KR20150065638A - 소프트 아이스크림 설빙기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 장비로 여러종류위 설빙을 제조 할 수 있고 소프트 아이스크림을 제조하며 이를 구현하기위한 냉동기를 공통으로 사용하여 설치 면적을 줄이고 기존 미리 설빙을 만들어 두었다가 필요시 사용함으로 보관통에 설빙을 보관 해두는 방식과는 달리 고객의 주문시 즉시 설빙을 제조하여 컵에 누적시키고 그 위에 소프트 아이스크림을 토핑시킬수 있도록 한 장비이다. 이를 구성하기위해 여러 종류의 원액보관통과 이를 선택 분사하는 전자변, 펌프등을 구성 하였고 급속냉각용 2중 구조의 급속냉각 드럼을 구현하였다 . 이 드럼에 고압 냉각 가스를 별도의 메카니컬 씰등으로 연결하지 않기위해 고압 가스가 분사되는 내부 드럼을 고정하여 그 속에 냉매를 기화시켜 외부 드럼으로 열매체유를 통해 외부 회전 드럼을 냉각시켰다.

Description

소프트 아이스크림 설빙기{ Soft Ice cream and Snow ice machine}

급속 냉동, 빙과제조

급속 냉각 및 제어기술

다양한 종류의 음료수를 제빙하여 맛과 색을 변화시킨 제품을 만들고자 할 때 여러 대의 제빙기가 필요한데 한대의 장치에서 여러 종류의 빙과를 원하는 순서로 만들수 있도록 구성하기위한 기계적, 전기적 문제를 해결하고자함.

순간 급속냉동을 위해 냉각체를 구성 할 때 냉매 기화 흡수열이 빠르게 냉각물질에 전달시키면서 냉각체가 회전하는 중에도 냉매 및 열전달 매체가 외부로 누출 되지 않도록 밀폐 구조가 개선되어야 함.

기존 설빙기가 냉각된 드럼이 빙수 원액을 채워둔 용기 위에서 회전 하면서 드럼에 용액이 묻혀져 동결되는 방식에 비해 본 장비는 용액을 수평 설치된 냉각드럼의 위에서 노즐로 분사하여 냉각드럼 표면에 뿌려주어 급속 냉각되게 하고 노즐에 공급하는 용액을 전자변으로 선택 공급함으로써 다양한 용액을 하나의 기계에서 단일 용기에 차례로 누적시킬 수 있도록 하였다.

급속냉각을 위한 드럼을 이중 구조로 하여 외부 구조는 회전하고 내부 냉매가 기화하는 드럼은 고정되게 함으로써 냉매 공급관과 기화드럼이 메카니컬씰 등으로 연결되지 않아 고압 가스가 누출되지 않도록 한 구조를 구성하였다.

기존의 빙수용 설빙기는 다량의 제빙을 해 두었다가 판매시 사용하는 방 법으로써 보관시 녹지 않도록 지속적인 냉동시스템이 작동되어 전기에너지가 소비 되었고 다양한 종류의 제빙을 하기위해서는 여러 대의 설비가 필요한바 운용에 문제점이 있으나 본 발명의 장비는 하나의 장치 안에 다양한 빙과를 만들 수 있고 판매시 즉시 제조함으로서 보관할 필요가 없으며 작은 공간과 저 에너지로 구현 할 수 있다.

도 1은 전체 구성 흐름도
도 2는 전체 구성 조립도
도 3은 설빙 제조드럼과 소프트 아이스크림 제조용 드럼의 동력 결합도.
도 4는 설빙 제조용 이중 드럼 단면도
도 5는 소프트 아이스크림 제조용 드럼 단면도.

기존 설빙을 제조하는 방법은 영하 30,40도에 이르는 금속표면에 얼리고자 하는 액체를 묻혀서 급속 냉각시키고 즉시 금속표면에서 이탈시켜 냉동고에 보관 하였다가 필요시 그릇에 소분해 빙과를 만들었는데 규모가 크고 에너지도 많이 소비하였다 본 발명은 기본 적으로는 동일한 원리이나 운용상 편의점, 설비의 내구성 저에너지 소비 구현을 위해 냉각 드럼의 구현 방법 및 냉각 드럼에 액체를 묻혀 제빙하는 방법을 개선함은 물론 하나의 장비로 설빙은 물론이고 설빙 상부에 얹어 넣을 소프트 아이스크림도 하나의 장비에 구현 하였다. 또한 기존 장비가 단일 원재료를 투입하여 설빙을 제조하는 반면 본 발명은 다양한 종류의 음료수를 제빙하여 한대의 장치에서 여러 종류의 빙과를 원하는 순서로 만들수 있도록 구성하기위한 기계적 , 전기적 기능을 구현 하였다.

본 발명에서는 순간 급속냉동을 위해 냉각체를 구성 할때 냉매 기화열이 빠르게 피 냉각물질에 전달시키면서 냉각체가 회전 하는 중에도 냉매 및 열전달 매체가 외부로 누출 되지 않도록 밀폐 구조를 만들기 위해 2중 3중 의 드럼 형태로 구성 하여 고압가스가 다루어지는 기화기의 가스가 외부로 누출되지 않도록 하였다.

또한 설빙기를 구성하는 필수 요소와 소프트 아이스크림을 제조하는 필수 요소의 공통점이 냉각장치를 공통으로 사용함으로써 두 대의 장비를 사용 하는 것보다 기계의 부피를 줄이고 장비의 가격도 낮추도록 하였다.

본 발명은 기능을 구현하기 위해 크게 다섯 가지로 구분되는 기능이 있는데 도 1에 도시하듯 급속냉각을 시키기 위한 냉각기 구성부(9,10,11) 다양한 원액을 공급하기위한 원액 보관통(1,2,3,4) 용액 선택 공급을 위한 전자변(5), 펌프(7), 설빙을 만들기 위한 2중구조의 설빙 제조 드럼(100), 소프트 아이스크림을 만들기 위한 3중 구조의 드럼(200), 회전 동력 전달을 위한 구동기(300) 로 구성 되었다 .

도1과 도4에 도시하듯 설빙용 원액 보관함(1,2,3)에 원액을 보관하고 전자변(5)을 통해 선택된 원액이 펌프(7)로 가압되어 노즐(101)로 보내져 회전하는 빙설기(100) 드럼(102)에 분사된다. 이때 노즐에서 분사되는 원액은 드럼의 길이 방향으로 좁고 넓게 분사되어 드럼이 1 회전하여 칼날(111)에 도달하면 완전히 빙결되도록 드럼의 속도를 제어한다.

노즐에서 분사되는 용액은 가운데로부터 드럼의 양끝방향으로 분사량이 줄어들도록 설계되었는데 이는 드럼 양쪽에 거치된 회전 중심용 구조물에 의한 열전도 때문에 용액이 완전히 결빙되지 않는 문제를 해결 하기 위함이다.

제어 판넬의 용액선택 스위치에 의해 분사 순서와 분사량이 결정되어지면 순차적으로 전자변(5)에 의해 노즐로 분사되는 용액이 결정되고 드럼에서 만들어지는 설빙은 용액의 종류에 따라 컵에 다양한 색깔과 맛의 설빙이 누적되도록 한 것이다.

도 4는 빙수제조용 급속 냉각 드럼 뭉치(100)의 횡단면으로서 급속냉각 회전드럼이(102)이 드럼지지대(106,107)에 베어링으로 결합되어 자유로이 회전 하도록 구성되었고 내부에는 외부 드럼과 공심을 이루어 고정형 냉매 기화 드럼(103)이 설치되었는데 이 드럼의 한쪽 축에는 냉매가스 인입구(105)와 기화가스 회수구(104) 가 공심을 이루어 외부로 연결된다. 이 두 드럼 사이에는 어는점이 낮은 용액이 채워져 내 외부 드럼간에 열을 전달 한다. 냉동용 가스가 내부의 드럼 안에 직접 분사되어 내부 드럼 표면을 급속 냉각시키면 이 에너지는 열매체 용액에의해 회전하는 외부 드럼의 표면을 냉각 시키고 노즐(101)에서 분사된 용액은 드럼의 상부에 도포되어 1회전 하는 동안 빙결되게 된다. 빙결된 용액은 외부드럼 표면에 밀착 설치된 칼날(111)에 의해 깎여져 빙설이 된다.

도 5는 장비에 일체화된 소프트 아이스크림 제조 드럼의 단면도인데 설빙을 누적시킨 컵에 소프트 아이스크림을 얹어 넣을 수 있도록한 기능으로서 설빙용 냉동기 압축기(9)를 함께 사용 하도록 하였고 3WAY 밸브(12)에 의해 냉각 가스의 투입이 선택적으로 제어되어 사용되어지는 드럼으로 투입되어 급속냉각을 시키도록 하였다.

소프트 아이스크림 드럼(200)의 구조는 3중 구조로서 가장 내측에 고정형 냉매 기화드럼(203)이 구성되었고 이는 양쪽 축에 구성된 베어링 및 리데나뭉치(204) 에 의해 취부되며 고압가스 공급관(206)과 기화된 저압가스 회수관(205)이 연결되어 외부 기기와 고정 되어 기존 기술처럼 회전하는 기화 드럼에 가스를 공급 하면서 기밀이 유지 되게 하기위한 메카니컬 씰 등이 사용되어 가스가 누출되는 문제를 해결하도록 하였다.

소프트 아이스크림 원액이 보관된 재료보관통(4)로 부터 하중에 의해 원액 공급관(210)으로 유도되어 중간에 구성된 회전 스크류 및 회전드럼(202)과 외곽을 구성한 고정형 외부드럼(201) 사이로 인입된 원액은 중간 회전드럼이 회전함에따라 스크류를 통해 이송되고 이송되는 과정에서 소프트 아이스크림의 성상을 갖게 되는데 이는 양끝에 설치된 온도센서(207,208)에 의해 성상을 유추하고 미성상 시에는 계속 회전하여 아이스크림 순환관(211)을 통해 다시 인입구로 보내져서 성상이 유지되는 온도가 될때까지 회전 한다.

온도를 전달함에 있어 고정형 냉매 기화 드럼(203)과 회전 스크류 및 회전 드럼(202) 사이에는 어는 점이 매우 낮은 열매체 용액이 충진되어 스크류가 구성된 드럼으로 온도를 전달하게되고 열매체 용액은 축에 구성된 리데나(204)에 의해 기밀이 유지되어 누수되지 않도록 구성 하였다

본 장비는 도 3에 도시하듯 사용되지 않는 동안에는 설빙기 구성 파트와 소프트 아이스 크림 구성 파트간에 간헐적으로 냉동 개스를 주입시켜 일정 온도를 유지 시켜두고 사용되어지는 구성 쪽으로 동력과 냉매개스를 투입시켜 동작시키는데 두 기능 드럼은 동심의 축으로 설치되어 하나의 동력 전달 스프라켓(301)에 구성된 단일 축의 양쪽에 클러치 베어링(302,303)에 의해 연결되어 모터(307)의 좌우 회전에 다라 선택적으로 드럼이 회전 하도록 제작되어 단일 구동모터로 운전 되게 함으로써 공간을 줄이고 제조 비용을 줄이도록 하였다.

1~3: 빙수용 원액 보관통 4: 소프트 아이스크림 재료 보관통 5: 원액 선택 전자변 6: 급속가열히터 7: 원액 가압 공급펌프 8:정수 필터 9: 냉동기 콤 프레서 10: 냉각팬 11: 응축용 방열기 12: 3WAY 고압개스 절환 전자변
100: 빙수제조용 급속 냉각 드럼 뭉치 101: 원액분사노즐 102: 급속냉각 회전 드럼 103: 고정형 냉매 기화 드럼 104: 저압개스 회수관 105: 고압개스공급관
106,107: 회전형 외부 드럼 지지대 108,109: 베어링 및 리데나 뭉치
110: 열전달 열매체유 격납실 111: 칼날
200: 소프트 아이스크림 제조용 드럼 뭉치 201: 고정형 외부 드럼 202: 회전 스크류 및 회전 드럼 203: 고정형 냉매 기화 드럼 204: 베어링 및 리데나 뭉치
205: 저압게스 회수관 206: 고압개스 공급관 207,208: 온도센서 209: 열매체유실
210: 원액공급관 211: 아이스크림 순환관 212: 아이스크림 배출관
300 동력전달 뭉치 301 동력전달 스프라켓 302 303 클러치 베어링 304 체인
305 모터측 스프라켓 306 감속기 307 모터

Claims (5)

1. 단일 장비에서 여러종류의 액상 음료수를 급속 결빙시켜 얼음 눈꽃을 만들고 소프트 아이스크림을 만들어 얹어 놓을 수 있도록 구성한 설비로서 도 1에서 도시하듯 얼음부스러기를 만드는 재빙기와 소프트 아이스크림을 만드는 두개의 급속 냉각 드럼이 하나의 냉동기에 고압 밸브에의해 선택적 으로 연결되고 구동 모터역시 회전 방향을 제어 함으로서 클러치 베어링에 의해 제빙기와 소프트 아이스크림 제조기가 선택적으로 연결되어 필요한 작동 요소만 구동 되도록 하고 다양한 음료수가 전자 밸브로 선택되어 펌프를 거쳐 분사노즐로 분사되어 수평 설치된 냉각 드럼에 노즐로 분사하여 동결시킨후 칼날로 긁어 내어 얼음 브스러기를 만들 수 있도록한 음료수통, 전자변, 펌프, 냉동기, 구동기등을 하나의 장비에 일체화한 빙과 제조장비.
   
2. 1항을 구성함에 있어 두개의 기능의 하나의 장비에 그성 하되 하나의 구동 모터와 하나의 냉동 압축기를 사용하여 공간 및 비용을 줄이기 위해서 두개의 드럼이 구동하나의 구동모터와 결합하는 구조로서 모터가 정회전 또는 역회전 하는동안 스프라켓과 체인에 의해 전달된 동력은 두 두럼의 동력 연결축과 클러치 베어링으로 전달되어 선택적으로 드럼이 구동되고 구동되는 드럼에만 냉동용 냉매를 주입하기위해 하나의 냉매 압축기로부터 공급되는 고압 냉매가 선택용 스위치를 제어 함으로써 선택적으로 작동됨을 특징으로한 빙과 제조장비.
3. 음료수를 급속 냉각 시켜 눈꽃빙과를 만드는 제빙기를 구성 함에 있어서 도4 에 도시하듯 자유롭게 회전 하는 외부 원통(102)과 원통의 양면에 구성된 베어링, 리데나(108,109) 등으로 기밀이 유지 된 상태로 원통과 동심을 이루는 열전도성이 좋은 재질의 또다른 원통(103)이 내부에 구성되어 내부 원통안에 냉동기 냉매가 모세관(105)으로 인입되어 직접 분사되어 원통 안에서 기화됨으로써 내부 원통을 급속 냉각시키고 내부 원통과 외부 원통사이에 알콜 등의 빙점이 낮은 물질로 채워져 내부 원통의 냉열을 외부 원통으로 전달 시킬수 있도록하되 내부 원통에 분사되는 고압의 냉매 가스가 외부루 누출되지 않도록 메카니컬 씰등의 회전 연결구가 구성 되지 않도록하며 내외부 원통에 온도를 매개하는 열매체가 새어 나오지 않으면서 외부 원통이 내부 원통과 공심을 이루고 자유롭게 회전 할 수 있도록 베어링, 리데나로 구성된 회전 냉각체가 구성된 빙과 제조기.
4. 소프트 아이스크림을 만드는 장치로서 도 5 에 도시하듯 고정형 외부 원통(201)과 회전형 중간 원통(202) 내부에 다시 냉각용 가스가 분사될수 있도록 냉매 인입구가 구성된 고정형 급속냉각 내부 원통(203)이 구성됨을 특징으로 한 소프트 아이스 크림 재조기로서 외부 원통과 중간 원통 사이에 중간원통면에 구성된 스크류에 의해 상부의 재료통에서 파이프 를 통해 인입한 액상의 재료가 이송되어 점차 젤상태의 소프트 아이스크림이 되어지는데 인입 온도센서와와 배출 온도 센서를 통해 판단된 적정 온도값이 형성 될때까지 회전 및 냉매공급을 하여 통 내부에 소프트 아이스크림 상태를 유지시키는 장치.
5. 2항에 있어서 외부 드럼과 내부 드럼의 스크류 결로의 길이에 따라 소프트 아이스크림이 미성형 될 수 있음으로 토출구에 연결된 파이프가 다시 인입구로 피드백되어 적정 성상이 유지 될때까지 순환시킴을 특징으로하여 소형의 구조물로써 소프트 아이스 크림을 제조 할 수 있는 장치.

Images