KR102186493B1 - 초음파 빵 절단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 빵 절단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파 유닛에서 고주파수의 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 절단칼의 초음파 진동으로 빵을 절단하는 초음파 빵 절단기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 빵 절단기는,
초음파 유닛에서 고주파수의 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하고,
절단칼이 빵을 지나면서 그 기계적 진동이 빵에 전달되어 빵을 절단하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 빵 절단기 {Ultrasonic Bread Cutter}

본 발명은 초음파 빵 절단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파 유닛에서 고주파수의 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 절단칼의 초음파 진동으로 빵을 절단하는 초음파 빵 절단기에 관한 것이다.

일반적으로 빵은 식사 대용품으로 밀가루를 주원료로 반죽하여 불에 굽거나 쪄낸 음식이다.

빵은 굽거나 쪄진 그대로의 형태로 판매하기도 하지만, 최근에는 경쟁업체들과의 차별화를 위해 빵을 다양한 형태로 가공하여 판매하고 있으며, 빵을 다양한 형태로 가공하기 위한 장치들의 개발도 활발히 진행중에 있다.

빵 절단기는 빵을 다량으로 생산하는 공장이나 제과점에 설치되어서 덩어리로 소성되는 롤케익, 식빵 등과 같이 일정한 길이를 갖는 빵을 사용자가 편리하게 먹을 수 있을 정도의 크기로 절단시켜 주기 위해 사용되고 있다.

이러한 절단기로 절단칼을 이용하여 빵을 절단하는 경우 빵이 부드럽고 소프트하여 자르면이 밀리고 거칠어지며, 그래서 예를 들어 하트모양의 케익은 하트모양의 틀에서 빵반죽을 부어서 만들어 생산성이 좋지 않다.

또한, 빵에 견과류나 과일 건포도 등과 같은 첨가물이 들어간 빵일 경우 이 첨가물들이 절단되지 않고 밀려버리는 문제점이 있었다.

이러한 절단칼의 대용으로 종래에는 워터젯을 이용하였는바, 워터젯은 아주 작은 구멍의 노즐을 통해 나오는 초고압의 물을 분사하여 빵을 절단하였다.

이와 같이 종래에는 물을 사용하는 고가의 워터젯 절단기로 빵을 절단하므로 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 종래 워터젯 절단기는 대당 1억 5천만원 이상으로 가격이 매우 비싸다.

둘째, 종래 워터젯 절단 방식은 살균된 물을 초고압으로 분사하여 절단하므로 빵에 물이 접촉하여 위생상에 우려가 있다.

셋째, 종래 워터젯 절단 방식은 기계 안의 철망에 빵을 놓아야 하고 절단된 빵을 각기 꺼내야 하므로 이송 및 포장에 불리하다.

넷째, 종래 워터젯 절단 방식은 고압을 발생시키므로 노즐의 막힘이나 고압펌프의 관리, 작업대 철망의 교체등의 이유로 유지관리가 어렵다.

다섯째, 종래 워터젯 절단 방식은 물로 절단하므로 물의 분사두께 만큼의 빵의 부스러기가 발생하고 취급시 절단후 잔존물이 기계밑으로 떨어져 빵찌꺼기로 인해 지저분하고 기계 전체의 위생상태가 엉망이 될 수 있다.

여섯째, 종래 워터젯은 작업시 기계 소음이 크고 습기가 항상 잔존하여 식품회사에 맞지 않는 습한 환경을 조성한다.

일곱째, 워터젯 절단 방식은 빵의 절단면이 거칠다.

https://foodtools.com/2018/08/waterjet-cake-cutting-machine/(2018년8월)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 초음파 유닛에서 고주파수의 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 절단칼의 초음파 진동으로 빵을 절단하므로 저가의 곡면 절단이 가능한 초음파 절단기를 공급할 수 있고 위생상 문제가 없는 초음파 빵 절단기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 빵 초음파 절단기는 고주파수의 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 초음파 유닛; 상기 초음파 유닛에 결합되어 제어부의 제어에 의해 X축, Y축, Z축 방향으로 움직이는 X-Y-Z축 유닛; 상기 X-Y-Z축 유닛에 장착되어 상기 초음파 유닛으로부터 전달된 기계적 에너지에 의해 빵을 절단하면서 지나가는 절단칼; 및 상기 절단칼에 결합되어 상기 제어부의 제어에 의해 상기 절단칼의 칼날 방향을 회전시켜 빵을 곡면으로 절단할 수 있게 하는 회전 모터를 포함한다.
또한 본 발명의 빵 초음파 절단기에 있어서, 상기 초음파 발진기의 고주파수는 15~30KHz이고, 절단칼의 길이는 30~60mm인 것을 특징으로 한다.

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초음파 유닛에서 고주파수의 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 절단칼의 초음파 진동으로 빵을 절단하는 상술한 과제의 해결 수단에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 종래 1억 5천만 이상의 해외 워터젯 절단기 보다 수배 이상 저렴한 약 5천만원 정도인 저가의 곡면 절단이 가능한 초음파 절단기를 제조하여 공급할 수 있다.

둘째, 본 초음파 절단 방식은 순수한 절단칼의 고음파(예를 들어 20khz) 진동으로 절단하므로 위생상 염려가 없다.

셋째, 본 초음파 절단 방식은 빵이 올려진 판을 올리거나 포장을 위한 판에 직접 올려놓고 전체를 빼내어 포장라인에 투입할 수 있어 이송 및 포장에 유리하다.

넷째, 본 초음파 절단 방식은 종래 워터젯 방식의 노즐의 막힘이나 고압펌프의 관리, 작업대 철망의 교체 등을 하지 않아도 되어 유지보수가 저렴하고 간단하다.

다섯째, 본 초음파 절단 방식은 절단시 부스러기가 최소화하고 건식 절단이므로 청소 및 관리가 용이하다.

여섯째, 본 초음파 절단 방식은 기계 소음이 작고 건식 절단이라 작업환경을 변화시켜 습한 환경을 변화시키지 않는다.

일곱째, 본 초음파 절단 방식은 빵의 절단면이 미려하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빵 초음파 절단기의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빵 초음파 절단기의 정면도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 2의 평면도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빵 초음파 절단기의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빵 초음파 절단기의 정면도이며, 도 3은 도 2의 측면도이며, 도 4는 도 2의 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 빵 초음파 절단기(100)는 초음파 유닛(130)에서 초음파(고주파수)의 전기적 에너지가 수직운동을 기계적 에너지로 변환하고, 그 기계적 진동이 절단칼(140)에 전달되어 절단칼이 빵을 지나면서 그 기계적 진동에 의해 빵을 절단한다.

초음파(Ultrasonic)는 음파의 한 종류로서, 진동수가 통상 20KHz 이상으로 과다하여 인간의 청력으로 식별할 수 없는 음파이다.

본질적으로는 가청범위의 음파와 성질이 동일하나, 파장이 짧아 극심한 진동이 발생되는 등, 통상의 가청 음파와 대비되는 성질이 내재되어 다양하게 응용된다.

예컨대 수심을 측정하는 소나(SONAR, Sound Navigation And Ranging), 물질에 의한 흡수도 또는 물질 중에서의 전파속도의 차이를 측정하여 구조물 내의 손상을 찾아내는 초음파탐상기 등으로 응용된다.

초음파 발진기(amplifier)(120)는 50-60Hz의 전기적 에너지를 고출력의 고주파수(15~30KHz)로 변환하여 초음파 유닛의 진동자에 공급을 하는 기기이다.

OP 패널(160)의 조작으로 제어부(110)에서 초음파의 절단조건을 조정하여 초음파의 발진시간 및 동작, X축, Y축, Z축 이송 모터(152,154,156)와 회전 모터(158)의 작동을 제어한다.

초음파 유닛(130)의 진동자(converter,transducer)(132)는 상기 초음파 발진기(120)에서 공급되는 고주파수를 갖는 초음파의 전기적 에너지를 종진동의 기계적 에너지로 변환하여 준다.

초음파 유닛(130)의 혼(horn)(134)은 절단시 절단칼(140)에 요구되는 진폭을 얻는다.

절단칼(140)은 진동자(132)에서 발생한 기계적 에너지(진동)를 빵에 전달하여 절단할 수 있도록 한다.

이때 절단칼(140)의 길이는 빵의 높이 등을 고려하여 30~60mm인 것이 바람직하고, 회전 모터(158)에 결합되어 빵의 커팅시 칼날의 방향으로 회전하면서 절단할 수 있다.

상기 초음파 유닛(130)과 절단칼(140)은 X축(좌우), Y축(전후), Z축(상하) 방향으로 이송이 가능한 바, 제어부(110)의 제어에 의해 X축 이송모터(152), Y축 이송모터(154), Z축 이송모터(156)가 작동하여 각 방향으로 이송이 가능하다.

더 상세하게 설명하면 X축 유닛(151)은 빵이 올려지는 작업대(102)의 일측(도면에서 우측)에 좌우로 이송 가능하게 설치되어 X축 이송모터(152)에 의해 좌우로 움직인다.

X-Y축 유닛(153)은 상기 X축 유닛(151)의 작업대(102)가 있는 내측에 전후로 이송 가능하게 설치되어 Y축 이송모터(154)에 의해 전후로 움직이는 것으로, 결국 좌우, 전후로 움직임이 가능하다.

X-Y-Z축 유닛(155)은 상기 Y축 유닛(153)의 작업대(102)가 있는 내측에 상하로 이송 가능하게 설치되어 Z축 이송모터(156)에 의해 상하로 승강하는 것으로, 결국 좌우, 전후, 상하로 움직임이 가능하다.

즉, 상기 초음파 유닛(130)과 절단칼(140)은 이 X-Y-Z축 유닛(155)에 장착되어 X축(좌우), Y축(전후), Z축(상하) 방향으로의 움직임이 가능하다.

상기 절단칼(140)은 좌우나 전후로 움직임과 동시에 상하로 운동하면서 작업대(102)의 빵을 지나가 기계적 진동에 의해 빵을 건식으로 절단하게 된다.

이때 절단칼(140)은 회전 모터(158)에 연결되어 칼날의 방향으로 회전하면서 절단을 할 수 있다.

또한, 상기 절단칼(140)의 상하 운동의 거리를 10~100mm 조정할 수 있는 바, 상하 운동의 거리가 클수록 진동수는 동일하지만, 속도가 빨라짐으로써 표면이 매끈하게 빵을 절단할 수 있다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100: 빵 초음파 절단기 102: 작업대
120: 초음파 발진기 130: 초음파 유닛
140: 절단칼 152,154,156: 이송모터

Claims (5)

1. 고주파수의 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 초음파 유닛;
   상기 초음파 유닛에 결합되어 제어부의 제어에 의해 X축, Y축, Z축 방향으로 움직이는 X-Y-Z축 유닛;
   상기 X-Y-Z축 유닛에 장착되어 상기 초음파 유닛으로부터 전달된 기계적 에너지에 의해 빵을 절단하면서 지나가는 절단칼; 및
   상기 절단칼에 결합되어 상기 제어부의 제어에 의해 상기 절단칼의 칼날 방향을 회전시켜 빵을 곡면으로 절단할 수 있게 하는 회전 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 빵 초음파 절단기.
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3. 제1항에 있어서,
   초음파 발진기의 고주파수는 15~30KHz이고, 절단칼의 길이는 30~60mm인 것을 특징으로 하는 빵 초음파 절단기.
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