(57)【要約】      （修正有）【課題】加工中の製品と効率よく確実に熱交換できるような装置を提供する。【解決手段】液体状、半液体状製品を製造するための装置１は、基本混合物を収容するよう構成し、内表面３Ａと外表面３Ｂとを有する第一容器３であって、第一容器３の内部に配置された撹拌装置４を備える第一容器と、熱交換流体を循環させるための回路と、使用時に第一容器３の壁部と関連する第一熱交換器６とを備える熱力学系と、を備え、第一熱交換器６は、使用時に第一容器３の外表面３Ｂに固定可能である少なくとも一つの要素７によって形成され、この要素は、連続して延び、外表面３Ｂと連結すると熱交換流体を循環させる流路を形成する開口空洞部を有し、要素７は更に熱交換流体用の少なくとも一つの流入口と一つの流出口とを有する。【選択図】図１
2018173263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状または半液体状製品を製造するための装置（１）は、
−基本混合物を収容するよう構成された、内表面（３Ａ）と外表面（３Ｂ）とを有する第一容器（３）であって、前記第一容器（３）の内部に配置された撹拌装置（４）を備える第一容器と、
−熱交換流体を循環させるための回路と、使用時に前記第一容器（３）の壁部と関連する第一熱交換器６とを備える熱力学系と、を備え、
前記第一熱交換器（６）は、使用時に前記第一容器（３）の前記外表面（３Ｂ）に固定可能である少なくとも一つの要素（７）によって形成され、前記要素は、連続して延び、前記外表面（３Ｂ）と連結された場合に熱交換流体を循環させる流路を形成する少なくとも一つの開口空洞部（８）を有し、前記要素（７）は更に前記熱交換流体用の少なくとも一つの流入口（Ｉ）と一つの流出口（Ｕ）とを有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第一容器（３）は円筒構造を有し、前記少なくとも一つの要素（７）は円筒構造を有して前記第一容器（３）の外側に嵌められる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つの要素（７）が前記第一容器（３）に溶接される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
複数の要素（７）を備え、各要素が前記空洞部（８）と流入口（Ｉ）と流出口（Ｕ）とを備え、前記要素（７）はそれぞれ前記第一容器（３）の前記外壁部（３Ｂ）の一部と関連可能である、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
少なくとも一つの前記要素（７）の前記流出口（Ｕ）は別の前記要素（７）の前記流入口（Ｉ）に接続され、前記一つの要素と前記別の要素（７）との間に直列接続を形成する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも一つの前記要素（７）の前記流入口（Ｉ）は別の前記要素（７）の前記流入口（Ｉ）に接続され、前記少なくとも一つの要素（７）の前記流出口（Ｕ）は前記別の要素（７）の前記流出口（Ｕ）に接続され、前記一つの要素と前記別の要素（７）との間に並列接続を形成する、請求項４又は５に記載の装置。
【請求項７】
各要素（７）は延長平面内で略平面状に延び、前記延長平面に直角な平面における前記空洞部（８）の断面が扇形の形状である、請求項１から６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記空洞部（８）は平行な線分（８Ａ）を含む経路を形成するよう延び、前記平行な線分の各端部は曲線（８Ｂ）によって結合される、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記空洞部（８）がらせん形状の経路を形成するように延びる、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記要素（７）は金属材料からなる、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの要素（７）が前記第一容器（３）の側壁部（９）に連結される、請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
各要素（７）が前記第一容器（３）の一つの側壁部（９）に連結される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記装置が更に、
−使用時に前記第一容器（３）と接続可能であり前記第一容器から基本製品を受け取る第二容器（１０）であって、内部撹拌装置（１１）を備える第二容器と、
−前記第二容器（１０）と関連して前記第二容器（１０）の壁部（１２）から熱を除去、又は当該壁部（１２）に熱を放出する第二熱交換器（１２）と、を備える、請求項１から１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記第二容器（１０）は水平円筒形である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの空洞部（８）の断面は、その延長方向に沿って大きさが可変である、請求項１から１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの空洞部（８）の断面は、その延長方向に沿って大きさが可変であって、前記流入口（Ｉ）と前記流出口（Ｕ）との間で大きくなる、請求項１から１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの空洞部（８）は、その外側表面に波形部を有する、請求項１から１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの空洞部（８）は、０．２から２０ｍｍの等価直径を有する、請求項１から１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも一つの空洞部（８）は、０．２から２０ｍｍの水力等価直径を有する、請求項１から１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
前記第一容器（３）の前記外表面（３Ｂ）は多孔質であって表面のくぼみまたはフィンを備える、請求項１から１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
液体状又は半液体状製品を製造する装置を製造する方法であって、
−基本混合物を収容するよう構成された、内表面（３Ａ）と外表面（３Ｂ）とを有する第一容器（３）であって、前記第一容器（３）の内部に配置された撹拌装置（４）を備えた第一容器を準備する工程と、
−熱交換流体を循環させるための回路と、使用時に前記第一容器（３）の壁部と関連する第一熱交換器（６）とを備える熱力学系を準備する工程と、を備え、第一熱交換器（６）を準備する前記工程が、
−少なくとも一つの要素（７）を準備する工程と、
−連続して延びて流入口（Ｉ）と流出口（Ｕ）との間に前記熱交換流体を循環させるための流路を形成する空洞部（８）を前記少なくとも一つの要素（７）内に形成する工程と、前記空洞部（８）を前記第一容器（３）の前記外表面（３Ｂ）に向けて、前記外表面（３Ｂ）と共に前記流体を循環させるための前記流路を形成するように、前記第一容器（３）の前記外表面（３Ｂ）の少なくとも一部と前記少なくとも一つの要素（７）とを分離不能に関連させる工程を更に備える方法。
【請求項２２】
前記第一容器（３）の前記外表面（３Ｂ）の少なくとも一部と前記少なくとも一つの要素（７）とを分離不能に関連させる前記工程は、前記第一容器（３）の前記外表面（３Ｂ）の少なくとも一部に前記要素（７）を溶接する工程を備える、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体状又は半液体状食品用の（特にソフトアイスクリームやシェークタイプの製品を製造するよう設計された）装置及び液体状又は半液体状の製品用の装置を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のように、液体状及び／又は半液体状の製品を製造するための装置は、加工中の混合物を収容する容器を備え、この容器内部に撹拌装置を備える。
【０００３】
一般的には冷却流体を含む熱システムは、容器の壁部を冷却及び／又は加熱するよう構成される。
【０００４】
このような装置は、容器と関連して熱システムと動作可能に連結された熱交換器を備えており、容器の壁部から熱を除去したり、当該壁部に熱を加えたりするよう構成される。
【０００５】
熱交換器は一般に、容器に取り付けられた、適度に曲げた管状要素からなるコイルを備える。
【０００６】
液体状又は半液体状の製品を製造する装置のメーカーには、（容器の内部で）加工中の製品と効率よく確実に熱交換できるような装置であって、特に簡単、迅速に組み立てられ且つ高価ではない装置が求められている。
【発明の概要】
【０００７】
従って本発明の目的は、上述の要件を満たすことのできる液体状又は半液体状食品用の装置を提供することである。
【０００８】
具体的に、本発明の目的は、加工中の食品を特に効率的に確実に冷却及び／又は加熱可能とするような液体状又は半液体状の製品用の食品加工装置（即ち、単位面積当たりの冷却及び／又は加熱能力が高い装置）を提供することである。
【０００９】
本発明の更なる目的は、組み立てが比較的簡単で高価ではない液体状又は半液体状の製品用の食品加工装置を提供することである。
【００１０】
本発明によれば、本発明の対象物を形成し添付の請求項の一以上に記載の技術的特徴を備える、液体状又は半液体状の食品を製造する装置によってこのような目的が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
上述の目的に関する本発明の技術的特徴は、以下に記載の請求項に明示されており、その利点は本発明の実施形態を示す添付の図面を参照しながら以下の詳細な記載により明らかとなる。但し、本発明は記載の実施形態に限定されるものではない。
【図１】液体状又は半液体状製品を製造するための本発明の装置の第一の実施形態の例を示す概略側面図
【図２】液体状又は半液体状製品を製造するための本発明の装置の第二の実施形態の例を示す概略側面図
【図３】図１又は図２の装置の詳細な例を示す正面図
【図４】図１又は図２の装置の詳細な例を示す側面図
【図５】図４のＫの部分の詳細を例示的に示す図
【図６】図１の装置の詳細を例示的に示す正面図
【図７】図１の装置の詳細を例示的に示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付の図面を参照すると、参照符号１は、ソフトアイスクリーム又はシェークタイプの液体状又は半液体状の製品を製造するための装置を表す。
【００１３】
液体状または半液体状製品を製造するための装置１は、
−基本混合物を収容するよう構成された第一容器３であって、第一容器３の内部に配置された撹拌装置４を備えた第一容器と、
−熱交換流体を循環させるための回路と、使用時に第一容器３の壁部と関連する第一熱交換器６とを備える熱力学系と、を備える。
【００１４】
基本混合物を収容するよう構成された第一容器３は、（製品と接する）内表面３Ａと（製品と接しない）外表面３Ｂとを有する。
【００１５】
第一熱交換器６は、使用時に第一容器３の外表面３ｂに固定可能である少なくとも一つの要素７によって形成される。この要素は、連続して延び、外表面３Ｂと連結される場合に熱交換流体を循環させる流路を形成する開口空洞部８を有する。
【００１６】
空洞部８は更に、その両端部に熱交換流体用の少なくとも一つの流入口Ｉと一つの流出口Ｕとを有する。
【００１７】
以下の説明において、図１に示す実施形態について述べ、次に図２に示す実施形態について述べる。
【００１８】
図１に示すように、第一容器３は円筒構造を有し、その少なくとも一つの要素７は円筒構造を有して第一容器３の外側に取り付けられる。
【００１９】
尚、より正確には、要素７は管状構造を有する。
【００２０】
少なくとも一つの要素７が第一容器３に溶接されることが好ましい。
【００２１】
空洞部８の断面は扇形の形状であることが好ましい。
【００２２】
更なる態様によれば、上述の実施形態に関して図示していないが、空洞部８は、平行な線分を含む経路を形成するように延び、平行な線分の各端部は曲線によって結合される。
【００２３】
更なる態様によれば、空洞部８は（要素７の延長部の主方向に沿って）らせん状に延びる。
【００２４】
更なる態様によれば、要素７は金属材料からなる。
【００２５】
尚、更なる態様によれば、要素７は、第一容器３の外表面３Ｂに分離不能に連結される。
【００２６】
要素７が第一容器３の外表面３Ｂに溶接されることがより好ましい。
【００２７】
尚、空洞部８は外側に突出する要素７の隆起部を形成するように外側に延びる。
【００２８】
図２に示す実施形態において、第一熱交換器６は複数の要素７を備える。
【００２９】
各要素７は、連続して延びる空洞部８を備え、熱交換流体を循環させる流路を形成する。各要素７は、第一容器３の（より正確には外表面３Ｂの）壁部９の少なくとも一部に（安定して、好ましくは分離不能に）関連可能である。
【００３０】
更なる態様によれば、各要素７は、延長平面においてに略平面的に延びる。
【００３１】
（図５にはっきりと示すように）延長平面に直角な平面における空洞部８の断面が、扇形の形状であることが好ましい。
【００３２】
更なる態様によれば、空洞部８は平行な線分８Ａを含む経路を形成するよう延び、平行な線分の各端部は曲線８Ｂによって結合される。
【００３３】
更なる態様によれば、要素７は金属材料からなる。
【００３４】
更なる態様によれば、要素７は、空洞部８が第一容器３の壁部９へと（即ち、壁部の側に）開口するように、より正確には外表面３Ｂへと開口するように、第一容器３の壁部９（外表面３Ｂ）と使用時に連結される。
【００３５】
このように、流体循環流路は、外表面３Ｂと空洞部８の内壁部との組み合わせによって形成される。
【００３６】
尚、更なる態様によれば、要素７は、第一容器３の側壁部９に連結される。
【００３７】
要素７が、第一容器３の側壁部９に分離不能に連結されることが好ましい。
【００３８】
要素７が、第一容器３の側壁部９に溶接されることが更に好ましい。
【００３９】
一態様によれば、各要素７は第一容器３の一つの側壁部９に連結されることが好ましい。
【００４０】
尚、空洞部８は外側に突出する要素７の隆起部を形成するように外側に延びる。
【００４１】
更なる態様によれば、装置１は、
−使用時に第一容器３と接続可能であってそこから基本製品を受け取る第二容器１０であって、内部撹拌装置１１を備える第二容器と、
−第二容器１０と関連して第二容器１０の壁部１２から熱を除去、又は壁部に熱を放出する第二熱交換器１２と、を備える。
【００４２】
第二熱交換器１２は熱力学系（前記熱力学系又は別の系）に接続されることが好ましい。
【００４３】
図３に要素７の一つを示す。
【００４４】
図３には空洞部８がはっきりと示されている。
【００４５】
特に、要素７は、使用時には、第一容器３の壁部９の外側に（即ち、外表面３Ｂに）固定されるが、空洞部８は外表面３Ｂへと（即ちその方向に）開口する。
【００４６】
具体的に、流路が円形断面の管状コイルによって形成される（この場合、熱交換は流路の側面のごく限られた部分を介して行われる）これまでの従来型の熱交換器と比較すると、各実施形態において、流体と外表面３Ｂとの間の熱交換表面は非常に大きい。
【００４７】
より正確には、既知の種類の（矩形又は円形）のこれまでの流路と比較すると、空洞部８は（熱交換には有用な効果を持たない）外側に面する表面を最小化し、（液体状又は半液体状製品を加熱及び／又は冷却する）第一容器３に面する表面を最大化するような形状を有する。
【００４８】
更なる態様によれば、第二容器１０は水平円筒形である。
【００４９】
但し、熱力学系は（第一熱交換器６が温熱源となるのか冷熱源となるのかに応じて、冷熱力学源又は温熱力学源として機能する）更なる熱交換器を備えることが好ましい。
【００５０】
熱力学系が更に圧縮機を備えることが好ましい。
【００５１】
但し、熱交換流体は冷却流体であることが好ましい。
【００５２】
異なる側壁と関連する要素７の複数の流路は互いに接続されて、熱交換流体用の循環経路を形成することが好ましい。
【００５３】
一態様によれば、少なくとも一つの要素７の流出口Ｕは別の要素７の流入口Ｉに接続されて、当該一つの要素７と当該別の要素７との間に直列接続を形成する。このように、同じ流れが当該一つの要素と当該別の要素７とを横切る。
【００５４】
更に別の態様によれば、少なくとも一つの要素７の流入口Ｉは別の要素７の流入口Ｉに接続されて、この少なくとも一つの要素７の流出口Ｕはこの別の要素７の流出口Ｕに接続されて、当該一つの要素７と当該別の要素７との間に並列接続を形成する。
【００５５】
更なる態様によれば、本発明は、液体状又は半液体状製品を製造する装置を製造する方法を規定する。この方法は、
−基本混合物を収容するよう構成された、内表面３Ａと外表面３Ｂとを有する第一容器３であって、第一容器３の内部に配置された撹拌装置４を備えた第一容器を準備する工程と、
−熱交換流体を循環させるための回路と、使用時に第一容器３の壁部と関連する第一熱交換器６とを備える熱力学系を準備する工程と、を備え、
第一熱交換器３を準備する工程は、
−少なくとも一つの要素７を準備する工程と、
−連続して延びて流入口Ｉと流出口Ｕとの間に熱交換流体を循環させるための流路を形成する空洞部８を少なくとも一つの要素７内に形成する工程と、空洞部８を第一容器３の外表面３Ｂに向けて、外表面３Ｂと共に流体を循環させるための流路を形成するように、第一容器３の外表面３Ｂの少なくとも一部と少なくとも一つの要素７とを分離不能に関連させる工程を更に備える。
【００５６】
更なる態様によれば、第一容器３の外表面３Ｂの少なくとも一部と少なくとも一つの要素７とを分離不能に関連させる工程は、第一容器３の外表面３Ｂの少なくとも一部に要素７を溶接する工程を備える。
【００５７】
空洞部８の構成又は容器３の構造に関する他の態様について以下に述べる。
【００５８】
一態様によれば、少なくとも一つの空洞部８の断面は、その延長方向に沿って大きさが可変である。
【００５９】
少なくとも一つの空洞部８の断面は、延長方向に沿って大きさが可変であって、流入口Ｉと流出口Ｕとの間で大きくなっていくことが好ましい。
【００６０】
実際、蒸発器、即ち熱交換器６に入っていく熱交換流体は膨張傾向にあり、したがって流入口と流出口との間の経路に沿ってよりスペースを占めるようになる。空洞部８の大きさが流入口から流出口へと大きくなっているとこの膨張プロセスが容易となる。
【００６１】
更なる態様によれば、少なくとも一つの空洞部８は、その外側表面に波形部を有する。
【００６２】
即ち、空洞部８の外側は、層流を防止し熱交換を良くするよう適切かつ不規則な形状とし、これによって蒸発器の効率（したがって熱交換係数）が上がる。
【００６３】
更なる態様によれば、空洞部８はマイクロ流路又はミニ流路である。
【００６４】
更なる態様によれば、少なくとも一つの空洞部８は、０．２から２０ｍｍの等価直径を有する。
【００６５】
この態様によれば、装置１は、加工中の製品と高温の熱流を交換可能である小型の熱交換器６を備えるという利点を有する。
【００６６】
前述の態様によれば、少なくとも一つの空洞部８は、０．２から２０ｍｍの水力等価直径を有する。
【００６７】
更なる態様によれば、第一容器３の外表面３Ｂは多孔質であって表面のくぼみまたはフィンを備える。この態様によれば、第一容器３の外表面３Ｂが要素７に固定される前に、表面処理によって熱交換係数をよくするように外表面が最適化される。
【００６８】
液体状又は半液体状製品を製造する装置を製造する方法は従って、第一容器３の外表面３Ｂを処理する工程を備える。
【００６９】
より正確には、第一容器３の外表面３Ｂを処理する工程は、表面の粗度を大きくする工程を備える。
【００７０】
或いは、第一容器３の外表面３Ｂを処理する工程は、外表面３Ｂ上に表面多孔性即ち表面のくぼみまたはフィンを作成する工程を備える。
【００７１】
なお、熱交換器６は飽和蒸気圧縮サイクルに応じて動作する冷却システムの蒸発器である。
【００７２】
また、飽和混合物の形で蒸発器に入る流体は乾燥又は過熱された飽和蒸気の形で蒸発器を出て、一定温度及び圧力で完全に気化し、熱源から熱を除去する。
【図１】
2018173263.tif 000003
【図２】
2018173263.tif 000004
【図３】
2018173263.tif 000005
【図４】
2018173263.tif 000006
【図５】
2018173263.tif 000007
【図６】
2018173263.tif 000008
【図７】
2018173263.tif 000009
【外国語明細書】
2018173263000001.pdf