KR20130050133A

KR20130050133A - 곡물 분쇄 장치

Info

Publication number: KR20130050133A
Application number: KR1020110115320A
Authority: KR
Inventors: 박회만; 손재용; 이현동; 홍성기; 홍현유
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-05-15
Also published as: KR101322350B1

Abstract

본 발명에 따른 곡물 분쇄 장치는 고정판 베이스, 상기 고정판 베이스에 링 형상으로 돌출 형성되는 드럼 및 상기 드럼과 이격된 상태로 상기 고정판 베이스에 돌출 형성되는 고정분쇄돌기를 포함하는 고정 분쇄판; 및 회전판 베이스 및 상기 회전판 베이스에 소정 간격으로 돌출 형성되는 분쇄핀을 포함하는 회전 분쇄판;을 포함하며, 상기 분쇄핀은 서로 다른 직경의 복수의 분쇄동심원 상에 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 드럼과 고정분쇄돌기가 형성된 고정 분쇄판이 회전 분쇄판에 결합되는 과정에서 상기 회전 분쇄판을 구성하는 회전판 베이스 내부의 공간을 3개의 분쇄구역으로 구획하여 단계적인 분쇄를 가능하게 한다.

Description

곡물 분쇄 장치{Apparatus for pulverizing crops}

본 발명은 곡물 분쇄 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 분리된 곡물 분쇄 공간을 통하여 조분쇄 및 미분쇄를 행하는 한편, 고정분쇄판을 구성하는 드럼의 내면에 형성된 곡물 이송홈을 통하여 분쇄되는 곡물의 이송 속도를 원활하게 제어할 수 있는 곡물 분쇄 장치에 관한 것이다.

종래의 곡물분쇄기는 회전속도가 다른 두개의 롤러로 1차 분쇄하고, 다시 롤러를 가까이 한 다음 2차 분쇄한 후 미세한 분쇄를 위하여 3차 내지 5차 분쇄를 하게 되는데 분쇄물의 사용용도나 분쇄정도에 따라 여러번의 분쇄과정을 거쳐야 한다. 이러한 분쇄과정에서 처음부터 롤러를 가까이하면 분쇄물이 쉽게 투입되지 않고, 롤러에 과부하가 걸리게 되므로 롤러 간의 거리조절이 번거로우며 여러번의 분쇄과정을 거쳐야 하고 두개의 롤러와 구동장치 등을 설치하기 위해서는 분쇄기의 크기가 커지며 제조원가가 과다함은 물론 부피가 크다는 문제점이 있다.

한편, 등록실용신안공보 제20-0344906호 및 제20-0206320 등에 기재된 종래의 곡물 분쇄기는 고정분쇄판과 회전분쇄판의 분쇄돌기가 서로 비마찰상태로 교차되면서 이들 사이로 곡물의 분쇄가 이루어지고 분쇄작업이 끝난 곡물은 하부 스크린을 통해 배출되도록 구성된 것으로, 이러한 기존의 곡물분쇄기는 고정분쇄판과 회전분쇄판의 분쇄돌기에 의존하여 작업이 이루어지는 과정에서 분쇄효율이 저조하고 또한 분쇄입자 역시 미분쇄 가공이 곤란하다는 단점이 존재한다.

상기와 같이, 기존의 곡물 분쇄 장치는 공급되는 곡물에 대한 입도별 가공을 수행하기 위해서 적절한 공간 설정이 되지 않아 조분쇄 및 미분쇄를 원활하게 수행하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있게 된다. 더불어, 분쇄가 이루어지는 곡물의 이송속도가 적절히 제어되지 않음으로써 분쇄 효율이 저하되는 경향이 있게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 드럼과 고정분쇄돌기가 형성된 고정분쇄판 및 다단의 분쇄핀이 형성된 회전분쇄판의 결합을 통해 형성되는 복수의 분쇄 공간에서 조분쇄와 미분쇄가 연속적으로 이루어지게 하는 한편, 고정분쇄판을 구성하는 드럼의 내주면에 형성된 곡물 이송홈을 통하여 분쇄되는 곡물의 이송 속도를 원활하게 제어할 수 있는 곡물 분쇄 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 곡물 분쇄 장치는 고정판 베이스, 상기 고정판 베이스에 링 형상으로 돌출 형성되는 드럼 및 상기 드럼과 이격된 상태로 상기 고정판 베이스에 돌출 형성되는 고정분쇄돌기를 포함하는 고정 분쇄판; 및 회전판 베이스 및 상기 회전판 베이스에 소정 간격으로 돌출 형성되는 분쇄핀을 포함하는 회전 분쇄판;을 포함하며, 상기 분쇄핀은 서로 다른 직경의 복수의 분쇄동심원 상에 배열되는 것을 특징으로 한다.

상기 드럼은 그 직경이 상기 고정분쇄돌기의 직경보다 크게 설정되어져, 상기 고정분쇄돌기를 둘러싸도록 배치되는 것이 바람직할 수 있다.

상기 분쇄핀은 상기 고정분쇄돌기의 내측 공간에 위치하는 제 1 분쇄핀, 상기 고정분쇄돌기와 상기 드럼 사이의 공간에 위치하는 제 2 분쇄핀 및 상기 드럼의 외측공간에 위치하는 제 3 분쇄핀을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 고정 분쇄판은 상기 고정판 베이스의 중심으로부터 반경 방향을 따라 방사상으로 형성되는 요철 돌기를 포함하며, 상기 요철 돌기는 상기 드럼과 상기 고정분쇄돌기 사이에 형성되는 제 1 요철 돌기 및 상기 드럼의 외측으로 형성되는 제 2 요철 돌기를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 드럼의 내주면 또는 외주면에 원주 방향으로 이송홈이 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

상기 곡물 분쇄 장치는, 상기 고정 분쇄판에 형성된 관통홀을 통해 분쇄를 요하는 곡물을 투입하는 호퍼를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 곡물 분쇄 장치는 드럼과 고정분쇄돌기가 형성된 고정 분쇄판이 회전 분쇄판에 결합되는 과정에서 상기 회전 분쇄판을 구성하는 회전판 베이스 내부의 공간을 3개의 분쇄구역으로 구획하여 단계적인 분쇄를 가능하게 한다. 더불어, 드럼 내외주면에 원주 방향으로 홈을 형성하여 분쇄되는 곡물입자가 분쇄구역으로부터 쉽게 이탈됨이 없이 소정시간 동안 충분한 미분쇄 과정이 진행될 수 있게 한다.

본 발명은 상기와 같이 분할된 3개의 분쇄구역에서의 단계적인 분쇄과정을 통하여 조분쇄 및 미분쇄를 순차적으로 진행함으로써 배출체망의 손상을 최소화할 수 있게 되는 한편 작업 성능을 개선함으로써 결과적으로 경제적인 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 곡물 분쇄 장치의 구성요소인 고정분쇄판의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 곡물 분쇄 장치의 구성요소인 회전분쇄판의 사시도,
도 3은 고정분쇄판과 회전분쇄판의 결합 상태를 보이는 구조도,
도 4는 고정분쇄판의 일부 확대 사시도, 및
도 5는 고정분쇄판과 회전분쇄판이 결합된 상태에서의 곡물 분쇄 장치의 분쇄과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 곡물 분쇄 장치를 이루는 각 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 제조되거나 각각 분리되어 제조될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 곡물 분쇄 장치를 상세히 설명하기로 한다.

곡물 분쇄 장치(1000)의 전체적인 구성 설명

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 곡물 분쇄 장치(1000)의 전체적인 구성을 살핀다.

곡물 분쇄 장치(1000)는 고정 분쇄판(100), 고정 분쇄판(100)과 일정한 거리를 유지한 채 결합되는 회전 분쇄판(200), 고정 분쇄판(100)에 형성된 관통홀(101)을 통해 분쇄를 요하는 곡물을 투입하는 호퍼(300)를 포함한다. 여기에서, 상기 회전 분쇄판(200)은 고정 분쇄판(100)과 힌지 결합을 통하여 결속될 수 있는데, 구체적으로는 회전 분쇄판(200)이 상기 힌지 결합된 구조를 통해 회동 운동함으로써 회전 분쇄판(200)과 고정 분쇄판(100) 사이의 공간에 대한 자유로운 개방이 가능할 수 있다.

고정 분쇄판(100)은 일 실시예로서 원형의 고정판 베이스(110), 고정판 베이스(110)로부터 돌출 형성되는 원형 링 형상의 드럼(120), 드럼(120)보다 작은 직경인 상태에서 동심원을 이루는 고정분쇄돌기(130), 드럼(120)과 고정분쇄돌기(130) 사이의 고정판 베이스(110) 상에 형성되는 제 1 요철 돌기(140), 및 드럼(120) 외측의 고정판 베이스(110) 상에 형성되는 제 2 요철 돌기(150)를 포함한다. 여기에서, 상기 고정판 베이스(110)는 반드시 원형에 한정되는 것은 아니고 타원형, 다각형 등 다른 형태가 당연히 가능할 수 있다. 한편, 고정 분쇄판(100)의 다른 실시예로서 드럼(120)이 고정분쇄돌기(130)의 내측에 배치되는 구조 및 고정분쇄돌기(130)가 생략된 드럼(120)만이 존재하는 구조도 가능할 수 있다.

드럼(120)은 그 내주면 상에 상기 드럼(120)의 원주 방향으로 내주 이송홈(122)이 형성되고, 그 외주면 상에 드럼(120)의 원주 방향으로 외주 이송홈(124)이 형성된다. 내주 이송홈(122) 및 외주 이송홈(124)은 곡물 분쇄 장치(1000)에 투입되는 곡물의 분쇄 과정에서의 이탈을 방지하여 원활한 분쇄를 가능하게 한다. 즉, 고정 분쇄판(100)의 회전 방향을 따라 원주 방향으로 가공된 드럼 홈(122,124)으로 인하여 분쇄되는 곡물입자의 분쇄시간을 유지하는 기능을 한다. 한편, 드럼(120)의 다른 실시예로서 드럼(120)에 형성된 이송홈(122,124)은 제거된 상태로 적용이 가능하다.

고정분쇄돌기(130)는 원주를 이루는 궤적 상에 소정 간격을 따라 단위분쇄돌기들이 배열되는 구조를 이룬다. 구체적으로, 도 1 및 도 4에서 제 1 분쇄돌기(131)가 소정간격을 두고 제 2 분쇄돌기(132)와 이격배치되는 것을 알 수 있다. 상기 단위분쇄돌기의 일 예로서 제 1 분쇄돌기(131)의 구조를 보면, 이격되는 한쌍의 지지돌기(131a,131b) 사이에 연결돌기(131c)가 배치되는데, 상기 연결돌기(131c)는 상대적으로 지지돌기(131a,131b)에 비해 그 폭이 작음으로 인해서 지지돌기(131a,131b) 사이에 돌기분쇄홈(131d)이 형성된다. 고정판 베이스(110)에 평행한 방향에 따라 설정되는 고정분쇄돌기(130)의 단면 형상은 "I" 자 형태에 가깝게 된다.

제 1 요철 돌기(140)는 드럼(120)과 고정분쇄돌기(130) 사이에서 고정판 베이스(110)의 중심으로부터 반경 방향을 따라 방사상으로 형성된다. 상기 제 1 요철 돌기(140)와 같은 방식으로 제 2 요철 돌기(150)도 드럼(120)의 외측으로 반경 방향을 따라 방사상으로 형성된다. 상기 요철 돌기(140,150)들은 곡물의 회전방향에 수직인 방향으로 요철이 형성되어 곡물의 조분쇄 내지 미분쇄가 원활하게 일어나게 한다.

회전 분쇄판(200)은 하우징(201), 상기 하우징(201) 내에 수용되는 원형의 회전판 베이스(210)를 포함한다. 회전판 베이스(210)는 중앙에 돌출 형성된 중심돌기(212), 중심돌기(212)를 중심으로 제 1 분쇄동심원(222) 상에 소정 간격으로 배열되는 제 1 분쇄핀(220), 제 1 분쇄핀(220)과 동심원을 이루며 제 1 분쇄동심원(222)보다 큰 직경을 갖는 제 2 분쇄동심원(232) 상에 소정 간격으로 배열되는 제 2 분쇄핀(230), 및 제 2 분쇄핀(220)과 동심원을 이루며 제 2 분쇄동심원(232)보다 큰 직경을 갖는 회전판 베이스(210)의 내주면 상에 소정 간격으로 배열되는 제 3 분쇄핀(240)을 포함한다.

도 3 및 도 5를 참조하여 고정 분쇄판(100)과 회전 분쇄판(200) 간의 결합 구조를 보면 다음과 같다.

고정 분쇄판(100)에 형성된 드럼(120)과 고정분쇄돌기(130)는 회전 분쇄판(200)에 결합되는 과정에서 회전판 베이스(210) 내부의 공간을 3개의 분쇄구역으로 나누게 된다. 구체적으로는 고정분쇄돌기(130)의 내부 공간에 해당하는 제 1 분쇄구역(250), 드럼(120)과 고정분쇄돌기(130)의 사이 공간에 해당하는 제 2 분쇄구역(260), 및 드럼(120)의 외부에 해당하는 제 3 분쇄구역(270)으로 나눌 수 있다. 상기와 같은 복수의 분쇄구역(250,260,270)을 통해 고정 분쇄판(100)의 관통홀(101)을 통해 호퍼(300)로부터 투입되는 곡물에 대한 분쇄를 3개의 공간을 통해 단계적으로 분쇄할 수 있게 한다.

고정 분쇄판(100)의 관통홀(101)은 회전판 베이스(210)의 중심돌기(212)에 대응하고(도면부호 30 참조), 고정분쇄돌기(130)는 제 1 분쇄핀(220)과 제 2 분쇄핀(220) 사이의 공간에 배치되는 제 1 회전 궤적(224) 상에 위치하고(도면부호 20 참조), 드럼(120)은 제 2 분쇄핀(230)과 제 3 분쇄핀(240) 사이의 공간에 배치되는 제 2 회전 궤적(234) 상에 위치한다(도면부호 10 참조).

하기의 표 1은 본 발명에 따른 곡물 분쇄 장치(1000)를 이용한 곡물 분쇄 작업 성능 및 평균 입도를 종래의 분쇄 장치와 비교한 것이다. 작업 성능의 경우에는 본 발명이 기존의 시간당 30kg에 비해 10kg이 증가한 40kg으로서 33%의 향상된 결과를 보이는 것을 알 수 있다. 평균 입도의 경우는 배출체의 메시 규격에 따라 달라질 수 있는데 전체적으로 본 발명이 분쇄된 곡물의 입도 상태로 판단할 때 분쇄 정도가 향상된 것을 확인할 수 있다.

구분	작업 성능 (kg/시간)	평균 입도(㎛)
구분	작업 성능 (kg/시간)	100메시 배출체	120메시 배출체	160메시 배출체
종래 기술	30	152.4	109.3	92.2
본 발명	40	126.1	103.2	85.6

곡물 분쇄 장치(1000)의 전체적인 작동 설명

이하, 도 5를 참조하여 곡물 분쇄 장치(1000)의 작동 과정을 살핀다.

상기 결합 상태에서 곡물의 분쇄 상태를 설명하면 다음과 같다. 참고적으로, 도면 부호 270은 호퍼(300)와 곡물 투입 유로(310)를 통해 투입된 곡물의 분쇄 진행 방향을 나타낸다.

먼저, 회전 분쇄판(200)은 하우징(201)을 관통하여 중심돌기(212)에 연결되는 회전축(214)이 별도의 구동모터(미도시)에 의해 구동함으로써 회전하게 된다. 상기의 회전과정에서 회전축(214)과 하우징(201) 사이에는 베어링(216)이 배치되어져 상기 회전축(214)의 원활한 구동을 가능하게 한다.

고정 분쇄판(100)의 관통홀(101)을 통해 투입된 곡물은 제 1 분쇄구역(250)에서 고정분쇄돌기(130) 및 제 1 분쇄핀(220)에 의해 1차적으로 조분쇄가 일어나게 된다.

제 1 분쇄구역(250)에서 분쇄된 곡물입자들은 제 2 분쇄구역(260)으로 이동하여 고정분쇄돌기(130) 및 제 2 분쇄핀(230)에 의해 2차적으로 분쇄가 일어난다. 상기 제 2 분쇄구역(260)에서의 분쇄는 고정판 베이스(110)에 형성된 제 1 요철 돌기(140)에 의해서도 분쇄가 진행되는데, 전체적으로는 조분쇄 및 미분쇄가 동시에 일어나는 구역으로 설정할 수 있다. 한편, 드럼(120)의 내면에 형성된 드럼 내주홈(122)은 제 2 분쇄구역(260) 내의 곡물 입자가 상기 드럼(120)의 내주면을 따라 이송할 수 있게 함으로써 제 2 분쇄구역(260)을 이탈함이 없이 충분한 시간 동안 분쇄가 진행되도록 기능한다.

제 2 분쇄구역(260)에서 분쇄된 곡물입자들은 드럼(120)의 끝단을 통해 제 3 분쇄구역(270)으로 이동한다. 상기 제 3 분쇄구역(270)에서의 분쇄는 고정판 베이스(110)에 형성된 제 2 요철 돌기(150) 및 제 3 분쇄핀(240)에 의해 3차적으로 분쇄가 일어남으로써 미분쇄가 중점적으로 일어난다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 곡물 분쇄 장치(1000)는 드럼(120)과 고정분쇄돌기(130)가 형성된 고정 분쇄판(100)이 회전 분쇄판(200)에 결합되는 과정에서 회전판 베이스(210) 내부의 공간을 3개의 분쇄구역으로 구획하여 단계적인 분쇄를 가능하게 한다. 더불어, 드럼 내외주면에 원주 방향으로 홈을 형성하여 분쇄되는 곡물입자가 분쇄구역으로부터 쉽게 이탈됨이 없이 소정시간 동안 충분한 미분쇄 과정이 진행될 수 있게 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : 고정 분쇄판
101 : 관통홀
110 : 고정판 베이스
120 : 드럼
122 : 내주 이송홈
124 : 외주 이송홈
130 : 고정분쇄돌기
140 : 제 1 요철돌기
150 : 제 2 요철돌기
200 : 회전 분쇄판
201 : 하우징
210 : 회전판 베이스
212 : 중심돌기
214 : 회전축
216 : 베어링
220 : 제 1 분쇄핀
222 : 제 1 분쇄동심원
230 : 제 2 분쇄핀
232 : 제 2 분쇄동심원
240 : 제 3 분쇄핀
250 : 제 1 분쇄구역
260 : 제 2 분쇄구역
270 : 제 3 분쇄구역
300 : 호퍼
310 : 곡물 투입 유로

Claims

고정판 베이스, 상기 고정판 베이스에 링 형상으로 돌출 형성되는 드럼 및 상기 드럼과 이격된 상태로 상기 고정판 베이스에 돌출 형성되는 고정분쇄돌기를 포함하는 고정 분쇄판; 및
회전판 베이스 및 상기 회전판 베이스에 소정 간격으로 돌출 형성되는 분쇄핀을 포함하는 회전 분쇄판;
을 포함하며,
상기 분쇄핀은 서로 다른 직경의 복수의 분쇄동심원 상에 배열되는 것을 특징으로 하는,
곡물 분쇄 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 드럼은 그 직경이 상기 고정분쇄돌기의 직경보다 크게 설정되어져, 상기 고정분쇄돌기를 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는,
곡물 분쇄 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 분쇄핀은 상기 고정분쇄돌기의 내측 공간에 위치하는 제 1 분쇄핀, 상기 고정분쇄돌기와 상기 드럼 사이의 공간에 위치하는 제 2 분쇄핀 및 상기 드럼의 외측공간에 위치하는 제 3 분쇄핀을 포함하는 것을 특징으로 하는,
곡물 분쇄 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 고정 분쇄판은 상기 고정판 베이스의 중심으로부터 반경 방향을 따라 방사상으로 형성되는 요철 돌기를 포함하며,
상기 요철 돌기는 상기 드럼과 상기 고정분쇄돌기 사이에 형성되는 제 1 요철 돌기 및 상기 드럼의 외측으로 형성되는 제 2 요철 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는,
곡물 분쇄 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 드럼의 내주면 또는 외주면에 원주 방향으로 이송홈이 형성되는 것을 특징으로 하는,
곡물 분쇄 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 곡물 분쇄 장치는,
상기 고정 분쇄판에 형성된 관통홀을 통해 분쇄를 요하는 곡물을 투입하는 호퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
곡물 분쇄 장치.