KR102061959B1 - 정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기 - Google Patents

정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기는 내부공간이 형성되어 있는 본체와, 상기 본체의 내부에 설치되어 있는 타공망과, 상기 본체에 설치되어 타공망의 내부로 곡물 또는 커피원두가 투입되도록 개방되는 투입문과, 상기 타공망의 상부 측 본체에 설치되어 타공망의 내부에 인입된 곡물에서 발생하는 이물질과 가스를 포집하여 본체의 외부로 배출하는 집진기로 구성된 정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기에 관한 것으로, 상기 본체의 내부에는 타공망에 투입된 커피원두 또는 곡물을 초음파로 세척하는 초음파 세척기가 설치되어 있는 것이 특징인 정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 커피원두 및 곡물을 제조하기 전 원료의 세척과 세척 후 원료의 건조를 같은 장치 내의 공간에서 동시에 진행됨으로써 작업이 매우 효율적이고, 또한 공정과정의 단축 및 제조과정의 효율성 등을 이루어 제품의 품질 향상에 기여할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기{Smart factory type ultrasonic washer for coffee and grain of standard capacity}
본 발명은 커피원두(생두) 및 곡물을 제조하기 전 원료의 세척과 세척 후 원료의 건조를 같은 장치 내의 공간에서 동시에 진행하는 정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기에 관한 것이다.
스마트 팩토리(Smart Factory)는 제조공장에 첨단 정보기술(IT)를 접목해 에너지 효율을 높이고 자동화 비중을 높인 공장을 일컫는다.
즉, 설계, 개발, 제조, 유통, 물류 등 생산 전체 과정에 정보통신기술(ICT)를 적용하여 생산성, 품질, 고객만족도 등을 향상시킬 수 있는 지능형 공장이다.
이에, 공장 내 설비와 기기 간에 사물 인터넷(IoT)를 설치하여 실시간 정보를 교환하게 하여 생산성을 증가시키는 동시에 제품위치, 재고량 등을 자동감지하여 인적, 물적, 자원을 절감하는 등 공장의 효율성을 향상시키는 것이다.
이에, 본 발명에서는 곡물 또는 커피원두에 관해 스마트 팩토리를 이용하는 것으로, 곡물 또는 커피원두의 세척에 관한 종래기술로는 등록특허공보 제0804135호에 공기의 유출입이 가능하며 회전가능한 회전통과, 상기 회전통의 외주면에 착설되어 상기 회전통과 함께 회전하며 곡물의 이물질을 제거할 수 있는 브러쉬와, 상기 브러쉬의 외주로 이격되서 고정설치되어 이물질이 배출될 수 있는 망통과, 상기 망통의 외부에 설치되어 상기 망통을 보호하고 상기 망통의 하부로 이물질이 배출될 수 있는 케이스를 포함하는 세척부와, 상기 회전통과 상기 브러쉬가 회전할 수 있도록 동력을 제공하는 구동부와, 상기 케이스의 상면과 연통되게 설치되어 상기 망통 내부에 있는 곡물의 부상력을 유지시키는 배기팬이 구비된 배기부를 포함하며, 상기 배기팬이 작동하면 공기가 상기 회전통의 양단을 통해 유입되어 상기 망통으로 배출된 후 상기 배기팬으로 유출됨으로서 곡물의 부상력이 유지되는 것을 특징으로 하는 곡물세척기가 등록공개되어 있다.
또한 곡물 또는 커피원두의 건조에 관한 종래기술로는 등록특허공보 제0705710호에 곡물이 투입되는 저장실과, 상기 저장실내의 곡물을 하부로 이동시키면서 건조시키는 건조수단과, 1차건조된 상기 곡물을 다시 상기 저장실로 끌어올려 재건조시키는 통상의 순환식 곡물건조기에 있어서, 상기 건조수단은; 일측이 개방되면서 사방면이 타공망으로 형성된 적어도 두개 이상의 중앙송풍실과, 상기 각각의 중앙송풍실의 양옆에 사방면이 타공망으로 형성되면서 상기 저장실내의 곡물이 하부로 통과되는 곡물이동통로와, 상기 곡물이동통로의 외측에 타측이 개방되게 형성된 배풍실과, 상기 배풍실의 개방된 타측에 설치되는 송풍기와, 상기 중앙송풍실에 내장되어 양옆으로 원적외선을 방사하면서 열풍을 배출시키는 원적외선 방사체와, 상기 원적외선 방사체 중 두개당 하나씩으로 외부에 구비되어 열풍을 공급하는 버너 및 열교환기를 포함하며, 상기 원적외선 방사체는 상기 중앙송풍실의 개방된 입구측에서부터 타측으로 연장되는 제1방사체와, 상기 제1방사체의 타단에서 상측으로 만곡되게 굴곡되는 "U"자형상의 방열판과, 상기 방열판의 타단에서 다시 상기 제1방사체의 일측으로 연장되는 제2방사체와, 상기 제2방사체의 일단에 다수의 배기공이 형성된 커버로 이루어지며, 상기 제1방사체 및 제2방사체는 상하로 길쭉한 다이아몬드 형상을 가지면서 표면에 세라믹 도료가 도포됨을 특징으로 하는 원적외선을 이용한 초대형 원적외선 순환식 곡물건조기가 등록공개되어 있다.
그러나 종래의 곡물 또는 커피원두는 각각 세척과 건조를 다른 기기에서 따로 작업을 하여야 하기에 작업의 효율성이 떨어지며, 또한 구조가 복잡하여 기기의 제작이 용이하지 않다는 단점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 세척과 건조를 동일한 기기 내에서 행할 수 있어, 작업의 효율성이 우수하고, 또한 제작이 용이하도록 구조가 단순한 정량의 커피원두 및 곡물용 초음파 세척기를 제공하고자 한다.
본 발명 정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기는 내부공간이 형성되어 있는 본체와, 상기 본체의 내부에 설치되어 있는 타공망과, 상기 본체에 설치되어 타공망의 내부로 곡물 또는 커피원두가 투입되도록 개방되는 투입문과, 상기 타공망의 상부 측 본체에 설치되어 타공망의 내부에 인입된 곡물에서 발생하는 이물질과 가스를 포집하여 본체의 외부로 배출하는 집진기로 구성되되, 상기 본체의 내부에는 타공망에 투입된 커피원두 또는 곡물을 초음파로 세척하는 초음파 세척기가 설치되어 있는 것이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 커피원두 및 곡물을 제조하기 전 원료의 세척과 세척 후 원료의 건조를 같은 장치 내의 공간에서 동시에 진행됨으로써 작업이 매우 효율적이고, 또한 공정과정의 단축 및 제조과정의 효율성 등을 이루어 제품의 품질 향상에 기여할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 커피생두 및 곡물용 초음파 세척기 측면개요도.
도 2는 본 발명 커피생두 및 곡물용 초음파 세척기 정면개요도.
도 3은 본 발명 커피생두 및 곡물용 정선기의 측면개요도.
도 4는 본 발명 커피원두 및 곡물용 정선기의 정면개요도.
도 5는 본 발명 IOT기반의 커피원두 및 곡물용 분배기.
도 6은 본 발명 IOT기반의 커피원두 및 곡물용 분배기의 또 다른 실시에 따른 개요도.
본 발명 정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기는 내부공간이 형성되어 있는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 내부에 설치되어 있는 타공망(140)과, 상기 본체(110)에 설치되어 타공망(140)의 내부로 곡물 또는 커피원두가 투입되도록 개방되는 투입문(150)과, 상기 타공망(140)의 상부 측 본체(110)에 설치되어 타공망(140)의 내부에 인입된 곡물에서 발생하는 이물질과 가스를 포집하여 본체(110)의 외부로 배출하는 집진기(170)로 구성되되, 상기 본체(110)의 내부에는 타공망(140)에 투입된 커피원두 또는 곡물을 초음파로 세척하는 초음파 세척키트(U)가 설치되어 있는 것이 특징이다.
그리고 상기 타공망(140)의 내부에는 타공망(140)의 내주연을 향하여 열풍을 분사하는 복수 개의 열풍분사노즐(180)이 타공망(140)의 내주연을 따라 일정간격 이격되게 돌출하여 설치되어 있는 것이 특징이다.
또한, 상기 타공망(140)의 외부에는 타공망(140)의 내부로 투입된 커피원두 또는 곡물에 묻어 있는 중금속을 분리하기 위해 자석(130)이 장착되어 있는 것이 특징이다.
본 발명 커피원두 및 곡물용 초음파 세척기를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형초음파 세척기 측면개요도, 도 2는 본 발명 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기 정면개요도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명 초음파 세척키트는 내부공간이 형성되어 있는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 내부에 설치되어 있는 타공망(140)과, 상기 본체(110)에 설치되어 타공망(140)의 내부로 곡물 또는 커피생두가 투입되도록 개방되는 투입문(150)과, 상기 타공망(140)의 상부 측 본체(110)에 설치되어 타공망(140)의 내부에 인입된 곡물에서 발생하는 이물질과 가스를 포집하여 본체(110)의 외부로 배출하는 집진기(170)로 구성되어 있되, 상기 본체(110)의 내부에는 타공망(140)에 투입된 커피생두 또는 곡물을 초음파로 세척하는 초음파 세척키트(U)가 설치되어 있는 것이 특징이다.
상기 타공망(140)의 하부 측에는 타공망(140)의 하부로 세척 및 건조된 커피생두(원두)가 배출되도록 개폐수단에 의해 개방되는 배출문(160)으로 구성되는 것이 특징이다.
상기 배출문(160)의 하부에는 배출문(260)이 배출구(111)를 향하도록 지지하는 배출문 지지부재(161)가 설치되어 있다.
상기 타공망(140)은 본체(110)의 내부에 회전가능하도록 설치되는 것으로, 양단보다는 중심부 측으로 갈수록 직경이 크게 형성되는 있되, 경사각은 대략 50°정도가 바람직하다.
그리고 상기 타공망(140)의 내부에는 타공망(140)의 내주연을 향하여 열풍을 분사하는 복수 개의 열풍분사노즐(180)이 타공망(140)의 내주연을 따라 일정간격 이격되게 돌출하여 설치되어 있는 것이 특징이다.
한편, 상기 열풍분사노즐(180)은 정방향으로 열풍을 분사하는 정방향 열풍노즐(181)과, 역방향으로 열풍을 분사하는 역방향 열풍노즐(182)이 교번하여 설치되어 있어, 상기 정방향 열풍노즐(181)과 역방향 열풍노즐(182)을 교번하여 분사함으로써 타공망(140)은 정방향 열풍노즐(181)로부터 열풍이 분사되면 정방향으로 회전하다가 역방향 열풍노즐(182)이 분사되면 역방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 타공망(140)의 외부에는 타공망(140)의 내부로 투입된 커피원두 또는 곡류에 묻어 있는 중금속을 분리하기 위해 자석(130)이 장착되어 있는 것이 특징이다.
상기 자석(130)은 환봉형상의 자석봉을 사용하는 것이 바람직하다.
더욱 상세히 본 발명 초음파 세척기(100)의 동작을 설명하면,
1) 세척단계
본 장치의 타공망(140)에 커피생두 또는 곡물이 투입되면 설정된 시간 동안 일정의 간격으로 배치된 열풍분사노즐을 통해 강풍이 타공망(140) 내의 공간에서 부유하게 되면서 미세먼지를 불어내고. 불어낸 미세먼지는 집진기(170)에 의하여 본체(110)의 외부로 빠져나가게 된다.
이때, 곡물보다 무거운 모래나 이물질은 세척실의 원형 혹은 타공망(140)의 통공을 통하여 하부로 떨어져 모이게 된다.
그 다음은 설정된 시간 동안 고압으로 물을 분사시키는 과정이다.
타공망(140)의 내부로 물을 분사하는 물분사기(도면부호 미도시)는 본체(110)의 내부에 별도로 설치된다.
고압으로 분사되는 물이 커피생두 또는 곡류와 같이 섞이면서 원료를 세척하게 되며, 이때 동시에 초음파 세척키트(U)를 통해 초음파 세척도 진행된다. 또한 집진기(170)를 통한 집진도 전 과정에 걸쳐 진행된다.
2) 건조단계
고압분사 및 초음파 세척과정이 완료되면, 즉시 건조단계로 이어진다. 이때 같은 열풍분사노즐(180)에서 설정된 시간 동안 건조를 위한 열풍이 분사되도록 한다. 세척과정에서 발생된 습기는 열풍과 집진작업으로 제거되면서 투입된 커피생두 또는 곡물은 건조된다.
투입된 커피생두 또는 곡물의 건조상태는 본 초음파 세척기(100)의 모니터에 표시되어, 세척실 내 온도, 습도, 투입된 원료의 무게를 표시하고, 수동 및 자동 작업 설정에 따라 작업자가 건조된 커피생두 또는 곡물은 배출구(111)를 통하여 직접 배출되거나 IOT 제어를 통하여 다음 공정단계의 장치 및 기계(배전, 분쇄 등의 공정과정 등)로 원료를 전송하여 생산공정의 자동화를 구축한다.
다음 공정은 정선기(200)를 통한 정선작업이다.
도 3은 본 발명 커피생두 및 곡물용 정선기의 측면개요도, 도 4는 본 발명 커피원두 및 곡물용 정선기의 정면개요도이다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 정선기(200)는 내부공간이 형성되어 있는 본체(210)와, 상기 본체(210)의 내부에 설치되어 있는 타공망(240)과, 상기 타공망(240)의 상부에 설치되어 타공망(240)의 내부에 인입된 곡물의 정선시 발생되는 이물질과 가스를 포집하여 본체(210)의 외부로 배출하는 집진기(270)와, 상기 본체(210)의 측면 일측에 형성되어 내부로 곡물이 투입되는 투입로(220)와, 상기 투입로(220)에 투입된 곡물에 바람을 통해 타공망(240) 측으로 이송시키는 송풍기(230)와, 상기 투입로(220)의 출구 측에 투입로(220)에서 타공망(240) 측으로만 개방되도록 설치된 투입문(250)과, 상기 타공망(240)의 하부 측에 타공망(240) 내에서 정선이 완료된 곡물이 타공망(240)의 하부로 배출되도록 개방되는 배출문(260)으로 구성되는 것이 특징이다.
상기 배출문(260)의 하부에는 배출문(260)이 배출구(211)를 향하도록 지지하는 배출문 지지부재(261)가 설치되어 있다.
바람직하게는 상기 타공망(240)은 본체(210)의 내부에 회전가능한 구조로 설치되어 있으며, 송풍기(230)는 냉풍기를 사용하도록 한다.
상기 타공망(240)은 내부공간이 형성되어 있되, 복수의 통공이 형성되어 있어 내외부로 공기가 순환할 수 있는 구조로서, 전체 형상은 환형 또는 원통형 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 원통형 형상으로서 양단에 회전축(241)이 형성되어 상기 회전축(241)이 본체(210)의 내부 측면에 결합되어 본체(210)의 내부에서 회전가능하도록 설치되어 있는 것이다.
더욱, 바람직하게는 상기 타공망(140)은 본체(110)의 내부에 회전가능하도록 설치되는 것으로, 양단보다는 중심부 측으로 갈수록 직경이 크게 형성되는 있되, 경사각은 대략 50°정도가 바람직하다.
그리고 상기 본체(210)의 상면에는 타공망(240)의 내부에서 발생하는 정선시 발생하는 이물질과 가스를 포집하여 외부로 배출하는 집진기(270)가 설치되어 있으며, 상기 집진기(270)의 널지 공지된 관용의 수단이기에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 본체(210)의 측면 일측에는 타공망(240)으로 곡물이 투입되도록 투입로(220)가 형성되는 것으로, 상기 투입로(220)는 하향경사지게 형성되어 끝단부가 타공망(240)을 향하고 있는 것을 특징으로 한다.
이에, 본체(210)의 외부에 돌출되어 있는 투입로(220)의 일단의 상면에는 투입로(220)의 내부에 정량의 커피 또는 곡물이 투입되는 호퍼형태의 투입구(221)가 형성되어 있고, 입구의 반대편인 투입문(250) 측에는 타공망(240) 방향으로 개방되는 투입문(250)이 형성되어 있다.
즉, 상기 투입문(250)은 체크밸브 타입으로 일방향으로만 개방되도록 상단이 힌지결합되어 있는 형상이다.
상기 투입로(220)로 입구 측에는 호퍼형태의 투입구(221)가 형성되어 있으며, 상기 호퍼형태의 투입구(211)와 투입로(220) 간에는 곡물의 투입을 제어하는 투입제어판(221-1)이 설치되어 있다.
그리고 상기 투입로(220)의 일단에는 송풍기(230)가 설치되어 투입로(220)의 입구를 통해 투입된 정량의 커피 또는 곡물을 타공망(240) 측으로 이송시키도록 하되, 상기 송풍기(230)에 의해 발생되는 바람의 세기는 투입문(250)을 개방시킬 정도의 세기로 세팅되는 것이 바람직하다.
이에, 송풍기(230)에 의해 투입문(250)이 개방되면 투입로(220)에 있던 커피 또는 곡물이 타공망(240)의 내부로 인입되게 된다.
이때, 상기 송풍기(230)에서는 냉풍이 배출되도록 하여 커피나 곡물의 로스팅과정 시 발생한 열기도 식혀줌으로써 산화방지의 효과뿐만 아니라 로스팅 과정에서 발생한 벤조피렌의 발생도 억제시키는 역할을 하게 된다.
상기 타공망(240)의 내부로 커피원두 또는 곡물이 인입되면 타공망(240)의 내부에 공기를 분사함으로써 이물질이나 가스가 부유되도록 하여 타공망(240)의 상부에 설치되어 있는 집진기(270)로 이물질이나 가스를 본체(210)의 외부로 배출시키도록 한다.
한편, 상기 타공망(240)은 모터와 같은 구동수단에 의해 회전축(241)을 중심축으로 하여 회전시킬 수도 있으며, 또 다르게는 타공망(240)의 내부로 분사되는 공기에 의해 회전시킬 수도 있다.
즉, 상기 타공망(240)의 내부에는 타공망(240)의 내주연을 향하여 공기를 분사하는 복수 개의 분사노즐(280)이 타공망(240)의 내주연을 따라 일정간격 이격되게 돌출하여 설치되어 있다.
이에, 상기 분사노즐(280)로부터 공기가 분사되면, 분사되는 공기는 분사노즐(280)에 공기압을 부가시키게 되고, 이로 인해 타공망(240)이 회전하도록 하였다.
한편, 공기의 분사로 인해 더욱 효율적으로 이물질이나 가스가 부유할 수 있도록 타공망(240)이 정방향과 역방향으로 교번하여 회전할 수 있도록 하였다.
즉, 상기 분사노즐(280)은 정방향으로 공기를 분사하는 정방향 분사노즐(281)과, 정방향의 역방향으로 공기를 분사하는 역방향 분사노즐(282)이 교번하여 설치함으로써, 일정시간 동안은 정방향 분사노즐(281)에서 공기가 분사되도록 하고, 세팅된 시간이 지나면 역방향 분사노즐(282)에서 공기가 분사되도록 하여 타공망(240)이 역방향으로 회전하도록 하였다.
상기 정방향 분사노즐(281)과 역방향 분사노즐(282)에 의해 발생하는 바람도 송풍기(230)와 마찬가지로 냉풍이 발생하도록 하였다.
그리고 상기 타공망(240)의 하부 측에 타공망(240) 내에서 정선이 완료된 곡물이 타공망(240)의 하부로 배출되도록 개폐수단(290)에 의해 개방되는 배출문(260)을 설치하였다.
한편, 상기 배출문(260)의 하부 측 본체(210)의 하면에는 배출구(211)가 형성되어 있다.
상기 배출문(260)을 개방시키는 동력수단은 널리 공지된 관용의 수단이기에 상세한 설명은 생략하였다.
상술한 바에 의해 본 발명 정선기(200)의 구동관계를 상세히 설명하면, 상기 투입로(220)에 정량의 곡물이 투입되면 송풍기(230)의 냉풍(바람)에 의해 곡물이 투입로(220)의 출구 측에 설치된 투입문(250)을 강제로 밀게 되어 타공망(240)의 내부로 인입되고, 상기 타공망(240)에 곡물이 인입되면 정방향 분사노즐(281)과 역방향 분사노즐(282)에 의해 발생하는 냉풍으로 타공망(240)이 회전하여 정선을 하게 되면서 타공망(240)의 상부에 설치된 집진기(270)를 통해 이물질이 포집되어 본체(210)의 외부로 배출되고, 타공망(240) 내에서 정선된 곡물은 타공망(240)의 하부에 설치되어 있는 배출문(260)이 개방되면 상기 배출문(260)을 통해 타공망(240)의 하부로 곡물 또는 커피원두가 배출되고 본체(210)의 하면에 형성된 배출구(211)를 통해 외부로 배출되는 것이 특징이다.
특히, 투입구(221)와 투입로(220) 사이에는 상술한 IOT 기반의 곡물 투입제어판(221-1) 탑재되며, 투입구(221)에 적재된 곡물의 배출을 IOT제어로 통제하여 수동 및 자동으로 투입로(220)의 배출관을 통하여 투입문(250)의 타공망(240) 투입구(221)를 열리게 하여 곡물이 전송되게 된다.
도 5는 본 발명 IOT기반의 커피원두 및 곡물용 분배기이다.
도 5에 도시된 바와 같이 내부로 정선된 커피원두 또는 곡물이 투입되도록 내부공간이 형성되어 있는 저장탱크(310)와, 상기 저장탱크(310)의 내부에 저장탱크(310)의 중심부를 향하여 하향하게 형성되어 있는 경사면(311)과, 상기 경사면(311)의 중심부에 하부로 관통하도록 형성되어 하부로 커피원두 또는 곡물이 투입되는 투입구(312)와, 상기 투입구(312)를 통해 투입된 커피원두 또는 곡물이 임시저장되는 저장소(313)와, 상기 저장소(313)에 임시저장되어 있는 커피원두 또는 곡물이 다음 공정장치인 작업대(320)로 이송되도록 배출시키는 배출문(314)으로 이루어져 있다.
상기 배출문(314)은 복수 개가 저장소(313)의 원주방향을 따라 일정간격 이격되게 배열되어 있고, 상기 다음 공정장치인 작업대(320)는 배출문(314)과 일대일 대응하도록 설치되어 있는 것이 특징이다.
이에, 상기 복수 개로 이루어진 작업대(320) 중 작업이 완료된 것이 인지되면, 작업이 완료된 작업대(320)와 연통되어 있는 배출문(314)이 개방됨으로써 저장소(313)에 임시저장되어 있는 커피원두 또는 곡물이 작업대(320)로 배출되는 것이다.
더욱 상세하게는, 상기 저장소(313)는 작업대(320)로 배출된 커피원두 또는 곡물이 정량으로 보관되는 장소로서 제어부(도면 미도시)에 의해 각각의 배출문(314)을 통해 작업대(320)로 커피원두 또는 곡물이 배출되게 된다.
한편, 상기 본체(310)와 저장소(313) 사이에는 자동개폐기(330)가 설치되어 있으며, 상기 자동개폐기(330)도 제어부에 의해 제어된다.
제어부는 널리 공지되 관용의 수단이기에 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 6은 본 발명 IOT기반의 커피원두 및 곡물용 분배기의 또 다른 실시에 따른 개요도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 저장소(313)의 하단에 하나의 배출문(314)을 장착하되, 상기 배출문(314)의 하부에는 좌우 또는 전후방향으로 길게 레일(370)이 설치되어 있으며, 상기 레일(370)에는 복수 개의 배출통(360)이 안착되어 있다.
상기 배출통(360)은 하면에 바퀴(361)가 장착되어 레일(370)을 따라 이동하는 것으로, 배출통(360)의 개수는 배출통(360)과 작업대(320)가 일대일 대응하도록 작업대(320)의 개수와 동일하게 구성하는 것이 바람직하다.
상기 배출통(360)과 대응하는 작업대(320) 간에는 관용의 연결관으로 서로 연결되어 있다.
이에, 작업대(320)에 놓여진 커피원두 또는 곡물을 치우게 되면, 제어부에 의해 상기 작업대(320)에 대응하는 배출통(360)이 배출문(314)의 하부에 위치하게 되고, 저장소(313)에 적재되어 있는 커피원두 또는 곡물은 배출문(314)을 통해 배출통(360)으로 낙하하게 되고, 상기 배출통(314)에 담겨진 커피원두 또는 곡물은 다시 상기 배출통(314)에 대응하는 작업대(320)로 보내지게 된다.
한편, 상기 저장소(313)에는 무게감지센서(350)가 장착되어 있어, 정량의 커피원두 또는 곡물이 배출통(314)으로 배출되게 된다.
이러한 일련의 과정은 관용의 제어부에 의해 제어된다.
더욱 상세히 설명하면,
장치의 기능구성
.IOT제어를 위한 센스: 온도, 습도, 무게, 타이머, 자동 및 수동 선택 스위치
.기능설정: 원하는 작업의 센스를 활용하여 IOT제어를 통한 스마트 펙토리형 자동화 구축
.모니터작업표시판: 현재 적재된 원료량(무게센스), 최대적재량, 온도 및 습도, 본 장치와 연결된 장치별 작업현황(전송 및 분배량, 현재 작업진행현황: 1번 기계 작업진행, 2번 기계 대기 등 표시), 본 장치와 연결된 장치에 ‘작업을 진행하는가?’를 물어보는 작업허가 기능, 1일 작업목표량(선택형으로 입력받기 기능), 작업자 코드인식 및 데이터화, 기계 가동시간 DB화(1일-주-월-년별), 스마트폰 앱으로 본 장치를 통제 및 관리하는 기능,
.조건설정 및 기능: 최대적재량, 온도, 습도,
.최대적재량 설정: 곡물이 본 보관함의 최대치에 도달할 경우, 전 공정의 센스에 전달하여 전송을 중단하고 전송대기 하도록 함.
.1일 작업량 통계기능: 본 장치와 연결된 장치의 작업량(기계별 전송 및 배출량) 통계
.선택스위치(자동 및 수동): 본 장치와 전후작업단계 간의 진행을 자동 및 수동으로 처리하는 제어로, 필요 시 대기를 원하는 작업에 적용함(예, 유지의 착유는 착유 후, 깻묵을 작업자가 처리해야 하므로 깻묵처리 후, 원료공급을 위한 선택스위치를 선택하여 작업을 할 수 있도록 함
.본 장치의 적재량
기본 100kg 적재 가능한 탱크로 구성하지만, 최대 1톤까지 적재 보관 할 수 있도록 함, 하지만 중요한 것은 적재를 할 수 있는 탱크의 크기가 아니라 IOT기술 기반의 분배기의 기능이다. 따라서 탱크의 크기는 작업환경에 따라서 그 크기를 조율할 수 있다.
장치의 작동원리
본 장치와 전 후 공정단계의 기계 및 장치의 배치:
본 장치와 전 후 공정단계의 기계 및 장치의 배치는 도 5와 같이 본 장치를 중앙에 두고 양쪽으로 각기 다른 공정의 전 후 단계의 공정에 따른 여러 대의 기계 및 장치를 배치시켜서 작업동선을 최소화시키고 작업자의 관리 효율을 높일 수 있도록 한다.
.IOT 제어:
본 장치의 전 공정단계와 본 장치 간의 연동;
본 장치를 가동시키면, 우선 모니터에 입력사항이 요구된다.
.모니터표시기 입력설정요인:
.항상 표시되는 요소:
.본 장치의 최대 적재량(총100kg ∼ 1톤), 현재온도, 곡물온도, 외부습도, 본 장치 내부의 습도
.현재 작업중인 전후 공정기계번호 및 기계별 작업량
.본 장치를 가동할 때 입력할 요소:
.하루 혹은 주어진 시간에 작업할 목표량 입력(예: 8시간 작업, 곡물생산 목표량 310kg)
. 본 장치의 전 공정단계의 기계 및 장치의 1회 작업 가능량입력(예: 1회 5kg)
. 본 장치의 전 공정단계에서 작업할 기계 및 장치의 번호입력(예: 기계1번, 기계 5번 등)
. 본 장치의 다음 공정단계에서 작업할 목표량 입력(예: 7시간 작업, 곡물생산목표량 250kg)
. 본 장치의 다음 공정단계의 기계 및 장치의 1회 작업 가능량입력(예: 1회 3kg)
. 본 장치의 다음 공정단계에서 작업할 기계 및 장치의 번호입력(예: 기계3번, 기계 5번 등)
. 이러한 작업 지시 정보를 입력하면, 장치작동을 위한 선택스위치를 눌려서 IOT제어로 자동화 작업이 진행된다.
세부적인 장치의 가동방법
. 본 장치에 적재 가능한 작업량을 작업자가 설정하면, 그것이 본 장치의 모니터에 표시되고, 본 장치는 작업을 할 전 공정기계 및 장치에 작업지시를 내리고, 작업지시를 받은 기계 및 장치가 목표하는 원료를 공급받아 작업을 하고 본 장치에 전송한다. 이때, 본 장치의 작업량을 설정할 때, 전 공정단계에서 기계 및 장치당 작업 가능한 작업량(kg)을 동시에 설정하여 전 공정의 기계 및 장치가 한 번에 작업 가능한 원료무게를 동시에 설정 입력하도록 한다.. 예) 하루 작업량을 310kg의 원료(곡물)를 본 장치에 설정할 경우, 전 공정단계의 기계당 한번에 작업 가능한 곡물의 무게가 5kg일 때, 5대의 기계를 동시에 가동할 경우, 5대의 기계가 한 번에 작업하는 곡물의 량이 5kg이므로, 한번에 25kg의 작업을 12번 해야 하고, 나머지 10kg의 작업이 남아있으므로, 전 공정의 기계 중 기계1번과 기계2번만 다시 한 번 더 작업하면 총 310kg의 작업이 가능해진다.
. 설정된 작업을 진행함에 있어, 본 장치의 전 공정단계의 기계에서 작업이 완료되면 컨베이어를 통하여 작업된 곡물은 본 장치로 전송된다.
. 설정된 작업량이 모두 완료되면;
. 본 장치는 전 공정단계의 기계 및 장치에 더 이상 작업을 중지하고 기계 및 장치의 전원을 끄게 한다.
. 본 장치는 전공정단계의 기계 및 장치별로 정해진 시간, 즉 하루 간 작업량을 데이터베이스화 한다. 데이터 처리는 각 기계에 탑재된 관련센스 및 기구를 이용한다.
. 작업 중 본 장치의 최대곡물적재량을 초과할 경우, 즉 경고범위(1톤 중 900kg의 곡물이 적재되었을 때)에 곡물이 적재되었을 때, 경고음이 울리고, 본 장치에 탑재된 경고등이 켜진다. 하지만 본 장치는 최대 적재량인 1톤이 적재될 때까지는 작업을 계속하고, 1톤의 적재량이 완료되면 자동으로 전 공정단계의 기계를 관리하여 미리 더 이상의 작업이 진행되지 않도록 제어하고, 작업완료 후, 전 공정단계의 기계를 정치시킨다.
본 발명과 다음 공정 간의 연동
. 본 장치에 다음 생산공정의 목표량과 작업할 기계번호를 작업자가 설정하여 입력하면, 그것이 본 장치의 모니터에 표시되고, 본 장치는 작업을 할 다음 공정기계 및 장치에 작업지시를 내리고, 작업지시를 받은 기계 및 장치가 목표하는 원료를 공급받아 작업을 하고, 그 데이터를 본 장치에 전송하여 빅데이터화 시킨다. 이때, 본 장치에 다음 공정의 작업량을 설정할 때, 다음 공정단계에서 기계 및 장치당 작업 가능한 작업량(kg)을 동시에 입력한다.
. 예) 하루 작업량을 310kg의 원료(곡물)를 본 장치에 설정할 경우, 전 공정단계의 기계당 한번에 작업 가능한 곡물의 무게가 5kg일 때, 5대의 기계를 동시에 가동할 경우, 5대의 기계가 한 번에 작업하는 곡물의 량이 5kg이므로, 한번에 25kg의 작업을 12번 해야 하고, 나머지 10kg의 작업이 남아있으므로, 전 공정의 기계 중 기계1번과 기계2번만 다시 한 번 더 작업하면 총 310kg의 작업이 가능해진다. (전 공정단계의 작업방법이 동일함)
. 본 장치에서 다음 공정단계로 곡물이 전송될 때, 본 장치의 하부에 탑재된 분배기(디스트리뷰터)가 작동한다. IOT 제어로 다음 공정의 기계 및 장치의 연동으로 작동되는 분배기는 본 장치를 가동할 때, 작업자가 설정하여 입력한 작업지시에 따라서 작업을 진행할 다음 공정의 기계 및 장치로 곡물을 전송한다. 분배기는 작업자가 설정한 기계로 곡물을 보내기 위해 본 장치의 하부에 탑재된 분배기 내의 일정한 IOT제어에 의하여 목표량과 작업기계를 통제한다.
. 따라서 분배기는 해당 기계로 곡물을 보내는 모듈의 컨베이어에 곡물을 탑재하여, 작업을 해야할 기계에 곡물을 보내고, 이와 같은 방법으로 여러 대의 기계 및 장치를 관리 통제하고 작업에 따른 빅데이터를 수집한다.
. 전 공정에서와 같이 설정된 작업을 진행함에 있어, 본 장치의 전 공정단계의 기계에서 작업이 완료되면 컨베이어를 통하여 작업된 곡물은 본 장치로 전송된다.
. 본 장치의 분배기에서 다음 공정단계의 기계 및 장치로 곡물을 전송하는 방법은 컨베이어를 활용하는 방법과 본 장치의 탱크높이를 이용하여, 즉 중력의 힘을 이용하여 분배기 보다 낮은 위치에 있는 다음 공정의 기계의 투입구로 곡물을 투입시키는 방법도 가능하다.
. 설정된 작업량이 모두 완료되면;
. 본 장치는 다음 공정단계의 기계 및 장치에 작업을 중지시키고 기계 및 장치의 전원을 끄게 한다.
. 본 장치는 다음 공정단계의 기계 및 장치별로 정해진 시간, 즉 하루 간 작업량을 데이터베이스화 한다. 데이터 처리는 각 기계에 탑재된 관련센스 및 기구를 이용한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 커피원두 및 곡물을 제조하기 전 원료의 세척과 세척 후 원료의 건조를 같은 장치 내의 공간에서 동시에 진행됨으로써 작업이 매우 효율적이고, 또한 공정과정의 단축 및 제조과정의 효율성 등을 이루어 제품의 품질 향상에 기여할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
100. 초음파 세척기
110. 본체 111. 배출구
120. 투입로
130. 자석
140. 타공망 141. 회전축
150. 투입문
160. 배출문 161. 배출문 지지부재
170. 집진기
180. 열풍분사노즐 181. 정방향 열풍노즐 182. 역방향 열풍노즐
190. 경고등
200. 정선기
210. 본체 211. 배출구
220. 투입로 221. 투입구 221-1. 투입제어판
230. 송풍기
240. 타공망 241. 회전축
250. 투입문
260. 배출문 261. 배출문 지지부재
270. 집진기
280. 분사노즐 281. 정방향 분사노즐 282. 역방향 분사노즐
290. 개폐수단
300. 분배기
310. 본체 311. 경사면 312. 투입구
313. 저장소 314. 배출문
320. 작업대
330. 자동개폐기
340. 경고등
350. 무게센서
360. 배출통 361. 바퀴
370. 레일
400. 호퍼 410. 투입제어판
M1, M2, M3. 모니터
U. 초음파 세척키트

Claims (3)

  1. 내부공간이 형성되어 있는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 내부에 설치되어 있는 타공망(140)과, 상기 본체(110)에 설치되어 타공망(140)의 내부로 곡물 또는 커피원두가 투입되도록 개방되는 투입문(150)과, 상기 타공망(140)의 상부 측 본체(110)에 설치되어 타공망(140)의 내부에 인입된 곡물에서 발생하는 이물질과 가스를 포집하여 본체(110)의 외부로 배출하는 집진기(170)로 구성되되,
    상기 본체(110)의 내부에는 타공망(140)에 투입된 커피원두 또는 곡물을 초음파로 세척하는 초음파 세척키트(U)가 설치되어 있는 정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기에 있어서,
    상기 타공망(140)의 하부 측에는 타공망(140)의 하부로 세척 및 건조된 커피생두가 배출되도록 개폐수단에 의해 개방되는 배출문(160)이 설치되며,
    상기 배출문(160)의 하부에는 배출문(160)이 배출구(111)를 향하도록 지지하는 배출문 지지부재(161)가 설치되어 있는 것이며,
    상기 타공망(140)은 본체(110)의 내부에 회전가능하도록 설치되는 것으로, 양단보다는 중심부 측으로 갈수록 직경이 크게 형성되는 것이며,
    상기 타공망(140)의 내부에는 타공망(140)의 내주연을 향하여 열풍을 분사하는 복수 개의 열풍분사노즐(180)이 타공망(140)의 내주연을 따라 일정간격 이격되게 돌출하여 설치되어 있는 것이며,
    상기 열풍분사노즐(180)은 정방향으로 열풍을 분사하는 정방향 열풍노즐(181)과, 역방향으로 열풍을 분사하는 역방향 열풍노즐(182)이 교번하여 설치되어 있어, 상기 정방향 열풍노즐(181)과 역방향 열풍노즐(182)을 교번하여 분사함으로써 타공망(140)은 정방향 열풍노즐(181)로부터 열풍이 분사되면 정방향으로 회전하다가 역방향 열풍노즐(182)이 분사되면 역방향으로 회전하는 것이며,
    상기 타공망(140)의 외부에는 타공망(140)의 내부로 투입된 커피원두 또는 곡물에 묻어 있는 중금속을 분리하기 위해 자석(130)이 장착되어 있는 것이며,
    상기 자석(130)은 환봉형상의 자석봉을 사용하는이며,
    또한, 정선기(200)가 설치되되, 상기 정선기(200)는 내부공간이 형성되어 있는 본체(210)와, 상기 본체(210)의 내부에 설치되어 있는 타공망(240)과, 상기 타공망(240)의 상부에 설치되어 타공망(240)의 내부에 인입된 곡물의 정선시 발생되는 이물질과 가스를 포집하여 본체(210)의 외부로 배출하는 집진기(270)와, 상기 본체(210)의 측면 일측에 형성되어 내부로 곡물이 투입되는 투입로(220)와, 상기 투입로(220)에 투입된 곡물에 바람을 통해 타공망(240) 측으로 이송시키는 송풍기(230)와, 상기 투입로(220)의 출구 측에 투입로(220)에서 타공망(240) 측으로만 개방되도록 설치된 투입문(250)과, 상기 타공망(240)의 하부 측에 타공망(240) 내에서 정선이 완료된 곡물이 타공망(240)의 하부로 배출되도록 개방되는 배출문(260)으로 구성되는 것이며,
    상기 배출문(260)의 하부에는 배출문(260)이 배출구(211)를 향하도록 지지하는 배출문 지지부재(261)가 설치되어 있는 것이며,
    상기 타공망(240)은 본체(210)의 내부에 회전가능한 구조로 설치되어 있으며, 송풍기(230)는 냉풍기를 사용하는 것이며,
    상기 타공망(240)은 내부공간이 형성되어 있되, 복수의 통공이 형성되어 있어 내외부로 공기가 순환할 수 있는 구조로서, 전체 형상은 환형 또는 원통형 형상으로 형성되어 있는 것이며, 원통형 형상으로서 양단에 회전축(241)이 형성되어 상기 회전축(241)이 본체(210)의 내부 측면에 결합되어 본체(210)의 내부에서 회전가능하도록 설치되어 있는 것이며,
    상기 본체(210)의 상면에는 타공망(240)의 내부에서 발생하는 정선시 발생하는 이물질과 가스를 포집하여 외부로 배출하는 집진기(270)가 설치되어 있는 것이며,
    상기 본체(210)의 측면 일측에는 타공망(240)으로 곡물이 투입되도록 투입로(220)가 형성되는 것으로, 상기 투입로(220)는 하향경사지게 형성되어 끝단부가 타공망(240)을 향하고 있어, 본체(210)의 외부에 돌출되어 있는 투입로(220)의 일단의 상면에는 투입로(220)의 내부에 정량의 커피 또는 곡물이 투입되는 호퍼형태의 투입구(221)가 형성되어 있고, 입구의 반대편인 투입문(250) 측에는 타공망(240) 방향으로 개방되는 투입문(250)이 형성되어 있으며, 상기 투입문(250)은 체크밸브 타입으로 일방향으로만 개방되도록 상단이 힌지결합되어 있는 형상인 것이며,
    상기 투입로(220)로 입구 측에는 호퍼형태의 투입구(221)가 형성되어 있으며, 상기 호퍼형태의 투입구(211)와 투입로(220) 간에는 곡물의 투입을 제어하는 투입제어판(221-1)이 설치되어 있고, 상기 투입로(220)의 일단에는 송풍기(230)가 설치되어 투입로(220)의 입구를 통해 투입된 정량의 커피 또는 곡물을 타공망(240) 측으로 이송시키도록 하되, 상기 송풍기(230)에 의해 발생되는 바람의 세기는 투입문(250)을 개방시킬 정도의 세기로 세팅되어, 송풍기(230)에 의해 투입문(250)이 개방되면 투입로(220)에 있던 커피 또는 곡물이 타공망(240)의 내부로 인입되는 것이며,
    상기 송풍기(230)에서는 냉풍이 배출되도록 하여 커피나 곡물의 로스팅과정 시 발생한 열기도 식혀줌으로써 산화방지의 효과뿐만 아니라 로스팅 과정에서 발생한 벤조피렌의 발생도 억제시키는 것이며,
    상기 타공망(240)의 내부로 커피원두 또는 곡물이 인입되면 타공망(240)의 내부에 공기를 분사함으로써 이물질이나 가스가 부유되도록 하여 타공망(240)의 상부에 설치되어 있는 집진기(270)로 이물질이나 가스를 본체(210)의 외부로 배출시키도록 하는 것이며,
    상기 타공망(240)은 모터에 의해 회전축(241)을 중심축으로 하여 회전시킬 수도 있으며, 타공망(240)의 내부로 분사되는 공기에 의해 회전시킬 수도 있는 것이며,
    상기 타공망(240)의 내부에는 타공망(240)의 내주연을 향하여 공기를 분사하는 복수 개의 분사노즐(280)이 타공망(240)의 내주연을 따라 일정간격 이격되게 돌출하여 설치되어 있어, 상기 분사노즐(280)로부터 공기가 분사되면, 분사되는 공기는 분사노즐(280)에 공기압을 부가시키게 되고, 타공망(240)이 회전하도록 하는 것이며,
    공기의 분사로 인해 더욱 효율적으로 이물질이나 가스가 부유할 수 있도록 타공망(240)이 정방향과 역방향으로 교번하여 회전할 수 있도록 하는 것이며,
    상기 분사노즐(280)은 정방향으로 공기를 분사하는 정방향 분사노즐(281)과, 정방향의 역방향으로 공기를 분사하는 역방향 분사노즐(282)이 교번하여 설치함으로써, 일정시간 동안은 정방향 분사노즐(281)에서 공기가 분사되도록 하고, 세팅된 시간이 지나면 역방향 분사노즐(282)에서 공기가 분사되도록 하여 타공망(240)이 역방향으로 회전하도록 하는 것이며,
    상기 정방향 분사노즐(281)과 역방향 분사노즐(282)에 의해 발생하는 바람도 송풍기(230)와 마찬가지로 냉풍이 발생하도록 하였고, 타공망(240)의 하부 측에 타공망(240) 내에서 정선이 완료된 곡물이 타공망(240)의 하부로 배출되도록 개폐수단(290)에 의해 개방되는 배출문(260)을 설치하는 것이며,
    상기 배출문(260)의 하부 측 본체(210)의 하면에는 배출구(211)가 형성되어 있는 것이며,
    또한, 분배기(300)가 설치되되, 상기 분배기(300)는 내부로 정선된 커피원두 또는 곡물이 투입되도록 내부공간이 형성되어 있는 저장탱크(310)와, 상기 저장탱크(310)의 내부에 저장탱크(310)의 중심부를 향하여 하향하게 형성되어 있는 경사면(311)과, 상기 경사면(311)의 중심부에 하부로 관통하도록 형성되어 하부로 커피원두 또는 곡물이 투입되는 투입구(312)와, 상기 투입구(312)를 통해 투입된 커피원두 또는 곡물이 임시저장되는 저장소(313)와, 상기 저장소(313)에 임시저장되어 있는 커피원두 또는 곡물이 다음 공정장치인 작업대(320)로 이송되도록 배출시키는 배출문(314)으로 이루어져 있는 것이며,
    상기 배출문(314)은 복수 개가 저장소(313)의 원주방향을 따라 일정간격 이격되게 배열되어 있고, 다음 공정장치인 작업대(320)는 배출문(314)과 일대일 대응하도록 설치되어 있어, 상기 복수 개로 이루어진 작업대(320) 중 작업이 완료된 것이 인지되면, 작업이 완료된 작업대(320)와 연통되어 있는 배출문(314)이 개방됨으로써 저장소(313)에 임시저장되어 있는 커피원두 또는 곡물이 작업대(320)로 배출되는 것이 특징인 정량의 커피원두 및 곡물용 스마트 팩토리형 초음파 세척기.


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