KR20150114741A - 원심분리형 착즙기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심분리형 착즙기에 관한 것으로 야채, 과일 및 곡식 등의 분쇄물을 액즙 및 슬러지로 원심분리시 비산 및 타격구조에 의해 착즙율을 높이도록 하고, 안정된 고속회전력을 확보할 수 있도록 하기 위하여, 공급관을 통하여 유입되는 분쇄물을 원심력에 의해 연속적으로 착즙하도록 하부가 개방되는 회전망체와, 원심력에 의해 분리된 액즙을 수거하는 액즙수거부와, 슬러지를 배출하는 슬러지배출부를 포함하여 구성되는 동체; 상기 회전망체의 내측에 이격 배치되어 회전되면서 공급관에서 공급 받은 분쇄물을 회전망체 측으로 비산시키는 비산체;를 포함하여 이루어진다.

Description

원심분리형 착즙기{Centrifugal type extractor}

본 발명은 원심분리형 착즙기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 야채, 과일 및 곡식 등의 분쇄물을 액즙 및 슬러지로 연속적으로 분리함에 있어 비산 및 타격구조에 의해 착즙율을 극대화시키도록 하는 원심분리형 착즙기에 관한 것이다.

일반적으로 식품 분야에서 사용되는 착즙기는 야채, 과일 및 곡식이 파쇄되어 액체와 고체가 혼합된 상태의 혼합물을 액즙과 슬러지로 분리시키는 장치이다.

통상 가정에서는 믹서기나 녹즙기 등이 착즙기로 많이 이용되고 있는데, 이러한 기기들은 분쇄된 고형물에 액즙이나 과즙이 상당량 함유된 상태로 버려지게 되므로 낭비요소가 많고, 소량 생산에 불과하므로 효율적 대량생산이 요구되는 산업적 용도로 적합하지 않다.

이에 산업적 용도로 제시된 착즙기의 일예로서 공개특허 제10-2003-0004642호에서는, 나선형 파쇄날들을 갖는 기어들이 대향 장착되어 서로 마주하여 회전되면서 과일을 분쇄하고, 그 과일분쇄물을 압축관에 이송시킨 후, 피스톤을 작동시켜 과일분쇄물을 가압하면서 압축관의 하부측으로 과즙이 분리되도록 하는 과즙 추출장치를 개시하였다. 하지만 이 기술은 압축관 내에서 피스톤을 일측방향으로 단순 가압하여 과즙을 추출하는 구조로서, 피스톤의 일측방향 가압으로 인해 혼합물인 과일분쇄물 상태에서 과즙이 하부측으로 분리되고, 그 가압 압축과정에서 과일분쇄물의 잔여 슬러지는 압축관 일측 내에서 응집된 상태로 잔재하기 때문에 그 상태에서는 슬러지를 충분히 압축시킬 수 없어 상당량의 과즙이 슬러지에서 분리되지 못하고 압축공정이 완료되어 과즙의 60∼80％만 회수되고 슬러지로 버려지게 되므로 낭비요소가 많고, 슬러지를 제거 및 배출하기 위해 추출과정을 중단해야 하므로 연속생산이 불가능하여 작업효율을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.

한편 착즙기의 다른예로서 등록특허 제10-0308413호에서는, 동력모터에 의해 회전동력을 전달받는 수평유지구, 여과망, 회전분쇄구와 유도날개를 구비한 고정너트, 슬러지배출구를 갖는 뚜껑과 고정 연결된 고정분쇄구 등으로 구성되는 다용도 액즙 추출기를 개시하였다. 이때 이 기술은 다른실시예로서 분쇄축에 마쇄(분쇄)기능을 배제시킨 형태를 포함하고 있다.

하지만 이 기술은 단순히 여과망의 회전력에 의해서만 분쇄물을 착즙하게 되는 구조로 분쇄물 상에서 액즙이 완전분리 되지 못하고 그 일부가 슬러지에 포함된 채 상부로 배출되기 때문에 높은 착즙율을 기대할 수 없다. 또한 분쇄과정에서 걸죽한 액상화가 이루어지지 못하는 감, 양배추 등과 같은 비교적 분쇄입자가 큰 분쇄물의 경우에는 분쇄물의 대부분이 착즙되기 전에 여과망을 이탈해 버리기 때문에 적용이 쉽지 않은 문제점이 있었다.

또한, 여과망의 상부측이 불안정한 지지 구조로 형성되어 있어 여과망의 고속회전이 어렵게 되고, 여과망의 회전시 내부 여과포가 형태가 변형될 수 있는 문제점이 있었고, 여과망체를 이탈한 슬러지가 슬러지배출구로 전부 통과되지 못하고 일부는 뚜껑의 내벽에 달라 붙게 되는 문제점이 있었다.

공개특허 제10-2003-0004642호 등록특허 제10-0308413호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 야채, 과일 및 곡식 등의 분쇄물을 액즙 및 슬러지로 원심분리시 비산 및 타격구조에 의해 착즙율을 높이도록 하고, 안정된 회전력을 확보할 수 있도록 하는 원심분리형 착즙기를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 공급관을 통하여 유입되는 분쇄물을 원심력에 의해 연속적으로 착즙하도록 하부가 개방되는 회전망체와, 원심력에 의해 분리된 액즙을 수거하는 액즙수거부와, 슬러지를 배출하는 슬러지배출부를 포함하여 구성되는 동체; 상기 회전망체의 내측에 이격 배치되어 회전되면서 공급관에서 공급 받은 분쇄물을 회전망체 측으로 비산시키는 비산체;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 원심분리형 착즙기를 제공한다.

이때, 회전망체는 서로 상이한 사이즈의 통공이 타공된 외부망체, 거름망체 및 내부망체를 순차적으로 배치하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 내부망체의 통공은 내광외협구조로 경사각으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 비산체는 하향 확장되는 경사부를 갖도록 형성되며, 하단 테두리에 상향 절곡된 상향안내부가 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 경사부에 다수의 날개 또는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 비산체의 하측에 바닥측 슬러지를 슬러지배출로로 이동시키는 안내날개가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의한 원심분리형 착즙기는 액즙을 분리하는 회전망체 내부에 공급 받은 분쇄물을 비산시키는 비산체를 구비하여 비산체의 회전에 의해 분쇄물이 회전망체 내면에 타격되게 함으로써 회전망체의 회전력에 더하여 착즙율을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 분쇄과정에서 걸죽한 액상화가 이루어지지 못하는 감, 양배추 등과 같은 비교적 분쇄입자가 큰 분쇄물의 경우에 착즙을 위한 회전력을 지속적으로 유지해 줄 수 있기 때문에 착즙율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 고속회전되는 회전망체의 상,하단을 동체 내에서 지지되게 함으로써 착즙율을 높이기 위한 안정된 회전력을 확보할 수 있고, 이로 인한 고속의 원심분리를 통해 슬러지에 액즙이 거의 포함되지 않게 분리 가능하므로 95∼99％의 수율을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 원심분리형 착즙기의 전체 단면도
도 2는 본 발명에 의한 회전망체의 실시예 도면
도 3은 본 발명에 의한 내부망체의 통공 구성을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 의한 비산체의 구성을 나타낸 측면도
도 5는 본 발명에 의한 비산체의 다른 실시예 측면도

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 보면 본 발명에 의한 원심분리형 착즙기는 회전망체(10), 액즙수거부(20) 및 슬러지배출부(30)를 포함하여 구성되는 동체(50)와, 회전망체(10) 내측에서 분쇄물을 비산시키는 비산체(90)를 포함하여 이루어진다.

상기 회전망체(10)로 분쇄물을 공급하도록 공급관(2)이 연결 구성되며, 공급관(2)은 도 1에서와 같이 분쇄기(8)에 연결 설치되어 분쇄물을 이동 공급시킨다. 이때 분쇄물은 고액(Solid-Liquid)이 혼합된 상태의 분쇄물이며, 죽과 같은 걸쭉한 상태로 파쇄되어 액즙과 슬러지가 혼합된 상태의 것을 말한다. 상기 피분쇄 대상물은 주로 야채, 과일, 곡식 등이며, 그 외에도 폐기물 등의 다른 용도로도 사용 가능하다.

상기 회전망체(10)는 공급관(2)을 통하여 유입되는 분쇄물을 원심력에 의해 연속적으로 착즙하도록 하부가 개방되는 형태로 구성되는 것이다.

도 1에서와 같이 회전망체(10)의 하단부는 액즙수거부(20)와 슬러지배출부(30)를 포함한 동체(50)의 하부에 고정 설치된 하부지지판(62) 상에 이격된 상태로 회전되며, 이때 회전망체(10)의 하부측 회전력을 지지하기 위해 그 외측에 지지편(19)을 구비할 수 있다. 그리고, 상단부는 하부지지판(62)의 하측에 설치된 모터(64)에 연결된 회전축(66) 상의 상부지지체(68)에 지지되게 한다.

상기 모터(64)에 연결된 회전축(66)은 베어링 구조에 의해 축지지되며, 모터(64)에는 감속기가 설치된다. 회전축(66)의 상부측은 공급관(2)에 연결된 중공 형태로서, 공급관(2)을 통해 유입되는 분쇄물을 회전축(66)내에 연장시켜 공급하게 된다. 이때 회전축(66) 상의 비산체(90) 상부측에 다수 공급공(75)이 형성되어 그 공급공(75)을 통해 분쇄물을 공급하며, 회전축(66) 내부의 공급공(75) 하부측에는 분쇄물이 더 이상 하강하지 않도록 막음 형성하여야 한다.

상기 공급공(75)을 통한 분쇄물의 공급이 늘 일정하게 이루어지지 못하기 때문에 공급공(75)의 크기를 작게 조절하여 회전축(66) 내에 분쇄물이 머무르는 시간을 지체시킴으로써 공급공(75)을 통해 일정하게 공급되도록 한다.

또한, 상기 회전망체(10)는 도 2에서와 같이 서로 상이한 사이즈의 다수 통공(11,12,13)이 타공된 외부망체(15), 거름망체(16) 및 내부망체(17)를 겹겹이 순차적으로 배치하여 구성되게 한다. 이때 회전망체(10)는 원형단면 구조로 하향 확장형의 경사각이 형성되는 정원추형으로 형성되게 하는 것이 바람직하다.

상기 회전망체(10)를 하향 확장형 경사각으로 형성하더라도 그 경사각을 크게 형성하게 되면 원통형일때의 원심력에 의한 분쇄물의 상승 효과에서와 같이 회전망체(10)의 원심력에 의해 상승 효과를 가질 수 있다. 이때 경사각은 60∼85°로 형성되게 함이 바람직하다. 경사각이 60°이하이면 회전망체(10)의 원심력이 작용함에도 불구하고 분쇄물이 경사면을 따라 상승되지 못하고 바로 하부측으로 떨어지게 되어 원심력에 의한 착즙율이 떨어지게 되고, 85°이상이면 원심력에 의해 분쇄물이 회전망체(10)의 상부측에 달라 붙음으로써 착즙율을 떨어뜨리게 된다.

상기 거름망체(16)는 분쇄물을 착즙하는 미세망 구성으로서, 통공(12)을 통해 액즙이 통과되고 슬러지가 걸러지면서 분리되며, 이때 슬러지를 완전 분리시켜 순수 액즙만 통과되도록 통공(12)의 직경은 0.2∼0.5㎜로 형성되게 함이 바람직하다. 상기 직경이 0.2㎜ 미만이면 통공(12)에 응착된 슬러지에 의해 액즙의 통과율이 떨어지게 되고, 직경이 0.5㎜ 초과하면 통공(12)을 통해 슬러지가 통과될 우려가 있다.

그리고 상기 외부망체(15)는 거름망체(16)의 고속회전에 의한 외측변형을 방지하면서 회전력을 지지해 주기 위해 구성되는 것이며, 거름망체(16)를 통해 착즙, 배출되는 액즙을 원활하게 배출시키기 위해 거름망체(16)의 것 보다 큰 통공(11)을 형성하도록 함이 바람직하다. 이때 통공(11)은 넓은 노출면적을 확보하기 위해 장공 형태로 형성되게 할 수 있으며, 원형을 포함한 다각형 형태로 가능하다. 그리고 작업조건에 따라 거름망체(16)에 밀착될 수 있고, 또는 이격 설치될 수 있다.

또한 상기 내부망체(17)는 거름망체(16)의 고속회전에 의한 내측변형을 방지하면서 회전력을 지지해 주기 위해 구성되는 것이며, 도 3에서와 같이 내부망체(17)의 통공(13)은 내광외협한 구조로 경사각으로 형성되게 하여 그 경사각 구조에 의해 분쇄물(특히 슬러지)이 통공(13)의 경사면에 오래 잔류되게 함으로써 착즙시간을 증가시켜 이송을 지연하게 함으로 인해 착즙율을 높이도록 하였고, 고속회전에도 슬러지가 쉽게 올라가지 않도록 구현하였다. 또한 내광외협한 구조로 인해 넓은 마찰부가 형성됨으로 타격에 의한 착즙이 더욱 원활하게 이루어지도록 구현하였다.

상기 외부망체(15), 거름망체(16) 및 내부망체(17)는 개별 제작하여 분해가 용이하도록 결합함으로써 세척이 용이하다. 또한 외부망체(15), 거름망체(16) 및 내부망체(17)는 원형단면을 갖는 원추형 구조 뿐만 아니라 3각, 4각, 6각 등 다각추(각뿔) 형태로 제작이 가능하며, 경사진 측벽이 요철부로 형성되게 할 수 있다. 또한 외부망체(15), 거름망체(16) 및 내부망체(17)에 형성되는 통공(11,12,13)의 배치는 작업조건에 따라 나선형, 일자형, 방사형, 링형 등 다양한 형태로 구현되게 할 수 있다.

또한, 상기 외부망체(15) 및 내부망체(17)는 그 사이에 위치된 거름망체(16)의 변형방지 및 회전력 지지를 위해 금속재로 형성되게 하는 것이 바람직하며, 거름망체(16)는 미세망이 형성되어짐으로 제작 용이한 합성수지재 또는 금속재로 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 구조의 회전망체(10)의 원심력에 의해 액즙을 수거하는 액즙수거부(20)가 구비된다. 액즙수거부(20)는 도 1에서와 같이 회전망체(10)에서 배출되는 액즙을 수용할 수 있도록 회전망체(10)에 이격되는 통 형태로 형성되며, 그 바닥측에는 액즙이 배출되는 액즙배출로(27)가 형성되고, 이에 연결된 액즙배출관(29)을 통해 외부로 배출된다.

그리고, 상기 회전망체(10)를 통해 액즙이 배출되고 남은 슬러지를 배출시키기 위해 슬러지배출부(30)가 구비된다. 슬러지배출부(30)의 구조는 후술되는 비산체(90)의 구조와 함께 설명하기로 한다.

한편, 상기 회전망체(10)의 내측에는 비산체(90)가 구비된다. 비산체(90)는 회전망체(10)의 내측에 이격 배치되어 모터(64)에 연결된 회전축(66)에 의해 회전되면서 공급관(2)에서 공급 받은 분쇄물을 회전망체(10) 측으로 강제로 날려 비산시키도록 구성된다.

비산체(90)는 도 4에서와 같이 하향 확장되는 경사부(92)를 갖는 정원추형으로 형성되게 하며, 그 경사부(92)에 분쇄물이 떨어지게 되면 회전력에 의해 일부는 비산되고 나머지 일부는 그 경사부(92)를 따라 미끄러지면서 하측으로 이동된다. 이때 회전되는 비산체(90) 상에서 분쇄물이 외측으로 강제 비산되면서 회전망체(10) 측으로 이동되어 타격되고, 그 타격력에 의해 분쇄물 상에서 액즙이 회전망체(10)를 통과하게 되며 통과되지 못한 액즙은 회전망체(10)의 원심력에 의해 계속적으로 분리되어 배출된다. 그리고 슬러지는 회전망체(10) 내측에서 머무르게 된다.

뿐만 아니라, 상기 회전축(66) 상의 공급공(75)을 통해 분쇄물이 배출될 시에도 그 회전력에 의해 회전망체(10)에 직접 타격된다. 고로 분쇄물은 공급공(75) 및 비산체(90)를 통해 회전망체(10)에 비산되면서 타격되는 것이다.

상기 공급공(75)을 통한 분쇄물의 공급이 늘 일정하게 이루어지지 못하기 때문에 공급공(75)의 크기를 작게 조절하여 회전축(66) 내에 분쇄물이 머무르는 시간을 지체시킴으로써 공급공(75)을 통해 일정하게 공급되도록 한다.

상기 비산체(90)는 경사부(92)가 없는 수평부 형태로 이루어질 수 있으며, 비산체(90)에서 비산되어 회전망체(10) 측으로 타격되면서 회전망체(10)의 원심력을 더하여 착즙되는 구조이기 때문에 분쇄과정에서 걸죽한 액상화가 이루어지지 못하는 감, 양배추 등과 같은 비교적 분쇄입자가 큰 분쇄물에 적용되어지는 것이 바람직하다.

비산체(90)에서 회전력이 가장 크게 작용하는 하단 테두리에는 분쇄물이 흘러내려 이탈되지 않고 회전력에 의해 외측으로 강하게 비산될 수 있도록 상향 경사진 안내부(94)를 형성하고, 상기 경사부(92)에서 비산되어 회전망체(10) 측으로의 타격력을 높이기 위해 경사부(92) 상에는 도 5의 (a)에서와 같이 다수의 날개(97)를 형성할 수 있고, 도 5의 (b)에서와 같이 다수의 돌기(98)를 형성할 수 있다.

그리고, 회전망체(10)를 통과하지 못하고 회전망체(10) 내측에 머무르던 슬러지는 회전망체(10)의 회전력에 의해 그 내면을 따라 상승되며 지속적인 작업으로 인해 축적된 슬러지는 중력 및 그 하중에 의해 하측으로 떨어지게 된다. 위 떨어진 슬러지를 외부로 배출시키기 위해 슬러지배출부(30)의 하부측에 슬러지배출로(36)가 형성되고, 이에 연결된 슬러지배출관(39)을 통해 외부로 배출된다.

이때 상당량의 슬러지는 슬러지배출로(36) 측으로 바로 통과하지 못하고 바닥측에 머무르게 된다. 이러한 상당량의 슬러지를 슬러지배출로(36)로 이동시키기 위해 비산체(90)의 하부측에 바닥측 슬러지를 슬러지배출로(36) 측으로 이동시키는 안내날개(72)를 구비한다. 안내날개(72)는 적어도 하나 이상으로 구비되며, 하부지지판(62)에 접촉되지 않도록 하는 것이 바람직하나, 접촉형태로도 사용 가능하다.

한편, 비산체(90)의 하부측에는 도 4에서와 같이 지지체(79)가 구비되며, 지지체(79)는 그 하부에 위치된 하부지지판(62) 상에서 지지된다.

상기와 같은 본 발명에 의한 원심분리형 착즙기의 동작 설명은 하기와 같다.

먼저, 상기 공급관(2)을 통해 분쇄기(8)에서 파쇄된 분쇄물이 비산체(90)의 상부에 공급된다. 분쇄물이 수용된 비산체(90)는 모터(64)에 의해 회전되면서 분쇄물을 회전망체(10) 측으로 강제 비산시키게 되고, 회전망체(10)에서 분쇄물이 액즙 및 슬러지로 원심분리 된다. 이때 액즙은 비산체(90))의 회전력에 의해 비산되면서 회전망체(10)를 통과하여 액즙수거부(20)로 이동되어 액즙배출로(27)를 따라 외부로 배출된다.

이와 달리 원심분리된 슬러지는 회전망체(10)를 통과하지 못하고 하향 확장 형성된 경사부(33)에 달라 붙어 있다가 시간이 지남에 따라 가해지는 슬러지의 부피, 무게 및 중력에 의해 회전망체(10)의 하부측으로 떨어지면서 슬러지배출로(36)를 따라 슬러지배출관(39)을 통해 외부로 배출된다.

2 : 공급관 10 : 회전망체
15 : 외부망체 16 : 거름망체
17 : 내부망체 20 : 액즙수거부
27 : 액즙배출로 30 : 슬러지배출부
36 : 슬러지배출로 50 : 동체
90 : 비산체

Claims (6)

1. 공급관(2)을 통하여 유입되는 분쇄물을 원심력에 의해 연속적으로 착즙하도록 하부가 개방되는 회전망체(10)와, 원심력에 의해 분리된 액즙을 수거하는 액즙수거부(20)와, 슬러지를 배출하는 슬러지배출부(30)를 포함하여 구성되는 동체(50);
   상기 회전망체(10)의 내측에 이격 배치되어 회전되면서 공급관(2)에서 공급 받은 분쇄물을 회전망체(10) 측으로 비산시키는 비산체(90);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 원심분리형 착즙기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전망체(10)는 서로 상이한 사이즈의 통공(11,12,13)이 타공된 외부망체(15), 거름망체(16) 및 내부망체(17)를 순차적으로 배치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원심분리형 착즙기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 내부망체(17)의 통공(13)은 내광외협구조로 경사각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원심분리형 착즙기.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 비산체(90)는 하향 확장되는 경사부(92)를 갖도록 형성되며, 하단 테두리에 상향 경사진 안내부(94)가 형성되는 것을 특징으로 하는 원심분리형 착즙기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 경사부(92)에 다수의 날개(97) 또는 돌기(98)가 형성되는 것을 특징으로 하는 원심분리형 착즙기.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 비산체(90)의 하측에 바닥측 슬러지를 슬러지배출로(36)로 이동시키는 안내날개(72)가 구비되는 것을 특징으로 하는 원심분리형 착즙기.

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