WO2018212445A1 - 수직 롤러형 분쇄날 및 이를 구비한 분쇄기 - Google Patents

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WO2018212445A1
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eccentric
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circumferential surface
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PCT/KR2018/003502
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윤혁범
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윤혁범
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    • B02C4/28—Details
    • B02C4/42—Driving mechanisms; Roller speed control

Definitions

  • the present invention relates to a pulverizer used in ground grinding, and more particularly, to an eccentric roller in which at least two eccentric rollers are arranged in a vertical direction in which a center line and a rotation axis are shifted from each other. It relates to a vertical roller-type grinding blade and a pulverizer having the same to be crushed by applying a compressive force to the grinding object by the eccentric rotation.
  • Coffee grinders are generally classified into electric grinders and manual grinders according to the use of the motor, and are classified into rotary blade type, burr type and roller type grinder according to the grinding method. Bur grinders are commonly used in manual grinders and electric grinders. In general, the grinder is rotated with one of two grinding blades adjusted at a desired interval, and the other is rotated through the ground between two grinding blades. to be.
  • Rotary blade type grinders are used in small, low cost electric grinders. In general, a rotary blade type grinder is a method in which a high-speed rotating rotary blade collides with coffee beans several times in a confined space. Roller type grinders are particularly limited to large electric grinders due to horizontally placed rollers, and are pulverized at a pressure generated by passing coffee beans between one or more rollers.
  • Bur type grinder is a feed part into which coffee beans are put, a grinding blade that is pulverized, a shaft that rotates the grinding blade in connection with the grinding blade, a thickness adjusting mechanism to adjust the distance of the grinding blade, and a discharge that receives or collects the ground coffee into a specific position. Contains wealth.
  • Manual burr mills generally traverse an input in which the shaft is at the top of the grinder, to which a handle for rotating the grinding blade is connected.
  • Electric burr grinders generally have a shaft that passes through the bottom or horizontally so that a heavier motor can be placed in a lower position.
  • Grinding blades used in burr grinders are generally flat burrs in which cutting projections are formed in opposite directions of two flat circular blades, and cutting projections are formed on the outer peripheral surface of the conical inner blade and the inner peripheral surface of the cylindrical outer blade.
  • Conical burs are used.
  • a first cutting surface having a spiral cutting protrusion is formed on an upper side of an inner blade, and a lower portion of the first cutting surface is formed relative to the first cutting surface.
  • a second cutting surface having densely formed cutting protrusions is formed.
  • the outer edge is a cylindrical body inner circumferential surface having a first corresponding cutting surface corresponding to the first cutting surface and a second corresponding cutting surface corresponding to the second cutting surface, which also has a very dense cutting projection. Formed.
  • the ground beans are first ground while passing through the space between the first cutting surface and the first corresponding cutting surface, and finely ground to the desired particle size while passing between the second cutting surface and the second corresponding cutting surface.
  • the frictional heat generated during the grinding of the beans volatilizes the volatile components in the beans to reduce the taste and aroma of the coffee, and thus a method of reducing the frictional force applied to the beans is desired.
  • the optimization of the grinding speed, the improvement of the material of the grinding blade and its surface treatment, and the optimization of the grinding blade shape and processing have been made.
  • the burr grinder has a characteristic in which the thickness and uniformity of the grinding result are affected by the spacing of the grinding blades, and a structure capable of precisely adjusting and precisely maintaining the grinding blade spacing is also required.
  • the present invention has been made to solve the above problems, having an inner blade having at least two eccentric rollers arranged vertically eccentric, to provide a compressive force to the grinding object such as beans to be pulverized It is an object to provide a vertical roller type grinding blade.
  • an object of the present invention is to provide a vertical roller-type grinding blade that can minimize the frictional force applied to the grinding object in the grinding process of the grinding object such as beans.
  • an object of this invention is to provide the grinder which is easy to clean a grinding blade.
  • the hollow outer blade in order to achieve the above object, the hollow outer blade; And at least two eccentric rollers rotatably installed in the hollow inside the outer edge of the outer blade, the center line and the rotation axis being eccentrically installed with each other, and the eccentric rollers are eccentrically installed with respect to each other so that the center lines are shifted from each other. It provides a vertical roller-type grinding blade comprising an inner blade.
  • the eccentric roller includes a first eccentric roller located at the top and a second eccentric roller located at the bottom of the first eccentric roller, the outer circumferential surface of the first eccentric roller and the hollow
  • the spacing between the outer circumferential surface of the second eccentric roller and the inner circumferential surface of the hollow is wider than that of the narrowest spacing between the inner circumferential surfaces.
  • the second eccentric rollers installed in the lower portion of the eccentric rollers are formed to have a diameter greater than or equal to the first eccentric rollers installed in the upper portion.
  • the eccentric roller includes a bearing portion that rotates together with a rotating shaft fixed to the inner blade, and a ring portion that is rotatably supported by the bearing portion.
  • the spacing between the outer circumferential surface of the ring portion and the hollow inner circumferential surface of the outer edge is variable while the ring portion is kept in a non-rotating state.
  • At least one side of the outer circumferential surface of the eccentric roller and the hollow inner circumferential surface is formed with a slip prevention portion, and the slip prevention portion is in a direction intersecting the radial direction on the outer circumferential surface of the eccentric roller or the hollow inner circumferential surface thereof. It may be a slip prevention groove formed.
  • the outer edge has a cutting surface formed with a cutting projection on the inclined surface extending downward inclined in the outward direction at the bottom of the inner circumferential surface of the hollow, the inner edge, on the lower outer peripheral surface of the eccentric rollers And a cutting edge having a corresponding cutting surface having a cutting protrusion corresponding to the cutting surface, and having a center line and a rotation axis coincident with each other.
  • the present invention provides a hollow body in which the vertical roller-type grinding blade is installed;
  • a driving unit coupled to the inner blade and including a rotation shaft extending upwardly of the body and driving means for rotationally driving the rotation shaft; It is rotatably coupled to the height adjustment screw portion formed to the upper side of the body, the rotating shaft is passed through and supported in the height direction to enable the height adjustment of the rotating shaft and the inner blade fixed to the rotating shaft, the surface Particle size adjustment plate formed with a screw hole;
  • a fixing plate rotatably coupled to the height adjusting screw part and having a screw hole corresponding to a screw hole of the particle size adjusting plate on a surface thereof; And a particle size fixing screw fastened through the screw holes in a state in which the screw holes of the particle size adjusting plate and the fixing plate are matched to press the particle size adjusting plate and the fixing plate to receive a force in a direction facing each other.
  • the hollow roller body is installed in the vertical roller-type grinding blade lower;
  • a driving unit coupled to the inner blade and including a rotation shaft extending upwardly of the body and driving means for rotationally driving the rotation shaft;
  • Particle size that is rotatably coupled to the height adjustment screw portion formed to the upper side of the body, the rotation axis is supported in the height direction, the height of the inner blade coupled to the rotation shaft as the rotation axis is rotated along the height adjustment screw portion throttle;
  • an axial height fixing member inserted into the through-hole formed in the center of the particle size adjusting plate in a downward direction to be detachably fixed, and being supported by the rotating shaft in a height direction as the rotating shaft passes therethrough.
  • the inner circumferential surface of the body is further provided with a partition wall protruding inward along the circumference
  • the inner space of the body is an upper section in which the crushed object flows into the upper part of the partition wall and stored below the partition wall
  • the outer edge of the grinding blade is divided into a lower section that is supported
  • the partition wall is formed with a through hole allowing the movement of the grinding object, and a through hole formed in the center so that the rotating shaft extends through, the shaft height from the particle size control plate
  • the object to be pulverized can be crushed under a compressive force while minimizing the generation of frictional heat.
  • the circumferential surface of the eccentric roller constituting the inner blade and the hollow inner circumferential surface of the outer blade form a grinding space, it is not necessary to form a protruding blade on the inner circumferential surface of the outer grinding blade so that the processing is easy and the thickness of the wall of the outer blade It is possible to minimize the weight savings and cost savings.
  • the eccentric roller forming the parts of the grinding blade has the advantage that it is easy to manufacture compared to the conical inner blade.
  • the inner blade is formed of an assembly of the eccentric roller and the cutting roller, there is an advantage that the individual repair and adjustment is easy.
  • the gap between the outer blade and the inner blade for controlling the thickness of the pulverization can be performed in a simple manner, and can be maintained accurately and stably without backlash by a simple operation of the particle size adjusting screw.
  • FIG. 1 is a perspective view of a vertical roller type grinding blade according to the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a vertical roller type grinding blade according to the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the vertical roller type grinding blade according to the present invention.
  • FIG 4 and 5 are views for explaining the operation that the grinding object is crushed by the eccentric rotation of the eccentric roller in the vertical roller-type grinding blade according to the present invention.
  • FIG 6 is an assembled sectional view of the grinder according to the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating some parts of the grinder according to the present invention.
  • FIG. 8 is an assembly cross-sectional view for explaining a cleaning process of the grinding blade in the pulverizer according to the present invention is shown in a form in which some parts are omitted.
  • 1 to 3 are a perspective view, a plan view and a cross-sectional view of a vertical roller type grinding blade according to an embodiment of the present invention.
  • the grinding blade 10 includes an outer blade 100, the inner blade 200.
  • the outer blade 100 has a cylindrical body with a hollow 110, the inner blade 200 is disposed in the hollow 110.
  • grinding objects such as beans are ground.
  • the inner blade 200 includes at least two eccentric rollers 210 and 220. In addition, according to the embodiment includes at least two eccentric rollers (210, 220) and cutting edge 250. In the present embodiment, the inner blade 200 includes two eccentric rollers 210 and 220 and a cutting blade 250, and are disposed in order from the top to the bottom in the vertical direction.
  • the eccentric roller disposed on the upper side is referred to as the first eccentric roller 210
  • the eccentric is installed in the lower portion of the first eccentric roller 210
  • the roller is referred to as a second eccentric roller 220.
  • the eccentric rollers (210, 220) is provided with a rotation shaft 510 is eccentric so that the axis of rotation and the center line of the eccentric roller.
  • the rotating shaft hole 230 to which the rotating shaft 510 is coupled is formed at a position shifted from the center of the eccentric rollers 210 and 220, and the rotating shaft for rotating the grinding blade 10 ( 510 is installed through the rotation shaft hole (230).
  • the at least two eccentric rollers (210, 220) provided in the inner blade 200 are assembled to be aligned vertically in a non-concentric relationship with the center line of each other.
  • the center line is an imaginary line passing through the geometric center of each eccentric roller
  • the rotation axis is an imaginary line extending along the center of the rotation axis hole and passing through the rotation center.
  • the space between the outer circumferential surfaces 211 and 221 of the eccentric rollers 210 and 220 and the inner circumferential surface 111 of the outer blade 100 becomes a grinding space into which the grinding object is introduced and ground.
  • the pulverization object may be introduced into the pulverization space and pulverized by repeating a change in which the pulverization space is enlarged and narrowed at specific positions in the pulverization space.
  • the grinding space is narrowed by the eccentric rotation of the eccentric rollers 210 and 220, the grinding object in the grinding space is subjected to a compressive force in the radial direction by the outer circumferential surfaces of the eccentric rollers 210 and 220. That is, according to the grinding blade 10 according to the present invention, the grinding object may be crushed under the force of compression.
  • the eccentric rollers (210, 220) is formed with the same or relatively larger diameter than the eccentric rollers located in the lower direction in the height direction, the eccentric rollers located in the upper direction, the eccentricity is located downward in accordance with an embodiment
  • the roller may be formed to have a relatively large diameter.
  • the second eccentric roller 220 has a large diameter as compared with the first eccentric roller 210.
  • the distance between the outer circumferential surface of the eccentric roller located on the upper side and the inner circumferential surface 111 of the outer edge 100 is smaller than the interval of the narrowest portion of the outer circumferential surface and outer edge 100 of the eccentric roller.
  • the gap between the parts having the largest gap between the inner circumferential surfaces 111 may be formed to be wider.
  • the distance between the outer circumferential surface 211 of the first eccentric roller 210 and the inner circumferential surface 111 of the outer blade 100 is greater than that of the narrowest portion of the second eccentric roller 220.
  • the first and second eccentric rollers 210 and 220 are eccentrically disposed so that the gap between the outer circumferential surface 221 and the inner circumferential surface 111 of the outer edge 100 is wider. Due to this arrangement of the eccentric rollers 210 and 220, the grinding object pulverized in the grinding space of the side of the first eccentric roller 210 can be guided and pulverized more quickly to the grinding space of the side of the second eccentric roller 220. do.
  • the interval between the outer circumferential surface 211 of the first eccentric roller 210 and the inner circumferential surface 111 of the hollow 110 of the outer blade 100 is adjacent to the narrowest portion, the outer circumferential surface of the second eccentric roller 220
  • the gap between the 221 and the inner circumferential surface 111 of the hollow 110 of the outer blade 100 is disposed so that the widest portion is located, the object to be crushed can be rapidly induced downward by gravity.
  • the arrangement of the center lines of the eccentric rollers 210 and 220 are shifted from each other, so that the center of gravity of the inner blade 200 can be more easily adjusted, thereby reducing noise as a whole and controlling the balance of the inner blade 200. Do.
  • the eccentric rollers 210 and 220 are integrally fixed to the rotating shaft 510 and are rotated together with the bearing shafts 214 and 224, and the bearing portions 214 and 224.
  • Ring portions 216, 226 rotatably supported on an outer circumferential surface thereof. Since the ring portions 216, 226 are rotatably supported with respect to the bearing portions 214, 224, they break between the outer circumferential surfaces 211, 221 of the ring portions 216, 226 and the inner circumferential surface 111 of the hollow 110.
  • the ring parts 216 and 226 are compressed and pulverized while the rotation is stopped or minimized. That is, it is advantageous to grind the grinding object while minimizing the heat of the grinding object being heated by frictional heat.
  • FIG 4 and 5 are views for explaining the operation that the grinding object is crushed by the eccentric rotation of the eccentric roller in the vertical roller-type grinding blade according to the present invention.
  • slip preventing grooves 113 and 231 may be formed on the outer circumferential surfaces 211 and 221 of the eccentric rollers 210 and 220 and / or the inner circumferential surface 111 of the hollow 110 to prevent slipping of the grinding object.
  • the slip preventing grooves 113 and 231 rotate together with the ring portions 216 and 226, rather than the beans interposed between the ring portions 216 and 226 and the hollow 110, the inner circumferential surface 111 under compression. It is a slip prevention unit for preventing slipping.
  • the slip preventing part is not limited to the slip preventing groove, but may be formed in various ways such as a protrusion or a grid pattern, but the slip preventing groove is advantageous in terms of processing.
  • the slip prevention portion for example, when the beans are interposed between the outer circumferential surface of the ring portion 216 of the first eccentric roller 210 and the hollow 110, inner circumferential surface 111 of the outer edge 100, In this case, as the ring portion 216 rotates with the bearing portion 214, the beans also move along with the ring portion 216 along the inner circumferential surface 111 of the hollow 110.
  • the slip prevention portion such as the slip prevention grooves 113 and 231 is formed as in the present embodiment, since the beans are caught in the slip prevention grooves and the slip movement state is broken, the movement of the beans is stopped and compression grinding of the beans is performed. Can be. In this way, the slip prevention portion such as the slip prevention groove prevents the occurrence of an abnormal state in which the grinding object slips into the grinding space, thereby enabling the grinding object to be stably crushed by the grinding blade.
  • the beans have a porous structure, and it is more advantageous for the taste and aroma of the coffee to maintain the pores inside during grinding.
  • the beans are compressed and crushed in the radial direction of the eccentric roller, it is advantageous to be pulverized without pore inside the beans.
  • the inner blade 200 is provided with a cutting blade 250 on the lower side.
  • Cutting edge 250 is shaped as a circular disk whose outer peripheral surface is inclined outward.
  • a rotating shaft hole 230 is formed at the center thereof and is assembled to the rotating shaft 510 together with the eccentric rollers 210 and 220 to rotate together.
  • the cutting edge 250 is disposed concentrically with the rotating shaft 510 and the outer edge 100, and a corresponding cutting surface 255 corresponding to the cutting surface 155 of the outer edge 100 is formed on the outer circumferential surface.
  • the pulverized object crushed while passing through the eccentric rollers 210 and 220 is added while moving downwardly in an inclined direction along the cutting surface 155 of the outer edge 100 and the corresponding cutting surface 255 of the cutting edge 250. Is crushed into.
  • the cutting surface 155 formed below the inner circumferential surface 111 of the outer edge 100 has an annular inclined surface which is inclined outwardly toward the lower side, and is formed by forming the cutting protrusions in a spiral direction on the annular inclined surface.
  • the inner blade 200 is formed to be adjustable in the height direction with respect to the outer blade (100).
  • the grinder 1 includes the grinding blade 10, the body 30 on which the grinding blade 10 is installed, and the driving unit 50.
  • the collecting container 40 for collecting the pulverized material to the lower portion of the body 30 may be combined.
  • the body 30 has a hollow cylindrical shape.
  • the body 30 includes a lower section 350 in which the grinding blade 10 is installed and an upper section 370 in which coffee beans fed from the upper side are stored for supply to the grinding blade 10.
  • the inner circumferential surface 302 of the body 30 may be provided with a partition wall 310 protruding inward along the circumference.
  • the partition 310 is a boundary between the lower section 350 and the upper section 370.
  • the partition 310 has a through hole 312 penetrating the upper and lower sides. Through the holes 312, the beans stored in the upper section 370 move toward the grinding blade 10 located in the lower section 350.
  • At the center of the partition 310 is formed a through hole 315 through which the rotating shaft 510 extends.
  • a bearing is installed in the through hole 315 such that the rotating shaft 510 is rotatably supported by the through hole 315 through the bearing.
  • the grinding blade 10 is inserted into the lower section 350 from the lower side of the body 30 so that the outer blade 100 of the grinding blade 10 is fixed in the lower section 350.
  • the lower section 350 refers to a region in which the grinding blade 10 is supported below the body 10, and is not necessarily limited to a space in which the grinding blade 10 is partially inserted, as shown in the illustrated embodiment.
  • the collection container 40 is detachably coupled to accommodate the pulverized material that is crushed in the grinding blade 10 falling to the bottom.
  • the driving unit 50 for driving the grinding blade 10, more specifically, the inner blade 200 with respect to the outer blade 100, is detachably coupled to the upper end of the rotating shaft 510 and the rotating shaft 510.
  • the handle 520 is an example of driving means for driving the rotation shaft 510.
  • the drive means may be an electric device such as a motor.
  • the rotating shaft 510 extends downward through the rotating shaft hole 230 of the inner blade 200.
  • a nut member is fastened to the lower end of the rotating shaft 510 to fix the rotating shaft 510 to the inner blade 200.
  • the height adjustment screw 304 is formed on the inner circumferential surface 302 of the body 30.
  • the particle size adjusting plate 320 and the fixing plate 330 are coupled to the height adjusting screw 304.
  • the thread is formed on the outer circumferential surfaces of the particle size control plate 320 and the fixed plate 330 is coupled along the height adjustment screw (304).
  • the height adjustment screw 304 allows the position adjustment plate 320 and the fixed plate 330 in the height direction.
  • the height adjusting screw 304 is not limited to being formed on the inner circumferential surface 302 of the body 30, and may be formed on the outer circumferential surface of the body 30.
  • the particle size adjusting plate 320 and the fixed plate 330 can be used in various forms of position adjustment in the height direction.
  • the particle size adjusting plate 320 may be formed through the surface of the through hole 322 so that the grinding object such as beans can be injected into the upper section 370.
  • a through hole 324 is formed in the center of the particle size control plate 320 extending through the rotation shaft 510, the bearing 530, such as a bushing bearing is installed in the through hole 324, the rotation shaft 510 is It may assist to smoothly rotate with respect to the particle size control plate 320.
  • the shaft height fixing member 550 is inserted into and fixed to the through hole 324 of the particle size adjusting plate 320.
  • a thread is formed on the inner circumferential surface of the through hole 324, and a thread is formed on the outer circumferential surface of the shaft height fixing member 550 fitted from the lower side of the through hole 324, such that the shaft height fixing member 550 is a particle size adjusting plate 320. Is screwed into the through hole 324).
  • a through hole through which the rotating shaft passes In the center of the shaft height fixing member 550 is formed a through hole through which the rotating shaft passes.
  • the upper end of the rotating shaft 510 has a locking jaw 512 protruding to the outer circumferential side, and when the rotating shaft 510 extends downward through the shaft height fixing member 550, the shaft height fixing member of the locking jaw 512 ( 550 is supported and is positioned in the height direction.
  • the shaft height fixing member 550 functions as a bearing housing so that the bearing 530 is inserted into the shaft height fixing member 550.
  • the rotating shaft 510 is supported by the shaft height fixing member 550 through the bearing 530.
  • a locking jaw 532 is formed at the top of the bearing 530 to support the top of the shaft height fixing member 550, and the locking jaw 512 of the rotation shaft 510 is supported at the top of the bearing 530. Can be.
  • the collecting container 40 is separated from the body 30, and the handle 520 is separated from the rotating shaft 510.
  • the shaft height fixing member 550 may be separated from the through hole 324 of the particle size adjusting plate 320.
  • the rotation shaft 510 moves away from the particle size adjusting plate 320 together with the shaft height fixing member 550 and moves downward.
  • the shaft height fixing member 550 is lowered together with the rotation shaft 510 to a position abutting around the through hole of the partition 310 (see FIG. 8). That is, the rotary shaft 510 is lowered to some extent by the partition wall 310 without completely leaving the lower side of the body 30. Accordingly, since the inner blade 200 fixed to the rotation shaft 510 is separated from the outer blade 100 and descends, the inner blade 200 and the outer blade 100 can be easily cleaned using, for example, a brush. Can be.
  • the particle size adjusting plate 320 is formed with a screw hole 326 through which the particle size fixing screw 560 is fastened.
  • Fixing plate 330 is fastened to the height adjustment screw 304 in the lower position of the particle size control plate 320.
  • the fixing plate 330 may penetrate the surface to form a through hole 332 to allow beans and the like to be introduced into the body 30.
  • the fixing plate 330 has a screw hole 336 to which the particle size fixing screw 560 is fastened. Accordingly, the particle size fixing screw 560 may be fastened in a state where the screw hole 326 of the particle size adjusting plate 320 and the screw hole 336 of the fixing plate 330 coincide with each other.
  • the position of the rotation shaft 510 in the height direction is supported by the particle size adjusting plate 320 through the shaft height fixing member 550. Therefore, when the particle size control plate 320 is rotated with respect to the height adjustment screw 304 to adjust the height with respect to the body 30, the height of the inner blade 200 relative to the outer blade 100 in the grinding blade 10 is adjusted. . Since the height position adjustment of the inner blade 200 with respect to the outer blade 100 is related to the size of the inclined cutting space as described above, it is possible to eventually adjust the particle size of the powder, that is, the size of the powder.
  • the fixing plate 330 and the particle size fixing screw 560 are used to fix the particle size adjusting plate 320 to the particle size adjusted position.
  • the fixing plate 330 is rotated to coincide with the screw hole 326 of the particle size adjusting plate 320 and the screw hole 336 of the fixing plate 330 to fasten the particle size fixing screw 560.
  • the particle size fixing screw 560 is fastened and tightened, pressure is applied to the particle size adjusting plate 320 and the fixing plate 330 to move in a direction facing each other. It can provide a fixed force that is accurately positioned.
  • the particle size fixing screw 560 can be operated with a small force, the particle size adjusting plate 320 and the fixing plate 330 are fixed to each other and the position fixing state of the inner blade 200 relative to the outer blade 100 through it is small. It can be dismantled and adjusted by force. For example, when additional position adjustment is required for the particle size adjustment, when the particle size fixing screw 560 is loosened to the extent that the particle size fixing screw 560 is held together with the size adjusting plate 320 and the fixing plate 330 together, Since the pulling force of the adjusting plate 320 and the fixing plate 330 is released against each other, when the particle size adjusting plate 320 is rotated, the fixing plate 330 is also rotated together to adjust the height of the size adjusting plate 320. The height of the blade 200 is adjusted. In the state in which the height adjustment is completed, the particle size adjusting plate 320 may be fixed by tightening the particle size fixing screw 560 again.
  • the particle size adjusting plate 320 allows the thickness of the pulverized product to be adjusted, and the fixing plate 330 and the particle size fixing screw 560 function to fix the adjusted fixed thickness.
  • such a particle size control configuration is particularly advantageous in that it can operate separately from the configuration that separates the inner blade 200 from the outer blade 100 for cleaning the grinding blade 10. That is, even when the rotary shaft 510 is separated from the lower side with respect to the particle size control plate 320 for cleaning the grinding blade 10, it is not necessary to loosen the particle size fixing screw 560. After cleaning, the inner blade 200 is raised together with the rotation shaft 510 to fix the rotation shaft 510 again with respect to the particle size adjusting plate 320 so that the particle size is adjusted as it is. . That is, there is no need to operate the mechanism again so that the particle size of the pulverized product after cleaning is desired. Therefore, the pulverized product can be stably obtained with an even particle size.
  • the vertical roller-type grinding blade and the grinder having the same have been described as an example of a coffee grinder for grinding coffee beans, but the present invention is not limited thereto and may be used for grinding various grinding objects.

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Abstract

본 발명은 중공이 형성된 외측날; 및 상기 외측날의 상기 중공 내부에 회전축에 의해 회전하게 설치 가능하며, 중심선과 회전축선이 서로 어긋하게 편심 설치되는 적어도 2개의 편심롤러를 포함하되. 상기 편심롤러들은 중심선들이 서로 어긋하게 서로에 대해 편심 설치되는 내측날을 포함하는 수직 롤러형 분쇄날 및 이를 구비한 분쇄기를 제공한다.

Description

수직 롤러형 분쇄날 및 이를 구비한 분쇄기
본 발명은 원두 분쇄 등에 사용되는 분쇄기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 중심선과 회전축선이 서로 어긋나게 배치된 편심롤러가 적어도 2개 수직 방향으로 배치되어, 분쇄 대상물이 위에서 아래로 진행할 때, 편심롤러들의 편심 회전에 의해 분쇄 대상물에 압축력이 인가되어 분쇄되도록 하는 수직 롤러형 분쇄날 및 이를 구비한 분쇄기에 관한 것이다.
커피를 추출하기 위해서는 먼저 원두 분쇄기를 이용하여 원두를 분쇄해야 한다. 원두 분쇄기는 일반적으로 모터의 사용여부에 따라 전동식 분쇄기와 수동식 분쇄기로 구분되며, 분쇄방식에 따라 회전칼날형, 버(burr)형, 롤러형 분쇄기로 분류된다. 버형 분쇄기는 수동식 분쇄기와 전동식 분쇄기에 보편적으로 사용되며, 일반적으로 원하는 간격으로 조정된 2개의 분쇄날 가운데 하나를 고정시킨 상태로 다른 하나를 회전시키며, 두 분쇄날의 사이로 원두를 통과시켜 분쇄하는 방식이다. 회전칼날형 분쇄기는 소형 저가 전동식 분쇄기에 사용되며, 일반적으로 밀폐된 공간 안에서 하나의 고속 회전하는 회전칼날을 원두와 여러 차례 충돌시켜 분쇄하는 방식이다. 롤러형 분쇄기는 특히 수평으로 길게 배치되는 롤러로 인하여 대형 전동식 분쇄기에 제한적으로 사용되며, 한 쌍 혹은 그 이상의 롤러 사이로 원두를 통과시켜 발생하는 압력으로 분쇄하는 방식이다.
버형 분쇄기는 원두가 투입되는 투입부와 분쇄가 이루어지는 분쇄날, 분쇄날과 연결되어 분쇄날을 회전시키는 샤프트, 분쇄날의 간격을 조정하는 굵기 조절기구, 분쇄된 원두를 받거나 특정한 위치로 모아주는 토출부를 포함한다. 수동식 버형 분쇄기는 일반적으로 샤프트가 분쇄기의 상단에 위치한 투입부를 가로지르며, 그 위로 분쇄날을 회전시키기 위한 핸들이 연결된다. 전동식 버형 분쇄기는 중량이 무거운 모터를 낮은 위치에 배치할 수 있도록 샤프트가 하단이나 수평으로 지나가는 구조가 일반적이다.
버형 분쇄기에 사용되는 분쇄날은 일반적으로 2개의 평평한 원형 날의 서로 마주보는 방향에 절삭돌기가 형성되어있는 평면형(flat)버, 원뿔형 내측날의 외주면과 원통형 외측날의 내주면에 절삭돌기가 형성되어있는 원뿔형(conical)버가 사용된다. 휴대용 수동식 분쇄기부터 전동 분쇄기까지 널리 사용되는 원뿔형버의 경우 내측날의 상부에 나선형의 절삭돌기가 구비된 제1 절삭면이 형성되고, 상기 제1 절삭면의 하부에 제1 절삭면에 대비하여 상대적으로 절삭돌기가 조밀하게 형성된 제2 절삭면이 형성된다. 외측날은 원통형 몸체 내주면으로 제1 절삭면에 대응하는 제1 대응 절삭면과 제2 절삭면에 대응하는 제2 대응 절삭면을 구비하는 데, 제2 절삭 대응면은 역시 절삭돌기가 매우 조밀하게 형성되어 이루어진다. 원두는 제1 절삭면과 제1 대응 절삭면 사이의 공간을 통과하면서 초벌 분쇄가 이루어지고, 제2 절삭면과 제2 대응 절삭면 사이를 통과하면서 원하는 입자 크기로 잘게 분쇄된다.
한편, 근래에 커피의 맛과 향을 높이기 위하여 적은 마찰로 원두를 분쇄하는 방식에 대한 요구가 증대되고 있다. 즉, 원두의 분쇄 과정에서 발생하는 마찰열이 원두 내의 휘발성 성분을 휘발시켜서 커피의 맛과 향을 저감시킴으로, 원두에 가해지는 마찰력을 줄이는 방법이 요구되고 있다. 이러한 마찰이 줄어든 분쇄를 위하여 분쇄속도의 최적화, 분쇄날의 재질과 그 표면처리의 개량, 분쇄날 형상과 가공의 미세최적화가 중점적으로 이루어지고 있다. 또한, 버형 분쇄기는 분쇄날의 간격에 의하여 분쇄 결과물의 굵기와 균일함이 영향을 받는 특성을 가지고 있어, 분쇄날 간격의 정밀한 조정 및 정확한 유지가 가능한 구조도 요구되고 있다.
그러나, 버형 분쇄기에서 마찰의 원인이 되는 절삭면에 의한 분쇄 구간을 줄여서 마찰을 감소시키는 구조의 분쇄날은 공지된 예가 없었으며, 절삭면을 최소화 하여 마찰을 줄이는 롤러형 분쇄기가 이미 사용되고 있으나, 수평 롤러의 설치 공간 및 수평 롤러 구동을 위한 모터 구동부 배치 등으로 구조가 복잡하고, 분쇄입도의 조정이 어려워서 전문 인력이 운용하는 대형 분쇄기에서만 사용할 수 있는 단점이 있다. 또한, 버형 분쇄기에서 정밀한 분쇄날 간격 조정과 유지가 가능한 고성능의 무단(stepless) 굵기조절기구는 웜 기어나 쐐기와 스프링 등을 이용하는 복잡한 구조로 인하여 휴대가 가능한 수동식 분쇄기에 구현하기 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수직으로 편심되게 배치된 적어도 2개의 편심롤러를 구비한 내측날을 구비하여, 원두 등의 분쇄 대상물에 압축력을 제공하여 분쇄가 이루어지도록 하는 수직 롤러형 분쇄날을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 원두 등과 같은 분쇄 대상물의 분쇄 과정에서 분쇄 대상물에 마찰력이 가해지는 것을 최소화할 수 있는 수직 롤러형 분쇄날을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 분쇄물 굵기 조절을 위한 외측날과 내측날 사이의 간격조절이 간단한 방식으로 수행될 수 있으며, 신뢰성 있게 유지될 수 있는 분쇄기를 제공하는 것을 목적으로 한다
또한, 본 발명은 분쇄날의 청소가 용이한 분쇄기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 중공이 형성된 외측날; 및 상기 외측날의 상기 중공 내부에 회전축에 의해 회전되게 설치되며 중심선과 회전축선이 서로 어긋하게 편심 설치되는 적어도 2개의 편심롤러를 포함하고, 상기 편심롤러들은 중심선들이 서로 어긋나게 서로에 대해 편심 설치되는 내측날;을 포함하는 수직 롤러형 분쇄날을 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 편심롤러는 상부에 위치하는 제1 편심롤러와 상기 제1 편심롤러의 하부에 위치하는 제2 편심롤러를 포함하고, 상기 제1 편심롤러의 외주면과 상기 중공의 내주면 사이의 간격이 가장 좁은 부분보다 제2 편심롤러의 외주면과 중공의 내주면 사이의 간격이 가장 넓은 부분의 간격이 더 넓게 형성된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 편심롤러 중 하부에 설치되는 제2 편심롤러는 상부에 설치되는 제1 편심롤러보다 더 크거나 같은 직경을 갖도록 형성된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 편심롤러는 상기 내측날에 고정되는 회전축과 함께 회전하는 베어링 부분과, 상기 베어링 부분에 회전가능하게 지지되는 링 부분을 포함하며, 상기 베어링 부분의 회전 시에 상기 링 부분이 비 회전 상태를 유지하면서 상기 링 부분의 외주면과 상기 외측날의 상기 중공의 내주면 사이의 간격이 가변 된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 편심롤러의 외주면 및 상기 중공의 내주면 중 적어도 일측에는 슬립 방지부가 형성되며, 상기 슬립 방지부는 상기 편심롤러의 외주면 또는 상기 중공의 내주면에 반경 방향과 교차하는 방향으로 형성된 슬립방지홈이 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 외측날은 상기 중공의 내주면 하단에 외측 방향으로 경사지게 아래로 연장된 경사면에 절삭돌기가 형성된 절삭면을 구비하고, 상기 내측날은, 상기 편심롤러들의 하측 외주면에 상기 절삭면에 대응하여 절삭돌기가 형성된 대응 절삭면을 구비하고 중심선과 회전축선이 일치하게 설치되는 절삭날을 더 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 수직 롤러형 분쇄날이 설치되는 중공 형상의 바디; 상기 내측날에 결합되어 상기 바디의 상측으로 연장된 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부; 상기 바디의 상측으로 형성되는 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되고, 상기 회전축이 관통하여 지나면서 높이 방향으로 지지되어 상기 회전축 및 상기 회전축에 고정된 상기 내측날의 높이 조절을 가능하게 하며, 표면에 나사홀이 형성된 입도 조절판; 상기 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되며, 표면에 상기 입도 조절판의 나사홀에 일치가능한 나사홀이 형성된 고정판; 및 상기 입도 조절판 및 상기 고정판의 나사홀들이 일치된 상태로 상기 나사홀들을 통해 체결되어 상기 입도 조절판 및 고정판이 서로 마주보는 방향으로 힘을 받도록 가압할 수 있는 입도 고정 나사를 포함하는 분쇄기를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 수직 롤러형 분쇄날이 하부로 설치되는 중공 형상의 바디; 상기 내측날에 결합되어 상기 바디의 상측으로 연장된 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부; 상기 바디의 상측으로 형성되는 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되고, 상기 회전축이 높이 방향으로 지지됨으로써, 상기 높이조절 나사부를 따라 회전시킴에 따라 상기 회전축에 결합된 상기 내측날의 높이 조절이 가능한 입도 조절판; 및 상기 입도 조절판의 중심부에 형성된 관통홀에 하측 방향으로 끼워져 탈착 가능하게 고정되고 상기 회전축이 관통하여 지나면서 상기 회전축이 높이 방향으로 지지되어 상기 회전축의 높이가 규제되는 축 높이 고정부재를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 바디의 내주면에는 원주를 따라 내측으로 돌출된 격벽이 더 구비되어, 상기 바디의 내부 공간은 격벽 상부로 분쇄 대상물이 유입되어 저장되는 상부 섹션과, 격벽 하부로 상기 분쇄날의 상기 외측날이 지지되는 하부 섹션으로 구분되고, 상기 격벽에는 분쇄 대상물의 이동을 허용하는 통공과, 회전축이 관통하여 연장되도록 중심부에 형성된 관통홀이 형성되며, 상기 입도 조절판으로부터 상기 축 높이 고정부재가 분리되어 하강되는 경우 상기 축 높이 고정부재 및 상기 내측날이 고정된 상기 회전축은 상기 관통홀 주변의 격벽에 의해 하강 범위가 규제된다.
본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날에 의하면, 수직 방향으로 배치된 적어도 2개의 편심롤러를 구비한 내측날의 회전에 의해 분쇄 대상물은 마찰열 발생이 최소화되면서 압축력을 받아 분쇄될 수 있다.
또한, 내측날을 이루는 편심롤러의 외주면과 외측날의 중공의 내주면 사이가 분쇄 공간을 형성하므로, 외분 분쇄날의 내주면에 돌출된 날을 형성할 필요가 없으므로 가공이 용이하고 외측날의 벽의 두께를 최소화하는 것이 가능하므로 중량 절감 및 비용 절감의 효과 있다.
또한, 분쇄날에서 편심롤러의 외주면과 외측날의 중공의 내주면 사이가 분쇄 공간을 형성하고 분쇄 대상물에 반경 방향의 압축력을 받게 되므로, 공지의 원추형 내측날에 비하여 분쇄물이 튀어나가는 팝핑 현상의 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 분쇄날의 부품을 이루는 편심롤러는 원추형 내측날에 비해 제작이 용이한 장점이 있다.
또한, 내측날이 편심롤러와 절삭롤러의 조립체로 형성되므로, 개별적인 수리 및 조정이 용이한 장점이 있다.
본 발명에 따른 분쇄기에 의하면, 분쇄물 굵기 조절을 위한 외측날과 내측날 사이의 간격조절이 간단한 방식으로 수행될 수 있으며, 입도 조절 나사의 간단한 조작으로 백래쉬 없이 정확하게 그리고 안정적으로 유지될 수 있다.
또한, 분쇄날의 청소가 용이하다.
도 1 은 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 평면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 단면도이다.
도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날에서 편심롤러의 편심 회전에 의해 분쇄 대상물이 압축력을 받아 분쇄되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은 본 발명에 따른 분쇄기의 조립 단면도이다.
도 7 은 본 발명에 따른 분쇄기의 일부 부품을 분해 사시도 형태로 도시한 도면이다.
도 8 은 본 발명에 따른 분쇄기에서 분쇄날의 청소 과정을 설명하기 위한 조립 단면도로서 일부 부품을 생략한 형태로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 수직 롤러형 분쇄날의 사시도, 평면도 및 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분쇄날(10)은 외측날(100)과, 내측날(200)을 포함한다.
외측날(100)은 중공(110)을 구비한 원통 형상의 몸체를 가지며, 중공(110)에 내측날(200)이 배치된다. 내측날(200)의 외주면과 외측날(100)의 내주면 사이의 상대적 움직임에 의해 원두 등의 분쇄 대상물이 분쇄된다.
내측날(200)은 적어도 2개의 편심롤러(210, 220)를 포함한다. 또한, 실시예에 따라 적어도 2개의 편심롤러(210, 220)와 절삭날(250)을 포함한다. 본 실시예에서는 내측날(200)은 2개의 편심롤러(210, 220)와 절삭날(250)을 포함하며, 수직 방향으로 상측에서 하측으로 차례로 배치된다.
본 명세서에서는 2개의 편심롤러(210, 220)를 구분하여 지칭할 때는, 상부에 배치되는 편심롤러를 제1 편심롤러(210)로 지칭하고, 제1 편심롤러(210)의 하부에 설치되는 편심롤러를 제2 편심롤러(220)로 지칭한다.
편심롤러(210, 220)에 대해 살펴보면, 편심롤러(210, 220)에는 회전축선이 편심롤러의 중심선과 어긋나도록 회전축(510)이 편심 설치된다. 이를 위해 편심롤러(210, 220)에는 회전축(510)이 결합되는 회전축홀(230)이 편심롤러(210, 220)의 중심과 어긋난 위치로 형성되고, 분쇄날(10)을 회전구동시키는 회전축(510)이 상기 회전축홀(230)을 통해 설치된다.
또한, 내측날(200)에 구비되는 적어도 2개의 편심롤러(210, 220)들은 서로의 중심선이 어긋나게 즉, 비 동심 관계로 수직으로 배치되어 조립된다.
본 명세서에서 중심선은 각 편심롤러의 기하학적 중심을 지나는 가상의 선이며, 회전축선은 회전축홀의 중심을 따라 연장되고 회전 중심을 지나는 가상의 선이다.
편심롤러(210, 220)의 편심 배치로 인하여 편심롤러(210, 220)가 외측날(100)의 중공(110) 내부에서 회전축(510)에 의해 회전하면, 편심롤러(210, 220)의 외주면(211, 221)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 지속적으로 변화한다.
편심롤러(210, 220)의 외주면(211, 221)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 공간이 분쇄 대상물이 유입되어 분쇄되는 분쇄 공간이 된다. 편심롤러(210, 220)의 편심 회전에 따라 분쇄 공간 내의 특정 위치들에서의 분쇄 공간이 확대되고 좁아지는 변화를 반복하면서 분쇄 대상물이 분쇄 공간으로 유입되고 분쇄될 수 있다. 편심롤러(210, 220)의 편심 회전에 의해 분쇄 공간이 좁아지면 분쇄 공간 내부의 분쇄 대상물은 편심롤러(210, 220)의 외주면에 의해 방사상 방향의 압축력을 받게 된다. 즉, 본 발명에 의한 분쇄날(10)에 의하면 분쇄 대상물은 압축에 의한 힘을 받아 분쇄될 수 있다.
본 발명에 의하면, 편심롤러(210, 220)는 높이 방향으로 하측으로 위치하는 편심롤러가 상측으로 위치하는 편심롤러와 직경이 같거나 상대적으로 크게 형성되는 데, 실시예에 따라 하측으로 위치하는 편심롤러가 상대적으로 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서 제2 편심롤러(220)는 제1 편심롤러(210)와 대비하여 큰 직경을 갖는다.
또한, 본 발명에 의하면, 상측에 위치하는 편심롤러의 외주면과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 좁은 부분의 간격보다 하측에 위치한 편심롤러의 외주면과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 넓은 부분의 간격이 더 넓게 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 제1 편심롤러(210)의 외주면(211)과 외측날(100) 내주면(111) 사이의 간격이 가장 좁은 부분의 간격보다 제2 편심롤러(220)의 외주면(221)과 외측날(100)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 넓은 부분의 간격이 더 넓게 형성되도록, 제1 및 제2 편심롤러(210, 220)를 편심 배치한다. 편심롤러(210, 220)의 이러한 배치로 인해 제1 편심롤러(210) 측면의 분쇄 공간에서 분쇄된 분쇄 대상물이 제2 편심롤러(220) 측면의 분쇄공간으로 보다 신속하게 유도되어 분쇄될 수 있도록 한다.
이 때, 제1 편심롤러(210)의 외주면(211)과 외측날(100)의 중공(110)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 좁은 부분에 인접하여 제2 편심롤러(220)의 외주면(221)과 외측날(100)의 중공(110)의 내주면(111) 사이의 간격이 가장 넓은 부분이 위치하도록 배치할 때, 중력에 의해 분쇄대상물이 신속하게 아래로 유도될 수 있다.
한편, 편심롤러(210, 220)들의 중심선이 서로 어긋난 배치는, 내측날(200)의 무게 중심을 보다 용이하게 조절할 수 있도록 하여 전체적으로 소음이 저감되고 내측날(200)의 균형을 조절하는 데 유리하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 편심롤러(210, 220)는 회전축(510)과 일체로 고정되어 회전축(510)과 함께 회전하는 베어링 부분(214, 224)과, 상기 베어링 부분(214, 224)의 외주면에 회전가능하게 지지되는 링 부분(216, 226)을 포함한다. 링 부분(216, 226)이 베어링 부분(214, 224)에 대해 회전가능하게 지지되므로, 링 부분(216, 226)의 외주면(211, 221)과 중공(110)의 내주면(111) 사이에 분쇄 대상물이 개재되는 경우 회전축(510)에 의해 베어링 부분(214, 224)이 회전하더라도 링 부분(216, 226)은 회전이 중지되거나 최소화되면서 분쇄 대상물을 압축하여 분쇄하게 된다. 즉, 분쇄 대상물이 마찰열에 의해 열을 받는 것을 최소화하면서 분쇄 대상물을 분쇄하는 데 유리하다.
도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날에서 편심롤러의 편심 회전에 의해 분쇄 대상물이 압축력을 받아 분쇄되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 제1 편심롤러(210)의 링 부분(216)의 외주면(211)과 중공(110) 내주면(111) 사이의 상대적으로 넓은 분쇄 공간에 원두가 개재된 경우에(도 4 참조), 원두가 링 부분(216)의 회전을 방해하므로, 편심롤러(210)가 회전축(510)에 의한 회전 구동력을 받더라도 베어링 부분(214)은 회전하지만 링 부분(216)은 회전하지 않는다. 이 상태에서 회전축(510)의 회전에 의해 제1 편심롤러(210)가 회전하면, 제1 편심롤러(210)는 편심 회전을 하므로, 원두가 개재된 부분에서 링 부분(216)의 외주면과 중공(110)의 내주면(111) 사이의 간격이 좁아진다(도 5 참조). 이에 따라 원두는 반경 방향의 압축력을 받게 되고 이에 따라 분쇄된다.
이때, 편심롤러(210, 220)의 외주면(211, 221) 및/또는 중공(110)의 내주면(111)에는 분쇄 대상물의 슬립 방지를 위한 슬립 방지홈(113, 231)이 형성될 수 있다. 슬립 방지홈(113, 231)은 링 부분(216, 226)과 중공(110) 내주면(111) 사이에 개재된 원두가 정지 상태에서 압축력을 받는 것이 아니라, 링 부분(216, 226)과 함께 회전하면서 슬립되는 것을 방지하기 위한 슬립 방지부이다.
슬립 방지부는 슬립 방지홈에 제한되지 않고, 돌기 또는 격자 패턴 등의 다양한 방식으로 형성될 수 있으나, 가공 측면 등에서 슬립 방지홈이 유리하다.
슬립 방지부의 작용을 구체적으로 살펴보면, 예컨대 원두가 제1 편심롤러(210)의 링 부분(216)의 외주면과 외측날(100)의 중공(110) 내주면(111) 사이에 개재된 경우에, 어떤 경우에는 링 부분(216)이 베어링 부분(214)과 함께 돌면서 원두 역시 중공(110) 내주면(111)을 따라 링 부분(216)과 함께 이동하는 경우가 발생한다. 그러나 본 실시예와 같이 슬립 방지홈(113, 231)과 같은 슬립 방지부를 형성한 경우, 원두가 슬립 방지홈에 걸려 슬립 이동 상태가 깨트려지므로, 원두의 이동이 정지되고 원두의 압축 분쇄가 이루어질 수 있다. 이와 같이 슬립 방지홈와 같은 슬립 방지부는 분쇄 대상물이 분쇄 공간에 슬립되는 비정상 상태의 발생을 방지하여 분쇄날에 의해 분쇄 대상물이 안정적으로 분쇄되는 것을 가능하게 한다.
원두와 관련하여 분쇄 시에 열 발생을 최소화하면서 분쇄하는 것이 추출된 커피의 맛과 향이 더 좋게 하는 것으로 알려져 있다. 본 실시예와 같이 편심롤러가 베어링 부분과 링 부분으로 형성된 경우에, 분쇄 공간에 분쇄 대상물이 유입되는 경우 링 부분은 회전되지 않는 것이 가능한바, 편심롤러의 편심 회전시에 분쇄공간이 반경방향으로 줄었다 늘었다를 반복하면서 원두를 압축 파쇄하게 된다. 즉 원두의 분쇄 과정에서 발생하는 마찰열을 최소화하여, 마찰열에 의해 원두 내의 휘발성 성분이 휘발되는 것을 최소할 수 있다.
더욱이, 원두는 다공성 구조로서 분쇄 시에 내부의 기공을 그대로 유지하는 것이 커피의 맛과 향에 보다 유리한 것으로 알려져 있다. 도 4 및 도 5 에서 보이는 바와 같이 본 발명의 실시예에 의할 경우 원두를 편심롤러의 반경 방향으로 압축하여 분쇄하므로, 원두 내부의 기공이 폐색되지 않으면서 분쇄되는 데 유리하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 내측날(200)은 하측에 절삭날(250)을 구비한다. 절삭날(250)은 외주면이 외측 방향으로 경사진 원형 디스크로 형태를 지닌다. 중심에 회전축홀(230)이 형성되어 편심롤러(210, 220)과 함께 회전축(510)에 조립되어 함께 회전한다.
절삭날(250)은 회전축(510) 및 외측날(100)과 동심으로 배치되고, 외주면에 외측날(100)의 절삭면(155)에 대응되는 대응 절삭면(255)이 형성된다. 편심롤러(210, 220)를 거치면서 분쇄된 분쇄 대상물은 외측날(100)의 절삭면(155)과 절삭날(250)의 대응 절삭면(255) 사이를 따라 경사 방향으로 아래로 이동하면서 추가로 분쇄된다.
외측날(100)의 내주면(111) 하측에 형성된 절삭면(155)은 하부로 갈수록 외측 방향으로 경사진 경사면이 환형으로 형성되고, 환형의 경사면에 절삭돌기들이 나선 방향으로 형성되어 형성된다.
절삭면(155)과 대응 절삭면(255) 사이는 절삭면(155)과 대응 절삭면(255)에 형성된 절삭돌기들의 작용에 의해 분쇄 대상물이 분쇄되는 경사 절삭 공간부를 형성한다. 편심롤러(210, 220)에 의해 분쇄된 원두 등은 경사 절삭 공간부를 거치면서 원하는 입도로 추가 분쇄된 후 분쇄날(10)의 하부로 배출된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 절삭면(155)에 대한 대응 절삭면(255)의 높이 방향 위치를 조절함으로써 분쇄물의 크기 즉, 입도를 조절하는 것이 가능하다. 절삭면(155)과 대응 절삭면(255) 사이의 절삭 공간부는 분쇄날의 중심선에서 외측 방향으로 아래로 경사지게 연장되는 데, 내측날(200)을 상방으로 이동시키는 경우 절삭 공간부가 좁아지므로 이동 전 상태에 비하여 분쇄물의 입도가 작게 되며, 내측날(200)을 하방으로 이동시키는 경우 절삭 공간부가 넓어지면서 분쇄물의 입도를 크게 할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 의하면, 내측날(200)은 외측날(100)에 대해 높이 방향으로 위치를 조절가능하게 형성된다.
이하 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 분쇄기에 대해 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 분쇄기(1)는 상기 분쇄날(10)과, 상기 분쇄날(10)이 설치되는 바디(30)와, 구동부(50)를 포함한다. 또한 바디(30)의 하부로 분쇄물을 수집하는 수집통(40)이 결합될 수 있다.
바디(30)는 중공의 원통 형상을 갖는다. 바디(30)는 분쇄날(10)이 설치되는 하부 섹션(350)과 상측으로부터 투입된 원두가 분쇄날(10)로의 공급을 위해 저장되는 상부 섹션(370)을 포함한다.
바디(30)의 내주면(302)에는 원주를 따라 내측으로 돌출되어 형성된 격벽(310)이 구비될 수 있다. 격벽(310)은 하부 섹션(350)과 상부 섹션(370)의 경계가 된다. 격벽(310)에는 상하측을 관통하는 통공(312)이 형성된다. 통공(312)을 통해 상부 섹션(370)에 저장된 원두가 하부 섹션(350)에 위치하는 분쇄날(10)을 향해 이동한다. 격벽(310)의 중심에는 회전축(510)이 관통하여 연장되는 관통홀(315)이 형성된다. 관통홀(315)에는 베어링이 설치되어 회전축(510)이 베어링을 매개로 관통홀(315)에 회전가능하게 지지될 수 있다.
분쇄날(10)은 바디(30)의 하측으로부터 하부 섹션(350)으로 삽입되어 분쇄날(10)의 외측날(100)이 하부 섹션(350)에 고정되는 방식으로 설치된다.
본 실시예에서 분쇄날(10)은 하부 섹션(350)에 부분 삽입되어 배치되는 것으로 예시되고 있으나, 다양한 변형이 가능하다. 하부 섹션(350)는 바디(10)의 하측으로 분쇄날(10)이 지지되는 구역을 의미하며, 도시된 실시예와 같이 분쇄날(10)이 부분적으로 삽입되는 공간으로 한정될 필요는 없다.
한편, 바디(30)의 하측에는 수집통(40)이 탈착가능하게 결합되어 분쇄날(10)에서 분쇄되어 하부로 떨어지는 분쇄물을 수용할 수 있다.
분쇄날(10)의 구동, 보다 구체적으로는 외측날(100)에 대해 내측날(200)을 회전 구동시키기 위한 구동부(50)는 회전축(510)과 회전축(510)의 상단에 탈착가능하게 결합되는 핸들(520)을 포함한다. 핸들(520)은 상기 회전축(510)을 구동시키기 위한 구동수단의 일 예이다. 구동수단은 모터 등의 전동식 장치가 될 수 있다.
회전축(510)은 내측날(200)의 회전축홀(230)을 관통하여 하부로 연장된다. 회전축(510)의 하단에는 너트부재가 체결되어 회전축(510)을 내측날(200)에 고정한다.
바디(30)의 내주면(302) 상부에는 높이조절 나사부(304)가 형성된다. 높이조절 나사부(304)에는 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 결합된다. 구체적으로 입도 조절판(320) 및 고정판(330)의 외주면에 나사산이 형성되어 높이조절 나사부(304)를 따라 결합된다. 높이조절 나사부(304)는 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 높이 방향으로 위치 조절이 가능하게 한다. 높이조절 나사부(304)는 바디(30) 내주면(302)에 형성되는 것에 제한되지 않으며, 바디(30)의 외주면에 형성될 수 있다. 높이조절 나사부(304)를 따라 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 높이 방향으로 위치 조절 가능한 다양한 형태가 사용될 수 있다.
다시 도 6 내지 도 8을 참조하면, 입도 조절판(320)에는 원두 등의 분쇄 대상물을 상부 섹션(370)으로 투입 가능하도록 표면을 관통하여 통공(322)이 형성될 수 있다. 또한, 입도 조절판(320)의 중심에는 회전축(510)이 통과하여 연장되는 관통홀(324)이 형성되고, 관통홀(324)에는 부싱 베어링 등과 같은 베어링(530)이 설치되어 회전축(510)이 입도 조절판(320)에 대해 원활히 회전하도록 보조할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 입도 조절판(320)의 관통홀(324)에는 축 높이 고정부재(550)가 하측으로부터 끼워져 고정된다. 관통홀(324)의 내주면에는 나사산이 형성되고, 관통홀(324)의 하측으로부터 끼워지는 축 높이 고정부재(550)의 외주면에 나사산이 형성되어, 축 높이 고정부재(550)가 입도 조절판(320)의 관통홀(324)에 나사체결되어 고정된다. 축 높이 고정부재(550)의 중심부에는 회전축이 관통하여 지나는 관통홀이 형성된다.
회전축(510)의 상단에는 외주측으로 걸림턱(512)이 돌출 형성되고, 회전축(510)이 축 높이 고정부재(550)를 관통하여 아래로 연장되는 경우 걸림턱(512)의 축 높이 고정부재(550)에 지지되어 높이 방향으로 위치가 결정된다. 회전축(510)에 부싱 베어링과 같은 베어링(530)이 사용되는 경우 축 높이 고정부재(550)는 베어링 하우징의 기능을 함께 하여 베어링(530)이 축 높이 고정부재(550)의 내측으로 삽입되고, 회전축(510)은 베어링(530)을 매개로 축 높이 고정부재(550)에 의해 지지된다. 이를 위해 베어링(530)의 상단에는 축 높이 고정부재(550)의 상단에 지지되는 걸림턱(532)이 형성되고, 베어링(530)의 상단에 회전축(510)의 걸림턱(512)이 지지될 수 있다.
도 6 내지 도 8 로부터 이해되는 바와 같이, 원두 등의 분쇄 후 분쇄날의 청소가 필요한 경우에, 수집통(40)을 바디(30)로부터 분리하고, 회전축(510)으로부터 핸들(520)을 분리한 후, 축 높이 고정부재(550)를 입도 조절판(320)의 관통홀(324)로부터 분리할 수 있다. 이로 인해, 회전축(510)이 입도 조절판(320)으로부터 축 높이 고정부재(550)와 함께 이탈하여 하부로 이동한다. 축 높이 고정부재(550)는 격벽(310)의 관통홀 주변에 맞닿는 위치로 회전축(510)과 함께 아래로 하강한다(도 8 참조). 즉, 격벽(310)에 의해 회전축(510)이 바디(30) 하측으로 완전히 이탈하지 않고 일정 정도 하강한다. 이에 따라 회전축(510)에 고정된 내측날(200)이 외측날(100)로부터 이탈하여 하강하므로, 예를 들면, 솔 등을 이용하여 내측날(200) 및 외측날(100)을 용이하게 청소할 수 있다.
입도 조절판(320)에는 입도 고정 나사(560)가 관통하여 체결되는 나사홀(326)이 형성된다.
고정판(330)은 입도 조절판(320)의 하측 위치에서 높이조절 나사부(304)에 체결된다. 고정판(330)에는 표면을 관통하여 통공(332)이 형성되어 원두 등이 바디(30) 내부로 투입될 수 있도록 할 수 있다. 고정판(330)에는 입도 고정 나사(560)가 체결되는 나사홀(336)이 형성된다. 따라서 입도 조절판(320)의 나사홀(326)과 고정판(330)의 나사홀(336)을 서로 일치 상태로 입도 고정 나사(560)가 체결될 수 있다.
입도 조절판(320)에는 축 높이 고정부재(550)을 매개로 회전축(510)이 높이 방향으로의 위치가 규제되어 지지된다. 따라서 입도 조절판(320)을 높이조절 나사부(304) 대해 회전시켜 바디(30)에 대해 높이를 조절하면, 분쇄날(10)에서 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 높이가 조절된다. 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 높이 위치 조절은 상술한 바와 같이 경사 절삭 공간부의 크기에 관계되므로, 결국 분쇄물의 입도 즉, 분쇄물의 크기를 조절할 수 있게 된다.
고정판(330) 및 입도 고정 나사(560)은 입도 조절된 위치에 입도 조절판(320)을 고정하기 위해 사용된다.
입도 조절판(320)의 위치를 조절하여 원하는 입도로 분쇄물이 분쇄될 수 있도록 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 위치를 조절한다. 이후, 고정판(330)을 회전시켜 입도 조절판(320)의 나사홀(326)과 고정판(330)의 나사홀(336)을 일치시키고 입도 고정 나사(560)를 체결한다. 입도 고정 나사(560)가 체결되어 조여지면 입도 조절판(320)과 고정판(330)에는 서로 마주보는 방향으로 이동시키는 압력이 가해지는데, 이를 통해 백래쉬가 제거된 정밀한 위치 조정이 가능하게 되고, 설정된 위치로 정확하게 위치하는 고정력을 제공할 수 있다. 입도 고정 나사(560)은 적은 힘으로 조작 가능하므로, 입도 조절판(320) 및 고정판(330)의 서로에 대한 고정 및 이를 통한 외측날(100)에 대한 내측날(200)의 위치 고정 상태가 적은 힘으로 해체되고 조정 될 수 있다. 예컨대, 입도 조절을 위해 추가의 위치 조절이 필요한 경우에, 입도 고정 나사(560)가 입도 조절판(320) 및 고정판(330)에 함께 체결 유지하는 범위에서 입도 고정 나사(560)를 약간 풀면, 입도 조절판(320) 및 고정판(330)이 서로에 대해 당기는 힘이 해제되므로, 입도 조절판(320)을 회전시키면 고정판(330) 역시 함께 회전되면서 입도 조절판(320)의 높이 조절이 가능하고, 이에 따라 내측날(200)의 높이가 조절된다. 높이 조절이 완료된 상태에서 다시 입도 고정 나사(560)를 조여 입도 조절판(320)이 움직이지 않도록 고정할 수 있다.
입도 조절판(320)은 분쇄물의 굵기 조절을 가능하게 하고, 고정판(330) 및 입도 고정 나사(560)는 조절된 고정된 굵기로 고정하는 기능을 한다.
본 발명에 따르면, 이와 같은 분쇄물의 입도 조절 구성은 분쇄날(10)의 청소를 위해 내측날(200)을 외측날(100)로부터 이탈시키는 구성과 분리되어 동작할 수 있다는 점에서 특히 유리하다. 즉, 분쇄날(10)의 청소를 위해 회전축(510)을 입도 조절판(320)에 대해 하측으로 이탈시키는 경우에도 입도 고정 나사(560)를 풀 필요가 없다. 그리고 청소 후에 내측날(200)을 회전축(510)과 함께 다시 상승시켜 회전축(510)을 입도 조절판(320)에 대해 다시 고정하면 입도 조절된 위치인 원 위치로 복귀하므로 입도 조절 상태는 그대로 유지된다. 즉, 청소 후 분쇄물의 입도가 원하는 상태로 되도록 기구를 다시 조작할 필요가 없다. 따라서 안정적으로 분쇄물을 고른 입도로 얻을 수 있다.
본 명세서에서 발명에 따른 수직 롤러형 분쇄날 및 이를 구비한 분쇄기는 원두를 분쇄하는 원두 분쇄기를 예로 하여 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 분쇄 대상물의 분쇄를 위해 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 중공이 형성된 외측날; 및
    상기 외측날의 상기 중공 내부에 회전축에 의해 회전되게 설치되며 중심선과 회전축선이 서로 어긋하게 편심 설치되는 적어도 2개의 편심롤러를 포함하는 내측날을 포함하며,
    상기 편심롤러들은 중심선들이 서로 어긋나게 서로에 대해 편심 설치되는 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편심롤러는 상부에 위치하는 제1 편심롤러와 상기 제1 편심롤러의 하부에 위치하는 제2 편심롤러를 포함하고,
    상기 제1 편심롤러의 외주면과 상기 중공의 내주면 사이의 간격이 가장 좁은 부분보다 상기 제2 편심롤러의 외주면과 상기 중공의 내주면 사이의 간격이 가장 넓은 부분의 간격이 더 넓게 형성되는 것을 특징을 하는 수직 롤러형 분쇄날.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 편심롤러들 중 하부에 설치되는 제2 편심롤러는 상부에 설치되는 제1 편심롤러보다 더 크거나 같은 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각 편심롤러는 상기 회전축과 함께 회전하는 베어링 부분과, 상기 베어링 부분에 회전가능하게 지지되는 링 부분을 포함하며,
    상기 베어링 부분의 회전 시에 상기 링 부분이 비 회전 상태를 유지하면서 상기 링 부분의 외주면과 상기 외측날의 상기 중공의 내주면 사이의 간격이 가변 가능한 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 편심롤러의 외주면 및 상기 중공의 내주면 중 적어도 일측에는 슬립 방지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 슬립 방지부는 상기 편심롤러의 외주면 또는 상기 중공의 내주면에 반경 방향과 교차하는 방향으로 형성된 슬립방지홈인 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외측날은 상기 중공의 내주면 하단에 외측 방향으로 경사지게 아래로 연장된 경사면에 절삭돌기가 형성된 절삭면을 구비하고,
    상기 내측날은, 상기 편심롤러들의 하측에, 외주면에 상기 절삭면에 대응하여 절삭돌기가 형성된 대응 절삭면을 구비하고 중심선과 회전축선이 일치하게 설치되는 절삭날을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 롤러형 분쇄날.
  8. 제7항에 따른 수직 롤러형 분쇄날이 설치되는 중공 형상의 바디;
    상기 내측날에 결합되어 상기 바디의 상측으로 연장된 상기 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부;
    상기 바디의 상측으로 형성되는 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되고, 상기 회전축이 관통하여 지나면서 높이 방향으로 지지되어 상기 회전축 및 상기 회전축에 고정된 상기 내측날의 높이 조절을 가능하게 하며, 표면에 나사홀이 형성된 입도 조절판;
    상기 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되며, 표면에 상기 입도 조절판의 나사홀에 일치가능한 나사홀이 형성된 고정판; 및
    상기 입도 조절판 및 상기 고정판의 나사홀들이 일치된 상태로 상기 나사홀들을 통해 체결되어 상기 입도 조절판 및 상기 고정판이 서로 마주보는 방향으로 힘을 받도록 가압할 수 있는 입도 고정 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
  9. 제7항에 따른 수직 롤러형 분쇄날이 하부로 설치되는 중공 형상의 바디;
    상기 내측날에 결합되어 상기 바디의 상측으로 연장된 상기 회전축 및 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 구동수단을 포함하는 구동부;
    상기 바디의 상측으로 형성되는 높이조절 나사부에 회전가능하게 결합되고, 상기 회전축이 높이 방향으로 지지됨으로써, 상기 높이조절 나사부를 따라 회전시킴에 따라 상기 회전축에 결합된 상기 내측날의 높이 조절이 가능한 입도 조절판; 및
    상기 입도 조절판의 중심부에 형성된 관통홀에 하측 방향으로 끼워져 탈착 가능하게 고정되고 상기 회전축이 관통하여 지나면서 상기 회전축이 높이 방향으로 지지되어 상기 회전축의 높이가 규제되는 축 높이 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 바디의 내주면에는 원주를 따라 내측으로 돌출된 격벽이 더 구비되어, 상기 바디의 내부 공간은 격벽 상부로 분쇄 대상물이 유입되어 저장되는 상부 섹션과, 격벽 하부로 상기 분쇄날의 상기 외측날이 지지되는 하부 섹션으로 구분되고,
    상기 격벽에는 분쇄 대상물의 이동을 허용하는 통공과, 상기 회전축이 관통하여 연장되도록 중심부에 형성된 관통홀이 형성되며, 상기 입도 조절판으로부터 상기 축 높이 고정부재가 분리되어 하강되는 경우 상기 축 높이 고정부재 및 상기 내측날이 고정된 상기 회전축은 상기 관통홀 주변의 격벽에 의해 하강 범위가 규제되는 것을 특징으로 하는 분쇄기.
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