KR20120038779A

KR20120038779A - 탈곡드럼 및 이를 이용하는 탈곡장치

Info

Publication number: KR20120038779A
Application number: KR1020100100419A
Authority: KR
Inventors: 이규승
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2012-04-24
Also published as: KR101788862B1

Abstract

본 발명은 탈곡드럼에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 탈곡드럼은 곡물을 탈곡하여 배출시키기 위한 탈곡장치의 탈곡드럼에 있어서, 회전축과 수직한 단면이 원형으로서 회전축을 따라서 길게 마련되고, 상기 회전축을 중심으로 회전하되, 회전시 외주면의 선속도는 곡물 이동방향을 따라서 감소하는 회전부; 상기 회전부가 회전함에 따라 공급되는 곡물을 타격하도록 상기 탈곡드럼의 외주면에 구비되는 복수개의 탈곡핀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 탈곡위치에 따라 곡물을 타격하는 에너지를 조절함으로써 곡물의 손상률을 줄이고, 탈곡속도를 향상시킬 수 있는 탈곡드럼이 제공된다.

Description

탈곡드럼 및 이를 이용하는 탈곡장치{THRESHING DRUM AND THRESHING APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 탈곡드럼 및 이를 이용하는 탈곡장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탈곡되는 곡물의 손상율을 줄이고, 탈곡 속도는 향상시킬 수 있는 탈곡드럼 및 이를 이용하는 탈곡장치에 관한 것이다.

탈곡장치는 회전하는 탈곡드럼의 탈곡핀이 곡물의 이삭부위를 타격함으로써 알곡이 줄기로부터 분리되도록 하는 장치이다. 일반적으로 탈곡핀이 곡물을 타격하여 탈곡이 진행되는데, 이러한 곡물을 타격하는 에너지는 탈곡핀이 부착되는 탈곡드럼의 회전속도에 의하여 결정된다.

종래에는 탈곡속도를 향상시키기 위하여 탈곡드럼의 직경을 크게 하였으나, 신속한 탈곡을 위하여 탈곡드럼이 회전속도를 증가시키는 것이 일반적이다.

다만, 탈곡시 곡물이 투입된 직후에는 줄기 또는 껍질로부터 내부의 알곡이 보호되므로 강한 타격력을 흡수할 수 있으나, 탈곡이 진행되어 후반과정으로 갈수록 곡물은 줄기 및 껍질이 벗겨지게되어 탈곡핀의 타격력을 흡수하지 못하고 쉽게 손상된다.

도 1은 종래의 탈곡장치의 일례의 단면을 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 종래의 탈곡장치(1)에 설치되는 탈곡드럼(2)은 일정한 직경의 원통형상을 가지고 있으므로, 탈곡이 진행되는 동안 일정한 속도 및 에너지에 의하여 곡물이 타격된다.

따라서, 종래와 같이 탈곡 진행과정에 따를 곡물의 상태를 고려하지 않고, 신속한 탈곡을 위하여 탈곡드럼의 직경을 크게하여 회전속도를 증가하는 경우에는 손상되는 곡물량이 증가하고, 탈곡드럼의 직경 및 회전속도를 줄이는 경우에는 손상되는 곡물량이 감소하는 대신 탈곡속도가 감소하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 단계별로 조절되는 에너지를 통하여 곡물을 타격함으로써 곡물의 손상율은 감소시키고, 탈곡속도는 향상시킬 수 있는 탈곡드럼을 제공함에 있다.

또한, 경로유도부가 형성되는 덮개부가 탈곡드럼을 수용하도록 함으로써 용이한 탈곡의 진행을 유도할 수 있는 탈곡장치를 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 곡물을 탈곡하여 배출시키기 위한 탈곡장치의 탈곡드럼에 있어서, 회전축과 수직한 단면이 원형으로서 회전축을 따라서 길게 마련되고, 상기 회전축을 중심으로 회전하되, 회전시 외주면의 선속도는 곡물 이동방향을 따라서 감소하는 회전부; 상기 회전부가 회전함에 따라 공급되는 곡물을 타격하도록 상기 탈곡드럼의 외주면에 구비되는 복수개의 탈곡핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈곡드럼에 의해 달성된다.

또한, 상기 회전부는 회전축과 수직한 단면의 직경이 상기 곡물 이동방향을 따라서 감소할 수 있다.

또한, 상기 회전부의 단위면적당 상기 탈곡핀의 개수는 상기 곡물 이동 방향을 따라서 감소할 수 있다.

또한, 상기 회전부의 외주면에는 상기 회전축에 수직한 단면과 상기 회전부가 교차하는 가상선인 형성선이 상기 곡물 이동방향을 따라서 상호 이격되어 복수개가 형성되며, 상기 탈곡핀은 상기 형성선 상에 상호 이격 배치될 수 있다.

또한, 상기 어느 하나의 형성선에 구비되는 탈곡핀의 개수는 상기 곡물 이동방향으로 이웃하는 형성선에 구비되는 탈곡핀의 개수보다 많거나 같을 수 있다.

또한, 상기 탈곡핀은 봉 형상일 수 있다.

또한, 상기 탈곡핀은 외면의 일부가 곡면을 포함할 수 있다.

또한, 상기 탈곡핀은 외면의 일부가 원호일 수 있다.

또한, 상기 탈곡핀은 외면의 일부가 타원호일 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 탈곡드럼; 상기 회전축을 중심으로 상기 회전드럼에 회전력을 인가하기 위한 구동부; 곡물이 외부로 벗어나지 않도록 상기 탈곡드럼의 외면을 감싸는 덮개부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈곡장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 덮개부는 상기 탈곡드럼을 감싸는 외장부; 상기 외장부의 내면에 상기 곡물이 상기 곡물 이동 방향으로 이동하도록 유도하는 경로유도부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 경로유도부는 상기 외장부의 내주면에 나선형으로 돌출 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 곡물의 위치에 따라 탈곡핀의 선속도를 조절함으로써 탈곡시 곡물의 손상을 줄일 수 있는 탈곡드럼이 제공된다.

또한, 탈곡핀이 부착되는 원통형의 회전부의 직경을 조절함으로써 탈곡핀의 선속도를 조절하여 곡물 타격시의 운동에너지를 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 곡물이 탈곡되는 위치에 따라서 탈곡핀의 개수를 조절하여 탈곡진행에 따른 곡물의 상태를 고려하여 각 위치에서의 타격횟수를 조절함으로써 곡물의 손상을 줄일 수 있다.

또한, 일부 탈곡핀의 곡물을 직접타격하는 면을 원호 또는 타원호의 곡면으로 형성함으로써 탈곡핀의 타격시 곡물에 가해지는 운동에너지를 곡물 분산시킬 수 있다.

또한, 일부 탈곡핀을 봉 형상으로 구성하고, 회전부 상에서 나선형으로 배열되도록 함으로써 곡물의 용이한 배출을 유도할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 곡물의 손상율은 감소시키고, 탈곡속도는 향상시킬 수 있는 탈곡장치가 제공된다.

또한, 탈곡드럼을 수용하는 덮개부에 경로유도부를 돌출 형성시킴으로써 곡물이 곡물의 이동을 유도할 수 있다.

도 1은 종래의 탈곡장치의 일례의 단면을 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 탈곡장치의 사시도이고,
도 3은 도 2의 탈곡장치의 탈곡드럼의 사시도이고,
도 4(a)는 도 2의 탈곡장치의 IV_a-IV_a'의 절단면을 도시한 것이고, 도 5(b)는 도 2의 탈곡장치의 IV_b-IV_b'의 절단면을 도시한 것이고
도 5는 도 2의 탈곡장치의 곡면이 형성되는 탈곡핀의 다양한 예를 도시한 것이고,,
도 6은 도 2의 탈곡장치의 덮개부의 정면도이고,
도 7은 도 2의 탈곡장치의 작동을 설명하기 위한 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 탈곡장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 탈곡장치의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 탈곡장치(100)는 탈곡드럼(110)과 구동부(120)와 덮개부(130)를 포함한다,

도 3은 도 2의 탈곡장치의 탈곡드럼의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 상기 탈곡드럼(110)은 후술하는 구동부(120)로부터 구동력을 인가받아 회전함으로써 곡물을 타격하는 부재로서 회전부(111)와 탈곡핀(113)을 포함한다.

상기 회전부(111)는 양단부가 후술하는 구동부(120)에 연결되어 회전축(10)을 형성하고, 기본적으로 회전축(10)과 수직인 절단면의 형상이 원형인 원통형으로 구성된다.

회전부(111)의 직경은 곡물의 탈곡이 진행되어 배출되는 방향으로 정의되는 곡물 이동방향(20)을 따라서 감소하도록 형성된다. 이때, 회전부(111)의 일면의 직경이 반대쪽 면의 직경보다 15% 내지 30% 작게 구성됨으로써 회전부(111) 외주면의 선속도는 곡물 이동방향(20)을 따라서 감소되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 탈곡핀(113)은 곡물을 직접 타격함으로써 알곡을 분리하는 부재로서 회전부(111)의 외주면에 다수가 구비된다.

회전축(10)과 수직을 형성하는 임의의 단면과 회전부(111)의 외주면이 교차하는 가상의 선을 형성선(112)이라고 하면, 탈곡핀(113)은 임의의 형성선(112)을 따라서 다수가 상호 이격되게 구비된다.

또한, 형성선(112)은 회전부(111) 상에서 곡물 이동방향(20)을 따라서 상호 이격되도록 복수개가 마련되며, 각각의 형성선(112) 상에는 상술한 바와 같이 상호 이격되는 복수개의 탈곡핀(113)이 형성된다.

다만, 어느 하나의 형성선(112)에 구비되는 탈곡핀(113)의 개수는 곡물 이동방향(20) 쪽으로 이웃하는 다른 형성선(112)에 구비되는 탈곡핀(113)의 개수보다 많거나 동일하게 구성된다. 따라서, 곡물 이동방향(20)을 따라서 회전부 상에 형성되는 탈곡핀의 개수는 전체적으로 감소하게 된다.

도 4(a)는 도 2의 탈곡장치의 IV_a-IV_a'의 절단면을 도시한 것이고, 도 5(b)는 도 2의 탈곡장치의 IV_b-IV_b'의 절단면을 도시한 것이다.

즉, 도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 곡물이 투입되는 위치쪽의 탈곡핀(113)의 개수가 곡물이 배출되는 위치쪽의 탈곡핀(113)의 개수보다 많게 배치된다.

한편, 복수개의 탈곡핀(113) 중 일부는 판형태로서 곡물과 타격하는 쪽이 곡면으로 구성되는 제1탈곡핀(114)으로 배치됨으로써, 제1탈곡핀(114)이 곡물에 실질적인 타격을 가한다.

도 5는 도 2의 탈곡장치의 곡면이 형성되는 탈곡핀(113)의 다양한 예를 도시한 것이다.

도 5(a)를 참조하면, 상기 제1탈곡핀(114a)의 단면은 1/4 원호로서 구성될 수 있고, 도 5(b)를 참조하면, 제1탈곡핀(114b)의 단면은 소정의 두께를 가지고 외면과 내면이 1/4 원호인 형태로 구성될 수 있다.

또한, 도 5(c)를 참조하면, 제1탈곡핀(114c)의 단면은 1/4 타원호로 구성될 수 있고, 도 5(d)를 참조하면, 제1탈곡핀(114d)의 단면은 소정의 두께를 가지고 외면과 내면이 1/4 타원호인 형태를 가질 수도 있다

상술한 제1탈곡핀(114)을 구성하는 원호의 반지름은 60mm 내지 80mm의 범위에서 정해질 수 있고, 판은 6T(6mm 두께) 내지 8T(8mm 두께)의 범위에서 결정될 수도 있다.

한편, 제1탈곡핀(114)의 형태는 타격시의 곡물에 가해지는 운동에너지를 분산시킬 수 있는 형태라면 상술한 예에 제한되지 않는다.

또한, 임의의 형성선(112) 상의 복수개 탈곡핀(113) 중 일부는 소정 직경의 봉형상을 가지는 제2탈곡핀(115)으로 구성됨으로써, 탈곡과정에서 곡물의 이동경로를 가이드한다.

또한, 서로 다른 형성선(112) 상에 구비되는 제2탈곡핀(115)은 곡물 이동방향(20)과 평행한 형태로 일렬 구비되는 것이 아니라, 이웃하는 형성선(112)상의 제2탈곡핀(115)은 회전부(111)의 회전방향 쪽으로 조금씩 어긋나도록 구비된다.

즉, 이와 같은 배치에 의하면, 전체적으로 제2탈곡핀(115)이 회전부(111)의 외주면에서 나선형태로 배열되므로 곡물이 원활하게 이동할 수 있도록 경로를 가이드 한다.

상기 구동부(120)는 탈곡드럼의 양단면과 접촉하여, 탈곡드럼이 회전축을 중심으로 회전하도록 회전력을 인가하는 부재이다. 구동부(120)는 회전 구동력을 제공하기 위한 구동모터(미도시)와 탈곡드럼(110)의 양단부를 구동모터와 연결함으로써 탈곡드럼(110)에 구동력을 전달하는 구동벨트(미도시)를 포함할 수 있다.

도 6은 도 2의 탈곡장치의 덮개부의 정면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 덮개부(130)는 탈곡드럼(110)의 상면을 감싸며 탈곡작업 중에 곡물이 외부로 유실되는 것을 방지하며, 외장부(131)와 경로유도부(132)를 포함한다.

상기 외장부(131)는 탈곡드럼(110)을 내부에 수용하도록, 일면이 개구되고 타면이 반원인 드럼형상을 가지며 내부에 공간이 마련되는 형태로 구성된다.

외장부(131)의 내경은 회전부(111)의 직경보다 조금 크게 구비되되, 곡물 이동방향을 따라서 점점 감소하도록 마련되어 내면의 형상이 회전부(111)의 형상에 대응되도록 함으로써, 외장부(131)가 소정의 이격간격을 유지하며 탈곡드럼(110)의 상면을 덮을 수 있도록 한다.

한편, 외장부(131)는 탈곡작업시 내부의 탈곡드럼(110) 수용 및 탈곡작업 완료시 탈곡드럼(110) 수용상태의 해제를 용이하게 반복할 수 있도록 개폐가 가능하게 설치될 수 있다.

상기 경로유도부(132)는 외장부(131)의 내면으로부터 돌출되게 형성됨으로서 곡물이 이동경로를 따라서 이동할 수 있도록 가이드 하는 기능을 수행한다. 또한, 경로유도부(132)는 곡물 이동방향(20)에 대응되는 방향으로 나선형태로 형성된다.

한편, 형성되는 경로유도부(132)의 개수 및 형성되는 각도 등은 탈곡드럼(110)의 길이, 크기, 탈곡드럼(110)의 회전속도 등을 고려하여 적절하게 정해지는 것이 바람직하다.

지금부터는 상술한 탈곡장치의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.

덮개부(130)를 개방하여 탈곡드럼(110)이 외부에 노출되도록 조작하고 노출된 탈곡드럼(110)에 탈곡 대상이 되는 곡물을 공급한 후에 탈곡드럼(110)이 덮개부(130)의 내부공간에 수용될 수 있도록 조작한다.

회전부(111)가 회전축(10)을 중심으로 회전할 수 있도록 구동부(120)를 조작하면, 회전부(110) 외주면의 탈곡핀(113)이 회전하면서 곡물을 타격하여 탈곡작업이 진행된다. 이때, 일면이 곡면형상으로 형성되는 제1탈곡핀(114)은 곡물을 직접 타격하고, 봉형상의 제2탈곡핀(115)은 곡물 이동방향(20)으로 곡물의 진행을 유도한다.

도 7은 도 2의 탈곡장치의 작동을 설명하기 위한 사시도이다.

도 7을 참조하면, 상술한 과정에 의하여 탈곡드럼(110)이 회전할 때, 임의의 형성선(112)을 구성하는 회전부(111)의 직경을 D 라고 하고 회전부(111)의 회전각속도를 ω라고 하면 동일한 형성선(112)상에 형성되는 임의의 탈곡핀(113)의 선속도 V는 하기의 수학식 1 과 같이 표현된다.

또한, 이러한 탈곡핀(113)의 운동에너지 E 는 하기의 수학식 2와 같이 표현된다.

따라서, 상기 수학식 1 및 2를 참조하면, 동일한 탈곡드럼(110)에서 회전부(111)의 각속도(ω)와 임의의 탈곡핀(113)의 질량(m)은 상수(constant)로 동일하므로, 탈곡핀(113)이 가지는 운동에너지(E)는 탈곡핀(113)이 위치하는 회전부(111)의 직경의 제곱(D²)에만 비례한다.

한편, 탈곡드럼(110)의 회전부(111)는 곡물 이동방향(20)에 따라서 직경이 감소하므로 곡물 이동방향(20)에 따라서 배치되는 탈곡핀(113)이 가지는 운동에너지(E)도 줄어든다.

즉, 곡물이 투입되어 외부의 껍질 또는 이삭으로부터 내부의 알곡이 보호되는 위치에서는 회전부(111)의 직경이 상대적으로 크게 형성되므로, 탈곡핀(113)은 상대적으로 큰 운동에너지를 가지고 곡물을 타격한다.

반대로, 곡물이 탈곡작업이 진행되어 곡물 이동방향(20)으로 이동함에따라 알곡이 외부로 드러나면서, 곡물 내부의 알곡을 보호해주는 껍질이 사라지는 위치에서의 회전부(111)의 직경은 상대적으로 작아지므로, 탈곡핀(113)은 상대적으로 작은 운동에너지를 가지고 곡물을 타격함으로써 곡물의 손상을 줄일 수 있다.

또한, 곡물 이동방향(20)을 따라서 회전부(111)의 직경 뿐만 아니라 탈곡핀(113)의 개수 역시 감소하여, 시간당 타격횟수도 감소되므로, 타격횟수에 비례하는 운동 에너지는 곡물 이동방향(20)에 따라서 더욱 감소하게 된다.

따라서, 본 실시예의 탈곡장치(100)에 의하면 곡물이 투입되는 쪽의 회전부(111)의 직경은 크게 하여 탈곡핀(113)의 곡물 타격 에너지를 증가시킴으로써 탈곡 속도를 향상시키고, 탈곡이 진행되면서 변화하는 곡물의 상태에 대응하여 탈곡핀(113)의 타격 에너지를 조절함으로서 손상되는 곡물의 비율을 줄일 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

100 : 본 발명의 일실시예에 따른 탈곡장치
110 : 탈곡드럼 130 : 덮개부
111 : 회전부 131 : 외장부
113 : 탈곡핀 132 : 경로유도부
120 : 구동부

Claims

곡물을 탈곡하여 배출시키기 위한 탈곡장치의 탈곡드럼에 있어서,
회전축과 수직한 단면이 원형으로서 회전축을 따라서 길게 마련되고, 상기 회전축을 중심으로 회전하되, 회전시 외주면의 선속도는 곡물 이동방향을 따라서 감소하는 회전부;
상기 회전부가 회전함에 따라 공급되는 곡물을 타격하도록 상기 탈곡드럼의 외주면에 구비되는 복수개의 탈곡핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈곡드럼.
제1항에 있어서,
상기 회전부는 회전축과 수직한 단면의 직경이 상기 곡물 이동방향을 따라서 감소하는 것을 특징으로 하는 탈곡드럼.
제1항에 있어서,
상기 회전부의 단위면적당 상기 탈곡핀의 개수는 상기 곡물 이동 방향을 따라서 감소하는 것을 특징으로 하는 탈곡드럼.
제1항에 있어서,
상기 회전부의 외주면에는 상기 회전축에 수직한 단면과 상기 회전부가 교차하는 가상선인 형성선이 상기 곡물 이동방향을 따라서 상호 이격되어 복수개가 형성되며,
상기 탈곡핀은 상기 형성선 상에 상호 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 탈곡드럼.
제5항에 있어서,
상기 어느 하나의 형성선에 구비되는 탈곡핀의 개수는 상기 곡물 이동방향으로 이웃하는 형성선에 구비되는 탈곡핀의 개수보다 많거나 같은 것을 특징으로 하는 탈곡드럼.
제1항에 있어서,
상기 탈곡핀은 봉 형상인 것을 특징으로 하는 탈곡드럼.
제1항에 있어서,
상기 탈곡핀은 외면의 일부가 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈곡드럼.
제7항에 있어서,
상기 탈곡핀은 외면의 일부가 원호인 것을 특징으로 하는 탈곡드럼.
제7항에 있어서,
상기 탈곡핀은 외면의 일부가 타원호인 것을 특징으로 하는 탈곡드럼.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 탈곡드럼;
상기 회전축을 중심으로 상기 회전드럼에 회전력을 인가하기 위한 구동부;
곡물이 외부로 벗어나지 않도록 상기 탈곡드럼의 외면을 감싸는 덮개부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈곡장치.
제10항에 있어서,
상기 덮개부는 상기 탈곡드럼을 감싸는 외장부;
상기 외장부의 내면에 상기 곡물이 상기 곡물 이동 방향으로 이동하도록 유도하는 경로유도부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈곡장치.
제11항에 있어서,
상기 경로유도부는 상기 외장부의 내주면에 나선형으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 탈곡장치.