KR20230003575A - 식품 재료 이송 장치 - Google Patents

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히로후미 오쿠보
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레온 지도키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 펌프 장치에서 이송되는 식품 재료의 물성에 맞추어, 안정된 식품 재료의 이송이 가능한 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 펌프 장치(17)는, 한 쌍의 루트형 로터(32A, 32B)가 배치되는 펌프실(36)과 펌프실에 연통하는 하류측 유로(37)가 형성되는 하우징부(31); 및 한 쌍의 루트형 로터를 서로 반대 방향으로 회전 구동시키는 펌프 구동부(39)를 구비하고, 하우징부는 한 쌍의 루트형 로터를 수용하는 케이싱(34)을 구비하고, 한 쌍의 루트형 로터는 서로 맞물림 가능한 V자 프로파일의 루트(32AP, 32BP)를 가지며, 또한 케이싱에 대해 좌우를 바꾸어 장착 가능하게 형성되는, 이송 장치(3, 5).

Description

식품 재료 이송 장치
본 발명은 쿠키 반죽물이나 크림 등의 식품 재료를 이송하는 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에 기재된 장치는, 포앙기(Encrusting Machine)로서, 식품 재료인 내포재(內包材) 및 외피재(外皮材)를 각각 이송하는 이송 스크류 장치; 및 이송 스크류 장치로부터 이송되는 내포재 및 외피재를 각각 중합 노즐에 이송 공급하는 펌프 장치를 구비하고 있다. 이송 스크류 장치는 수평의 스크류를 구비한다. 펌프 장치는, 베인 펌프 기구를 사용하고, 베인 펌프는 수직의 회전축을 구비한다.
또한, 특허문헌 2에 기재된 장치는, 복수의 압출 노즐을 구비한 포앙기로서, 식품 재료인 내포재 및 외피재를 각각 이송하는 한 쌍의 홈 형성된 로터; 및 홈 형성된 로터로부터 이송되는 내포재 및 외피재를 각각 중합 노즐에 이송 공급하는 펌프 장치를 구비한다. 펌프 장치는, 사이클로이드 펌프 기구를 사용하고, 펌프실 내에 서로 맞물리는 한 쌍의 루트형 로터를 구비한다. 루트형 로터는, 일 방향으로 트위스트된 프로파일이 형성된다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 장치는, 식품 재료 이송 장치로서, 식품 재료를 이송하는 이송 스크류 장치; 및 이송 스크류 장치로부터 이송되는 식품 재료를 파이프에 이송 공급하는 펌프 장치를 구비한다. 이송 스크류 장치는 수직의 스크류를 구비한다. 펌프 장치는, 루트 펌프를 사용하고, 펌프실 내에 서로 맞물리는 한 쌍의 루트형 로터를 구비한다. 루트형 로터는 수직의 회전축을 구비한다. 또한, 루트형 로터는 길이 방향으로 프로파일이 형성된다.
특허문헌 1 내지 3에 기재된 장치에서는, 예를 들어, 초코칩 쿠키 반죽물 등 을 이송하는 경우, 초코칩의 입상물(粒物)이 펌프 장치 내 유로의 벽면에 퇴적되어, 입상물을 안정적으로 이송할 수 없다는 문제가 있다.
콩찹쌀떡(豆大福:마메다이후쿠)과 같은 포앙 제품을 성형하는 경우, 제품의 외피재인 떡 반죽물 내부에 콩이 보이지 않게 파묻혀, 제품의 표면으로부터 콩이 보이기 어려워서, 제품의 가치를 저하시킨다는 문제가 있다.
일본국 특허 공개 제2001-352960호 공보 일본국 특허 공개 제2012-016344호 공보 대만 실용신안 공고 제M517017호 공보
따라서, 본 발명은 펌프 장치에서 이송되는 식품 재료의 물성에 맞추어, 안정된 식품 재료의 이송이 가능한 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 스크류 장치; 및 상기 스크류 장치에 의해 이송된 식품 재료를 송출하는 펌프 장치를 구비한, 식품 재료를 이송하는 이송 장치로서, 상기 펌프 장치는, 한 쌍의 루트형 로터(roots-type rotor)가 배치된 펌프실과 펌프실에 연통하는 하류측 유로가 형성되는 하우징부; 및 상기 한 쌍의 루트형 로터를 서로 반대 방향으로 회전 구동시키는 펌프 구동부를 구비하고, 상기 스크류 장치에 의해 이송되는 방향에 따른 방향으로 상기 식품 재료를 수용하고, 상기 하우징부는, 상기 한 쌍의 루트형 로터를 수용하는 케이싱을 구비하고, 상기 한 쌍의 루트형 로터는, 서로 맞물림 가능한 V자 프로파일의 루트를 가지며, 또한 상기 케이싱에 대해 좌우를 바꾸어 장착 가능하게 형성된다.
예를 들어, 상기 하우징부는, 상기 한 쌍의 루트형 로터의 회전축의 일단(片端)을 회전 가능하게 지지하는 상기 케이싱; 및 상기 한 쌍의 루트형 로터의 회전축의 타단을 회전 가능하게 지지함과 아울러 상기 케이싱에 끼워맞춤되는 덮개부를 구비한다.
예를 들어, 상기 펌프실은, 상기 루트형 로터의 한 쪽의 단면(端面)에 대향하는 저면과 회전하는 상기 루트형 로터의 각각의 외주 궤적의 일부를 둘러싸는 원호 형상 측면을 형성하는 상기 케이싱; 및 상기 루트형 로터의 다른 쪽의 단면에 대향하는 상기 덮개부에 의해 형성된다.
예를 들어, 상기 원호 형상 측면은, 적어도 상기 루트형 로터의 이웃하는 루트를 커버하는 넓이로 형성된다.
예를 들어, 펌프실의 출구는, 펌프실의 입구보다 좁게 형성된다.
예를 들어, 상기 하류측 유로는, 상기 펌프실의 출구와 연통하는 입구 유로; 상기 입구 유로와 연통하는 이음관(管) 유로; 및 상기 이음관 유로와 연통하는 출구 유로를 구비하고, 상기 식품 재료가 상기 입구 유로 내를 흘러 내려가는 방향과 상기 출구 유로 내를 흘러 내려가는 방향이 상이하도록 상기 입구 유로와 상기 출구 유로는 구부러져 배치된다.
예를 들어, 상기 루트형 로터는 2엽 이상 8엽 이하의 루트를 갖는다.
예를 들어, 상기 하우징부는, 상기 스크류 장치로부터 이송되는 상기 식품 재료를 수용하는 상류측 유로가 형성되고, 상기 스크류 장치의 상기 식품 재료의 출구에 접속되어 상기 펌프실의 입구와 연통한다.
예를 들어, 상기 스크류 장치는 수평의 스크류를 구비하고, 상기 펌프 장치는 상기 루트형 로터가 수직의 회전축을 구비한다.
예를 들어, 상기 수평의 스크류는 2개의 평행한 스크류로 구성되고, 각 스크류의 회전 중심 축의 간격은, 상기 각 루트형 로터의 회전 중심 축의 간격보다 넓다.
예를 들어, 상기 스크류 장치는 수직의 스크류를 구비하고, 상기 펌프 장치는 상기 루트형 로터가 수직의 회전축을 구비한다.
예를 들어, 상기 펌프 장치는, 상기 스크류 장치가 장착되는 기대(基台)에 상기 루트형 로터를 회전 구동시키는 상기 펌프 구동부를 구비하고, 상기 하우징부는 상기 스크류 장치 및 상기 펌프 구동부에 대하여 착탈 가능하게 장착된다.
예를 들어, 제1 식품 재료를 중합 노즐에 이송하는 제1 이송 장치; 제2 식품 재료를 상기 중합 노즐에 이송하는 제2 이송 장치; 및 상기 제1 식품 재료와 상기 제2 식품 재료를 혼합하는 상기 중합 노즐을 구비한 식품 성형 장치로서, 상기 제1 이송 장치 및/또는 상기 제2 이송 장치는 상기 이송 장치이다.
예를 들어, 복수 종류의 식품 재료를 중합 노즐에 이송하는 복수의 이송 장치; 및 상기 각 이송 장치로부터 이송되는 복수 종류의 상기 식품 재료를 혼합하는 상기 중합 노즐을 구비한 식품 성형 장치로서, 복수의 상기 이송 장치 중 적어도 하나의 이송 장치는 상기 이송 장치이다.
예를 들어, 상기 식품 성형 장치는, 상기 중합 노즐의 하방에 상기 중합 노즐로부터 토출되는 막대 형상의 식품 반죽물을 식품편(food piece)으로 절단하는 절단 장치; 및 상기 절단 장치의 하방에 상기 식품편을 반송하는 반송 장치를 구비한다.
본 발명에 따르면, 이송 장치는, 스크류 장치; 및 스크류 장치에 의해 이송된 식품 재료를 송출하는 펌프 장치를 구비하고, 펌프 장치는 스크류 장치에 의해 이송되는 방향에 따른 방향으로 상기 식품 재료를 수용하고, 하우징부에 한 쌍의 루트형 로터를 구비하고, 한 쌍의 루트형 로터는 서로 맞물림 가능한 V자 프로파일의 루트를 가지며, 좌우를 바꾸어 장착할 수 있다.
따라서, 식품 재료의 물성에 맞추어, 이송 장치로부터 식품 재료를 안정적으로 이송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치를 구비한 식품 성형 장치(1)를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치를 구비한 식품 성형 장치(1)를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치를, 도 1의 A-A 단면(面)에 따른 일부 단면을 사용하여 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치를, 도 2의 B-B 단면에 따른 일부 단면을 사용하여 개략적으로 나타낸 좌측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치에 구비된 루트형 로터를 개략적으로 나타낸, 대각선 상방에서 본 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치를 구비한 식품 성형 장치(1)를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치를 구비한 식품 성형 장치(1)를, 도 6의 C-C 단면에 따른 일부 단면을 사용하여 개략적으로 나타낸 좌측면도이다.
본 출원은 일본국에서 2020년 5월 29일자로 출원된 일본 특허 출원 제2020-093843호에 기초하고 있으며, 그 내용은 본 출원의 내용으로서 그 일부를 형성한다.
또한, 본 발명은 이하의 상세한 설명에 의해 더욱 완전하게 이해될 수 있을 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 형태이며, 설명의 목적을 위해서만 기재되어 있는 것이다. 이 상세한 설명으로부터, 다양한 변경 및 수정이 당업자에게 있어서 명백하기 때문이다.
출원인은, 기재된 실시형태 중 어느 것도 공중에 무상으로 제공할 의도가 없으며, 개시된 수정, 대체안 중, 특허 청구범위 내에 문언상 포함되지 않을 수 있는 것도, 균등론 하에서의 발명의 일부로 한다.
본 명세서 또는 청구범위의 기재에 있어서, 명사 및 동일한 지시어의 사용은 달리 명시되지 않는 한, 또는 문맥에 의해 명확히 부정되지 않는 한, 단수 및 복수 양쪽 모두를 포함하는 것으로 해석해야 한다. 본 명세서 내에 제공된 어떠한 예시 또는 예시적인 용어(예를 들어, "등")의 사용도, 단순히 본 발명을 설명하기 쉽게하려는 의도인 것에 불과하며, 특히 청구범위에 기재하지 않는 한, 본 발명의 범위에 제한을 가하려는 것은 아니다.
이하, 도면을 사용하여 본 발명의 제1 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치를 구비한 식품 성형 장치(1)에 대하여 설명한다. 도 1 내지 도 5에 개념적, 개략적으로 나타낸 바와 같이, 식품 성형 장치(1)는 기대(基台)(2)를 구비하고, 이 기대(2)에 내포재용 이송 장치(3), 외피재용 이송 장치(5), 중합 노즐(7), 절단 장치(9), 반송 장치(11), 및 각 부의 구동을 제어하는 제어 장치(13)가 구비된다. 식품 성형 장치(1)는, 예를 들어, 포앙기이며, 식품 재료인 내포재(F)을 식품 재료인 외피재(S)로 피복한 막대 형상 식품 반죽물(D)을 중합 노즐(7)로부터 토출하고, 이 막대 형상 식품 반죽물(D)을 절단 장치(9)에 의해 식품편(P)으로 절단하고, 이 식품편(P)을 반송 장치(11)에 의해 다음 공정으로 반송하는 것으로 하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이 정면에서 볼 때, 내포재용 이송 장치(3)는 기대(2)의 상부 우측에, 또한 외피재용 이송 장치(5)는 기대(2)의 상부 좌측에 배치된다. 중합 노즐(7)은 기대(2)의 정면측(도 1에 있어서의 지면(紙面) 앞측)에서 내포재용 이송 장치(3)와 외피재용 이송 장치(5) 사이에 착탈 가능하게 장착된다. 절단 장치(9)는 중합 노즐(7) 하방에서 승강하도록 구비됨과 아울러, 기대(2)에 착탈 가능하게 구비된다. 반송 장치(11)는 절단 장치(9)의 하방에 구비되는 벨트 컨베이어이다.
도 2에 나타낸 바와 같이 평면에서 볼 때, 내포재용 이송 장치(3) 및 외피재용 이송 장치(5)는 대체로 좌우 대칭으로 설치되어 있다. 여기서는, 외피재용 이송 장치(5)에 대하여 설명하고, 내포재용 이송 장치(3)에 있어서는, 동일한 기능을 갖는 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
외피재용 이송 장치(5)는, 호퍼(21)에 수용되는 외피재(S)(식품 재료)를 이송하기 위한 스크류 장치(15); 및 이 스크류 장치(15)에 의해 이송된 외피재(S)를 중합 노즐(7)에 이송하기 위한 펌프 장치(17)를 구비한다.
스크류 장치(15)는 외피재(S)를 수용하는 호퍼(21)의 저부의 스크류 하우징(23) 내에 좌우로 한 쌍의 스크류(25A, 25B)를 서로 평행하게 수평으로 배치하고, 서로 반대 방향으로 회전하도록 구비한다. 각 스크류(25A, 25B)는, 기대(2)의 내부에 장착되는, 예를 들어 서보 모터와 같은 적절한 제어 모터(도시 생략)에, 예를 들어 기어열, 체인, 벨트 등과 같은 적절한 회전 전달 기구(도시 생략)를 통해 연동 연결되어 있다.
스크류 장치(15)는, 스크류 하우징(23) 내에, 한 쌍의 스크류(25A, 25B)의 선단부 상방에 압입 장치(26)를 구비할 수 있다. 압입 장치(26)는, 각 스크류(25A, 25B)의 회전축 방향에 직교하는 수평의 회전축(27)을 구비하고, 이 회전축(27)에 롤러(28)를 외장한다. 또한, 롤러(28)에는, 롤러(28)의 반경 방향으로 이동하는 압입 블레이드(29)가 구비되어 있다. 압입 블레이드(29)는, 롤러(28)의 회전에 따라 스크류 하우징(23)에 형성되는 가이드(23A)로 안내되어 롤러(28)의 둘레면에 출몰(出)한다. 회전축(27)은, 기대(2)의 내부에 장착되는 적절한 제어 모터(도시 생략)에 적절한 회전 전달 기구(도시 생략)를 통해 연동 연결되어 있다. 압입 장치(26)에 의해, 외피재(S)가 브릿지 현상에 의해 한 쌍의 스크류(25A, 25B)의 상방에 남아 있는 것을 방지한다. 즉, 외피재(S)를 압입 블레이드(29)에 의해 스크류(25A, 25B) 방향으로 압입한다.
펌프 장치(17)는 하우징부(31)와 펌프 구동부(39)를 구비한다. 하우징부(31)는, 좌우에 한 쌍의 루트형 로터(32A, 32B); 각 루트형 로터(32A, 32B)를 외장하는 한 쌍의 회전축(33); 스크류 하우징(23)의 단부에 접속된 케이싱(34); 및 덮개부(38)를 구비한다. 또한, 하우징부(31)에는, 스크류 장치(15)로부터 이송되는 외피재(S)를 수용하는 상류측 유로(35); 상류측 유로(35)에 연통하는 펌프실(36); 및 펌프실(36)에 연통하는 하류측 유로(37)가 형성된다. 다시 말해, 상류측 유로(35) 및 하류측 유로(37)는 케이싱(34)에 의해 형성된다.
상류측 유로(35)와 하류측 유로(37) 사이의 부분인 케이싱(34)의 중앙부에는, 한 쌍의 회전축(33)이 수직으로 서로 평행하게 배치된다. 또한, 케이싱(34)의 중앙부에는, 각 루트형 로터(32A, 32B)의 하방(도 4에 있어서의 하측)의 단면(32L)에 대향하는 저면(34A); 및 회전하는 루트형 로터(32A, 32B)의 각각의 외주 궤적의 일부를 둘러싸는 좌우의 원호 형상 측면(34B)이 형성된다. 각 원호 형상 측면(34B)은, 평면에서 볼 때, 후술하는 루트형 로터(32A(32B))의 인접하는 루트(32AP)(32BP)) 사이의 공간을 커버하는 이상의 넓이(범위)로 형성된다.
회전축(33)은 각 루트형 로터(32A, 32B)에 끼워맞춤되는 대략 직육면체 형상의 끼워맞춤 축부(33A); 케이싱(34)에 지지되는 플랜지부(33B); 및 기단부(33C)를 구비한다. 기단부(33C)에는, 후술하는 펌프 구동부(39)의 구동축(40)과 요철 걸어맞춤되는 홈부(33D)가 형성된다. 회전축(33)의 끼워맞춤 축부(33A)는, 평면에서 볼 때, 대략 정사각형으로 형성된다.
각 루트형 로터(32A, 32B)에는, 상방(도 4에 있어서의 상측)의 단면(32U)으로부터 축 방향으로 돌출하는 축부(32S)가 형성된다. 각 루트형 로터(32A, 32B)에는, 회전축(33)의 끼워맞춤 축부(33A)와 끼워맞춤되는 끼워맞춤 구멍(32H)이 형성된다. 끼워맞춤 구멍(32H)의 구멍 형상은, 평면에서 볼 때, 대략 정사각형이다. 루트형 로터(32A)의 외주에는, V자 프로파일을 형성하는 4엽의 루트(32AP)가 구비되어 있다. 또한, 루트형 로터(32B)의 외주에는, V자 프로파일을 형성하는 4엽의 루트(32BP)가 구비되어 있다. 루트(32BP)는 루트(32AP)와 역방향의 V자 형상으로 형성된다. 루트형 로터(32A, 32B)는, 예를 들어, 사이클로이드 곡선으로 형성되는 각 루트가 축방향으로 나사꼬임되어, 더블 헬리컬 형상으로 형성된다.
여기서, V자 프로파일의 루트(32AP, 32BP)란, 루트형 로터(32A, 32B)를 끼워맞춤 축부(33A)와 동심의 원주상으로 전개했을 때, 루트(32AP, 32BP)의 돌출되어 있는 부분이 V자형인 것을 말한다. 이 전개했을 때의 V자 굴곡부(322)의 개방각은, 60 내지 120°로 하는 것이, 한 쌍의 루트형 로터(32A, 32B)가 서로 맞물리기 쉽기 때문에 바람직하다. 복수의 V자를 상하 방향으로 겹친 루트로 하는 것도 가능하지만, 식품 재료의 특성, 특히 점성이 강한 식품 재료를 이송하는 경우에는, 복수의 세세한 V자를 겹치는 것보다, 하나의 큰 V자로 하는 것이 후술하는 효과가 나타나기 용이하여 바람직하다.
평면에서 볼 때, 루트형 로터(32A)와 루트형 로터(32B)는 맞물려 상호 바깥 방향으로 동기하여 회전한다. 즉, 좌측에 위치하는 루트형 로터(32A)는 좌회전(반시계 방향)하고, 우측에 위치하는 루트형 로터(32B)는 우회전(시계 방향)한다. 이 때, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 루트(32AP)는 좌회전에 대해 상하 프로파일의 선단(321)이 V자 굴곡부(322)에 선행하여 이동한다. 또한, 루트(32BP)는, 우회전에 대하여 상하 프로파일의 선단(321)이 V자 굴곡부(322)에 선행하여 이동한다.
덮개부(38)는, 덮개 부재(41)와 덮개 부재(41)에 끼워맞춤되는 2개의 베어링(43)을 구비한다. 덮개 부재(41)는 판 형상이며, 케이싱(34)의 원호 형상 측면(34B)에 끼워맞춤되는 끼워맞춤부(41A); 및 끼워맞춤부(41A)보다 큰 외경의 플랜지부(41B)가 형성된다. 루트형 로터(32A, 32B)를 수용하는 케이싱(34)에 덮개부(38)를 나사 등의 공지의 고정구로 장착하면, 각 루트형 로터(32A, 32B)의 축부(32S)가 2개의 베어링(43)에 끼워맞춤되어 회전 가능하게 지지된다. 여기에서는, 덮개부(38)가 각 루트형 로터(32A, 32B)의 회전축(33)의 상방(도 4의 상측)의 단부를 지지하는 것으로서 설명한다. 또한, 덮개부(38)의 하면이 각 루트형 로터(32A, 32B)의 단면(32U)에 대향한다.
이와 같이 하여, 펌프실(36)의 외형은, 한 쌍의 루트형 로터(32A, 32B)의 하방의 단면(32L)에 대향하는 저면(34A); 회전하는 각 루트형 로터(32A, 32B)의 각각의 외주 궤적의 일부를 둘러싸는 원호 형상 측면(34B)을 형성하는 케이싱(34); 및 루트형 로터(32A, 32B)의 상방의 단면(32U)에 대향하는 덮개부(38)에 의해 형성된다. 본 실시형태에서는, 각 루트형 로터(32A, 32B)의 회전 중심축의 간격은, 각 스크류(25A, 25B)의 회전 중심축의 간격보다 좁게 구비되어 있다.
상류측 유로(35)는, 스크류 장치(15)의 스크류 하우징(23) 출구에서부터 펌프실(36)의 입구(36A)에 연통하는 외피재(S)(식품 재료)의 유로이며, 스크류 장치(15)에 의해 이송된 외피재(S)(식품 재료)를 동일한 방향으로 이송한다. 즉, 펌프 장치(17)는, 스크류 장치(15)에 의해 이송된 외피재(S)(식품 재료)를 동일한 방향으로 수용한다. 그리고, 그 유로는 서서히 좁아지도록 형성되어 있다. 스크류 장치(15)에 의해 이송된 것과 동일한 방향으로 이송되고, 유로를 좁힘으로써 외피재(S)(식품 재료)가 펌프실(36)에 안정적으로 보내진다. 또한, 상류측 유로(35), 즉 펌프 장치(17)에 의해 보내지는 외피재(S)(식품 재료)의 방향은, 스크류 장치(15)에 의해 이송된 방향과 동일한 방향이 아니어도 되지만, 스크류 장치(15)에 의해 이송된 방향에 따른 방향이면, 외피재(S)(식품 재료)가 펌프실(36)에 안정적으로 보내진다. 여기서, 스크류 장치(15)에 의해 이송된 방향에 따른 방향이란, 스크류 장치(15)에 의해 이송된 방향과 동일한 벡터 성분을 갖는 방향이며, 직각 미만의 각도, 바람직하게는 60° 이하, 더 바람직하게는 45° 이하의 각도 방향이다.
하류측 유로(37)는 수평 방향으로 엘보 형상으로 굴곡되도록 형성된다. 하류측 유로(37)는, 펌프실(36)의 출구(36B)에 연통하는 입구 유로(37A); 입구 유로(37A)에 연통하는 이음관 유로(37B); 및 이음관 유로(37B)에 연통하는 출구 유로(37C)를 구비하고, 외피재(S)(식품 재료)가 입구 유로(37A) 내를 흘러 내려가는 방향(R1)과 출구 유로(37C) 내를 흘러 내려가는 방향(R2)이 상이하도록 입구 유로(37A)와 출구 유로(37C)는 구부러져 배치된다. 유로를 굴곡시킴으로써 외피재(S)(식품 재료)의 흐름을 안정시키는 효과가 있다. 또한, 출구 유로(37C)에는, 중합 노즐(7)과 접속하기 위한 접속관(45)이 착탈 가능하게 끼워맞춤된다. 접속관(45)은, 관 형상의 부재이며, 펌프실(36)로부터 압출되는 외피재(S)(식품 재료)를 중합 노즐(7)에 이송한다.
펌프실(36)의 입구(36A)와 출구(36B)는, 정면에서 볼 때, 각각 크기가 다른 대략 직사각형으로 형성된다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 입구(36A) 및 출구(36B)의 높이는, 루트형 로터(32A, 32B)의 루트(32AP, 32BP)의 높이와 동일하게 형성된다. 또한,도 3에 나타낸 바와 같이, 입구(36A)의 폭은 출구(36B)의 폭보다 넓게 형성된다. 따라서, 출구(36B)는 입구(36A)보다 좁게 형성된다. 출구(36B)가 입구(36A)보다 좁으면, 펌프실(36) 내에서의 외피재(S)(식품 재료)의 흐름을 안정시킬 수 있다. 이와 같이 구성된 하우징부(31)는, 스크류 장치(15), 펌프 구동부(39), 및 중합 노즐(7)에 대해, 나사 등의 공지의 고정구로 기대(2)에 착탈 가능하게 장착된다.
펌프 구동부(39)는 펌프 장치(17)의 2개의 회전축(33)에 연결되는 2개의 구동축(40)을 기대(2)에 구비한다. 구동축(40)은, 기대(2)의 내부에 장착되는 적절한 제어 모터(도시 생략)에 적절한 회전 전달 기구(도시 생략)를 통해 연동 연결되어 있고, 동기하여 반대 방향으로 회전하도록 구비된다. 구동축(40)의 상부는 기대(2)의 상면으로부터 돌출하여 배치되고, 축의 단부에는 평행한 D 모따기(D-chamfer, 40A)가 형성된다. 이 D 모따기(40A)에 각 회전축(33)의 홈부(33D)가 걸어맞춤된다.
다음으로, 하우징부(31)에서의 외피재(S)의 이송에 대하여 설명한다. 외피재(S)는, 스크류 장치(15)의 스크류 하우징(23)의 출구로부터 압출되고, 상류측 유로(35)를 통해 펌프실(36)의 입구(36A)에 수평 방향으로 이송된다. 도 5의 (a)의 화살표(UC, LC)로 나타낸 바와 같이, 외피재(S)(식품 재료)는, 좌우의 루트형 로터(32A, 32B)의 회전에 수반하여, V자 형상의 프로파일의 능선(최대 반경이 되는 부분을 연결한 선)으로부터 홈부의 방향(이웃하는 루트(32AP, 32BP)의 중간 방향)을 향하여 각 루트형 로터(32A, 32B)의 상하의 단부로부터 축방향의 중앙측으로 추력을 받는다. 그 때문에, 외피재(S)(식품 재료)는 중앙측을 향해 이동하므로, 식품 재료 중에 고형물이 혼재되어 있는 경우, 고형물도 마찬가지로 중앙측을 향해 이동하므로, 각 루트형 로터(32A, 32B)의 축 방향(수직 방향)의 중앙 측으로 가까워지는 경향이 있다.
또한, 외피재(S)는, 좌우의 원호 형상 측면(34B)을 따라 펌프실(36) 내로 이송되고, 좌우의 루트(32AP, 32BP)가 맞물림됨으로써 하류측 유로(37)로 압출된다. 이 맞물림 위치는, 좌우의 루트(32AP, 32BP)의 상하로부터 축 방향의 중앙측을 향해 순차적으로 이동한다. 따라서, 각 루트에서의 외피재(S)의 압출은, 좌우의 루트(32AP, 32BP)의 상하의 단부로부터 시작하여 중앙에서 종료된다. 그 때문에, 홈부 내의 외피재(S)(식품 재료)는 루트(32AP, 32BP)의 축방향의 중앙측으로부터 압출되어, 하류측 유로(37)의 단면의 중앙측을 향해 이동하게 된다. 또한, 좌우의 루트(32AP, 32BP)의 상하의 단부는, 중앙의 굴곡부(322)에 선행하여 펌프실(36)의 출구(36B)를 통과하기 때문에, 좌우의 루트(32AP, 32BP)가 출구(36B)를 그 상하의 코너부에서부터 서서히 막도록 이동하여 외피재(S)가 압출되는 유로를 축소시킨다. 이 유로를 축소시키는 동작은, 좌우의 루트(32AP, 32BP)의 회전에 따라 좌우로 교대로 반복된다. 그러면, 외피재(S)는, 하류측 유로(37)의 내벽면 근처에 비해 중심을 많이(빠르게) 흐르는 경향이 된다. 식품 재료가 예를 들어 초코칩 쿠키 반죽물인 경우, 외피재(S)에 포함되는 초코칩(입상물)은, 하류측 유로(37)의 내벽으로 부착되는 것이 억제된다.
내포재용 이송 장치(3)는, 외피재용 이송 장치(5)와 동일하게 구성되고, 대략 좌우 대칭으로 형성된다. 내포재용 이송 장치(3)의 하우징부(31)는, 내포재용 스크류 장치(15), 내포재용 펌프 구동부(39), 및 중합 노즐(7)에 대해 착탈 가능하게 기대(2)에 장착된다.
본 발명의 제1 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치를 구비한 식품 성형 장치(1)의 설명은 대체로 상기한 바와 같지만, 이것에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 있어서 여러가지 변경이 가능하다. 상기 설명에서는, 각 루트형 로터(32A, 32B)의 루트를 4엽으로서 설명했지만, 2엽 이상이면 되고, 케이싱(34)의 각 원호 형상 측면(34B)은, 인접하는 루트를 커버하는 이상의 넓이로 적절히 변경될 수 있다. 루트의 수는 식품 재료의 성질, 제품의 제조 속도 등에 따라서도 다르지만, 2엽 이상 8엽 이하로 하는 것이 바람직하고, 2엽 이상 6엽 이하로 하는 것이 더 바람직하다. 루트의 수가 너무 많으면, V자 프로파일의 능선으로부터 홈부까지의 경사 각도가 축 방향과 평행하게 가까워지기 때문에, 전술한 바와 같은 V자 형상인 것의 효과가 작아진다.
또한, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 조합된 한 쌍의 루트형 로터(32A, 32B)를 좌우를 바꾸어 케이싱(34)에 수용할 수 있다. 루트형 로터(32B)의 루트(32BP)는, 좌회전에 대하여 V자 굴곡부(322)가 상하 프로파일의 선단(321)에 선행하여 이동한다. 또한, 루트형 로터(32A)의 루트(32AP)는, 우회전에 대하여 V자 굴곡부(322)가 상하 프로파일의 선단(321)에 선행하여 이동한다. 또한, 좌우의 루트형 로터(32A, 32B)의 바꿈은, 회전축(33)과 함께 실시하는 것도 가능하다.
도 5의 (b)의 화살표(CU, CL)에 나타낸 바와 같이, 상류측 유로(35)를 통해 펌프실(36)에 이송되는 외피재(S)(식품 재료)는, 좌우의 루트형 로터(32B, 32A)의 회전에 따라, V자 형상의 프로파일의 능선으로부터 홈부의 방향을 향하여 각 루트형 로터(32A, 32B)의 축방향의 중앙으로부터 상하로 추력을 받는다. 이 때, 외피재(S)(식품 재료)를 중심으로부터 상하로 이동하는 것과 같은 작용이 이루어진다. 그러면, 식품 재료가 각 루트형 로터(32A, 32B)의 축방향의 상하에 가까워지는 경향이 있다.
또한, 외피재(S)는, 좌우의 원호 형상 측면(34B)을 따라 펌프실(36) 내로 이송되어 출구(36B)에 도달한다. 외피재(S)는, 좌우의 루트(32BP, 32AP)가 맞물림됨으로써 하류측 유로(37)로 압출된다. 이 맞물림 위치는, 좌우의 루트(32AP, 32BP)의 축 방향의 중앙으로부터 상하를 향하여 순차적으로 이동한다. 따라서, 각 루트에서의 외피재(S)의 압출은, 좌우의 루트(32AP, 32BP)의 중앙으로부터 시작하여 상하의 단부에서 종료한다. 그러면, 외피재(S)(식품 재료)는, 하류측 유로(37)의 중심으로부터 상하 혹은 주위를 향해 이동하고, 하류측 유로(37)의 중심에 비해 내벽면 근처를 많이(빠르게) 흐르는 경향이 된다. 따라서, 식품 재료가 예를 들어 콩찹쌀떡 반죽물인 경우, 콩(입상물)이 표면 가까이로 이동하게 된다.
또한, 식품 재료가 비교적 딱딱한 경우에는, 한 쌍의 루트형 로터(32A, 32B)를 도 5의 (b)와 같이 배치하는 것이 바람직하다. 도 5의 (a)와 같이 배치하는 경우에 비해, 외피재(S)가 하류측 유로(37)의 내벽측으로 강하게 압출되어 하류측 유로(37) 내의 압력이 높아지고, 식품 재료의 흐름의 맥동이 적어 안정된 이송을 실현할 수 있다. 그 결과, 식품 성형 장치(1)에 의해 절단되는 식품편(P)의 중량이 안정된다.
또한, 펌프실(36)의 입구(36A)에 있어서도, 도 5의 (a)와 같이 배치하는 경우에는, 굴곡부(322)에서 식품 반죽물이 절단된다. 탄력성이 강한 반죽물(떡 반죽물 등)에서는, 상류측의 반죽물에 당겨져 반죽물이 되돌아가, 충전되지 않는 부분이 생긴다. 도 5의 (b)와 같이 배치하는 경우에는, 선단(321)에서 식품 반죽물이 절단되기 때문에, 반죽물이 되돌아가는 일이 일어나기 어렵고, 맥동이 적어 안정된 이송이 가능해진다.
또한, 식품 성형 장치(1)에 구비된 이송 장치(3, 5)는 어느 한쪽만을 구비할 수도 있고, 다른 쪽의 이송 장치를, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 베인 펌프기구로 할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치(51)에 대하여 설명한다. 또한, 제1 실시형태에 따른 식품 재료 이송 장치(3, 5)와 동일한 기능을 나타내는 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다. 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 이송 장치(51)는 식품 성형 장치(1)에 연결되어 있다. 식품 성형 장치(1)는, 이송 장치(51)로부터 이송되는 식품 재료인 중심재(C)를 내포재(F)로 피복하고, 또한, 내포재(F)을 외피재(S)로 피복하여 혼합한 막대 형상 식품 반죽물(D)을 중합 노즐(7)로부터 토출하고, 이 막대 형상 식품 반죽물(D)을 절단 장치(9)에 의해 식품편(P)으로 절단하고,이 식품편(P)을 반송 장치(11)에 의해 다음 공정으로 반송하는 것이다.
이송 장치(51)는, 기대(52)에 스크류 장치(15)와 펌프 장치(53)를 구비한다. 펌프 장치(53)는 하우징부(55)와 펌프 구동부(39)를 구비한다. 하우징부(55)에는, 스크류 장치(15)로부터 이송되는 중심재(C)를 수용하는 상류측 유로(35), 상류측 유로(35)에 연통하는 펌프실(36), 및 펌프실(36)에 연통하는 하류측 유로(57)가 형성된다. 바꾸어 말하면, 상류측 유로(35) 및 하류측 유로(57)는 케이싱(56)에 의해 형성된다.
하류측 유로(57)는, 상하 방향으로 엘보 형상으로 굴곡되도록 형성된다. 하류측 유로(57)는, 중심재(C)(식품 재료)가 입구 유로(37A) 내를 흘러 내려가는 방향(R1)과 출구 유로(37C) 내를 흘러 내려가는 방향(R3)이 상이하도록 입구 유로(37A)와 출구 유로(37C)는 구부러져 배치된다. 또한, 출구 유로(37C)의 출구부에는, 중합 노즐(7)과 접속하기 위한 접속관(59)이 나사 결합된다. 접속관(59)은, 중합 노즐(7)의 중심에 상하 방향으로 배치되는 중심통(61)에 연결된다. 이송 장치(51)는, 중합 노즐(7)에 중심재(C)를 이송한다.
상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 복수 종류의 식품 재료를 이송하는 복수의 이송 장치를 구비한 식품 성형 장치에 있어서, 적어도 하나의 이송 장치를 본 발명의 실시형태에 따른 구성으로 할 수 있으며, 다양한 조합이 가능하다.
상기 설명에서는, 복수의 이송 장치로부터 이송되는 복수 종류의 식품 재료를 중합 노즐(7)에 의해 적층하여 혼합하고, 막대 형상 식품 반죽물(D)을 토출하도록 설명하였지만, 예를 들어 이송 장치(51)의 하우징부(55)에 노즐을 접속하는 등으로 하고, 추가로, 한 쌍의 루트형 로터를 간헐 구동함으로써 식품 재료의 토출 장치로 할 수도 있다.
상기 설명에서는, 한 쌍의 스크류(25A, 25B)를 서로 평행하고 수평으로 배치하도록 설명했지만, 예를 들어, 역원추 형상으로 반경이 변위하는 나선 블레이드를 구비한 하나의 스크류를 수직으로 배치하는 스크류 장치를 사용할 수도 있다. 또한, 스크류 장치(15) 및 펌프 장치(17)는 수평 방향으로 식품 재료를 이송하는 것으로 해서 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 양쪽 장치 또는 한쪽의 장치는 경사 방향 또는 수직 방향으로 이송할 수도 있다.
1 식품 성형 장치(포앙기)
2 기대
3 내포재용 이송 장치
5 외피재용 이송 장치
7 중합 노즐
9 절단 장치
11 반송 장치
13 제어 장치
15 스크류 장치
17 펌프 장치
31 하우징부
32A, 32B 루트형 로터
32AP, 32BP 루트
321 (프로필의) 선단
322 (프로필의) 굴곡부
33 회전축
34 케이싱
34A 바닥면
34B 원호 형상 측면
35 상류측 유로
36 펌프실
36A 입구
36B 출구
37 하류측 유로
37A 입구 유로
37B 이음관 유로
37C 출구 유로
38 덮개부
39 펌프 구동부
41 덮개부재
51 이송 장치
52 기대
53 펌프 장치
55 하우징부
56 케이싱
57 하류측 유로
61 중심통
C 중심재(식품 재료)
D 막대 형상 식품
F 내포재재(식품 재료)
P 식품편
S 외피재(식품 재료)
R1, R2, R3 (식품 재료의 흐름) 방향
UC, LC, CU, CL (식품 재료의 흐름) 화살표

Claims (15)

  1. 스크류 장치; 및 상기 스크류 장치에 의해 이송된 식품 재료를 송출하는 펌프 장치를 구비한, 식품 재료를 이송하는 이송 장치로서,
    상기 펌프 장치는, 한 쌍의 루트형 로터가 배치된 펌프실과 펌프실에 연통하는 하류측 유로가 형성되는 하우징부; 및 상기 한 쌍의 루트형 로터를 서로 반대 방향으로 회전 구동시키는 펌프 구동부를 구비하고, 상기 스크류 장치에 의해 이송되는 방향에 따른 방향으로 상기 식품 재료를 수용하고,
    상기 하우징부는 상기 한 쌍의 루트형 로터를 수용하는 케이싱을 구비하고,
    상기 한 쌍의 루트형 로터는, 서로 맞물림 가능한 V자 프로파일의 루트를 가지며,
    또한 상기 케이싱에 대해 좌우를 바꾸어 장착 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징부는, 상기 한 쌍의 루트형 로터의 회전축의 일단(片端)을 회전 가능하게 지지하는 상기 케이싱; 및 상기 한 쌍의 루트형 로터의 회전축의 타단을 회전 가능하게 지지함과 아울러 상기 케이싱에 끼워맞춤되는 덮개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 펌프실은, 상기 루트형 로터의 한 쪽의 단면(端面)에 대향하는 저면과 회전하는 상기 루트형 로터의 각각의 외주 궤적의 일부를 둘러싸는 원호 형상 측면을 형성하는 상기 케이싱; 및 상기 루트형 로터의 다른 쪽의 단면에 대향하는 상기 덮개부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원호 형상 측면은, 적어도 상기 루트형 로터의 이웃하는 루트를 커버하는 넓이로 형성되는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    펌프실의 출구는, 펌프실의 입구보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하류측 유로는, 상기 펌프실의 출구와 연통하는 입구 유로; 상기 입구 유로와 연통하는 이음관(管) 유로; 및 상기 이음관 유로와 연통하는 출구 유로를 구비하고, 상기 식품 재료가 상기 입구 유로 내를 흘러 내려가는 방향과 상기 출구 유로 내를 흘러 내려가는 방향이 상이하도록 상기 입구 유로와 상기 출구 유로는 구부러져 배치되는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 루트형 로터는, 2엽 이상 8엽 이하의 루트를 갖는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징부는, 상기 스크류 장치로부터 이송되는 상기 식품 재료를 수용하는 상류측 유로가 형성되고, 상기 스크류 장치의 상기 식품 재료의 출구에 접속되어 상기 펌프실의 입구와 연통하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스크류 장치는, 수평의 스크류를 구비하고,
    상기 펌프 장치는, 루트형 로터가 수직의 회전축을 구비하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수평의 스크류는, 2개의 평행한 스크류로 구성되고,
    각 스크류의 회전 중심 축의 간격은, 상기 각 루트형 로터의 회전 중심 축의 간격보다 넓은 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스크류 장치는, 수직의 스크류를 구비하고,
    상기 펌프 장치는, 상기 루트형 로터가 수직의 회전축을 구비하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 펌프 장치는, 상기 스크류 장치가 장착되는 기대(基台)에 상기 루트형 로터를 회전 구동시키는 상기 펌프 구동부를 구비하고,
    상기 하우징부는, 상기 스크류 장치 및 상기 펌프 구동부에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  13. 제1 식품 재료를 중합 노즐에 이송하는 제1 이송 장치;
    제2 식품 재료를 상기 중합 노즐에 이송하는 제2 이송 장치; 및
    상기 제1 식품 재료와 상기 제2 식품 재료를 혼합하는 상기 중합 노즐을 구비한 식품 성형 장치로서,
    상기 제1 이송 장치 및/또는 상기 제2 이송 장치는, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 이송 장치인 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.
  14. 복수 종류의 식품 재료를 중합 노즐에 이송하는 복수의 이송 장치; 및
    상기 각 이송 장치로부터 이송되는 복수 종류의 상기 식품 재료를 혼합하는 상기 중합 노즐을 구비한 식품 성형 장치로서,
    복수의 상기 이송 장치 중 적어도 하나의 이송 장치는, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 이송 장치인 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 식품 성형 장치는, 상기 중합 노즐의 하방에 상기 중합 노즐로부터 토출되는 막대 형상의 식품 반죽물을 식품편(food piece)으로 절단하는 절단 장치; 및
    상기 절단 장치의 하방에 상기 식품편을 반송하는 반송 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 식품 성형 장치.
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