WO2013129756A1 - 아이스크림 제조 장치 및 그의 아이스크림 투출 제어 방법 - Google Patents

아이스크림 제조 장치 및 그의 아이스크림 투출 제어 방법 Download PDF

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WO2013129756A1
WO2013129756A1 PCT/KR2012/009456 KR2012009456W WO2013129756A1 WO 2013129756 A1 WO2013129756 A1 WO 2013129756A1 KR 2012009456 W KR2012009456 W KR 2012009456W WO 2013129756 A1 WO2013129756 A1 WO 2013129756A1
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WO
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ice cream
dasher
unit
cylinder
operating power
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/009456
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English (en)
French (fr)
Inventor
유세훈
Original Assignee
주식회사 아이스트로
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
    • A23G9/00—Frozen sweets, e.g. ice confectionery, ice-cream; Mixtures therefor
    • A23G9/04—Production of frozen sweets, e.g. ice-cream
    • A23G9/20—Production of frozen sweets, e.g. ice-cream the products being mixed with gas, e.g. soft-ice
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
    • A23G9/00—Frozen sweets, e.g. ice confectionery, ice-cream; Mixtures therefor
    • A23G9/04—Production of frozen sweets, e.g. ice-cream
    • A23G9/22—Details, component parts or accessories of apparatus insofar as not peculiar to a single one of the preceding groups

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing a soft ice cream, and in particular, an ice cream stock solution is mixed with air in a cylinder to produce a soft ice cream having an optimal ice quality, and the ice cream of the produced soft ice cream is kept for a long time and stored quickly.
  • the present invention relates to an ice cream production apparatus and an ice cream dispensing control method for dispensing a uniform amount of soft ice cream out of a cylinder.
  • the soft ice cream is mixed with air and the ice cream stock solution in the liquid state is changed into a little frozen form of ice cream by the cooling means, thereby having a soft ice quality (quality) than the frozen ice cream.
  • the ice cream manufacturing device is installed and operated at a place where the soft ice cream is sold.
  • the ice cream manufacturing device includes a storage container for storing the ice cream stock solution, a cylinder that receives the ice cream stock solution from the storage container through a supply pipe and mixes it with air, and inside the cylinder. It is provided with a screw-type washer for stirring the ice cream stock solution and air inside the cylinder through a rotational drive, and is installed around the cylinder is configured to include an evaporator for cooling the inside of the cylinder in accordance with the drive of the refrigeration compressor.
  • the soft ice cream produced inside the cylinder is conveyed to the front of the cylinder by the rotational drive of the dasher, and is discharged to the outside of the cylinder through a nozzle having a narrow aperture formed in front of the cylinder and a nozzle connected to the outlet.
  • the discharge port is opened and closed by a valve, a lever, or the like, and the valve or lever opens and closes the discharge port of the cylinder by direct operation of a seller or control of a predetermined control microcomputer.
  • the ice quality of the soft ice cream depends on the over-run of the ice cream stock solution and air, which is determined by the rotational speed of the dasher and the amount of air.
  • the dasher in the soft ice cream manufacturing apparatus minimizes the operation rate of the dasher and maintains a relatively slow rotational speed at all times in order to maintain the optimum ice quality of the soft ice cream produced in the cylinder.
  • an object of the present invention is to provide an ice cream manufacturing apparatus and an ice cream extraction control method thereof, which enables to quickly discharge a uniform amount of soft ice cream per unit time out of a cylinder.
  • Ice cream manufacturing apparatus for achieving the object as described above, while stirring the ice cream stock solution and the air inside the cylinder to produce a soft ice cream, the dasher for conveying the generated soft ice cream forward
  • a dasher driver to rotate, wherein the dasher driver changes the rotational speed of the dasher according to the frequency of the operating power source;
  • a power supply for outputting an operating power source having a predetermined frequency;
  • a converter for converting and outputting a frequency of operating power output from the power supply; It is preferable to include a control unit for selectively transmitting the operating power from the power supply unit and the conversion unit to the dasher drive unit according to whether the discharge port formed in front of the cylinder is opened or closed.
  • the conversion unit preferably comprises an inverter for increasing the frequency of the operating power output from the power supply.
  • control unit the microcomputer for controlling the control switch in accordance with the opening and closing of the discharge port;
  • the control switch for transmitting to the drive unit.
  • the ice cream manufacturing apparatus more preferably comprises a sensor unit for detecting the opening and closing of the discharge port and transmits the detection information to the control unit.
  • the control unit transmits the operating power of the first frequency to the drive unit in the state in which the discharge port of the cylinder closed to rotate the dasher at the first speed;
  • the control unit delivers the operating power of the second frequency to the drive unit in the state in which the discharge port of the cylinder is opened to rotate the dasher at a second speed higher than the first speed.
  • the ice cream stock solution is mixed with air in a cylinder to produce a soft ice cream having an optimal ice quality, and the ice cream of the produced soft ice cream is maintained and stored for a long time, and quickly, a uniform amount of soft ice cream is produced per unit time.
  • a uniform amount of soft ice cream is produced per unit time.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of an ice cream manufacturing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart for explaining an ice cream pouring control method of the ice cream manufacturing apparatus according to the present invention.
  • Ice cream manufacturing apparatus as shown in Fig. 1 drive unit 10, power supply unit 20, the conversion unit 30, the control unit 40, the sensor unit 50, the input unit 60, voice
  • the guide unit 65 includes a display unit 70, a display unit 70, a freezing unit 75, and a refrigerating unit 80.
  • the input unit 60 includes various input keys for operating the ice cream manufacturing device, and inputs a driving command to the controller 40 according to a manual operation of a user.
  • the control unit 40 drives the ice cream manufacturing apparatus according to the driving command applied from the input unit 60.
  • the control unit 40 controls the ice cream manufacturing apparatus by driving according to the driving command through the input unit 60, while manufacturing the ice cream by driving the freezing unit 75, the refrigerating unit 80 and the dasher driving unit 10,
  • the prepared ice cream is sold by pouring it into a cup or a cone.
  • the voice guide unit 65 outputs the guide voice to the user so that the driving state and the abnormal state of the ice cream manufacturing device can be audibly checked under the control of the controller 40.
  • the display unit 70 displays the operation state and the abnormal state of the ice cream manufacturing apparatus visually under the control of the controller 40.
  • the refrigeration unit 75 includes a refrigeration compressor, a freezing fan motor, a freezing condenser and a freezing evaporator.
  • the freezing unit 75 cools a cylinder located inside the front selling handle of the ice cream vending machine to freeze the ice cream stock solution and convert it into ice cream. Perform the function.
  • the refrigeration unit 80 includes a refrigeration compressor, a refrigeration fan motor, a refrigerated condenser and a refrigeration evaporator, etc., and maintains the ice cream stock at an appropriate temperature by cooling a reservoir storing the ice cream stock located at the upper end of the ice cream vending machine. It performs the function.
  • the dasher driving unit 10 includes a dasher motor for driving the dasher located in the cylinder, and performs a function of stirring the ice cream stock solution in the cylinder by driving the dasher.
  • the dasher driving unit 10 rotates a screw-type dasher which transfers the generated soft ice cream to the front of the cylinder while stirring the ice cream stock solution and the air inside the cylinder, and the dasher motor according to the frequency size of the operating power source.
  • the rotational speed of the dasher is changed by changing the rotational speed.
  • the power supply unit 20 outputs the operating power having a predetermined frequency
  • the conversion unit 30 converts and outputs the frequency of the operating power output from the power supply unit 20.
  • control unit 40 selectively transmits output power from the power supply unit 20 and the conversion unit 30 to the driving unit 10 according to whether the discharge port formed in front of the cylinder is opened or closed, and the sensor unit 50. ) Detects the opening and closing of the discharge port formed in front of the cylinder and transmits the detection information to the control unit 40.
  • the dasher drive unit 10 When the dasher drive unit 10 receives the operating power from the power supply unit 20, the dasher motor rotates at a low speed to rotate the dasher at a relatively slow rotation speed, thereby minimizing and optimizing the friction of the ice cream. To keep the ice in an optimal state.
  • the dasher driving unit 10 when the dasher drive unit 10 receives the operating power from the converter unit 30, the dasher driving unit 10 rotates the dasher motor at a high speed to rotate the dasher at a high speed at a relatively high rotational speed, thereby quickly rotating the soft ice cream inside the cylinder in front of the cylinder. Will be transferred.
  • the dasher driving unit 10 when the dasher driving unit 10 is supplied with operating power having a frequency size of 20 Hertz (Hz) to 100 Hertz (Hz), the dasher driving unit 10 drives the dasher motor to about 40 Alp (RPM) to 200 Alp (RPM).
  • the dasher When the dasher is rotated at a low speed and supplied with an operating power source having a frequency magnitude of 50 Hertz (Hz) to 200 Hertz (Hz), the dasher motor is rotated by about 100 Alp (400) to 400 Alp (RPM). Can rotate at high speed.
  • the power supply unit 20 outputs a low frequency operating power
  • the conversion unit 30 converts the frequency of the operating power output from the power supply unit 20 to output a high frequency operating power.
  • the conversion unit 30 may include an inverter (Inverter) for increasing the frequency of the operating power output.
  • the power supply unit 20 outputs an operating power source having a frequency of 20 hertz (Hz) to 100 hertz (Hz), and the converter unit 30 outputs a frequency of the operating power output from the power supply unit 20.
  • the frequency may be increased so as to have a high frequency of 50 hertz (Hz) to 200 hertz (Hz).
  • control unit 40 includes a microcomputer 41 and a control switch 42.
  • the microcomputer 41 receives the driving command from the input unit 60 and drives the ice cream to be controlled by driving the voice guide unit 65, the display unit 70, the freezing unit 75, and the refrigerating unit 80. To control.
  • the microcomputer 41 detects the closing of the discharge hole through the sensor unit 50 and transfers the output power of the power supply unit 20 to the driving unit 10.
  • the control switch 42 is controlled so that, when the discharge port formed in front of the cylinder is opened, the opening of the discharge port is detected through the sensor unit 50 and the output power of the converter 30 is applied to the driving unit 10. Control switch 42 to be delivered.
  • control switch 42 is switched under the control of the microcomputer 41 to selectively transfer the output power of the power supply unit 20 and the conversion unit 30 to the drive unit 10.
  • the microcomputer 10 and the control switch 42 are preferably installed on, for example, a printed circuit board (PCB).
  • the ice cream stock solution is introduced to the predetermined level from the reservoir through the supply pipe inside the cylinder, and the air is introduced into the remaining portion.
  • the microcomputer 41 of) drives the refrigeration compressor to cool the cylinder and controls the control switch 42 to transfer the operating power output from the power supply unit 20 to the drive unit 10 to transfer the dasher motor 40.
  • the microcomputer 41 of the control unit 40 detects the opening of the discharge port through the sensor unit 50 and controls the control switch 42, the power supply unit Stop the transfer of the operating power output from the 20 to the drive unit 10, and transfers the operating power output from the conversion unit 30 to the drive unit 10 to transfer the dasher motor from 100 to 400 RPM (RPM) to 400
  • RPM RPM
  • the soft ice cream is quickly transferred to the front of the cylinder and discharged to the outside of the cylinder.
  • the spout is opened for a time of 0.1 to 10 seconds, and when the spout is opened, the spout is rotated at a high speed to generate a strong spout pressure inside the cylinder, thereby instantaneously per unit time.
  • the amount of ice cream is dispensed to keep the amount of ice cream dispensed constant.
  • the microcomputer 41 of the control unit 40 detects the closing of the outlet through the sensor unit 50 and controls the control switch 42 to convert the Stop the transfer of the operating power output from the unit 30 to the drive unit 10, and transfers the operating power output from the power supply unit 20 to the drive unit 10 again to transfer the dasher motor 40 Alp (RPM)
  • the low speed rotation drive of the inner to the cylinder at low speed by the low-speed rotation drive to 200 to 200 ALPM (RPM) and continues the low speed rotation of this dasher until the outlet opening.
  • Ice cream manufacturing apparatus having the function as described above is performed as shown in Figure 2 when performing the ice cream dispensing control.
  • the ice cream stock solution is introduced to the predetermined level from the reservoir through the supply pipe inside the cylinder and air is introduced into the remaining portion.
  • the microcomputer 41 of the controller 40 drives the refrigeration compressor to cool the cylinder and controls the control switch 42 to transfer the operating power output from the power supply unit 20 to the driving unit 10.
  • the dasher motor By driving the dasher motor at low speed rotation of 40 rpm (200 RPM) to 200 RPM (RPM) by rotating the dasher in the cylinder by the dasher motor at low speed (S110), stirring the ice cream stock solution and air introduced into the cylinder to reduce friction. Minimize to produce soft ice cream with optimal ice quality.
  • the microcomputer 41 When the microcomputer 41 confirms that the soft ice cream is generated based on the current value detected through the sensor for detecting the current of the motor rotating the dasher (S120), the microcomputer 41 stops the driving of the dasher driving unit 10.
  • the rotational driving of the motor is stopped (S130), and when a predetermined idle time elapses while the rotational driving of the corresponding dasher motor is stopped (S170), the operating power output from the power supply unit 20 to the dasher driving unit 10 again. It is delivered to the drive unit 10 to drive the dasher motor at a low rotational speed of 40 Alp (RPM) to 200 Alp (RPM) by rotating the dasher in the cylinder by the dasher motor to produce a soft ice cream.
  • RPM 40 Alp
  • RPM 200 Alp
  • the microcomputer 41 of the controller 40 detects the opening of the outlet through the sensor unit 50 when the outlet formed in the front of the cylinder is opened (S140) and controls the control switch 42. Stop the transfer of the operating power output from the power supply unit 20 to the drive unit 10, and transfers the operating power output from the conversion unit 30 to the drive unit 10 to transfer the dasher motor 100 RPM (RPM) ) To 400 RPM (RPM) to drive the high-speed rotation of the dasher in the cylinder by the high speed of the dasher motor, the high speed rotation of the dasher for the opening time (0.1 to 10 seconds) of the outlet (S150), instantaneous through the outlet As a result, a certain amount of ice cream is dispensed per unit time (S160).
  • the ice cream manufacturing apparatus rotates the dasher at a low speed during the normal operation of not dispensing the ice cream through the discharge opening, and optimally maintains the ice quality of the ice cream, and 0.1 to 10 seconds of opening the discharge opening. While the dasher is rotated at a high speed, a strong ejection pressure is generated inside the cylinder to instantaneously dispense a certain amount of ice cream through the ejection opening.
  • ice cream does not maintain uniform density and strength like water, but density and strength vary depending on the temperature, air content, and time of making ice cream. While the change in the discharge amount is large, the change in the discharge amount per unit time according to the density and strength is minimized above the discharge pressure at a constant high pressure, so that the ice cream is driven by rotating the dasher motor at high speed from 100 Alp (RPM) to 400 Alp (RPM). By dispensing, the dispensing amount per unit time is kept constant.
  • the ice cream manufacturing apparatus of the present invention while maintaining the optimum ice quality of the soft ice cream while maintaining a uniform amount of the soft ice cream at the time of sale to provide consumers with the best ice cream of the best ice quality and the quantity of soft ice cream sold ), To prevent consumer's claims caused by the non-uniformity.
  • Ice-cream manufacturing apparatus is not limited to the above-described embodiment can be carried out in a variety of changes within the scope allowed by the technical idea of the present invention.

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Abstract

아이스크림 제조 장치는, 실린더 내부의 아이스크림 원액과 공기를 교반하여 소프트 아이스크림을 생성하면서, 그 생성된 소프트 아이스크림을 전방으로 이송하는 대셔를 회전시키되, 작동 전원의 주파수 크기에 따라 대셔의 회전 속도를 변화시키는 대셔 구동부와, 일정 주파수를 갖는 작동 전원을 출력하는 전원 공급부와, 전원 공급부로부터 출력되는 작동 전원의 주파수를 변환하여 출력하는 변환부와, 실린더의 전방에 형성된 투출구의 개폐 여부에 따라 전원 공급부와 변환부로부터의 작동 전원을 선택적으로 상기 대셔 구동부로 전달하는 제어부를 구비한다.

Description

아이스크림 제조 장치 및 그의 아이스크림 투출 제어 방법
본 발명은 소프트 아이스크림 제조 장치에 관한 것으로, 특히 아이스크림 원액을 실린더 내에서 공기와 혼합하여 최적의 빙질을 갖는 소프트 아이스크림을 생성하고, 그 생성된 소프트 아이스크림의 빙질을 장시간 유지, 보관함과 아울러, 신속하게 균일량의 소프트 아이스크림을 실린더 외부로 아이스크림을 투출할 수 있도록 하는 아이스크림 제조 장치 및 그의 아이스크림 투출 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 소프트 아이스크림은 액상 상태의 아이스크림 원액을 공기와 혼합하여 냉각 수단에 의하여 약간의 동결된 형태의 아이스크림으로 변화시킴으로써, 냉동 상태의 아이스크림보다 부드러운 빙질(품질)을 갖게 된다.
이러한 소프트 아이스크림을 판매하는 영업장에는 아이스크림 제조 장치가 설치 및 운용되고 있는데, 아이스크림 제조 장치는 아이스크림 원액을 저장하고 있는 저장통과, 공급관을 통해 저장통으로부터 아이스크림 원액을 공급받아 공기와 혼합시키는 실린더와, 실린더 내부에 구비되어 회전 구동을 통해 실린더 내부의 아이스크림 원액과 공기를 교반하는 스크류 형태의 대셔와, 실린더 둘레에 설치되어 냉동 압축기의 구동에 따라 실린더 내부를 냉각하는 증발기 등을 포함하여 구성된다.
이와 같은 아이스크림 제조 장치에서의 소프트 아이스크림 제조 방법을 살펴보면, 실린더 내부에 공급관을 통해 저장통으로부터 아이스크림 원액이 일정 수준까지 인입되고 나머지 부분에 공기가 인입되면, 실린더 내부의 대셔가 회전 구동하여 아이스크림 원액과 공기를 교반함으로써 공기를 함유하는 소프트 아이스크림을 생성하게 된다. 일 예로, 한국 특허등록 제10-572865호 공보에는 소프트 아이스크림을 제조하는 방법에 대해 개시되어 있다.
아울러, 실린더 내부에 생성된 소프트 아이스크림은 대셔의 회전 구동에 의해 실린더의 전방으로 이송되고, 실린더 전방에 형성된 좁은 구경의 투출구와 그 투출구에 연결된 노즐을 통해 실린더 외부로 투출되는데, 이때 실린더의 투출구는 밸브나 레버 등에 의해 개폐되며, 밸브나 레버는 판매자의 직접 조작 또는 소정의 제어용 마이컴의 제어에 의해 실린더의 투출구를 개폐하게 된다.
한편, 소프트 아이스크림의 빙질은 아이스크림 원액과 공기의 혼합 능력(Over-Run)에 의해서 좌우되는데, 이러한 혼합 능력은 대셔의 회전 속도 및 공기량에 의해 결정된다.
소프트 아이스크림 제조 장치에서의 대셔는 실린더 내부에 생성되어 있는 소프트 아이스크림의 빙질을 최적의 상태로 유지시키기 위하여 대셔의 가동율을 최소화시키고 항시 비교적 느린 회전 속도를 유지하게 된다.
따라서, 종래에는 실린더 내부의 소프트 아이스크림을 실린더 외부로 투출시키기 위하여 실린더의 투출구를 개방시킨 경우, 대셔의 느린 회전 속도로 인해 실린더 내부의 소프트 아이스크림이 투출구를 통해 신속하게 투출되지 못함과 아울러 소프트 아이스크림의 단위시간당 투출량이 불균일하다는 단점이 있다.
물론, 이와 같은 종래의 단점을 개선하기 위해, 대셔의 회전 속도를 상향 조정함으로써, 실린더의 투출구 개방 시 실린더 내부의 소프트 아이스크림을 투출구를 통해 신속하게 실린더 외부로 투출시킬 수는 있겠지만, 실린더의 투출구 폐쇄 시에는 대셔의 빠른 회전 속도로 인해 실린더 내부에서 소프트 아이스크림이 과도하게 묽어져서 빙질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 아이스크림 원액을 실린더 내에서 공기와 혼합하여 최적의 빙질을 갖는 소프트 아이스크림을 생성하고, 그 생성된 소프트 아이스크림의 빙질을 장시간 유지, 보관함과 아울러, 신속하게 단위시간당 균일량의 소프트 아이스크림을 실린더 외부로 투출할 수 있도록 하는 아이스크림 제조 장치 및 그의 아이스크림 추출 제어 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스크림 제조 장치는, 실린더 내부의 아이스크림 원액과 공기를 교반하여 소프트 아이스크림을 생성하면서, 그 생성된 소프트 아이스크림을 전방으로 이송하는 대셔를 회전시키되, 작동 전원의 주파수 크기에 따라 대셔의 회전 속도를 변화시키는 대셔 구동부와; 일정 주파수를 갖는 작동 전원을 출력하는 전원 공급부와; 상기 전원 공급부로부터 출력되는 작동 전원의 주파수를 변환하여 출력하는 변환부와; 상기 실린더의 전방에 형성된 투출구의 개폐 여부에 따라 상기 전원 공급부와 상기 변환부로부터의 작동 전원을 선택적으로 상기 대셔 구동부로 전달하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 변환부는, 상기 전원 공급부로부터 출력되는 작동 전원의 주파수를 증가시키는 인버터를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 제어부는, 상기 투출구의 개폐에 따라 제어 스위치를 제어하는 마이컴과; 상기 투출구가 폐쇄된 경우에는 마이컴의 제어에 따라 상기 전원 공급부로부터 출력되는 작동 전원을 상기 대셔 구동부로 전달하고, 상기 투출구가 개방되는 경우에는 마이컴의 제어에 따라 상기 변환부로부터 출력되는 작동 전원을 상기 대셔 구동부로 전달하는 제어 스위치를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스크림 제조 장치는, 상기 투출구의 개폐를 감지하여 그 감지 정보를 상기 제어부로 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 아이스크림 투출 제어 방법은, 실린더의 투출구를 폐쇄한 상태에서 제어부가 제1 주파수의 작동 전원을 대셔 구동부에 전달하여 대셔를 제1 속도로 회전시키는 단계와; 상기 실린더의 투출구를 개방한 상태에서 제어부가 제2 주파수의 작동 전원을 대셔 구동부로 전달하여 대셔를 상기 제1 속도 보다 높은 제2 속도로 회전시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의하면, 아이스크림 원액을 실린더 내에서 공기와 혼합하여 최적의 빙질을 갖는 소프트 아이스크림을 생성하고, 그 생성된 소프트 아이스크림의 빙질을 장시간 유지, 보관함과 아울러, 신속하게 단위시간당 균일량의 소프트 아이스크림을 실린더 외부로 투출함으로써, 소프트 아이스크림의 빙질을 최적으로 유지하면서도 판매시에 소프트 아이스크림의 단위시간당 투출량을 균일하게 유지하여서 최적 빙질의 소프트 아이스크림을 소비자에게 제공함과 아울러 판매되는 소프트 아이스크림의 량(quantity)이 불균일함으로 인한 소비자의 크레임 발생을 방지하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 아이스크림 투출 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아이스크림 제조 장치 및 그의 아이스크림 투출 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 대셔 구동부(10), 전원 공급부(20), 변환부(30), 제어부(40), 센서부(50), 입력부(60), 음성안내부(65), 디스플레이부(70), 냉동부(75) 및 냉장부(80)를 포함하여 이루어진다.
입력부(60)는 아이스크림 제조 장치의 가동을 위한 제반 입력 키들을 구비하되, 사용자의 수동 조작에 따라 구동 명령을 제어부(40)에 입력한다.
제어부(40)는 입력부(60)로부터 인가되는 구동 명령에 따라 아이스크림 제조 장치를 구동한다. 제어부(40)는 입력부(60)를 통한 구동 명령에 따라 구동하여서 아이스크림 제조 장치를 제어하되, 냉동부(75), 냉장부(80) 및 대셔 구동부(10)를 구동하여서 아이스크림을 제조하고, 해당 제조된 아이스크림을 컵이나 콘에 투출하여 담아서 판매한다.
음성안내부(65)는 제어부(40)의 제어에 따라 아이스크림 제조 장치의 구동 상태 및 이상 상태를 청각적으로 확인할 수 있도록 안내 음성을 사용자에게 출력한다.
디스플레이부(70)는 제어부(40)의 제어에 따라 아이스크림 제조 장치의 동작 상태 및 이상 상태를 시각적으로 확인할 수 있도록 표시한다.
냉동부(75)는 냉동용 압축기, 냉동용 팬모터, 냉동용 응축기 및 냉동용 증발기 등을 포함하며, 아이스크림 판매기의 정면 판매 손잡이의 안쪽에 위치한 실린더를 냉각시켜 아이스크림 원액을 동결시켜 아이스크림으로 변환하는 기능을 수행한다.
냉장부(80)는 냉장용 압축기, 냉장용 팬모터, 냉장용 응축기 및 냉장용 증발기 등을 포함하며, 아이스크림 판매기의 상단부에 위치하는 아이스크림 원액을 저장하는 저장통을 냉각하여 아이스크림 원액을 적정한 온도로 유지하는 기능을 수행한다.
대셔 구동부(10)는 실린더 내부에 위치하는 대셔를 구동시켜 주는 대셔 모터를 구비하고, 대셔의 구동에 의해 실린더 내부의 아이스크림 원액을 교반하는 기능을 수행한다.
대셔 구동부(10)는 실린더 내부의 아이스크림 원액과 공기를 교반하여 소프트 아이스크림을 생성하면서, 그 생성된 소프트 아이스크림을 실린더 전방으로 이송하는 스크류 형태의 대셔를 회전시키되, 작동 전원의 주파수 크기에 따라 대셔모터의 회전 속도를 변화시킴으로써 대셔의 회전 속도를 변화시킨다.
그리고, 전원 공급부(20)는 일정 주파수를 갖는 작동 전원을 출력하고, 변환부(30)는 전원 공급부(20)로부터 출력되는 작동 전원의 주파수를 변환하여 출력한다.
또한, 제어부(40)는 실린더의 전방에 형성된 투출구의 개폐 여부에 따라 전원 공급부(20)와 변환부(30)로부터의 출력 전원을 선택적으로 대셔 구동부(10)로 전달하며, 센서부(50)는 실린더의 전방에 형성된 투출구의 개폐를 감지하여 그 감지 정보를 제어부(40)로 전달한다.
대셔 구동부(10)는 전원 공급부(20)로부터 작동 전원을 공급받으면, 대셔모터를 저속으로 회전 구동하여 대셔를 비교적 느린 회전 속도로 저속 회전시킴으로써, 아이스크림의 마찰을 최소화, 최적화시켜 실린더 내부의 소프트 아이스크림의 빙질을 최적의 상태로 유지시키게 된다.
또한, 대셔 구동부(10)는 변환부(30)로부터 작동 전원을 공급받으면, 대셔모터를 고속으로 회전 구동하여 대셔를 비교적 빠른 회전 속도로 고속 회전시킴으로써, 실린더 내부의 소프트 아이스크림을 신속하게 실린더의 전방으로 이송시키게 된다.
예를 들어, 대셔 구동부(10)는 20 헤르츠(Hz) 내지 100헤르츠(Hz)의 주파수 크기를 갖는 작동 전원을 공급받으면, 대셔모터를 40 알피엠(RPM) 내지 200 알피엠(RPM) 정도로 회전 구동하여서 대셔를 저속으로 회전시키다가, 50 헤르츠(Hz) 내지 200 헤르츠(Hz)의 주파수 크기를 갖는 작동 전원을 공급받으면, 대셔모터를 100 알피엠(RPM) 내지 400 알피엠(RPM) 정도로 회전 구동하여서 대셔를 고속으로 회전시킬 수 있다.
한편, 전원 공급부(20)는 저주파수의 작동 전원을 출력하며, 변환부(30)는 전원 공급부(20)로부터 출력되는 작동 전원의 주파수를 변환시켜 고주파수의 작동 전원을 출력하게 된다. 이때, 변환부(30)는 작동 전원의 주파수를 증가시켜 출력하는 인버터(Inverter) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
예를 들어, 전원 공급부(20)는 20 헤르츠(Hz) 내지 100헤르츠(Hz)의 주파수를 갖는 작동 전원을 출력하며, 변환부(30)는 전원 공급부(20)로부터 출력되는 작동 전원의 주파수를 50 헤르츠(Hz) 내지 200 헤르츠(Hz)의 고주파수를 갖도록 주파수 증가시켜 출력할 수 있다.
한편, 제어부(40)는 마이컴(41)과 제어 스위치(42)를 구비하여 이루어진다. 마이컴(41)은 입력부(60)로부터 구동 명령을 입력받아 구동하여 아이스크림 제조를 제어하되, 음성안내부(65), 디스플레이부(70), 냉동부(75) 및 냉장부(80)의 구동을 제어한다. 또한, 마이컴(41)은 실린더의 전방에 형성된 투출구가 폐쇄된 경우에 센서부(50)를 통해 해당 투출구의 폐쇄를 검출하여서 전원 공급부(20)의 출력 전원을 대셔 구동부(10)로 전달하도록 제어 스위치(42)를 제어하며, 실린더의 전방에 형성된 투출구가 개방되는 경우에 센서부(50)를 통해 해당 투출구의 개방을 검출하여서 변환부(30)의 출력 전원을 대셔 구동부(10)로 전달하도록 제어 스위치(42)를 제어한다. 그리고, 제어 스위치(42)는 마이컴(41)의 제어에 따라 스위칭 되어서 전원 공급부(20) 및 변환부(30)의 출력 전원을 선택적으로 대셔 구동부(10)로 전달한다. 해당 마이컴(10) 및 제어 스위치(42)는 예컨대, PCB(Printed Circuit Board) 상에 설치되는 것이 바람직하다.
실린더의 전방에 형성된 투출구가 폐쇄된 상태에서 아이스크림 제조 장치의 운전이 개시되면, 실린더 내부에 공급관을 통해 저장통으로부터 아이스크림 원액이 일정 수준까지 인입되고 나머지 부분에 공기가 인입되며, 이때, 제어부(40)의 마이컴(41)은 냉동용 압축기를 구동시켜 실린더를 냉각시킴과 아울러 제어 스위치(42)를 제어하여서 전원 공급부(20)로부터 출력되는 작동 전원을 대셔 구동부(10)로 전달하여서 대셔모터를 40 알피엠(RPM) 내지 200 알피엠(RPM)으로 저속 회전 구동하여 대셔모터에 의해 실린더 내부의 대셔를 저속 회전시켜 실린더 내부로 인입되는 아이스크림 원액과 공기를 교반 및 냉각함으로써, 실린더 내부의 아이스크림 원액과 공기를 적절히 교반하여 고속회전에 따른 과다 마찰 발생에 기인한 아이스크림의 묽어짐을 최소화하여서 최적의 빙질을 갖는 소프트 아이스크림을 생성한다.
그리고, 실린더의 전방에 형성된 투출구가 개방되는 경우, 제어부(40)의 마이컴(41)은 센서부(50)를 통해 해당 투출구의 개방을 검출하고 제어 스위치(42)를 제어하여서, 전원 공급부(20)로부터 출력되는 작동 전원을 대셔 구동부(10)로 전달하던 것을 중지하고, 변환부(30)로부터 출력되는 작동 전원을 대셔 구동부(10)로 전달하여 대셔모터를 100 알피엠(RPM) 내지 400 알피엠(RPM)으로 고속 회전 구동하여 대셔모터에 의해 실린더 내부의 대셔를 고속 회전시키되, 이러한 대셔의 고속 회전을 투출구가 폐쇄될 때까지 지속시킴으로써, 실린더 내부에 강한 투출 압력을 발생시키고 이러한 투출 압력에 의해 소프트 아이스크림을 신속하게 실린더의 전방으로 이송하여 실린더 외부로 투출한다. 이처럼 실린더 외부로 소프트 아이스크림을 투출하는 경우 투출구는 0.1 내지 10초의 시간 동안 개방되며, 투출구 개방시에 대셔를 고속 회전시킴으로써 실린더 내부에 강한 투출 압력을 발생하여 투출구를 통해 순간적으로 단위시간당 일정량의 아이스크림을 투출하여서 아이스크림 투출량을 일정하게 유지한다.
또한, 실린더의 전방에 형성된 투출구가 다시 폐쇄되는 경우, 제어부(40)의 마이컴(41)은 센서부(50)를 통해 해당 투출구의 폐쇄를 검출하고 제어 스위치(42)를 제어하여서, 변환부(30)로부터 출력되는 작동 전원을 대셔 구동부(10)로 전달하던 것을 중지하고, 전원 공급부(20)로부터 출력되는 작동 전원을 다시 대셔 구동부(10)로 전달하여 대셔모터를 40 알피엠(RPM) 내지 200 알피엠(RPM)으로 저속 회전 구동하여 실린더 내부의 대셔를 저속 회전시키고 이러한 대셔의 저속 회전을 투출구가 개방될 때까지 지속시킨다.
상술한 바와 같은 기능을 구비하는 본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치는 아이스크림 투출 제어를 수행하는 경우 도 2에 도시된 바와 같이 수행한다.
먼저, 실린더의 전방에 형성된 투출구가 폐쇄된 상태에서 아이스크림 제조 장치의 운전이 개시되면, 실린더 내부에 공급관을 통해 저장통으로부터 아이스크림 원액이 일정 수준까지 인입되고 나머지 부분에 공기가 인입된다.
그리고, 제어부(40)의 마이컴(41)은 냉동용 압축기를 구동시켜 실린더를 냉각시킴과 아울러 제어 스위치(42)를 제어하여서 전원 공급부(20)로부터 출력되는 작동 전원을 대셔 구동부(10)로 전달하여서 대셔모터를 40 알피엠(RPM) 내지 200 알피엠(RPM)으로 저속 회전 구동하여 대셔모터에 의해 실린더 내부의 대셔를 저속 회전시킴으로써(S110), 실린더 내부로 인입되는 아이스크림 원액과 공기를 교반하여 마찰을 최소화하여서 최적의 빙질을 갖는 소프트 아이스크림을 생성한다.
마이컴(41)은 미 도시된 대셔를 회전시키는 모터의 전류를 감지하는 센서를 통해 검출한 전류값에 의거하여 소프트 아이스크림이 생성되었음을 확인하면(S120), 대셔 구동부(10)의 구동을 정지시켜 대셔모터의 회전 구동을 중지하고(S130), 해당 대셔모터의 회전 구동을 중지한 상태에서 미리 설정된 휴지시간이 경과하면(S170), 다시 대셔 구동부(10)에 전원 공급부(20)로부터 출력되는 작동 전원을 대셔 구동부(10)로 전달하여서 대셔모터를 40 알피엠(RPM) 내지 200 알피엠(RPM)으로 저속 회전 구동하여 대셔모터에 의해 실린더 내부의 대셔를 저속 회전시켜 소프트 아이스크림을 생성한다.
그리고, 제어부(40)의 마이컴(41)은 실린더의 전방에 형성된 투출구가 개방되는 경우에 센서부(50)를 통해 해당 투출구의 개방을 검출하고(S140), 제어 스위치(42)를 제어하여서 전원 공급부(20)로부터 출력되는 작동 전원을 대셔 구동부(10)로 전달하던 것을 중지하고, 변환부(30)로부터 출력되는 작동 전원을 대셔 구동부(10)로 전달하여 대셔모터를 100 알피엠(RPM) 내지 400 알피엠(RPM)으로 고속 회전 구동하여 대셔모터에 의해 실린더 내부의 대셔를 고속 회전시키되 투출구의 개방 시간(0.1 내지 10초) 동안 대셔를 고속 회전시키고(S150), 투출구를 통해 순간적으로 단위시간당 일정량의 아이스크림을 투출한다(S160).
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치는 투출구를 통해 아이스크림을 투출하지 않는 정상 구동시에는 대셔를 저속으로 회전시켜 아이스크림의 빙질을 최적으로 유지하고, 투출구를 개방한 0.1 내지 10초의 시간 동안에 대셔를 고속으로 회전시켜 실린더 내부에 강한 투출 압력을 발생하여 투출구를 통해 순간적으로 일정량의 아이스크림을 투출한다.
즉, 아이스크림은 물과 같이 균일한 밀도와 강도를 유지하는 것이 아니라 아이스크림이 만들어지는 온도와 공기함유량, 시간 등에 따라 밀도 및 강도가 달라지는데, 아이스크림을 투출시 낮은 투출압에서는 밀도 및 강도에 따른 단위시간당 투출량의 변화가 큰 반면, 일정 고압의 투출압이상에서는 밀도와 강도에 따른 단위시간당 투출량의 변화가 최소화되기 때문에 대셔모터를 100 알피엠(RPM) 내지 400 알피엠(RPM)으로 고속 회전 구동하여 아이스크림을 투출시킴으로써 단위시간당 투출량을 일정하게 유지한다.
이에, 본 발명의 아이스크림 제조 장치는 소프트 아이스크림의 빙질을 최적으로 유지하면서도 판매시에 소프트 아이스크림의 투출량을 균일하게 유지하여서 최적 빙질의 소프트 아이스크림을 소비자에게 제공함과 아울러 판매되는 소프트 아이스크림의 량(quantity)이 불균일함으로 인한 소비자의 크레임 발생을 방지하게 된다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (5)

  1. 실린더 내부의 아이스크림 원액과 공기를 교반하여 소프트 아이스크림을 생성하면서, 그 생성된 소프트 아이스크림을 전방으로 이송하는 대셔를 회전시키되, 작동 전원의 주파수 크기에 따라 대셔의 회전 속도를 변화시키는 대셔 구동부와;
    일정 주파수를 갖는 작동 전원을 출력하는 전원 공급부와;
    상기 전원 공급부로부터 출력되는 작동 전원의 주파수를 변환하여 출력하는 변환부와;
    상기 실린더의 전방에 형성된 투출구의 개폐 여부에 따라 상기 전원 공급부와 상기 변환부로부터의 작동 전원을 선택적으로 상기 대셔 구동부로 전달하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변환부는,
    상기 전원 공급부로부터 출력되는 작동 전원의 주파수를 증가시키는 인버터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 투출구의 개폐에 따라 제어 스위치를 제어하는 마이컴과;
    상기 투출구가 폐쇄된 경우에는 마이컴의 제어에 따라 상기 전원 공급부로부터 출력되는 작동 전원을 상기 대셔 구동부로 전달하고, 상기 투출구가 개방되는 경우에는 마이컴의 제어에 따라 상기 변환부로부터 출력되는 작동 전원을 상기 대셔 구동부로 전달하는 제어 스위치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 투출구의 개폐를 감지하여 그 감지 정보를 상기 제어부로 전달하는 센서부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  5. 실린더의 투출구를 폐쇄한 상태에서 제어부가 제1 주파수의 작동 전원을 대셔 구동부에 전달하여 대셔를 제1 속도로 회전시키는 단계와;
    상기 실린더의 투출구를 개방한 상태에서 제어부가 제2 주파수의 작동 전원을 대셔 구동부로 전달하여 대셔를 상기 제1 속도 보다 높은 제2 속도로 회전시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치의 아이스크림 투출 제어 방법.
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