KR102269402B1 - 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치에 관한 것으로, 식품 포장용기에 식품을 정량 공급하는 공급장치에 있어서, 식품의 공급이 이루어질 수 있는 식품 공급부; 상기 식품 공급부와 연통되며, 내부에 구비된 스크류날과 회전 스크류축의 회전을 통해 식품을 이동시키는 식품 이동부; 상기 식품 이동부를 통해 이동되는 식품의 중량을 측정하며, 설정된 중량만큼 식품 포장용기에 식품을 공급하는 식품 중량 계측부; 식품 포장용기를 상기 식품 중량 계측부 하부로 이동시킬 수 있는 식품 포장용기 이동부; 상기 회전 스크류축의 회전속도를 제어하여 상기 식품 이동부의 식품 이동량을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 식품 중량 계측부에서 측정된 중량 값에 따라 상기 회전 스크류축의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치 {Food supply apparatus using screw supply method}
본 발명은 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전 스크류축의 회전속도를 제어하면서 식품을 공급함에 따라 설정된 중량으로 식품 포장용기에 정량의 식품을 연속적으로 공급할 수 있는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치에 관한 것이다.
최근에는 전자레인지 등과 같은 요리기구 등을 이용하여 간편하게 요리를 해 먹을 수 있는 식품 포장을 이용한 식품이 지속적으로 개발 및 공급되고 있다. 이와 같은 식품 포장을 이용한 식품은 제품 품질을 일정하게 유지하기 위해 포장재 내부에 각각의 원료를 일정한 용량(중량)으로 투입하여 포장하는 것이 중요하다.
대한민국 등록실용신안 제20-0213446호는 종래의 식품 자동포장기용 식품공급장치를 개시하고 있다. 종래의 식품 공급장치는 식품이 투입되고 배출될 수 있는 본체에 진동 수단을 구비하고, 진동 수단을 통해 본체를 진동시키면서 배출구로 식품을 배출하여 식품 포장용기에 식품을 공급하고 있다. 그러나 이와 같은 종래의 식품 공급장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 진동 수단을 구비하여 진동을 통해 식품 포장용기에 식품을 공급하는 종래의 식품 공급장치는 설정된 중량만큼 식품을 식품 포장용기에 정확하게 공급하기 위해 충분한 진동을 가하여야 한다. 그러나 이와 같이 식품에 진동을 가하는 시간이 길어짐에 따라 식품의 공급시간이 길어지게 되는 문제점이 있다.
또한, 진동 수단을 통해 진동을 가하여 식품을 설정된 중량만큼 식품 포장용기에 공급하기 위해서는 식품의 크기(Size)가 균일한 원료만 가능하며, 식품의 크기가 일정하지 않는 경우 진동 수단을 통해 식품을 공급하기 어려운 문제점이 있다. 공급시간을 줄이기 위해 진동 시간을 줄이면서 종래의 식품 공급장치로 빠르게 식품을 공급할 수도 있지만, 이 경우 설정된 중량만큼 정확하게 식품을 공급하기 어려운 문제점이 있다.
대한민국 등록실용신안 제20-0213446호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 회전 스크류축의 회전속도를 제어하면서 식품을 공급함에 따라 설정된 중량으로 식품 포장용기에 정량의 식품을 연속적으로 공급할 수 있는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치에 관한 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치는, 식품의 공급이 이루어질 수 있는 식품 공급부; 상기 식품 공급부와 연통되며, 내부에 구비된 스크류날과 회전 스크류축의 회전을 통해 식품을 이동시키는 식품 이동부; 상기 식품 이동부를 통해 이동되는 식품의 중량을 측정하며, 설정된 중량만큼 식품 포장용기에 식품을 공급하는 식품 중량 계측부; 식품 포장용기를 상기 식품 중량 계측부 하부로 이동시킬 수 있는 식품 포장용기 이동부; 상기 회전 스크류축의 회전속도를 제어하여 상기 식품 이동부의 식품 이동량을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 식품 중량 계측부에서 측정된 중량 값에 따라 상기 회전 스크류축의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 상기 식품 공급부는, 식품이 투입되는 투입구 및 식품이 배출되는 배출구가 구비된 호퍼와, 상기 배출구를 개폐하는 개폐부를 포함할 수 있으며, 상기 식품 이동부에는, 상기 식품 이동부에 보관되는 식품의 높이를 측정할 수 있는 레벨게이지가 구비되며, 상기 개폐부는, 상기 레벨게이지의 정보에 따라 개폐될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 상기 식품 이동부는, 상기 식품 공급부와 연통되면서 내부공간이 구비된 몸체부와, 상기 몸체부에 구비되며, 상기 스크류날 및 상기 회전 스크류축에 회전 동력을 제공하는 모터와, 상기 몸체부 하부에서 식품을 배출하며, 상기 회전 스크류축의 일단부가 삽입되는 소켓구를 포함하며, 상기 소켓구는, 상부에서 하부로 갈수록 너비가 좁아지는 경사부와, 상기 경사부 하부에 구비되며 상부와 하부의 너비가 동일한 직선부를 포함하며, 상기 회전 스크류축의 일단부는 상기 직선부에 삽입될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 상기 몸체부의 일측에는 경사면이 형성되며, 상기 경사면 하부에는 상기 경사면을 가열할 수 있는 가열 수단이 구비될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 상기 회전 스크류축에는, 상기 회전 스크류축의 외측으로 돌출되는 제1교반 날개가 구비될 수 있으며, 상기 회전 스크류축은 복수 개가 구비되며, 인접하는 상기 회전 스크류축의 회전 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 상기 식품 이동부에는, 상기 회전 스크류축이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 교반축과, 상기 교반축의 외측으로 돌출되는 제2교반 날개를 포함하는 수평 교반기가 구비될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 상기 식품 중량 계측부는, 상기 식품 이동부 하부에 배치되며, 하부가 개구되어 있는 측정용기와, 상기 측정용기와 연결되며, 상기 측정용기로 이동된 식품의 중량을 측정할 수 있는 중량 감지기와, 상기 측정용기 하부를 개폐할 수 있는 배출부를 포함하며, 상기 배출부는 상기 중량 감지기에서 감지된 중량이 설정된 중량이 될 때 상기 측정용기 하부를 열리게 할 수 있으며, 상기 배출부는, 상기 측정용기 하부에 배치되는 개폐판과, 상기 개폐판과 연결되어 상기 개폐판을 이동시킬 수 있는 개폐용 실린더를 포함할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 상기 제어부는, 상기 식품 중량 계측부에서 측정된 중량 값이 기설정된 값 이상이 될 때, 상기 회전 스크류축의 회전 속도를 감속시킬 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 상기 식품 포장용기 이동부는, 상기 식품 포장용기를 이동시키는 컨베이어와, 상기 컨베이어의 외측에서 내측으로 슬라이드 이동되는 판 형상의 스토퍼와, 상기 스토퍼를 상기 컨베이어의 외측에서 내측으로 슬라이드 이동시킬 수 있는 실린더를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 식품의 중량에 따라 회전 스크류축의 회전속도를 제어함에 따라 공급 속도를 조절하여 복수 개의 식품 포장용기에 균일한 시간으로 설정된 중량만큼의 식품을 공급할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 식품의 중량에 따라 회전 스크류축의 회전속도를 제어함에 따라 초기 식품 공급 단계에서 식품 공급 속도를 빠르게 하여 신속하게 식품을 공급할 수 있으며, 후기 식품 공급 단계에서 식품 공급 속도를 줄임으로써 설정된 중량만큼 정확하게 식품을 공급할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 식품 정량 공급장치의 정면 개략도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 식품 정량 공급장치의 측면 개략도를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 식품 이동부에 복수 개의 회전 스크류축이 구비된 것을 나타낸 도면이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 실시 예에 따라 회전 스크류축에 제1교반 날개가 구비된 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 인접하는 회전 스크류축이 서로 다른 방향으로 회전하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 수평 교반기를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 식품 중량 계측부의 작동방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 식품 포장용기 이동부를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 식품 포장용기 이동부의 스토퍼와 실린더를 나타내는 도면이다.
본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시 예들을 개시한다. 개시된 실시 예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치는 식품 공급부(100), 식품 이동부(200), 식품 중량 계측부(300), 식품 포장용기 이동부(400), 제어부(500)를 포함할 수 있다.
상기 식품 공급부(100)는 식품이 안정적으로 연속되게 공급이 이루어질 수 있도록 충분한 식품 수용공간을 가지는 것으로, 식품 포장용기(10)에 포장되는 식품이 투입될 수 있는 지점이다.
본 발명의 실시 예에 따른 식품은, 육류, 해산물, 채소 등 및 이들의 혼합물일 수 있다. 가령, 육류는 소정의 크기로 절단 가공된 소고기, 돼지고기, 닭고기 등을 포함하며, 해산물은 소정의 크기로 절단 가공된 전복, 생선, 오징어, 문어 등을 포함하며, 채소는 소정의 크기로 절단 가공된 버섯, 파, 양파, 감자 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 식품은 육류, 해산물, 채소 등 및 이들의 혼합물이 일정한 가공단계로 가공된 식품일 수 있으며, 가공이 이루어지지 않은 식품 포장용 가공원료일 수도 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 식품은 식품 포장용기(10)에 설정된 중량만큼 공급되는 것이라면 다양한 형태일 수 있으며, 이하에서는 식품이라는 용어로 통일하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 상기 식품 공급부(100)는 식품이 투입되는 투입구(111)와 식품이 배출되는 배출구(112)가 구비된 호퍼(110)를 포함할 수 있다. 상기 호퍼(110)는 상기 투입구(111)에서 상기 배출구(112)로 갈수록 너비가 작아지면서 경사가 형성된 것으로, 상기 투입구(111)에서 투입된 식품의 중력과 상기 호퍼(110)의 경사를 따라 상기 배출구(112)로 이동된다.
상기 식품 공급부(100)의 상기 배출구(112)로 이동된 식품은 상기 식품 공급부(100)와 상기 식품 이동부(200)를 연결하는 안내관(120)을 통해 상기 식품 이동부(200)로 이동된다. 상기 식품 공급부(100)는 상기 배출구(112)를 개폐하는 개폐부(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 개폐부(130)는 상기 식품 공급부(100)에서 상기 식품 이동부(200)로 이동하는 식품의 양을 제어할 수 있는 것으로, 상기 식품 이동부(200)에 보관되어 있는 식품의 양에 따라 상기 개폐부(130)를 열고 닫을 수 있다. 상기 개폐부(130)는 상기 제어부(500)를 통해 열리고 닫힐 수 있는 것으로, 상기 제어부(500)는 상기 식품 이동부(200)에 보관되어 있는 식품의 양을 인식하여 상기 개폐부(130)를 작동시키게 된다.
구체적으로, 상기 식품 이동부(200)에는 상기 식품 이동부(200)에 보관되는 식품의 높이를 측정할 수 있는 레벨게이지가 구비될 수 있으며, 상기 제어부(500)는 상기 레벨게이지의 정보에 따라 상기 개폐부(130)를 개폐할 수 있다. 상기 제어부(500)는 상기 레벨게이지에서 측정된 레벨이 설정된 레벨 이상이면, 상기 개폐부(130)를 통해 상기 배출구(112)를 닫히게 하며, 상기 레벨게이지에서 측정된 레벨이 설정된 레벨 미만이면, 상기 개폐부(130)를 통해 상기 배출구(112)를 열리게 함으로써 상기 식품 이동부(200)로 이동되는 식품의 양을 제어할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 상기 식품 이동부(200)는 상기 식품 공급부(100)와 연통되면서 스크류날(231)과 회전 스크류축(230)이 구비되는 것으로, 상기 식품 이동부(200)는 상기 스크류날(231)과 상기 회전 스크류축(230)의 회전을 통해 식품을 이동시키게 된다.
상기 회전 스크류축(230)은 상기 몸체부(210) 내부에 결합되면서, 상기 몸체부(210) 내부의 식품을 이동시킬 수 있는 것으로, 상기 스크류날(231)은 상기 회전 스크류축(230)의 외주면에 결합된다. 상기 회전 스크류축(230)은 복수 개가 구비될 수 있으며, 이를 통해 복수 개의 식품 포장용기(10)에 식품을 이동시킬 수 있게 된다.
상기 식품 이동부(200)는 상기 식품 공급부(100)의 하부에 배치되는 것으로, 상기 식품 이동부(200)는 몸체부(210), 모터(220), 소켓구(240)를 포함할 수 있다. 상기 몸체부(210)는 상기 식품 공급부(100)와 연통되면서 식품이 이동 및 보관될 수 있는 내부공간(211)이 구비된 것으로, 상기 몸체부(210)는 상기 안내관(120)을 통해서 상기 식품 공급부(100)와 연통된다.
상기 모터(220)는 상기 몸체부(210)에 구비되면서, 상기 스크류날(231)과 상기 회전 스크류축(230)에 회전 동력을 제공할 수 있는 것으로, 상기 몸체부(210)의 외측 일측에 구비될 수 있다. 상기 모터(220)는 회전 속도 조절이 가능한 인버터 방식의 복수 개의 모터일 수 있으며, 복수 개의 상기 회전 스크류축(230)과 각각 연결될 수 있다.
상기 모터(220)는 상기 제어부(500)를 통해 제어될 수 있는 것으로, 상기 제어부(500)는 상기 모터(220)를 통해 상기 회전 스크류축(230)의 회전속도를 제어하게 된다. 상기 모터(220)는 상기 몸체부(210)의 외측 일측에 구비되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 스크류날(231)과 상기 회전 스크류축(230)에 회전 동력을 제공할 수 있다면 상기 몸체부(210)의 다양한 지점에 구비될 수 있다.
상기 소켓구(240)는 상기 몸체부(210)의 하부에 구비되는 것으로, 상기 몸체부(210)에 보관되는 식품이 배출되는 지점이다. 상기 소켓구(240)는 상기 회전 스크류축(230)의 일단부가 삽입되는 것으로, 상기 소켓구(240)는 상부에서 하부로 갈수록 너비가 좁아지는 경사부(241)와 상기 경사부(241) 하부에 구비되며 상부와 하부의 너비가 동일한 직선부(242)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 소켓구(240)의 상기 경사부(241)는 고깔형태로 이루어지면서 경사가 형성될 수 있는 것으로, 상기 몸체부(210)의 식품은 상기 경사부(241)를 따라 이동하게 된다.
상기 직선부(242)는 상기 경사부(241) 하부에 구비된 것으로, 상기 회전 스크류축(230)의 일단부가 삽입되는 부분이다. 상기 직선부(242)의 너비는 상기 회전 스크류축(230)에 결합되어 있는 상기 스크류날(231)의 너비와 동일하게 하거나 조금 클 수 있다.
상기 직선부(242)에 상기 회전 스크류축(230)의 일단부를 삽입하고, 상기 직선부(242)의 너비를 상기 스크류날(231)의 너비와 동일하거나 조금 크게 하면, 상기 회전 스크류축(230)이 회전하는 경우에만 상기 직선부(242)로 식품이 배출될 수 있다.
구체적으로, 상기 회전 스크류축(230)이 정지한 상태에서는 상기 스크류날(231)에 의해 상기 직선부(242)로 식품이 배출되지 못하지만, 상기 회전 스크류축(230) 및 상기 스크류날(231)이 회전하면 상기 스크류날(231)을 따라 상기 직선부(242)로 식품이 배출될 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 상기 회전 스크류축(230)이 정지한 상태에서는 상기 스크류날(231)에 의해 상기 직선부(242)로 식품이 배출되지 못하는데, 이때 식품이 상기 스크류날(231)과 상기 직선부(242) 사이로 이동하지 못하도록 상기 직선부(242)에는 2개 내지 5개(2바퀴 내지 5바퀴)의 상기 스크류날(231)이 삽입되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 몸체부(210)의 일측에는 경사면(212)이 형성될 수 있으며, 상기 경사면(212) 하부에는 상기 경사면(212)을 가열할 수 있는 가열 수단(213)이 구비될 수 있다. 상기 가열 수단(213)은 상기 경사면(212)을 가열하면서 상기 몸체부(210)의 내부공간(211)을 가열할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이 상기 몸체부(210)에 구비되어 있는 상기 회전 스크류축(230)과 상기 스크류날(231)을 통해 식품을 이동시킬 때, 상기 회전 스크류축(230)과 상기 스크류날(231)에 유기성 물질 등이 부착되면서 식품의 이동이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
상기 가열 수단(213)은 이를 방지하기 위한 것으로, 상기 가열 수단(213)을 통해 상기 경사면(212) 및 상기 내부공간(211)의 온도를 적정온도로 상승시키면, 유기성 물질 등이 상기 회전 스크류축(230)과 상기 스크류날(231)에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 가열 수단(213)의 온도는 상기 제어부(500)를 통해 조절될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 몸체부(210)에는 소정의 간격으로 복수 개의 상기 회전 스크류축(230)이 구비될 수 있으며, 상기 소켓구(240)도 상기 회전 스크류축(230)의 개수에 대응되는 개수가 구비될 수 있다. 이와 같이 복수 개의 상기 회전 스크류축(230) 및 상기 소켓구(240)를 구비하면, 복수 개의 식품 포장용기(10)에 동시에 식품을 공급할 수 있게 된다.
그러나 이와 같이 복수 개의 상기 회전 스크류축(230) 및 상기 소켓구(240)를 구비하면, 상기 몸체부(210) 하부로 식품이 이동될 때 상기 회전 스크류축(230) 사이에서 식품이 정체되는 문제가 있다. 이를 방지하기 위해 상기 식품 이동부(200)에는 균일배출수단이 구비될 수 있다.
상기 균일배출수단은 상기 회전 스크류축(230)에 균일한 속도로 균일한 양만큼 식품을 공급하기 위한 것으로, 상기 균일배출수단은 교반 날개로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 상기 회전 스크류축(230)에는 상기 회전 스크류축(230)의 외측으로 돌출되는 제1교반 날개(232)가 구비될 수 있다.
상기 제1교반 날개(232)는 상기 회전 스크류축(230)의 외측으로 돌출되는 판재 타입으로 이루어질 수 있으나, 복수 개의 봉이 상기 회전 스크류축(230)으로부터 돌출되면서 봉을 통해 연결되는 봉 타입의 교반 날개로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 5(b)를 참조하면, 상기 제1교반 날개(232)의 너비는 상기 스크류날(231)의 너비보다 넓게 형성될 수 있으며, 상기 제1교반 날개(232)의 너비는 상기 소켓구(240)의 최상단의 너비보다도 넓게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1교반 날개(232)는 상기 회전 스크류축(230)과 함께 회전할 수 있는 것으로, 상기 제1교반 날개(232)를 통해 상기 몸체부(210) 내부의 식품을 교반시킴에 따라 복수 개의 상기 회전 스크류축(230) 사이에 식품이 정체되는 것을 방지하면서, 상기 회전 스크류축(230)에 균일하게 식품을 공급할 수 있게 된다.
복수 개의 상기 회전 스크류축(230)은 도 5(a)와 같이 동일한 방향으로 회전할 수 있지만, 교반 효과를 향상시키기 위해 도 6과 같이 복수 개의 상기 회전 스크류축(230)의 회전 방향은 서로 반대 방향인 것을 바람직하다. 구체적으로, 상기 회전 스크류축(230)은 정방향으로 회전하는 정방향 스크류날(231)이 구비된 회전 스크류축(230)과, 역방향으로 회전하는 역방향 스크류날(231a)이 구비된 역회전 스크류축(230a)으로 이루어질 수 있다.
복수 개의 상기 회전 스크류축(230)이 구비될 때, 정방향으로 회전하는 상기 회전 스크류축(230)과 역방향으로 회전하는 역회전 스크류축(230a)은 도 6과 같이 서로 교차되면서 배치되고, 서로 다른 방향으로 회전하면서 교반 효과를 향상시키게 된다. 즉, 상기 회전 스크류축(230)이 복수 개가 구비될 때, 인접하는 상기 회전 스크류축(230)의 회전 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.
도 7(a) 및 도 7(b)을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 식품 이동부(200)에는 제2교반 날개(252)를 포함하는 수평 교반기(250)가 구비될 수도 있다. 상기 수평 교반기(250)는 상기 회전 스크류축(230)이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 교반축(251)과 상기 교반축(251)의 외측으로 돌출되는 제2교반 날개(252)를 포함한다.
상기 교반축(251)은 상기 회전 스크류축(230)이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 연장될 수 있는 것으로, 상기 회전 스크류축(230)이 연장되는 방향과 수직 방향으로 연장되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 회전 스크류축(230)은 상기 몸체부(210)의 상부에서 하부를 향하는 방향으로 수직 연장될 수 있고, 상기 수평 교반기(250)의 교반축(251)은 상기 몸체부(210)의 일측에서 타측을 향하는 방향으로 수평 연장될 수 있다.
이와 같이 상기 수평 교반기(250)를 구비하면, 상기 몸체부(210)의 내부공간(211)에 공급된 식품을 상기 회전 스크류축(230)이 연장되는 방향과 수직한 방향으로 이동시키면서 교반할 수 있게 된다. 상기 제2교반 날개(252)는 상기 교반축(251)의 외측으로 돌출되는 판재 타입으로 이루어질 수 있으나, 복수 개의 봉이 상기 교반축(251)으로부터 돌출되면서 봉을 통해 연결되는 봉 타입의 교반 날개로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 식품 중량 계측부(300)는 상기 식품 이동부(200)를 통해 이동되는 식품의 중량을 측정하며, 설정된 중량만큼 식품 포장용기(10)에 식품을 공급할 수 있는 것이다. 상기 식품 중량 계측부(300)는 상기 식품 이동부(200) 하부에 배치되는 것으로, 복수 개의 상기 회전 스크류축(230) 하부 각각에 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 식품 중량 계측부(300)는 측정용기(310), 중량 감지기(320), 배출부(330)를 포함한다. 상기 측정용기(310)는 상기 식품 이동부(200) 하부에 배치되는 것으로, 하부가 개구되어 있는 것이다. 상기 측정용기(310)는 상기 식품 이동부(200)의 상기 소켓구(240) 하부에 배치될 수 있는 것으로, 상기 식품 이동부(200)에서 배출된 식품이 상기 측정용기(310)로 이동된다.
상기 중량 감지기(320)는 상기 측정용기(310)와 연결되면서, 상기 측정용기(310)로 이동된 식품의 중량을 측정할 수 있는 것이다. 상기 중량 감지기(320)는 로드셀을 이용한 중량 감지기를 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 측정용기(310)로 이동된 식품의 중량을 측정할 수 있다면 다양한 구성이 사용될 수 있다.
상기 배출부(330)는 상기 측정용기(310)의 하부를 개폐할 수 있는 것으로, 개폐판(331)과 개폐용 실린더(332)를 포함할 수 있다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 배출부(330)는 상기 개폐용 실린더(332)로 상기 개폐판(331)을 슬라이드 이동시키면서 상기 측정용기(310) 하부를 열리고 닫히게 할 수 있다.
상기 배출부(330)는 상기 측정용기(310)로 이동된 식품의 중량에 따라 상기 측정용기(310) 하부를 개폐할 수 있는 것으로, 상기 배출부(330)는 상기 중량 감지기(320)에서 감지된 중량이 설정된 중량이 될 때 상기 측정용기(310) 하부를 열리게 할 수 있다.
구체적으로, 상기 중량 감지기(320)를 통해 상기 회전 스크류축(230)에서 상기 측정용기(310)로 공급된 식품의 중량을 측정할 수 있게 되며, 상기 중량 감지기(320)에서 측정된 식품 중량 정보는 상기 제어부(500)로 전달된다. 상기 제어부(500)는 상기 개폐용 실린더(332)와 연결되면서 상기 개폐용 실린더(332)의 작동을 제어할 수 있는 것으로, 상기 중량 감지기(320)에서 감지된 중량이 설정된 중량이 될 때 상기 개폐용 실린더(332)를 작동시켜 상기 측정용기(310) 하부를 열리게 한다.
이와 같이 상기 식품 이동부(200)의 상기 회전 스크류축(230)을 통해 이동된 식품은 상기 식품 중량 계측부(300)에서 설정된 중량만큼만 측정된 이후에 식품 포장용기(10)에 이동하게 된다.
도 10을 참조하면, 상기 식품 포장용기 이동부(400)는 식품 포장용기(10)를 상기 식품 중량 계측부(300) 하부로 이동시킬 수 있는 것이다. 상기 식품 포장용기 이동부(400)는 복수 개의 식품 포장용기(10)를 이동시킬 수 있는 컨베이어(410)를 포함할 수 있으며, 상기 컨베이어(410)는 상기 제어부(500)를 통해 제어되면서 상기 식품 중량 계측부(300) 하부로 식품 포장용기(10)를 공급할 수 있다.
상기 식품 중량 계측부(300)에서 식품 포장용기(10)로 식품이 이동될 때, 식품을 정확하게 식품 포장용기로 이동시키기 위해 상기 식품 중량 계측부(300) 하부에는 유도관(340)이 구비될 수 있다. 상기 유도관(340)은 상기 측정용기(310) 하부에 연결되는 것으로, 상기 측정용기(310)의 식품은 상기 유도관(340)을 따라 식품 포장용기(10)로 이동된다.
상기 식품 포장용기 이동부(400)는 식품 포장용기(10)를 복수 개의 상기 회전 스크류축(230) 하부(복수 개의 상기 식품 중량 계측부(300) 하부) 각각에 배치 시키기 위한 용기 위치 설정부를 더 포함할 수 있다. 도 11을 참조하면, 상기 용기 위치 설정부는 판 형상으로 이루어진 스토퍼(420)와 상기 스토퍼(420)를 이동시키는 실린더(430)를 포함할 수 있다.
상기 스토퍼(420)는 상기 컨베이어(410) 외측에서 내측으로 슬라이드 이동되는 것으로, 소정의 간격으로 이격되면서 한 쌍의 상기 스토퍼(420)가 구비될 수 있다. 한 쌍의 상기 스토퍼(420)의 간격은 식품 포장용기(10)의 개수에 따라 변경되는 것으로, 한 쌍의 상기 스토퍼(420)는 복수 개의 식품 포장용기(10)의 양측을 가압하여 상기 식품 중량 계측부(300) 하부로 식품 포장용기(10)를 정렬시킨다.
상기 스토퍼(420)는 상기 식품 중량 계측부(300)의 하부 양측에 지정된 위치에서 슬라이드 이동될 수 있는 것으로, 상기 실린더(430)를 통해 상기 컨베이어(410)의 외측에서 내측으로 슬라이드 이동된다.
상기 제어부(500)는 상기 회전 스크류축(230)의 회전속도를 제어하여 상기 식품 이동부(200)의 식품 이동량을 제어할 수 있는 것이다. 상기 제어부(500)는 상기 식품 중량 계측부(300)에서 측정된 중량 값에 따라 상기 회전 스크류축(230)의 회전 속도를 제어할 수 있는 것으로, 식품 공급 초기와 식품 공급 후기의 상기 회전 스크류축(230)의 회전속도를 조절할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(500)는 상기 식품 중량 계측부(300)에서 측정된 중량 값이 기설정된 값 미만일 때는, 상기 회전 스크류축(230)의 회전 속도를 빠르게 하여 식품 공급속도를 빠르게 한다. 이후, 상기 식품 중량 계측부(300)에서 측정된 중량 값이 기설정된 값 이상일 때는, 상기 회전 스크류축(230)의 회전 속도를 감속시키면서 설정된 중량 값으로 식품을 정확하게 공급하도록 한다.
설정된 중량만큼 정확하게 식품을 공급하기 위해서는 상기 회전 스크류축(230)의 회전 속도를 감속시키는 것이 바람직하지만, 이와 같은 방법으로 식품을 공급하면 공급시간이 길어지는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치는 초기에 공급시간을 감축시키기 위해 상기 회전 스크류축(230)의 공급속도를 빠르게 하고, 후기에 정확하게 설정된 중량만큼 식품을 공급하기 위해 상기 회전 스크류축(230)을 감속시키는 것이다.
상기 회전 스크류축(230)을 통해 공급시간을 빠르게 하면서 정확한 중량으로 식품을 공급하기 위한 상기 기설정된 값은, 설정된 중량의 70 내지 80% 값인 것이 바람직하다. 즉, 설정된 중량에 70 내지 80% 값이 상기 식품 중량 계측부(300)에서 측정될 때, 상기 제어부(500)를 통해 상기 회전 스크류축(230)의 속도가 감속될 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 회전 스크류축(230)의 회전 속도를 제어할 수 있는 것이지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제어부(500)는 본 발명의 실시 예에 따른 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 다양한 구성을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 제어부(500)는 상기 식품 공급부(100)의 개폐부(130)를 제어할 수 있으며, 상기 가열 수단(213)의 온도를 제어할 수도 있다. 또한, 상기 제어부(500)는 상기 식품 중량 계측부(300)에서의 상기 배출부(330)의 개폐도 제어할 수 있다.
상기 제어부(500)는 본 발명의 실시 예에 따른 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 다양한 구성을 제어할 수 있다면 하나의 제어부로 이루어질 수 있으나, 필요에 따라서는 복수 개의 제어부를 이루어지면서 각각의 구성을 제어할 수도 있다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치의 작동방법을 살펴보면 다음과 같다.
식품을 설정된 중량만큼 식품 포장용기(10)에 공급하기 위해, 상기 식품 공급부(100)에 식품을 투입한다. 상기 식품 공급부(100)에 투입된 식품은 상기 개폐부(130)의 조절에 의해 상기 식품 이동부(200)로 이동될 수 있다.
상기 개폐부(130)는 상기 제어부(500)를 통해 제어될 수 있다. 상기 제어부(500)는 상기 식품 이동부(200)에 구비된 레벨게이지에서 측정된 레벨 정보를 인식하고, 이를 바탕으로 상기 개폐부(130)를 개폐한다. 상기 레벨게이지에서 측정된 레벨이 일정 값 이상이면 상기 개폐부(130)를 닫고, 상기 레벨게이지에서 측정된 레벨이 일정 값 미만이면 상기 개폐부(130)를 열어 상기 식품 이동부(200)로 식품을 이동시킨다.
상기 식품 이동부(200)로 이동된 식품은 상기 몸체부(210)에 구비된 상기 회전 스크류축(230)과 상기 스크류날(231)의 회전을 통해 상기 식품 중량 계측부(300)로 이동될 수 있다. 상기 식품 이동부(200)에서 상기 회전 스크류축(230)이 회전하면 상기 소켓구(240)를 따라 식품이 이동될 수 있으며, 상기 회전 스크류축(230)이 회전하지 않으면 상기 소켓구(240)를 따라 식품이 이동되지 않게 된다.
여기서, 상기 회전 스크류축(230)의 회전 속도는 상기 제어부(500)를 통해 제어될 수 있다. 상기 제어부(500)는 상기 식품 중량 계측부(300)에서 측정된 중량 값을 바탕으로 상기 회전 스크류축(230)의 회전 속도를 제어할 수 있는 것으로, 식품 공급 초기에는 상기 회전 스크류축(230)의 회전 속도를 빠르게 하여 공급시간을 단축시킨다.
상기 식품 중량 계측부(300)에서 측정된 식품 중량 값이 기설정값 이상이 되는 식품 공급 후기에는 상기 제어부(500)를 통해 상기 회전 스크류축(230)의 회전 속도를 감속시킨다. 이와 같이 식품 공급 후기에 상기 회전 스크류축(230)의 회전 속도를 감속시키면 설정된 중량만큼 정확하게 식품을 공급할 수 있게 된다.
상기 식품 중량 계측부(300)로 이동된 식품은 상기 배출부(330)의 개폐를 통해 식품 포장용기(10)로 이동될 수 있다. 상기 배출부(330)는 상기 제어부(500)를 통해 제어될 수 있는 것으로, 상기 제어부(500)는 상기 중량 감지기(320)에서 측정된 중량 정보를 바탕으로 상기 배출부(330)를 개폐한다.
상기 제어부(500)는 상기 중량 감지기(320)에서 인식한 중량 값이 설정된 중량 값보다 작으면 상기 배출부(330)를 닫은 상태로 유지한다. 이후, 상기 중량 감지기(320)에서 인식한 중량 값이 설정된 중량 값이면, 상기 제어부(500)는 상기 배출부(330)를 열면서 상기 식품 중량 계측부(300)에 있는 식품을 식품 포장용기(10)로 이동시키게 된다.
여기서, 식품 포장용기(10)는 상기 식품 포장용기 이동부(400)를 통해 상기 식품 중량 계측부(300) 하부로 이동될 수 있다. 식품 포장용기(10)는 상기 컨베이어(410)를 통해 상기 식품 중량 계측부(300) 하부로 이동되며, 상기 스토퍼(420)와 상기 실린더(430)를 통해 정확한 위치에 정렬될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치는 식품의 중량에 따라 회전 스크류축의 회전속도를 제어함에 따라 공급 속도를 조절할 수 있다. 이를 통해 식품의 손실을 줄이면서 식품 포장용기에 균일한 시간으로 설정된 중량만큼의 식품을 공급할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치는 식품의 중량에 따라 회전 스크류축의 회전속도를 제어함에 따라 초기 식품 공급 단계에서 식품 공급 속도를 빠르게 하여 신속하게 식품을 공급할 수 있으며, 후기 식품 공급 단계에서 식품 공급 속도를 줄임으로써 설정된 중량만큼 정확하게 식품을 공급할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치는 제1교반 날개, 제2교반 날개를 포함하는 수평 교반기와 같은 균일배출수단을 구비함에 따라 복수 개의 회전 스크류축에 식품을 균일하게 공급할 수 있다. 이에 따라 복수 개의 식품 포장용기에 균일한 시간으로 식품을 공급할 수 있으며, 복수 개의 식품 포장용기에 식품이 공급되는 시간차를 줄임에 따라 작업능률을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위를 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10...식품 포장 용기 100...식품 공급부
110...호퍼 111..투입구
112...배출구 120...안내관
130...개폐부 200...식품 이동부
210...몸체부 211...내부공간
212...경사면 213...가열 수단
220...모터 230...회전 스크류축
231...스크류날 232...제1교반 날개
240...소켓구 241...경사부
242...직선부 250...수평 교반기
251...교반축 252...제2교반 날개
300...식품 중량 계측부 310...측정용기
320...중량 감지기 330...배출부
331...개폐판 332...개폐용 실린더
340...유도관 400...식품 포장용기 이동부
410...컨베이어 420...스토퍼
430...실린더 500...제어부

Claims (10)

  1. 식품 포장용기에 식품을 정량 공급하는 공급장치에 있어서,
    식품의 공급이 이루어질 수 있는 식품 공급부;
    상기 식품 공급부와 연통되며, 내부에 구비된 스크류날과 회전 스크류축의 회전을 통해 식품을 이동시키는 식품 이동부;
    상기 식품 이동부를 통해 이동되는 식품의 중량을 측정하며, 설정된 중량만큼 식품 포장용기에 식품을 공급하는 식품 중량 계측부;
    식품 포장용기를 상기 식품 중량 계측부 하부로 이동시킬 수 있는 식품 포장용기 이동부;
    상기 회전 스크류축의 회전속도를 제어하여 상기 식품 이동부의 식품 이동량을 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 식품 중량 계측부에서 측정된 중량 값에 따라 상기 회전 스크류축의 회전 속도를 제어하며,
    상기 식품 포장용기 이동부는,
    상기 식품 포장용기를 이동시키는 컨베이어와, 상기 컨베이어의 외측에서 내측으로 슬라이드 이동되는 판 형상의 스토퍼와, 상기 스토퍼를 상기 컨베이어의 외측에서 내측으로 슬라이드 이동시킬 수 있는 실린더를 더 포함하며,
    상기 스토퍼는 복수 개의 상기 식품 포장용기를 가압하여 상기 식품 포장용기를 정렬하며, 상기 스토퍼의 간격은 식품 포장용기의 개수에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식품 이동부는,
    상기 식품 공급부와 연통되면서 내부공간이 구비된 몸체부와,
    상기 몸체부에 구비되며, 상기 스크류날 및 상기 회전 스크류축에 회전 동력을 제공하는 모터와,
    상기 몸체부 하부에서 식품을 배출하며, 상기 회전 스크류축의 일단부가 삽입되는 소켓구를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소켓구는,
    상부에서 하부로 갈수록 너비가 좁아지는 경사부와, 상기 경사부 하부에 구비되며 상부와 하부의 너비가 동일한 직선부를 포함하며,
    상기 회전 스크류축의 일단부는 상기 직선부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 몸체부의 일측에는 경사면이 형성되며, 상기 경사면 하부에는 상기 경사면을 가열할 수 있는 가열 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전 스크류축에는, 상기 회전 스크류축의 외측으로 돌출되는 제1교반 날개가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전 스크류축은 복수 개가 구비되며, 인접하는 상기 회전 스크류축의 회전 방향은 서로 반대 방향인 것을 특징으로 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 식품 이동부에는,
    상기 회전 스크류축이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 교반축과, 상기 교반축의 외측으로 돌출되는 제2교반 날개를 포함하는 수평 교반기가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 식품 중량 계측부는,
    상기 식품 이동부 하부에 배치되며, 하부가 개구되어 있는 측정용기와,
    상기 측정용기와 연결되며, 상기 측정용기로 이동된 식품의 중량을 측정할 수 있는 중량 감지기와,
    상기 측정용기 하부를 개폐할 수 있는 배출부를 포함하며,
    상기 배출부는 상기 중량 감지기에서 감지된 중량이 설정된 중량이 될 때 상기 측정용기 하부를 열리게 하는 것을 특징으로 하는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배출부는,
    상기 측정용기 하부에 배치되는 개폐판과, 상기 개폐판과 연결되어 상기 개폐판을 이동시킬 수 있는 개폐용 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 식품 중량 계측부에서 측정된 중량 값이 기설정된 값 이상이 될 때, 상기 회전 스크류축의 회전 속도를 감속시키는 것을 특징으로 하는 스크류 공급방식을 이용하는 식품 정량 공급장치.
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