JP2020110149A - 液体または半液体食品を製造するための機械の撹拌装置 - Google Patents

液体または半液体食品を製造するための機械の撹拌装置 Download PDF

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Abstract

【課題】アイスクリームなどの液体および半液体製品を製造するための機械用の、より安価であり且つ異なるサイズの処理容器に容易に適合可能である撹拌装置の提供。【解決手段】液体または半液体食品を製造するための機械用の撹拌装置であって、機械は液体または半液体製品を処理するための容器を備え、撹拌装置は、使用時に容器内に取り付けられて容器内の液体または半液体製品を撹拌し、撹拌装置は、中央取り付け要素１３と、容器内に回転可能に取り付けられ且つ中央取り付け要素１３に固定された外部混合構造１２と、少なくとも部分的に螺旋形状を有し且つ中央取り付け要素１３に固定されている少なくとも１つの掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃとを備える撹拌装置。【選択図】図２

Description

本発明は、周知の液体または半液体食品を処理して分配するための、特に、これにより一般性を損なうものではないが、シャーベット、アイスクリーム、ソフトサーブアイスクリームなどの製造のための機械用の撹拌装置に関する。
より具体的には、本発明は、この種の液体または半液体食品を製造するための前述の機械に搭載されるように設計された撹拌機に関する。
先行技術において、液体および半液体製品、特にアイスクリーム、冷凍デザートクリームなどを製造して分配するための機械が知られている。機械には、液体または半液体製品の処理のために使用される容器が装備されており、当該容器は、一般に、容器自体の周りに作られた少なくとも１つの熱交換器を含む熱処理システムに関連付けられる。
簡単にするために、以下では、必ずしもそうではないが、場合によって、製造された製品を分配する手段も備えるアイスクリーム機械に言及するが、それにより本発明の範囲をこの特定の例に限定するものではない。
知られているように、アイスクリーム機械では、製品を作るために必要な基本材料が混合用の容器に入れられ、混合物はポンプによって処理容器に移される。
本発明は、処理容器内に取り付けられた撹拌装置に関する。
撹拌装置は、高品質の製品を得るために基本的に重要である。
先行技術の機械では、装置は、放射状ブレードを備え且つその回転軸が処理容器の長手方向の延長部に平行になるように取り付けられた回転要素を含む。
撹拌機は、容器の内面を擦る。
あらゆる容器の長さに対応する長さの撹拌要素が必要であることは明らかである。
先行技術の撹拌装置の別の欠点は、撹拌要素が時間とともに摩耗する傾向があり、交換しなければならないことである。
この作業は、機械の一部を解体することを意味するため複雑であり且つ高コストである。多くの時間と部品自体のコストを必要とするためである。
本発明の目的は、新しい設計の撹拌装置であって、より安価であり且つ異なるサイズの処理容器に容易に適合可能である撹拌装置を提供することである。
本発明の別の目的は、掻き取り部品が摩耗したときに交換が容易であり、したがって液体または半液体製品を製造するための機械の、フルサービスへの復元に伴う時間と費用を削減する撹拌装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、生産および保守コストに悪影響を与えることなく、これらの目的を簡単且つ効果的な方法で達成することを可能にする技術的解決策を提供することである。
最後に、本発明は、本発明に従って作られた撹拌装置を組み込んだ、液体または半液体製品を製造するための機械を提供することを目的とする。
本発明によれば、これらの目的は、液体または半液体食品を製造するための機械であって、添付の特許請求の範囲の請求項の１つ以上に記載の技術的特徴を含む機械によって達成される。
本発明の特徴は、上記の目的に関して、添付の特許請求の範囲に明確に記載されており、その利点は、例として本発明の好ましい非限定的な実施形態を示す添付図面を参照した以下の詳細な説明からより明らかになる。
例えばアイスクリームなどの液体および半液体製品を製造および分配するための機械であって、例示的な実施形態における本開示の対象を組み込むことができる機械を概略的に示す。 本発明の撹拌装置の分解図を示す。 装置の２つの先端をより良く示すために、組み立てられたとき、２つの異なる角度から見た本発明の撹拌装置を示す。 本発明の撹拌装置の中央取り付け要素を示す。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、互いに分離された、図５の一部の構成要素を示す。 本発明の撹拌装置の外部混合構造を示す。 図５の中央支持構造によって図７の外部混合構造に関連付けられることになる掻き取り要素を示す。
図１を参照すると、番号１は、液体または半液体食品、具体的にはアイスクリーム、シャーベット、冷凍デザートクリームなどの生産に使用される機械を示す。
簡単にするために、以下の説明はアイスクリームの製造のみに言及するが、これは決して本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことが理解される。
図１では、機械全体が概略的に表されており、本発明を理解するために役立つ、機械の外側ケーシング１１（フレーム１１）およびその基本部品の一部のみを示すが、この図は例示的な実施形態を指し、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことが理解される。
図１に、撹拌機が概略的に示される。
図１の機械は、制御ユニット１０も備える。
基本的にバッチ冷凍プロセス（冷却と同時撹拌）を構成する、容器２内の液体または半液体ベース製品を処理することにより、最終製品としてアイスクリームを得ることができる。
この目的のために、容器２は、液体または半液体ベース製品で構成される混合物を撹拌するための、駆動手段４によって駆動される撹拌装置３を内部に備える。より詳細に見ると、駆動手段４は、そのロータが撹拌装置３に直接接続されている電気モータを含む。
したがって、撹拌装置３は、モータ４のロータにより回転駆動される。
図示された例示的な実施形態では、モータの回転軸と撹拌装置３の回転軸は互いに接続され且つ同軸であるが、モータと撹拌装置３との間の異なる構成も考えられる。
機械１の説明を続けると、処理容器２に関連付けられた熱交換器６に接続された冷凍システム５が提供される。
冷凍システムの機能は、容器２内の液体または半液体ベース製品で構成される混合物を、凍結するまで、同時に撹拌しながら冷却することである。
冷凍システムは、例えば、さらなる熱交換器４０、１つ以上のバルブ８、および冷媒流体をシステム５を通して循環させるコンプレッサ９を含む。これらの構成要素は、詳細ではなく概略的に示される。
冷凍システム５はまた、熱交換流体のパラメータ（例えば、温度または圧力）を検出するように構成されたセンサ７を備えてもよい。好ましくは、センサ７は制御ユニット１０に接続される。
システム５が接続される熱交換器６は、容器２の外側表面の周りに巻かれ且つ冷凍システム５に接続されるダクトから構成されてもよい。
冷凍システム５は、熱交換流体を含む。
最終製品は、レバー３５を操作することにより測定量のアイスクリームを引き出すことができる、ディスペンサ３４を含む分配手段３４、３５を通して、消費するために分配することができる。
すべては、駆動手段４の、すなわちモータの動作を調整する制御ユニット１０によって制御され、撹拌機３の回転方向および種々の動作速度を決定する。
本発明によれば、機械１の撹拌装置３は、中央取り付け要素１３によって容器２内に回転可能に取り付けられた外部混合構造１２を備える。
中央取り付け要素１３は、処理容器２の後壁３６に回転可能に接続されている。
外部混合構造１２は、中央取り付け要素１３に固定されている。
後壁３６の外側に残る取り付け要素１３の部分は、撹拌装置３を駆動できるように、直接または間接的にモータ４のロータに接続されている。
より詳細に見ると、中央取り付け構造１３はシャフト１６（図２および５）を含み、シャフト１６はその長さの大部分、またはその一部の区間だけでも角柱断面（prismatic cross section）（図６（ｂ））を有する。
シャフト１６の第１端、ここで説明する（非限定的な）例では、容器２の外側に残る部分は、外部混合構造１２の第１の先端２２Ａに作られた第１孔２６Ａを通る（図２および４）。
外部混合構造１２の第１の先端２２Ａは、一連の突起２７を支える第１の穿孔板２６を含む。
星形要素２８（図６（ｃ））はシャフト１６に固定されている。
星形要素２８は、モータ４によって付与された回転運動を外部混合構造１２のシャフト１６に伝達するために一連の突起２７と係合する。
一方、シャフト１６の第１端とは反対側の第２端は、外部混合構造１２の第２の先端２３Ａに作られた第２孔２９Ａを通る（図２および３）。
外部混合構造１２の第２の先端２３Ａは、必要に応じて断面を丸くすることができる１つまたは複数のセグメント３７、３８（図７）によって第１の穿孔板２６に接合される第２の穿孔板２９を備える。
セグメント３７、３８の周囲に延在する少なくとも１つの螺旋要素３３があり、当該螺旋要素３３は、外部混合構造１２が回転するときに容器２内の液体または半液体製品の移動および撹拌を促進するように適合されている。
したがって、外部混合構造１２は、ほぼ理想的な円筒形状を有する。
シャフトに固定されたショルダーリング３０が星形要素２８を第１の穿孔板２６に押し付け、それによって星形要素２８の放射状アームが第１の穿孔板２６の突起２７と係合するまで、シャフト１６の第２端は、回転中にシャフト１６に拘束されるままの星形要素２８、第１の穿孔板２６の第１孔２６Ａ、次いで第２の穿孔板２９の第２孔２９Ａに挿入される。
次に、シャフト１６の第２端は、以下により詳細に説明されるように、第２の穿孔板２９に固定される。
シャフト１６が第１の穿孔板２６の第１孔２６Ａおよび第２の穿孔板２９の第２孔２９Ａに挿入されている間、掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃはシャフト１６に固定され、したがって第１の穿孔板２６と第２の穿孔板２９との間に位置決めされたままである。
掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、角柱結合（prismatic coupling）により、その角柱断面でシャフト１６に取り外し可能に接続される。
ここで説明する例示的な実施形態では、３つの掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃがあるが、容器２の長さに応じて、および、したがって撹拌装置３の長さに応じて、例えば２つまたは４つなど、異なる数の掻き取り要素が考えられることに留意されたい。
各掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、図２および図８に明確に示されるように、少なくとも部分的に螺旋形状を有し、且つ多角形の内部断面がシャフト１６の角柱断面と一致する管状部分１７を含む。
この形状の一致により、掻き取り要素を角柱結合によってシャフト１６に接続することができ、したがってそれらの間に回転拘束が形成される。
容器２の内面を擦るように設計された螺旋区間１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、管状部分１７に固定されている（管状部分１７と一体に形成されている）。
図面から明らかに推測されるように、各管状部分１７は、その一方の先端（端部）の縁に少なくとも１つの突起１９と、管状部分１７の他端（端部）に少なくとも１つの切り込み２０とを有する。
切り込み２０の断面および位置は、隣接する掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの対応する先端の縁に沿って位置する突起１９の断面および位置と一致する。
したがって、管状部分１７の突起１９は、隣接する管状部分１７の切り込みにぴったりと挿入され、それによって突起１９を切り込みに接続することを意図している。
このようにして、シャフト１６に沿って並べられた管状部分１７の間に、したがって掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの間に単一の中実構造が作成される。
シャフト１６に沿って掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃをロックおよびコンパクト化するために、図２および６（ａ）に示されるロックおよびコンパクト化手段２１が提供され、シャフトに１６に固定されている最も外側の掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの対向する先端に両側から作用する。
より詳細に見ると、ロックおよびコンパクト化手段２１は、穿孔ディスク２３に固定されたチューブ２５にスライド可能に挿入されるロッド２４によって穿孔ディスク２３に接合された平坦な穿孔要素２２を含む（図６（ａ））。
シャフト１６の第１端は、平坦な要素２２の孔を通過させられ、シャフト１６が第１の穿孔板２６の第１孔２６Ａに挿入されている間、ロッド２４は第１の先端２２Ａの、すなわち、第１の穿孔板２６の側部孔２４Ａに挿入される。
反対側の先端で、チューブ２５は、第２の先端２３Ａの、すなわち第２の穿孔板２９の側部孔２５Ａに挿入され、それによりそれをロッド２４上でスライドさせる。
ショルダーリング３０が外部混合構造１２の第１の先端２２Ａで外側から星形要素２８に当接し、且つ穿孔ディスク２３が第２の先端２３に、すなわち、第２の穿孔板２９に当接すると、穿孔ディスク２３は、穿孔ディスク２３の穴を通り且つシャフト１６の第２端に作られたネジ穴（図示せず）と係合するネジ３１によって、第２孔２９Ａを通るシャフト１６の第２端に固定され、ロックおよびコンパクト化手段２１並びにシャフト１６自体を固定および締め付ける。
掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、外部混合構造１２の第１の先端２２Ａおよび第２の先端２３Ａの間に位置したままであり、互いに且つシャフト１６に回転拘束されている。
ネジ３１を締めるために、穿孔ディスク２３に関連付けられ且つネジ３１の頭部に係合する蝶要素３２がある。
ネジ３１を締めた後、外部混合構造１２、外部混合構造１２を通るシャフト１６、掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、およびロックおよびコンパクト化手段２１によって、単一のアセンブリが形成される。
このアセンブリは、まず、処理容器の様々なサイズに簡単に適応可能である。これは、最も摩耗する部分、つまり掻き取り要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃがモジュール構造になっているためである。
したがって、処理容器の長さ、ひいては撹拌装置の長さに応じて、掻き取り要素を異なる数および異なる組み合わせで取り付けることができる。
これは、生産コストの削減につながる。
さらに、必要に応じて、摩耗した掻き取り部品を１つだけ交換できるため、掻き取り部品の摩耗をより簡単に修復できる。すなわち、固定ネジを外し、外部混合構造をシャフトから引き抜き、交換すべき要素または交換すべき複数の要素を取り外し、差し替え要素または複数の差し替え要素を取り付けるだけで十分である。
この可能性は、液体または半液体製品を製造するための機械をフルサービスに戻すための復元に伴う時間とコストを大幅に削減するため、大きな利点となる。
採用された技術的解決策は単純であるが、効果的且つスマートであり、生産および保守コストに悪影響を与えない。

Claims (12)

  1. 液体または半液体食品を製造するための機械（１）用の撹拌装置（３）であって、前記機械は液体または半液体製品を処理するための容器（２）を備え、前記撹拌装置（３）は、使用時に前記容器（２）内に取り付けられて前記容器（２）内の前記液体または半液体製品を撹拌し、
    前記撹拌装置（３）は、
    中央取り付け要素（１３）と
    前記容器（２）内に回転可能に取り付けられ且つ前記中央取り付け要素（１３）に固定された外部混合構造（１２）と、
    少なくとも部分的に螺旋形状を有し且つ前記中央取り付け要素（１３）に固定されている少なくとも１つの掻き取り要素（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）とを備える撹拌装置。
  2. 前記中央取り付け要素（１３）はシャフト（１６）を備え、前記シャフト（１６）の断面の少なくとも一部が角柱であり、前記シャフト（１６）には前記少なくとも１つの掻き取り要素（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）が前記シャフト（１６）への角柱結合によって取り付けられている、請求項１に記載の撹拌装置。
  3. 前記掻き取り要素（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）は、多角形の内部断面を有し且つ角柱結合によって前記シャフト（１６）に取り付けられるように構成された管状部分（１７）を含み、前記掻き取り要素（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）は、前記容器（２）の内面を擦ることを意図した螺旋区間（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）を含む、請求項２に記載の撹拌装置。
  4. 前記少なくとも１つの管状部分（１７）は、その一端の縁に少なくとも１つの突起（１９）と、前記管状部分（１７）の他端に少なくとも１つの切り込み（２０）とを有し、前記切り込み（２０）は、隣接する掻き取り要素（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）の突起（１９）に結合されるように形作られている、請求項３に記載の撹拌装置。
  5. 少なくとも部分的に螺旋形状を有し且つ順々に前記中央取り付け要素（１３）に固定された複数の掻き取り要素（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）を含む、請求項２から４のいずれか１項に記載の撹拌装置。
  6. 前記シャフト（１６）に固定された最も外側の掻き取り要素（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）に作用するロックおよびコンパクト化手段（２１）を備える、請求項５に記載の撹拌装置。
  7. 前記ロックおよびコンパクト化手段（２１）は、前記シャフト（１６）の第１端が横断し且つ前記外部混合構造（１２）の第１の先端（２２Ａ）で外側から当接可能に適合されるように構成された平坦な穿孔要素（２２）を含み、前記第１端は前記第１の先端（２２Ａ）に作られた第１孔（２６Ａ）を通り、前記平坦な穿孔要素（２２）は穿孔ディスク（２３）に、前記穿孔ディスク（２３）に固定されたチューブ（１５）にスライド可能に挿入され且つ前記第１の先端（２２Ａ）の側部孔を通るロッド（２４）によって接合され、前記穿孔ディスク（２３）は、前記外部混合構造（１２）の、前記第１の先端（２２Ａ）とは反対側の第２の先端（２３Ａ）で外側から当接可能なように適合され、前記チューブ（２５）が前記第２の先端（２３Ａ）自体の側部孔（２５Ａ）を通る一方、前記穿孔ディスク（２３）は前記外部混合構造（１２）の前記第２の先端（２３Ａ）に作られた第２孔（２９Ａ）を通る前記シャフト（１６）の第２端に固定され、前記複数の掻き取り要素（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）は、前記外部混合構造（１２）の前記第１の先端（２２Ａ）と前記第２の先端（２３Ａ）の間に位置する、請求項６に記載の撹拌装置。
  8. 前記外部混合構造（１２）は理想的にはほぼ円筒形であり、前記第１の先端（２２Ａ）は、前記シャフト（１６）の回転運動を前記外部混合構造（１２）に伝達するために、前記シャフト（１６）に固定された星形要素（２８）に係合するように適合された一連の突起（２７）を支持する第１の穿孔板（２６）を含み、前記外部混合構造（１２）の前記第２の先端（２３Ａ）は第２の穿孔板（２９）である、請求項７に記載の撹拌装置。
  9. 前記シャフト（１６）は、その第１端で、組み立てられた構成において、前記星形要素（２８）に対して当接するように且つ前記星形要素（２８）を前記第１の穿孔板（２６）に押し付けるように意図されたショルダーリング（３０）を支持し、その第２端は、前記穿孔ディスク（２３）に関連付けられたネジ（３１）が噛み合うネジ穴を備え、前記コンパクト化手段（２１）および前記シャフト（１６）を固定および締め付ける、請求項８に記載の撹拌装置。
  10. 前記穿孔ディスク（２３）は、前記シャフト（１６）の前記ネジ穴に前記ねじ（３１）を締めるために、前記ネジ（３１）の頭部と係合する蝶要素（３２）と関連付けられる、請求項９に記載の撹拌装置。
  11. 前記外部混合構造（１２）は、第２の先端（２３Ａ）に１つ以上のセグメント（３７、３８）により連結された第１の先端（２２Ａ）を含み、前記外部混合構造（１２）はまた、各先端の間に配置された少なくとも１つの掻き取り要素（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）を含み、少なくとも１つの螺旋要素（３３）が前記セグメント（３７、３８）の周りに延び且つ前記容器（２）内の前記液体または半液体製品の移動および撹拌を促進するように適合されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の撹拌装置。
  12. 液体または半液体食品を製造するための機械（１）であって、
    液体または半液体製品を処理するための容器（２）と、
    前記容器（２）内の前記液体または半液体製品を熱処理するための前記容器（２）に関連付けられた熱交換器（６）を含む冷凍システム（５）と、
    前記容器（２）内に取り付けられ、前記容器（２）内の前記液体または半液体製品を撹拌する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の撹拌装置（３）と、
    前記撹拌装置（３）に接続されて前記容器（２）内の前記液体または半液体製品の撹拌を可能にする駆動手段（４）と、
    前記容器（２）から前記液体または半液体製品を分配するための分配手段（３４、３５）とを備える機械。
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