옥수수 표엽 제거방법 및 장치{A method and apparatus for removing a corn husk}
도 1은 통상의 옥수수를 나타낸 개략 사시도, 도 2는 본 발명 제거방법을 나타낸 흐름도, 도 3은 본 발명 실시예의 제거장치를 나타낸 요부 평면도, 도 4는 도 3의 요부 개략 측면도, 도 5a 및 도 5b는 파지유니트의 동작도, 도 6은 옥수수 낙하 및 표엽제거부를 나타낸 개략 측면도, 도 7은 회전브러쉬 및 에어노즐을 나타낸 표엽제거부의 요부 측면도이다. * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 10...옥수수 30...턴테이블 40...파지유니트 110...공급부 120...줄기절단부 130...표엽절단부 140...낙하 및 표엽제거부
본 발명은 옥수수 표엽 제거방법 및 장치에 관한 것으로써, 특히 옥수수알의 손상을 방지하면서 표엽제거를 위한 작업생산성을 향상시킬 수 있도록 한 옥수수 표엽 제거방법 및 장치에 관한 것이다. 도 1에서와 같이, 옥수수(10)는 줄기(11)로부터 연장된 뼈대 둘레에 옥수수알(13)이 성장되어 있고, 그 둘레에 털(14)과 함께 표엽(表葉;12)이 감싸져 있다. 이와 같은 옥수수는 수확하여 표엽(12)과 털(14)을 제거하고 옥수수알(13)을 분리하여 식용 또는 사료용으로서 이용하게 된다. 그러나 다량의 옥수수로부터 표엽(12) 및 털(14)을 수작업으로 제거하는 경우, 인건비가 상승되고 생산능률이 저하되는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해서 한국 실용신안공개번호 제1999-0000001호에는 옥수수 박피 및 탈곡기가 개시되어 있는 바, 이는 회전되는 한쌍의 박피로울러에 옥수수를 탑재하여서 표엽을 제거하는 것으로써 구체적으로 표엽제거 작동에 관하여는 언급하고 있지 않다. 그러나 이와 같은 박피기는 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째, 옥수수의 표엽이 박피로울러와 접촉되면서 박피되는 구조를 가짐으로써, 옥수수알이 손상되어 상품성이 저하되는 문제점이 있다. 둘째, 박피로울러와의 접촉에 의해서 표엽이 제거될때 표엽의 하단부가 찢어지면서 박피되게 되므로, 이후 옥수수알 분리 공정에서 잔류하는 표엽이 옥수수알과 썩이게 되어 표엽을 재분리하여야 하는 후공정이 요구된다. 세째, 박피로울러에 올려진 옥수수의 표엽이 제거된 후에 다른 옥수수를 올 려 놓아야 하므로, 생산성 향상에는 한계가 있다. 네째, 표엽과 함께 털을 제거하여야 하는 바, 상기와 같은 종래의 박피기로는 옥수수털을 제거하기 곤란하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 다음과 같은 목적을 가진다. 첫째, 옥수수알의 손상없이 표엽을 제거할 수 있도록 한 옥수수 표엽의 제거방법 및 이의 제거장치를 제공하는 데 있다. 둘째, 표엽의 하단부가 옥수수 뼈대로부터 깨끗하게 제거될 수 있도록 한 옥수수 표엽의 제거방법 및 이의 제거장치를 제공하는 데 있다. 세째, 표엽제거를 위한 옥수수의 공급주기를 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 옥수수 표엽의 제거방법 및 이의 제거장치를 제공하는 데 있다. 네째, 표엽과 함께 옥수수털을 깨끗하게 제거할 수 있도록 한 옥수수 표엽의 제거방법 및 이의 제거장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은 줄기로부터 연장된 뼈대 둘레에 옥수수알이 성장되어 있고, 그 둘레에 털과 함께 표엽(表葉)이 감싸져 있는 옥수수로부터 표엽을 제거하는 옥수수 표엽제거방법에 있어서, 상기 옥수수 뼈대에 근접하여 줄기를 절단하는 단계와, 상기 옥수수뼈대에 감싸져 있는 표엽의 하단부를 칼날을 이용하여 절단하는 단계와, 상기 옥수수에 에어를 분사하여 절단된 표엽 및 털을 제거하는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 한다. 한편, 상기 목적을 달성하는 본 발명은 줄기로부터 연장된 뼈대 둘레에 옥수수알이 성장되어 있고, 그 둘레에 털과 함께 표엽(表葉)이 감싸져 있는 옥수수로부터 표엽을 제거하는 옥수수 표엽 제거장치에 있어서, 회전축을 중심으로 회전되는 턴테이블과, 상기 턴테이블에 일정간격으로 마련되며 상기 옥수수의 줄기부분이 하부를 향하도록 세워서 착탈가능하게 파지하는 복수의 파지유니트와, 상기 턴테이블의 하부에 위치하며 상기 줄기를 절단하는 줄기절단수단과, 상기 절단수단에 인접하여 마련되며 상기 줄기가 절단된 옥수수의 표엽 하단부를 칼날을 이용하여 절단하는 표엽절단수단과, 상기 표엽하단부가 절단된 옥수수를 파지유니트로부터 낙하시키는 낙하수단과, 상기 낙하된 옥수수에 에어를 분사시키는 에어분사노즐을 포함하여 된 것을 특징으로 한다. 상기 파지유니트는 상호 일정간격 유지되어 고정된 제1,2고정블럭과, 상기 제1,2고정블럭에 대하여 이동가능하게 마련되는 제1,2이동블럭과, 상기 제1,2이동블럭이 상호 탄력적으로 접하도록 제1,2고정블럭과 제1,2이동블럭 사이에 마련되는 스프링을 구비하여서, 상기 제1,2이동블럭 사이에 옥수수가 탄력적으로 파지되도록 된 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명 표엽제거장치에 있어서, 상기 줄기절단수단은 제1모터에 의해 서 회전되는 원형의 제1커팅날을 구비하여서, 상기 제1커팅날이 회전되면서 줄기를 절단하도록 하고, 상기 표엽절단수단은 제2모터에 의해서 회전되는 적어도 하나의 원호형의 제2커팅날을 구비하여서, 상기 제2커팅날이 회전되면서 상기 표엽의 하단부를 절단하도록 된 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 낙하수단은 상기 턴테이블의 상부에 위치되어 상하로 출몰되는 실린더로드를 가지는 작동실린더를 구비하여서, 상기 실린더로드가 상기 옥수수의 상단부를 가압하여 상기 옥수수를 상기 제1,2이동블럭으로부터 분리되도록 한 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명 표엽제거장치는 상기 옥수수의 낙하 위치에 마련되어 낙하되는 옥수수를 안착시키는 한쌍의 회전브러쉬와, 상기 회전브러쉬를 회전구동시키는 제3모터를 구비하여 된 것을 특징으로 한다. 상기 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 옥수수의 표엽 하단부를 절단하고 에어를 분사하여 표엽을 제거함으로써 옥수수알의 손상없이 표엽을 제거할 수 있고, 표엽 하단부를 제2커팅날로 절단함으로써 표엽의 하단부가 옥수수 뼈대로부터 깨끗하게 제거될 수 있으며, 복수의 파지유니트를 채용하여서 연속적인 옥수수 공급을 가능하게 하며, 회전브러쉬에 의해서 표엽과 함께 옥수수털을 깨끗하게 제거할 수 있게 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명 실시예의 옥수수 표엽 제거방법 및 장치는 옥수수를 연속적으로 공급하면서 옥수수알의 손상없이 표엽 및 털을 제거시킬 수 있도록 한다. 도 1에 도시된 옥수수(10)는 상술한 바와 같이, 줄기(11)로부터 연장된 뼈대 둘레에 옥수수알(13)이 성장되어 있고, 그 둘레에 털(14)과 함께 표엽(表葉;12)이 감싸져 있다. 이와 같은 옥수수(10)로부터 표엽(12) 및 털(14)을 제거하는 방법은 다음과 같다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저, 옥수수(10)를 작업위치로 공급하고, 옥수수 뼈대에 근접하여 줄기(11)를 절단한 다음, 상기 옥수수뼈대에 감싸져 있는 표엽(12)의 하단부(12a)를 칼날을 이용하여 절단한다. 이때 표엽(12)의 하단부(12a)는 칼날에 의해서 칼집이 형성되는 정도로도 가능하다. 이어서, 상기 옥수수에 고압의 에어를 분사하여 절단된 표엽(12) 및 털(14)을 제거한다. 이와 같은 표엽(12)의 제거방법은 표엽(12)의 하단부(12a)를 절단한 다음 고압의 에어로 분사하여 표엽(12) 및 털(14)을 제거시키므로 옥수수 알을 손상시키지 아니하고 표엽(12)을 제거할 수 있게 하며, 표엽(12)의 하단부(12a)를 절단 혹은 칼집을 형성한 다음 표엽(12)을 에어분사로 제거하므로 표엽(12)의 절단부위를 깨끗하게 마무리하면서 제거할 수 있게 한다. 이와 같은 옥수수 표엽 제거방법을 실현하기 적합한 옥수수 표엽제거장치를 이하 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 3 내지 도 5 및 도 7을 참조하면, 이 표엽제거장치는 회전축(31)을 중심으로 회전되는 턴테이블(30)과, 상기 턴테이블(30)에 일정간격으로 마련되며 상기 옥수수(10)의 줄기(11)부분이 하부를 향하도록 세워서 착탈가능하게 파지하는 복수의 파지유니트(40)와, 상기 턴테이블(30)의 하부에 위치하며 상기 줄기(11)를 절단하는 줄기절단수단과, 상기 절단수단에 인접하여 마련되며 상기 줄기(11)가 절단된 옥수수의 표엽 하단부(12a)를 칼날을 이용하여 절단하는 표엽절단수단과, 상기 표엽하단부(12a)가 절단된 옥수수를 파지유니트(40)로부터 낙하시키는 낙하수단과, 상기 낙하된 옥수수에 에어를 분사시키는 에어분사노즐(90)을 구비한다. 이와 같은 표엽제거장치는 옥수수(10)를 공급하는 공급부(110), 공급된 옥수수(10)의 줄기(11)를 절단하는 줄기절단부(120), 옥수수 표엽(12)의 하단부(12a)에 칼집을 내거나 절단하는 표엽절단부(130) 및 옥수수를 파지유니트(40)로부터 낙하시키고 고압의 에어를 분사하여 표엽(12) 및 털(14)을 제거하는 낙하 및 표엽제거부(140)가 원주방향으로 일정간격으로 마련되어서 연속적인 옥수수 표엽제거가 이루어지도록 구성되어 있다. 상기 복수의 파지유니트(40)는 동일한 구조를 가지고 턴테이블(30)의 저면에 고정설치되며, 각 파지유니트(40)가 위치하는 턴테이블(30)에는 옥수수(10)를 통과하여 각 파지유니트(40)에 결합하기 위한 관통공(미도시)이 형성되어 있다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 파지유니트(40)는 상호 일정간격 유지되어 고정된 제1,2고정블럭(41)(42)과, 상기 제1,2고정블럭(41)(42)에 대하여 이동가능 하게 마련되는 제1,2이동블럭(43)(44)과, 상기 제1,2이동블럭(43)(44)이 상호 탄력적으로 접하도록 제1,2고정블럭(41)(42)과 제1,2이동블럭(43)(44) 사이에 마련되는 스프링(45)(46)을 구비하여서, 상기 제1,2이동블럭(43)(44) 사이에 굵기가 다른 옥수수(10)가 탄력적으로 파지되도록 되어 있다. 제1,2고정블럭(41)(42)은 가이드레일(48a)(48b)의 임의위치에 옥수수(10)의 굵에 따라 적정하게 고정되며, 제1,2고정블럭(41)(42) 사이에는 예압스프링(47)에 의해서 외부 충격이나 진동에도 불구하고 일정간격 유지될 수 있도록 되어 있다. 상기 옥수수 공급부(110)에는 턴테이블(30)의 하부에 상하 이동가능한 환형의 안착대(50)(도 4참조)가 마련되어서, 작업자의 수작업에 의해서 제1,2이동블럭(43)(44) 사이에 꽂아지는 옥수수의 하단부가 안착될 수 있도록 되어 있다. 상기 안착대(50)는 실린더(미도시)에 의해서 승강작동되며, 옥수수(10)가 공급되어 안착된 후에는 실린더의 작동으로 하강되며, 이때 옥수수(10)는 제1,2이동블럭(43))(44) 사이에 스프링(45)(46)에 의해서 파지된 상태를 유지할 수 있게 된다. 이와 같은 공급부(110)는 안착대(50)에 의해서 공급된 옥수수(10)의 하단부 높이가 일정하도록 하여, 이후 단계인 줄기절단부(120)에서 줄기(11)가 동일위치에서 절단될 수 있도록 한다. 도 4를 참조하면, 상기 줄기절단수단은 턴테이블(30)의 하부에 제1모터(60)에 의해서 회전되는 원형의 제1커팅날(61)을 구비하여서, 상기 제1커팅날(61)이 회전되면서 줄기(11)를 절단하도록 하였다. 제1커팅날(61)은 가장자리에 톱니형 날이 형성되어 있다. 제1커팅날(61) 및 제1모터(60)는 줄기(11)를 절달할 수 있도록 이동수단에 의해서 좌에서 우로 이동될 수 있도록 할 수 있다. 이동수단의 일예로는 회전되는 피니언(미도시)에 맞물려 수평이동하는 랙부재(미도시)에 제1커팅날(61) 및 제1모터(60)를 탑재하여서 수평이송시킬 수 있다. 또한, 도 4를 참조하면, 상기 표엽절단수단은 제2모터(70)에 의해서 회전되는 원호형의 제2커팅날(71)을 구비하여서, 상기 제2커팅날(71)이 회전되면서 상기 표엽(12)의 하단부(12a)를 절단하도록 한다. 상기 제2커팅날(71)은 실린더(미도시)에 의해서 상하 이동가능하며, 줄기(11)가 절단된 옥수수(10)가 표엽절단부(130)에 위치하게 될때 제2커팅날(71)이 하부에서 상부로 상승되면서 표엽(12)의 하단부(12a)에 진입되어 칼집을 내고 회전되어 표엽(12)을 절단하게 된다. 이때 옥수수(10)는 전체적으로 제1,2이동블럭(43)(44)에 파지된 상태이므로 절단된 표엽(12)은 낙하되지 아니한다. 표엽(12)의 하단부(12a)가 절단된 옥수수(10)를 파지유니트(40)로부터 하방으로 낙하시키는 상기 낙하수단은 도 6에서와 같이 상기 턴테이블(30)의 상부에 위치되어 상하로 출몰되는 실린더로드(81)를 가지는 작동실린더(80)를 구비한다. 이 낙하수단은 상기 실린더로드(81)가 상기 옥수수(10)의 상단부를 가압하여 상기 옥수수를 상기 제1,2이동블럭(43)(44)으로부터 분리시킨다. 이때 제1,2이동블럭(43)(44)은 실린더로드(81)의 가압에 의해서 스프링(45)(46)을 압축시키면서 벌어지게 되어 옥수수를 낙하시킬 수 있게 된다. 한편, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 옥수수(10)의 낙하 위치에는 낙하되는 옥수수를 안착시키는 한쌍의 회전브러쉬(180)와, 상기 회전브러쉬(180)를 회전구동시키는 제3모터(181)와, 회전브러쉬(180)에 놓인 옥수수를 향하여 고압의 에어를 분사시키는 에어노즐(90)이 구비되어 있다. 상기와 같은 구성을 가지는 옥수수 표엽 제거장치는 다음과 같이 작동된다. 턴테이블(30)은 구동모터(미도시)에 의해서 회전축(31)을 중심으로 간헐적으로 회전되며, 작업자는 공급부(110)에 위치하는 파지유니트(40)의 제1,2이동블럭(43)(44)에 옥수수(10)을 세워 넣는다. 이때 옥수수(10)의 줄기(11)부분이 아래에 위치하도록 하며, 옥수수(10)를 파지유니트(40)에 공급시킬때 옥수수(10)의 하단부가 턴테이블(40)의 하부에 위치한 안착대(50)에 안착될때까지 공급시켜서 동일높이로 공급되게 한다. 안착대(50)에 옥수수(10)가 안착된 후에는 안착대(50)는 실린더(미도시)에 의해서 하강되고, 옥수수(10)를 파지한 파지유니트(40)는 줄기절단부(120)위치로 이동되게 되며, 공급부(110)으로 이동된 다른 파지유니트(40)에 상기와 같은 방법으로 새로운 옥수수(10)가 공급된다. 줄기절단부(120)위치로 이동된 옥수수(10)는 제1모터(60)로 회전되는 제1커팅날(61)에 의해서 줄기(11)가 절단되게 된다. 이때 제1커팅날(61)은 상기 랙부재와 같은 이동수단에 의해서 수평이동되면서 줄기(11)를 절단시키게 된다. 줄기(11)가 절단된 파지유니트(40)는 턴테이블(40)의 회전으로 표엽절단부(130)위치로 이동되게 되며, 제2모터(70)로 회전되는 제2커팅날(71)이 실린더(미 도시)의 작동으로 상승되면서 표엽 하단부(12a)에 진입되어 칼집을 내면서 절단시킨다. 하단부(12a)가 절단된 표엽(12)은 파지유니트(40)에 파지된 상태이므로 옥수수 몸체로부터 분리되지 아니한다. 표엽 하단부(12a)가 절단된 옥수수를 파지한 파지유니트(40)가 낙하 및 표엽제거부(140)위치로 이동되게 되면, 도 6에서와 같이, 실린더로드(81)의 하강으로 옥수수(10)의 상단부를 가압하여 턴테이블(30)하부로 옥수수를 낙하시킨다. 낙하되는 옥수수는 경사가이드(95)에 안내되어 회전브러쉬(180)에 안착되게 되고, 제3모터(181)에 의해서 회전브러쉬(180)가 회전되면서 에어노즐(90)로부터 고압의 에어가 분사되어 털(14) 및 표엽(12)이 분리 제거된다. 이때 털(14)은 회전브러쉬(180)에 의해서 고압의 에어와 함께 원할하게 분리 제거되며, 옥수수알의 손상없이 털(14)과 표엽(12)이 제거된다. 상기와 같은 본 발명은 상기 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 상기 실시예에 한정되지 아니하고 많은 변형을 가하여 실시될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은 다음과 같은 이점을 가진다. 첫째, 일차적으로 표엽의 하단부를 절단시킨 다음 고압의 에어 분사로 털 및 표엽(12)을 제거하게 되므로 옥수수알의 손상을 방지하여 양질의 옥수수알 생산을 가능하게 한다. 둘째, 표엽의 하단부를 제2커팅날로 절단시킨 후 표엽을 제거하게 되므로, 이후 옥수수알 분리 공정에서 잔류하는 표엽과의 혼합을 방지하여 생산능률을 향상 시킨다. 세째, 복수의 파지유니트를 턴테이블에 구비함으로써 옥수수의 공급을 연속적으로 가능하게 하므로 생산성을 향상시킬 수 있다. 네째, 회전브러쉬에 표엽 하단부가 절단된 옥수수를 안착하여 고압의 에어를 함께 분사시킴으로써, 표엽과 함께 옥수수털을 깨끗하게 제거할 수 있게 한다. |
