KR20000075451A - 배전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원료를 투입하고, 배전하고, 배전산물을 운반하는 단계를 포함하는 배전공정을 자동화하는 배전장치에 관한 것이다. 원료투입포트는 배전될 원료를 저장하는 정량탱크(1)의 바닥에서 개방되고, 리드(34)는 투입포트의 에지부에 설치된다. 전기신호를 기초로 리드(34)를 개폐하는 모터구동 실린더(33)는 리드(34)에 설치된다. 배전가마(40)는 정량탱크(1) 아래에 배치된다. 개구(63)는 배전가마(40)에 설치되고 리드(42)는 개구의 에지부에 설치된다. 리드(42)를 개폐하는 모터구동 실린더(58) 및 가마개폐 링크는 배전가마 바깥쪽에 설치된다. 운반통로(120)는 배전가마(40) 아래에 설치된다. 버너(41)는 운반통로(120) 근처에 배치되고 전기히터(71)는 회전축(52) 둘레에 배치된다. 전기히터(71)의 외부면은 원적외선 물질로 덮여있다. 슬립링(73)은 회전축(52)의 배전가마 바깥쪽에 위치된 부분 둘에에 설치된다.

Description

배전장치{ROASTING APPARATUS}

본 발명은 원료가 배전되도록 채우고 원료를 배전하고 배전된 생산물을 운반하는 단계를 포함하는 배전 공정의 자동화를 할 수 있는 배전 장치에 관한 것이다.

공지된 배전 장치는 횡단면에 원형 또는 타원형으로 형성된 배전 가마를 포함한다.

(건조/배전 단계)

회전 날들이 배전 가마에 설치된 원형 회전 가마는 일본 특허 공개 제 헤이 4-17623 호와 제 헤이 5-5463 호에 공지되었다. 이러한 회전 가마에 있어서, 회전날들은 배전되는 물질을 배전하도록 회전된다.

일정한 간격으로 위치된 다수개의 휘젓는 날들이 배전 가마의 내 주변 벽면에 불거지도록 형성된 다른 원형 배전 가마는 일본 실용신안 출원 제 헤이-726951 호에 공지되었다. 이러한 배전 가마에 있어서, 배전 가마의 하부에 축적되는 배전된 물질은 휘젓는 날들에 의해 퍼 올려지고, 회젓는 날들이 배전 가마의 꼭대기에 다다를 때, 배전되는 물질은 떨어진다.

타원형 배전 가마는 일본 특허출원 제 헤이 3-56726 호에 공지되고, 여기서 타원형 드럼의 하부에 축적되는 배전되는 물질은 상부로 올려지고 배전되는 물질을 충분히 휘젓도록 떨어지고, 따라서 균일한 건조와 배전을 결과한다.

(디핑(dipping) 단계)

정량탱크는 배전 전 디핑 단계에서 사용된다. 이 디핑 단계에서 작업자는 미리 정량탱크에 곡물과 물을 채우고, 정량탱크의 물에 곡물을 담그고, 곡물이 물에 충분히 담거진 후에 정량탱크의 하부를 개방하고, 배전 장치의 배전 가마에 곡물을 채우는 작업을 수행한다.

하여간 물에 배전되는 원료를 담그고 관련된 배전 장치 기술을 이용하여 배전되는 원료를 배전하는 단계를 포함하는 배전 공정을 자동화하는 데에 이하의 문제들을 마주하게 된다.

(디핑 단계)

(1) 디핑 단계는 네트백의 단부를 묶는 끈을 느슨하게 하는 작업, 배전되는 원료를 담는 작업, 및 배전 가마에 배전되는 원료를 채우는 작업을 포함한다. 상기 작업들은 작업자에 의해 수동으로 수행되고, 따라서 많은 노동자와 공정 시간이 소요되며, 더욱이 상기 작업은 작업 구역에 온도가 배전 가마의 온도 효과에 의해 높은 그런 열악한 작업 환경에서 작업자에 의해 수행되어야만 한다. 이러한 이유고 디핑 단계를 자동화하는 것이 요구될 수 있다.

(2) 정량탱크가 배전 가마로부터 떨어지려는 경향이 있다면 물에 담궈져 정량탱크로 이동되는 배전되는 원료는 외부로 뿌려지지 않고 바로 배전 가마의 개구로 채워져야 하기 때문에 각각 정량탱크와 배전 가마를 설치하기 위한 배열과 구조에 상당한 주의를 필요로 하고 배전 가마에 배전되는 원료를 채우는 절차에 상당한 주의를 요하여야만 한다.

(3) 6%의 물을 함유한 배전된 생산물에 관하여, 녹말의 겔화도는 dir 30% 내지 40%이고 이것은 배전된 생산물이 마실 수 있는 건강 식품 또는 음료로 사용되기에 불충할 정도로 낮다. 배전된 생산물의 소화 특성을 개선하기 위해 배전된 생산물의 겔화도를 강화하는 것이 필요하다. 특히, 정미되지 않은 쌀의 배전된 생산물은 소화가 힘들고, 따라서 정미되지 않은 쌀의 배전된 생산물은 겔화도가 강화되는 것이 요구될 수 있다.

(건조/배전 단계)

(4) 곡물이 까맣게 될 때까지 몇 시간 정도 오랜 시간 동안 곡물을 배전하는 경우에 강한 불로 곡물을 균일하게 가열하는 것은 어렵다. 이것은 강한 불은 단지 곡물의 표면을 태우고 곡물의 내부를 충분하게 가열하지 않기 때문이다. 결과적으로, 상기 경우에 있어서, 곡물은 약한 불로 또는 불의 세기를 조절하여 가열되어져야 하는 것이 요구된다. 불을 약하게 하거나 또는 불의 세기를 조절하기 위해 하여간 외부 가스 가열은 안전성, 신뢰성 및 제어가능성에 관하여 떨어진다.

(5) 배전 가마 밖으로 배전된 생산물을 얻기 위해 모터에 의해 회전하는 반대 방향으로 회전 날들 또는 회전 가마를 회전시키고 회전 가마의 단부에 형성된 배출구에서 생산물을 얻는 승인된 방법이 있다. 이러한 방법에 있어서, 원형 회단면을 갖는 회전 가마의 사용은 문제가 존재한다. 즉, 원료는 단지 원형 배전 가마의 내 주변 면의 부분에서 미끄러지고, 따라서 생산물을 배출하는 동안 휘저어지지 않는다. 결과적으로, 배전 가마의 내측 벽과 접촉하고 근접한 원료의 부분은 강하게 가열되고, 반면 배전 가마의 내측 벽과 떨어진 원료의 부분은 가열되지 않는다. 이러한 방식에 있어서, 원료를 균일하게 배전하는 것은 어렵다.

타원형 횡단면을 갖는 배전 가마의 사용은 다른 문제가 존재한다. 즉, 타원형 횡단면을 갖는 배전 가마는 원료를 균일하게 배전할 수 있다; 하여간 이건은 회전 날들이 제공될 수 없다. 특히, 가마의 내부의 온도는 높기 때문에, 모터 또는 유압 장비의 구동 부분을 설치하는 것이 불가능하다. 결과적으로, 배전된 생산물은 작업자에 이해 수작업으로 꺼내어지고, 많은 시간이 소요된다. 또한 배전 가마의 회전은 배전된 생산물의 배출 동안 정지되기 때문에, 배전 가마에 축적된 생산물은 과도하게 가열되고, 고르지 않은 배전의 발생, 노동자 안전에 대한 장애 또는 공정 시간의 증가와 같은 불편함을 초래한다.

(6) 약 3 내지 14%의 물을 함유하는 생산물을 얻기 위한 일반적인 배전에 있어서, 배전 시간은 20 내지 45 분과 같이 상대적으로 짧다. 이러한 경우에 있어서, 관련된 기술의 방법에 따르면, 원료는 배전 가마를 통해 외부적으로 가열되기 때문에, 열전도는 빈약하다. 이것은 배전 시간을 더 길게 하고, 생산물의 열 감소에 따른 배전되는 생산물의 질을 떨어뜨린다.

(7) 배전 단계에서 관련된 기술의 방법에 따르면, 배전 가마의 회전 속도에 차이에 따른 배전되는 생산물들 사이에서 균일성에 차이가 발생하고, 가마에 채워진 양에 따라 배전되는 물질의 휘젓는 상태에 차이가 발생하며, 배전 단계에서 초기, 중간 및 마지막 단계에서 곡물의 물 함유량에 차이가 발생한다. 더욱이, 배전 시간은 각 배전을 위해 30분을 필요로 하고, 생산성의 감소를 초래한다. 이러한 이유로, 질을 떨어뜨리지 않고 생산성을 개성하는 것이 요구될 수 있다.

(8) 관련된 기술 방법에 있어서, 배전의 종결은 타이머을 사용하여 배전 시간을 설정하므로 결정되고; 하여간 배전되는 생산물의 마지막 물 함유량은 대기 온도와 습도, 원료의 담근 상태 또는 하루 종일 지속적으로 수행되는 배전 작용의 초기상태 또는 마지막 상태에 의하고 따라서 배전되는 생산물의 균일성을 방해한다.

전술한 관점에 있어서, 본 발명은 만들어 졌고 본 발명의 목적은 물에 배전되는 원료를 담그고, 배전 가마에 원료를 운반하고, 배전 가마에서 배전된 생산물을 꺼내는 단계들을 포함하고, 짧은 시간 동안 단계들의 순서를 수행하므로 배전 단계 보다 다른 단계들에서 배전 가마의 열효과를 감소하여 원료를 배전하고 원료의 종류와 상태에 다라 배전 작동을 제어하는 배전 공정을 자동화 할 수 있는 배전 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 첫 번째 양상에 따르면, 비원형 단면을 갖는 원통형으로 형성된 배전 가마, 배전 가마의 중심을 관통하는 회전 축, 배전 가마에 위치된 회전 축 부분에 배치된 전기 히터, 그리고 전기 히터에 전류를 공급하기 위한 회전 축 주위에 배치된 다수개의 슬립 링들을 포함하는 배전 장치가 제공된다.

본 발명의 첫 번째 양상에 따른 이러한 배전 장치에 있어서, 전기 히터가 배전 가마에 배치되고 전기 히터에 전류를 공급하기 위한 슬립 링이 제공되기 때문에, 전기 히터는 가마의 내부를 전기적으로 가열하도록 슬립 링들을 통해 작용될 수 있어 가스 가열과 비교할 때 높은 온도 효율, 양호한 안전성, 신뢰도 및 제어 가능성으로 배전 작동을 수행할 수 있다. 따라서 곡물이 가맣게 될 때 까지 오랜 시간 동안 약한 불로 곡물을 배전할 수 있다.

본 발명의 두 번째 양상에 따르면, 첫 번째 양상의 배전 장치는 배전 가마에 배전된 원료를 운반하고 배전된 생산물을 배전 가마 밖으로 나르기 위한 배전 가마에 형성되는 개구, 개구의 테두리 부분에 제공된 가마 덮개, 회전축에 의해 지지되는 동안 가마 덮개를 개폐하기 위한 배전 가마의 외 측면에 제공되는 가마 덮개 개폐 장치, 및 배전 가마의 외측에 위치된 회전축 주위에 배치된 다수개의 슬립 링들을 더 포함할 수 있고, 상기 슬립 링들은 가마 덮개 기폐 장치를 작동하기 위한 수단을 작동하도록 전류를 공급하고 전기 히터에 전류를 공급하도록 적용된다.

본 발명의 두 번째 양상에 따른 배전 장치에 있어서, 슬립 링들은 배전 가마의 가마 덮개 개폐장치를 작동하기 위한 작동 수단으로 제공되기 때문에 배전 가마의 개구를 숙일 때, 배전된 생산물은 가마 덮개 개폐장치 작동으로 배전 가마의 개구에서 자동적으로 배출될 수 있다.

본 발명의 세 번째 양상에 따르면, 첫 번째 양상의 배전 장치는 개구를 숙일 때 배전 가마의 개구에서 배전된 생산물을 받기 위해 배전 가마 밑에 제공되는 운반 통로, 배전 가마를 가열하기 위해 운반 통로의 양 측면들 중 적어도 하나에 배치된 다수개의 버너를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 이러한 세 번째 양상의 배전 장치에 있어서, 배전 가마는 버너들에 의해 외측으로부터 가열되는 것 뿐 아니라 전기적 히터에 의해 내부로부터도 가열되기 때문에, 원료는 짧은 시간 동안 균일하게 가열되어 배전될 수 있고 또한 가열된 양은 배전 가마의 내측과 외측으로부터 가열하기 때문에 분배될 수 있고, 따라서 원료와 같은 곡물을 가열함에 있어 가열 온도를 낮추게 된다. 이것은 곡물의 영양 성분의 손실을 감소하는 데에 효과적이다. 부가적으로, 단지 버너에 의한 가열은 일반적인 외부 가열에 상당하고, 단지 전기 히터에 의한 가열은 본 발명의 첫 번째 양상에 설명된 내부 가열에 상당하다.

적외선 히터 또는 원적외선 히터는 전기 히터 대신에 사용될 수 있다. 이러한 경우에 대류에 의한 열전달은 복사에 의한 열전달로 바뀐다. 원적외선 복사 에너지는 가열된 물질에 스며들도록 할 수 있다. 따라서, 원적외선 히터를 사용하는 경우에 있어서, 곡물은 열전달 효과를 강화하도록 내측으로부터 가열되어 짧은 시간 동안 곡물을 가열하여 배전하고, 또는 곡물의 가열온도는 곡물의 영향 성분의 손실을 더 감소하도록 낮아진다.

더욱이 배전 가마는 비원형 단면을 갖기 때문에 배전 가망에 있는 곡물은 적절한 회전 속도로 배전 가마를 회전하여 크게 휘저어 질 수 있다. 즉, 배전 가마의 각속도가 낮을 때, 곡물은 배전 가마의 내부 벽을 따라 미끄러지는 방식으로 움직여지고, 각속도가 과도하게 높은 때, 곡물은 원심력의 효과에 의해 단면에서 비원형 가마의 주축 부분에 위치되는 상태로 회전된다. 반면 배전 가마가 적절한 각속도로 회전 할 때, 원료가 배전되는 것이 반복되고, 주축 부분에 축적되어, 위 아래로 움직여, 배전 가마에서 배전되는 원료가 일반적으로 휘저어진다. 이것은 배건 작동을 균일하게 수행하기에 효과적이다.

본 발명의 네 번째 양상에 따르면, 본 발명의 첫 번째 양상의 배전 장치는 일정한 양으로 배전되는 원료를 저장하기 위해 배전 가마의 개구 테두리 부분에 제공되는 가마 덮개가 회전되는 영역 전체에 배치되는 정량탱크, 배전되는 원료를 배출하기 위해 정량탱크의 하부에 배치되는 배출구, 배출구의 테두리 부분에 배치되는 탱크 덮개, 및 전기적 신호에 의해 탱크 덮개를 개폐하기 위해 덮개에 배치되는 탱크 덮개 개폐 장치를 더 포함한다.

본 발명의 네 번째 양상에 따른 이러한 배전장치에 있어서, 배전되는 원료는 정량탱크에서 배전 가마로 채워질 수 있기 때문에 배전되는 원료의 투입과 배출은 작업환경을 좋게 하고 배전 작동을 더 균일하게 하도록 자동화될 수 있다.

본 발명의 다섯 번째 양상에 따르면, 본 발명의 네 번째 양상에서 설명된 배전 장치의 구성에 부가적으로, 배전 장치는 정량 탱크에 배치된 증기 유입관과 증기 배출관을 더 포함한다.

본 발명의 다섯 번째 양상에 따른 이러한 배전 장치에 있어서, 정량 탱크에서 배전되는 원료는 미리 가열되기 때문에, 배전되는 원료의 물 함유량을 증가하고 물 함유량의 균일화를 증진시키는 것이 가능하고, 따라서 균일한 배전 작용에 의해 겔화가 증가된 배전된 생산물을 얻는 것이 가능하다.

본 발명의 여섯 번째 양상에 따르면, 본 발명의 첫 번째 양상에 설명된 배전 장치의 구성에 부가적으로, 배전 가마에 배치된 전기 히터의 외부 면은 금속 파이프로 덮여지고, 금속 파이프의 표면은 원적외선 방사 물질로 코팅된다.

본 발명의 여섯 번째 양상에 따른 이러한 배전 장치에 있어서, 전기 히터는 금속 파이프로 덮여지기 때문에, 일반적으로 배전 가마의 상부에서 하부로 배전되는 원료가 떨어져 곡물이 배전 가마에서 전기 히터로 부딪혀 전기 히터를 손상시키는 문제와 정량 탱크에서 물에 담겨진 원료의 습기가 열에 의해 증발되어 전기 히터의 절연을 감소하는 문제들을 해결하는 것이 가능하다.

본 발명의 일곱 번째 양상에 따르면, 본 발명의 네 번째 양상에 설명된 배전 장치의 구성에 부가적으로, 배전되는 원료는 정량 탱크에 일정량으로 배전되도록 원료를 공급하는 단계, 배전 가마를 회전하는 단계, 개구를 위로 하여 배전 가마의 회전을 정지하는 단계, 배전 가마의 개구에 있는 가마 덮개를 개방하는 단계, 그리고 정량 탱크의 하부에서 탱크 덮개를 개방하는 단계, 배전 가마 안으로 정량 탱크에서 배전된 원료를 채우는 단계, 정량 탱크의 하부에 있는 탱크 덮개를 닫는 단계, 배전 가마의 회전을 시작하고 버너 및/또는 전기 히터에 의해 가열하는 단계, 배전 가마에서 배전되는 원료의 온도를 검출하는 단계, 그리고 일정 값에 도달한 배전되는 원료의 온도를 측정한 후에 전기 히터 및/또는 버너에 의한 가열을 정지하는 단계, 그리고 운송 통로에 배전 가마의 개구를 향하게하는 방식으로 배전 가마의 회전을 동시에 정지하는 단계, 개구가 운반 통로로 향함과 동시에 배전 가마의 회전이 정지된 후 배전 가마의 개구에 있는 덮개를 개방하는 단계, 그리고 운송 통로로 배전 가마에 있는 배전된 생산물을 운반하는 단계에 의해 처리된다.

본 발명의 일곱 번째 양상에 따른 배전 장치에 있어서, 배전되는 원료의 투입과 배출을 자동화하여 작업 환경을 좋게하고 자동화된 작동을 증진하는 것이 가능하다.

본 발명의 여덟 번재 양상에 따르면, 본 발명의 다섯 번째 양상에 설명된 배전 장치의 구성에 부가적으로, 배전 장치는 배전되는 원료의 온도를 검출하기 위해 배전 가마가 회전될 때 배전되는 원료가 흐르는 영역 내에 있는 배전 가마에 배치된 검출 수단, 및 배전 가마 외측 회전 축 주위에 배치되는 상태로 검출 수단에 전류를 공급하기 위한 다수개의 슬립 링을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 여덟 번째 양상에 따른 이러한 배전 장치에 있어서, 축 온도가 아니라 배전되는 원료의 내부 온도를 전기적으로 검출할 수 있고 따라서 배전 작동을 정밀하게 제어할 수 있다.

본 발명의 아홉 번째 양상에 따르면, 본 발명의 첫 번째 양상에서 설명된 배전 장치의 구성에 배전 가마를 회전시키기 위한 전기 모터는 일반적으로 배전되는 원료가 배전 가마의 회전축의 회전 속도의 제어와 물 함유량의 변화에 따라 휘저어지는 방식에서 전기 모터에 대한 적절한 회전 속도를 나타내기 위해 프로그램 제어 기계에 연결된다.

본 발명의 아홉 번째 양상에 따른 이러한 배전 장치에 있어서, 배전된 생산물의 최종 물 함유량은 배전되는 원료의 온도에 기초하여 결정되기 때문에 배전의 초기 단계와 최종 단계 사이에 원료의 물 함유량 차이에 따른 생산물의 불균형에 관한 문제를 해결하는 것이 가능하다.

본 발명의 열 번째 양상에 따르면, 본 발명의 아홉 번째 양상에 설명된 배전 장치의 구성에 부가적으로, 배전 장치는 배전 가마의 회전에 의해 배전 가마에서 움직이는 배전되는 원료에 의해 발생되는 소리의 발생 수를 검출하여 배전 가마의 회전 속도를 측정하기 위해 측정 수단으로 제공되는 음향 센서를 더 포함한다.

본 발명의 열 번째 양상에 따른 이러한 배전 장치에 있어서, 배전 가마에서 원료의 회전은 배전 가마의 회전과 동일하기 때문에, 배전 작동의 최기, 중간 및 최종 단계 사이에 물 함유량의 변화에 따라 배전되는 원료를 배전하는 것이 가능하고, 따라서 배전된 생산물의 균일성을 개선하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 배전장치(roasting apparatus)의 개략 측면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 배전장치의 개략 정면도이고,

도 3은 도 1에 도시된 정량탱크(quantitative tank)의 개략도이고,

도 4는 도 3에 도시된 정량탱크의 개략 평면도이고,

도 5는 정량탱크의 바닥에 설치된 개구부의 리드를 개폐하는 메카니즘의 개략 사시도이고,

도 6은 도 5에 도시된 메카니즘의 캠 형상을 나타낸 도면이고,

도 7은 배전가마의 리드를 개폐하는 모터구동 실린더의 설치상태를 나타내는 전형적인 도면이고,

도 8은 도 7에 도시된 모터구동 실린더가 배전가마에 설치된 상태를 나타내는 전형적인 도면이고,

도 9는 전기히터의 전형적인 사시도이고,

도 10은 도 9에 나타낸 전기히터의 측면도이고,

도 11은 도 1에 나타낸 배전가마용 온도센서 및 제어시스템을 나타내는 개략 다이어그램이고,

도 12a 및 12b는 가스버너의 노즐의 배향에 따른 불꽃의 방향을 나타내는 개략 다이어그램이고,

도 13a 및 13b는 가스버너의 노즐의 배향에 따른 불꽃의 방향을 나타내는 개략 다이어그램이고,

도 14a 및 14b는 가스버너의 노즐의 배향에 따른 불꽃의 방향을 나타내는 개략 다이어그램이고,

도 15는 버너로의 가스공급경로 및 제어회로의 블록 다이어그램이고,

도 16은 본 실시형태의 배전장치의 구성요소들이 배전장치를 제어하는 프로그램 제어기에 연결된 상태를 나타내는 블록 다이어그램이고,

도 17은 배전가마의 저속 회전모드, 중속 회전모드, 및 고속 회전모드를 나타내는 그래프이고,

도 18a는 저속회전에서 배전가마 내의 곡물의 이동을 설명하는 도면이고,

도 18b는 적절한 회전에서 배전가마 내의 곡물의 이동을 설명하는 도면이고,

도 18c는 곡물이 원심력에 의해 바닥에 축적되는 고속회전에서 배전가마 내의 곡물의 이동을 설명하는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 정량탱크 1A, 1B : 상부 측벽부

1C : 증기 유입관(1C) 1D : 증기 배출관

2 : 원료 3 : 배전 메카니즘

4 : 운반 메카니즘 6 : 공급관

7 : 배출관 8 : 네트백(그물 자루)

9 : 바닥판 10 : 지지 프레임

11 : 회전축 12 : 커넥팅 로드

13 : 공기 실린더 14 : 실린더 로드

15 : 링크 16 : 연결핀

17 : 플랜지 18 : 리드

19 : 브래킷 20 : 실린더

21 : 중앙축 22 : 스토퍼 플랜지

23 : 코일 스프링 24 : 리드 장착부

24A : 상부면 25 : 레버 장착부

25A : 하부면 26 : 링형상 플랜지

26' : 맞물림 홀 26'B : 수직 벽면

27 : 틸팅 플레인 28 : 맞물림 돌기

29 : 틸팅 돌기 30 : 캠 메카니즘

31 : 브래킷 32 : 레버

33 : 모터구동 실린더 34 : 원뿔형 바닥부

35 : 배출관 36 : 밸브

40 : 배전 가마 41 : 버너

42 : 리드 43 : 개폐 메카니즘

44 : 케이스 44A, 44B : 측벽

46, 47 : 브래킷 48 : 모터

49 : 베어링 베이스 50, 51 : 베어링

52 : 회전축 53, 54 : 스프로킷

55 : 체인 56 : 고정링

57 : 가마 개폐 링 58 : 모터구동 실린더

59 : 연결 돌기 60, 61 : 가마 개폐 링크

63 : 개구 70 : 열방사 케이스(금속 파이프)

71 : 전기히터 72 : 반원형 홈

73, 74 : 슬립 링 75 : 접점

75' : 전기히터 제어회로 75A, 75B, 75C : 도선

76, 77, 78 : 온도센서 76A, 77A, 78A : 도선

79, 80, 81 : 슬립 링 82, 83, 84 : 접점

82A, 83A, 84A : 도선 82 : 온도측정 회로

83 : 결정회로 84 : 버너

85 : 전력공급선 90 : 공기 입구

91 : 공기 출구 93 : 원료 투입 포트

94 : 리드 95 : 고정축

96 : 실린더 97 : 레버

98 : 모터구동 실린더 99 : 틸팅 플레인

100 : 수평 벽면 101 : 가스 분출 노즐

102 : 가스 분출 구멍 103 : 불꽃

104 : 가스관 105 : 수동조절밸브

106 : 스위칭 솔레노이드 밸브 107 : 안전차단밸브

109 : 점화기 110 : 가마내 온도센서

111 : 화염제거 온도센서 112 : 엘피(LP) 가스관

120 : 운반통로 121 : 스크루

122 : 전기모터 124 : 슈트

130 : 프로그램 제어기

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 배전(焙煎) 장치를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

이 실시형태의 배전 장치는 배전될 원료(2)(예를 들면, 현미, 소맥, 콩 등의 곡물, 커피콩, 참깨씨, 차잎 및 차나무)를 저장하는 정량탱크(quantitative tank)(1), 정량탱크(1) 내의 원료(2)를 배전하기 위한 배전 메카니즘(roasting mechanism)(3), 배전 메카니즘(3)에서 배전된 산물을 운반하는 운반 메카니즘(carrying-out mechanism)(4), 및 정량탱크(1)와 배전 메카니즘(3)을 제어하는 프로그램 제어기(130)를 포함한다. 본 실시형태의 배전 장치는 위에서 서술된 것 이외에 왕겨, 쌀이나 다른 곡물의 껍질 등과 같은 원료(2)를 처리하는데 바람직하게 적용할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "곡물"은 곡물의 껍질을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3과 4에 따르면, 단면도에서 사각형으로 형성된 정량탱크(1)는 상부 측벽부(1A 및 1B)를 갖는다. 물과 곡물로 구성된 원료를 공급하는 공급관(6) 및 물을 토출하는 배출관(7)은 상부 측벽부(1A 및 1B)에 각각 연결되어 있다. 도시되지는 않았지만, 원료는 펌프에 의해 공급관(6)으로부터 공급되고, 물은 펌프에 의해 배출관(7)에서 토출된다. 또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 증기 유입관(1C) 및 증기 배출관(1D)은 증기와 함께 원료에 포함된 물을 가열하거나 또는 증기와 함께 배전되는 곡물을 가온하는 정량탱크(1)에 연결되어 있다. 증기 유입관(1C)은 그 중간에 정량탱크(1)에 공급되는 물이 증기 유입관(1C)을 통해 외부로 토출되는 것을 방지하기 위한 공급관(6)과 배출관(7) 보다 높은 부분을 갖는다.

정량탱크(1)는 바닥부가 개방된 네트백(net back)(8)을 포함하고, 이 네트백은 정량탱크(1)의 내벽을 따라 펼쳐진 형태로 상부 측벽부(1A 및 1B) 아래에 배치된다. 네트백(8)은 곡물 원료(2)를 통과시키지는 않지만 물을 통과시켜 원료(2)가 물에 잠기기에 충분할 정도로 작은 메쉬를 갖는다. 네트백(8)의 바닥부를 지지하는 한쌍의 바닥판(9)은 정량탱크(1)의 하부에 배치되어 있다.

한쌍의 바닥판(9)의 지지 프레임(10)을 회전가능하게 지지하도록 채용된 회전축(11)은 각각 정량탱크(1)의 내측 하부에 장착되어 있다. 바닥판(9)은 연결로드(12)에 의해 바닥판(9) 아래에 위치된 지지 프레임(10)에 고정되어 있다. 2개의 링크(15)는 2개의 연결핀(16)에 의해 정량탱크(1) 안쪽에 위치된 2개의 지지 프레임(10)의 자유단부에서 회전가능하게 연결된다. 링크(15)는 공기 실린더(13)의 실린더로드(14)에 연결된다.

정량탱크(1)의 바닥부는 그 상부측이 넓고 그 하부측이 좁은 끝이 잘려진 피라미드 형태로 형성된다. 플랜지(17)는 수평방향으로 바깥쪽으로 돌출되는 방식로 정량탱크(1)의 바닥부의 개구의 에지(edge)에 설치된다. 리드(18)는 수평으로 회전될 수 있고 플랜지(17)와 접촉되도록 하는 방식으로 설치된다. 통상의 상태에서, 리드(18)는 정량탱크(1)의 바닥부의 개구를 막기 위해 플랜지(17)와 접촉되어 있다.

브래킷(19)은 정량탱크(1) 하부의 외주벽에 돌출되게 고정되어 있고, 실린더(20)는 브래킷에서 하방으로 돌출되는 방식으로 브래킷(19)에 고정되어 있다. 또한, 실린더(20)는 도 5에 나타낸 확대되어 있지만 수직으로 반대로 되어 있다. 중앙축(21)은 실린더(20)의 중앙부에 고정된다. 스토퍼 플랜지(22)는 중앙축(21)의 하단부(도 5에서 상단부)에 장착된다. 탄성적으로 바이어스 힘을 나타내는 코일 스프링(23), 원통형상으로 형성된 리드 장착부(24) 및 링형상으로 형성된 레버 장착부(25)는 중앙축 주위에 설치된다. 코일 스프링(23)은 실린더(20)의 하단부와 리드 장착부(24) 사이에 끼워져 있다. 레버 장착부(25)와 맞물리는 링형상 플랜지(26)는 리드 장착부(24)의 하단부에 형성되어 있다. 리드 장착부(24)와 레버 장착부(25)는 코일 스프링(23)에 의해 스토퍼 플랜지(22)에 바이어스된다. 레버 장착부(25)와 리드 장착부(24)는 도 6에 나타낸 캠 메카니즘(cam mechanism)(30)을 구성한다.

캠 메카니즘(30)은 리드 장착부(24)에 형성된 맞물림 홀(26')과 틸팅 플레인(tilting plane)(27), 및 레버 장착부(25)에 형성된 맞물림 돌기(28)와 틸팅 돌기(29)로 구성된다. 상기 한쌍의 캠 메카니즘(30)은 그 외주방향으로 대칭 위치에서 레버 장착부(25)와 리드 장착부(24) 사이에 형성된다.

레버 장착부(25)가 도 6의 화살표 A 방향으로 이동될 때, 맞물림 돌기(28)는 화살표 A 방향으로 리드 장착부(24)를 회전시키도록 맞물림 홀(26')의 벽면(26'A)과 접촉되게 된다. 이것은 리드 장착부(24)에 설치된 리드(18)가 화살표 A 방향으로 회전되도록 하고 따라서 정량탱크(1)의 바닥부의 개구가 열리게 된다.

레버 장착부(25)가 도 6의 화살표 B 방향으로 이동될 때, 틸팅 돌기(28)는 리드(18)가 정량탱크(1)의 바닥부의 개구가 닫히는 방향으로 리드(18)가 회전되도록 틸팅 플레인(27)과 접촉되게 된다. 그러면, 리드(18)가 리드(18)의 폐쇄 위치를 설정하는 플랜지(17)에 설치된 스토퍼(도시되지 않음)와 접촉되게 될 때, 틸팅 돌기(29)는 틸팅 플레인(27) 위로 가게 되고 레버 장착부(25)의 하부면(25A)은 리드 장착부(24)의 상부면(24A) 위로 가게 된다. 그 결과, 코일 스프링(23)이 압축되고, 리드(18)가 정량탱크(1)의 바닥부의 개구를 빈틈없이 닫히게 한다. 또한, 맞물림 돌기(28)의 돌출 높이는 틸팅 돌기(29)의 돌출 높이 보다 낮게 설정되고, 따라서 맞물림 돌기(28)는 틸팅 돌기(29)가 틸팅 플레인(27) 위로 가게 되는 중에 맞물림 홀(26')의 개구의 위치보다 더 높은 위치에 유지되게 된다. 또한 틸팅돌기(29)가 틸팅 플레인(27)과 접촉되게 되고 따라서 리드(18)가 정량탱크(1)의 바닥부의 개구를 밀폐하기 시작할 때, 맞물림 돌기(28)는 맞물림 홀(26')의 수직 벽면(26'B)과 접촉되지 않고 도 6에서 좌측방향으로 부드럽게 이동되도록 한다.

리드(18)의 배면을 지지하는 브래킷(31)은 리드 장착부(24)와 리드(18)에 용접되어 고정되어 있다.

리드(18)를 개폐하는 레버(32)는 레버 장착부(25)에 돌출되게 설치되고, 모터구동 실린더(33)의 실린더 로드(도시하지 않음)는 레버(32)의 선단부(leading end)에 연결되어 있다. 모터구동 실린더(33)는 배전 장치의 프레임에 고정되어 있다.

원뿔형 바닥부(34)는 리드(18)의 배면과 일체로 되어 있다. 정량탱크(1)의 바닥부의 개구를 열기 위해 원뿔형 바닥부(34)와 일체로 된 리드(18)의 이동은 정량탱크(1) 내의 원료가 낙하되도록 한다. 정량탱크(1) 내에서 원료(2)를 잠기게 한 물을 배출하는 배출관(35)은 원뿔형 바닥부(34)에 연결되고, 정량탱크(1) 내의 물의 양을 조정하는 밸브(36)는 배출관(35)의 중간에 설치된다. 배출관(35)이 원뿔형 바닥부(34)와 일체로 회전되도록 하기 위해, 원뿔형 바닥부(34)의 반대쪽에 있는 배출관(35)의 단부는 가요성 고무 또는 플라스틱으로 된 탄성적으로 변형될 수 있는 관에 의해 벽면에 고정된 관에 유연성있게 연결된다.

[배전 메카니즘]

배전 메카니즘(3)은 기본적으로 배전 가마(40), 버너(41), 배전 가마(40)에 배치된 전기히터(71), 및 배전 가마(40)의 2개의 리드(42)를 개폐하는 개폐 메카니즘(43)으로 구성된다.

배전 가마(40)와 버너(41)를 덮는 케이스(44)는 박스 형상으로 형성된다. 브래킷(46 및 47)은 각각 외부 케이스(44)의 한쌍의 측벽(44A 및 44B)의 외부 표면에 설치된다. 모터(48)와 베어링 베이스(49)는 측벽(44A)으로부터 돌출되는 브래킷(46)에 설치되고, 베어링(50)은 베어링 베이스(49)에 고정된다. 베어링(51)은 측벽(44B)으로부터 브래킷(47)에 고정된다. 회전축(52)은 배전 가마(40)를 관통하는 방식으로 베어링(50 및 51)에 회전가능하게 설치된다. 스프로킷(53)은 회전축(52)의 베어링(50) 쪽의 단부에 고정되고, 전기 모터(48)의 출력 축 주위에 설치된 스프로킷(54)에 체인(55)을 통해 연결된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 고정 링(56)과 가마 개폐 링(57) 회전축(52)의 베어링(50) 쪽 부분에 설치된다. 고정 링(56)은 회전축(52)와 일체로 고정된다. 도 7 및 8에 나타낸 바와 같이, 모터구동 실린더(58)의 일단부는 고정 링(56)의 외주면에 연결되고 모터구동 실린더(58)의 타단부는 가마 개폐 링(57)의 연결돌기(59)에 연결된다. 가마 개폐 링(57) 자체가 회전축(52)에 대하여 회전가능하게 설치되고, 가마 개폐 링(57)은 모터구동 실린더(58)에 연결되어 있기 때문에 회전축(52)과 함께 회전될 수 있다. 가마 개폐 링(57)은 모터구동 실린더(58)의 팽창/수축에 의해 회전축(52)에 대하여 상대적으로 회전된다.

가마 개폐 링(57)은 회전축(52)에 설치된 배전 가마(40)의 2개의 각각의 리드(42)를 개폐하기 위해 채용된다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 가마 개폐 링(57)은 각각의 가마 개폐 링크(60 및 61)에 의해 리드(42)에 연결된다. 각각의 가마 개폐 링크(60 및 61)는 리드(42)의 개폐를 미세하게 조정하기 위한 스프링(62)이 설치되어 있다.

배전 가마(40)는 직각으로 회전축(52)을 가로지르는 평면을 따라 취해진 타원형 단면을 갖는 원통형상으로 형성되고, 정량탱크(1)로부터 원료(2)를 운반하기 위한 개구(63)를 갖는다. 리드(42)는 개구(63)의 에지상의 힌지를 통해 회전가능하게 지지된다. 리드(42)는 가마 개폐 링크(60 및 61)에 의해 개구(63)를 폐쇄하는 방향으로 바이어스된다.

도 9 및 10에 나타낸 바와 같이, 각각 반타원형 실린더로 이루어진 한쌍의 열방사 케이스(금속관)(70)는 배전 가마(40) 안쪽에 위치된 회전축(52)의 한 부분 둘레에 설치된다. 열방사 케이스(70)의 외주면은 용사(溶射)에 의해 한층의 원적외선 방사물질(예를 들면, 알루미나 같은 세라믹 물질)로 도포되어 있다. 전기히터(71), 통상적으로 석영 히터는 열방사 케이스(70) 내에 배치된다. 회전축(52) 둘레에 고정되는 반원형 홈(semi-circular recess)(72)은 열방사 케이스(70)의 중앙부에 형성된다. 한쌍의 열방사 케이스(70)는 타원 형상으로 조립되고 회전축(52) 둘레에 고정된다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 전기히터(71)에 전력을 공급하는 슬립링(73 및 74)은 케이스(44) 바깥쪽의 베어링(50 및 51) 근처에 있는 회전축(52) 부분 둘레에 설치된다. 슬립링(73 및 74)은 접점(75) 및 도선(lead wire)(75A)에 의해 전기히터 제어회로(75')에 연결된다. 슬립링(73)과 전기히터(71) 사이 및 슬립링(74)과 전기히터(71) 사이를 각각 연결하기 위한 도선(75B 및 75C)은 회전축(52)에 설치된다.

배전 가마(40) 내벽의 온도를 측정하는 온도센서(76)는 배전 가마(40)의 내벽과 접촉되게 설치된다. 원료(2)의 온도를 측정하는 온도센서(77)는 원료(2)가 흐르는 배전 가마(40) 영역에 설치된다. 조립된 열방사 케이스의 온도를 측정하는 온도센서(78)는 조립된 열방사 케이스(70)의 외주면과 접촉되게 설치된다.

슬립링(79 ∼ 81)은 측벽부(44B) 바깥쪽의 베어링(51) 쪽에 있는 회전축(52) 부분에 설치된다. 슬립링(79 ∼ 81)은 도선(78A ∼ 76A)에 의해 온도센서(78 ∼ 76)에 연결되고 접점(82 ∼ 84)과 도선(82A∼84A)에 의해 온도측정회로(82)에 각각 연결된다.

온도측정회로(82)는 전기히터 제어회로(75')와 버너제어회로(84)에 차례로 연결된 결정회로(determination circuit)(83)에 연결된다. 온도측정회로(82)는 특정 전압(specific voltage)에서 온도센서(76∼78)에 전류를 공급하고, 전류변화 또는 전압강하를 기초로 온도센서(76∼78)에 의해 검출된 온도를 수용하고, 결정회로(83)에 온도를 출력하기 위해 채용된다.

결정회로(83)는 원료(2)가 특정 물함량과 특정 겔화도를 갖는 배전된 산물로 변화되는데 필요한 열량을 얻기 위해 요구된 목표 온도를 가변적으로 설정할 수 있다. 보다 상세하게는 결정회로(83)는 원료(2)의 목표 온도, 배전 가마(40) 외벽의 목표 온도 및 조립된 열방사 케이스(70)의 목표온도를 설정할 수 있다.

결정회로(83)는 온도측정회로(82)에 의해 온도센서(82)로부터 얻어진 출력과 전기히터(71)의 목표온도를 비교한다. 출력이 목표온도보다 높으면, 결정회로(83)는 전기히터(71)에 전력 공급을 중지시키는 제어신호를 전기히터 제어회로(75')에 출력한다. 전기히터 제어회로(75')는 결정회로(83)에서 공급된 제어신호를 기초로 전력공급선(85)으로부터 전력공급을 방해한다.

결정회로(83)는 또한 온도측정회로(82)에 의하여 온도센서(77)에 의해 측정된 온도를 수용한다. 원료(2)의 측정온도가 원료(2)의 목표온도보다 낮으면, 결정회로(83)는 전기히터(71)에 전력을 공급하는 제어신호를 전기히터 제어회로(75')에 공급한다. 또한, 온도센서(77)에 의해 측정된 원료(2)의 온도가 원료(2)의 목표온도보다 낮고 온도센서(78)에 의해 측정된 조립 열방사 케이스(70)의 온도가 조립 열방사 케이스(70)의 목표온도보다 높으면, 결정회로(83)는 원료(2)의 온도에 고우선도를 할당하고 전기히터(71)에 전력을 공급하는 제어신호를 전기히터 제어회로(75')에 공급한다.

결정회로(83)는 또한 온도측정회로(82)에 의하여 온도센서(76)로부터 배전가마(40)의 외주면의 온도를 수용한다. 배전가마(40)의 외주면의 측정 온도가 배전가마(40)의 목표온도보다 낮으면, 결정회로(83)는 버너(41)에 의한 연소가 되도록 하는 제어신호를 버너제어회로(84)에 제공한다. 버너(41)가 점화되지 않으면, 점화기를 작용시켜 버너(41)를 점화시킨후 가스가 버너(41)에 공급되고, 버너(41)가 이미 점화되어 있으면, 즉시 가스가 버너(41)에 공급된다. 배전가마(40)의 측정 온도가 배전가마(40)의 목표온도보다 높으면, 결정회로(83)는 버너(41)에 가스 공급을 중지하라는 제어신호를 버너제어회로(84)에 공급한다.

공기입구(90)는 케이스(44)의 하부에 형성되고 공기출구(91)는 케이스(44)의 상부에 형성된다. 원료(2)가 투입되기 위한 원료 투입 포트(93)는 정량탱크(1)의 바닥에 형성된 개구 아래의 위치에서 케이스(44)의 상부에 설치된다. 리드(94)는 원료 투입 포트(93)에 수평으로 회전가능하게 설치된다. 고정축(95)은 케이스(44)의 원료 투입 포트(93)의 에지부에 돌출되게 형성되고, 실린더(96)는 고정축(95) 둘레에 회전가능하게 삽입된다. 리드(94) 및 수평으로 돌출된 레버(97)는 실린더(96)에 일체로 용접된다. 모터구동 실린더(98)의 실린더 로드는 레버(97)에 연결되고, 여기서 리드(94)는 모터구동 실린더(98)의 실린더 로드의 전후방 이동에 의해 개폐된다.

한쌍의 틸팅 플레인(99)은 케이스(44)의 내부 아래쪽에 형성되고, 다수의 버너(41)가 틸팅 플레인(99)에 설치된다. 버너(41)는 전형적으로 엘피(LP) 가스를 연소시키는 형태의 것이지만 도시가스를 연소시키는 형태이어도 된다.

도 12A 및 12B에 나타낸 바와 같이, 버너(41)가 수평 벽면(100)에 수직으로 부착되어 있는 경우, 버너(41)의 가스 분출 노즐(101)에서 분출되는 가스가 연소될 때, 불꽃(103)은 가스 분출 구멍(102)에서 상방으로 뻗친다.

도 13A 및 13B에 나타낸 바와 같이, 두 버너(41)가 각각 서로 대향되게 경사진 틸팅 벽면(99)에 수직으로 부착되어 있는 경우, 두 버너(41)에서 뻗치는 불꽃(103)은 바깥쪽으로 퍼지기 쉽고, 따라서 불꽃(103)의 열은 배전가마(40)의 하부 위로 전달되기 쉽게 된다.

도 14A 및 14B에 나타낸 바와 같이, 버너(41)가 바깥쪽으로 약간 경사진 방식으로 두 틸팅 벽면(99)의 각각에 부착되어 있는 경우, 두 버너(41)에서 뻗치는 불꽃(103)은 배전가마(40)의 중앙부에 집중되기 쉽게 된다. 이런한 버너(41)의 배열은 연소효율을 향상시키는데 효과적이다.

도 15는 버너(41)에 가스가 공급되는 경로를 나타내는 개략도이다. 2개의 가스관(104)은 각각 도 1에 나타낸 좌측 및 우측 틸팅 벽면(99)에 연결된다. 좌측 및 우측 가스관(104)은 가스의 공급량을 수동으로 조절하는 수동조절밸브(105)에 각각 연결된다. 수동조절밸브(105)는 강한 불과 약한 불을 전기적으로 조작하는 스위칭 솔레노이드 밸브(switching solenoid valve)(106)에 연결되고, 상기 스위칭 솔레노이드 밸브(106)는 안전성을 확보하기 위해 설치된 안전차단밸브(107)에 차례로 연결된다. 안전차단밸브(107)는 엘피 가스관(112)에 연결된다. 스위칭 솔레노이드 밸브(106)는 도 11에 나타낸 버너제어회로(84)에 의해 전기적으로 제어된다. 버너제어회로(84)는 버너(41)를 점화하는 점화기(109), 가마내 온도센서(110) 및 화염제거 온도센서(flame failure temperature sensor)(111)에 연결된다.

케이스(44)에 설치된 가마내 온도센서(110)는 케이스(44) 내부의 온도가 배전하기에 불충분한 낮은 온도 영역에 있는지 또는 배전하기에 충분한 적합한 온도 영역에 있는지를 감지한다. 케이스(44) 내부의 측정온도가 불충분하게 낮은 온도영역에 있으면, 스위칭 솔레노이드 밸브(106)는 가스 공급량이 최대화되는 쪽으로 조작된다. 케이스(44) 내부의 측정온도가 적합한 온도영역에 있으면, 스위칭 솔레노이드 밸브(106)는 가스 공급량이 최소화되는 쪽으로 조작된다. 또한, 케이스(44) 내부의 측정온도가 비정상적으로 높은 온도영역에 있으면, 안전차단밸브(107)는 가스 공급을 차단하기 위해 턴오프된다.

화염제거 온도센서(111)는 버너(41) 근처에 배치된다. 가스가 버너(41)에 공급되어도 버너(41)의 온도가 올라가지 않는 것을 화염제거 온도센서(111)가 검출하면, 안전차단밸브(107)는 가스의 공급을 차단하기 위해 턴오프된다. 화염제거 온도센서(111)가 작동되는 경우에, 오퍼레이터는 안전차단밸브(107)가 턴오프되는 중에 가스 누출이 일어나는지의 여부를 체크한다. 가스 누출이 일어나지 않는 것으로 판단되면, 안전차단밸브(107)는 버너제어회로(84)를 리셋(reset)하기 위해 수동으로 턴온된다.

운반통로(carrying passage)(120)는 케이스(44)의 내면 하부에 설치된다. 배전가마(40)는 겉을 밑으로 하여 개구(63)로 폐쇄되고 나서 개구(63)가 개방될 때, 운반 통로(120)는 리드(42)에 의해 가이드되는 동안 적하되는 배전 산물을 수용한다. 배전가마(40)의 세로방향으로 연장된 운반통로(120)는 운반통로(120)를 냉각하도록 냉풍 또는 대기를 송풍하는 송풍장치가 양쪽에 설치되어 있다.

배전가마(40)에서 가열되어 배출된 배전 산물(2)의 온도는 일반적으로 150 내지 200℃의 범위에 있다. 배전 산물(2)이 위와 같은 온도범위에서 수십분간 유지되면, 비타민과 단백질과 같은 배전산물의 영양성분들이 변형된다. 이러한 이유 때문에, 운반통로(120)에 운반되는 배전 산물의 온도를 가능한 빨리 낮추기 위해 운반통로(120)는 버너(41)에 의한 열의 전도, 대류, 방사에 기인하는 열 효과를 방지하기 위해 버너(41)와 떨어져 배치된다. 보다 상세하게는, 운반통로(120)는 가능한 긴 측벽을 갖고; 냉풍이나 대기에 의해 냉각되고; 가능한 빨리 배전산물(2)을 운반하는 스크루(screw)(121)를 갖는다. 이러한 배열로 인하여 운반통로(120)를 통해 배전 산물을 운반하는 단계에서 배전산물의 온도는 60 내지 80℃로 감소될 수 있다.

스크루(121)는 케이스(44)의 하부 바깥쪽에 설치된 전기모터(122)의 출력 축에 연결된다. 스크루(121)는 배전산물을 운반통로(120)에 연결된 슈트(chute)(124)에 운반하기 위해 채용된다. 슈트(124)는 이 슈트(124)에 운반된 배전산물을 취하기 위해 채용된 다른 스크루(도시하지 않음)가 설치된다.

다음, 배전장치의 작동에 대하여 설명한다.

초기단계에서, 정량탱크(1)는 비어있고; 개구는 정량탱크(1)의 바닥에서 모터구동 실린더(33)에 의해 작동된 리드(18)로 폐쇄되고; 정량탱크(1) 내의 바닥판(9)은 모터구동 실린더(13)의 실린더로드를 수축함으로써 수평상태로 유지된다. 배전가마(40)는 표면을 위로 하여 원료 투입 개구(63)로 폐쇄되고; 개구(63)는 리드(42)로 폐쇄되고; 케이스(44)의 원료 투입 포트(93)는 리드(94)로 폐쇄된다. 배전가마(40) 내의 전기히터(71)와 버너(41)는 작동되지 않고 전기모터(122)는 정지된다.

이때 배전작업이 시작된다. 먼저, 물과 곡물로 이루어진 배전처리될 원료가 공급관(6)을 통해 정량탱크(1)에 저장된다. 도시되지 않은 정량 센서(예, 로드셀(load cell))은 원료의 무게를 검출하고 프로그램 제어기에 설정된 목표 무게와 비교한다. 원료의 무게가 목표 무게에 도달하면, 공급관(6)으로부터 원료의 공급이 중지된다. 이때, 과잉의 물이 배출관(7)에서 토출되고, 단지 곡물만이 정량탱크(1) 내의 네트백(8)에 저장된다.

원료가 정량탱크에 공급된 후, 원료로서 곡물이 물에 침지되기 시작하고, 동시에 버너(41)가 프로그램 제어기(130)에서 버너제어회로(84)로 출력된 점화신호에 의거하여 점화되고 전기히터(71)가 프로그램 제어기(130)에서 전기히터 제어회로(75')로 출력된 가열신호에 의거하여 배전가마(40)를 가열하기 위해 작동된다.

배전가마(40)가 가열되기 시작한 후, 리드(40)는 프로그램 제어기(130)에서 모터구동 실린더(58)로 출력된 신호를 기초로 모터구동 실린더(58)의 실린더로드를 연장시킴으로써 개방되고, 리드(94)는 프로그램 제어기(130)에서 모터구동 실린더(98)로 출력된 신호를 기초로 모터구동 실린더(58)의 실린더로드를 수축시킴으로써 개방된다. 이러한 형태로, 배전가마(40)는 원료를 수용하기 위해 준비된다.

프로그램 제어기(130)는 리드(42) 및 리드(94)를 개방하는 명령을 모터구동 실린더(58) 및 모터구동 실린더(98)로 출력한 후 시간의 경과를 체크한다. 배전가마 쪽에 원료를 수용하기 위한 준비가 원료를 물에 침지하는데 필요한 특정 시간(30분)의 경과후 완료된때, 밸브(36)는 정량탱크(1) 내의 물을 배출하기 위해 프로그램 제어기(130)에서 출력된 신호를 기초로 개방되고, 정량탱크(1) 내의 물이 배출된 후, 밸브(36)는 프로그램 제어기(130)에서 출력된 신호를 기초로 폐쇄된다. 그리고 나서, 바닥부(34)와 일체로 된 리드(18)는 정량탱크(1)의 바닥에서 개구를 개방하기 위해 모터구동 실린더(33)의 실린더 로드를 수축시켜 개방되고, 바닥판(10)은 모터구동 실린더(13)의 실린더로드(14)를 연장시킴으로써 개방된다. 이러한 상태에서, 네트백(8) 내의 원료는 네트백(8)의 바닥에 있는 개구, 원료 투입 포트(93) 및 개구(63)를 통하여 배전가마(40)에 투입된다.

바닥판(10)의 개방 이후 특정 시간의 경과후, 바닥판(10)은 프로그램 제어기(130)에서 출력된 신호를 기초로 모터구동 실린더(13)의 실린더 로드(14)를 수축시켜 네트백(8)의 바닥을 블록하기 위해 수평상태로 복귀되고, 또한 리드(34)는 정량탱크(1)의 바닥에서 개구를 블록하기 위해 프로그램 제어기(130)에서 출력된 신호를 기초로 모터구동 실린더(33)의 실린더 로드를 연장시킴으로써 폐쇄된다.

정량탱크(1)의 바닥에서 개구가 폐쇄된후, 배전가마(40)를 회전시키기 위한 전기모터(48)가 프로그램 제어기(130)에서 출력된 신호에 따라 작동된다. 배전가마(40)의 회전속도는 배전가마(40) 근처에 배치된 음향센서(도시되지 않음)에 의해 측정된다. 음향센서는 배전가마(40) 내에서 이동된 원료에서 발생된 소리를 검출하기 위해 채용된다. 보다 상세하게는, 음향센서는 원료가 배전가마(40) 내에서 큰 곡률반경을 갖는 장축 쪽의 내벽에서 작은 곡률반경을 갖는 단축 쪽의 내벽으로 이동될 때 원료에서 주기적으로 발생된 소리를 검출하고, 검출결과를 프로그램 제어기(130)에 출력시킨다.

여기서, 배전가마 내의 곡물의 작용을 설명한다. 배전가마 내에서 배전처리되는 원료인 곡물의 작용은 후술하는 바와 같이 배전가마의 회전속도의 차이에 다양하게 의존한다.

도 18A에 나타낸 바와 같이, 배전가마의 회전속도가 낮은 경우에, 가마(40)의 장축부의 하부쪽에 존재하는 곡물이 가마(40)의 회전에 따라 상방으로 이동되어 가마의 상부에 도달되고, 가마의 내벽을 따라 하방으로 이동되어 뒤섞이게 된다. 즉, 곡물은 가마의 내벽과 곡물의 상부쪽 사이를 미끄러지는 동안 순환되어 뒤섞이게 된다. 이 경우, 가마의 바닥과 곡물의 접촉 시간이 길어지고, 그 결과 곡물이 부분적으로 가열되어 타게 된다. 바꾸어 말하면, 곡물은 고르지 않게 가열된다. 음향센서는 "자자작"하는 소리의 발생수를 검출하고 연속된 신호를 출력한다.

도 18B에 나타낸 바와 같이, 배전가마(40)의 회전속도가 적당한 상태인 경우, 가마(40)의 장축부의 하부쪽에 존재하는 곡물이 가마(40)의 회전에 따라 상방으로 이동되고, 포물선 궤적을 따라 낙하되도록 가마에서 위쪽으로 비스듬히 던져지게 된다. 따라서 낙하된 곡물은 연속적으로 회전되어 다음에 오는 가마(40)의 장축부에 떨어지게 되고, 상방으로 이동될때 다시 던져지게 된다. 이러한 방식으로, 곡물은 크게 순환되어 뒤섞이게 된다. 그 결과, 곡물은 타지 않게 되고 적당하게 가열되어 배전된다. 음향센서는 "자, 자, 자, ···" 하는 소리의 발생 수를 검출하고, 불연속적인 신호를 출력한다.

도 18C에 나타낸 바와 같이, 배전가마(40)의 회전속도가 높은 경우에, 가마(40)의 장축부의 하부쪽에 존재하는 곡물이 가마(40)의 회전에 따라 상방으로 이동된다. 이 경우, 곡물에 가해진 원심력이 가마(40)의 높은 회전속도로 인하여 커지게 되기 때문에, 상부에 있는 곡물이 낙하되지 않고 가마(40)의 장축부와 접촉되어 회전된다. 음향센서는 곡물의 어떠한 소리도 검출하지 않는다.

이 실시형태에서, 배전가마(40)의 회전속도는 도 18B에 나타낸 바와 같이 적당하게 제어된다. 또한, 본 발명은 음향센서가 없는 장치에 적용될 수 있다. 이 경우에, 배전가마(40)를 회전시키기 위한 전기모터(48)의 회전속도는 일반적으로 다음과 같이 제어된다: 즉, 고속 회전에서의 단위시간 당 전기모터(48)의 회전속도를 N이라 할 경우, 전기모터(48)는 배전 초기단계에서 1/2×N, 배전 중간단계에서 3/4×N, 배전 최종단계에서 N의 회전속도로 회전된다. 이러한 전기모터(48)의 회전속도의 제어로 배전처리되는 원료는 배전가마(40) 내에서 균일하게 배전될 수 있다.

배전가마(40)가 회전하는 동안, 도 11에 나타낸 온도센서(76, 77 및 78)는 검출된 온도를 프로그램 제어기(130)에 있는 온도측정회로(82)에 출력시키고, 버너(41)의 강한 불과 약한 불을 서로 전환하기 위한 스위칭 솔레노이드 밸브(106)는 프로그램 제어기(130) 내의 결정회로(83)와 버너제어회로(84)에 의해 제어되고 또한 전기 히터(71)는 전기히터 제어회로(75')에 의해 제어된다. 즉, 가열 에너지는 배전될 원료의 양과 배전 정도에 따라 계산되고 설정될 수 있고, 따라서 전기히터(71)에 공급되는 전력과 버너(41)의 연소 에너지의 증감은 검출된 결과를 목표 온도와 목표 시간와 비교함으로써 제어된다.

배전장치가 배전작업일의 초기에 작업된 경우에, 배전가마(40)를 가열하기 위한 가열시간이 필요하게 된다. 이 경우에, 현재의 상태가 프로그램 제어기(130)에 연결된 가마내의 온도센서(110)에 의해 검출된 온도를 기초로 초기 작업 상태 또는 연속 작업 상태인지의 여부를 판단한다. 현재의 상태가 초기 작업 상태이면, 배전가마(40)는 배전가마(40)의 리드(42)가 개방되기 전에 미리 가열된다. 현재의 상태가 연속 작업 상태이면, 전기히터(71)로의 전력공급은 배전가마(40) 내의 원료가 과잉의 열을 받아 불균일하게 배전되는 불편함을 방지하기 위해 중단된다. 또한, 배전가마(40) 내의 배전 완료 온도가 온도 센서(76)에 의해 검출되는 경우에는 실질적으로 배전가마(40)의 연속 배전 중에 검출된다. 그러나, 완료 온도를 정확하게 검출하기 위해서는 전기모터(48)가 일단 정지되고 검출온도가 배전 완료 온도에 도달되지 않는 경우에는 전기모터(48)는 다시 회전된다.

온도센서(76)에 의해 측정된 원료의 온도가 목표온도에 도달된 후, 전기모터(48)는 배전가마(40)의 개구(63)가 직접 하방으로 향하는 방식으로 회전된다. 배전가마(40)의 개구(63)가 하방 위치 검출 스위치에 의해 직접 하방으로 향할 때, 전기모터(48)는 정지된다. 동시에, 전기모터(122)가 회전되고, 냉풍이 운반통로(120)의 내부 및 외부 벽 그리고 슈트(124)의 내측 및 외측으로 송풍되고, 전기히터(71) 및 버너(41)의 작용이 정지된다.

개구(63)가 바로 상방 또는 하방으로 향하는 값으로 전기 모터(48)의 회전 각을 결정하기 위해, 예를 들어 가마 개폐 링(57)의 원주 면에 직접 상방 위치 그리고 직접 하방 위치를 검출하기 위한 돌기들이 제공되고 직접 상부 위치와 직접 하부 위치를 검출하기 위한 마이크로스위치들은 베이스(49)에 제공된다.

다음 덮개(42)는 운송 통로(120)에 원료를 운반하도록 모터구동 실린더(58)의 실린더 로드를 연장하여 개방되고, 운송 통로(120)에 있는 원료는 일정 시간 동안 전기 모터(122)를 회전시켜 비탈면(124)으로 운송되고 덮개(42)는 모터구동 실린더(58)의 실린더 로드를 수축하여 닫혀진다.

부가적으로, 배전 작동이 배전 가마(40)에서 수행되는 동안 일정 양의 원료는 정량 탱크(1)에 공급관(6)로부터 다시 공급되어 저장되고, 곡물은 물에 담궈진다. 이러한 방식으로 원료는 배전을 위해 준비된다. 따라서 배전 단계외 배출 단계가 완료되고 배전 가마(40)의 개구(63)가 상기 설명된 것과 같이 젖혀질 때, 덮개(94)는 모터구동 실린더(98)의 실린더 로드 수축에 의해 개방되고; 덮개(34)는 모터구동 실린더(33)의 실린더 로드를 수축하여 개방되며; 그리고 바닥판(10)은 모터구동 실린더(13)의 실린더 로드를 연장하여 개방된다. 그래서 새로운 원료가 배전 가마(40)에 충전된다. 그 후 배전 가마(40)의 덮개(42)는 닫히고, 덮개(94,34)가 닫히며, 하부 플레이트(10)가 닫힌다. 그래서 배전 가마(40)는 다시 회전되고, 버너(41)는 점화되며, 전기 히터(71)는 전류로 가동된다. 이러한 방법에 있어서, 다음 배전 작업이 실행된다.

정량 탱크(10)에 증기 유입관을 제공하여 겔화도를 개성하기 위한 절차가 이하 설명된다.

관련된 배전 기술 방법에 있어서, 배전 단계 전에 정량 탱크에 충전된 물과 곡물로 구성된 원료는 30분 동안 10 내지 20℃의 온도로 유지되는 물에 담궈진다.

다른 한편, 증기 유입관(1C)을 갖는 정량 탱크(1)를 사용하는 배전 방법에 따라 물과 곡물로 구성된 원료가 정량 탱크(1)에 충전된 후에 증기는 35℃로 원료를 담그기 위해 사용되는 물을 가열하도록 증기 유입관(1C)으로부터 정량 탱크(1)에 공급되고 원료는 15분 동안 가열된 물에 담궈진다. 정량 탱크(1)에 공급되는 증기는 증기 배출관(1D)으로 배출된다.

원료를 담그는 것이 완료된 후에, 밸브(36)는 물을 방출하기 위해 개방되고, 160℃로 유지되는 증기는 15분 동안 곡물을 찌도록 증기 유입관(1C)을 통해 지난다. 곡물을 위한 최종 온도는 90 내지 100℃의 범위로 설정된다. 그래서 곡물은 쪄져 배전된다.

관련된 기술 방법에 있어서, 담궈진 후 원룡의 물 함유량은 약 20%이고; 반면 본 방법에 있어서 쪄진 후 원료의 물 함유량은 약 26%이다. 또한 관련된 기술 방법에 있어서, 원료의 겔화도는 30분 동안 배전된 후 30 내지 40%의 범위이고 30분 동안 배전되고 분쇄된 후 50 내지 60%의 범위이다. 반면 정량 탱크(1)에 증기가 공급되는 본 발명에 있어서, 원료의 겔화도는 배전횐 후 50 내지 60%의 범위이고 배전되고 분쇄된 후 70 내지 80%의 범위이다. 따라서 배전된 분말과 본 발명에 따라 얻은 분쇄된 곡물은 소화에 양호한 상태로 건강 음료를 위한 물질로 사용될 수 있다.

상기 설명된 것과 같이, 본 발명의 배전 장치는 물에 배전되는 원료를 담그고, 배전 가마에 원료를 운반하고, 그리고 배전 가마에서 배전된 생산물을 꺼내는 단계를 포함하여 배전 공정을 자동화 할 수 있고, 따라서 배전 작동에 있어서 작업 환경을 개선하고; 짧은 시간 동안 단계들의 진행을 시행하여 배전 단계 보다 다른 단계들에서 배전 가마의 열효과를 감소하여 원료를 균일하게 배전할 수 있고 원료의 종류 또는 상태에 따라 배전 작동을 제어할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 설명이 단지 실예가 되는 목적인 그런 특정한 용어를 사용하여 설명되는 반면, 변화와 변형은 청구범위의 사상과 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있는 것을 이해된다.

Claims (10)

1. 비원형 단면을 갖는 원통 형상 안에 형성되는 배전 가마;

   상기 배전 가마의 중앙을 관통하는 회전축;

   상기 회전축 부분에 있는 상기 배전 가마에 배치되는 전기 히터; 및

   상기 전기 히터에 전류를 공급하기 위해 상기 회전축 주위에 재치된 다수개의 슬립 링을 포함하는 배전 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배전 가마에 배전되는 원료를 운송하고 상기 배전 가마의 회부로 배전된 생산물을 운송하기 위해 상기 배전 가마에 제공되는 개구;

   상기 회전축에 의해 지지되는 반면 상기 가마 덮개를 개폐하기 위해 상기 배전 가마의 상기 면 외부에 제공되는 가마 덮개 개폐장치; 및

   상기 배전 가마 외측에 위치된 상기 회전축 주위에 상기 가마 덮개 개폐장치를 작동하기 위해 작동 수단에 전류를 공급하도록 적용되는 상태로 배치된 다수개의 슬립 링을 더 포함하는 배전 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 개구가 숙여질 때 상기 배전 가마의 상기 개구로부터 상기 배전된 생산물을 받아들이기 위해 상기 배전 가마 아래 제공되는 운송 통로;

   상기 배전 가마를 가열하기 위해 상기 운송 통로의 양 측면 중 적어도 하나에 배치되는 다수개의 버너를 더 포함하는 배전 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   일전한 양으로 배전되는 원료를 저장하기 위해 회전되는 상기 배전 가마의 상기 개구의 테두리 부분에 제공되는 상기 가마 덮개가 있는 영역 위에 배치되는 정량 탱크;

   배전되는 상기 원료를 밖으로 운반하기 위해 상기 정량 탱크의 하부에 배치되는 배출구;

   상기 배출구의 테두리 부분에 배치되는 탱크 덮개; 및

   전기 신호에 의해 상기 탱크 덮개를 개폐하기 위한 상기 덮개에 배치된 탱크 덮개 개폐 장치를 더 포함하는 배전 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 정량 탱크에 배치되는 증기 유입관과 증기 배출관을 더 포함하는 배전 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 배전 가마에 배치된 상기 전기 히터의 외부면은 금속 파이프로 덮여지고, 상기 금속 파이프의 면은 원적외선 방사 물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는 배전 장치.
7. 제 4 항에 있어서,

   배전되는 원료가 상기 정량 탱크에서 일정량으로 배전되는 상기 원료를 공급하는 단계;

   상기 배전 가마를 회전시키고, 상기 개구를 위로함과 동시에 상기 배전 가마의 회전을 멈추고, 상기 배전 가마의 상기 개구에 상기 가마 덮개를 개방하며, 그리고 상기 정량 탱크의 하부에 있는 상기 탱크 덮개를 개방하는 단계;

   상기 배전 가마 안으로 상기 정량 탱크에 있는 배전되는 상기 원료를 채우고, 상기 정량 탱크의 하부에 있는 상기 탱크 덮개를 닫고, 상기 배전 가마의 상기 개구에 있는 상기 가마 덮개를 닫는 단계;

   상기 배전 가마의 회전과 상기 버너들 및/또는 상기 전기 히터에 의한 가열을 시작하는 단계;

   상기 배전 가마에서 배전되는 상기 원료의 온도를 검출하고, 일정한 값에 도달한 배전되는 상기 원료의 온도를 측정한 후에 상기 전기 히터 및/또는 상기 버너들에 의한 가열을 멈추고, 동시에 상기 배전 가마의 상기 개구를 상기 이송 통로로 향하게 하는 상태로 상기 배전 가마의 회전을 멈추는 단계;

   상기 배전 가마의 회전이 상기 개구가 상기 운송 통로로 향함과 동시에 멈춘 후에 상기 배전 가마의 상기 개구에 있는 상기 덮개를 개방하는 단계; 및

   상기 운송 통로 안으로 상기 배전 가마에 있는 배전된 생산물을 운반하는 단계에 의해 처리되는 배전 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   배전되는 상기 원료의 온도를 검출하기 위해 상기 배전 가마가 회전 될 때 배전되는 상기 원료가 흐르는 영역 내에 상기 배전 가마에 배치되는 검출 수단; 및

   상기 배전 가마 외측에 상기 회전축 주위에 배치된 상태로 상기 검출 수단에 전류를 공급하기 위한 다수개의 슬립 링을 더 포함하는 배전 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 배전 가마를 회전시키기 위한 전기 모터는 배전되는 상기 원료가 상기 배전 가마의 상기 회전축의 회전 속도의 제어와 물 향유량의 변화에 따라 일반적으로 휘저어지는 그런 방식으로 상기 전기 모터에 대해 적절한 회전 속도를 나타내기 위해 프로그램 제어장치에 연결됨을 특징으로 하는 배전 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 배전 가마의 회전으로 상기 회전 가마에서 움직이는 상기 배전되는 원료에 의해 발생되는 음향의 발생 수를 검출하고, 상기 배전 가마의 회전 속도를 측정하기 위한 측정 수단으로 제공되는 음향센서를 더 포함하는 배전 장치.