KR920004889B1 - 빙과 재료의 빙결방법 및 그 장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

빙과 재료의 빙결방법 및 그 장치

제 1 도는 본 발명에 따른 빙결방법 및 구체화한 빙과 제조기의 길이방향 단면도.

제 2 도는 냉각유체 분배 라이저(riser)와 빙결 가능한 빙과 재료를 함유한 케비티(cavity) 혹은 몰드(mold)사이의 관계를 도시하는 부분 확대 단면도.

제 3 도는 제 2 도의 3-3선을 따라 취해진 확대 단면도.

제 4 도는 제 1 도의 4-4선을 따라 취해진 평면도.

제 5 도는 냉각액체를 분배하는 노즐의 분해사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 빙과 제조기 12,14 : 스프로켓

16,18 : 축 20 : 체인

22,24 : 리치 26 : 몰드 바

28 : 케비티.몰드 30 : 구조물

32 : 펌프 34 : 매니폴드

36 : 역전 메카니즘 38 : 펌프

40,44 : 스프레이 바 42 : 오목부

48 : 메카니즘 50 : 릿지

52 : 식염수 수집 탱크 54 : 튜브

56 : 도관.공급라인 58 : 챤넬

60 : 라이저 66 : 추출 스테이션

68 : 캡 70 : 패스너

72 : 벡터 74 : 통로

76 : 간막이 78 : 보스

본 발명은 콘테이너내에 담겨 있는 유체를 빙결시키는 것에 관한 것으로서, 특히 냉각 액체 흐름을 상기 콘테이너의 외부면으로 향하게 하므로서 빙결시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 주제에 연관된 종래의 기술은 미합중국 특허 제4,335,583호, 제4,352,830호, 제4,324,108호에 서술되어 있다.

빙과 재료를 함유하는 케비티는 일반적으로 끝이 잘려 연장된 피라미드 형태로서, 이러한 형상의 다수의 케비티를 운반하는 몰드 바(mold bar)를 갖고 있다. 각 케비티의 기부는 상기 몰드 바에 부착되어 있는데, 이곳을 통하여 빙과 재료가 분배되는 개구를 한정하고 있다. 따라서, 케비티 높이에 수직인 평면에 의하여 한정된 횡단면적은 각 케비티의 입구에서 가장 큰데, 이러한 입구 근처의 빙과 재료의 양과 부피가 더 크다. 각 케비티내에 함유된 빙과 재료의 빙결은 케비티의 외부면에 대해서 냉각 유체를 침수시키거나 스프레잉 하므로서 이루어진다. 이러한 양 방법들은 종래에 사용되었던 기술이다.

빙결방법이 어떤 것이 사용되든지, 상기 케비티 횡단면적에 비례하는 율만큼 완전한 응고가 이루어져야 된다. 다시말하면, 빙과 재료의 양과 부피가 가장 큰 구역인 케비티의 입구에서의 빙결율은 케비티의 팁(tip)에서 보다 더 커야 된다. 빙결율의 차이를 일으키는 열 전달상태가 비실제적이고 이상적인 전형으로부터 빗나가는 반면에, 공개된 시스템을 구성하고 있는 부품은 최대의 이상적 열전달 조건을 이루도록 선택되어 디자인되어야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 몰드 혹은 케비티내에 함유된 액체 재료를 빙결시키기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것으로서, 상기 케비티 또는 몰드는 측정된 부피의 제조물을 수용하는 개구와, 중력에 의하여 케비티의 표면을 따라 흘러 개구 근처의 몰드 혹은 케비티의 외면과 충돌하는 저속의 흐름을 제공하도록 흐름면적을 가진 노즐을 통하여 압력하에서 냉각액체를 분배하는 수단을 갖고 있다.

냉각 액체가 구멍으로부터 케비티 또는 몰드의 하부 경계벽까지 흐르는 동안에 냉각 액체로 열이 전달되는 율은 감소된다.

본 발명의 특징은, 냉각액체가 매니폴드로부터, 몰드 또는 케비티의 대칭축에 수직인 평면에 투영된 몰드 또는 케비티의 횡단면적이 바닥 혹은 낮은 경계벽으로 향하여 감소되도록 형성되고 현수되어 뻗어 테이퍼진 몰드 혹은 케비티의 상단부에 대하여 저속의 흐름 혹은 냉각액체를 분사하는 노즐이 제공된 일련의 규칙적 이격된 상향 연장 라이저까지 분배되는 것이다. 상기 케비티의 넓은 구역에 대해서 냉각액체를 분사하여 온도차이가 상기 구역에서 가장 클 때 유체 빙과 재료로부터 열이 전달되는 비율이 향상된다.

본 발명의 또다른 특징은 몰드 혹은 케비티의 표면에 대하여 저속의 흐름을 분사시킨 결과로서의 냉각유체의 분무를 방지할 수 있다. 본 명세서에 참조된 종래의 기술은 몰드 혹은 케비티를 이송하는 몰드바에 대해서 직접, 또한 상기 케비티들 사이로 냉각액체의 고속 흐름을 분사시켰다. 몰드바의 플랫면과 부딪칠때 상기 흐름은 몰드바에 의하여 이송되는 현수 몰드 외부로 분산되어 드롭레트(droplet)로 흩어지게 된다. 상기 외부 몰드상에 축적된 드롭레트는 몰드내에 함유된 빙과 재료를 응고 혹은 빙결 시킨다. 고속 흐름의 분산으로 야기되는 분무 혹은 안개의 발생과 더불어서, 흐름의 분산은, 흐름이 몰드의 표면으로 흘러갈때 불필요한 다량의 열이 냉각유체에 의하여 흡수되므로 열효율을 저하시킨다.

이하 본 발명은 도면을 참조하여 더욱 자세히 서술될 것이다.

제 1 도에서 도면부호(10)로 도시된 빙과 제조기는 그 제목이「빙과 제조용 방법과 장치」인 제조용 방법과 장치71984년 4월 27일 출원된 미합중국 특허원 제604,776호의 기기이다. 상기 출원은 본 발명의 양수인에게 양도된 것으로서, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 인용되었다.

제 1 도에 도시된 기기의 서술은 본 발명을 이해하는데 필요한 선으로 제한될 것이다. 비록 본 발명의 주제가 제 1 도에 도시된 기기의 주변을 서술한 것이지만, 기기는 냉각유체가 몰드 혹은 케비티내에 함유된 제조물의 빙결에 사용되는 어떠한 환경에서도 사용될 수 있다. 상기 빙과 제조기(10)는 길이 방향으로 이격되어 가로 방향으로 연장된 축(16,18)에 고정된 스프로켓(12,14)을 적당한 지지 구조물(도시안됨)상에 장착하고, 상기 스프로켓(12,14)은 상, 하부 리치(reach)(22,24)를 포함하는 폐쇄된 통로내의 체인 (20)을 구동시킨다. 상기 체인은 다수의 몰드 혹은 케비티(28)을 각각 이송하는 가로 연장된 몰드바(26)를 일정하게 이격된 간격으로 이송한다.

V자형 구조물(30)이 기기의 전체 길이에 대해 연장되어 아래에 장착되어 있는데, 이것은 몰드로부터 완성된 빙과(C)를 제거하도록 몰드를 해빙시키기 위해 식염수를 수집하여 상승된 온도에서 식염수를 펌프(32) 수단에 의하여 일련의 매니폴드(34)로 분배한다. 더불어, 상술된 출원에서 더욱 자세히 설명된 바와같이, 하나이상의 빙과를 가진 몰드바는 연관된 케비티의 유입구가 하향으로 향하도록 몰드바를 180 선회 작동시키는 역전 메카니즘(36)에 의하여 역전된다. 그후 어떤 적당한 합성물의 세척액체가, 상기 케비티에 세척유체를 고속 분사시키는 스프레이바(40)를 통하여, 펌프(38)에 의하여 펌프된다. 세척된 빙과는 구조물(30)의 오목부(42)에 수집되고, 역전된 몰드바는 역전된 위치에 유지된다. 그후, 상기 케비티는 스프레이바(44)로부터 유출된 위생액체로 세척된다. 상기 몰드바는 각 케비티의 입구가 상향으로 향하도록 상기 역전 메카니즘(36)의 구조 및 작동 형태와 유사한 역전 메카니즘(46)에 의하여 다시 역전된다.

연속된 몰드바(26)가 상부 리치(22)를 따라 전진할 때, 종래의 충전 또는 분배 메카니즘(48)은 측정된 부피의 빙과 재료를 몰드바의 케비티속으로 배출시킨다. 여기서, 가로의 상부 리치(22)에 있는 각각의 몰드바(26)들 사이의 간격은 하부리치(24)에서 보다 더 가까운데, 사실 서로 근접 위치된다(제 2 도). 상기 바에는 각각의 케비티(28)를 스며드는 염도를 최소화시켜 오염도를 최소화시키거나 제거하는 고형벽을 형성하도록 릿지(50)와 같은 릿지가 형성될 수 있다.

식염수 수집탱크(52)는 상기 상부리치(22)의 하부에 전 길이에 걸쳐서 연장되어 있는데, 이것은 그곳에 냉각 유니트로부터의 차가운 소금이 도관(56)에 의하여 유입되어 상기 소금이 수집되는 챤넬(58)에 접속된 흡입 파이프(도시안됨)에 의하여 상기 냉각 유니트로 귀환되는 매니폴드 구조물로 구성된 다수의 내부접속 튜브(54)를 갖고 있다. 상기 튜브(54)에 공급된 소금은 케비티가 상기 체인(20)의 상부 리치(22)를 따라 전진할 때 케비티(28)의 외부면에 상기 차가운 소금을 분사시키는 다수의 라이저(60)에 공급된다.

화살표(R) 방향으로 몰드바가 메카니즘(48)으로부터 전진할 때, 즉, 제 1 도에 도시된 바와같이 왼쪽방향으로 전진할때, 빙과 재료는 계속 응고된다. 연속 몰드바는 스틱삽입 메카니즘(62) 아래에 순간적으로 위치된다. 부분적으로 응고된 빙과 재료를 함유한 각 케비티는 빙과 재료내에 부분적으로 끼워넣는 스틱이 제공되는데 이것은 먹기 쉽게 하는 손잡이를 제공하는 돌출부를 갖고 있다.

각 케비티(28)내에 삽입된 스틱을 갖고 있는 연속 몰드바(26)는, 상기 몰드롭부터 일열(row)의 빙과(c)를 모두 동시에 제거하여 이들을 베깅 메카니즘(bagging meckanism)에 이송하도록 매니폴드(34)에 공급된 해빙 액체와 협력하여 작동되는 추출 스테이션(66)으로 전진한다.

본 발명의 특징에 따라서, 많은 양의 빙과 재료가 존재하기 때문에 몰드바(26) 근처 혹은 가까운 구역에서 케비티(28)의 외부면에 분사되는 다수의 저속 흐름을 한정하므로서, 냉각된 소금을 분사 시키는 수단이 제공된다. 비록 각종 몰드(28)의 양호한 현상이 테이퍼진 동체이지만, 다양한 형태의 몰드가 사용될 수 있고, 본 발명의 소금분사 시스템은 많은 양의 빙결재료를 가진 몰드의 구역과 접촉하도록 소금 흐름을 분사시키기 위해서 재배열 될 수 있다.

제 2 도 및 제 4 도에서 몰드 혹은 케비티(28)의 상부에 냉각액체를 분사시키기 위한 양호한 장치가 도시되어 있다. 상술된 바와같이, 냉각된 소금은 공급라인(56)에 의하여 튜브(54)에 공급된다. 튜브(54)로부터의 냉각액체는 직사각형 도관인 라이저(60)로 유입되는데, 이것은 패스너(70)에 의하여 라이저(60)에 착탈 가능하게 접석된 캡(68)내에 형성된 상대적으로 큰 흐름 구역노즐에 의하여 측면으로 배출된다. 냉각액체의 흐름방향은 제 2 도 및 제 4 도에 각각 측면도 및 평면도로서 도시된 벡터(72)에 의하여 도시되어 있다.

제 5 도에는 라이저(60) 및 이것과 연관된 캡(68)의 상세도가 도시되어 있다. 상기 라이저에는 캡(68)을 향하여 상향으로 튜브(54)로부터 소금을 운반하는 통로(74)가 제공되어 있다. 상기 캡(68)은 중앙 간막이(76)와 일반적으로 반원형 보스(78)를 형성하도록 언더컷되어 있다. 이러한 방법으로 통로(74)로부터의 냉가유체는 두개의 흐름으로 분할되는데, 각각의 흐름은 다시 제 4 도에 벡터(72)에 의하여 도시된 흐름패턴을 형성하도록 두개의 흐름으로 양분된다.

상기 몰드바(26)가 화살표(R) 방향으로 체인(20)에 의하여 이송되면 각 몰드바의 케비티(28)는 벡터(72)에 의하여 도시된 바와같이 냉각유체의 흐름과 부딪쳐서 몰드(28) 외부면은 모두 냉각유체의 흐름에 의하여 젖는다. 긴변이 이동방향에 대해 횡방향으로 높인 상기 몰드(28)의 방향은, 몰드(28)의 외면에 대해 분사된 냉각액체의 존재시간이, 각각의 흐름의 방향이 리딩면(28a)과 초기 접촉하고 상기 몰드가 면(28b)으로 전진되었을때, 최대가 되도록 선택된다. 상기 몰드의 계속적인 운동을 면(28b,28c)을 모두젖게 하는 냉각액체의 다른 흐름의 통로를 가로지른다. 몰드에 관한 라이저(60)의 관계로부터 알수 있듯이 각각의 라이저(60)로부터 배출된 네개의 흐름의 각각은 체인(20)의 상부 리치(22)를 따라 각각의 몰드(28)의 외부 면을 연속적으로 적시고 냉각액체의 외부면상에 필름을 형성하도록 협력한다. 상술된 바와같이, 냉각액체의 각각의 흐름의 속도는 드롭레트가 발생되지 않도록 충분히 낮게 유지된다.

본 발명을 수행하기 위한 현재 가장 훌륭한 형태가 여기에 도시되고 서술되었지만, 본 발명의 정신을 벗어남이 없는 한도내에서의 수정과 변경이 가해질 수 있다.

Claims (3)

1. 빙결가능한 액체 재료를 수용하기 위한 개방 상단부를 가지며, 상기 상단부로부터 먼 단부에서의 단면적보다 상기 상단부에서 더큰 단면적을 갖는 테이퍼진 끝이 잘린 연장된 동체의 형태인 몰드내에 함유된 액체를 빙결시키는 방법에 있어서, 상기 몰드의 상기 상단부 근처에 설치된 노즐에 냉각액체를 공급하는 공정과, 노즐로부터 유출된 냉각액체의 연속적인 흐름을 발생 및 유지시키는 공정과, 몰드의 외부는 덮는 냉각액체의 층으로 전체 흐름을 변환시키도록 몰드의 상단부에 대해서 횡방향으로 저속으로 액체 흐름을 방향설정하는 공정과, 유체층이 상단부로부터 먼 단부를 향하여 중력에 의해 흐르도록 상기 몰드를 일정한 방향으로 향하게 하는 공정과, 상기 상단부로부터 먼 단부로 흐르는 냉각액체가 빙결의 균일성을 고양시키기 위해 상기 몰드내에 함유된 액체재료의 부피 감소에 비례하는 율로 액체재료로부터 열을 빼앗는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 빙과 재료의 빙결 방법.
2. 빙결가능한 액체 재료를 몰드내로 수용하기 위해 상단부에 상향 구멍을 갖는 적어도 하나의 몰드와, 냉각액체의 흐름을 몰드에로 분사시키기 위한 다수의 노즐을 포함하는 제 1 항의 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서, 상기 몰드 아래에 배치된 냉각 액체의 공급 매니폴드(34)와, 인접한 상기 몰드의 양쪽에 배치되고, 그 하단부에서 상기 매니폴드의 하단부에 연결되며, 상기 상향 몰드 구멍 아래에 상기 몰드의 상단부근처에 있는 가로방향의 배출 노즐내에서 종료되는 다수의 공급 라이저(60)와, 상기 몰드내의 액체재료를 빙결시키기 위해 아래로 흐르도록, 냉각액체의 흐름을 액체 형태로 저속으로 노즐로부터 상기 몰드 벽 표면의 상단부를 향하여 가로방향으로 배출시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 빙과 재료의 빙결 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 다수의 몰드를 이송하는 몰드바와, 상기 몰드바를 상기 노즐을 지나도록 구동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 빙과 재료의 빙결 장치.

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