KR101871330B1 - 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기 - Google Patents
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- A47J19/02—Citrus fruit squeezers; Other fruit juice extracting devices
- A47J19/025—Citrus fruit squeezers; Other fruit juice extracting devices including a pressing screw
Abstract
본 발명은 테이퍼진 하우징의 내측벽에 절곡진 형상 및 일방향으로 테이퍼진 찌꺼기 배출구를 통하여 찌꺼기 배출 효율을 증대시킬 수 있는 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기를 제공한다.
또한, 본 발명은 하우징의 하부에 위치하여 일방향으로 테이퍼진 찌꺼기 배출구를 장착함으로써 구조적 최적화로 인한 찌꺼기 배출에 대한 효율을 극대화하는 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기를 제공한다.
또한, 본 발명은 하우징의 하부에 위치하여 일방향으로 테이퍼진 찌꺼기 배출구를 장착함으로써 구조적 최적화로 인한 찌꺼기 배출에 대한 효율을 극대화하는 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기를 제공한다.
Description
본 발명은 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 테이퍼진 하우징의 내측벽에 절곡진 형상 및 일방향으로 테이퍼진 찌꺼기 배출구를 통하여 찌꺼기 배출 효율을 증대시킬 수 있는 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기에 관한 것이다.
건강한 생활을 위하여 가정에서 녹즙이나 주스를 직접 만들어 먹는 경우가 늘어나고 있으며, 이를 위하여 가정에서 간편하게 야채나 과일을 이용하여 즙을 낼 수 있도록 하는 장치들이 많이 개시되고 있다.
종래의 주서기는 분쇄스크류가 회전 가능하게 장착된 하우징 내에 과일이나 야채를 수용한 후 상기 하우징의 하부에 위치한 구동모터를 이용하여 분쇄스크류를 회전함으로써 과일이나 야채를 압착 분쇄하여 주스 또는 과즙을 추출하여 음용하게 된다. 이러한 종류의 주서기에서는 고속으로 구동하는 분쇄스크류에 의하여 과육 등이 잘게 부서지기 때문에 분쇄가 빠른 시간 내에 이루어진다는 장점은 있으나, 과일의 고유한 향과 영양소가 파괴되는 문제점이 있다.
따라서, 건강한 생활을 영위하기 위하여 신선한 채소나 과일의 고유한 맛과 영향을 그대로 섭취하고자 하는 데는 한계가 있다.
최근에는 상기한 종래의 주서기에서 공급되는 재료의 영양소 파괴를 최소화하고 좋은 맛을 유지하기 위하여 재료를 압착분쇄하는 구동모터에 감속장치를 연결하여 그 속도를 조절함으로써 회전속도를 저감하고 회전토크를 증가하는 방안이 고려되고 있다.
한편, 하우징의 내측면 및 분쇄스크류의 이격거리는 하우징의 상부에서부터 하부까지 일정한 거리를 유지하도록 형성되나, 이러한 구조는 하우징 내에서 추출되는 과즙의 원활한 이동을 방해한다는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 구조에 따라 형성되는 찌꺼기는 배출구를 통하여 원활히 배출되지 못하여 착즙 성능을 저해하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 테이퍼진 하우징의 내측면이 절곡되어 형성됨에 따라, 하우징의 상부의 순서대로 제 1 구역(S1)으로 이루어진 투입 구역, 제 2 구역(S2)과 제 3 구역(S3)으로 이루어진 압착 구역, 및 제 4 구역(S4)과 제 5 구역(S5)으로 이루어진 배출 구역을 구성하고, 이를 통하여 성능을 최적화할 수 있는, 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 하우징의 하부에 위치하여 일방향으로 테이퍼진 찌꺼기 배출구를 장착함으로써 구조적 최적화로 인한 찌꺼기 배출에 대한 효율을 극대화할 수 있는 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 주서기는, 중공 형상의 하우징; 및 상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착되는 착즙 스크류 조립체를 포함하며, 상기 하우징은 상부에서 하부의 순서로 제 1 구역(S1)으로 이루어진 투입 구역 및 제 2 구역(S2)과 제 3 구역(S3)으로 이루어진 압착 구역을 포함하며, 상기 제 2 구역(S2)이 수직축과 이루는 각도(a2)가 상기 제 3 구역(S3)이 수직축과 이루는 각도(a3)보다 큰 것을 특징으로 하는, 스크류 어셈블리를 제공한다.
또한, 상기 하우징은, 상기 하우징의 하부에 배치되며, 상기 하우징으로부터 착즙물 및 찌꺼기를 각각 분리 수용할 수 있는 즙 배출홀 및 찌꺼기 배출홀을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징은, 상기 압착 구역의 하측에 위치하며, 제 4 구역(S4)과 제 5 구역(S5)으로 이루어진 배출 구역을 더 포함하며, 상기 배출 구역은, 상기 제 4 구역이 수직축과 이루는 상기 각도(a4)는 상기 제 5 구역이 수직축과 이루는 각도(a5)보다 작도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징은 찌꺼기를 배출하는 찌꺼기 배출홀을 더 포함하며, 상기 찌꺼기 배출홀의 상기 착즙 스크류 조립체의 회전방향의 측벽체는 상기 착즙 스크류 조립체의 회전 방향으로 경사진 것이 바람직하다.
또한, 상기 착즙 스크류 조립체는, 외주면에 나선 형상의 착즙날이 형성된 착즙 스크류; 및 상기 착즙 스크류의 하부 외주면에 결합되며, 다수의 착즙홀이 형성되는 착즙망을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 착즙 스크류 조립체는, 상기 착즙망에 결합되는 착즙망 홀더를 더 포함하며, 상기 착즙망 홀더는 링 형상의 홀더 본체, 상기 홀더 본체로부터 하부로 연장되는 외측 리브, 및 상기 홀더 본체로부터 중심 방향으로 소정거리 연장되는 내측 리브를 포함하고, 상기 내측 리브에는 연성 재질의 브러쉬가 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 외측 리브는 그 하단에 소정 단차로 이루어진 브러싱 돌기가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스크류 어셈블리는, 상기 하우징의 상부에 배치되며, 하부 중앙에 회전축공이 형성되는 덮개를 더 포함하며, 상기 착즙 스크류의 상부 중심에 형성된 상부회전축은 상기 덮개의 상기 회전축공에 삽입되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스크류 어셈블리는, 상기 본체의 하측면과 체결되는 베이스를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 이러한 스크류 어셈블리를 포함하는 주서기를 제공한다.
또한, 상기 하우징은, 상기 하우징의 하부에 배치되며, 상기 하우징으로부터 착즙물 및 찌꺼기를 각각 분리 수용할 수 있는 즙 배출홀 및 찌꺼기 배출홀을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징은, 상기 압착 구역의 하측에 위치하며, 제 4 구역(S4)과 제 5 구역(S5)으로 이루어진 배출 구역을 더 포함하며, 상기 배출 구역은, 상기 제 4 구역이 수직축과 이루는 상기 각도(a4)는 상기 제 5 구역이 수직축과 이루는 각도(a5)보다 작도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징은 찌꺼기를 배출하는 찌꺼기 배출홀을 더 포함하며, 상기 찌꺼기 배출홀의 상기 착즙 스크류 조립체의 회전방향의 측벽체는 상기 착즙 스크류 조립체의 회전 방향으로 경사진 것이 바람직하다.
또한, 상기 착즙 스크류 조립체는, 외주면에 나선 형상의 착즙날이 형성된 착즙 스크류; 및 상기 착즙 스크류의 하부 외주면에 결합되며, 다수의 착즙홀이 형성되는 착즙망을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 착즙 스크류 조립체는, 상기 착즙망에 결합되는 착즙망 홀더를 더 포함하며, 상기 착즙망 홀더는 링 형상의 홀더 본체, 상기 홀더 본체로부터 하부로 연장되는 외측 리브, 및 상기 홀더 본체로부터 중심 방향으로 소정거리 연장되는 내측 리브를 포함하고, 상기 내측 리브에는 연성 재질의 브러쉬가 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 외측 리브는 그 하단에 소정 단차로 이루어진 브러싱 돌기가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스크류 어셈블리는, 상기 하우징의 상부에 배치되며, 하부 중앙에 회전축공이 형성되는 덮개를 더 포함하며, 상기 착즙 스크류의 상부 중심에 형성된 상부회전축은 상기 덮개의 상기 회전축공에 삽입되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스크류 어셈블리는, 상기 본체의 하측면과 체결되는 베이스를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 이러한 스크류 어셈블리를 포함하는 주서기를 제공한다.
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상기한 바와 같은 본 발명에 의하여, 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 테이퍼진 하우징의 내측면이 절곡되어 형성됨으로써, 최대 압착 구간, 압축 완화 구간 및 압축 해제 구간이 구성되고, 각 구간에서 고유의 능동적인 배출효과를 주어, 투입량에 대한 찌꺼기의 양을 최소화하는 효과가 발생한다.
또한, 본 발명은 하우징의 하부에 위치하여 일방향으로 테이퍼진 찌꺼기 배출구를 장착함으로써 구조적 최적화로 인한 찌꺼기 배출에 대한 효율을 극대화하는 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 어셈블리를 포함하는 주서기를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 어셈블리를 포함하는 주서기의 분해사시도,
도 3은 도 1의 A-A'선에 따른 단면도,
도 4은 도 3의 G 부분을 확대하여 나타낸 부분상세도,
도 5는 도 4의 H 부분을 확대하여 나타낸 부분상세도,
도 6은 도 2의 B-B'선에 따른 찌꺼기 배출구의 단면도,
도 7은 종래의 주서기의 소음 실험 결과를 나타낸 그래프, 및
도 8은 본 발명에 따른 스크류 어셈블리를 포함하는 주서기의 소음 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 어셈블리를 포함하는 주서기의 분해사시도,
도 3은 도 1의 A-A'선에 따른 단면도,
도 4은 도 3의 G 부분을 확대하여 나타낸 부분상세도,
도 5는 도 4의 H 부분을 확대하여 나타낸 부분상세도,
도 6은 도 2의 B-B'선에 따른 찌꺼기 배출구의 단면도,
도 7은 종래의 주서기의 소음 실험 결과를 나타낸 그래프, 및
도 8은 본 발명에 따른 스크류 어셈블리를 포함하는 주서기의 소음 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기(100)를 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다.
본 발명에 따른 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기(100)의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
본 발명에서 '착즙'의 용어는 명세서 전체를 통하여 주입된 재료(즉, 투입물)를 절단, 분쇄, 및/또는 압착하는 작동을 포함하여, 착즙물을 추출하는 모든 작동을 포괄하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 재료가 착즙되면 '착즙물'과 '찌꺼기'가 생성되는 것으로 기술된다. '착즙물' 또는 '즙'은 사용자가 재료를 착즙하여 음용하고자 하는 대상을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, '찌꺼기'는 착즙물이 착즙되고 남은 것으로 일반적으로 외부로 배출되는 대상을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이하에서 '착즙율'은 재료인 투입물 대비 착즙물의 비율로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 스크류 어셈블리는, 하우징과 착즙 스크류를 포함하는 것을 의미함에 유의한다.
본 발명에 따른 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기(100)는 주입구(2)가 형성되는 덮개(1), 덮개(1)와 체결되는 중공 형상의 하우징(10), 하우징(10) 내에 회전 가능하게 장착되는 착즙 스크류 조립체(20) 및 하우징(10)의 하부에 배치되며, 하우징(10)으로부터 배출되는 착즙물 및 찌꺼기를 분리 수용할 수 있는 본체(30)를 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 덮개(1), 하우징(10), 착즙 스크류 조립체(20) 및 본체(30)의 순서대로 보다 상세히 기술하면 다음과 같다.
덮개(1)는 주입구(2), 결착돌기(3) 및 회전축공(4)을 포함한다.
덮개(1)의 상부면에는 재료를 넣을 수 있는 주입구(2)가 하부면까지 관통 형성된다. 상기 주입구(2)에는 가압봉(미도시)이 슬라이딩 운동 가능하게 구성됨으로써 주입구(2)에 투입된 음식물을 하우징(10) 내측으로 가압할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 주입구(2)와 덮개(1)의 하부면이 연결된 덮개(1)의 내측면은 투입된 음식물이 부드럽게 유입되도록 경사질 수 있다.
덮개(1) 하부면의 중심에는 후술되는 착즙 스크류(22)의 상부회전축(21a)이 삽입 고정되는 회전축공(4)이 형성된다. 회전축공(4)은 덮개(1) 하부면의 중심에 형성될 수 있으며, 주입구(2)는 회전축공(4)이 위치한 중심에서 일정 거리 편심된 위치에 형성되어, 착즙 스크류(22)의 회전과 재료의 투입이 원활하게 이루어질 수 있다. 한편, 덮개(1)의 하부면 테두리에는 다수의 결착돌기(3)가 돌출 형성된다.
하우징(10)은 중공의 원통형 구조로서, 하우징(10)의 내측벽은 소정의 각도를 이루면서 돌출 또는 함몰되도록 절곡된다.
보다 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 내측벽은 상부에서 하부로 폭이 좁아지도록 경사지도록 형성된다. 하우징(10)은 상부에서 하부의 순서로 제 1 구역(S1)으로 이루어진 투입 구역, 제 2 구역(S2)과 제 3 구역(S3)으로 이루어진 압착 구역, 및 제 4 구역(S4)과 제 5 구역(S5)으로 이루어진 배출 구역으로 구분될 수 있다.
압착 구역(S2, S3)의 경우, 제 2 구역(S2)이 수직축과 이루는 각도(a2)가 제 3 구역(S3)이 수직축과 이루는 각도(a3)보다 크도록 이루어진다.
배출 구역(S4, S5)의 경우, 제 4 구역(S4)이 수직축과 이루는 각도(a4)는 제 5 구역(S5)이 수직축과 이루는 각도(a5)보다 작도록 이루어진다.
한편, 다시 도 2를 참조하면, 하우징(10)은 내부 바닥면 일측에 형성되는 배출홀(11)과, 하우징(10) 내부 바닥면 일측에 형성되는 즙 배출홀(13)과, 하우징(10) 내부 바닥면 타측에 형성되는 찌꺼기 배출홀(14)과, 하우징(10)의 내부 중앙에 형성되는 방수원통(15)을 포함한다.
즙 배출홀(13)은 하우징(10)의 바닥면으로부터 하부 방향으로 소정거리 돌출 형성된다. 보다 구체적으로, 즙 배출홀(13)은 원형의 하우징(10) 바닥면의 중앙부로부터 원주방향으로 이격되어 형성되는 것이 바람직하다.
찌꺼기 배출홀(14)은 즙 배출홀(13)과 마찬가지로 하우징(10)의 바닥면으로부터 하부 방향으로 소정거리 돌출 형성된다. 보다 구체적으로 찌꺼기 배출홀(14)은 원형의 하우징(10) 바닥면의 중앙부로부터 원주 방향으로 이격되어 형성되되, 즙 배출홀(13)이 형성된 곳으로부터 180도 대향되는 위치에 형성되는 것이 보다 바람직하다.
찌꺼기 배출홀(14)은 착즙 스크류 조립체(20)의 회전방향으로 경사지도록 본체(30)의 상부면과 예각을 이루어 착즙 찌꺼기를 찌꺼기 배출홀(14)의 하부로 용이하게 가이드하는 역할을 수행한다. 즉, 찌꺼기 배출홀(14)의 착즙 스크류 조립체(20)의 회전방향의 측벽체(14')는 착즙 스크류 조립체(20)의 회전 방향으로 경사지는 것이 바람직하다(도 6 참조).
방수원통(15)은 중공 형상의 하우징(10) 내부 중앙부에 테이퍼지도록 형성되고, 방수원통(15)의 중심은 원형으로 관통되어 있다.
결착턱(16)은 하우징(10)의 상단 외부면에 다수 위치하며, 상술한 결착돌기(3)에 대응되어 체결된다. 즉, 결착턱(16)에는 덮개(1)에 형성된 결착돌기(3)가 삽입 후 회전하여 체결될 수 있기에, 덮개(1)를 하우징(10)에 가이드하고 이탈을 방지하는 역할을 수행함으로써 결과적으로 덮개(1)와 하우징(10)이 체결된다.
착즙 스크류 조립체(20)는 회전축(21), 착즙 스크류(22), 착즙망(23), 착즙망 홀더(24) 및 브러쉬(25)를 포함한다.
회전축(21)의 재질은 900∼1400℃에서 안정된 결정형인 면심입방결정의 철에 다량의 니켈·크로뮴을 첨가하여 내부식성을 개선한 스테인리스강(KS: STS, JIS: SUS)인 것이 바람직하다.
상부회전축(21a)은 회전축(21)의 상부에 위치하며 회전축(21)의 지름보다 작은 지름으로 돌출 형성된다. 상부회전축(21a)은 덮개(1)에 형성되는 회전축공(4)에 삽입되어 회전 방향을 제외한 모든 방향(x축, y축, z축)으로 구속된다.
착즙 스크류(22)는 회전축(21)을 감싸도록 형성되는 몸체(22a) 및 착즙날(22b)로 구성된다.
착즙날(22b)은 몸체(22a)의 하측 일면으로부터 외부면을 따라 나선형으로 형성되며, 하나 이상이다. 착즙 스크류(22)는 하우징(10) 내부의 방수원통(15)의 상면에 안착되어 회전하면서 투입되는 대상물을 착즙하게 된다.
착즙망(23)은 착즙 스크류(22)의 하부에 결합되고, 소정 높이를 가진 중공 형상의 원형 판재로 형성되며, 착즙홀(23a)을 포함한다.
착즙망(23)의 재질은 상술한 회전축(21)과 같이 내식성이 높은 스테인리스강(KS: STS, JIS: SUS)인 것이 바람직하다.
착즙홀(23a)은 착즙망(23)에 다수 형성되며 그 개수에 대해서는 한정되지 않음은 물론이다. 다만, 하우징(10) 내부에서 투입되는 대상물이 착즙 스크류(22)가 회전하는 과정에서 착즙되어 착즙물과 찌꺼기로 분리되고, 착즙물은 착즙홀(23a)을 통해 착즙망(23)을 통과하여 내부로 유동하고, 찌꺼기는 착즙망(23) 내부로 유동하지 못하게 함으로써 분리되기에, 착즙홀(23a)의 크기는 찌꺼기는 통과하지 못하게 하고 착즙물만 통과할 수 있는 크기인 것이 바람직하다.
또한, 착즙 스크류 조립체(20) 하측을 향해 착즙홀(23a) 사이의 간격이 감소할 수 있다.
또한, 착즙 스크류 조립체(20)의 내부에는 착즙홀(23a)을 통과한 착즙물이 수용 가능한 충분한 공간이 있음은 물론이다.
착즙 스크류(22) 및 착즙망(23)은 인서트 사출 방식에 의해 결합된다. 다만, 인서트 사출에 의해 제작함에 있어서 금형 온도, 보압 시간 및 압력, 수지 온도, 사출 속도, 사출 압력, 냉각 시간, 수지잔량(Cushion) 등의 조건들이 제품의 품질을 결정짓는 중요한 요소이므로 이들의 최적화된 조건에서 제품을 생산하는 것이 바람직하며, 이 경우 웰드라인(Weld line), 싱크마크(Sink mark), 타버림 줄(Burnt streak), 수분줄(Moisture streak), 색줄(Color streak), 공기줄(Air streak), 제팅(Jetting) 등의 사출성형 불량을 감소되며 제작비용이 절감될 수 있다.
착즙망 홀더(24)는 홀더 본체(24a), 외측 리브(24b), 브러싱 돌기(24c), 내측 리브(24d) 및 내측 리브홈(24e)을 포함한다.
홀더 본체(24a)는 소정 너비를 지닌 원형 띠로 형성되며 착즙망(23)의 하부가 홀더 본체(24a)의 홈(미도시)에 억지 끼워맞춤으로 결합되어 일체로 회전 가능하다.
외측 리브(24b)는 홀더 본체(24a)로부터 하부로 연장되며, 그 하단에는 단차진 형상의 브러싱 돌기(24c)가 형성된다. 착즙 스크류 조립체(20)의 회전에 따라, 브러싱 돌기(24c)가 하우징(10) 하부면의 가이드 홈(미도시)을 따라 회전하면서, 착즙망(23)을 통과하지 못한 찌꺼기를 밀어서 찌꺼기 배출홀(14)로 이송시킨다.
내측 리브(24d)는 홀더 본체(24a)로부터 중심 방향으로 소정거리 연장된 방사 형상이다. 내측 리브(24d)의 개수는 도 2에 도시된 바와 같이 3개인 것이 바람직하나, 용도 및 쓰임에 따라 변경할 수 있음은 물론이다.
내측 리브홈(24e)은 내측 리브(24d)의 중앙부에서 상하로 관통되어 형성된다.
브러쉬(25)는 내측 리브홈(24e)에 장착될 수 있도록 상부는 'T'자 형상이고 하부는 하우징(10)의 하부면에 형성되는 별도의 가이드 홈(미도시)보다 넓게 형성되며 연성 재질인 것이 바람직하다. 착즙 스크류 조립체(20)의 회전에 따라 브러쉬(25)는 하우징(10)의 하부면의 별도의 가이드 홈(미도시)을 따라 회전하면서, 착즙망(23) 내부로 유동한 착즙물을 즙 배출홀(13)로 통과시킨다.
본체(30)는 원통형에 양 측면이 오목하게 내부로 들어간 구조이며, 모터(31), 베이스(32), 즙 수용체(35) 및 찌꺼기 수용체(36)를 포함한다.
또한, 본체(30)의 상면에는 즙 유동홀(33)이 형성되고, 즙 유동홀(33)의 타측에 찌꺼기 유동홀(34)이 형성된다.
본체(30) 내에 수용되는 모터(31)는 각형축(31a)을 구비한다. 동력을 전달받은 모터(31)는 각형축(31a)을 회전시키고, 각형축(31a)은 회전축(21)에 삽입되어 있기에 회전축(21)이 회전하고, 이에 따라 착즙 스크류(22) 및 이를 포함하는 착즙 스크류 조립체(20)가 회전되어 투입된 대상물이 착즙 된다.
베이스(32)에는 본체(30)의 하부면과 대응되도록 베이스홈(32a)이 형성되어 본체(30)가 장착된다. 베이스(32)와 본체(30)의 하부면의 장착이 용이하도록 베이스홈(32a)이 소정의 폭을 갖는 것이 바람직하다.
즙 유동홀(33)은 즙 배출홀(13)과 연통되며 즙 배출홀(13)을 통해 흐르는 착즙물이 유입되는 유로이다. 다만, 즙 유동홀(33)은 즙 배출홀(13)이 즙 유동홀(33)에 결합되도록 즙 배출홀(13)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
찌꺼기 유동홀(34)은 찌꺼기 배출홀(14)에 연통되어 찌꺼기가 유입된다. 찌꺼기 유동홀(34) 내측으로 찌꺼기 배출홀(14)이 결합되도록, 찌꺼기 유동홀(34)이 찌꺼기 배출홀(14)보다 큰 것이 바람직하다.
이러한 즙 유동홀(33) 및 찌꺼기 유동홀(34)은 하우징(10)과 본체(30)를 체결하는 역할도 수행하여, 종래의 체결돌기와 체결턱의 결합에 의한 방식보다 편리하게 결합할 수 있는 장점이 있다.
즙 수용체(35)는 중공 형상의 용기 형태로서, 본체(30)의 오목한 측면에 결합 및 분리가 가능한 구조로 형성될 수 있으며, 즙 유동홀(33)에 연통한다. 이러한 즙 수용체(35)는 즙 배출홀(13)을 통하여 유동한 착즙물이 모여서, 사용자가 이를 들고 착즙물을 마실 수 있다.
찌꺼기 수용체(36) 역시 중공 형상의 용기 형태로서, 즙 수용체(35)의 타측인 본체(30)의 오목한 측면에 결합 및 분리가 가능한 구조이며. 본체(30)의 찌꺼기 유동홀(34)에 연통한다.
찌꺼기 수용체(36)는 찌꺼기 배출홀(14)을 통하여 이송되는 찌꺼기를 담아 사용자가 음료 이외의 다른 용도로 이용하거나 즙과 함께 섞어 음용할 수 있게 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 주서기(100)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
덮개(1)의 주입구(2)에 재료가 투입되면(도 3, 4의 C) 해당 재료는 하우징(10)으로 유입되는데, 이 때에 착즙 스크류 조립체(20)의 착즙날(22b)이 주입구(2) 아래의 공간을 교차하도록 회전하기에 재료가 절단되면서 하우징(10) 내부로 유입된다(도 3, 4의 D). 하우징(10) 내부로 유입된 재료는 아래로 이송되면서 점점 잘게 분쇄되며 압축되는데, 이 과정에서 착즙물은 착즙 스크류(22)의 하부에 일체로 형성되는 착즙망(23)의 착즙홀(23a)을 통하여 착즙망(23) 내부로 유입된다. 착즙망(23)의 내부로 유입된 착즙물은 회전하는 브러쉬(25)에 의해 즙 배출홀(13)을 따라 흐르고 즙 유동홀(33)을 통과하여 최종적으로 즙 수용체(35)로 모이게 된다(도 3, 4의 E).
한편, 착즙홀(23a)을 통과하지 못한 찌꺼기는 하우징(10)의 내부 바닥에 잔류하게 된다. 이러한 찌꺼기는 착즙망 홀더(24)의 하부에 단차지게 형성되어 회전하는 외측 리브(24b)에 의해 밀리면서 찌꺼기 배출홀(14)로 이송되고 찌꺼기 유동홀(34)을 거쳐 최종적으로 찌꺼기 수용체(36)에 모이게 된다(도 3, 4의 E).
이하, 도 5 및 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기(100)의 하우징(10)과 착즙 스크류 조립체(20)와의 상호작용을 보다 상세히 설명한다.
착즙 스크류 조립체(20)는 원뿔형으로 형성된 상부와 원뿔대형으로 형성된 하부로 구분할 수 있다.
착즙 스크류 조립체(20)의 상부는 원뿔형으로 형성되어 하우징(10)과 착즙 스크류 조립체(20) 사이에 넓은 공간을 제공하며 투입물이 용이하게 투입되도록 한다. 특히, 착즙 스크류 조립체(20)의 상부에 착즙날(22b)이 제공되어 투입물이 절단될 수도 있다.
착즙 스크류 조립체(20)의 하부는 원뿔대형으로 형성되어 하우징(10)과 매우 좁은 거리만큼만 이격되고 실질적으로 밀착된다. 이에 따라 착즙 스크류 조립체(20)의 회전에 의해 투입물이 압착되어 즙과 찌꺼기로 구분되고, 착즙망(23) 통과 여부를 통해 즙과 찌꺼기가 분리된다.
하우징(10)은 상부에서 하부의 순서로 제 1 구역(S1)으로 이루어진 투입 구역, 제 2 구역(S2)과 제 3 구역(S3)으로 이루어진 압착 구역, 및 제 4 구역(S4)과 제 5 구역(S5)으로 이루어진 배출 구역으로 이루어진다.
투입 구역(S1)은 착즙 스크류 조립체(20)의 상부에 상응하며, 압착 구역(S2, S3) 및 배출 구역(S4, S5)은 착즙 스크류 조립체(20)의 하부에 상응한다.
종래의 주서기에서 투입 구역, 압착 구역 및 배출 구역은 그 경사가 동일하였다. 즉, 종래의 주서기의 하우징(10)은 하나의 경사를 갖는 원뿔대 형상이었다. 달리 말하면, 제 1 구역이 수직축과 이루는 각도(a1), 제 2 구역이 수직축과 이루는 각도(a2), 제 3 구역이 수직축과 이루는 각도(a3), 제 4 구역이 수직축과 이루는 각도(a4), 제 5 구역이 수직축과 이루는 각도(a5)가 모두 동일하였다.
그러나 본 발명에 따른 주서기(100)는 도 5에 도시되는 바와 같이 하우징(10)의 압착 구역(S2, S3)이 중심을 향하여 내측으로 다소 돌출됨을 특징으로 한다. 다시 말해, 제 2 구역(S2)이 수직축과 이루는 각도(a2)가 제 3 구역(S3)이 수직축과 이루는 각도(a3)보다 크다.
제 1 실험: 착즙 성능 비교
하우징(10)의 압착 구역(S2, S3)이 내측으로 다소 돌출되는 경우, 압착 구역(S2, S3)에서의 착즙 스크류 조립체(20)와 하우징(10)의 상호 작용이 보다 원활하게 이루어져서 착즙 성능이 보다 증가할 것으로 확인되는바 이에 관련된 실험을 수행하였다. [표 1], 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
제 1 실험은 당근과 토마토를 투입하여 착즙 성능을 확인한 실험이다. 하우징(100) 내측벽의 형상의 유무에 따라 투입량(g), 착즙량(g), 착즙율(즉, 투입량 대비 착즙량), 찌꺼기(g)(즉, 외부로 배출된 찌꺼기), 하우징(100) 내 잔량(g) 및 처리시간(분, 초)을 비교하였다. 여기서, "형상이 있는 경우" 본 발명과 같이 압착 구역(S2, S3)이 내측으로 돌출된 경우를 의미한다. 당근 실험은 투입물이 비교적 단단한 경우로서 경도가 높은 경우를 실험한 것이며, 토마토 실험은 투입물이 비교적 무른 경우로서 경도가 낮은 경우를 실험한 것이다.
당근을 투입한 경우를 살펴본다. 착즙량과 착즙율은 형상이 없는 경우가 272g, 54.4%이고, 형상이 있는 경우가 306.8g, 61.3%이어서, 본 발명과 같이 형상이 있는 경우가 형상이 없는 경우보다 동일한 양의 투입물 투입시 착즙량과 착즙율이 높은 것으로 확인되었다. 찌꺼기는 형상이 없는 경우 179g이지만 형상이 있는 경우 92g이었으며, 하우징 내 잔량은 형상이 없는 경우 49g이지만 형상이 있는 경우 41g이었으며, 처리시간은 형상이 없는 경우 2'15''이지만 형상이 있는 경우 1'48''로 확인되었다. 즉, 본 발명과 같이 형상이 있는 경우, 형상이 없는 종래 기술과 비교하여, 비교적 단단한 투입물에 대하여, 착즙율은 높고 찌꺼기, 처리시간 등은 낮은 것으로 확인되었다.
토마토를 투입한 경우를 살펴본다. 형상이 없는 경우와 형상이 있는 경우를 비교하면, 착즙량과 착즙율은 각각 370g, 74%이고 374g, 74.8%이었으며, 찌꺼기는 78g과 66g, 하우징 내 잔량은 52g과 60g, 처리시간은 1'30'' 및 1'26''이었다. 투입물이 비교적 무른 경우, 본 발명과 같이 형상이 있는 경우 하우징 내 잔량이 종래 기술에 비교하여 다소 많았으나, 착즙량, 착즙율, 찌꺼기, 처리시간에 있어서는 유리한 것으로 확인되었다.
경도가 높은 당근과 경도가 낮은 토마토를 투입하였을 경우의 착즙 성능을 실험한 것인바, 대부분의 투입물에서도 높은 신뢰성으로서 본 발명과 같은 형상을 갖는 경우 착즙량, 착즙율, 찌꺼기, 처리시간에 있어서 종래 기술의 경우보다 유리한 것으로 해석된다.
제 2 실험: 소음 비교
종래 기술에 따른 주서기에서 순차적으로 토마토 및 당근을 투입한 경우 소음을 측정하였고(도 7), 본 발명에 따라 형상을 갖는 하우징을 채택한 주서기에서 순차적으로 토마토 및 당근을 투입한 경우 소음을 측정하였다(도 8). 도 7 및 도 8의 그래프에서 X축은 시간을 나타내며 Y축은 dB이다. 각각의 경우 주서기를 가동시킨 후(X=0) 순차적으로 토마토 및 당근을 투입한 것이다.
도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같이, 착즙물을 하우징(10) 내부로 투입하지 않았을 경우의 소음, 즉 무부하 상태에서의 소음은, 종래 기술과 같이 형상이 없는 경우 65dB이었고 본 발명과 같이 형상이 있는 경우 60dB이었다.
토마토가 투입된 경우의 소음은, 종래 기술과 같이 형상이 없는 경우 66dB이었고, 본 발명과 같이 형상이 있는 경우 63dB이었다.
당근이 투입된 경우의 소음은, 종래 기술과 같이 형상이 없는 경우 58~66dB이었고, 본 발명과 같이 형상이 있는 경우 57~59dB이었다.
상술한 3가지의 경우 모두, 본 발명과 같이 하우징(10) 내벽에 형상이 있는 경우 소음이 감소함을 확인할 수 있었다.
한편, 찌꺼기의 원활한 배출을 위해 배출 구역이 외측으로 다소 함몰되는 것이 바람직하다. 다시 말해, 도 5에 도시되는 바와 같이, 제 4 구역이 수직축과 이루는 각도(a4)가 제 5 구역이 수직축과 이루는 각도(a5)보다 작은 것이 바람직하다.
이와 같이, 배출 구역이 외측으로 다소 함몰되어 공간을 넓혀주는 경우 찌꺼기의 배출이 보다 원활함을 다수의 실험을 통해 확인하였다.
한편, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 찌꺼기 배출홀(14)을 설명한다.
종래의 주서기의 경우, 찌꺼기가 배출되는 배출홀은 하우징의 하부면에 직사각 형태로 이루어진 개구부 형태였다. 그러나, 이와 같은 형태에서는 착즙 스크류 조립체는 연속적으로 회전하고 있음에도 회전력이 찌꺼기 배출에 충분히 활용되지 못하였으며, 더욱이 찌꺼기가 역류하는 현상도 발생하였다.
이를 해결하고자, 찌꺼기 배출홀(14)의 착즙 스크류 조립체(20) 회전 방향 측벽체 모두가 그 회전방향으로 경사진 것이 바람직하다. 다시 말하면, 찌꺼기 배출홀(14)의 측벽체(14')가 착즙 스크류 조립체(20)의 회전방향(a)을 따라 경사지는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기(100)의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
본 발명에서 '착즙'의 용어는 명세서 전체를 통하여 주입된 재료(즉, 투입물)를 절단, 분쇄, 및/또는 압착하는 작동을 포함하여, 착즙물을 추출하는 모든 작동을 포괄하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 재료가 착즙되면 '착즙물'과 '찌꺼기'가 생성되는 것으로 기술된다. '착즙물' 또는 '즙'은 사용자가 재료를 착즙하여 음용하고자 하는 대상을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, '찌꺼기'는 착즙물이 착즙되고 남은 것으로 일반적으로 외부로 배출되는 대상을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이하에서 '착즙율'은 재료인 투입물 대비 착즙물의 비율로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 스크류 어셈블리는, 하우징과 착즙 스크류를 포함하는 것을 의미함에 유의한다.
본 발명에 따른 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기(100)는 주입구(2)가 형성되는 덮개(1), 덮개(1)와 체결되는 중공 형상의 하우징(10), 하우징(10) 내에 회전 가능하게 장착되는 착즙 스크류 조립체(20) 및 하우징(10)의 하부에 배치되며, 하우징(10)으로부터 배출되는 착즙물 및 찌꺼기를 분리 수용할 수 있는 본체(30)를 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 덮개(1), 하우징(10), 착즙 스크류 조립체(20) 및 본체(30)의 순서대로 보다 상세히 기술하면 다음과 같다.
덮개(1)는 주입구(2), 결착돌기(3) 및 회전축공(4)을 포함한다.
덮개(1)의 상부면에는 재료를 넣을 수 있는 주입구(2)가 하부면까지 관통 형성된다. 상기 주입구(2)에는 가압봉(미도시)이 슬라이딩 운동 가능하게 구성됨으로써 주입구(2)에 투입된 음식물을 하우징(10) 내측으로 가압할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 주입구(2)와 덮개(1)의 하부면이 연결된 덮개(1)의 내측면은 투입된 음식물이 부드럽게 유입되도록 경사질 수 있다.
덮개(1) 하부면의 중심에는 후술되는 착즙 스크류(22)의 상부회전축(21a)이 삽입 고정되는 회전축공(4)이 형성된다. 회전축공(4)은 덮개(1) 하부면의 중심에 형성될 수 있으며, 주입구(2)는 회전축공(4)이 위치한 중심에서 일정 거리 편심된 위치에 형성되어, 착즙 스크류(22)의 회전과 재료의 투입이 원활하게 이루어질 수 있다. 한편, 덮개(1)의 하부면 테두리에는 다수의 결착돌기(3)가 돌출 형성된다.
하우징(10)은 중공의 원통형 구조로서, 하우징(10)의 내측벽은 소정의 각도를 이루면서 돌출 또는 함몰되도록 절곡된다.
보다 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 내측벽은 상부에서 하부로 폭이 좁아지도록 경사지도록 형성된다. 하우징(10)은 상부에서 하부의 순서로 제 1 구역(S1)으로 이루어진 투입 구역, 제 2 구역(S2)과 제 3 구역(S3)으로 이루어진 압착 구역, 및 제 4 구역(S4)과 제 5 구역(S5)으로 이루어진 배출 구역으로 구분될 수 있다.
압착 구역(S2, S3)의 경우, 제 2 구역(S2)이 수직축과 이루는 각도(a2)가 제 3 구역(S3)이 수직축과 이루는 각도(a3)보다 크도록 이루어진다.
배출 구역(S4, S5)의 경우, 제 4 구역(S4)이 수직축과 이루는 각도(a4)는 제 5 구역(S5)이 수직축과 이루는 각도(a5)보다 작도록 이루어진다.
한편, 다시 도 2를 참조하면, 하우징(10)은 내부 바닥면 일측에 형성되는 배출홀(11)과, 하우징(10) 내부 바닥면 일측에 형성되는 즙 배출홀(13)과, 하우징(10) 내부 바닥면 타측에 형성되는 찌꺼기 배출홀(14)과, 하우징(10)의 내부 중앙에 형성되는 방수원통(15)을 포함한다.
즙 배출홀(13)은 하우징(10)의 바닥면으로부터 하부 방향으로 소정거리 돌출 형성된다. 보다 구체적으로, 즙 배출홀(13)은 원형의 하우징(10) 바닥면의 중앙부로부터 원주방향으로 이격되어 형성되는 것이 바람직하다.
찌꺼기 배출홀(14)은 즙 배출홀(13)과 마찬가지로 하우징(10)의 바닥면으로부터 하부 방향으로 소정거리 돌출 형성된다. 보다 구체적으로 찌꺼기 배출홀(14)은 원형의 하우징(10) 바닥면의 중앙부로부터 원주 방향으로 이격되어 형성되되, 즙 배출홀(13)이 형성된 곳으로부터 180도 대향되는 위치에 형성되는 것이 보다 바람직하다.
찌꺼기 배출홀(14)은 착즙 스크류 조립체(20)의 회전방향으로 경사지도록 본체(30)의 상부면과 예각을 이루어 착즙 찌꺼기를 찌꺼기 배출홀(14)의 하부로 용이하게 가이드하는 역할을 수행한다. 즉, 찌꺼기 배출홀(14)의 착즙 스크류 조립체(20)의 회전방향의 측벽체(14')는 착즙 스크류 조립체(20)의 회전 방향으로 경사지는 것이 바람직하다(도 6 참조).
방수원통(15)은 중공 형상의 하우징(10) 내부 중앙부에 테이퍼지도록 형성되고, 방수원통(15)의 중심은 원형으로 관통되어 있다.
결착턱(16)은 하우징(10)의 상단 외부면에 다수 위치하며, 상술한 결착돌기(3)에 대응되어 체결된다. 즉, 결착턱(16)에는 덮개(1)에 형성된 결착돌기(3)가 삽입 후 회전하여 체결될 수 있기에, 덮개(1)를 하우징(10)에 가이드하고 이탈을 방지하는 역할을 수행함으로써 결과적으로 덮개(1)와 하우징(10)이 체결된다.
착즙 스크류 조립체(20)는 회전축(21), 착즙 스크류(22), 착즙망(23), 착즙망 홀더(24) 및 브러쉬(25)를 포함한다.
회전축(21)의 재질은 900∼1400℃에서 안정된 결정형인 면심입방결정의 철에 다량의 니켈·크로뮴을 첨가하여 내부식성을 개선한 스테인리스강(KS: STS, JIS: SUS)인 것이 바람직하다.
상부회전축(21a)은 회전축(21)의 상부에 위치하며 회전축(21)의 지름보다 작은 지름으로 돌출 형성된다. 상부회전축(21a)은 덮개(1)에 형성되는 회전축공(4)에 삽입되어 회전 방향을 제외한 모든 방향(x축, y축, z축)으로 구속된다.
착즙 스크류(22)는 회전축(21)을 감싸도록 형성되는 몸체(22a) 및 착즙날(22b)로 구성된다.
착즙날(22b)은 몸체(22a)의 하측 일면으로부터 외부면을 따라 나선형으로 형성되며, 하나 이상이다. 착즙 스크류(22)는 하우징(10) 내부의 방수원통(15)의 상면에 안착되어 회전하면서 투입되는 대상물을 착즙하게 된다.
착즙망(23)은 착즙 스크류(22)의 하부에 결합되고, 소정 높이를 가진 중공 형상의 원형 판재로 형성되며, 착즙홀(23a)을 포함한다.
착즙망(23)의 재질은 상술한 회전축(21)과 같이 내식성이 높은 스테인리스강(KS: STS, JIS: SUS)인 것이 바람직하다.
착즙홀(23a)은 착즙망(23)에 다수 형성되며 그 개수에 대해서는 한정되지 않음은 물론이다. 다만, 하우징(10) 내부에서 투입되는 대상물이 착즙 스크류(22)가 회전하는 과정에서 착즙되어 착즙물과 찌꺼기로 분리되고, 착즙물은 착즙홀(23a)을 통해 착즙망(23)을 통과하여 내부로 유동하고, 찌꺼기는 착즙망(23) 내부로 유동하지 못하게 함으로써 분리되기에, 착즙홀(23a)의 크기는 찌꺼기는 통과하지 못하게 하고 착즙물만 통과할 수 있는 크기인 것이 바람직하다.
또한, 착즙 스크류 조립체(20) 하측을 향해 착즙홀(23a) 사이의 간격이 감소할 수 있다.
또한, 착즙 스크류 조립체(20)의 내부에는 착즙홀(23a)을 통과한 착즙물이 수용 가능한 충분한 공간이 있음은 물론이다.
착즙 스크류(22) 및 착즙망(23)은 인서트 사출 방식에 의해 결합된다. 다만, 인서트 사출에 의해 제작함에 있어서 금형 온도, 보압 시간 및 압력, 수지 온도, 사출 속도, 사출 압력, 냉각 시간, 수지잔량(Cushion) 등의 조건들이 제품의 품질을 결정짓는 중요한 요소이므로 이들의 최적화된 조건에서 제품을 생산하는 것이 바람직하며, 이 경우 웰드라인(Weld line), 싱크마크(Sink mark), 타버림 줄(Burnt streak), 수분줄(Moisture streak), 색줄(Color streak), 공기줄(Air streak), 제팅(Jetting) 등의 사출성형 불량을 감소되며 제작비용이 절감될 수 있다.
착즙망 홀더(24)는 홀더 본체(24a), 외측 리브(24b), 브러싱 돌기(24c), 내측 리브(24d) 및 내측 리브홈(24e)을 포함한다.
홀더 본체(24a)는 소정 너비를 지닌 원형 띠로 형성되며 착즙망(23)의 하부가 홀더 본체(24a)의 홈(미도시)에 억지 끼워맞춤으로 결합되어 일체로 회전 가능하다.
외측 리브(24b)는 홀더 본체(24a)로부터 하부로 연장되며, 그 하단에는 단차진 형상의 브러싱 돌기(24c)가 형성된다. 착즙 스크류 조립체(20)의 회전에 따라, 브러싱 돌기(24c)가 하우징(10) 하부면의 가이드 홈(미도시)을 따라 회전하면서, 착즙망(23)을 통과하지 못한 찌꺼기를 밀어서 찌꺼기 배출홀(14)로 이송시킨다.
내측 리브(24d)는 홀더 본체(24a)로부터 중심 방향으로 소정거리 연장된 방사 형상이다. 내측 리브(24d)의 개수는 도 2에 도시된 바와 같이 3개인 것이 바람직하나, 용도 및 쓰임에 따라 변경할 수 있음은 물론이다.
내측 리브홈(24e)은 내측 리브(24d)의 중앙부에서 상하로 관통되어 형성된다.
브러쉬(25)는 내측 리브홈(24e)에 장착될 수 있도록 상부는 'T'자 형상이고 하부는 하우징(10)의 하부면에 형성되는 별도의 가이드 홈(미도시)보다 넓게 형성되며 연성 재질인 것이 바람직하다. 착즙 스크류 조립체(20)의 회전에 따라 브러쉬(25)는 하우징(10)의 하부면의 별도의 가이드 홈(미도시)을 따라 회전하면서, 착즙망(23) 내부로 유동한 착즙물을 즙 배출홀(13)로 통과시킨다.
본체(30)는 원통형에 양 측면이 오목하게 내부로 들어간 구조이며, 모터(31), 베이스(32), 즙 수용체(35) 및 찌꺼기 수용체(36)를 포함한다.
또한, 본체(30)의 상면에는 즙 유동홀(33)이 형성되고, 즙 유동홀(33)의 타측에 찌꺼기 유동홀(34)이 형성된다.
본체(30) 내에 수용되는 모터(31)는 각형축(31a)을 구비한다. 동력을 전달받은 모터(31)는 각형축(31a)을 회전시키고, 각형축(31a)은 회전축(21)에 삽입되어 있기에 회전축(21)이 회전하고, 이에 따라 착즙 스크류(22) 및 이를 포함하는 착즙 스크류 조립체(20)가 회전되어 투입된 대상물이 착즙 된다.
베이스(32)에는 본체(30)의 하부면과 대응되도록 베이스홈(32a)이 형성되어 본체(30)가 장착된다. 베이스(32)와 본체(30)의 하부면의 장착이 용이하도록 베이스홈(32a)이 소정의 폭을 갖는 것이 바람직하다.
즙 유동홀(33)은 즙 배출홀(13)과 연통되며 즙 배출홀(13)을 통해 흐르는 착즙물이 유입되는 유로이다. 다만, 즙 유동홀(33)은 즙 배출홀(13)이 즙 유동홀(33)에 결합되도록 즙 배출홀(13)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
찌꺼기 유동홀(34)은 찌꺼기 배출홀(14)에 연통되어 찌꺼기가 유입된다. 찌꺼기 유동홀(34) 내측으로 찌꺼기 배출홀(14)이 결합되도록, 찌꺼기 유동홀(34)이 찌꺼기 배출홀(14)보다 큰 것이 바람직하다.
이러한 즙 유동홀(33) 및 찌꺼기 유동홀(34)은 하우징(10)과 본체(30)를 체결하는 역할도 수행하여, 종래의 체결돌기와 체결턱의 결합에 의한 방식보다 편리하게 결합할 수 있는 장점이 있다.
즙 수용체(35)는 중공 형상의 용기 형태로서, 본체(30)의 오목한 측면에 결합 및 분리가 가능한 구조로 형성될 수 있으며, 즙 유동홀(33)에 연통한다. 이러한 즙 수용체(35)는 즙 배출홀(13)을 통하여 유동한 착즙물이 모여서, 사용자가 이를 들고 착즙물을 마실 수 있다.
찌꺼기 수용체(36) 역시 중공 형상의 용기 형태로서, 즙 수용체(35)의 타측인 본체(30)의 오목한 측면에 결합 및 분리가 가능한 구조이며. 본체(30)의 찌꺼기 유동홀(34)에 연통한다.
찌꺼기 수용체(36)는 찌꺼기 배출홀(14)을 통하여 이송되는 찌꺼기를 담아 사용자가 음료 이외의 다른 용도로 이용하거나 즙과 함께 섞어 음용할 수 있게 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 주서기(100)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
덮개(1)의 주입구(2)에 재료가 투입되면(도 3, 4의 C) 해당 재료는 하우징(10)으로 유입되는데, 이 때에 착즙 스크류 조립체(20)의 착즙날(22b)이 주입구(2) 아래의 공간을 교차하도록 회전하기에 재료가 절단되면서 하우징(10) 내부로 유입된다(도 3, 4의 D). 하우징(10) 내부로 유입된 재료는 아래로 이송되면서 점점 잘게 분쇄되며 압축되는데, 이 과정에서 착즙물은 착즙 스크류(22)의 하부에 일체로 형성되는 착즙망(23)의 착즙홀(23a)을 통하여 착즙망(23) 내부로 유입된다. 착즙망(23)의 내부로 유입된 착즙물은 회전하는 브러쉬(25)에 의해 즙 배출홀(13)을 따라 흐르고 즙 유동홀(33)을 통과하여 최종적으로 즙 수용체(35)로 모이게 된다(도 3, 4의 E).
한편, 착즙홀(23a)을 통과하지 못한 찌꺼기는 하우징(10)의 내부 바닥에 잔류하게 된다. 이러한 찌꺼기는 착즙망 홀더(24)의 하부에 단차지게 형성되어 회전하는 외측 리브(24b)에 의해 밀리면서 찌꺼기 배출홀(14)로 이송되고 찌꺼기 유동홀(34)을 거쳐 최종적으로 찌꺼기 수용체(36)에 모이게 된다(도 3, 4의 E).
이하, 도 5 및 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 테이퍼 구조의 하우징 및 배출구를 포함하는 스크류 어셈블리 및 이를 포함하는 주서기(100)의 하우징(10)과 착즙 스크류 조립체(20)와의 상호작용을 보다 상세히 설명한다.
착즙 스크류 조립체(20)는 원뿔형으로 형성된 상부와 원뿔대형으로 형성된 하부로 구분할 수 있다.
착즙 스크류 조립체(20)의 상부는 원뿔형으로 형성되어 하우징(10)과 착즙 스크류 조립체(20) 사이에 넓은 공간을 제공하며 투입물이 용이하게 투입되도록 한다. 특히, 착즙 스크류 조립체(20)의 상부에 착즙날(22b)이 제공되어 투입물이 절단될 수도 있다.
착즙 스크류 조립체(20)의 하부는 원뿔대형으로 형성되어 하우징(10)과 매우 좁은 거리만큼만 이격되고 실질적으로 밀착된다. 이에 따라 착즙 스크류 조립체(20)의 회전에 의해 투입물이 압착되어 즙과 찌꺼기로 구분되고, 착즙망(23) 통과 여부를 통해 즙과 찌꺼기가 분리된다.
하우징(10)은 상부에서 하부의 순서로 제 1 구역(S1)으로 이루어진 투입 구역, 제 2 구역(S2)과 제 3 구역(S3)으로 이루어진 압착 구역, 및 제 4 구역(S4)과 제 5 구역(S5)으로 이루어진 배출 구역으로 이루어진다.
투입 구역(S1)은 착즙 스크류 조립체(20)의 상부에 상응하며, 압착 구역(S2, S3) 및 배출 구역(S4, S5)은 착즙 스크류 조립체(20)의 하부에 상응한다.
종래의 주서기에서 투입 구역, 압착 구역 및 배출 구역은 그 경사가 동일하였다. 즉, 종래의 주서기의 하우징(10)은 하나의 경사를 갖는 원뿔대 형상이었다. 달리 말하면, 제 1 구역이 수직축과 이루는 각도(a1), 제 2 구역이 수직축과 이루는 각도(a2), 제 3 구역이 수직축과 이루는 각도(a3), 제 4 구역이 수직축과 이루는 각도(a4), 제 5 구역이 수직축과 이루는 각도(a5)가 모두 동일하였다.
그러나 본 발명에 따른 주서기(100)는 도 5에 도시되는 바와 같이 하우징(10)의 압착 구역(S2, S3)이 중심을 향하여 내측으로 다소 돌출됨을 특징으로 한다. 다시 말해, 제 2 구역(S2)이 수직축과 이루는 각도(a2)가 제 3 구역(S3)이 수직축과 이루는 각도(a3)보다 크다.
제 1 실험: 착즙 성능 비교
하우징(10)의 압착 구역(S2, S3)이 내측으로 다소 돌출되는 경우, 압착 구역(S2, S3)에서의 착즙 스크류 조립체(20)와 하우징(10)의 상호 작용이 보다 원활하게 이루어져서 착즙 성능이 보다 증가할 것으로 확인되는바 이에 관련된 실험을 수행하였다. [표 1], 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
| 구분 | 형상이 없는 경우 | 형상이 있는 경우 | |
| 당근 | 투입량(g) | 500 | 500 |
| 착즙량(g) | 272 | 306.8 | |
| 착즙율 | 54.4% | 61.3% | |
| 찌꺼기(g) | 179 | 92 | |
| 하우징 내 잔량 | 49 | 41 | |
| 처리시간 | 2'15'' | 1'48'' | |
| 토마토 | 투입량(g) | 500 | 500 |
| 착즙량(g) | 370 | 374 | |
| 착즙율 | 74% | 74.8% | |
| 찌꺼기(g) | 78 | 66 | |
| 하우징 내 잔량 | 52 | 60 | |
| 처리시간 | 1'30'' | 1'26'' | |
제 1 실험은 당근과 토마토를 투입하여 착즙 성능을 확인한 실험이다. 하우징(100) 내측벽의 형상의 유무에 따라 투입량(g), 착즙량(g), 착즙율(즉, 투입량 대비 착즙량), 찌꺼기(g)(즉, 외부로 배출된 찌꺼기), 하우징(100) 내 잔량(g) 및 처리시간(분, 초)을 비교하였다. 여기서, "형상이 있는 경우" 본 발명과 같이 압착 구역(S2, S3)이 내측으로 돌출된 경우를 의미한다. 당근 실험은 투입물이 비교적 단단한 경우로서 경도가 높은 경우를 실험한 것이며, 토마토 실험은 투입물이 비교적 무른 경우로서 경도가 낮은 경우를 실험한 것이다.
당근을 투입한 경우를 살펴본다. 착즙량과 착즙율은 형상이 없는 경우가 272g, 54.4%이고, 형상이 있는 경우가 306.8g, 61.3%이어서, 본 발명과 같이 형상이 있는 경우가 형상이 없는 경우보다 동일한 양의 투입물 투입시 착즙량과 착즙율이 높은 것으로 확인되었다. 찌꺼기는 형상이 없는 경우 179g이지만 형상이 있는 경우 92g이었으며, 하우징 내 잔량은 형상이 없는 경우 49g이지만 형상이 있는 경우 41g이었으며, 처리시간은 형상이 없는 경우 2'15''이지만 형상이 있는 경우 1'48''로 확인되었다. 즉, 본 발명과 같이 형상이 있는 경우, 형상이 없는 종래 기술과 비교하여, 비교적 단단한 투입물에 대하여, 착즙율은 높고 찌꺼기, 처리시간 등은 낮은 것으로 확인되었다.
토마토를 투입한 경우를 살펴본다. 형상이 없는 경우와 형상이 있는 경우를 비교하면, 착즙량과 착즙율은 각각 370g, 74%이고 374g, 74.8%이었으며, 찌꺼기는 78g과 66g, 하우징 내 잔량은 52g과 60g, 처리시간은 1'30'' 및 1'26''이었다. 투입물이 비교적 무른 경우, 본 발명과 같이 형상이 있는 경우 하우징 내 잔량이 종래 기술에 비교하여 다소 많았으나, 착즙량, 착즙율, 찌꺼기, 처리시간에 있어서는 유리한 것으로 확인되었다.
경도가 높은 당근과 경도가 낮은 토마토를 투입하였을 경우의 착즙 성능을 실험한 것인바, 대부분의 투입물에서도 높은 신뢰성으로서 본 발명과 같은 형상을 갖는 경우 착즙량, 착즙율, 찌꺼기, 처리시간에 있어서 종래 기술의 경우보다 유리한 것으로 해석된다.
제 2 실험: 소음 비교
종래 기술에 따른 주서기에서 순차적으로 토마토 및 당근을 투입한 경우 소음을 측정하였고(도 7), 본 발명에 따라 형상을 갖는 하우징을 채택한 주서기에서 순차적으로 토마토 및 당근을 투입한 경우 소음을 측정하였다(도 8). 도 7 및 도 8의 그래프에서 X축은 시간을 나타내며 Y축은 dB이다. 각각의 경우 주서기를 가동시킨 후(X=0) 순차적으로 토마토 및 당근을 투입한 것이다.
도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같이, 착즙물을 하우징(10) 내부로 투입하지 않았을 경우의 소음, 즉 무부하 상태에서의 소음은, 종래 기술과 같이 형상이 없는 경우 65dB이었고 본 발명과 같이 형상이 있는 경우 60dB이었다.
토마토가 투입된 경우의 소음은, 종래 기술과 같이 형상이 없는 경우 66dB이었고, 본 발명과 같이 형상이 있는 경우 63dB이었다.
당근이 투입된 경우의 소음은, 종래 기술과 같이 형상이 없는 경우 58~66dB이었고, 본 발명과 같이 형상이 있는 경우 57~59dB이었다.
상술한 3가지의 경우 모두, 본 발명과 같이 하우징(10) 내벽에 형상이 있는 경우 소음이 감소함을 확인할 수 있었다.
한편, 찌꺼기의 원활한 배출을 위해 배출 구역이 외측으로 다소 함몰되는 것이 바람직하다. 다시 말해, 도 5에 도시되는 바와 같이, 제 4 구역이 수직축과 이루는 각도(a4)가 제 5 구역이 수직축과 이루는 각도(a5)보다 작은 것이 바람직하다.
이와 같이, 배출 구역이 외측으로 다소 함몰되어 공간을 넓혀주는 경우 찌꺼기의 배출이 보다 원활함을 다수의 실험을 통해 확인하였다.
한편, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 찌꺼기 배출홀(14)을 설명한다.
종래의 주서기의 경우, 찌꺼기가 배출되는 배출홀은 하우징의 하부면에 직사각 형태로 이루어진 개구부 형태였다. 그러나, 이와 같은 형태에서는 착즙 스크류 조립체는 연속적으로 회전하고 있음에도 회전력이 찌꺼기 배출에 충분히 활용되지 못하였으며, 더욱이 찌꺼기가 역류하는 현상도 발생하였다.
이를 해결하고자, 찌꺼기 배출홀(14)의 착즙 스크류 조립체(20) 회전 방향 측벽체 모두가 그 회전방향으로 경사진 것이 바람직하다. 다시 말하면, 찌꺼기 배출홀(14)의 측벽체(14')가 착즙 스크류 조립체(20)의 회전방향(a)을 따라 경사지는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
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1: 덮개
2: 주입구
3: 결착돌기
4: 회전축공
10: 하우징
13: 즙 배출홀
14: 찌꺼기 배출홀
14': 측벽체
15: 방수원통
16: 결착턱
20: 착즙 스크류 조립체
21: 회전축
21a: 상부회전축
22: 착즙 스크류
22a: 몸체
22b: 착즙날
23: 착즙망
23a: 착즙홀
24: 착즙망 홀더
24a: 홀더 본체
24b: 외측 리브
24c: 브러싱 돌기
24d: 내측 리브
24e: 내측 리브홈
25: 브러쉬
30: 본체
31: 모터
31a: 각형축
32: 베이스
32a: 베이스홈
33: 즙 유동홀
34: 찌꺼기 유동홀
35: 즙 수용체
36: 찌꺼기 수용체
100: 주서기
2: 주입구
3: 결착돌기
4: 회전축공
10: 하우징
13: 즙 배출홀
14: 찌꺼기 배출홀
14': 측벽체
15: 방수원통
16: 결착턱
20: 착즙 스크류 조립체
21: 회전축
21a: 상부회전축
22: 착즙 스크류
22a: 몸체
22b: 착즙날
23: 착즙망
23a: 착즙홀
24: 착즙망 홀더
24a: 홀더 본체
24b: 외측 리브
24c: 브러싱 돌기
24d: 내측 리브
24e: 내측 리브홈
25: 브러쉬
30: 본체
31: 모터
31a: 각형축
32: 베이스
32a: 베이스홈
33: 즙 유동홀
34: 찌꺼기 유동홀
35: 즙 수용체
36: 찌꺼기 수용체
100: 주서기
Claims (10)
- 중공 형상의 하우징; 및
상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착되는 착즙 스크류 조립체
를 포함하며,
상기 하우징은 상부에서 하부의 순서로 제 1 구역(S1)으로 이루어진 투입 구역 및 제 2 구역(S2)과 제 3 구역(S3)으로 이루어진 압착 구역을 포함하며,
상기 제 2 구역(S2)이 수직축과 이루는 각도(a2)가 상기 제 3 구역(S3)이 수직축과 이루는 각도(a3)보다 큰 것을 특징으로 하는,
스크류 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하우징은, 상기 하우징의 하부에 배치되며, 상기 하우징으로부터 착즙물 및 찌꺼기를 각각 분리 수용할 수 있는 즙 배출홀 및 찌꺼기 배출홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
스크류 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하우징은, 상기 압착 구역의 하측에 위치하며, 제 4 구역(S4)과 제 5 구역(S5)으로 이루어진 배출 구역을 더 포함하며,
상기 배출 구역은, 상기 제 4 구역이 수직축과 이루는 각도(a4)는 상기 제 5 구역이 수직축과 이루는 각도(a5)보다 작도록 이루어지는 것을 특징으로 하는,
스크류 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 찌꺼기를 배출하는 찌꺼기 배출홀을 더 포함하며,
상기 찌꺼기 배출홀의 상기 착즙 스크류 조립체의 회전방향의 측벽체는 상기 착즙 스크류 조립체의 회전 방향으로 경사진 것을 특징으로 하는,
스크류 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 착즙 스크류 조립체는,
외주면에 나선 형상의 착즙날이 형성된 착즙 스크류; 및
상기 착즙 스크류의 하부 외주면에 결합되며, 다수의 착즙홀이 형성되는 착즙망을 포함하는 것을 특징으로 하는,
스크류 어셈블리.
- 제 5 항에 있어서,
상기 착즙 스크류 조립체는, 상기 착즙망에 결합되는 착즙망 홀더를 더 포함하며,
상기 착즙망 홀더는 링 형상의 홀더 본체, 상기 홀더 본체로부터 하부로 연장되는 외측 리브, 및 상기 홀더 본체로부터 중심 방향으로 소정거리 연장되는 내측 리브를 포함하고, 상기 내측 리브에는 연성 재질의 브러쉬가 장착되는 것을 특징으로 하는,
스크류 어셈블리.
- 제 6 항에 있어서,
상기 외측 리브는 그 하단에 소정 단차로 이루어진 브러싱 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는,
스크류 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 스크류 어셈블리는,
상기 하우징의 상부에 배치되며, 하부 중앙에 회전축공이 형성되는 덮개;를 더 포함하며,
상기 착즙 스크류의 상부 중심에 형성된 상부회전축은 상기 덮개의 상기 회전축공에 삽입되는 것을 특징으로 하는,
스크류 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하우징으로부터 배출되는 착즙물과 찌꺼기를 분리 수용할 수 있는 본체가 상기 하우징의 하부에 배치되며,
상기 스크류 어셈블리는,
상기 본체의 하측면과 체결되는 베이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
스크류 어셈블리.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 스크류 어셈블리를 포함하는 주서기.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023075579A1 (en) | 2021-10-25 | 2023-05-04 | Sulapro, Sia | Automatic carrot juice dispenser |
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| Publication number | Publication date |
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| KR20130042991A (ko) | 2013-04-29 |
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