어도 하나의 받침판(450)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 식품 원료 교반기.
2. 청구항 1에 있어서, 일단부가 상기 구동축(300)의 끼움공(310)에 끼움 결합되고 타단부가 절곡되어 상기 호퍼(100)의 내주면에 근접되게 배치되는 하나 이상의 스크레이퍼(500)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 식품 원료 교반기.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 호퍼(100)의 내부에 투입되는 식품의 투입량을 계측하기 위한 레벨센서(600)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 식품 원료 교반기.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 교반와이어(400)는 상부방향으로 나선회전되도록 된 것을 특징으로 하는 식품 원료 교반기.
   

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