KR20020035804A - 아이스크림 제조기의 교반날개 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교반날개를 헬리컬구조로 하여 오버런(over-run)을 촉진시킴으로써 부드러운 아이스크림 제조를 가능하게 하며, 교반날개의 정역회전이 가능하도록 하고, 교반날개의 세척 및 스크래퍼의 교환작업이 보다 편리하게 되도록 한 아이스크림 제조기의 교반날개 구조에 관한 것으로, 헬리컬(helical) 형태의 교반날개몸체(57)와, 체결수단에 의해 교반날개몸체(57)의 양측 가장자리 부분을 따라 나선형으로 결합되는 스크래퍼(60)(70)와, 냉동챔버(42)에서 교반날개몸체(57)의 축방향 움직임을 구속하기 위한 축방향구속수단으로 구성된 것이다.

Description

아이스크림 제조기의 교반날개 구조{Mix wing structure for ice-cream freezer}

본 발명은 냉동챔버 내부에서 아이스크림 원료를 뒤섞는데 사용되는 아이스크림 제조기의 교반날개 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교반날개를 헬리컬 구조로 하여 오버런(over-run)을 촉진시킴으로써 부드러운 아이스크림 제조를 가능하게 하며, 교반날개의 정역회전이 가능하도록 하고, 교반날개의 세척 및 스크래퍼의 교환작업이 보다 편리하게 되도록 한 아이스크림 제조기의 교반날개 구조에 관한 것이다.

종래의 아이스크림 제조기는 첨부도면 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 뚜껑(20)에 의해 상부를 개폐할 수 있도록 되어 있는 냉동챔버(22)가 본체(24)의 상측에 설치되어 있었고, 냉동챔버(22)의 주위에는 증발기의 역할을 하는 냉각코일(26)이 감겨져서 열교환이 이루어지도록 되어 있었으며, 다시 그 주위를 단열재(25)로 감싸서 외부의 열기를 차단하도록 되어 있었고, 본체(24)의 내측 하부에는 냉각코일(26)과 함께 냉동시스템을 이루는 압축기(32)와 응축기(34)가 설치되어 냉동챔버(22)로부터 빼앗은 열을 응축기(34)를 통해 방열하고, 압축기(32)를 통해 재 압축하여 증발기에 해당하는 냉각코일(26)로 순환하도록 구성되어 있었다.

또한, 상기 냉동챔버(22)의 내부 중심에는 교반모터(29)에 의해 회전되는 회전봉(27)이 설치되어 있었고, 이 회전봉(27)에는 교반날개(28)가 결합되어 냉동챔버(22) 내부의 아이스크림 원료를 뒤섞도록 구성되어 있었으며, 본체(24)의 앞부분에는 냉동챔버(22)에 저장된 아이스크림 원료를 배출하여 아이스크림을 만들어내기 위한 배출구(30)가 형성되어 있었다.

한편, 상기 교반날개(28)는 띠강판을 이용해서 사각 틀 모양으로 절곡한 프레임(28a)의 좌우 양측에 측면스크래퍼(28a)(28c)가 서로 반대방향으로 끼워져서 냉동챔버(22)의 벽면(22a)에 접촉하도록 되어 있었으며, 그 프레임(28a)의 하부 좌 우측에는 저면스크래퍼(28d)(28e)가 서로 반대방향으로 끼워져서 냉동챔버(22)의 바닥면(22b)에 접하도록 구성되어 있었다.

또, 위와 같은 교반날개(28)를 회전봉(27)에 조립할 때는 뚜껑(20)을 개방한 상태에서 교반날개(28)의 상하 중심에 형성된 육각구멍(28g)과 슬리브(28s)로 회전봉(27)이 삽입되도록 끼운 후 그 회전봉(27)의 상단에 캡너트(35)를 결합하게 되면, 교반날개(28)가 회전봉(27)에 결합되는 구조로 되어 있었다.

그러나, 위와 같은 종래의 교반장치를 구성하고 있는 측면스크래퍼(28b)(28c)가 방형파 모양으로 형성된 이(28m)(28n)를 가지고 있었기 때문에 180°회전할 때까지 이(28m)(28n)와 이(28m)(28n) 사이의 아이스크림을 긁지 못하기 때문에 오버런이 어렵고, 회전이 원활하지 못하게 되는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 종래의 교반장치는 교반날개(28)의 좌우 양측에 위치된 측면스크래퍼(28b)(28c)와 저면스크래퍼(28d)(28e)가 각각 서로 반대방향에서 프레임(28a)에 끼워지는 구조로 되어 있었기 때문에 일방향으로만 회전될 수밖에 없었고, 이러한 이유에 의해서 냉동챔버(22) 내부에 있는 아이스크림이 오버런이 어렵게 되며, 세척시 잔류물이 남게 되는 문제점이 있었다.

즉, 회전봉(27)은 측면스크래퍼(28b)(28c)와 저면스크래퍼(28d)(28e)가 끼워지는 방향에 대해 반대방향으로 회전되어야만 측면스크래퍼(28b)(28c)와 저면스크래퍼(28d)(28e)가 프레임(28a)으로부터의 이탈되는 것을 방지할 수 있는데, 이러한 이유에 의해서 일방향으로만 회전될 수밖에 없었기 때문에 원료의 일부가 측면스크래퍼(28b)(28c)와 저면스크래퍼(28d)(28e)의 회전반대방향의 후면측에 잔류하게 되어 교반이 제대로 이루어지지 않고, 오버런이 어렵게 되는 문제점이 있었다.

더욱이 교반날개(28)를 구성하고 있는 측면스크래퍼(28b)(28c)에 형성된 이(28m)(28n)가 좌우측에서 상하방향으로 어긋나도록 형성되어 있었기 때문에 이러한 상태로 180°미만으로 정역회전시킬 경우 이(28m)(28n)와 이(28m)(28n) 사이의 부분이 긁혀지지 않고 냉동챔버(22)의 벽면(22a)에 그대로 달라붙어 있게 되므로, 정역회전은 더욱 어렵게 되어 있었다.

또, 측면스크래퍼(28b)(28c)와 저면스크래퍼(28d)(28e)가 수직방향으로 직선을 이루는 일자형으로 만들어져 있었고, 일방향으로만 회전되는 구조로 되어 있었기 때문에 아이스크림 원료에 한쪽으로 편중된 움직임만 주게 되므로, 차곡차곡 적층되는 형태로 압축력을 받게 되어 공기와의 혼합비율이 현저하게 떨어지게 되며, 오버런이 저조하여 아이스크림의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.

그리고, 교반날개(28)를 세척하기 위해 교반날개(28)를 회전봉(27)으로부터 분리하고자 하는 경우에는 회전봉(27)의 상단에 나사 결합되어 있는 캡너트(35)를풀고서 교반날개(28)를 상측으로 빼내야만 하기 때문에 분리/결합이 매우 불편하다는 단점을 지니고 있었다.

또한, 교반날개(28)를 분리하여도 회전봉(27)은 냉동챔버(22)의 내부에 그대로 남아 있기 때문에 회전봉(27)을 비롯하여 냉동챔버(22)의 세척이 곤란하고, 미처 닦아내지 못한 아이스크림 원료가 회전봉(27)과 냉동챔버(22)의 구석에 남아 있게 되면서 세균이 번식이 염려되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 교반날개의 정역회전이 가능하도록 하고, 아이스크림 원료에 전후좌우상하방향의 움직임을 번갈아 줌으로써 아이스크림 원료가 고르게 섞이도록 하는 동시에 오버런을 촉진시킬 수 있으며, 교반날개의 탈착을 보다 편리하게 할 수 있는 아이스크림 제조기의 교반날개 구조를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 헬리컬(helical) 형태의 교반날개 몸체와, 체결수단에 의해 교반날개몸체의 양측 가장자리 부분을 따라 나선형으로 결합되는 스크래퍼와, 냉동챔버에서 교반날개몸체의 축방향 움직임을 구속하기 위한 축방향구속수단으로 구성하여 아이스크림 제조기의 교반날개 구조가 제공된다.

도 1은 종래 아이스크림 제조기의 구조를 보인 단면도.

도 2는 종래 아이스크림 제조기의 구조를 보인 분해사시도.

도 3은 본 발명에 따른 교반날개의 구조를 보인 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 교반날개의 구조를 보인 측면도.

도 5는 본 발명에 따른 교반날개의 구조를 보인 우측면도.

도 6은 본 발명에 따른 교반날개의 구조를 보인 좌측면도.

도 7은 본 발명에 따른 교반날개와 스크래퍼의 연결구조를 보인 도6의 A-A선 확대단면도.

도 8은 본 발명에 따른 교반날개가 냉동챔버에 설치된 상태를 보인 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

40 : 챔버도어 40a : 지지부

42 : 냉동챔버 46 : 스핀들 샤프트

46a : 선단부 57 : 교반날개몸체

52, 54 : 도브테일 리브 56 : 슬리브

56a : 다각형구멍 58 : 보스

60, 70 : 스크래퍼 62, 72 : 도브테일 홈

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도3 내지 도8에 도시된 바와 같이 교반날개몸체(57)는 비틀어 놓은 것 같은 헬리컬(helical) 형태로 형성되며, 그 중앙에는 교반 및 오버런을 위해 장방형의 구멍(51)이 형성되고, 양측의 가장자리 부분을 따라 나선형의 도브테일(dovetail)리브(52)(54)가 형성되며, 이 도브테일 리브(52)(54)에는 도브테일 홈(62)(72)이 형성된 스크래퍼(60)(70)가 결합되어 교반날개(50)를 구성한다.

또, 스크래퍼(60)(70)의 양단에는 턱(64)(65)(74)(75)이 형성되어 있으며, 도브테일 리브(52)(54)의 끝에도 절취부(52a)(52b)(54a)(54b)가 형성되어 스크래퍼(60)(70)가 도브테일 리브(52)(54)의 길이방향으로 이탈되는 것을 방지하였다.

상기 스크래퍼(60)(70)는 예컨대, 인체에 무해하고 자기윤활성과 내마모성을 갖는 고분자합성수지로 구성될 수 있다.

또한, 상기 교반날개몸체(57)의 중심 일측단에는 다각형구멍(56a)을 갖는 슬리브(56)가 형성되어 냉동챔버(42)의 내측 깊숙한 곳에 위치되고, 스핀들 샤프트(46)의 선단에 형성되어 있는 선단부(46a)에 끼워지게 되며, 그 교반날개몸체(57)의 타측단에는 그 슬리브(56)와 동일중심선상에 위치하는 원형의 보스(58)가 형성되어 챔버도어(40)의 내측면에 형성되어 있는 지지부(40a)로 삽입되어 회전안내된다.

여기서 상기 선단부(46a)와 다각형구멍(56a)은 도시예에서와 같이 사각형으로 구성하였으나 꼭 이러한 형상에 한정하지 않고, 선단부(46a)와 슬리브(56)간의 축방향 끼움이 가능하고, 회전방향으로는 서로간에 구속력을 갖는 예컨대, 육각형, 면취형, 클레비스이음 등의 형태로 구성할 수도 있다.

상기 지지부(40a)는 원형의 자리파기구멍의 형태로 구성되며, 상기 교반날개몸체(57)에 형성된 원형의 보스(58)를 지지하는 동시에 회전 안내하는 역할을 담당한다.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도3 내지 도8에 도시된 바와 같이 먼저, 교반날개몸체(57)를 세척할 필요가 있어서 교반날개몸체(57)를 스핀들 샤프트(46)의 선단부(46a)로부터 분리하고자 하는 경우에 먼저, 챔버도어(40)를 개방한 상태에서 교반날개몸체(57)를 잡고서 축방향으로 잡아당기게 되면, 교반날개몸체(57)가 스핀들 샤프트(46)의 선단부(46a)에 헐겁게 끼워져 있는 상태로 있기 때문에 매우 쉽게 분리된다.

이때 교반날개몸체(57)의 가장자리에 결합되어 있는 스크래퍼(60)(70)를 새로운 것으로 교체하고자 하는 경우에는 스크래퍼(60)(70)를 천천히 잡아당기게 되면, 교반날개몸체(57)의 도브테일 리브(52)(54)로부터 이탈된다.

위와 같이 스크래퍼(60)(70)가 분리된 상태에서 교반날개몸체(57)에 새로운 스크래퍼(60)(70)를 끼우고자 하는 경우 스크래퍼(60)(70)의 하쪽단을 교반날개몸체(57)에 형성된 도브테일 리브(52)(54)의 한쪽으로부터 밀어 넣어서 끼우게 되면, 스크래퍼(60)(70)가 도브테일 리브(52)(54)에 결합된다.

이때 스크래퍼(60)(70)에 형성된 도브테일 홈(62)(72)과 교반날개몸체(57)에 형성된 도브테일 리브(52)(54)는 사다리꼴 형상의 단면모양으로 형성되어 있기 때문에 스크래퍼(60)(70)가 교반날개몸체(57)로부터 이탈되지 못하게 되며, 더욱이 교반날개몸체(57)가 냉동챔버(42)에 설치되면, 냉동챔버(42) 내주면과스크래퍼(60)(70)가 밀착되어 원주방향으로는 움직일 수 있으나 반경방향으로는 움직일 수 없기 때문에 스크래퍼(60)(70)가 냉동챔버(42)의 구속에 의해서도 이탈되지 못하게 된다.

한편, 새로운 교반날개몸체(57)를 스핀들 샤프트(46)의 선단부(46a)에 결합하고자 하는 경우에는 챔버도어(40)가 열려진 상태에서 교반날개몸체(57)의 슬리브(56)를 선두로 냉동챔버(42)에 밀어 넣으면서 선단부(46a)에 일치시키게 되면, 교반날개몸체(57)의 슬리브(56)에 형성된 다각형구멍(56a)이 스핀들 샤프트(46)의 선단에 형성되어 있는 다각형의 선단부(46a)에 결합되면서 스핀들 샤프트(46)와 교반날개몸체(57)가 회전방향으로 서로 구속력을 갖게 된다.

이때 열려져 있던 챔버도어(40)를 닫게 되면, 챔버도어(40)의 후면에 형성되어 있는 지지부(40a)가 교반날개몸체(57)의 보스(58)에 끼워지면서 결과적으로 교반날개몸체(57)의 양단이 각각 스핀들 샤프트(46)의 앞부분 선단부(46a)와 챔버도어(40)의 지지부(40a)에 의해서 지지된다.

그 다음 냉동챔버(42)의 내부로 아이스크림 원료를 투입한 다음 이를 뒤섞기 위하여 교반모터(도시 않된)를 정역회전시키게 되면, 이 교반모터로부터 발생된 회전력 스핀들 샤프트(46)로 전달되어 스핀들 샤프트(46)와 연결되어 있는 교반날개몸체(57)가 스핀들 샤프트(46)와 함께 정역회전된다.

이때 교반날개몸체(57)에 결합되어 있는 스크래퍼(60)(70)는 양측에 형성된 도브테일 리브(52)(54)와 도브테일 홈(62)(72)에 의해 도브테일결합되어 있고, 반경방향으로 작용되는 외력에 대해서만 빠질 수 있도록 되어 있기 때문에 정역회전중에 스크래퍼(60)(70)가 교반날개몸체(57)로부터 이탈되는 일은 없다.

더욱이 스크래퍼(60)(70)가 냉동챔버(42)의 내주면에 밀착된 상태에서는 더 이상 반경방향으로 밀려날 수 없기 때문에 교반날개몸체(57)를 냉동챔버(42)로부터 빼내지 않는 이상 스크래퍼(60)(70)의 구속은 확실하게 유지된다.

이와 같은 상태에서 교반날개몸체(57)의 가장자리 부분에 설치되어 있는 스크래퍼(60)(70)가 냉동챔버(42)의 내주면에 밀착된 상태로 정역회전되면서 냉동챔버(42)의 벽면에 달라붙어 있는 아이스크림 원료를 긁어내듯이 상하좌우방향으로 쓸어 내리거나 올리게 되며, 첨부도면 도8에 도시된 바와 같이 헬리컬 형태의 교반날개몸체(57)에 의해 아이스크림 원료가 냉동챔버(42) 내부에서 축방향으로 격하게 움직이기 때문에 아이스크림 원료가 고르게 섞이게 되고, 공기 혼합비율이 증대되면서 오버런이 촉진되어 양질의 아이스크림이 만들어지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 교반날개를 정역방향으로 구동할 수 있도록 구성되어 있고, 교반날개가 헬리컬 형태로 구성되어 있기 때문에 냉동챔버 내부의 아이스크림을 축방향으로 이송할 수 있게 되어 아이스크림의 유동성이 향상됨에 따라 아이스크림을 보다 고르게 섞을 수 있게 되는 효과가 있으며, 오버런을 촉진시킬 수 있게 되어 양질의 아이스크림을 제조할 수 있고, 정역회전이 가능하기 때문에 아이스크림이 교반날개 자체에 달라붙게 되는 현상이 없어지게 되며, 교반날개를 세척하거나 스크래퍼를 교환하기 위해 교반날개를 냉동챔버로부터 인출하는 경우 챔버도어를 열고 교반날개를 단순히 축방향으로 잡아당기기만 하면 분리가 가능하기 때문에 교반날개의 탈착이 쉽게 되는 효과가 있다.

또한, 연속된 나선평면을 갖는 스크래퍼가 정밀연삭된 냉동챔버 벽면에 밀착된 상태로 회전하기 때문에 냉동챔버 벽면에서 성장하는 아이스크림 얼음 성장결정을 동일하게 긁게 되는 효과도 있다.

Claims (4)

1. 헬리컬(helical) 형태의 교반날개몸체(57)와;

   체결수단에 의해 교반날개몸체(57)의 양측 가장자리 부분을 따라 나선형으로 결합되는 스크래퍼(60)(70)와;

   냉동챔버(42)에서 상기 교반날개몸체(57)의 축방향 움직임을 구속하기 위한 축방향구속수단을 갖추어서 구성된 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조기의 교반날개 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 교반날개몸체(57)의 중앙에 장방형의 구멍(51)이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조기의 교반날개 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 체결수단은 상기 교반날개몸체(57)의 양측 가장자리 부분을 따라 나선형으로 도브테일 리브(52)(54)를 형성하고, 이 도브테일 리브(52)(54)에 끼워지는 도브테일 홈(62)(72)을 상기 스크래퍼(60)(70)에 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조기의 교반날개 구조.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 축방향구속수단은 스핀들 샤프트(46)의 선단부(46a)에 끼워지는 다각형 구멍(56a)을 갖는 슬리브(56)를 상기 교반날개몸체(57)의 중심 일측단에 형성하고, 챔버도어(40)의 내측면에 형성된 지지부(40a)에 끼워지는 보스(58)를 그 교반날개몸체(57)의 중심 타측단에 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조기의 교반날개 구조.