KR102548994B1 - 김치 양념 투입 장치 - Google Patents

Abstract

김치 양념 투입 장치(1000)가 제공된다. 상기 김치 양념 투입 장치(1000)는 양념 탱크(800)의 양념을 투입 라인(L)으로 공급하기 위한 이송 펌프(900); 상기 이송 펌프(900)에 의해 공급되는 양념을 임시 저장하도록 구성되는 복수의 호퍼(100); 및 상기 복수의 호퍼(100) 각각에 저장된 양념을 절임 배추에 공급하도록 구성되는 정량 펌프(200)를 포함할 수 있다.

Description

김치 양념 투입 장치{A DEVICE FOR STUFFING KIMCHI SAUCE}

본 발명은 김치 양념 투입 장치에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로 양념의 이송 시에 무채의 손상이 없이 이송이 가능하도록 하고, 이송 펌프의 보다 용이한 분해/조립을 가능하게 하며, 호퍼 실린더를 N자형으로 분리 구성함으로써 양념이 피스톤으로 흘러 경화되어 실린더의 왕복 운동을 방해하는 문제를 방지할 수 있는 김치 양념 투입 장치에 관한 발명이다.

김치는 야채를 이용한 가공 식품으로서, 한국인의 식탁에서 가장 중요하고 빠질 수 없는 음식 중 하나이다. 김치는 배추나 무 등의 채소를 주재료로 하여, 고추, 마늘, 생각 등의 향신료와 젓갈을 함유한 복합 발효 식품에 해당하는데, 발효 과정 중에 생성되는 각종 유기산 및 섬유질, 비타민, 무기질 등이 다량 함유되어 있어서 건강 식품으로서의 가치를 세계적으로 인정받고 있으며, 실제로 대한민국의 대표 음식으로서 김치가 전세계적으로 알려져 있다.

이러한 김치는 과거에는 대부분 자가에서 제조되어 소비되는 형태를 가졌지만, 1990년대 이후 급속한 경제 성장에 의한 국민 소득의 증가, 산업 구조의 변화에 따른 도시 인구의 급증, 주거 환경의 변화, 주부의 활발한 사회 참여, 가공식품산업의 발달, 단체 급식 수요의 증가 등에 의해 한국인의 식생활 및 문화 생활이 급격하게 변함에 따라 김치의 기업적 대량 생산의 규모 또한 엄청나게 증가하고 있는 상황이다.

공장에서 배추 김치를 대량으로 생산하는 과정에서 배추를 씻고 자르는 작업은 어느 정도 자동화가 가능하지만, 배추 안에 미리 조제된 양념을 발라주는 작업은 여전히 사람이 투입되고 있어, 이러한 양념을 투입하여 발라주는 과정에서 양념의 양을 적절하게 조정하는 것과 양념을 배추 잎 사이에 깊게 투입해주는 작업을 보다 효율적으로 관리할 필요가 있다.

김치를 제조하기 위해 배추에 발라주는 양념에는 무채가 포함되는데, 이송 펌프를 이용하여 양념을 필요한 장소로 이동하는 과정에서 무채가 쉽게 손상되는 문제가 있다. 무채가 손상된 채로 김치가 상품화가 되는 경우, 김치 제품의 품질이 저하될 수 있고 그에 따라 김치 제품에 대한 사용자의 만족도 및 선호도가 함께 저하되는 문제점이 있다. 게다가, 이러한 이송 펌프를 청소하기 위해서 이송 펌프를 분해/조립할 때에, 작업자가 펌프의 분해/조립을 위한 공구를 준비해야만 하는 불편함이 있다.

또한, 컨베이어 라인의 각 작업자에게 김치 양념을 적절히 공급하기 위해서는 실린더 압축을 통해 호퍼에 저장되는 양념을 관을 통해 이동시키는 과정이 필요한데, 여기서 호퍼 실린더가 I자 형으로 구성됨으로 인해 실린더 압축 시에 양념이 실린더 로드를 타고 조금씩 흘러 경화되어 실린더의 왕복 운동을 방해하거나 실린더의 수명을 단축시키는 문제점이 있다. 특히, 김치 양념에는 설탕 성분이 포함되어 있는데, 이러한 양념이 노폐물로 쌓이게 되면 해당 영역이 까맣게 변색되는 문제가 있다.

그러므로, 이러한 기존 김치 제조 장비/시설의 문제점을 해결하고자, 양념의 이송 시에 무채의 손상이 없이 이송이 가능하도록 하고, 이송 펌프의 보다 용이한 분해/조립을 가능하게 하며, 실린더 압축 시 양념이 피스톤으로 흘러 경화되는 문제를 방지할 수 있는 새로운 타입의 김치 양념 투입 장치에 관한 요구가 당업계에서 점점 증가하고 있는 상황이다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 양념에 포함된 무채를 호퍼로 이송시키는 과정에서 무채의 손상을 최소화할 수 있는 김치 양념 투입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 보다 용이한 방식으로 이송 펌프의 분해/조립을 가능하게 하는 김치 양념 투입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 호퍼 실린더를 N자형으로 분리 구성함으로써 양념이 피스톤으로 흘러 경화되는 문제를 방지할 수 있는 김치 양념 투입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 누수 방지 및 기밀 유지를 보다 강화하면서 동시에 탈착 가능하게 구현되어 청소를 보다 용이하게 수행할 수 있도록 하는 피스톤 헤드를 구비하는 김치 양념 투입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치는, 양념 탱크의 양념을 투입 라인으로 공급하기 위한 이송 펌프; 상기 이송 펌프에 의해 공급되는 양념을 임시 저장하도록 구성되는 복수의 호퍼; 및 상기 복수의 호퍼 각각에 저장된 양념을 절임 배추에 공급하도록 구성되는 정량 펌프 및 3웨이밸브를 포함할 수 있다.

또한, 상기 이송 펌프는 사인 펌프(sine pump)로 구현될 수 있다.

또한, 상기 김치 양념 투입 장치에는, 상기 사인 펌프의 적어도 일부 영역에 결합되어, 상기 사인 펌프의 청소 시 양념의 외부 배출을 가능하게 하는 바이패스 배관이 추가로 구비될 수 있다.

또한, 상기 김치 양념 투입 장치는, 상기 3웨이밸브에 접속되어 상기 정량 펌프의 흡입 시에는 유입관과 연통되고 상기 정량 펌프의 배출 시에는 배출관과 연통되도록 구성되는 펌핑관을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 펌핑관과 상기 정량 펌프는 일직선 상에 배치되지 않을 수 있다.

또한, 상기 펌핑관은, 일단이 상기 3웨이밸브와 접속되는 제1 영역; 및 일단이 상기 제1 영역의 타단과 연결되고 타단이 피스톤과 결합되는 제2 영역으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2 영역은 지평면에 대해 수평으로 연장 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 영역은, 상기 피스톤과 결합되는 타단의 높이가 상기 제1 영역의 타단과 연결되는 일단의 높이보다 더 높도록 지평면에 대해 소정의 기울기로 경사지게 형성될 수 있다.

또한, 상기 피스톤은, 피스톤 로드; 및 상기 피스톤 로드에 착탈 가능하게 결합되는 피스톤 헤드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 피스톤 헤드의 적어도 일부 영역에, 오링 및 웨어링 중 적어도 하나가 삽입 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치에 의하면, 양념에 포함된 무채를 호퍼로 이송시키는 과정에서 무채의 손상을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치에 의하면, 보다 용이한 방식으로 이송 펌프의 분해/조립을 가능하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치에 의하면, 호퍼 실린더를 N자형으로 분리 구성함으로써 양념이 피스톤으로 흘러 경화되는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치에 의하면, 피스톤 헤드의 구조 개선을 통해 누수 방지 및 기밀 유지를 보다 강화하면서 동시에 피스톤 헤드를 탈착 가능하게 구현함으로써 청소를 보다 용이하게 수행할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치(1000)의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치(1000)의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 펌프(200)의 양념 흡입 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 펌프(200)의 양념 배출 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 헤드(211)의 구성을 설명하기 위한 개략도이고, 도 5b는 도 5a에 도시되는 웨어링(214)의 절단도를 도시한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예들을 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 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. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치(1000)의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치(1000)의 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치(1000)는 양념 탱크(800)와; 양념 탱크(800)의 양념을 투입 라인(L)으로 공급하기 위한 이송 펌프(900)와; 투입 라인(L)에서 분기된 분기 라인(L', 도 3 및 도 4 참조)을 통해 양념을 공급받아 임시로 저장하는 복수의 호퍼(100)와; 호퍼(100)의 양념을 배추의 크기 등에 따라 정해진 양으로 공급하기 위한 정량 펌프(200) 및 3웨이밸브(300)와; 배추가 올려진 베드(400) 쪽으로 위치하는 배출관(500)과; 양념이 공급된 절임 배추를 회전시킴으로써 절임 배추의 2차 버무림 및 균일 혼합을 구현하는 믹싱기(700)와; 믹싱기(700)의 유입구 및 배출구에 각각 연결되어 절임 배추의 이송을 담당하는 제1 및 제2 컨베이어(610, 620) 등을 포함할 수 있다.

양념 탱크(800)에는 양념을 골고루 혼합하기 위한 교반기가 구비될 수 있고, 이송 펌프(900)를 통해 투입 라인(L)으로 별도의 플렉시블 배관을 연결하기 위한 배출 밸브 및 드레인 밸브가 추가로 구비될 수 있으며, 양념 탱크(800)에 저장된 김치 양념이 투입 라인(L)을 통해 복수의 호퍼(100)에 각각 공급될 수 있다.

여기서, 양념 탱크(800)에 저장된 양념을 투입 라인(L)을 통해 각각의 호퍼(100)로 공급하도록 구성되는 이송 펌프(900)는 사인 펌프(sine pump)로 구현될 수 있다. 사인 펌프는 로터의 왕복 운동을 이용하여 일정량의 점성이 있는 액체 또는 부유하거나 가벼운 고형물을 포함하는 액체를 펌핑해서 밀어 내보내는 형식의 용적식 펌프의 한 종류에 해당하는데, 예를 들어 Watson-Marlow(왓슨-말로우) 사로부터 입수 가능한 Certa 펌프, MR-115 펌프 등을 포함할 수 있다. 사인파 형태의 로터는 복수의 움직이는 챔버를 생성하고, 이 챔버는 흡입부에서 압력이 높은 토출부로 양념을 부드럽게 이송시킬 수 있다. 토출부에서 압력이 낮은 흡입부로의 역류를 방지하기 위해서, 흡입부와 압력이 높은 챔버 사이를 완전히 밀폐시키는 스크래퍼 게이트가 추가로 구비될 수 있으며, 사인 펌프는 시간당 최대 90,000 리터의 양념을 이송 처리하도록 구성될 수 있다.

또한, 사인 펌프의 작동에 있어 밸브가 필요하지 않으며, 복수의 챔버가 완전하게 밀폐됨으로써 과일과 같이 부드러운 덩어리가 있는 제품이나 고점도의 소스 및 실리콘과 같은 제품의 이송에 보다 적합할 수 있다.

기존에는 김치 양념의 이송을 위한 이송 펌프가 일반적으로 기어 타입의 펌프, 예를 들어 로브 펌프(lobe pump)로 구현되고 그에 따라 펌프에 구비된 기어의 관련 동작에 의해 양념에 포함된 무채가 손상되는 문제가 있었지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면 고점도 유체에 보다 적합하고 정량성이 높으며 유량 변동이 적은 사인 펌프로 이송 펌프(900)를 구현함으로써 무채 손상의 문제를 효율적으로 해결할 수 있다.

참고로, 이송 펌프(900)를 사인 펌프로 구현함으로써 양념을 보다 부드럽게 펌프를 통과시킴으로써 전단을 크게 감소시킬 수 있고, 또한 고점도의 김치 양념에 대한 전력 소모량을 약 50% 감소시킬 수 있다. 그 밖에도, 사인 펌프로서 이송 펌프(900)를 구현함으로써 높은 유량, 다양한 유연성, 우수한 점도 처리, 낮은 맥동, 사용의 간단함, 높은 신뢰도, 높은 에너지 효율, 거품 발생이 없음, 부품 호환성, 낮은 소유 비용, 공간 절약 등의 이점을 가질 수 있다.

추가로, 호퍼로의 이송을 담당하는 이송 펌프는 제품 청결성 등을 위해 주기적으로 청소를 해주어야 할 필요가 있는데, 이송 펌프를 청소하기 위해서는 공구를 활용하여 이송 펌프를 분해/조립해야 하는 불편함이 있다. 이러한 불편함을 해소하기 위해, 본 발명의 추가 실시예에 따른 이송 펌프(900)는 작업자가 공구가 없이도 용이하게 분해/조립할 수 있도록 구현되는 것을 특징으로 하고, 예를 들어 스패너 등의 공구를 이용하여 분해/조립해야만 하는 둥근, 육각, 사각 너트 등을 사용하지 않고, 공구가 없이도 분해/조립이 가능한 너트, 예를 들어 나비 너트(butterfly nut)를 이용하여 이송 펌프(900)를 구성하는 부품들의 결합을 구현할 수 있다. 그에 따라, 이송 펌프(900)를 청소하기 위해서 이송 펌프(900)를 분해/조립하는 작업자의 편의성 및 작업 만족도를 상당히 개선할 수 있다.

추가로, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치(1000)는, 도 1 및 도 2에는 명시적으로 도시되지 않으나, 이송 펌프(900)의 적어도 일부 영역에 결합되어 이송 펌프(900)의 청소 시 양념을 외부로 배출할 수 있도록 하는 바이패스 배관(bypass piping)이 추가로 구비될 수 있다.

상기한 바와 같이 이송 펌프는 주기적으로 청소를 해주어야 하는데, 특히 이송 펌프로서 역회전이 불가능하고 정회전만이 가능한 사인 펌프를 활용하는 경우에, 사인 펌프의 청소 시 사인 펌프 및 이와 연결되는 관에 존재하는 양념이 버려질 수 밖에 없는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치(1000)는 이송 펌프(900)의 청소 시 양념을 외부로 배출할 수 있도록 하는 바이패스 배관을 추가로 구비하여, 예를 들어 양념이 양념 탱크(800) 및/또는 별도의 회수용 양념통(미도시)에 회수(또는 리턴)되도록 함으로써 양념이 버려지지 않고 다시 활용할 수 있도록 하고, 그에 따라 김치 양념의 활용 효율을 보다 개선할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 호퍼(100)는 좌우에 각각 4개씩 총 8개가 설치될 수 있고, 예를 들어 좌측 및 우측의 호퍼(100)가 서로 엇갈리게 배치될 수 있으며, 배추가 양념으로 버무려지게 하는 배출관(500) 또한 좌우로 서로 엇갈리게 배치됨으로써 작업자의 공간 효율을 보다 개선할 수 있다. 양념이 공급된 절임 배추를 믹싱기(700) 측으로 이송시키기 위한 제1 컨베이어(610)는 베드(400)의 중심에 길이 방향을 따라 배치되고, 따라서 양념이 버무려진 배추가 제1 컨베이어(610)의 특정 위치에 집중적으로 적치됨이 없이 균일하게 적치된 상태로 이송될 수 있다.

참고로, 8개의 호퍼(100)를 구비하는 김치 양념 투입 장치(1000)의 구성은 본 발명의 용이한 이해를 위한 단지 일 예에 불과하며, 따라서 다른 개수의 호퍼(예를 들어, 4개, 6개, 10개 등)가 좌우로 엇갈리게 배치되는 김치 양념 투입 장치(1000) 또한 본 발명의 실시예에 포함됨은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 호퍼(100)에는 남아있는 양념의 양을 감지하도록 구성되는 레벨 센서(S1, S2; 도 3 및 도 4 참조)가 구비될 수 있고, 예를 들어 레벨 센서는 상한 레벨 센서 및 하한 레벨 센서를 포함할 수 있다. 또한, 투입 라인(L)의 각 분기 라인(L')에는 호퍼(100)의 상한 및 하한 레벨 센서(S1, S2)에 의해 개폐 동작하는 개폐 밸브가 구비되어 호퍼(100) 내부에 양념이 항상 적정한 양으로 채워져 있도록 함으로써 정량 펌프(200)에 의한 펌핑 동작 시에 양념에 포함된 공기로 인해 펌핑 동작이 제대로 구현되지 못하는 문제, 그리고 배추에 투입되는 양념이 부족하게 되는 문제를 사전에 방지할 수 있다.

참고로, 도 3, 도 4에는 호퍼(100)의 내부 양념의 잔량을 측정하기 위한 레벨 센서(S1, S2)로서 전극봉 타입의 센서를 예시적으로 도시하고 있으나 이는 본 발명의 용이한 이해를 위한 일 예에 불과하고, 레벨 센서의 개수를 3개 이상으로 하여 다단계로 양념 잔량을 측정하도록 구성될 수 있거나 또는 전극봉 타입 이외의 다른 센서, 예를 들어 비접촉 센서 등이 대체로 활용될 수도 있다. 이러한 호퍼(100) 각각에는 그 상부에 커버(110)가 추가로 구비될 수 있고, 커버(110)에 의해 먼지 등의 오염물이 호퍼(100) 내측으로 유입되는 것을 차단함으로써 김치 제품의 청결도 및 품질을 보다 개선할 수 있다.

추가로, 투입 라인(L)의 각 분기 라인(L')에는 상한, 하한 레벨 센서(S1, S2)에 의해 개폐 동작하는 개폐 밸브의 고장 시에 양념이 호퍼(100)로 공급되는 것을 차단하도록 구성되는 수동 밸브가 추가로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 펌프(200) 및 3웨이밸브(300)는 호퍼(100)의 하부에 설치되고 정량 펌프(200)는 베드(400)의 하부에 설치되며, 그에 따라 정량 펌프(200) 및/또는 3웨이밸브(300)가 작업자의 시야를 가려 작업을 방해하는 문제를 방지할 수 있고, 공장 내부의 먼지, 이물질 등이 내부로 유입되는 문제를 방지할 수 있으며 또한 정량 펌프(200) 및 3웨이밸브(300)의 유지 보수를 보다 용이하게 구현할 수 있다.

참고로, 3웨이밸브(300)는 90도 회전 동작하도록 구성되는 볼 밸브 타입으로 구현될 수 있고, 호퍼(100)의 하부에 접속된 유입관(310)과 베드(400)의 하부에서 정량 펌프(200)의 피스톤이 설치된 펌핑관(320)과 베드(400)에 놓여진 배추에 양념을 배출하기 위한 배출관(500)이 3웨이밸브(300)에 접속될 수 있다. 그에 따라, 도 3에 도시되는 바와 같이 정량 펌프(200)의 흡입 시에는 유입관(310)과 펌핑관(320)이 연통됨으로써 호퍼(100)의 양념이 펌핑관(320)으로 유입될 수 있고, 도 4에 개념적으로 도시되는 바와 같이 정량 펌프(200)의 배출 시에는 펌핑관(320)과 배출관(500)이 연통됨으로써 펌핑관(320) 내부의 양념이 배출관(500)을 통해 베드(400)로 배출될 수 있으며, 여기서 3웨이밸브(300)는 작업자가 발로 조작하는 풋스위치(foot switch)에 의해 동작이 구현될 수 있다.

정량 펌프(200)는 피스톤(210)의 스트로크를 상한 및 하한 스위치(또는 센서)에 의해 조절하도록 구성될 수 있고, 피스톤 스트로크의 조절에 따라 정량 펌프(200)에 의해 펌핑되는 양념의 양을 조절할 수 있다. 참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 펌프(200)는 압축 공기에 의해 동작하는 에어 실린더 방식으로 구현될 수 있거나, 또는 유압식 실린더로 구현될 수 있거나, 또는 전기식 실린더로 구현될 수도 있다.

정량 펌프(200) 및 3웨이밸브(300)의 제어에 따라 베드(400)에 놓여진 절임 배추에 양념을 공급하도록 구성되는 배출관(500)은 그 말단에 투입 노즐(510)이 구비될 수 있고, 그 투입 노즐의 말단에는 노즐 팁이 부착될 수 있다. 김치 양념이 최종적으로 배출되는 노즐 팁은 그 내경이 8~12mm로 구현될 수 있는데, 이는 김치 양념에 포함된 생채의 크기를 고려함과 동시에 양념의 배출 압력을 적절하게 유지할 수 있도록 함으로써 생채가 걸리지 않고 원활하게 배출되면서 배추 잎 사이로 보다 깊숙하게 투입될 수 있도록 실험적으로 설계된 노즐 팁의 내경에 해당한다.

참고로, 본 발명자들은 다양한 실험을 통해 노즐 팁의 내경을 12mm로 하고 펌핑관(320)의 내경을 63mm로 하며 정량 펌프(200)의 공기 압력을 6bar로 하였을 때에 양념이 걸리지 않고 적절한 압력으로 토출되는 것을 실험적으로 확인하였고, 특히 노즐 팁의 내경을 8mm 미만으로 하는 경우에는 양념이 걸리는 문제와, 노즐 팁의 내경을 12mm 초과로 하는 경우에는 양념토출압력의 저하로 인해 배추 잎 사이로 양념이 투입되는 힘이 부족해지는 문제를 확인하였다.

이러한 과정을 통해 배추 잎 사이로 1차적으로 양념이 공급된 후에 김치 상품화를 위해 바로 패키징(또는 포장) 단계를 진행할 수도 있으나, 양념이 배추에 보다 균일하게 버무려지고 혼합될 수 있도록 그리고 배추의 외피에도 양념이 더 골고루 묻게 하여 보다 완전한 포장 김치 제품을 제작할 수 있도록 절임 배추에 대한 양념의 2차 버무림 및 균일 혼합이 믹싱기(700)의 관련 동작을 통해 구현될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 믹싱기(700)는 양념이 공급된 절임 배추를 회전시킴으로써 절임 배추의 2차 버무림 및 균일 혼합을 구현하도록 구성될 수 있고, 믹싱기(700) 내부에서 절임 배추의 회전 횟수가 3회 내지 5회가 되도록 믹싱기(700)의 입구로부터 출구까지의 거리 및 믹싱기(700)의 회전 속도가 정의될 수 있다. 이러한 믹싱기(700)는 구동 유닛 및 회전 드럼을 지지하도록 구성되는 믹싱기 프레임과, 믹싱기 프레임의 적어도 일부 영역에 결합되어 구동 유닛에 의해 회전 운동하도록 구성되는 중공의 회전 드럼 등으로 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 믹싱기(700)의 회전 드럼은 절임 배추가 공급되는 유입구와, 양념이 버무려진 절임 배추가 배출되는 배출구를 구비할 수 있고, 특히 회전 드럼의 유입구는 그 내부로 제1 컨베이어(610)의 일측이 결합되어 수용될 수 있는 직경을 갖도록 구현될 수 있으며, 그에 따라 절임 배추가 이송 중에 경로에서 이탈함이 없이 모두 믹싱기(700)의 회전 드럼 내부로 안전하게 공급될 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 믹싱기(700)의 유입구로 양념이 공급된 절임 배추를 이송하기 위한 제1 컨베이어(610)는 믹싱기(700)의 배출구를 통해 배출되는 절임 배추를 이송하기 위한 제2 컨베이어(620)보다 더 높은 위치에 배치될 수 있고, 그에 따라 믹싱기(700)가 일 측으로, 즉 입구 측에서 출구 측으로 경사지게 형성됨으로써 회전 드럼의 회전에 의해 배출구 방향으로 양념이 버무려진 배추의 자연스러운 이동을 구현할 수 있다.

추가로, 믹싱기(700)의 적어도 일부 영역에는, 예를 들어 믹싱기(700)의 상면 또는 저면에는 회전 드럼과 결합되는 핸들(미도시)이 구비될 수 있고, 사용자가 핸들을 시계방향으로 또는 시계반대방향으로 회전시킴으로써 믹싱기(700)의 경사도를 조절할 수 있으며, 예를 들어 믹싱기(700)의 조절되는 경사도는 절임 배추의 상태, 절임 배추의 양 등에 기초할 수 있다.

이와 같이 회전 드럼이 내부에 구비되는 믹싱기(700)의 회전 동작에 따라, 회전 드럼에 투입되는 절임 배추와 양념이 지속적으로 혼합되어 절임 배추에 양념을 균일하게 버무릴 수 있으면서 동시에 배추의 외피에도 양념이 충분히 발라지도록 할 수 있다. 참고로, 믹싱기(700)의 회전 드럼은 원형으로 구현될 수 있거나, 또는 팔각형 형상으로 구현될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 펌프(200)의 양념 흡입 상태를 설명하기 위한 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정량 펌프(200)의 양념 배출 상태를 설명하기 위한 개념도이다.

도 3에 도시되는 바와 같이 정량 펌프(200)의 양념 흡입 시에는 유입관(310)과 펌핑관(320)이 연통되어 호퍼(100)에 저장된 양념이 펌핑관(320)으로 유입될 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 김치 양념 투입 장치(1000)는 펌핑관(320)과 정량 펌프(200)가 일직선 상에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는데, 예를 들어 호퍼(100)와 정량 펌프(200)를 연결하여 피스톤(210) 운동에 의해 양념의 이동 경로가 되는 호퍼 실린더가 N자 형으로 구현될 수 있다.

참고로, 이하의 본 명세서에서 사용되는 용어 “N자 형”은 직선의 일자 형상이 아닌, 최소한 1회 굴곡되는 형상을 모두 포괄하는 용어로서 활용될 수 있고, 여기서 굴곡은 직선 굴곡, 곡선 굴곡 및 직선과 곡선의 혼합된 굴곡을 모두 포함할 수 있으며, 예를 들어 도 3에 예시적으로 도시되는 바와 같이 호퍼 실린더가 실질상 수직하게 2회 굴곡된 N자 형으로 구현될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌핑관(320)은 일단이 3웨이밸브(300)와 접속되는 제1 영역(320a)과, 일단이 제1 영역(320a)의 타단과 연결되고 타단이 피스톤(210)과 결합되는 제2 영역(320b)으로 구성될 수 있다. 여기서, 제1 영역(320a)은 지평면과 실질상 수직하게 연장 형성될 수 있고, 제2 영역(320b)은 지평면과 실질상 평행하게 연장 형성될 수 있으며, 제2 영역(320b)의 연장 길이는 제1 영역(320a)의 연장 길이보다 더 작을 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 정량 펌프(200)의 양념 흡입 시에 유입관(310)과 연통되어 호퍼(100)에 저장된 양념을 유입하도록 구성되는 펌핑관(320)이 일직선이 아닌 N자 형으로 구현됨으로써, 양념 흡입 시 양념이 밑으로 흘러 내린다고 하여도 피스톤(210)까지 전달되지 않게 되며 그로 인해 양념의 경화로 인해 실린더의 왕복 운동을 방해하거나 또는 실린더 수명을 단축시키는 등의 문제가 발생하지 않게 된다.

이와 관련하여, 양념 흡입 시 밑으로 흘러내리는 양념의 양이 많아지게 되면, 펌핑관(320)의 제2 영역(320b)을 통해 양념이 피스톤(210)까지 전달될 수 있는 가능성을 완전히 배제할 수는 없다. 따라서, 이러한 문제를 사전에 방지함으로써 피스톤(210)으로의 양념 유입을 완전하게 차단하기 위해서, 본 발명의 추가 실시예에 따르면 펌핑관(320)의 제2 영역(320b)을 소정의 기울기로 경사지게 형성할 수도 있다.

예를 들어, 본 발명의 추가 실시예에 따른 제2 영역(320b)은 피스톤(210)과 결합되는 타단의 높이가 제1 영역(320a)과 연결되는 일단의 높이보다 더 높도록(예를 들어, 도 3의 도면을 기준으로 제2 영역(320b) 우측 단의 높이가 좌측 단의 높이보다 더 높도록) 지평면에 대해 소정의 기울기로 경사지게 형성될 수 있고, 그에 따라 양념 흡입 시 양념이 피스톤(210)이나 정량 펌프(200) 쪽으로 흘러 내리는 문제를 원천적으로 차단할 수 있다.

이와 관련하여, 본 발명의 추가 실시예에 따르면 제2 영역(320b)에 존재하는 양념의 양을 감지하도록 구성되는 센서(미도시)가 추가로 구비될 수 있다. 그에 따라, (i) 센서에 의해 감지되는 제2 영역(320b)에 존재하는 양념의 양이 미리 결정된 임계치 미만인 경우에는 제2 영역(320b)이 지평면에 대해 수평으로 연장 형성되도록 하고, (ii) 정량 펌프(200)를 상하로 이동시키도록 구성되는 승강 수단(미도시)이 추가로 구비되어, 센서에 의해 감지되는 제2 영역(320b)에 존재하는 양념의 양이 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우 정량 펌프(200)를 상측으로 이동시킴으로써 피스톤(210)과 결합되는 타단의 높이가 제1 영역(320a)과 연결되는 일단의 높이보다 더 높도록 제2 영역(320b)의 경사진 배치를 구현할 수도 있으며, 이를 위해 제1 영역(320a)과 제2 영역(320b)의 결합 영역을 형태 변경이 가능한 소재로 구현할 수 있다. 참고로, 이러한 제2 영역(320b)의 수평 또는 경사 배치의 제어는 복수의 호퍼(100) 각각에 대해 독립적으로 구현될 수 있다.

또한, 피스톤이 일자로 양념을 흡입 및 배출하는 기존의 구조와 비교하여, N자 형으로 구현되는 호퍼 실린더를 통해 피스톤(210)이 양념을 흡입 및 배출하게 되면 정량 펌프(200)의 효율이 일부 감소하는 문제가 발생할 수도 있다. 이를 보완하기 위해서, 본 발명의 추가 실시예에 따른 정량 펌프(200)의 내부 임펠러와 케이싱 표면에 코팅이 추가로 구현될 수 있고, 그에 따라 내부 표면 마찰 거칠기가 감소함으로써 정량 펌프(200)의 동작 효율이 보다 개선될 수 있다. 정량 펌프(200)의 동작 효율 개선을 위한 이러한 표면 코팅은 펌핑관(320)의 내측 표면에도 추가로 적용될 수 있으며, 보다 바람직하게 펌핑관(320)의 꺾임 영역의 내측 표면은 라운딩 처리됨으로써 정량 펌프(200)에 의한 양념의 흡입 및 배출 시에 양념의 이송을 보다 원활하게 구현할 수 있다.

상술한 바와 같은 피스톤(210)의 누수 문제를 추가적으로 차단하기 위해서, 본 발명의 추가 실시예에 따르면 피스톤 헤드(211)의 구조적 변경이 구현될 수 있다. 이러한 과제를 해결하기 위한 피스톤 헤드(211)의 구성이 도 5a에 도시된다.

도 5a에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤(210)은 피스톤 헤드(211)와 피스톤 로드(212)로 구성될 수 있고, 여기서 피스톤 헤드(211)의 적어도 일부 영역에 오링(213; o-ring) 및/또는 웨어링(214; wear ring )이 삽입 결합될 수 있다.

참고로, 도 5a에서는 2개의 오링(213)과 2개의 웨어링(214)이 피스톤 헤드(211)의 영역에 삽입 결합된 구성을 예시적으로 도시하지만, 다른 개수의 오링(213) 및/또는 웨어링(214)이 결합되는 구성 또한 본 발명의 실시예에 포함된다는 것은 명백할 것이다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 헤드(211)의 적어도 일부 영역에 오링(213) 및/또는 웨어링(214)이 추가로 삽입 결합됨으로써 양념의 누수 방지와 기밀 유지가 보다 강화될 수 있다. 참고로, 도 5b는 삽입 결합되는 웨어링(214)의 절단도를 도시한다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 피스톤(210)의 피스톤 헤드(211)는 피스톤 로드(212)에 착탈 가능하게 결합될 수 있고, 그에 따라 피스톤(210)의 청소를 보다 용이하게 구현할 수 있다.

추가로, 도 5a는 명시적으로 도시되지 않으나, 본 발명의 추가 실시예에 따른 피스톤 외경 파이프(미도시)는 분해/조립이 가능하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 피스톤 외경 파이프는 클램프를 풀어 분해가 가능하도록 구현될 수 있고, 그에 따라 클램프를 풀어 피스톤 외경 파이프를 제거함으로써 피스톤 헤드(211)가 직접 노출이 되도록 하여 공구가 없이도 피스톤 헤드(211)의 탈부착을 용이하게 구현할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치에 의하면, 양념에 포함된 무채를 호퍼로 이송시키는 과정에서 무채의 손상을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치에 의하면, 보다 용이한 방식으로 이송 펌프의 분해/조립을 가능하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치에 의하면, 호퍼 실린더를 N자형으로 분리 구성함으로써 양념이 피스톤으로 흘러 경화되는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치 양념 투입 장치에 의하면, 피스톤 헤드의 구조 개선을 통해 누수 방지 및 기밀 유지를 보다 강화하면서 동시에 피스톤 헤드를 탈착 가능하게 구현함으로써 청소를 보다 용이하게 수행할 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 호퍼
110: 커버
S1, S2: 상, 하한 레벨 센서
200: 정량 펌프
210: 피스톤
211: 피스톤 헤드
212: 피스톤 로드
213: 오링
214: 웨어링
300: 3웨이밸브
310: 유입관
320: 펌핑관
400: 베드
500: 배출관
510: 투입 노즐
610: 제1 컨베이어
620: 제2 컨베이어
700: 믹싱기
800: 양념 탱크
900: 이송 펌프
L: 투입 라인
L': 분기 라인
1000: 김치 양념 투입 장치

Claims (10)

1. 김치 양념 투입 장치(1000)로서,
   양념 탱크(800)의 양념을 투입 라인(L)으로 공급하기 위한 이송 펌프(900);
   상기 이송 펌프(900)에 의해 공급되는 양념을 임시 저장하도록 구성되는 복수의 호퍼(100);
   상기 복수의 호퍼(100) 각각에 저장된 양념을 절임 배추에 공급하도록 구성되는 정량 펌프(200) 및 3웨이밸브(300); 및
   상기 3웨이밸브(300)에 접속되어 상기 정량 펌프(200)의 흡입 시에는 유입관(310)과 연통되고, 상기 정량 펌프(200)의 배출 시에는 배출관(500)과 연통되며, 상기 정량 펌프(200)와 일직선 상에 배치되지 않도록 구성되는 펌핑관(320)을 포함하고,
   상기 펌핑관(320)은,
   일단이 상기 3웨이밸브(300)와 접속되는 제1 영역(320a); 및
   일단이 상기 제1 영역(320a)의 타단과 연결되고, 타단이 피스톤(210)과 결합되며, 지평면에 대해 수평으로 연장 형성되는 제2 영역(320b)으로 구성되는,
   김치 양념 투입 장치(1000).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이송 펌프(900)는 사인 펌프(sine pump)로 구현되는,
   김치 양념 투입 장치(1000).
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 사인 펌프의 적어도 일부 영역에 결합되어, 상기 사인 펌프의 청소 시 양념의 외부 배출을 가능하게 하는 바이패스 배관이 추가로 구비되는,
   김치 양념 투입 장치(1000).
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 영역(320b)은, 상기 피스톤(210)과 결합되는 타단의 높이가 상기 제1 영역(320a)의 타단과 연결되는 일단의 높이보다 더 높도록 지평면에 대해 소정의 기울기로 경사지게 형성되는,
   김치 양념 투입 장치(1000).
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 피스톤(210)은,
   피스톤 로드(212); 및
   상기 피스톤 로드(212)에 착탈 가능하게 결합되는 피스톤 헤드(211)를 포함하는,
   김치 양념 투입 장치(1000).
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 피스톤 헤드(211)의 적어도 일부 영역에, 오링(213) 및 웨어링(214) 중 적어도 하나가 삽입 결합되는,
    김치 양념 투입 장치(1000).

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