JP2024009955A - １杯分の冷凍菓子を提供するためのシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】短時間で１杯分の冷凍菓子を提供するシステムであって、冷凍菓子を食べる容器に直接分注されるシステムを提供する。【解決手段】システムは、１杯分の冷凍菓子を提供するための少なくとも１つの原材料を含むポッドを備え、該システムは、ポッドを冷却し、水をポッドへ導入し、同時に、ポッドの少なくとも１つの壁における冷凍菓子の蓄積を防止するためにポッドの少なくとも１つの壁を擦りながらポッドの内容物を攪拌し、そしてポッドから冷凍菓子を排出する。【選択図】なし

Description

係属中の先行特許出願の参照
本願は、
（１）「ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ Ａ ＳＩＮＧＬＥ ＳＥＲＶＩＮＧ ＯＦ Ａ ＦＲＯＺＥＮ ＣＯＮＦＥＣＴＩＯＮ」としてＳｉｇｍａ Ｐｈａｓｅ，Ｃｏｒｐ．およびＭａｔｔｅｗ Ｆｏｎｔｅによって２０１７年６月１６日に出願された係属中の先行米国特許出願第１５／６２５，６９０号（代理人整理番号４７３５４－０００３００１）の一部継続出願であり、該米国特許出願は、
（ａ）「ＳＩＮＧＬＥ ＳＥＲＶＥ ＩＣＥ ＣＲＥＡＭ ＭＡＣＨＩＮＥ：ＣＯＭＰＲＥＳＳＯＲ，ＶＯＲＴＥＸ ＴＵＢＥ，ＳＰＲＡＹ ＮＯＺＺＬＥ，ＳＩＮＧＬＥ ＰＯＤ ＯＦ ＤＲＹ ＩＣＥ ＣＲＥＡＭ ＭＩＸ」としてＸｃｉｔｉｎｇ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ，ＬＬＣによって２０１６年６月１６日に出願された先の米国仮出願特許第６２／３５１，００１号（代理人整理番号４７３５４－０００３Ｐ０１）の利益を主張するものであり、さらに本願は、
（２）「ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ Ａ ＳＩＮＧＬＥ ＳＥＲＶＩＮＧ ＯＦ Ａ ＦＲＯＺＥＮ ＣＯＮＦＥＣＴＩＯＮ」としてＳｉｇｍａ Ｐｈａｓｅ，Ｃｏｒｐ．およびＭａｔｔｅｗ Ｆｏｎｔｅによって２０１８年１月１２日に出願された係属中の先行米国仮出願特許第６２／６１６，７４２号（代理人整理番号４７３５４－０００４Ｐ０１）の利益を主張するものである。
上記で指定したこれら３つの特許の内容を参照によって本願明細書に引用したものとする。
本発明は、概して、冷凍菓子（例えば、「ソフトクリーム」または標準的な「堅い」アイスクリーム、フローズンヨーグルト、フローズン・プロテイン・シェイク、スムージーなど）を提供するためのシステムに関し、特に、１杯分の冷凍菓子を提供するためのシステムに関する。
現在の家庭用アイスクリームメーカーは、概して、典型的には、約２０～６０分で、１．０リットル～２．０リットルまたはそれ以上の比較的量の多いアイスクリームを製造するように設計されている。さらに、ほとんどの現在の家庭用アイスクリームメーカーは、アイスクリームを作る前に容器（この中でアイスクリームが製造される）を「凍結させる」必要がある、すなわち、使用する前に約４～８時間、容器を冷凍庫の中に入れておかなければならない。したがって、アイスクリームを作り始める時間とアイスクリームが出来上がる時間との間にかなりの遅延がある。さらに、アイスクリームが出来上がった後も、さらに手でアイスクリームメーカーからアイスクリームを除去する必要があり、その後、食べるために１杯分のアイスクリームを別の容器（例えば、ボウル、コーンなど）の中へ掬い取る必要もある。
したがって、短時間で１杯分の冷凍菓子を提供する新たなシステムであって、冷凍菓子を食べる容器（例えば、ボウル、コーンなど）に冷凍菓子が直接分注されるというシステムが必要である。
さらに、該システムが１杯分の冷飲料、および／または１杯分の温飲料を提供することが可能であることが望ましい。
本発明は、短時間で１杯分の冷凍菓子を提供するための新規なシステムであって、冷凍菓子を食べる容器（例えば、ボウル、コーンなど）に冷凍菓子が直接分注されるシステムの提供および使用を含む。新規なシステムは、キッチンのカウンターの上に設置でき、キッチンのキャビネット（典型的には、高さが１８インチ（約０．４６ｍ）以下）の下に収まるくらい小型であり、１２０ボルトのキッチンの壁コンセントから最大１８００ワットの電力が供給され、重量が５０ポンド（約２２．６８ｋｇ）である。新規なシステムは、約５分以下で少なくとも５液量オンス（約１４７．８５ミリリットル）の冷凍菓子を作ることができ、各製造回の間の遅延時間なしに少なくとも４回分の冷凍菓子を製造することができる。
さらに、該システムは、１杯分の冷飲料、および／または１杯分の温飲料を提供することも可能である。
本発明の好適な一形態では、１杯分の摂取可能な物質を提供するための装置であり、
１杯分の摂取可能な物質を作るための少なくとも１つの原材料を含むポッドを受容するためのネストであって、環状構造を有するポッドを受容するための環状凹部を備えるネストと、
ポッドを冷却するための冷却ユニットと、
ポッドへ水を導入するための給水器と
を備える装置が提供される。
本発明の別の好適な形態では、１杯分の摂取可能な物質を提供するための装置であり、
１杯分の摂取可能な物質を作るための少なくとも１つの原材料を含むポッドであって、少なくとも１つの内部パドルを備えるポッドを受容するためのネストと、
ポッドを冷却するための冷却ユニットと、
ポッドへ水を導入するための給水器と、
ポッドの少なくとも１つの内部パドルを回転させるための回転ユニットと
を備える装置が提供される。
本発明の別の好適な形態では、１杯分の摂取可能な物質を提供するための装置であり、
１杯分の摂取可能な物質を作るための少なくとも１つの原材料を含むポッドを受容するためのネストと、
ポッドとネストとの間で熱を伝達する熱伝達ユニットであって、（ｉ）ポッドから熱を奪うことができ、（ｉｉ）ポッドへ熱を供給することができる熱伝達ユニットと、
ポッドへ水を導入するための給水器と
を備える装置が提供される。
本発明の別の好適な形態では、１杯分の冷凍菓子を提供するための方法であって、
１杯分の冷凍菓子を提供するための少なくとも１つの原材料を含むポッドを提供するステップと、
ポッドを冷却するステップと、
ポッドへ水を導入するステップと、
ポッドの少なくとも１つの壁における冷凍菓子の蓄積を防止するためにポッドの少なくとも１つの壁を擦りながら、ポッドの内容物を同時に撹拌するステップと、
冷凍菓子をポッドから排出するステップと
を含む方法が提供される。
本発明の別の好適な形態では、１杯分の摂取可能な物質を提供するためのポッドであって、
１杯分の摂取可能な物質を作るために密閉容器内に配置された少なくとも１つの原材料と、
少なくとも１つの原材料を攪拌するために密閉容器内に配置された少なくとも１つのパドルと
を備える密閉容器
を備えるポッドが提供される。
本発明のさらに他の形態では、１杯分の冷凍菓子を提供するための新規なシステムが開示される。
また、本発明のさらに他の形態では、１杯分の冷凍菓子を提供するための新規なポッドが開示される。
本発明の別の形態では、１杯分のアイスクリームを提供するための方法であり、
小さい第１の端部と、大きい第２の端部と、それらの間に延在する側壁とを有するテーパー状本体であって、内部を画定するテーパー状本体、
前記テーパー状本体の前記大きい第２の端部に取り外し不能に取り付けられたキャップ、
前記テーパー状本体の前記内部の中に移動可能に配置されたスクレーパ混合パドルであって、ブレードを備えるスクレーパ混合パドル、
前記テーパー状本体の前記第１の端部に形成され、前記テーパー状本体の前記内部と連通する出口ポート、および
冷却されたときに１杯分の冷凍菓子を提供するための原材料
を備えるポッドと、
小さい第１の端部と、大きい第２の端部と、それらの間に延在する側壁とを有するテーパー状キャビティを備えるネストと
を提供するステップと、
前記ポッドを前記ネストの前記テーパー状キャビティの前記第２の端部に挿入して、前記ポッドの前記テーパー状本体の前記側壁を前記ネストの前記テーパー状キャビティの前記側壁に対して実質的に面一に据え付けるステップと、
前記ネストを冷却し、前記スクレーパ混合パドルの前記ブレードが前記ポッドの前記側壁に接触し、前記側壁に乗って、前記側壁を擦ることによって、前記原材料がアイスクリームになるように前記原材料を掻き混ぜるために前記スクレーパ混合パドルを回転させるステップと、
前記出口ポートを開放するステップと、
前記出口ポートを通して前記ポッドから前記アイスクリームを分注するステップと
を含む方法が提供される。
本発明のこれらおよび他の目的および特徴は、以下の本発明の好適な実施形態の詳細な説明によって、より完全に開示されるか、または明らかになるであろう。本発明の好適な実施形態の以下の詳細な説明は、添付図面と併せて考察されるべきであり、添付図面では、同様の数字は同様の部品を示している。
１杯分の冷凍菓子を提供するための新規なシステムを示す概略図であり、図１～図３には、システムの構成要素の全てが不透明な構成要素として示されており、図４～図６では、システムの構成要素のいくつかが透明な構成要素として示されている。 １杯分の冷凍菓子を提供するための新規なシステムを示す概略図であり、図１～図３には、システムの構成要素の全てが不透明な構成要素として示されており、図４～図６では、システムの構成要素のいくつかが透明な構成要素として示されている。 １杯分の冷凍菓子を提供するための新規なシステムを示す概略図であり、図１～図３には、システムの構成要素の全てが不透明な構成要素として示されており、図４～図６では、システムの構成要素のいくつかが透明な構成要素として示されている。 １杯分の冷凍菓子を提供するための新規なシステムを示す概略図であり、図１～図３には、システムの構成要素の全てが不透明な構成要素として示されており、図４～図６では、システムの構成要素のいくつかが透明な構成要素として示されている。 １杯分の冷凍菓子を提供するための新規なシステムを示す概略図であり、図１～図３には、システムの構成要素の全てが不透明な構成要素として示されており、図４～図６では、システムの構成要素のいくつかが透明な構成要素として示されている。 １杯分の冷凍菓子を提供するための新規なシステムを示す概略図であり、図１～図３には、システムの構成要素の全てが不透明な構成要素として示されており、図４～図６では、システムの構成要素のいくつかが透明な構成要素として示されている。 図１～図６に示されているシステムのネストアセンブリの更なる詳細を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムのネストアセンブリの更なる詳細を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムのネストアセンブリの更なる詳細を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムのネストアセンブリの更なる詳細を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムのネストアセンブリの更なる詳細を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムのネストアセンブリの更なる詳細を示す概略図である。 （ｉ）図１～図６に示されているシステムの蓋アセンブリ、（ｉｉ）図１～図６に示されているシステムの冷水・空気送出アセンブリの一部、および（ｉｉｉ）図１～図６に示されているシステムの制御電子機器の更なる詳細を示す概略図である。 （ｉ）図１～図６に示されているシステムの蓋アセンブリ、（ｉｉ）図１～図６に示されているシステムの冷水・空気送出アセンブリの一部、および（ｉｉｉ）図１～図６に示されているシステムの制御電子機器の更なる詳細を示す概略図である。 特に、図１～図６に示されているシステムの放熱アセンブリの更なる詳細を示す概略図である。 特に、図１～図６に示されているシステムの放熱アセンブリの更なる詳細を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムの制御電子機器の更なる詳細を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムのポッドの更なる詳細を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムのポッドの更なる詳細を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムのポッドの更なる詳細を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムの例示的な動作を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムのネストアセンブリの内側部分を冷却するための代替的手法を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムのネストアセンブリの内側部分を冷却するための代替的手法を示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムと共に使用され得る別のポッドを示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムと共に使用され得る別のポッドを示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムと共に使用され得る別のポッドを示す概略図である。 図１～図６に示されているシステムと共に使用され得る別のポッドを示す概略図である。 １杯分の冷凍菓子を提供するための別の新規なシステムを示す概略図である。 １杯分の冷凍菓子を提供するための別の新規なシステムを示す概略図である。 １杯分の冷凍菓子を提供するための別の新規なシステムを示す概略図である。 １杯分の冷凍菓子を提供するための別の新規なシステムを示す概略図である。 本発明に従って形成された別の新規なシステムであって、固定キャップポッドを有するコンプレッサ冷却機を備える新規なシステムを示す概略図である。 本発明に従って形成された別の新規なシステムであって、固定キャップポッドを有するコンプレッサ冷却機を備える新規なシステムを示す概略図である。 本発明に従って形成された別の新規なシステムであって、固定キャップポッドを有するコンプレッサ冷却機を備える新規なシステムを示す概略図である。 本発明に従って形成された別の新規なシステムであって、固定キャップポッドを有するコンプレッサ冷却機を備える新規なシステムを示す概略図である。 本発明に従って形成された別の新規なシステムであって、所望の冷たい菓子または所望の温飲料もしくは冷飲料を提供するための一組のネストを備える新規なシステムを示す概略図である。 本発明に従って形成された追加のネスト構成およびポッド構成を示す概略図である。 本発明に従って形成された追加のネスト構成およびポッド構成を示す概略図である。 共晶溶液の共晶点を示すグラフである。 圧縮機によって送られた冷媒を高効率で送出するための同軸管を示す概略図である。 ネスト内に配置されたポッドを冷却するための１つの好適な構成を示す概略図である。 ネストアセンブリを冷却するために使用され得る直接膨張システムを示す概略図である。 ネスト内に配置されたポッドを冷却するための別の好適な構成を示す概略図である。 本発明と共に使用され得るポッドの別の形態を示す概略図である。 本発明と共に使用され得るポッドの別の形態を示す概略図である。 本発明と共に使用され得るポッドの別の形態を示す概略図である。 本発明と共に使用され得るポッドの別の形態を示す概略図である。 本発明と共に使用され得るポッドの別の形態を示す概略図である。 混合中のポッドの内容物の移動を示す概略図である。 ポッドを受容するための可撓性ブラダがネストアセンブリ内に配置されたポッドと密着嵌合するように、ネットアセンブリが可撓性ブラダをどのようにして備えることができるかを示す概略図である。 ポッド内に配置された原材料に含まれる「バブルビーズ」を示す概略図であり、封入剤は、ポッドの内部に水が添加されると、封止剤が溶解し、ＣＯ２またはＮ２を放出し、冷凍菓子中に「発泡性」を生成するように選択される。
本発明は、短時間で１杯分の冷凍菓子を提供するための新規なシステムであって、冷凍菓子を食べる容器（例えば、ボウル、コーンなど）に冷凍菓子が直接分注されるシステムの提供および使用を含む。
さらに、該システムは、１杯分の冷飲料、および／または１杯分の温飲料を提供することも可能である。
一般的なシステム
本発明の好適な一形態では、最初に図１～図６を参照すると、１杯分の冷凍菓子（例えば、アイスクリーム、フローズンヨーグルト、スムージーなど）を提供するための新規なシステム１０が提供される。さらに、該システム１０は、１杯分の冷飲料、および／または１杯分の温飲料を提供することも可能である。
説明を明確にするために、最初に、１杯分の冷凍菓子を提供するという観点からシステム１０について説明し、次に、１杯分の冷飲料を提供するという観点からシステム１０について説明し、それから、１杯分の温飲料を提供するという観点からシステム１０について説明する。
システム１０は、概して、機械２０およびポッド３０を備え、機械２０は、特に、一杯分の冷凍菓子を作るための原材料の供給物を含むポッド３０を受容し、ポッド３０（およびその内容物）を冷却し、冷水および空気をポッド３０へと導入し、冷凍菓子を作るためにポッド３０の内容物を攪拌し、その後、ポッド３０から冷凍菓子を食べる容器（例えば、ボウル、コーンなど）へ直接冷凍菓子を排出するように構成される。
機械
機械２０は、特に、一杯分の冷凍菓子を作るための原材料の供給物を含むポッド３０を受容し、ポッド３０（およびその内容物）を冷却し、冷水および空気をポッド３０へと導入し、冷凍菓子を作るためにポッド３０の内容物を攪拌し、その後、ポッド３０から冷凍菓子を食べる容器（例えば、ボウル、コーンなど）へ直接冷凍菓子を排出するように構成される。
この目的を達成するために、機械２０は、概して、ハウジング４０と、ネストアセンブリ５０と、蓋アセンブリ６０と、給水器７０と、冷水・空気送出アセンブリ８０と、放熱アセンブリ９０と、制御電子機器１００とを備える再利用可能な装置である。
図１～図６には、ハウジング４０が示されている。ハウジング４０は、概して、基部１１０と、基部１１０に取り付けられたカバー１２０と、基部１１０に取り付けられたトレイ１３０とを備える。カバー１２０は、機械２０の内部構成要素を取り囲み、機械２０の他の構成要素を支持する機能を果たす。トレイ１３０は、冷凍菓子がその中に排出され、そこから冷凍菓子を食べる容器（例えば、ボウル）を受容する機能を果たす（あるいは、冷凍菓子をコーンで食べる場合には、コーンがトレイ１３０の上で保持される）。必要に応じて、トレイ１３０が冷凍菓子を入れる容器（例えば、ボウル）を「予備冷却」することができるように、冷却素子（例えば、熱電冷却器（ＴＥＣ）素子を備える熱電（ＴＥＣ）アセンブリ）がトレイ１３０の基部に配置され得る。
図７～図１２には、ネストアセンブリ５０がさらに詳細に示されている。ネストアセンブリ５０は、一杯分の冷凍菓子を作るための原材料の供給物を含むポッド３０を受容し、特に、短時間で１杯分の冷凍菓子を提供するためにポッド３０（およびその内容物）を急速に冷却する機能を果たす。そのためには、後述するように、ネストアセンブリ５０およびポッド３０はそれぞれ、ポッド３０の冷却を速めるために独自の構成および独自の構造を備えている。
より具体的には、ネストアセンブリ５０は、概して、上面１５０と、底面１６０と、複数の外面１７０とを有するネスト１４０を備える。本発明の好適な一形態では、ネスト１４０は、８つの外面１７０を有し、その結果、ネスト１４０は略八角形の形状を有する。あるいは、ネスト１４０は、異なる数の外面１７０を有し得る。ネスト１４０は、好ましくは、アルミニウムのような高熱伝達材料から形成される。
ネスト１４０はさらに、穴１８０および座ぐり部１９０を備える。中空円筒２００は、穴１８０内に配置され、座ぐり部１９０の中へ上向きに延在する。この構造により、環状凹部２１０（すなわち、トロイダル状凹部２１０）がネスト１４０の上面１５０に形成される。環状凹部２１０は、概して、（上述の座ぐり部１９０によって画定された）外壁２２０と、（上述の中空円筒２００によって画定された）内壁２３０とによって特徴付けられる。環状凹部２１０は、後述するように、ポッド３０をその中に受容するように寸法決めされる。
ネスト１４０はさらに、ネスト１４０の底面１６０上で開口し、環状凹部２１０の内部と連通する穴２３２を備える。出口ノズル２３３は、出口ノズル２３３の出口ポート２３４が環状凹部２１０の内部と連通するように、穴２３２においてネスト１４０の底面１６０に取り付けられる。ポッド３０がネスト１４０の環状凹部２１０内に配置された時点を検出するために、ポッドセンサ２３５がネスト１４０内に設けられる。
ネストアセンブリ５０はさらに、複数の熱電（ＴＥＣ）アセンブリ２４０を備える。ＴＥＣアセンブリ２４０はそれぞれ、熱電冷却器（ＴＥＣ）素子２５０、ヒートシンク２６０、およびＴＥＣ素子２５０からヒートシンク２６０へ熱を伝達するためにＴＥＣ素子２５０とヒートシンク２６０との間に延在する複数のヒートパイプ２７０を備える。必要に応じて、単段のＴＥＣ素子２５０で有し得る温度差よりも高い温度差を実現することができるように、複数のＴＥＣ素子２５０が各々のヒートシンク２６０上に積み重ねられ得る。図７、図８、および図１１に示されているように、ＴＥＣアセンブリ２４０は、ＴＥＣ素子２５０に供給される電流の流れ方向に応じて、ＴＥＣ素子２５０がネスト１４０の外面１７０に冷熱または温熱を送り、そのことにより、ネスト１４０の環状凹部２１０の外壁２２０に冷熱または温熱を送る（ひいては、ネスト１４０の環状凹部２１０に配置されたポッド３０に冷熱または温熱を送る）ことができるように、ネスト１４０の外面１７０に対して位置決めされる。冷凍菓子を提供するために機械２０を使用する場合、ＴＥＣ素子２５０に供給される電流の流れ方向によりネスト１４０の外面１７０に冷熱が当てられることが理解されるであろう。
ヒートパイプ２７０は、好ましくは、図１２に示されている種類のものであり、すなわち、ヒートパイプは、ＴＥＣ素子２５０からヒートシンク２６０へ熱を伝達するための高い熱伝達能力を提供する。ヒートパイプ２７０はさらに、好ましくは、ヒートパイプ２７０によって集められた熱を環境へのさらなる放散のために放熱アセンブリ９０へ送るために、放熱アセンブリ９０に接続される。
ネストアセンブリ５０はさらに、環状凹部２１０の内壁２３０に冷熱を送るための円筒状ＴＥＣ２８０と、環状凹部２１０の内壁２３０に熱を供給するための円筒状ＴＥＣ２９０とを備える。
蓋アセンブリ６０は、図１３および図１４にさらに詳細に示されている。蓋アセンブリ６０は、概して、ハンドル３００を備え、ハンドル３００は、蓋３１０がハンドル３００と共に移動するように蓋３１０に取り付けられる。ハンドル３００は、ピボットピン３２０を介してハウジング４０のカバー１２０に枢動可能に取り付けられる。この構成により、蓋アセンブリ６０は、ネストアセンブリ５０（図１を参照）に向かって、またはネストアセンブリ５０から離れるように枢動することができる。蓋３１０がその閉鎖位置にある時点を検出するために、蓋センサ３２５（図１および図２）が設けられる。
蓋アセンブリ６０は、移動可能に蓋３１０に取り付けられたプランジャ３３０を備える。より具体的には、プランジャ３３０は、周方向ギア３４０および長手方向ギア３５０を備え、蓋アセンブリ６０は、回転ギア３７０を駆動するための回転モータ３６０および垂直ギア３９０を駆動するための垂直モータ３８０を備え、回転モータ３６０の回転ギア３７０は、プランジャ３３０の周方向ギア３４０に係合し、垂直モータ３８０の垂直ギア３９０は、プランジャ３３０の長手方向ギア３５０に係合する。この構成により、回転モータ３６０は、プランジャ３３０を蓋３１０内で回転させることができ、垂直モータ３８０は、プランジャ３３０を蓋３１０内で垂直方向に移動させることができる。
プランジャ３３０は、ポッド３０上の対応するフィンガ（以下参照）に係合するための複数のフィンガ４００（以下参照）と、ポッド３０の上部を貫通し、追加の原材料をポッド３０に送るための一対の中空ファング４１０、４２０（以下参照）とをさらに備える。
次に図１～図６を参照すると、給水器７０は、概して、常温水タンク４３０と冷水タンク４４０とを備える。本発明の好適な一形態では、常温水タンク４３０は、約２．０リットルの水を保持し、冷水タンク４４０は、約０．５リットルの水を保持し得る。常温水タンク４３０は、常温水タンク４３０を水で満たすことができるように取り外し可能なカバー４４５を備える。常温水タンク４３０から冷水タンク４４０へと水を移動させるためのライン（図示せず）が設けられる。常温水タンク４３０内の水の存在を監視するために水センサ４５０（図４）が設けられ、冷水タンク４４０内の水の温度を監視するために水温センサ４６０（図６）が設けられる。冷水タンク４４０内の水を冷やすために、複数のＴＥＣアセンブリ４７０（各々は上述のＴＥＣアセンブリ２４０と同様であるのが好ましい）が設けられ、すなわち、ＴＥＣアセンブリ４７０は、ＴＥＣ素子４７３、ヒートシンク４７５、およびヒートパイプ４７７を備える。ＴＥＣアセンブリ４７０のヒートパイプ４７７は、好ましくは、ＴＥＣアセンブリ４７０によって生成された熱を放熱アセンブリ９０へ送るために、放熱アセンブリ９０に接続される。
次に、図６および図１４を参照すると、冷水・空気送出アセンブリ８０は、概して、冷水タンク４４０からの冷水をプランジャ３３０の中空ファング４１０に送り込む水ポンプ４８０と、空気をプランジャ３３０の中空ファング４２０に送り込む空気ポンプ４９０とを備える。本発明の好適な一形態において、中空ファング４１０は、霧状化水の液滴をポッド３０（以下参照）に注入するための噴霧ノズルを備え、このことにより、冷凍菓子を作ることが容易になる（以下参照）。このような噴霧ノズルは、液分散の技術分野で周知である。冷水・空気送出アセンブリ８０はさらに、冷水タンク４４０からの水をプランジャ３３０の中空ファング４１０に移送し、プランジャ３３０の中空ファング４２０へ空気を導入するための様々な流体ライン（図示せず）を備える。
放熱アセンブリ９０は、図１５および図１６にさらに詳細に示されている。放熱アセンブリ９０は、ネスト１４０のＴＥＣアセンブリ２４０のヒートパイプ２７０から受け取った熱を放散し、冷水タンク４４０のＴＥＣアセンブリ４７０のヒートパイプ４７７から受け取った熱を放散する。放熱アセンブリ９０は、概して、（ネスト１４０のＴＥＣアセンブリ２４０のヒートパイプ２７０および冷水タンク４４０のＴＥＣアセンブリ４７０のヒートパイプ４７７に接続された）ヒートパイプ５１０から熱を奪う複数のヒートシンク５００と、ヒートシンク５００から熱を受け取るための複数の凝縮器５２０と、凝縮器５２０を冷却するための複数のファン５３０とを備える。
制御電子機器１００は、概して、電源５４０（図１４）と、中央処理ユニット（ＣＰＵ）５５０と、ユーザインターフェース５７０（図２）（例えば、表示画面、操作ボタンなど）とを備える。図１７に示されているように、電源５４０およびＣＰＵ５５０は、上述の水センサ４５０、水温センサ４６０、ＴＥＣアセンブリ４７０、円筒状ＴＥＣ２８０、円筒状ＴＥＣ２９０、蓋センサ３２５、ポッドセンサ２３５、ＴＥＣアセンブリ２４０、水ポンプ４８０、空気ポンプ４９０、回転モータ３６０、垂直モータ３８０、凝縮器５２０、ファン５３０、およびユーザインターフェース５７０に接続される。ＣＰＵ５５０は、以下で説明するように、ユーザインターフェース５７０から受信した命令に応答して、機械２０を動作させるように適切にプログラムされる。
機械２０は、好ましくは、１８００ワットの最大負荷（一般に、キッチンの標準コンセントが対応することができる最大負荷である）で動作するように構成されることが理解されるであろう。
ポッド
ポッド３０は、１杯分の冷凍菓子（例えば、アイスクリーム、フローズンヨーグルト、スムージーなど）を提供するための原材料の供給物を含む。本発明の好適な形態では、ポッド３０は、１回限りの使用の使い捨てポッドとして提供される。すなわち、冷凍菓子１杯ごとに新しいポッド３０が使用される。
上述したように、また以下で説明するように、ポッド３０は、ポッド３０の冷却を速めるための独自の構成および独自の構造を備えており、そのことにより、冷凍菓子の製造のプロセスを速めることができる。
より具体的には、図１８～図２０を参照すると、ポッド３０は、概して、開口部５９０が形成された基部５８０を備える。外側中空管６００は、基部５８０の外周から上方へ立ち上がり、内側中空管６１０は、基部５８０の開口部５９０内に配置され、基部５８０の内周から上方に立ち上がる。この構成により、環状凹部６２０（すなわち、トロイダル状凹部６２０）は、基部５８０と外側中空管６００と内側中空管６１０との間に形成され、環状凹部６２０は、概して、床部６３０（基部５８０によって画定される）、外壁６４０（外側中空管６００によって画定される）、および内壁６５０（内側中空管６１０によって画定される）によって特徴付けられる。ポッド３０の外側中空管６００の直径は、ネスト１４０の座ぐり部１９０の直径よりわずかに小さく、ポッド３０の内側中空管６１０の直径は、ネストアセンブリ５０の中空円筒２００の直径よりもわずかに大きく、その結果、ポッド３０の外側中空管６００がネスト１４０の外壁２２０と密着滑合し、ポッド３０の内側中空管６１０がネストネストアセンブリ５０の内壁２３０と密着滑合することによって、ポッド３０がネスト１４０の環状凹部２１０内に据え付けられ得ることに留意されたい。
好ましくは、ポッド３０の基部５８０は、高熱伝達材料（例えば、アルミニウム、成形ポリマーなど）を含み、ポッド３０の外側中空管６００は、高熱伝達材料（例えば、アルミニウム、成形ポリマーなど）を含み、ポッド３０の内側中空管６１０は、高熱伝達材料（例えば、アルミニウム、成形ポリマーなど）を含む。本発明の好適な一形態では、基部５８０、外側中空管６００、および内側中空管６１０は、プラスチック／薄い金属フィルムの複合材料（すなわち、薄い金属フィルムの外側被覆を有するプラスチックの本体）を含む。プラスチック／薄い金属フィルムの複合材料は、熱伝達を向上させることができ、ポッド３０の内容物を保存するのを助け、それと同時にポッド３０に独自の包装外観を提供することを理解されたい。好ましくは、基部５８０、外側中空管６００、および内側中空管６１０は、実質的に剛性である。
したがって、ネストアセンブリ５０およびポッド３０の独自の構成および独自の構造により、ポッド３０がネスト１４０の環状凹部２１０内に配置されたときに、ネスト１４０の外壁２２０によってポッド３０の外壁６４０に冷熱が効率的に当てられ、ネストアセンブリ５０の内壁２３０によってポッド３０の内壁６５０に冷熱が効率的に当てられ、ネスト１４０の環状凹部２１０の床部によってポッド３０の基部５８０に冷熱が効率的に当てられ得ることがわかるであろう。その結果、機械２０は、短時間で１杯分の冷凍菓子を提供するためにポッド３０（およびその内容物）を急速に冷却することができる。
ポッド３０はさらに、キャップ６６０、外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０、および底部スクレーパパドル６９０を備える。
キャップ６６０は、ポッド３０の外壁６４０の直径よりわずかに小さい大きさの外縁部７００を有し、キャップ６６０は、ポッド３０の内側中空管６１０よりもわずかに大きい直径を有する内孔７１０を有し、その結果、キャップ６６０は、ポッド３０の環状凹部６２０内へ、かつ環状凹部６２０に沿って長手方向に移動することができる（以下参照）。キャップ６６０は、好ましくは、実質的に剛性である。
キャップ６６０はさらに、プランジャ３３０の対応するフィンガ４００に係合するためのフィンガ７２０を備え、このことにより、後述するように、プランジャ３３０によってポッド３０のキャップ６６０に対して回転運動および長手方向運動が付与され得る。キャップ６６０はさらに、以下でさらに詳細に説明するように、プランジャ３３０の中空ファング４１０、４２０それぞれによって貫通させるための２つの脆弱部分７３０、７４０を備える。
外側螺旋状スクレーパパドル６７０は、キャップ６６０と底部スクレーパパドル６９０との間に延在し、環状凹部６２０の外壁６４０と密着滑合する外縁部７５０を備える。内側螺旋状スクレーパパドル６８０は、キャップ６６０と底部スクレーパパドル６９０との間に延在し、ポッド３０の内側中空管６１０と密着滑合する内縁部７６０を備える。底部スクレーパパドル６９０は、基部５８０と接触し、環状凹部６２０の外壁６４０と密着滑合する外側リング７７０と、基部５８０と接触し、ポッド３０の内側中空管６１０と密着滑合する内側リング７８０と、基部５８０と接触し、外側リング７７０と内側リング７８０との間に延在する一対のストラット７９０とを備える。この構成により、フィンガ７２０は、外側螺旋状スクレーパパドル６７０が回転してポッド３０の外壁６４０の内表面を擦り、内側螺旋状スクレーパパドル６８０が回転して内側中空管６１０の外表面を擦り、ストラット７７０が回転して基部５８０の床部６３０を擦るように、キャップ６６０を回転自在に回転させるために使用される。外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０、および底部スクレーパパドル６９０を備えることは、外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０、および底部スクレーパパドル６９０が同時に（ｉ）確実に冷凍菓子を均一かつ迅速に作ることができるようにポッド３０の内容物を撹拌し、（ｉｉ）ポッド３０の内容物の冷却を妨げる可能性がある基部５８０、外側中空管６００、および内側中空管６１０における冷凍菓子の蓄積を防止することができるので、非常に有利であることが理解されるであろう。
外側螺旋状スクレーパパドル６７０および内側螺旋状スクレーパパドル６８０は、キャップ６６０に対して長手方向の力を加えることによって長手方向に圧縮され、そのことにより、キャップ６６０をポッド３０の環状凹部６２０の中へ、かつ環状凹部６２０に沿って移動させて、キャップ６６０を実質的に基部５８０と係合させるように構成され、組み立てられる（以下参照）。本発明の好適な一形態では、外側螺旋状スクレーパパドル６７０および内側螺旋状スクレーパパドル６８０は、ばね鋼で作られ、長手方向の力がキャップ６６０を基部５８０に押し込んだときに（または、より正確に言えば、扁平になった外側螺旋状スクレーパパドル６７０および扁平になった内側螺旋状スクレーパパドル６８０がキャップと基部５８０との間に配置されて、キャップ６６０を基部５８０から僅かに離すことになるので、実質的に基部５８０に押し込んだときに）、外側螺旋状スクレーパパドル６７０および内側螺旋状スクレーパパドル６８０は実質的に扁平な構成に圧縮される。底部スクレーパパドル６９０も、ばね鋼から形成され得る。本発明の別の好適な形態では、外側螺旋状スクレーパパドル６７０および／または内側螺旋状スクレーパパドル６８０（および／または底部スクレーパパドル６９０）は、プラスチックで作られ得る。必要に応じて、外側螺旋状スクレーパパドル６７０および／または内側螺旋状スクレーパパドル６８０（および／または底部スクレーパパドル６９０）は、形状記憶材料（ニチノール）を含み得る。
穴８００は、基部５８０を貫通し、環状凹部６２０の内部と連通する。脆弱部分８１０は、通常、穴８００を塞ぐが、材料（例えば、冷凍菓子）を通過させるために適切な力が加えられたときに破裂し得る。出口ノズル８２０は、脆弱部分８１０が破裂したときに出口ノズル８２０の出口ポート８３０が環状凹部６２０の内部と連通するように、穴８００に隣接する基部５８０に取り付けられる。
ポッド３０は、概して、２：１より大きい（好ましくは、約８：１）表面積対容積比を有する。ポッド３０の表面積を増加させると、ポッド３０（およびその内容物）から熱をより迅速に奪うことができるので、ポッド３０内の冷凍菓子を作る速度が速まることが理解されるであろう。また、トロイダル状構造を有する（すなわち、内部および外部の両方のアクセス面を有する）ポッド３０を形成することは、表面積を増加させ、ポッド３０の外表面およびポッド３０の内表面の両方に同時に冷熱が当てられ得るので、ポッド３０およびその内容物をより迅速に冷却することができることは理解されるであろう。
限定的ではないが、例として、本発明の好適な一形態では、ポッド３０は、２．２５インチ（約５．７２ｃｍ）の外径および３．７５インチ（９．５３ｃｍ）の高さを有し（すなわち、外側中空管６００は、２．２５インチ（約約５．７２ｃｍ）の外径および３．７５インチ（９．５３ｃｍ）の高さを有し）、その結果、２６．４９平方インチ（約１７０．９０ｃｍ２）の表面積および１４．９０立方インチ（約２４４．１８ｃｍ３）の容積が得られ、ポッド３０は、１．４インチ（約３．５６ｃｍ）の内径および３．７５インチ（約９．５３ｃｍ）の高さを有し（すなわち、内側中空管６１０は、１．４インチ（約３．５６ｃｍ）の内径および３．７５インチ（約９．５３ｃｍ）の高さを有し）、その結果、１６．４９立方インチ（約１０６．３９ｃｍ２）の表面積および５．７７立方インチ（約９４．５６ｃｍ３）の容積が得られ、その結果、４２．９８平方インチ（約２７７．３ｃｍ２）のポッド全表面積（すなわち、２６．４９平方インチ（約１７０．９０ｃｍ２）＋１６．４９立方インチ（約１０６．３９ｃｍ２）＝４２．９８平方インチ（約２７７．３ｃｍ２）および９．１３立方インチ（約１４９．６２ｃｍ３）のポッド全容積（すなわち、１４．９０立方インチ（約２４４．１８ｃｍ３）－５．７７立方インチ（約９４．５６ｃｍ３）＝９．１３立方インチ（約１４９．６２ｃｍ３））、および８．４７：１の表面積対容積比が得られる。
ポッド３０は、１杯分の冷凍菓子（例えば、アイスクリーム、フローズンヨーグルト、スムージーなど）を作るための原材料の新鮮な供給物を含む。より具体的には、ポッド３０は、例えば、砂糖および粉末結晶（好ましくは、その多くは、５０μｍ未満の大きさである）を含む冷凍菓子ミックス（ドライまた液体）を含み得、好ましくは、少なくとも０．１容積％の安定剤を含む。ドライ冷凍菓子ミックスは、好ましくは、少なくとも５０％は５０μｍ以下の大きさを有する構成成分（例えば、砂糖および粉末結晶）を有する。
ポッド３０で１杯のアイスクリームを製造する場合、本発明の好適な形態において、ポッド３０は、約４～６オンス（約１１８．２８ミリリットル～約１７７．４２ミリリットル）の原材料を保持し得、原材料は、約８％の脂肪（例えば、クリーム、バター、無水乳脂肪、植物性脂肪など）、約１％の無脂乳固形分（ＭＳＮＦ）（例えば、脱脂粉乳（ＳＭＰ）、全脂粉乳（ＷＭＰ）、エバミルク、練乳など）、約１３％の蔗糖、約０．５％の乳化剤、および約０．５％の安定剤を含み得る。
限定的ではないが、さらなる例として、ポッド３０が１．２５オンス（約３６．９６ミリリットル）のドライ・ヨーグルト・ミックスを含む場合、機械２０の稼働後、５オンス（約１４７．８５ミリリットル）のフローズンヨーグルトがポッド３０内に作られることになる。
システムの使用
次に図２１を参照すると、機械２０は、常温水タンク４３０に水を導入し、機械２０をオンにすることで、使用できる状態になる。水センサ４５０は、常温水タンク４３０内に水があることを確認する。次いで、機械２０は、常温水タンク４３０からの水を冷水タンク４４０へ送り込み、ＴＥＣアセンブリ４７０を使用して冷水タンク４４０内の水を冷やす。水温センサ４６０は、冷水タンク４４０内の水の温度を監視する。好ましくは、冷水タンク４４０内の水は、約１～３℃に冷却される。次に、機械２０は、この待機状態で放置され、１杯分の冷凍菓子（例えば、アイスクリーム、フローズンヨーグルト、スムージーなど）が調製されるまで、必要に応じて冷水タンク４４０内の水を再冷却する。
１杯分の冷凍菓子を調製する場合、機械２０の蓋アセンブリ６０が開放され、未使用のポッド３０がネスト１４０の環状凹部２１０内に位置決めされる。これは、ポッド３０の出口ノズル８２０がネスト１４０の出口ノズル２３３内に据え付けられるように行われる。次いで、蓋アセンブリ６０は、プランジャ３３０のフィンガ４００がポッド３０のフィンガ７２０に係合し、プランジャ３３０の中空ファング４１０、４２０がポッド３０の２つの脆弱部分７３０、７４０を貫通するように、閉鎖される。さらに、容器（すなわち、冷凍菓子を食べる容器）は、容器がネストアセンブリ５０の出口ノズル２３３の下方の中央に配置された状態で、機械２０のトレイ１３０上に配置される（あるいは、コーンで冷凍菓子が食べられる場合は、コーンはトレイ１３０の上方で保持される）。
ポッドセンサ２３５がネスト１４０の環状凹部２１０内のポッド３０の存在を感知すると、機械２０は、ＴＥＣアセンブリ２４０および円筒状ＴＥＣ２８０を介してネストアセンブリ５０を冷却し、ひいては、ネスト１４０の環状凹部２１０内に位置するポッド３０（およびその内容物）を冷却する。ＴＥＣアセンブリ２４０は、環状凹部２１０の外壁２２０を冷却するためにネスト１４０の外面１７０を冷却し、そのことによりポッド３０の中空の外側管６００を冷却し、円筒状ＴＥＣ２８０は、環状凹部２１０の内壁２３０を冷却するために中空円筒２００を冷却し、そのことによりポッド３０の中空内管６１０を冷却することに留意されたい。そのトロイダル形状によって得られたポッド３０の高い表面積対容積比は、ポッド３０（およびその内容物）のより速い冷却を可能にすることに留意されたい。限定的ではなく例として、ポッド３０の内容物は、２分以内にアイスクリームを作るために、約－３０℃の温度まで冷却され得る（ポッド３０の内容物は、－１８℃の温度でアイスクリームに変わり、それより低い温度がアイスクリームをより速く製造することになる）。また、ＴＥＣアセンブリ２４０および円筒状ＴＥＣ２８０を介してポッド３０から除去された熱は、環境への放散のために放熱アセンブリ９０に伝達されることに留意されたい。
ポッド３０が適切に冷却されると、水ポンプ４８０は、冷水タンク４４０からの適切な量の冷水（例えば、少なくとも１．２５オンス（約３６．９６ミリリットル）の冷水）をプランジャ３３０の中空ファング４１０へと送り込み、その後、キャップ６６０の脆弱部分７３０に通して、冷水がポッド３０の内部に噴霧され、ポッド３０の内容物と混合されるようにする。本発明の好適な形態では、２℃の４オンス（約１１８．２８ミリリットル）の水がポッド３０内へ噴霧される。同時に、回転モータ３６０は、プランジャ３３０を回転させ、そのことより、ポッド３０のキャップ６６０を回転させ、その結果、外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０、および底部スクレーパパドル６９０がポッド３０の環状６２０内で回転する。
キャップ６６０、外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０、および底部スクレーパパドル６９０のみが回転し、ポッド３０の出口ノズル８２０がネストアセンブリ５０の出口ノズル２３３に配置されるので、ポッド３０の残りの部分は静止状態のまま維持されることに留意されたい。
この回転動作は、確実にポッド３０の内容物を均一かつ迅速に混合するために、ポッド３０の内容物を撹拌する。スクレーパパドルの回転速度は、冷凍菓子の粘度に応じて、約５～約４００ＲＰＭに変化し得る。本発明の好適な一形態では、ポッド３０内の冷凍菓子の粘度の変化に応じてスクレーパパドルの回転速度を調整する（例えば、スクレーパパドルの回転速度は冷凍菓子の粘度の増加に伴って遅くなる）トルクセンサが設けられる。さらに、この回転動作は、ポッド３０の壁における冷凍菓子の蓄積（ポッド３０の内容物の冷却を妨げ得る）を防止するために、外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０、および底部スクレーパパドル６９０に連続的にポッド３０の壁を擦らせる。空気ポンプ４９０は、空気をプランジャ３３０の中空ファング４２０へと送り込み、その後、キャップ６６０の脆弱部分７４０に通して、空気がポッド３０の内部に流入し、ポッド３０の内容物と混合されるようにする。好ましくは、十分な空気がポッド３０内に送り込まれて、ポッド３０内に約３０％～５０％のオーバーラン（すなわち、気泡）を生成し、そのことにより、アイスクリームに所望の「嵩高性」を付与する。このようになると、外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０および底部スクレーパパドル６９０は、確実にポッド３０の内容物を均一かつ迅速に混合するために、またポッド３０の壁を連続的に擦るために、ポッド３０の内容物を撹拌し続け、その結果、ポッド３０の壁における冷凍菓子の蓄積（ポッド３０の内容物の冷却を妨げ得る）を防止する。
「なめらかな」冷凍菓子を作るためには、冷凍菓子内に形成された氷晶の大部分を約５０μｍ未満にする必要がある。氷晶の多くが５０μｍより大きい場合、または非常に大きい氷晶（すなわち、１００μｍを超える）が存在する場合、冷凍菓子は「粗く」なる。システム１０は、氷晶の大部分を約５０μｍより小さくすることによって、「まろやかな」冷凍菓子を製造するように設計される。
より具体的には、適切な分散（数、サイズおよび形状）を有する氷晶を開発するために、冷凍プロセス、すなわち、「核形成速度」対「結晶成長速度」を制御する必要がある。システム１０は、ポッド３０の環状凹部６２０の内表面および外表面を同時に擦ることによってこの制御を行う。さらに、多数の小さな氷晶を生成するためには、ポッド３０内の冷凍条件は、核形成を促進し、氷晶の成長を最小限に抑えるという条件でなければならない。氷核形成の促進には、急速な核形成を促進するために、非常に低い温度（例えば、理想的には、－３０℃）が必要である。システム１０は、ポッド３０の内容物を非常に急速に（例えば、２分以内で）冷凍し、そのことにより、氷晶が「熟成」（すなわち、成長）する時間があるのを防止する。さらに、氷核が形成されると、氷晶をできる限り小さく保つために、氷核の成長を最小限に抑える条件が必要である。出来る限り最小の氷晶を得るためには、氷晶の「熟成」（すなわち、成長）を最小限に抑えるために、滞留時間を出来る限り最短にすることが必要である。システム１０は、複数の内部スクレーパパドルを使用してポッドの壁から氷晶を除去することによってこれを実現し、このことは、氷晶を小さく（例えば、５０μｍ未満で）維持する高スループット率を生成するのに役立つ。
ポッド３０内の冷凍菓子が機械２０のトレイ１３０上に配置された容器（すなわち、冷凍菓子を食べる容器)に、またはトレイ１３０の上方に保持されたコーンに分注される準備ができると、垂直モータ３８０は、プランジャ３３０を垂直方向に移動させて、プランジャ３３０にポッド３０のキャップ６６０をポッド３０の基部５８０に向かって下方に押し下げ、外側螺旋状スクレーパパドル６７０および内側螺旋状スクレーパパドル６８０がキャップ６６０の前進に伴って長手方向に圧縮される。この動作は、環状凹部６２０の容積を減少させる。垂直モータ３８０は、ポッド３０内の冷凍菓子の力がポッド３０の脆弱部分８１０を破裂させ、冷凍菓子がポッド３０の出口ポート８３０から押し出されるまで、プランジャ３３０を垂直方向に移動させ続けて環状凹部６２０の容積を減少させ、そうして、冷凍菓子がネスト１４０の出口ポート２３４を通過して、トレイ１３０上に置かれた容器（すなわち、冷凍菓子を食べる容器）またはトレイ１３０の上方で保持されているコーン内へと入る。この動作は、キャップ６６０が基部５８０に押し付けられて、冷凍菓子の全てをポッド３０から、アイスクリームを食べる容器内へ効果的に排出するまで継続される。
その後、使用済みポッド３０は、機械２０から取り外され得、別の１杯分の冷凍菓子を調製する場合、使用済みポッド３０は、未使用のポッド３０と交換されて、前述のプロセスが繰り返され得る。
ネストアセンブリの内側部分を冷却するための代替的手法
必要に応じて、図２２を参照すると、円筒状ＴＥＣ２８０は螺旋コイル８４０によって置き換えられ得、螺旋コイル８４０は、それ自体がＴＥＣ素子８５０によって冷却される。
あるいは、必要に応じて、図２３を参照すると、ＴＥＣアセンブリ２４０は、ネスト１４０の中空円筒２００（およびネスト１４０の底面）を冷却することができるように、ネスト１４０の底面１６０に取り付けられ得る。
システムを使用した冷飲料の提供
システム１０はさらに、１杯分の冷飲料を提供するために使用され得る。限定的ではないが、例として、ポッド３０は、冷たい紅茶（「アイスティー」と呼ばれる場合もある）、冷たいコーヒー（「アイスコーヒー」と呼ばれる場合もある）、冷たいソーダ、冷たいビールなどを作るための原材料の供給物を含み得る。このような場合、ポッド３０は、ドライまたは液体アイスティーミックス、ドライまたは液体アイスコーヒーミックス、ドライまたは液体ソーダミックス、またはドライまたは液体ビールミックスなどを含み得る。
１杯分の冷飲料を提供するためにシステム１０を使用する場合、冷飲料を作るために使用される原材料の供給物を含むポッド３０がネストアセンブリ５０の中に挿入される。その後、ネストアセンブリ５０は、ポッド３０を冷却するために使用され、冷水が冷水タンク４４０からポッド３０内に送り込まれ、そこで、ポッド３０内に含まれている原材料と合わされて、外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０、および底部スクレーパパドル６９０によって混合される。混合が終了すると、垂直モータ３８０が作動されて、冷飲料が待機容器内へ排出される。
冷飲料を製造する場合、空気がポッド３０内へ送り込まれる場合もあれば、そうでない場合もある（例えば、冷たい紅茶または冷たいコーヒーが製造されているときには空気はポッド３０内へ送り込まれないが、冷たいソーダまたは冷たいビールが製造されているときは空気がポッド３０内へ送り込まれる場合がある）ことが理解されるであろう。
さらに、冷飲料を製造する場合、外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０、および底部スクレーパパドル６９０は、必要に応じてポッド３０から省略され得ることも理解されるであろう。
システムを使用した温飲料の提供
システム１０はさらに、１杯分の温飲料を提供するために使用され得る。限定的ではないが、例として、ポッド３０は、温飲料、例えば、ホットチョコレート、ホットコーヒーなどを作るための原材料の供給物を含み得る。このような場合、ポッド３０は、湯と混合されたときに所望の飲料となる原材料で作られたドライミックス、例えば、ホットチョコレート粉末、インスタントコーヒーミックスなどを含み得る。
１杯分の温飲料を提供するためにシステム１０を使用する場合、温飲料を作るために使用される原材料の供給物を含むポッド３０がネストアセンブリ５０の中に挿入される。その後、ネストアセンブリ５０は、ポッド３０を加熱するために使用され、常温水が常温水タンク４３０からポッド３０内に送り込まれ、そこで、ポッド３０内に含まれている原材料と合わされて、外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０、および底部スクレーパパドル６９０によって混合される。ＴＥＣアセンブリ２４０は、ＴＥＣ素子２５０に供給される電流の流れ方向を単に反転させることによって、ネスト１４０の外表面に熱を供給するために使用され得、円筒状ＴＥＣ２９０は、ネスト１４０の内側カラムに熱を供給して、そのことによりポッド３０の内容物を加熱するために使用され得ることに留意されたい。さらに、必要に応じて、常温水タンク４３０内の常温水は、例えば、常温水タンク４３０とプランジャ３３０の中空ファング４１０との間のラインに位置決めされた抵抗ヒータを介して、ポッド３０への注入前に加熱され得る。温飲料を製造する場合、空気は、一般に、ポッド３０内へ送り込まれないことが理解されるであろう。
多くの場合、例えば、コーヒーまたは紅茶の場合のように、粒状原材料の供給物に水を通すことによって、温飲料を「抽出する」ことが望ましい場合がある。そのためには、図２４～図２７を参照すると、ポッド３０は、抽出するための粒状原材料（例えば、挽かれたコーヒー豆、茶葉など）の供給物含むフィルタ８６０が設けられ得る。本発明の好適な一形態では、図２４～図２７に示されているように、フィルタ８６０はキャップ６６０に隣接して配置され、例えば、フィルタ８６０はキャップ６６０に固定され、外側螺旋状スクレーパパドル６７０、内側螺旋状スクレーパパドル６８０、および底部スクレーパパドル６９０はポッド３０から省略される。さらに、プランジャ３３０がキャップ６６０を基部５８０に向けて圧潰したときに、フィルタ８６０は、好ましくは、さらに圧潰し、その結果、フィルタ８６０内に含まれている粒状原材料を圧縮して、例えば、いわゆる「フレンチプレス」コーヒーメーカーのような方法で、フィルタ８６０から流体を押し出すことができることに留意されたい。フィルタ８６０は、フィルタ８６０の粒状内容物がポッド３０から排出されないように、圧潰中にその構造的完全性を維持するように構成されることも理解されたい。
キャビネット構成
ここで、図２８を参照すると、必要に応じて、機械２０は、キャビネット８７０に取り付けられ得、キャビネット８７０は脚部８８０上に載置される。この構成では、キャビネット８７０は、放熱アセンブリ９０から熱を除去するための追加の冷却装置（例えば、追加のヒートパイプ、凝縮器、およびファン、または従来の冷凍ユニットなど）を含み得る。キャビネット８７０はさらに、未使用のポッド３０および／または冷凍菓子を入れるための容器（例えば、ボウルおよびコーン）、冷飲料を入れるための容器（例えば、カップ）および温飲料を入れるための容器（例えば、カップ）を収容するように構成され得る。
冷凍コイルによるポッドの冷却
本発明の別の形態では、図２９～図３１を参照すると、ネストアセンブリ５０は、外壁２２０Ａおよび内壁２３０Ａによって特徴付けられるトーラスの形態のネスト１４０Ａを備える代替のネストアセンブリ５０Ａによって置き換えられてもよく、トーラスは、高熱伝達材料（例えば、アルミニウム）から形成され、さらに、ＴＥＣアセンブリ２４０は、放熱アセンブリ９０Ａに接続される冷凍コイル２４０Ａによって置き換えられ、放熱アセンブリ９０Ａは、冷凍コイル２４０Ａを駆動するための圧縮機を備える。
この構成により、ネストアセンブリ５０Ａ（ひいてはネストアセンブリ５０Ａ内に配置されたポッド３０）は、従来の冷凍システムを介して冷却され得ることが理解されるであろう。この構成は、ＴＥＣ素子２５０の熱的性能を超える－４０℃までポッド３０を急速に冷却することができるので、有利であり得る。
ネストおよびポッドの代替的構造
上述の開示では、ネストアセンブリ５０およびネストアセンブリ５０Ａは、内部冷却素子（例えば、ＴＥＣ２８０を含む中空円筒２００）ならびに外部冷却素子（例えば、ＴＥＣアセンブリ２４０）を備え、ポッド３０は、ネストアセンブリ５０、５０Ａの内部冷却素子を受容するための内側開口部（すなわち、内側中空管６１０のルーメン）を備える。しかしながら、必要に応じて、内部冷却素子は、ネストアセンブリ５０、５０Ａから省略されてもよく、その場合、ポッド３０の内側開口部も省略されてもよい。
固定キャップポッドを有する圧縮機冷却機械
次に、図３２～図３５、図３５Ａ、図３５Ｂ、および図３５Ｃを参照すると、１杯分の冷凍菓子、例えば、アイスクリーム（ソフトクリームまたは堅いアイスクリーム）、フローズンヨーグルト、フローズン・プロテイン・シェイク、スムージーなどを提供するための別の新規なシステム９００が示されている。本発明の目的のために、１杯分の冷凍菓子は、約２液量オンス～約８液量オンス（約５９．１４ミリリットル～約２３６．５６ミリリットル）であると考えられ得る。
さらに、システム９００は、１杯分の冷飲料、および／または１杯分の温飲料を提供することも可能である。
システム９００は、２つのネスト９１５を備え得、この場合、一方のネスト９１５は、５～８オンス（約１４７．８５ミリリットル～約２３６．５６ミリリットル）の冷凍菓子ポッドを受容し、それより小さいサイズであり得る他方の隣接ネスト９１５は、コーヒーポッド（例えば、Ｋカップポッド）または冷飲料ポッド（例えば、アイスティーポッド）を受容するように構成される。本発明のこの形態では、所望の冷たい菓子または所望の温飲料もしくは冷飲料を作るために、水（湯または冷水）が適切なネスト９１５へ案内される。例えば、所望の冷たい菓子または所望の温飲料もしくは冷飲料を製造するための２つのネスト９１５を示す図３５Ａを参照されたい（システム９００の構成は、単一のネストが設けられるか、または２つのネストが設けられるかに応じてわずかに異なり得ることに留意されたい）。好ましくは、どのネストがどのタイプのポッド（例えば、冷凍菓子、ホットコーヒー、アイスティーなど）を受容したかを識別するために、ポッド検出器（図示せず）が各々のネスト９１５内に設けられるので、機械は適切なネストに適切な冷水または湯を送る。
本発明の好適な形態では、システム９００は、概して、機械９０５およびポッド９１０を備え、機械９０５は、特に、一杯分の冷凍菓子を作るための原材料の供給物を含むポッド９１０を受容し、ポッド９１０（およびその内容物）を冷却し、冷水および空気をポッド９１０へと導入し（必要に応じて、以下参照）、冷凍菓子を作るためにポッド９１０の内容物を攪拌し、その後、ポッド９１０から冷凍菓子を食べる容器（例えば、予め冷やしておいたボウル、室温のボウル、コーンなど）へ３～８オンス（約８８．７１～約２３６．５６ミリリットル）の冷凍菓子を直接排出するように構成される。
本発明の一形態では、システム９００は、ポッド９１０に水および／または空気を導入せずに、冷凍菓子を作ることができる（下記参照）。
機械９０５
機械９０５は、機械９０５が圧縮機を使用してポッド９１０を冷却し、状況によっては給水器７０が省略され得ることを除いて、上述の機械２０と概ね同様である（以下参照）。より具体的には、機械９０５は、ポッド９１０を受容するためのネスト９１５と、ネスト９１５を冷却するための冷却液ユニット９２０と、冷却液ユニット９２０を冷却するための冷凍ユニット９２５とを備える。機械９０５は、５０ポンド（２２．６８ｋｇ）未満の重量を有し、５分以内に約１クォート（０．９４６リットル）以下の量の１杯分の冷凍菓子または温飲料もしくは冷飲料を製造し、分注するように構成される。冷凍菓子は、１杯当たり１０～６０％のオーバーラン（すなわち、空気含有量）を有するであろう。オーバーランの量は、ポッド９１０内で作られる特定の製品に応じて変化することを理解されたい。
より具体的には、ネスト９１５は、対応するテーパー状（好ましくは円錐台状）ポッド９１０を受容するためのテーパー状（好ましくは、円錐台状）凹部９３５を画定する本体９３０と、ネスト９１５の凹部９３５を冷却するための内部チャンバ９４０とを備える。ネスト９１５はさらに、内部チャンバ９４０へと通じる入口９４５と、内部チャンバ９４０から通じる出口９５０とを備える。
本発明の一形態では、ネスト９１５のテーパー状凹部９３５は、小さい第１の端部９５１と、大きい第２の端部９５２と、小さい第１の端部９５１と大きい第２の端部９５２との間に延在するテーパー状側壁９５３とを備える。本発明の好適な一形態では、テーパー状凹部９３５は、円錐台状である。本発明の一形態では、凹部９３５のテーパー状側壁９５３は、約５度以上のテーパー勾配を有する。本発明の一形態では、小さい第１の端部９５１は閉鎖され得る。本発明の別の形態では、小さい第１の端部９５１は部分的に開放され得る。本発明の別の形態では、小さい第１の端部９５１は完全に開放され得る。例えば、ネスト９１５の追加の構成を示し（さらにポッド９１０の追加の構成を示した）図３５Ｂおよび図３５Ｃを参照されたい。
ネスト９１５の小さい第１の端部９５１が部分的に開放されているか、または完全に開放されているかのいずれかである場合、ネスト９１５内にポッド９１０をよりぴったり嵌合させることが可能であり得ることを理解されたい。より具体的には、ネスト９１５の底部が部分的にまたは完全に開放された状態で、ポッド９１０は、「底から抜ける」ことなくネスト９１５に嵌合し、したがって、ネストの壁とポッドの壁とがよりぴったり嵌合され、その結果、ポッドをさらに効率的に冷却することができる。
冷却液ユニット９２０は、冷却液の供給物を入れるためのリザーバ９５５と、循環モータ９６０と、リザーバ９５５を循環モータ９６０に接続するライン９６５と、循環モータ９６０をネスト９１５の入口９４５に接続するライン９７０と、ネスト９１５の出口９５０をリザーバ９５５に接続するライン９７５とを備える。この構成により、リザーバ９５５内に含まれている冷却液は、ネスト９１５の凹部９３５内に受容されたポッド９１０を冷却するために、ネスト９１５の内部チャンバ９４０中に循環され得る。
冷凍ユニット９２５は、圧縮機９８０と、凝縮器９８５と、凝縮器の下流側に配置された膨張弁（図示せず）と、冷却液ユニット９２０のリザーバ９５５に配置された蒸発器（図示されていないが、冷却液タンク内の浸漬コイルであり得る）とを備える冷凍サイクルを備え、そのことにより、圧縮機９８０は、冷凍サイクルに冷媒を通過させて、冷却液ユニット９２０のリザーバ９５５内に配置されている冷却液を冷却することができる。
この構成により、冷却液ユニット９２０を冷却するために冷凍ユニット９２５が使用され得、ネスト９１５内に配置されたポッド９１０を冷却するために冷却液ユニット９２０が使用され得る。冷却液ユニット９２０用の適切な冷却液を選択し、適切なサイズのリザーバ９５５を設けることによって、十分な「冷熱」を冷却液ユニット９２０内に蓄積することができ、その結果、複数回分の冷凍菓子を実質的に遅延時間なく連続して製造することができることに留意されたい。
共晶溶液
本発明の好適な一形態では、共晶溶液を保持する少なくとも１つの容器がネスト９１５のポッド座部に隣接して配置される。この共晶溶液は、ネストにおいて「冷熱」を貯蔵するために使用される。より具体的には、共晶溶液を凝固点まで冷却するために冷却液ユニット９２０が使用され、その後、共晶溶液がポッド９１０からの熱を吸収し、そのことにより、冷凍菓子を製造する。
より具体的には、システム９００がアイドル状態である間に（すなわち、冷凍菓子を製造する前に）、冷凍ユニット９２５の圧縮機９８０がオンにされる。圧縮機９８０は、冷却液ユニット９２０のリザーバ９５５内の冷却液を冷却するために、冷凍サイクル中に冷媒（例えば、Ｒ１３４Ａ、Ｒ－４０７Ｃ、Ｒ－４０４Ａ、Ｒ－４１０Ａなどと呼ばれるフレオン（Ｆｒｅｏｎ）、（ノルフルラン）Ｎｏｒｆｌｕｒａｎｅ）を循環させ、その後、リザーバ９５５内の冷却液が、ネスト９１５内の少なくとも１つの容器内に含まれている共晶溶液を０℃～－１１４℃に冷却する。ネスト９１５を取り囲む共晶溶液が０℃～－１１４℃に冷却されると、システム９００は、冷凍ユニット９２５の圧縮機９８０を自動的にオフにする。実際に、冷却液ユニット９２０内の既に冷却されている冷却液および／またはネスト内の少なくとも１つの容器内の共晶溶液を使用してネスト９１５内のポッド９１０を冷却するので、システム９００が冷凍菓子を作っている間は冷凍ユニット９２５の圧縮機９８０は運転される必要がないことに留意されたい。当然のことながら、冷凍ユニット９２５の圧縮機９８０は、必要に応じて、システム９００が冷凍菓子を作っている間に運転される場合がある。
冷却された共晶溶液はゆっくりと温まるので、ポッド９１０から熱を除去することによって共晶溶液から失われた冷熱は熱交換によって元に戻されることが理解されるであろう。このことにより、複数のポッドの冷凍菓子を素早く続けて作る間、ネスト９１５の温度を－４０℃～０℃で維持することができる。共晶溶液が温まるにつれて、冷却液ユニット９２０の循環モータ９６０は、冷却液をネストに送り続けて、共晶溶液容器の冷却負荷を維持するのを助ける。さらに、冷凍ユニット９２５の圧縮機９８０は、自動的にオンに戻り、冷媒を冷却液ユニット９２０（共晶溶液を再冷却している）に送り込む。
ポッドの冷却の間および／または機械９０５の使用の間に、霜がネスト９１５の内側に蓄積することがある。ネスト９１５の表面に熱を当てることにより、ネスト９１５の表面の霜を除去する。この瞬間的な熱は、温風、誘導コイル熱、抵抗熱などの形態であり得る。
共晶溶液は相変化材料を含むことを理解されたい。この点に関して、相変化材料（ＰＣＭ）は、加温および冷却のプロセス中に熱エネルギーを貯蔵および放出する組成物であることも理解されたい。相変化材料は、典型的には、冷却時に大量のエネルギーを（潜熱の形で）放出するが、加温時に周囲の環境から等しい量のエネルギーを吸収する。このようにして、相変化材料は、熱エネルギーの貯蔵を可能にする、すなわち、温熱または冷熱がある期間貯蔵され、後の時点で使用される。
単純、安価かつ効果的な相変化材料は、水／氷であることを理解されたい。残念ながら、水／氷は、０℃（＋３２。F）の凝固点を有し、そのため、大多数のエネルギー貯蔵用途から水／氷が排除される。しかしながら、水／氷と類似しているが、極低温範囲から数百℃の温度で冷たくなり、温かくなるような多くの代替の相変化材料が確認され、開発されてきた。塩が水に添加されると、塩は水の凝固点を低下させる。より多い量の塩を添加すると、一般的に、凝固点温度がさらに低下するが、これらの溶液はきれいに正確な温度で凍結せず、スラッシュを形成しやすい。しかしながら、特定の濃度の特定の塩が水に添加される場合、結果として生じる溶液は、一定の温度できれいに凍結して、溶融し、そのときに大量のエネルギーを放出し、貯蔵する。この温度は、共晶点と呼ばれ、組成物は共晶溶液と呼ばれる。これは、図３６の簡略グラフで表されている。図３６のグラフの曲線は、凝固曲線を示している。曲線の左から見て、組成物は１００％の水であり、凝固点は０℃(＋３２。F）である。塩が添加されるにつれて、塩／水混合物の凝固点が低下する。グラフのこのセクションで凍結が生じると、溶液から純水のみが凍結し、塩は溶液中に残る。より多い量の塩が添加された場合、凝固点は、曲線上の最も低い凝固点で共晶点に達するまでさらに低下する。いくつかのＰＣＭは、ゲルである。ＰＣＭは、室温でろう状粘度を有する高分子質量炭化水素である、ポリアクリル酸ナトリウム、塩水和物、またはパラフィンから作られ得る。パラフィンは、直鎖炭化水素および植物性ＰＣＭで構成される。以下は、０℃～－１１４℃の範囲の相変化を有する零度以下の共晶ＰＣＭ溶液のリストである。
Figure 2024009955000001
Figure 2024009955000002
 圧縮機９８０
必要に応じて、従来の往復動圧縮機（例えば、Ｔｅｃｕｍｓｅｈ社製ＴＣ１４１３Ｕ－ＤＳ７Ｃ圧縮機）が、冷凍ユニット９２５の圧縮機９８０に使用され得る。あるいは、回転圧縮機（例えば、Ａｓｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ社、Ｓａｍｓｕｎｇ社およびＲｉｇｉｄ社製の回転圧縮機）が、冷凍ユニット９２５の圧縮機９８０に使用され得る。あるいは、－４０℃～１０℃の範囲の蒸発温度を有する、Ｄａｎｆｏｓｓ社製の直流圧縮機Ｒ２９０、１２～２４Ｖが使用され得る。
冷凍サイクル用配管
上述したように、冷凍ユニット９２５は、凝縮器９８５、凝縮器の下流側に位置する膨張弁（図示せず）、および冷却液ユニット９２０のリザーバ９５５に位置する蒸発器（図示せず）の中に圧縮機９８０からの冷媒を循環させる。本発明の一形態では、従来の冷凍配管は、冷凍ユニット９２５の様々な構成要素間で冷媒を移送するために使用される。本発明の別の形態では、図３７を参照すると、冷凍ユニット９２５の様々な構成要素間で冷媒を移送し、そのことにより冷凍効率を高めるために、同軸の冷凍管が使用され得る。
ネスト内に配置されたポッドを冷却するための１つの好適な構成
ネスト９１５の１つまたは複数の容器に含まれる共晶溶液を使用してネスト９１５が冷却される、本発明の好適な一形態では、冷却液ユニット９２０および共晶溶液容器（単数または複数）の両方は、システム９００の効率を高めるために「冷熱」を貯蔵することができる。より具体的には、圧縮機９８０は、リザーバ９５５内の冷却液を冷却するために冷却液ユニット９２０のリザーバ９５５に冷媒を通過させ、そのことによりリザーバ９５５内で「冷熱」を貯蔵する。リザーバ９５５内の冷却液は、その後、共晶溶液を冷却するために冷却剤ユニット９２０の循環モータ９６０によってネスト９１５内の共晶溶液容器（単数または複数）に送られ、そのことによりネスト内に更なる「冷熱」を貯蔵する。図３７Ａを参照されたい。このようにして、冷凍ユニット９２５が複数回分の冷凍菓子を冷却するのを待たなくても、複数のポッドの冷却を可能にするためにシステム内に貯蔵されている十分な「冷熱」が存在するので、複数回分の冷凍菓子が連続して作られ得る。さらに、圧縮機９８０は、複数回分の冷凍菓子を作るために、常に運転している必要がない。
ネスト９１５の直接膨張冷凍
本発明の好適な形態では、冷凍ユニット９２５は、冷却液ユニット９２０のリザーバ９５５内の冷却液を冷却するために使用され、冷却液ユニット９２０は、ネスト９１５（またはネスト９１５の１つまたは複数の容器に含まれている共晶溶液）を冷却し、そのことにより、ネスト９１５内に配置されたポッド９１０を冷却するために使用される。しかしながら、必要に応じて、ネスト９１５を冷却するために直接膨張システムが使用され得る。直接膨張システムは、二次冷却液ループ（すなわち、冷却液ユニット９２０の冷却液ループ）の使用を排除し、冷凍ユニット９２５の冷媒を使用して、冷却板を介してネスト９１５を直接冷却する。冷却板は、周囲より十分低い温度で動作する非常に高い熱流束を生成するようにカスタマイズされ得る。直接膨張システムの冷却板において、冷凍ユニット９２５からの冷媒は等温相変化を受け、冷却板全体で厳格な温度制御を行う。図３８に示されているように、直接膨張システムは、蒸気圧縮冷凍システムの基本的な４つの構成要素、すなわち、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器からなる。直接膨張システムにおいて、蒸発器は、ネスト９１５から直接熱を吸収する。二次冷却液ループが必要とされない（すなわち、冷却液ユニット９２０が排除される）ので、直接膨張システムにおいて必要なのは、最小限の部品のみである。冷熱を循環させるためにファンは必要でなく、また冷却液を循環させるためにポンプは必要でなく、このことは、システムの構造を簡略化し、システムの効率を向上させることができる。
ネスト内に配置されたポッドを冷却するための別の好適な構成
本発明の好適な別の形態では、共晶溶液を保持する少なくとも１つの容器がネスト９１５のポッド座部に隣接して配置される。冷凍ユニット９２５は、共晶溶液を凝固点まで直接冷却するために使用される。本発明のこの形態では、冷却液ユニット９２０は排除される。圧縮機９８０は、ネスト９１５のポッド座部に隣接した容器（単数または複数）内の共晶溶液を冷却し、そのことによりネスト内の「冷熱」を貯蔵するために、冷媒をネスト９１５に直接通過させる。図３８Ａを参照されたい。このようにして、冷凍ユニット９２５が複数回分の冷凍菓子を冷却するのを待たなくても、複数のポッドの冷却を可能にするためにネスト内に貯蔵されている十分な「冷熱」が存在するので、複数回分の冷凍菓子が連続して作られ得る。さらに、圧縮機９８０は、複数回分の冷凍菓子を作るために、常に運転している必要がない。
ポッド９１０
ポッド９１０は、ポッド９１０が取り外し不能に定位置に固定されたキャップを有し、密閉して塞がれていることを除いて、上述のポッド３０と概ね同様である。本発明の好適な形態では、ポッド９１０は、１回限りの使用の使い捨てポッドとして提供される、すなわち、冷凍菓子（または温飲料もしくは冷飲料）１杯ごとに新しいポッドが使用される。しかしながら、必要に応じて、ポッド９１０は、複数回使用の再利用可能なポッドとして提供されてもよく、すなわち、ポッドは、追加分の冷凍菓子（または温飲料もしくは冷飲料）を提供するために、（新鮮な原材料を充填した後に）再利用され得ることを理解されたい。ポッド９１０が再利用可能である場合、ポッドのキャップは、ポッドの残りの部分から選択的に取り外し可能である。
ポッド９１０には、プラスチック製の内部スクレーパパドルが設けられており、これは、内部スクレーパパドルの方向を反転させることによってポッドの底部から冷凍菓子を排出するように構成される。内部スクレーパパドルは、射出成形または３Ｄ印刷によって作製され得る。
より具体的には、図３５、図３５Ｂ、図３９～図４２、図４２Ａ、および図４２Ｂを参照すると、ポッド９１０は、概して、キャニスタ９９０と、内部スクレーパパドルアセンブリ９９５と、キャップ１０００とを備える。
キャニスタ９９０は、テーパー状（好ましくは円錐台状）であり、床部１００５と、そこから直立した側壁１０１０とを備える。本発明の一形態では、テーパー状キャニスタ９９０は、小さい床部１００５と、大きいキャップ１０００と、小さい床部１００５と大きいキャップ１０００との間に延在するテーパー状側壁１０１０とを備える。本発明の好適な一形態では、テーパー状キャニスタ９９０は、円錐台状である。キャニスタ９９０のテーパー勾配はネスト９１５のテーパー勾配に一致し、その結果、ポッド９１０はネスト９１５内で密着嵌合し、そのことにより、ポッドとネストとの間の優れた熱伝達を容易にすることに留意されたい。
本発明の別の形態では、テーパー状側壁１０１０は、約５度以上のテーパー勾配を有する。
キャニスタ９９０は、その基部に開口部１０１５を有する。開口部１０１５に隣接して、ノズル１０２０が形成される。スライディングゲート１０２５は、後述するように、開口部１０１５を選択的に開閉する。停止部１０３０は、スライディングゲート１０２５の移動を制限するために、床部１００５上に形成される。
本発明の一形態では、テーパー状側壁１０１０は、その長さに沿って均一な厚さを有する。
本発明の別の形態では、テーパー状側壁１０１０は、その長さに沿って変化する厚さを有する。より具体的には、テーパー状側壁１０１０は、小さい床部１００５に隣接するほど薄く、大きいキャップ１０００に隣接するほど厚くすることができ、その結果、ポッドの原材料は、大きいキャップ１０００に隣接する場合より、小さい床部１００５に隣接する場合の方がより急速に凍結することになる。
キャニスタ９９０にテーパー状側壁１０１０を設けることは、ポッド９１０とネスト９１５との間（すなわち、ポッド９１０のテーパー状側壁１０１０とネスト９１５のテーパー状側壁９５３との間）を十分に表面接触させるために重要であることを理解されたい。ポッド９１０とネスト９１５との間を密着嵌合させることは、ポッド９１０の内容物を効率的に凍結させるために、ネスト９１５からポッド９１０への適切な熱伝達にとって重要である。また、キャニスタ９９０にテーパー状側壁１０１０を設けることは、ポッドの内容物がポッド９１０のキャニスタ９９０の開口１０１５に向かって移動するように、ポッドの内容物を収束させることを理解されたい。具体的には、ポッド９１０が冷凍菓子を作るために使用される場合、テーパー状側壁１０１０は、冷凍菓子が開口部１０１５および出口ノズル１０２０に向かって凍結するので、冷凍菓子を収束させる。
キャニスタ９９０は、好ましくは、高い熱伝達能力を有する材料、例えば、薄い金属、薄いプラスチックなどから形成された薄い側壁を備える。キャニスタ９９０は、ネスト９１５とポッド９１０との間の高い熱伝達率を提供するために、好ましくは、５０～５００ミクロンの厚さである。キャニスタ９９０はさらに、好ましくは、キャニスタ９９０がネスト９１５に対してある程度膨張する能力を有するように若干変形可能であり、そのことにより、ポッドとネストの間の高い熱伝達が保証される。
内部スクレーパパドルアセンブリ９９５は、略螺旋構造を有する複数のスクレーパブレード１０３５を備える。本発明の一形態では、スクレーパブレード１０３５は、ポッド９１０の内壁によりぴったり適合してポッド９１０の内壁を擦るために、ブレードの端部にゴムスキージを有し得る。好ましくは、開口部１０４０は、スクレーパブレード１０３５に形成される。内部スクレーパブレードアセンブリ９９５はさらに、１０～４００ＲＰＭの速度で回転し得る、上向きに突出するステム１０４５を備える。
キャップ１０００は、キャニスタ９９０に固定されている（すなわち、取り外し不能に取り付けられる）。キャップ１０００は、流体（例えば、液体または空気）をキャニスタ９９０の内部に入れるための開口部１０５０と、上方に突出したステム１０４５がキャニスタ９９０の内部から突出するのを可能にするための開口部１０５５とを備える。
キャップ１０００および床部１００５は、断熱材料で作製され得る、または断熱材料、例えば、エアロゲルで被覆され得る。
使用前には、床部１００５の開口部１０１５およびキャップ１０００の開口部１０５０は、破裂可能な膜で閉鎖されている．
上述の構成により、上向きに突出するステム１０４５が第１の（反時計回りの）方向に回転されると、スライディングゲート１０２５は、その閉鎖構成へと付勢され、ポッド９１０の内容物は、キャップ１０００に向かって押し上げられる。上向きに突出するステム１０４５が反対の（時計回りの）方向に回転され、１０～４００ＲＰＭの範囲の速度で回転されると、スライディングゲート１０２５は、その開放構成へと付勢され、ポッド９１０の内容物は、キャニスタ９９０の床部１００５に対して下方に押し下げられ、その際、床部１００５の開口部１０１５を覆う破裂可能な膜が破れ、ポッド９１０の内容物が開口部１０１５を通って、ひいてはノズル１０２０を通って排出される。
本発明の別の形態では、ノズル１０２０、スライディングゲート１０２５、および停止部１０３０は省略されてよく、開口部１０１５は、取り外し可能なシール１０６０（図４２Ａ）で閉鎖されてよい。本発明のこの形態では、内部スクレーパパドルアセンブリ９９５が一方向に回転されると、ポッドの内容物は攪拌内容物が床部１００５に当たるまで（複数のスクレーパブレード１０３５を介して）押し下げられ、その後、複数のスクレーパブレード１０３５の開口部１０４０がポッドの内容物を上昇しやすくすることで、内容物がポッドの内部で上方に移動する（図４２Ｂ参照）。また、ポッドの内容物は、混合中、半径方向外向きの方向に追いやられ、このことがネスト９１５のテーパー状側壁９５３に半径方向外向きの力を加えるのを助け、このことがポッド９１０のテーパー状側壁１０１０をネスト９１５のテーパー状側壁９５３に対して固定するのを助け、ポッドとネストとの間の熱伝達を向上させることに留意されたい。ポッドの内容物を放出するときには、取り外し可能なシール１０６０が除去され、ポッドの内容物が開口部１０１５を通って排出される。本発明のこの形態では、冷凍菓子をポッドから排出する際に、回転スクレーパブレード１０３５の向きを逆にする必要がないことに留意されたい。
本発明の好適な一形態では、ポッド９１０は、異なる内容物を収容する複数の区画または領域を含み得る、すなわち、１つの領域内に粉末アイスクリーム、および第２の領域内にクリームもしくはミルクまたは水を収容し得る。機械９０５の蓋が閉鎖されると、領域間の分離膜が穿孔され、または破裂して、様々な内容物を混合することができる。
ポッド９１０とネスト９１５との密着嵌合
実際に、ポッド９１０とネスト９１５とを密着嵌合させることは、ポッド９１０とネスト９１５との間の急速な熱伝達を容易にし、その結果、１杯分の冷凍菓子のより迅速な製造を可能にすることが分かっている。このような密着嵌合は、様々な方法で行われ得る。
限定的ではないが、例として、ポッド９１０は、キャニスタ９９０の外表面上にねじ山（図示せず）を含み得、ネスト９１５は、ネスト９１５の凹部９３５の表面上に対応するねじ山（図示せず）を含み得、その結果、ポッド９１０は、ネスト９１５と密着してねじ込まれ得る。
限定的ではないが、さらなる例として、ポッド９１０の円錐台状キャニスタ９９０は、勾配を有し得、ネスト９１５の円錐台状凹部９３５は、対応する勾配を有し得、その結果、機械９０５の蓋アセンブリが閉鎖されると、ポッド９１０は、ネスト９１５と密着嵌合するように下方に下げられる。
限定的ではないが、さらに別の例として、ポッド９１０は、ポッド９１０の上端に力が加えられたときに、ポッド９１０が自身をネスト９１５の凹部９３５にさらに近接させるために、わずかに膨張するように構成され得る。
または、ポッド９１０のキャニスタ９９０の側壁を膨張させてネスト９１５の凹部９３５にさらに近接させるために、加圧流体（例えば、空気、ＣＯ２、または窒素）がポッド９１０の内部に注入され得る。
限定的ではないが、さらなる例として、ネスト９１５の凹部９３５は、ポッド９１０のキャニスタ９９０を受容するための可撓性ブラダ１０６５（図４３）を備え得、その結果、可撓性ブラダがネスト９１５内に配置されたポッド９１０と密着嵌合する。
限定的ではないが、さらなる例として、ネスト９１５の凹部９３５は、ネスト９１５内に配置されたポッド９１０と密着嵌合するためにポッド９１０がネスト９１５に磁気的に引き込まれるように、ポッド９１０の鉄合金（すなわち、鋼）製キャニスタ９９０を受容するための磁性材料を備え得る。
ポッド９１０の内容物
ポッド９１０の内容物は、上述したポッド３０の内容物と同じであり得る。
また、必要に応じて、ポッド９１０は、従来のヨーグルト製品（例えば、ゲル状のヨーグルト）を封入することができるので、新規なシステム９００は、その後、容器（例えば、ボウル、コーンなど）に分注するためのフローズンヨーグルトを作ることができることも理解されたい。
さらに、必要に応じて、ポッド９１０は、冷却され、撹拌されたときに、所望の凍結菓子を作るための液体原材料を含み得る。本発明のこの形態では、所望の冷凍菓子を作るために、任意のさらなる原材料をポッドに送り込む必要がない場合がある。
上述の内容に加えて、必要に応じて、図４４を参照すると、「バブルビーズ」（例えば、ＣＯ２またはＮ２を取り囲む封入剤）がポッド９１０内に入れられた原材料に含まれ得る。この封入剤は、水がポッド９１０の内部に添加されると、封入剤が溶解し、ＣＯ２またはＮ２を放出し、冷凍菓子中に「発泡性」を生成するように選択される。
ポッド９１０は、フローズン・プロテイン・シェイクを作るのに必要な内容物、例えば、乳清タンパク質粉末、カゼインタンパク質粉末、エンドウタンパク質粉末、大豆タンパク質粉末などを、本質的には、水と混合され、冷却されたときに、フローズン・プロテイン・シェイクを作る任意の粉末を含み得ることも予想される。
フローズン・プロテイン・シェイクを製造する、本発明の好適な一形態では、ポッド９１０の内容物は、以下のものであり得る。
３～１０％の乳脂肪（例えば、クリーム、可塑性クリーム、バター）、無水乳脂肪／バターオイル、乳成分を含まない油脂（例えば、パーム油、パーム核油、ココナッツ油、および他の安全で適切な植物油）、
９～１５％の無脂乳固形分（ＭＳＮＦ）、例えば、濃縮乳（練乳／エバミルク）、加糖練乳、粉乳、または全スイートクリームバターミルク、濃縮もしくは乾燥された乳清、濃縮もしくは乾燥された乳タンパク質濃縮物、乳清タンパク質濃縮物もしくは分離物、加水分乳タンパク質もしくは調製乳タンパク質、カゼインナトリウム、
４～１４％の砂糖およびコーンシロップ甘味料材料、最大０．５％の安定剤もしくは増粘剤、例えば、カルボキシメチル・セルロース・ナトリウム（セルロースガム）、グアーガム、ローカストビーンガム、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコール、キサンタン、カラギーナン、変性デンプン、微結晶性セルロース（セルロースゲル）、ゼラチン、硫酸カルシウム、モノステアリン酸プロピレングリコール、または他のモノエステルなど、
最大０．５％の乳化剤、例えば、モノグリセリドおよびジグリセリド、蒸留モノグリセリド（飽和または不飽和）、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン（６０）またはモノオレート（８０）など、および
乳清、カゼイン、エンドウ豆、大豆および／または前記タンパク質の組み合わせの形態の５～６０ｇのタンパク質。
３～８オンス（約８８．７１～約２３６．５６ミリリットル）のフローズン・プロテイン・シェイク中に、理想的には、１０ｇよりも多い量のタンパク質、２００カロリー未満のカロリーが存在することになる。
ポッド原材料のさらなる例は、以下のソフトクリーム粉末、粉末ヨーグルト、粉末シェイクミックス、液体スラッシュミックス、粉末コーヒーベースミックス、粉末スムージーミックス、粉末または液体の低甘味中性ベースを含み得、プレミアム中性ベース材料は、以下に列挙されている。
Figure 2024009955000003
Figure 2024009955000004
ソフトクリーム混合の構造
本発明の別の形態では、１杯分のソフトクリームを作る場合、給水器７０は、冷却器（図示せず）に置き換えられ得る。冷却器は、約１．０リットル～約３．０リットルの液体ソフトクリームミックスを保持する容器（例えば、プラスチックボトルまたはプラスチック袋）を受容し得る。本発明のこの形態では、ポッド９１０は、液体ソフトクリームミックスを受け取って、冷却している間に１杯分のソフトクリームミックスを撹拌することによって、１杯分のソフトクリームを作るのに使用される。
液体ソフトクリームミックスをポッド９１０に注入することによって、冷凍菓子（すなわち、ソフトクリーム）を作るために、続いて流体（すなわち、空気または液体）をポッドに注入する必要がないことを理解されたい。ポッド９１０が適切に冷却されたときに、内部パドルアセンブリ９９５の回転がポッド９１０内で１杯分のソフトクリームを作る。
さらに、本発明のこの形態では、新規なシステム９００を使用して次の１杯分のソフトクリームが調製される前に、残っている液体ソフトクリームミックスを流すために、容器（例えば、プラスチックボトルまたはプラスチック袋）をポッドに接続する管に約０．５オンス～約１．０オンス（約１４．７９ミリリットル～約２９．５７ミリリットル）の水を送り込むことができる、別個の貯水タンク（図示せず）が設けられ得る。
好適な実施形態の変更形態
本発明の性質を説明するために本明細書に記載され、図示されている詳細、材料、ステップおよび部品の構成における多くの追加の変更は、本発明の原理および範囲から逸脱せずに、当業者によってなされ得ることを理解されたい。

Claims (1)

  1. 明細書および／または図面に記載の発明。
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