JPH0522496B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアイスクリーム、ミルクセーキ又シヤ
ーベツト等を流動材料から製造する装置に関す
る。

〔従来の技術〕

この種の装置はドイツ特許公報第2313715号
（米国特許公報第3930535号に相当）に開示されて
いる。この公知の装置では、貯蔵タンクから材
料、いわゆるアイスミツクスが送り管路を通つて
冷却及び冷凍用シリンダの取入室内に流入する。
そして、取入室内で材料に圧縮空気が封入され、
このアイスミツクスと空気の混合物が冷凍され、
次にアイスクリームとして、とくにいわゆるソフ
トアイスとして開閉弁から取り出される。比較的
断面積が大きい管により形成された送り管路は、
取入室の側部に接合しているので、送り管路の出
口上方の取入室には圧縮空気が存在する。それ
故、貯蔵タンクから冷却及び冷凍用シリンダへの
流下の調整が行われる。この公知の装置では、本
来のアイスクリーム製造工程の他に、冷却及び冷
凍用シリンダ並びに貯蔵タンク内のアイスミツク
スを低温殺菌温度まで加熱することも行われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、空気を含み、既に部分的に冷凍された
アイスミツクスは、取入室から送り管路を通つて
貯蔵タンク内に上昇し、そこでおびただしい泡が
形成される結果となる。これは動作不良の原因に
もなる。何故ならば、未だ空気を含んでいないア
イスミツクスは適正に取入室内に流入せず、した
がつてアイスを放出する際に空気が開閉弁を通し
て流出する場合があるからである。

このような泡形成は、投入される材料（アイス
ミツクス）の成分を適正にすることにより部分的
には防止できるが、泡形成が材料成分に依存しな
い場合は、それは不可能である。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、貯蔵タン
ク内の泡形成を有効に抑止する装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明では、気密
に密閉可能な材料用貯蔵タンクと、前記タンクと
送り管路を介して連結されており、旋回駆動可能
な攪拌及びそぎ取り装置が内部に配設されている
冷却及び冷凍用シリンダと、を備えており、送り
管路はシリンダの一端部に位置する取入室内に接
合され、シリンダの他端には開閉弁が設けられ、
取入室から前記開閉弁へと材料を移送する装置が
設けられ、かつ、取入室内にはシリンダと貯蔵タ
ンクに圧縮空気を供給するための空気管が接合さ
れている、流動材料からアイスクリーム、ミルク
セーキ又はシヤーベツト等を製造する装置に於い
て、 送り管路には、空気管内に圧力があるときは送
り管路をおおむね閉鎖し、空気管内に圧力がない
ときには送り管路を開放するオリフイス装置が配
設されたことを特徴としている。

〔作 用〕

本発明の核心は、貯蔵タンク及びシリンダに圧
力がかかつているとき、すなわち定常の空気混入
及び冷凍工程の際に、送り管路をおおむね密閉可
能であることにある。

この場合、送り管路は、一方では既に部分的に
凍結し空気を封入されたアイスミツクスが貯蔵タ
ンクへ上昇できる。しかし、アイスミツクスのシ
リンダへの流入は妨げらない程度まで密閉され
る。

このに対して、低温殺菌のために装置全体が無
圧力状態にされると、オリフイス装置が開放さ
れ、アイスミツクスのシリンダと貯蔵タンク間で
の自由な循環乃至交換が可能である。

〔実施態様〕

次に、本発明に含まれる実施態様の構成例(1)〜
(12)を、実施例を説明する図面の中の符号を用いて
説明する。

(1) オリフイス装置３９は送り管路２３の少なく
とも大部分を覆う、導孔４３を備えたオリフイ
ス板４０を具備することを特徴とする、上記問
題点を解決するための手段の欄に記載した装
置。

(2) 導孔４３の直径は、0.5及至3.0mmであること
を特徴とする上記(1)の装置。

(3) 導孔４３の直径は、1.0及至1.5mmであること
を特徴とする上記(1)に記載の装置。

(4) オリフイス板４０は、貯蔵タンク１内の、送
り管路２３の取入口４１に配設されたことを特
徴とする上記(1)に記載の装置。

(5) オリフイス板４０は、貯蔵タンク１内の取入
口４１から持ち上げが可能であることを特徴と
する上記(4)に記載の装置。

(6) オリフイス板４０は、直線的に作用するオリ
フイス板駆動機構４４により、取入口４１から
持ち上げ可能かつ取入口へと引き下げ可能であ
ることを特徴とする上記(5)に記載の装置。

(7) オリフイス板４０には、貯蔵タンク１内に位
置する永久磁石４６が取付けられ、且つ、前記
永久磁石４６には、貯蔵タンク１外に位置し、
貯蔵タンク１内の永久磁石４６の位置変更によ
り引き離されまたは引き寄せられる永久磁石４
９が取り付けられていることを特徴とする上記
(6)に記載の装置。

(8) オリフイス板４０には、多極環状磁石４６が
旋回不能に、しかしその中心軸５１方向にオリ
フイス装置４０と共に移動可能に配設されてお
り、且つ、貯蔵タンク１の外側には、環状磁石
４９が共通の中心軸５１を中心に旋回可能に、
しかしその軸方向には移動不能に配設されてい
ることを特徴とする上記(7)に記載の装置。

(9) オリフイス板４０は、送り管路２３に対して
はその縦方向にだけ移動可能であることを特徴
とする上記(8)に記載の装置。

(10) オリフイス板駆動機構４４は、空気管２４と
接続されたピストン−シリンダ駆動機溝５４と
して形成されており、ピストン５６の片側は空
気管２４内の圧力を受け、別の側は戻りばね５
８の圧力を受ける構成であることを特徴とする
上記(8)に記載の装置。

(11) ピストン−シリンダ駆動機構５４のピストン
５６は、そのピストン棒５３及び旋回レバー５
２を介して貯蔵タンク１の外側に位置する環状
磁石４９と連結されていることを特徴とする上
記(10)に記載の装置。

(12) 環状磁石４６，４９は４極で形成されたこと
を特徴とする上記(8)に記載の装置。

上記実施態様(1)は、送り管路をおおむね密閉す
る好適な可能性を提示している。

上記実施態様(2)及び(3)に記載の導孔の寸法、と
くに(3)に記載の寸法は、本発明に基づく故障のな
い動作を達成するのに特に好適であることが実証
されている。

上記実施態様(4)に基づくオリフイス板の構成
は、構造的にも動作技術的にも特に簡便である。

上記実施態様(5)及び(6)は、オリフイス板を用い
た送り管路の実質的密閉乃至開放が行われる原理
を提示している。

上記実施態様(7)乃至(12)は、貯蔵タンクの壁を旋
回連結により貫通せず、且つアイスミツクス内に
封入される空気の圧力によつても直接的に制御さ
れるオリフイス板駆動機構の特に好適な構成を提
示している。

次に本発明のその他の利点と特徴を、図面を参
照しつつ本発明の実施例に基づき説明する。

〔実施例〕

第１図は概略を示し、第２図は特徴的な構造を
示しているが、双方の図面とも同一部品に関して
は同一参照番号で示してある。

第１図及び第２図から明らかなように、基本的
には従来の通り、貯蔵タンク１は水平の冷却及び
冷凍用シリンダ２の上部に配設され、ほぼ両者の
ユニツトとして構成されている。貯蔵タンク１の
側壁３には、ほぼ螺旋状に側壁３の図面に延在す
る冷却管４が設けられている。

シリンダ２は冷却剤を汲み上げ可能である冷却
用ジヤケツト５により覆われている。冷却用ジヤ
ケツト自体は更に加熱用ジヤケツト６に覆われて
いる。冷却用ジヤケツト５と加熱用ジヤケツト６
は、シリンダ２の取入室７が位置する。第１図で
は左端の領域を除いて、シリンダ２のほぼ全長に
わたつて延在している。シリンダ２を同軸に、そ
の端側の前壁に旋回自在に支承され目つ第１図で
は左側の端から突起している攪拌及びそぎ取り装
置９の軸８がシリンダ２内を貫通している。攪拌
及びそぎ取り装置９は、前記端の側で電動モータ
１２により駆動される。

軸８上には、シリンダ２の壁に極めて狭いスリ
ツト１４だけを開ける板１３が配設されている。
この板１３は、冷却用ジヤケツトと加熱用ジヤケ
ツト６により囲まれたシリンダ２内の本来の冷却
及び（４又は）冷凍室１５と、取入室７とを分離
する。室１５内には、軸８上に渦巻き線状の攪拌
用螺旋部材１６が固定されている。軸８上には更
に、アイス材料を常にシリンダ２の内壁からそぎ
取るための２つのそぎ取りつめ１７がシリンダ２
の内壁に当接して配設されている。軸８上の攪拌
用螺旋部材１６との接合部には、攪拌用螺旋部材
に対するある程度のせき止め効果を果たすピツチ
の短いウオーム１８が更に一個固定されている。
モータ１２とは反対側の端壁１１の前には開閉弁
１９が設けられている。隔壁を形成する板１３内
には取入室７と室１５とを連通する導孔を形成す
ることができる。

貯蔵タンク１と冷却及び冷凍用シリンダ２は耐
圧に形成されている。貯蔵タンク１は耐圧、気密
の蓋２０によつて密閉される。貯蔵タンク１内に
は第１図だけに図示した、電動モータ２２により
駆動可能な円筒状の攪拌器２１が配設されてい
る。貯蔵タンク１からシリンダ２内の取入室７内
に送り管２３が接合されている。この送り管２３
は、ほぼ撹拌及びそぎ取り装置９の軸８の高さに
て取入室７内に接合している、断面積が比較的大
きい連結管により形成されている。貯蔵タンク１
は気密且つ耐圧に形成されているので、前記送り
管２３を通つて送られる圧縮空気は、貯蔵タンク
１内にも上昇可能である。この空気は、空気管２
４を介して取入室７の上部へと誘導される。液体
及び（又は）空気が取入室７から空気管２４内に
逆流することを防止するため、空気管２４には逆
止弁２５が設けられる。空気管２４には空気フイ
ルタ２９を前置した電動モータ２７により駆動さ
れるコンプレツサ２８によつて圧縮空気が供給さ
れる。コンプレツサ２８には圧縮空気防湿器３０
が下端側に配設される。

その後には例えば電磁弁で形成された吐出弁３
１が空気管２４内に接続され、これによつて圧縮
空気系全体を無圧力状態にすることが可能であ
る。更に、空気管２４内には管２４の最低圧を下
回るとコンプレツサ２８を作動せしめる圧力監視
装置３２が設けられている。この最低圧は例えば
1.7バールとすることができる。コンプレツサ２
８は、圧力が例えば2.0バールの所与の最高圧を
上回ると再び停止する。圧縮空気は更に、圧力表
示計３３によつて視覚的に監視すことも可能であ
る。更に空気管２４内には圧縮空気殺菌フイルタ
３４と安全弁３５を設けている。

空気管２４内には最後に、開閉弁１９によつて
作動される電磁弁３６が配設されている。開閉弁
１９が開いているときは電磁弁３６が閉じるの
で、取入室７内で圧縮空気が圧縮されることはな
い。

貯蔵タンク１の上部には、例えば貯蔵タンク１
内のアイスミツクス３８を低温殺菌するための又
は充填のために動作を中断する際に装置全体を無
圧力状態するための吐出弁３７が設けられてい
る。この吐出弁３７は吐出弁３１と同様に電磁弁
で形成されている。

第２図から明らかなように、貯蔵タンク１の底
部２６にはアイスミツクス用オリフイス装置３９
が設けられている。これは、送り管路２３の取入
室４１まで降下させ又は取入室４１から上方へと
上昇させることが可能なオリフイス板４０を具備
している。オリフイス板４０は下側に、上昇又は
降下の際にオリフイス板４０を送り管路２３内に
案内する案内ピン４２を具備している。オリフイ
ス板４０の導孔４３の直径は1.0乃至3.0mmであ
り、より好適には1.0乃至1.5mmである。オリフイ
ス板４０の上昇及び降下用にオリフイス板駆動機
構４４が設けてある。これは貯蔵タンク１の底部
２６を水密及び気密に貫通する栓４５を備えてい
る。貯蔵タンク内の栓４５上には環状磁石４６が
軸方向に移動自在に配設されており、前記環状磁
石に例えば高質合金ステンレス鋼のような非磁性
材料から成るジヤケツト４７に包囲されている。
この環状磁石４６又はそのジヤケツト４７は、連
結用ウエブ４８によつてオリフイス板４０と固く
連結されているので、栓４５上の環状磁石４６を
持ち上げるとオリフイス板４０は送り管路２３の
取入口４１から持上り、一方、栓４５上の環状磁
石４６を貯蔵タンク１の底部２６まで降下させる
とオリフイス板４０は取入口４１を覆うように降
下するので、貯蔵タンク１はオリフイス板４０内
の導孔４３を通してなお、送り管２３と、ひいて
は冷却及び冷凍用シリンダ２と連通している。

貯蔵タンク１の外側には栓４５上に環状磁石４
６と同じ環状磁石４９が配設され、これはハウジ
ング５０内で栓４５の中心縦軸５１を中心に旋回
自在であるが、その縦方向には移動不能である。
ハウジング５０には、軸５１に対して径方向に延
びる旋回レバー５２を介して、空気式に作動可能
なピストンシリンダ駆動機構５４のピストン棒５
３が当接する。この機構５４のシリンダ５５内に
はピストン５６が設けられ、このピストン５６に
は、旋回レバー５２とは反対側でピストン棒５３
が固定されている。ピストン５６と、シリンダ５
５のピストン棒５３が突出する側の端部５７との
間には、バイアスを付与した圧縮戻しばね５８が
配設されている。反対端５９の付近に分岐管６０
を備えた空気管２４が、ピストン５６と、その端
面５９との間に形成された駆動機構５４の圧縮室
６１内に接合している。

第４図に示すように、環状磁石４６，４９は４
極である。すなわち、環状磁石は90度間隔でそれ
ぞれ交互にＮ極又はＳ極を有している。

第２図に示したオリフイス板４０が降下した位
置では、環状磁石４９のＮ極はそれぞれ環状磁石
４６のＮ極と重なり、また、逆も同様である。し
たがつて、永久磁石である双方の環状磁石４６と
４９は引き付け合う。

第３図に示したように、オリフイス板４０が取
入口４１から上昇した位置にある場合は、環状磁
石４６と４９の一方のＮ極は他方のＮ極と、一方
のＳ極は他方のＳ極と重なり合うので、環状磁石
４６と４９は反発しあい、その結果、オリフイス
板４０は持ち上がる。その後、案内ピン４２が、
環状磁石４９の旋回時に環状磁石４６がオリフイ
ス板４０と共に旋回することを防止する。

オリフイス板４０が降下位置になるのは、シリ
ンダ５５の圧縮室６１に圧縮空気が付与されたと
き、すなわち装置全体が加圧状態にあるときであ
る。この場合、既に述べたようにピストン５６は
圧縮室６１内の気圧によつて戻しばね５８の力に
抗して旋回レバー５２を第２図に示す位置へと旋
回せしめる。圧力が解除され、したがつて自動制
御の圧縮空気システムが遮断され、且つ、空気の
正圧が貯蔵タンク１と冷却及び冷凍シリンダ２か
ら吐出されると、戻しばね５８はピストン５６を
押し戻し、且つ、ピストン溝５３をシリンダ５５
内に引き込み、それによつてハウジング５０は環
状磁石４６と共に第３図に示した位置へと旋回せ
しめられる。この旋回運動は、環状磁石４６，４
９の角分割に対応して軸５１を中心に90度だけ行
われる。

本装置の動作態様は次の通りである。

通常動作の際は、貯蔵タンク１には少なくとも
部分的にアイスミツクス３８が充填される。取入
室７には、送り管路２３の出口６２の位置程度ま
で、したがつてほぼ2/3までアイスミツクスが充
填される。逆止弁２５により、取入室７の圧力は
約2.0バール以下に維持される。冷却及び冷凍室
１５内には空気が封入され、少なくとも部分的に
凍結したアイスミツクスがある。オリフイス板４
０は送り管路２３の入口４１上に降下している。
軽く凍結し、空気が封入されたアイスミツクスが
送り管路２３を通つて貯蔵タンク１に上昇するこ
とはオリフイス板４０により防止される。アイス
クリームが開閉弁１９を開くことにより取り出さ
れるときは、開閉弁１９が開いている間は電磁弁
３６が閉じるので、この期間中は圧縮空気が取入
室７内に流入することはない。それにより圧縮空
気が開閉弁１９を通して直接漏れ、アイスクリー
ムの小分けが損なわれることが防止される。

アイスクリームの開閉弁１９が利用されるのは
短時間なので、その期間中は圧縮室６１内の圧力
はオリフイス板４０が持ちあがるほど降下しな
い。短時間の解放は何等問題がない。

開閉弁１９を通して１つ又は複数個のアイスク
リームを取り出した後、貯蔵タンク１から再びア
イスミツクスが後続する。逆止弁２５により再び
圧縮空気が供給されるので、この圧縮空気は送り
管路２３を通つて貯蔵タンク１内へと上昇し、そ
れによりタンク内の圧力は取入室７の圧力とほぼ
等しく保持される。したがつて、オリフイス板４
０の導孔４３を通つて流動アイスミツクスが流下
することは容易に可能である。貯蔵タンク１内へ
の圧縮空気の上昇も容易に可能である。しかし、
空気が封入され、既に軽く凍結したアイスミツク
スが取入室７から貯蔵タンク１内へと上昇するこ
とは有効に阻止される。シリンダ２は取入室７の
領域では冷却用ジヤケツト５によつても加熱用ジ
ヤケツト６によつても囲まれてはいないが、アイ
スミツクスは取入口内に於いても、通常運転中の
シリンダ２内での熱伝導により、軽く凍結する程
度までは冷却される。通常の冷凍動作中に空気封
入されたアイスミツクス３８は冷却及び冷凍室１
５内で約−７℃に保たれる。開閉弁１９からアイ
スクリームを取り出す間隔が比較的長い場合はこ
の機能は不可欠である。

アイスミツクスを貯蔵タンク１に補充し、且つ
特に貯蔵タンク１及び冷却及び冷凍用シリンダ２
内のアイスミツクス３８を全て低温殺菌するため
に、吐出弁３１及び３７を開くことにより装置全
体が無圧力状態にされる。このとき駆動機構５４
も無圧力状態になるので、オリフイス板４０は前
述したようにオリフイス板駆動機構４４によつて
第３図に示した取入口４１から持ち上がつた位置
へとずらされる。その後、加熱及び低温殺菌する
際には、アイスミツクス３８を貯蔵タンク１と冷
却及び冷凍用シリンダ２との間で自由に入れ換え
可能である。図示した実施例の場合のように、ア
イスミツクス３８の加熱が冷却及び冷凍室１５の
領域の加熱用ジヤケツト６だけによつて行われる
場合は、アイスミツクス３８の熱対流が妨げられ
ずに可能にするため、オリフイス板４０の持ち上
げによりオリフイス装置３９を開くことが可能で
あることは特に重要である。更に、公知のように
一方ではシリンダ２に、他方では貯蔵タンク１に
別個の加熱装置が設けられている場合にも、送り
管路２３を通したシリンダ２から貯蔵タンク１へ
の、又逆のアイスミツクス３８の対流によつて確
実に低温殺菌温度に達するためには、前述のオリ
フイス装置３９は重要である。更にこの構成の場
合、シリンダ２の加熱は貯蔵タンク１の加熱より
も高い効率により行われる。何故ならば、攪拌及
びそぎ取り装置９によつてシリンダ２の内壁には
アイスミツクスが焦げ付かないようにされている
からである。このような不都合な焦げ付きの防止
は、タンク１の場合には、加熱量を適宜に弱める
ことによつてのみ達成可能である。

本発明の実施例の説明では、流動材料の用語で
はなくアイスミツクス３８という用語を用いてき
たが、例えばミルクセーキ飲料又はシヤーベツ
ト・ジユース用の別な流動材料も投入可能であ
る。ミルクセーキ飲料も、流動材料の初期容積に
対して約80％の空気封入がなされている。シヤー
ベツト・ジユースの場合は、空気封入率が一層高
いことが多い。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、気密に密
閉可能な材料用貯蔵タンクと冷却及び冷凍用シリ
ンダとを連結する送り管路に、シリンダの取入室
に圧縮空気を供給する空気管内に圧力があるとき
は送り管路をおおむね閉鎖し空気管内に圧力がな
いときには送り管路を開放するオリフイス装置を
配設しているので、貯蔵タンク及び該シリンダに
圧力がかかつているとき、すなわち定常の空気混
入及び冷凍工程の際には、空気を含み既に部分的
に冷凍されたアイスミツクス等が、取入室から送
り管路を通つて貯蔵タンク内へ上昇するのが押さ
えられ、したがつて泡の形成が妨げられ、かつ、
未だ空気を含んでいないアイスミツクス等は取入
室内に適当に流入し、アイスクリーム等を放出す
る際に空気が開閉弁を通して流出するのを防止で
きるという優れた効果がある。

本発明は、投入される材料成分に泡形成が依存
しない場合において特に有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、アイスクリーム製造装置の縦断面概
略図、第２図は第１図の装置の、オリフイス装置
を閉じた状態を示す−線に沿つた横断面図、
第３図はオリフイス装置を開いた状態の第２図の
部分図、第４図はオリフイス装置の環状磁石の平
面図である。 １は貯蔵タンク、２はシリンダ、７は取入室、
９は攪拌及びそぎ取り装置、１９は開閉弁、２３
は送り管路、３４は空気管、３９はオリフイス装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気密に密閉可能な材料用貯蔵タンク１と、前
   記タンクと送り管路２３を介して連結されてお
   り、旋回駆動可能な攪拌及びそぎ取り装置９が内
   部に配設されている冷却及び冷凍用シリンダ２
   と、を備えており、 送り管路２３はシリンダ２の一端部に位置する
   取入室７内に接合され、シリンダ２の他端には開
   閉弁１９が設けられ、取入室７から前記開閉弁１
   ９へと材料を移送する装置が設けられ、かつ、取
   入室７内にはシリンダ２と貯蔵タンク１に圧縮空
   気を供給するための空気管２４が接合されてい
   る、流動材料からアイスクリーム、ミルクセーキ
   又はシヤーベツト等を製造する装置に於いて、 送り管路２３には、空気管２４内に圧力がある
   ときは送り管路２３をおおむね閉鎖し、空気管２
   ４内に圧力がないときには送り管路２３を開放す
   るオリフイス装置３９が配設されたことを特徴と
   する、流動材料からアイスクリーム、ミルクセー
   キ又はシヤーベツト等を製造する装置。