KR19980703364A

KR19980703364A - 저온 조성물 제조장치 및 이의제조 및 이용방법

Info

Publication number: KR19980703364A
Application number: KR1019970706769A
Authority: KR
Inventors: 그레그 윌시; 리차드.씨 팔; 토마스 체이스
Original assignee: 체이스,토마스 더블유; 리차드.씨 팔; 그레그 윌시
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1998-10-15
Also published as: US5845512A; WO1996029884A1; US5617734A; AU5376996A

Abstract

성분을 미리 선택된 온도로 혼합시키거나 기타처리를 하기 위한 장치는 성분원료를 수용하기 위한 용기(3) ; 실질적으로 밀봉구역(A)을 형성하도록 용기(3) 둘레에 이격된 거리로 배치된 재킷부재(1) ; 재킷부재(1)와 용기(3) 사이의 관계에 의해 한정된 구역(A)을 통해 유체유동을 안내하는 유니트(2)를 포함하고 ; 여기에서 재킷부재(1)는 용기(3)를 실질적으로 균일온도로 유지하도록 한정된 구역(A)으로 유입되는 유체를 수용하기 위해 재킷부재(1)의 단부부분 둘레로 실질적으로 균일하게 배치된 다수의 투입구(1A)를 포함한다.

Description

저온 조성물 제조장치 및 이의 제조 및 이용방법

발명의 배경

본 발명은 미리 선택된 온도에서 조성물을 처리하는 장치에 관한 것으로, 특히 소프트서브(soft-serve) 아이스크림 또는 비슷한 식품을 조성하고 분배하는 반냉동(半冷凍)식품 제조장치에 관한 것이다.

소프트서브 아이스크림 기계는 공지되어 있다. 예컨데 에릭슨(Erickson)의 미국 특허 제 4,052,180호는 소프트 아이스크림 기계가 기술됐고, 이 기계는 용기 및 아이스크림을 혼합시키기 위한 혼합 암(mixing arm)을 포함한다. 그러나, 에릭슨은 용기를 일정온도로 유지시키는 재킷부재(jacket member), 및 매니폴드 및 용기내의 장치를 완전히 가스함포시키기 위한 장치를 포함하는 식품조성물처리장치를 기술하지 못했다.

본 발명은 공지의 조성물 처리장치의 상기에 기술된 제한 및 단점을 극복하고, 냉각된, 미리 선택된 온도에서 조성물을 완전히 혼합시키고, 가스함포시키고, 효과적으로 배출하며, 장치의 비사용시에 장치를 완전히 청소하는 그와같은 장치에 대한 중요한 필요성을 충족시킨다.

본 발명은 조성물 제조 및 분배장치이고, 이는 조성물 원료를 수용하고 투입구와 이의 반대단부에 위치한 배출구를 갖는 용기(container) ; 실질적으로 밀봉구역이 형성되도록 용기 둘레에 배치된 재킷부재 ; 용기와 재킷부재 사이로 한정된 구역을 통해 유동하는 냉각유체(냉매)를 제공하기 위한 장치(unit) ; 용기와 캐킷부재 사이의 밀봉구역 전체에 실질적으로 균일하게 냉매를 분배하기 위한 매니폴드(manifold) ; 용기 내표면의 실질적으로 모든 지점으로부터 조성물을 긁어내고, 조성물을 용기전체로 혼합하고 가스함포시키며, 조성물을 배출장치를 향해 강제로 이동시키는 오거부재(auger member)로 구성되고, 여기에서 용기는 혼합된 생성물이 새롭게 첨가된 조성물원료와 효과적으로 혼합되게 조성물을 전방으로 배출장치를 향해 효과적으로 밀어내도록 수평축에 대해 소정 각도로 장치내에 배치된다.

사용시에, 조성물 원료가 투입구의 용기유니트에 첨가될 때, 냉각유니트와 유체유동제공유니트는 용기표면의 온도를 실질적으로 균일한 온도로 유지시키도록 냉매 유동을 실질적으로 균일하게 용기의 외부표면과 직접 접촉되게 유입된다. 이 원료는 소정의 생성물 농도를 달성하도록 공기와 완전히 혼합되고, 오거부재에 유성이동(plenetary motion)을 부여함으로써 가스함포처리되며, 이 오거부재는 조성물을 냉각용 용기벽을 향해 강제이동시키고 이 조성물을 그로부터 문질러서 벗겨내며, 이 조성물을 분배용 배출구를 향해 강제이동시킨다.

혼합된 생성물의 분배시에, 이 장치는 투입구를 통해 실질적으로 액체 클리닝제품을 용기에 첨가하고, 이 클리너를 실질적으로 용기의 모든 부분에 대해 완전히 뿌리며, 그로부터의 클리너를 배출구를 이용하여 배출시킴으로써 청소된다.

본 발명의 목적은 조성물을 효과적으로 처리하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기타 목적, 장점 및 현저한 특징은 첨부도면과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기술하는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 보여주는 블록도.

도 2는 본 발명의 재킷부재-용기부재의 측면도.

도 3은 도 2의 3-3을 따른 내부단면도.

도 4는 도 3의 4-4선을 따른 본 발명의 횡단면도.

도 5는 도 4의 장치의 횡단면도.

도 6은 도 4의 장치의 횡단면도.

도 7은 본 발명의 냉각효율을 보여주는 그래프.

도 8은 매니폴드부재의 횡단면도.

도 8a는 8a-8a선을 따른 도 8의 매니폴드의 횡단면도.

도 9는 제 2의 매니폴드부재의 횡단면도.

도 10은 9a-9a선을 따른 도 9의 매니폴드의 횡단면도.

도 10a는 10a-10a선을 따른 도 10의 매니폴드의 횡단면도.

도 11은 본 발명의 오거부재의 정면도.

도 12는 12-12선을 따른 도 14의 오거부재의 횡단면도.

도 13은 본 발명의 오거부재조립체의 횡단면도.

도 14는 도 15-15선을 따른 도 16의 오거부재조립체의 횡단면도.

도 15는 15-15선을 따른 도 16의 오거부재조립체의 횡단면도.

도 16은 오거부재와 생성물 튜브조립체의 횡단면도.

도 17은 본 발명의 오거부재 부분의 정면도.

도 18은 본 발명의 단부도.

도 19는 본 발명의 단면도.

도 1 - 도 17을 참조하면, 소정온도에서 조성물을 처리하고 분배하는 장치가 도시됐고, 이 장치는 재킷부재(1) ; 재킷부재(1)내에 배치되고 실질적으로 밀봉구역을 형성하도록 이 부재에 연결된 생성물 튜브용기(3) ; 일단부가 재킷부재(1)의 여러위치에 연결된 매니폴드(2) ; 밸브(5)와 압력조절장치(4)에 의해 매니폴드(2)의 제 2단부에 연결된 응축기(8) ; 냉매와 같은 압력유체를 재킷부재(1)에 공급하도록 응축기(8)에 연결된 압축기 ; 및 오거부재(40)를 포함한다. 응축기(8)와 압축기(7)는 생성물 튜브의 외부표면을 냉매와 직접 접촉시킴으로써 생성물 튜브(3)를 실질적으로 균일한 미리 선택된 온도로 유지하도록 생성물 튜브(3)와 재킷부재(1) 사이의 구역을 통해 유체유동을 안내하기 위해 재킷부재(1)와 협력한다.

장치는 분말, 액체 및/또는 반액체 성분이 어느 광범위한 온도범위로 가스함포되고 그리고/또는 제조되는 광범위한 적용에 사용될 수 있다. 본 발명은 광범위한 응용에 사용될 수 있고, 소프트 서브 아이스크림기계, 화학 혼합기계, 밀크 쉐이크 또는 기타 음료기계, 및 치즈처리기계를 포함하나 이에 제한되지 않는다.

제품튜브용기(3)는 혼합되는 가스함포될 성분을 계속 유지한다. 제품튜브(3)는 실질적으로 원통형이고 성분원료를 작동될 제품튜브(3)로 수용하기 위해 제1단부에 배치된 투입구, 및 제품튜브(3)로부터 혼합된 또는 작동된 성분을 분배하기 위해 제 1단부의 반대단부에 배치된 배출구를 포함한다. 제품튜브(3)의 원통형 표면은 열전도성이고 실질적으로 미끄러워서 이에 수용된 제품은 어떤 광범위한 선택온도로 작동되거나 처리될 수 있다.

도 1 및 도 4-6에 도시된 바와같이, 제품튜브(3)의 투입구는 제품튜브(3)의 내측에 직접접근을 제공하기 위해 제품공급 투입관(42)에 연결된다. 도 2-6에 도시된 바와같이, 본 발명은 재킷부재(1)를 포함하고, 이는 밀봉구역(A)을 형성하도록 제품튜브(3) 둘레에 실질적으로 배치되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 재킷부재(1)는 단일부재를 형성하도록 제품튜브(3)와 함께 일체로 형성된다. 이와달리, 재킷부재(1)는 가스켓, O링(70) 또는 기타 밀봉장치를 위치시키기 위해 제품튜브에 위치된 홈(groove)을 사용하여 제품튜브(3)에 실질적으로 밀봉된다.

재킷부재(1)는 제품튜브(3)를 소정온도로 효과적으로 유지시키도록 열적으로 단열되는 것이 바람직하다.

재킷부재(1)는 냉매와 같은 유체유동을 응축기(8)와 압축기(7)로부터 실질적으로 균일하게 도 3 및 도 4에 도시된 바와같이 구역(A)을 통하게 하기 위해 다수의 투입구(1A)를 포함하는 것이 바람직하다. 투입구(1A)는 도 3 및 도 18에 도시된 바와같이 재킷부재(1)의 둘레로 이의 외부표면을 따라 실질적으로 균일하게 배치되는 것이 바람직하다. 재킷부재(1)의 일단부 둘레에 다수의 투입구(1A)를 균일하게 배치시키는 목적은 직접 접촉시키고 이에의해 제품튜브(3)를 실질적으로 균일온도로 유지시키도록 냉매와 같은 유체유동을 압력을 받는 구역(A)을 통해 유입시키는 것이다. 본 발명의 실질적으로 균일한 온도특성은 코일의 사용에 비해 또는 기타 유사한 온도전달기술(즉 히트 상킹(heat sinking)기술)에 비해 상당히 개선된 것이고, 여기에서 주목할만한 온도 변화 및 저효율(50%)은 코일과 접촉되거나 코일에 인접한 표면부분들과 인접되지 않는 표면부분들 사이의 제품튜브를 따라 존재한다.

투입구(1A)의 정확한 숫자는 다른 것들 중에서 제품튜브(3) 및/또는 재킷부재(1)의 직경 및 길이, 각 투입구(1A)의 직경, 응축기(8)의 특성 및 압축기(7), 제품튜브(3)의 표면을 가로질러서 소정 온도균일성 정도, 제품튜브(3) 및 재킷부재(1)의 열특성, 및 성분이 작동될 소정온도범위에 따라 변화될 수 있다. 재킷부재(1)는 적어도 하나의 배출구(1B)를 포함한다.

각각의 투입구(1A)는 냉매가 도 18에 도시된 바와같이 제품튜브(3)에 실질적으로 법선으로 재킷부재(1)로 들어가도록 재킷부재(1)로부터 소정 각도로 외측으로 연장되는 것이 바람직하다. 유입되는 냉매와 제품튜브(3) 사이의 이와같은 법선관계는 냉매가 제품튜브(3) 둘레로 소용돌이치게 하고, 이에의해 제품튜브(3) 둘레로 실질적으로 균일한 유동이 제공된다. 이외에, 냉매의 소용돌이 유동은 제품튜브(3)내에 난류를 발생시키고, 이는 응축기(8)와 매니폴드(2)내에서 초기에 액체화된 냉매가 재킷부재(1)와 제품튜브(3) 사이의 저압구역(A)으로 들어가자마자 매우 급속히 가스상태로 변화되게 한다. 가스상태에 있을 때, 냉매는 제품튜브(3)를 더욱 효과적으로 냉각시킨다.

더욱이 투입구(1A)는 도 19에 도시된 바와같이 재킷부재(1)를 따라 종방향으로 엇갈리게되는 것이 바람직하다. 투입구(1A) 사이의 엇걸림관계는 경로유동의 중첩을 방지하고, 따라서 유동냉매에 의해 직접 접촉되는 제품튜브(3)에 더 많은 표면구역을 제공한다.

배출구(1B)는 투입구가 배치되는 단부부분 반대에 있는 재킷부재(1)의 단부부분에 배치되는 것이 바람직하다. 배출구(1B)는 구역(A)내에 잔존하는 액체가 그로부터 효과적으로 배출되도록 재킷부재(1)의 바닥부분을 따라 배치되는 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와같이, 바람직한 실시예에서 재킷부재(1)는 재킷부재(1)의내부표면을 따라 배치된 관(duct)(15)을 포함한다. 관(15)은 난류유동을 발생하고, 유동밀도를 높이고, 그리고 구역(A)내의 소정구역에서 유동을 제한함으로써 투입구(1A)로부터 배출구(1B)까지 구역(A)을 통해 유동하는 냉매의 방향 또는 조절을 제공한다. 관(15)은 재킷부재(1)의 내부표면으로부터 내측으로 연장되는 돌기와 그를 따라 배치된 홈을 포함하는 것이 바람직하다.

투입구(1A)로의 연결은 플레어(flare), 압축, 인터로크(interlock), 또는 직접 연결용 부품을 포함하는 것이 바람직하다. 이와달리 투입구(1A)와 배출구(1B)는 단일부재를 형성하도록 재킷부재(1)와 성형되거나, 일체로 단조되거나 기계주조된다.

본 발명은 제품튜브(3)를 소정의 균일한 온도로 유지하도록 재킷부재(1)에 냉매와 같은 유체를 실질적으로 균일하게 분배시키기 위해 응축기(8)와 재킷부재(1) 사이에 연결된 수단을 추가로 포함한다. 도 1에 도시된 바와같이 그와같은 유체 공급수단은 매니폴드(2)를 포함한다. 매니폴드(2)는 유체유동을 응축기(8)로부터 재킷부재(1)의 각각의 투입구(1A)까지 실질적으로 균일하게 분배시킨다. 도 8-10을 참조하면, 매니폴드(2)는 압력유체를 수용하기 위해 응축기의 배출구에 연결된 고압유체공급구(81) 와 ;

응축기(8)와 재킷부재(1) 사이에 유체연결을 제공하도록 별도의 투입구(1A)에 각각 연결되는 다수의 분배관(82)을 포함한다. 매니폴드(2)는 견고한 주조납땜 또는 기타 부착분배관(82)에 의해 단일부재로 형성되는 것이 바람직하고, 이동부품이 존재하지 않기 때문에 보수가 거의 필요없다. 그결과 필요로 하는 유일한 실질적인 시험은 누설을 검출하도록 설치하기 전에 매니폴드(2)에서 압력시험을 행하는 것이다. 매니폴드(2)는 열적으로 단열되고 재킷부재(1)에 실질적으로 인접되게 배치되는 것이 바람직하다.

분배관(82)은 매니폴드(2)의 측면부분을 따라 배치될 수 있고(도 8 및 도 8A) ; 매니폴드(2)의 단부부분 둘레에 배치될 수 있으며(도 9 및 도 9A) ; 직접연결, 플레어 연결, 압축연결 또는 인더로킹연결에 의해 다수의 부속품과 함께 부착시킴으로써 배치될 수 있다(도 10 및 도 10A).

분배관(82)과 유체공급구(81)의 실제크기는 본 발명의 적용에 따라 변화된다. 상대적인 조건에서, 모든 분배관(82)의 결합단면적은 매니폴드(2) 메인본체의 내부단면적과 동일한 것이 바람직하다.

동일 크기의 응축기와 압축기 및 시험되는 동일크기의 성분을 사용하여, 재킷부재(1), 제품튜브(3), 및 매니폴드(2)의 성능을 종래의 코일 냉각수단을 갖는 제품튜브(3)의 성능과 비교하는 실험이 실행됐다. 실험결과는 도 7에 그래프로 표시됐고, 이는 물을 빙점온도에 가깝게 냉각시키는데 필요한 시간이 상당히 감소됨을 보여준다. 이 실험은 재킷부재(1)와 매니폴드(2)가 냉각코일을 사용하는 종래시스템에 비해 40%이상의 효율개선 (종래시스템의 약 50% 효율에 비교하여 약 90%효율)을 제공함이 드러났다. 재킷부재(1), 제품튜브(3) 및 매니폴드(2)의 결합에 의해 제품튜브(3)내의 성분을 냉각시키는 효율이 증가된 결과로서, 응축기(8)와 압축기(7)는 장치의 냉각성능레벨을 비슷하게 유지하는 동안 종래의 코일냉각기계에서 동일크기의 제품튜브와 결합된 응축기 및 압축기에 비교하여 감소된 성능레벨로 각각 작동될 수 있다.

저성능레벨을 갖는 압축기(7)와 응축기(8)가 고성능 특성을 갖는 압축기와 응축기보다 외관이 더욱 작기 때문에, 본 발명의 바람직한 한 실시예는 소프트 아이스크림과 같은 과자(confection)를 제조 및 분배하는 실질적으로 휴대용 장치를 포함한다. 탁상용 또는 휴대용 치수로 만들어진 소프트 아이스크림 기계는 이 산업계에 공지되지 않았다.

본 발명은 종래 시스템에 비해 기타 장점을 제공한다. 예컨데 본 발명은 종래의 용기, 축압기(accumulator), 또는 팽창 밸브와 같은 부품이 반드시 필요하지 않기 때문에 일부분 제조하는데 덜 비싸다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 제품튜브(3)와 재킷부재(1)는 수평축에 대해 각도로 위치되도록 배치된다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와같이, 제품튜브(3)와 재킷부재(1)는 제품튜브(3)내에서 작동된 제품이 분배단부를 향해 농축되도록 경사부에 위치된다. 제품튜브(3)내에서 제품의 그와같은 전방농축은 다수의 목적을 달성한다.

첫 번째로, 제품튜브(3)의 각진 위치는 제품공급라인(42)으로부터 제품튜브(3)에 유입되는 최종 제품 또는 클리닝제품이 제품튜브(3)의 단부에 위치된 장치 분배 노즐에 의해 제품튜브(3)로부터 용이하게 실질적으로 완전히 배출가능하게 한다. 그와같은 제품은 전기손실이 있는 경우에도 효과적으로 배출될 수 있다.

두 번째로, 제품튜브(3)내의 혼합제품이 실질적으로 분배단부를 향해 전방으로 유동함과 동시에, 비혼합된 제품 또는 원료는 혼합제품을 압력에 의해 실질적으로 전방으로 강제이동시키지 않고 제품공급라인(42)으로부터 제품튜브(3)로 들어갈 수 있다.

세 번째로, 온도의 미세한 편차가 제품튜브(3)를 따라 존재하는 경우, 가장 찬온도를 갖는 제품튜브(3)의 표면구역(도 5 및 도 6에 도시된 바와같이, 재킷부재(1)의 투입구(1A)가, 제품튜브(3)의 분배단에 위치될 때를 근거로함)은 전방에 또는 분배단부에 실질적으로 위치되고, 여기에서 제품튜브(3)가 수평으로부터 각지게 위치될때 제품은 실질적으로 정밀하게 농축된다. 도 6은 제품튜브(3)내의 측정구역(교차 해칭된 대각선으로 표시됨)이 실질적으로 냉동온도로 유지되는 한편, 제품튜브공급라인(42)에 가장 가까운 제품튜브(3)의 최상측 부분을 점유하는 구역이 냉동온도보다 조금 높은 온도에 있음을 보임으로써 이를 예시한다. 실질적으로 가장 찬온도를 갖는 제품 튜브(3)의 구역내에 제품을 실질적으로 농축시킴으로써, 장치는 가장 효율적으로 작동된다.

제품튜브(3)를 수평으로부터 약 3°-5°사이의 각도(도 5)로 위치시킴으로써, 제품의 농축은 가장 찬 온도를 갖는 제품튜브(3)의 구역에서 실질적으로 농축되고, 이에 의해 실질적으로 최적냉각이 제공됨을 시험은 보여준다. 그결과 제품(P)은 제품튜브(3)의 가장 찬 구역내에 실질적으로 배치되고, 이에의해 제품(P)은 제품튜브(3)의 가장 찬 구역내에 실질적으로 배치되고, 이에의해 제품(P)이 소정온도로 가장 잘 유지되는 것이 보장된다.

제품튜브(3)와 재킷부재(3)의 각진 위치(angled position)는 또한 최근에 첨가된 원료가 때때로 이미 혼합된 제품과 완전히 혼합되지 않는 종래장치와 대조적으로 제품튜브(3)의 이미 혼합된 제품과 최근에 첨가된 원료의 신속하고, 완전한 그리고 효율적인 혼합을 가능하게 한다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서는 반냉동 식품과 같은 최종 제품이 거품형의 특성을 갖도록 제품튜브(3)내의 조성물을 완전히 혼합하여 가스함포시키기 위한 수단을 포함한다. 혼합수단은 거의 제품튜브(3)내에 배치된 오거부재(40) 및 제품튜브(3)의 세로축에 관련한 오거 부재(40)의 거의 자유로운 움직임을 제공하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 여기에서 자유로운 움직임이란 오거 부재(40)가 제품튜브(3)의 세로축을 선회하면서 동시에 그 자신의 세로축 둘레를 회전하는 것을 말한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 오거부재(40)는 제품튜브(3)의 세로축을 제 1회전방향으로 회전하면서 제 1회전축의 반대방향인 제 2회전방향으로 자신의 축둘레를 회전한다.

오거부재(40)는 오거 샤프트(59)로부터 외향연장하는 거의 나선형의 오거 블레이드(50)를 포함한다. 오거 블레이드(50)는 도 11에 도시된 바와같이 경사진 선단모서리(50A) 및 반대쪽으로 경사진 후단 모서리(50B)를 포함한다. 오거(40)가 그 세로축 둘레를 회전할 때 오거(40)의 경사지거나 테이퍼진 모서리는 조성물이 혼합되도록 제품튜브(3)의 벽을 향하여 외향으로 그리고 분배 단부를 향하여 전방으로 밀게되므로서 조성물을 보다 급속하게 냉각 및/또는 냉동시키게 될뿐만아니라 조성물을 거의 완전히 혼합 및/또는 가스함포시킬 수 있게 된다. 오거부재(40)의 직경은 제품튜브(3)내에서 회전할 때 그 중앙부에 위치된 조성물을 추가적으로 혼합시킬 수 있도록 한다. 오거블레이드(50)의 표면은 바람직하게는 거의 평탄하고 따라서 조성물이 작동시에 거기에서 보다 쉽게 슬라이드되게 한다. 이러한 제조방법은 제조시간의 많은 감소를 가져온다.

오거 블레이드(50)의 나선각(H)을 결정하는 오거 블레이드(50)의 피치(P)(도 12)는 장치의 적용에 따라 달라진다. 나선각(H)은 제품튜브(3)의 후방(제품투입) 단부에서 전방(분배)단부로 조성물을 밀어내는 트러스트의 양을 결정한다. 오거 블레이드(50)의 피치(P)는 또한 제품 및/또는 조성물이 오거 블레이드(50)에 의해 작업되는 (그 상부에 작용하는 전방 및 외향으로 향한 힘) 구역인 구역(A2)(도 11)을 부분적으로 한정한다.

예를들면, 오거부재(40)의 길이가 야 23cm일 경우 약 5피치(P)이고 이것은 나선각(H)이 약 30°가 되게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 오거 블레이드(50)는 제품튜브(3)의 내표면과 거의 접촉하므로서 그 내표면으로부터 제품을 거의 닦아서 그것을 제품튜브(3)의 분배단부를 향하여 밀어낸다. 또다른 실시예에서 오거 블레이드(50)는 도 17에 도시된 바와같이 오거 블레이드(50)의 외부 전방단부로부터 외향하여 연장하는 거의 가요성인 닦음 부착물(61)을 포함한다. 닦음 부착물(61)의 사용은 오거부재(40)와 제품튜브(3)의 매우 타이트한 공차를 거의 제거하므로서 제조비용을 실질적으로 감소시킨다. 그 결과 오거부재(40)가 표준의 대체가능한 부품으로 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 오거부재(40)를 제품튜브(3)의 중앙세로축 둘레로 제 1회전 방향으로 회전시키면서 동시에 제 1방향과 반대방향인 제 2회전방향으로 자신의 세로축 둘레를 회전하게 하므로서 제품튜브(3)내의 제품을 완전히 혼합 및/또는 가스함포시키도록 오거부재(40)의 자유로운 운동을 부여하기 위한 수단을 바람직하게 포함한다.

오거부재(40) 및 자유운동 수단을 오거부재(40)가 적절한 공기대 액체비를 의미하는 거품형 특성을 나타내도록 공기를 거의 액체인 제품과 급속히 혼합시키는 종래장치의 통상적인 교반 블레이드에 비해 현저한 개선을 제공한다. 그러한 거품형 특성은 액체성분이 거의 고형화하기 전에 필요하다. 바람직한 실시예에서 50%의 공기대 액체비를 갖는 조성물이 얻어진다.

자유운동수단은 고정된 내부기어(55), 오거 피니언기어(58), 오거 연결샤프트(54) 및 오거 피봇 샤프트(56,57)를 포함한다.

고정된 내부기어(55)는 제품튜브(3)의 일단부내에 실질적으로 고정되고 도 15에 도시된 바와같이 기어 이빨을 수용하기 위한 다수의 이빨 공간을 포함한다. 오거 피니언 기어(58)는 오거부재(40)의 일단에 바람직하게 부착되어 오거부재(40)가 제품튜브(3)내에 배치될 때 피니언 기어 이빨이 고정기어(55)의 이빨공간과 맞물리도록 한다. 이방법에서는, 피니언 기어(58)가 거의 순환되는 방법으로 고정기어(55)의 내표면을 따라 회전될 때 오거부재(40)는 피니언기어(58)의 그 세로축 둘레로의 회전운동에 의해 그 세로축 둘레로 추가적으로 회전되므로서 오거부재(40)의 거의 자유로운 운동을 생성한다. 그 결과, 오거부재(40)는 고정기어(55) 둘레를 제 1회전방향으로 회전하면서 동시에 제 1회전방향의 반대방향인 제 2회전방향으로 자체회전축 둘레를 회전한다. 이러한 오거부재(40)의 역회전 특성은 거의 50%의 공기대 액체비를 갖는 가스함포조성물을 빠르게 생성한다.

고정기어(55)의 직경 및 오거 블레이드(50)의 크기는 오거부재(40)가 제품튜브(3)의 전체 내표면과 거의 접촉하도록 설정된다. 이것은 제품이 제품튜브(3)의 표면으로부터 거의 제거되는 것을 보장하고 따라서 통상적인 오거장치에 비해 현저한 개선을 가져온다. 오거 블레이드(50)가 제품튜브(3)의 전체내표면과 접촉하는 빈도는 고정기어(55) 대 피니언 기어(58)의 기어비에 부분적으로 좌우된다. 예를들면, 고정기어(55) 대 피니언 기어(58)의 기어비가 2.5:1이면 제품튜브(3)의 전체표면은 고정기어(55) 둘레를 오거부재(40)가 매 2.5회전마다 닦아지게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 제품튜브(3)의 표면은 오거부재(40)의 1-3회전사이에서 충분히 닦여진다. 고정기어(55)와 피니언기어(58) 사이의 기어비는 그들 사이의 중심거리뿐만 아니라 오거부재(40)의 외부직경도 결정한다.

피니언기어(58)는 제조비용을 줄이고 세척 또는 대체목적을 위한 것과 같이 제품튜브(3)로부터 오거부재(40)의 제거가 용이하도록 하기 위해 스퍼기어인 것이 바람직하다. 피니언 기어(58)는 고정기어와 한번에 맞물리는 하나의 이빨을 가지며, 피니언 기어(58)와 고정기어(55)의 이빨 모서리는 피니언 기어(58)가 고정기어(55)와 맞물려 슬라이드되도록 하기 위해 거의 모서리가 깎여있다. 고정기어(55)와 피니언 기어(58)의 길이 및 이빨두께는 기어 및 자유운동 수단에 강도를 부가하도록 하는 크기이다.

또다른 실시예에서, 기어는 나선형기어 또는 베벨기어를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 자유운동수단은 오거 연결샤프트(54)를 더 포함하는데 이것은 도 13-16에 도시된 바와같이 제품튜브(3)내의 오거(40)와 거의 평행한 관계로 배치되어 있다. 오거 연결샤프트(54)는 피니언 기어(58)에 간접적으로 연결되고 따라서 제품튜브둘레를 회전하므로서 특히 회전하는 오거 어셈블리에 안정성을 부가시킨다.

도 13, 14 및 16에서 자유운동수단은 오거 어셈블리 피봇샤프트(56,57)를 포함하는데 이들은 각 세로축둘레를 쉽게 회전하도록 제품튜브(3)내에 배치된다. 피봇 샤프트(56,57)는 각 양단부에서 오거부재(40) 및 연결샤프트(54)에 연결된다(도 16). 모터(도시되지 않음)는 제품튜브(3)로부터 외향 연장하는 피봇 샤프트(56)의 자유단에 바람직하게 연결되어 모터가 피봇샤프트(56)를 그 세로축둘레로 회전하도록할 때 피니언 기어(58)가 고정기어(55)내에서 회전하도록 하므로서 오거부재(40)가 거의 자유롭게 회전하도록 한다. 피봇샤프트(56,57)은 각각의 회전운동을 용이하게 하기 위해 반드시 베어링과 연결될 필요는 없다. 바람직한 실시예에서, 오거부재(40)는 제품에 적절하게 가스함포시키기 위하여 피봇샤프트(56,57) 회전 속도의 약 2.5배로 회전하여 그것을 통하여 거의 거품형의 제품을 얻도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 오거부재는 제품튜브(3)의 전방(분배) 단부로 밀려나오는 제품조성물을 수집하여 그것을 분배수단 바깥으로 강제로 보내기 위한 수단을 더 포함한다. 도 13 및 도 16에서, 제품 수집수단은 제품튜브(3)의 전방단부에 있는 회전연결샤프트(54)의 단부에 부착된 전방 스쿠프(53)를 포함한다. 전방스쿠프(53)는 오거부재(40)가 먼저 반회전으로 제품튜브(3)의 전방단부로 조성물제품을 밀 때 전방 스쿠프(53)가 제품배출(60)를 향하여 제품이 향하도록 하고 오거가 다음 반회전시 그것을 통하여 제품에 힘을 가하도록 각진 내부 모서리를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 조성물을 기어 어셈블리에서 오거부재(40)의 경로로 효과적으로 향하게 하기 위한 수단을 포함한다. 그러한 조성물 배향수단은 필수적이지는 않지만 후방웨지(53)를 포함하는데 이것은 연결 샤프트의 후방단부 둘레에 배치되어 내부에서 회전할 때 고정기어(55)의 내표면으로부터 조성물을 제거하는 모서리 또는 표면을 포함한다.

접촉표면 또는 모서리는 고정기어(55)에서 제품튜브(3)의 혼합/가스함포 구역으로 어떤 축적된 제품도 향하도록 바람직하게 각져있다 ( 도 13).

본 발명의 또다른 실시예에서, 전방 스쿠프(53) 및 후방웨지(52)는 보다 감소된 RPM으로 보다 일정한 제품분배를 제공하여 오거 어셈블리의 소음, 마모 또는 다른 피로도를 감소시키도록 오거 어셈블리의 회전당 다수의 압출작용을 제공할 수 있는 형태이다.

본 발명의 또다른 실시예에서, 오거부재(40)와 연결샤프트(54)를 고정기어(55) 둘레로 회전시키는 모터는 제품공급배출구(60)를 거쳐 제품튜브(3)로부터 혼합된 제품을 배출하는 분배장치와 협조하는 것이 바람직하다. 분배장치는 레버를 포함하는데 이것은 제품공급배출구(60)에 대한 플런저의 위치를 수동조작으로 조절한다. 레버가 수동으로 조작될 때 오거모터는 제품공급배출구(60)와 분배장치를 통하여 전방으로 혼합된 제품을 밀도록 자동으로 작동된다. 레버가 조작되지 않을때는 모터역시 작동되지 않는다.

본 발명은 필수적이지는 않지만 제품 튜브(3)는 냉각시키는 압축기(8)에 앞서 오거부재(40)용 모터를 작동시키고 압축기(8)의 작동이 끝난후 모터의 작동을 끝내도록 하는 회로도를 포함한다. 그러한 제어회로는 오거모터 및 압축기(8)가 거의 동시에 작동 및 작동 종료되지 않는 것을 보장하여 전압의 동요 또는 다른 위험이 실질적으로 없게 한다.

사용할 때에 냉매는 미리 선택된 온도로 압축기(7) 및 응축기(8)로 부터의 압력하에서 공급되어 압력제어장치(4) 및 제어밸브(5)를 통한 후 매니폴드(2)로 들어간다. 매니폴드(2)는 냉매를 재킷부재(1) 및 재킷부재(1)와 제품튜브(3) 사이에 형성된 구역(A)로 거의 일정하게 분배하여 제품튜브(3)가 미리 선택된 온도로 거의 일정하게 유지되도록 한다. 냉매는 출구(1B)를 통하여 구역(A)을 나와서 압축기(7)로 복귀한다.

최종제품을 위한 성분들은 제품공급 투입구튜브(42)를 거쳐 제품튜브(3)에 도입되어 오거부재(40)에 의해 빠르고 완전히 혼합되고 가스함포된다. 오거부재에 거의 자유로운 운동을 부여하고 수평에서 옵셋된 각으로 제품튜브를 배치하므로서 제품이 혼합되고 그 제품을 제품튜브(3)의 내표면으로 밀고, 그것에서 닦아내며 제품튜브(3)의 전방단부를 향하여 밀어내므로서 미리 선택된 온도로 냉각시킨다. 전방스쿠프(53)는 분배를 위한 제품공급배출구(60)로 혼합, 가스 함포된 조성물을 향하게 한다. 혼합된 최종제품의 분배는 제품튜브(3)를 수평에서 일정한 각을 갖도록 배치하므로서 용이해진다.

장치는 먼저 제품 공급투입구(42)를 거쳐 제품 튜브로 세척액을 도입하므로서 완전히 세척된다. 오거부재(40)는 제품튜브(3)내의 세척액의 충분한 뿌림 작용을 생성하도록 선택적으로 작동된다. 그후, 세척액을 제품튜브(3)가 수평축에서 옵셋된 각으로 위치되어 있기 때문에 제품 공급배출구(60)를 통하여 제품튜브(3)로부터 쉽게 배출된다. 임의적으로 오거부재(40)는 개별적인 린싱, 세척 또는 대체를 위해 제품튜브(3)로부터 선택적으로 분리된다.

본 발명은 현재 바람직한 실시예를 고려하여 설명되었지만 발명의 정신 및 기본특징을 벗어나지 않고 다른 특정형태로 실시될 수 있음을 이해하여야 한다.

예를들면, 조성물 처리 장치는 다수의 제품 튜브(3) 및 대응하는 재킷부재(1)를 도입할 수 있다. 그러한 실시예에서는 필수적이지는 않지만 각 오거부재(40)를 작동시키기 위한 개별적인 모터를 포함하여 각 제품튜브(3)가 개별적인 작동을 하게 하고 모터마모 및 모터에서 다수의 피봇샤프트(56)로 이어지는 연결장치의 마모를 감소시키도록 한다.

따라서, 기술된 실시예는 제한적인 것이 아니며 모든점이 설명을 위한 것으로 간주되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기 설명보다는 첨부된 특허청구의 범위에 의해 나타난다.

Claims

제조하기위한 조성물질을 수용하기 위한 것으로서 거의 열전도성 물질로 이루어진 수단 ;

상기 수용수단과 협조하는, 상기 수용수단의 외표면을 거의 일정한 온도로 유지시키기 위한 수단을 포함하며 ;

상기 온도 유지수단이 그들 사이에 일정한 구역을 형성하도록 조성물 수용수단 둘레에 공간진 거리로 배치된 자켓 부재 및 상기 수용수단과 거의 직접적으로 접촉하도록 상기 구역내에 가압하에서 유체흐름을 도입하기 위한 수단을 포함하며;

상기 온도수단은 유체흐름중의 유체를 선택된 온도로 유지하고 ;

상기 재킷부재는 재킷부재와 상기 제품수용수단사이의 구역내에 유체흐름을 수용하기 위해 재킷부재의 일단부에 배치된 다수의 입구 및 상기 재킷부재로부터의 유체를 배출하기 위해 재킷부재의 제 2단부에 배치된 최소한 하나의 출구를 포함하며 ;

상기 입구는 재킷부재의 제 1단부 둘레에 거의 평탄하게 원주적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 선택된 온도로 조성물을 제조하기 위한 장치.
제 1항에 있어서,

상기 온도유지수단이 유체흐름을 재킷부재로 제공하도록 상기 각 입구와 유체가 통하게 되어 있는 매니폴드를 포함하며 ;

상기 매니폴드는 상기 재킷부재에 가깝게 위치된 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 조성물 수용수단이 거의 신장되어 있으며, 거의 수평인 세로축을 가지며 ;

상기 조성물 수용수단의 세로축은 수평축으로부터 약 3-5°정도의 각으로 위치되고 ;

상기 조성물 수용수단은 조성물 성분을 수용하기 위해 제 1단에 위치된 제 1투입구 및 제조된 조성물을 배출하기위해 제 2단에 위치된 제 2배출구를 포함하며;

상기 조성물 수용수단의 제 1단은 제 2단에 비해 높은 위치에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 3항에 있어서,

상기 재킷부재의 투입구는 상기 조성물 수용수단의 제 2단에 거의 인접하게 위치되며, 상기 재킷부재의 배출구는 조성물 수용수단의 제 1단에 거의 인접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

조성물 수용수단에 연결되고, 내부에 위치된 조성물을 선택적으로 혼합하기 위한 수단을 포함하는데 작업수단이 오거부재를 포함하며 ;

상기 오거부재는 선단모서리와 후단모서리를 포함하고 ;

상기 오거부재의 선단모서리 및 후단모서리는 조성물 수용수단의 제 1단에서 제 2단으로 조성물을 밀어내도록 외향하여 경사진 것을 특징으로 하는 장치.
제 5항에 있어서,

상기 혼합수단이 상기 오거부재를 제 1회전방향으로 상기 조성물 수용수단의 세로축 둘레로 회전시키면서 동시에 오거부재를 제 1회전방향과 반대방향인 제 2회전방향으로 그 세로축 둘레로 회전시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 재킷부재의 투입구가 상기 수용수단의 외면을 따라 거의 접선적으로 유체흐름을 향하게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 7항에 있어서,

상기 재킷부재의 투입구가 상기 재킷부재를 거의 세로로 엇갈리게 된 것을 특징으로 하는 장치.
성분들을 수용하기 위한 제 1투입구 및 제조된 과자류를 분배하기 위한 제 2배출구를 갖는, 과자성분을 수용하기 위한 용기부재 ;

용기내에 배치되어 있으며, 세로축을 한정하는 오거부재의 중앙부와 건의 나선형인 관계로 오거 블레이드를 갖는 오거부재 ; 및

오거부재를 제 1회전축 방향으로 그 세로축둘레로 회전시키는 동시에 오거부재를 제 1회전방향과 반대방향인 제 2방향으로 용기부재의 세로축 둘레로 회전시키기 위한 수단을 포함하는 과자류를 제조 및 분배시키기 위한 장치.
제 9항에 있어서,

상기 오거 부재의 블레이드는 선단표면 및 후단표면을 가지며 ;

상기 선단 표면 및 후단표면은 오거부재의 세로축에 대하여 거의 외향하여 테이퍼진 것을 특징으로 하는 장치.
제 9항에 있어서,

상기 오거회전수단이 용기부재에 대하여 거의 고정되게 배치되고 그 내표면을 따라 다수의 홈을 갖는 내부 기어 및 상기 내부기어의 홈과 이동가능하게 맞물리도록 제 1단부에서 오거부재의 중앙부둘레에 배치된 피니언 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 9항에 있어서,

용기부재가 통과하면서 공간지게 배치된 자켓을 포함하며, 상기 용기부재와 자켓이 냉동물질이 흐르는 거의 폐쇄된 구역을 형성하고 ;

자켓이 상기 구역으로 냉동물질을 공급하기 위한, 제 1단을 따라 배치된 최소한 하나의 투입구 및 상기 구역으로부터 냉동물질을 배출시키기 위한, 제 2단을 따라 배치된 최소한 하나의 배출구를 가지며 ;

자켓과 용기부재의 세로축은 수평축으로부터 약 3-5°로 배치되고 ;

자켓의 입구는 출구에 비해 약간 상승된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 9항에 있어서,

상기 용기부재내에 오거부재로부터 공간진 거리로 배치되어 오거부재가 그 주위를 회전할 때 용기부재의 세로축 둘레를 회전하는 샤프트 부재 ; 및

용기부재의 제 2배출구에 가까운 사프트 부재의 단부를 따라 배치되고, 콘테이너부재의 제 2배출구로 제품을 밀어내는 모서리를 갖는 스쿠프부재를 포함하는 것을 특징으로하는 장치.
제 11항에 있어서,

상기 용기부재내에 오거부재로부터 공간진 거리로 배치되어 오거부재가 그 주위를 회전할 때 용기부재의 세로축 둘레를 회전하는 샤프트 부재 ; 및

샤프트 부재의 단부를 따라 배치되고 용기부재의 중앙부를 향한 그리고 제품을 그것으로부터 향하게 하는 모서리를 갖는 웨지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.