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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Ofen mit mehreren Regalböden und
mehreren Heizeinrichtungen, einschließlich Konvektions-, Mikrowellen- und
Strahlungs- Lebensmittel-Heizeinrichtungen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Der
hier offenbarte Ofen betrifft primär Öfen, die zur Verwendung in
der kommerziellen Lebensmittel-Dienstleistungsindustrie geeignet
sind, wie zum Beispiel Fastfood-Restaurants und andere Lebensmittel-Dienstleistungsanwendungen,
bei denen eine große
Vielfalt an Lebensmittelprodukten zubereitet wird, mit der Forderung
nach schneller Erhitzung von Lebensmitteln und geringen Platzbedarf.
Obwohl verschiedene Ofen-Konstruktionen
bekannt und für kommerzielle
Lebensmittel-Dienstleistungsanwendungen
verfügbar
sind, besteht immer noch die Forderung nach einem effizienten und
effektiven Ofen, der das simultane Kochen von verschiedenen Lebensmittelprodukten
ermöglicht,
die verschiedene Wärmebehandlungen
benötigen.
Hierfür
wurden Einzelraumöfen
konstruiert, die Mikrowellen- und
Konvektions-Hitzeübertragungskocheinrichtungen
aufweisen. Obwohl diese Öfen
die Erfordernisse bezüglich
einiger kommerzieller Lebensmittel-Dienstleistungsanwendungen erfüllen, indem
eine schnelle Erhitzung und ein schnelles Kochen ermöglicht wird, wird
durch die nicht vorhandene Fähigkeit,
verschiedene Lebensmittel gleichzeitig mit verschiedenen Heizbedingungen
und Kochzyklen zu kochen, die benötigte Flexibilität nicht
erreicht. Außerdem
benötigen
bekannte Kombinationsöfen
häufig
mechanische Einrichtungen, um die Mikrowellen zu rühren oder
um das Lebensmittelprodukt zu bewegen, um eine gleichmäßige Mikrowellenhitzeübertragung
auf das Lebensmittelprodukt zu erreichen.
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Durch
die vorliegende Erfindung wird ein Ofen zur Verfügung gestellt, der die Forderung
in der Lebensmittel-Dienstleistungsindustrie
nach einem Ofen erfüllt,
mit Hilfe dessen schnelles Erhitzen/Kochen und die Möglichkeit
erreicht wird, mehrere Lebensmittelprodukte gleichzeitig bei unterschiedlichen Bedingungen
und Kochzyklen zu kochen. Darüber
hinaus stellen die Öfen
der vorliegenden Erfindung eine Mikrowellenheizeinrichtung zur Verfügung, die kein
mechanisches Rühren
von Mikrowellen oder die Bewegung von Lebensmittelprodukten erforderlich machen,
um eine im Wesentlichen gleichförmige
Verteilung von Mikrowellenenergie in den Kochräumen des Ofens zu erreichen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein neuartiges thermisches Lebensmittel-Behandlungssystem zur
Verfügung,
das mehrere Heizeinrichtungen in einem einzelnen System kombiniert.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein Ofen vorgesehen, der eine Kochkammer,
ein Gebläse
sowie einen Regalboden aufweist, der in der Kochkammer angeordnet
ist. Der Regalboden hat eine einzigartige Konstruktion, und zwar
dahingehend, dass er eine Einlassöffnung und einen Hohlraum in
Fluid-Verbindung mit dem Gebläse
und zumindest eine Öffnung
in Fluid-Verbindung mit der Kochkammer aufweist, durch die temperaturgesteuerte
Luft in die Kochkammer strömen
kann, um Lebensmittel durch Konvektionserhitzung zu kochen. Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung weist der Ofen ferner eine Mikrowellen-Heizquelle zum
Erhitzen von Lebensmittelprodukten in der Kochkammer auf, wodurch
mehrere Erhitzungsverfahren (Konvektion und Mikrowelle) zur Verfügung gestellt werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist die Mikrowellen-Heizeinrichtung
eine Mikrowellen-Quelle und einen Wellengleiter auf, durch den Mikrowellen
geleitet werden. Der Mikrowellenleiter hat eine Vielzahl von Öffnungen,
durch die Mikrowellen in die Kochkammer eintreten können. In
einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind die Öffnungen in dem Wellenleiter
angeordnet, um den vorbestimmten Minima oder Maxima für die Mikrowellen-Wellenlänge zu entsprechen,
die sich in dem Wellenleiter ausbreitet. Das heißt, der Abstand der Wellenleiter-Öffnungen
beträgt
ein Vielfaches der vorbestimmten Minima und/oder Maxima für die Mikrowellen
in dem Leiter, die durch die Mikrowellen-Quelle erzeugt werden, üblicherweise
ein Magnetron.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung kann ein Heizelement in der Kochkammer
montiert sein, wodurch eine zusätzliche
Heizeinrichtung zur Verfügung
gestellt wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein bewegliches,
reflektierendes Rührmittel über dem
Heizelement angeordnet, um Hitze von dem Heizelement in Richtung
auf ein Lebensmittelprodukt zu reflektieren.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung weist der Regalboden eine Vielzahl
an Luftschlitzen auf, die von der oberen Fläche des Regalbodens vorstehen,
um ein Lebensmittelbehältnis
abstützend
zu halten, wodurch ermöglicht
wird, dass Luft frei unter dem Lebensmittelprodukt oder dem Behältnis strömen kann.
Die Luftschlitze haben Öffnungen,
die temperaturgesteuerte Luft in eine Richtung lenken, die im Wesentlichen
parallel zur Oberseite des Regalbodens verläuft.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die Kochkammer einen ersten Kochraum und einen
zweiten Kochraum auf und beinhaltet einen ersten Regalboden und
einen zweiten Regalboden. Der erste Regalboden hat eine Einlassöffnung und
einen Hohlraum in Fluid-Verbindung mit einem Gebläse, und
der zweite Regalboden hat eine Einlassöffnung und einen Hohlraum in
Fluid-Verbindung mit einem Gebläse.
Außerdem
weisen der erste und der zweite Regalboden zumindest eine Öffnung in
Fluid-Verbindung mit dem ersten Kochraum auf, und der zweite Regalboden
hat zumindest eine Öffnung
in Fluid-Verbindung
mit dem zweiten Kochraum. In einem bevorzugten Aspekt dieses Ausführungsbeispiels
erfolgt die Mikrowellen-Erhitzung
in dem ersten und in dem zweiten Hohlraum mit Hilfe von Wellenleitern,
vorzugsweise ein Paar Wellenleiter, die mit jedem Hohlraum in Beziehung
stehen. Durch die bevorzugte Wellenleiteranordnung wird wiederum
ein Wellenleiter mit vorbestimmten Minima und Maxima sowie Öffnungen
in dem Wellenleiter zur Verfügung
gestellt, die angeordnet sind, um im Wesentlichen den Minima oder
Maxima zu entsprechen, wodurch eine effiziente und gleichmäßige Verteilung der
Mikrowellen-Energie
in den Kochräumen
entlang der Länge
des Wellenleiters bewirkt wird.
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In
noch einem weiteren Aspekt der Erfindung hat das Gebläse, das
temperaturgesteuerte Luft zu der Kochkammer liefert, eine Auslassöffnung in
seinem Gehäuse,
durch das ein Teil der temperaturgesteuerten Luft aus dem System
ausgestoßen
wird. In dieser Anordnung weist der Ofen außerdem eine Umgebungsluft-Einlassöffnung in
Fluid-Verbindung mit dem Gebläse
auf, wodurch das Gebläse
Luft durch die Einlassöffnung
ansaugt, um die ausgestoßene
Luft zu ersetzen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Vorderansicht des Ofens (Konfiguration mit drei Hohlräumen);
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2 ist
eine Vorderansicht der inneren Kochkammer des Ofens (Konfiguration
mit drei Hohlräumen);
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3 ist
eine perspektivische Vorderansicht der inneren Kochkammer sowie
von Bereichen des Konvektions-Hitzeübertragungssystems und des
Mikrowellen-Hitzeübertragungssystems
des Ofens (Konfiguration mit drei Hohlräumen);
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4 ist
eine perspektivische Vorderansicht der inneren Kochkammer sowie
von Bereichen des Konvektions-Hitzeübertragungssystems und des
Mikrowellen-Hitzeübertragungssystems
des Ofens (Konfiguration mit drei Hohlräumen);
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5 ist
eine perspektivische Vorderansicht der inneren Kochkammer sowie
von Bereichen des Konvektions-Hitzeübertragungssystems und des
Mikrowellen-Hitzeübertragungssystems
des Ofens (Konfiguration mit drei Hohlräumen) mit einem Lebensmittelprodukt-Regalboden;
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6 ist
eine Ansicht der inneren Kochkammer, in der das elektrische Heizelement
in der Kochkammer dargestellt ist;
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7 ist
eine linke Seitenansicht des Ofens, wobei die linke Platte des äußeren Schranks
weggenommen ist, um Bereiche des Konvektions-Heizsystems des Ofens
zu zeigen (Konfiguration mit drei Hohlräumen);
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8 ist
eine perspektivische Ansicht von dem Lebensmittel-Regalboden, der
als ein Leiter dient, durch den temperaturgesteuerte Luft in die Kochkammer
des Ofens strömt;
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9A ist
eine perspektivische Ansicht von einem alternativen Ausführungsbeispiel
des Regalbodens;
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9B ist
eine Querschnittsansicht des alternativen Ausführungsbeispiels der in 9A dargestellten
Regalbodens;
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10 ist
eine perspektivische Ansicht von einem Produkthaltegestell;
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11 ist
eine perspektivische Ansicht von einem Ausführungsbeispiel von einem Luftzuführkanal
für das
Konvektions-Hitzeübertragungssystem des
Ofens;
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12 ist
eine perspektivische Ansicht von einem bevorzugten alternativen
Ausführungsbeispiel von
einem Luftzuführkanal
für das
Konvektions-Hitzeübertragungssystem
des Ofens;
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13A ist eine Vorderansicht einer Filterbaugruppe
zum Filtern von Luft, die aus der Kochkammer austritt;
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13B ist eine Seitenansicht der Filterbaugruppe
aus 13A;
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13C ist eine perspektivische Darstellung der ziehharmonikaförmig gefalteten
Filterplatte der Filterbaugruppe aus 13A;
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14 ist
eine Seitenansicht von einem Träger
zum Halten der Filterbaugruppe aus 13A an der
Seitenwand der inneren Kochkammer des Ofens;
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15 ist
eine schematische Darstellung von einem Steuersystem für den Ofen
der vorliegenden Erfindung (Konfiguration mit drei Hohlräumen);
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16 ist
eine perspektivische Ansicht des Ofens in einer Konfiguration mit
zwei Hohlräumen;
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17 ist
eine perspektivische Teilansicht der inneren Kochkammer und des
Mikrowellen-Heizsystems für
den Ofen (Konfiguration mit zwei Hohlräumen);
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18 ist
eine perspektivische Ansicht des Mikrowellen-Heizsystems für den Ofen (Konfiguration mit
zwei Hohlräumen);
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19 ist
eine perspektivische Teilansicht der Kochkammer und der Ofen-Konfiguration
mit teilweisem Ausstoß von
temperaturgesteuerter Luftströmung;
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20 ist
eine perspektivische Teilansicht von dem Umgebungslufteinlass und
den Trennkammer-Aspekten von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
des Ofens in der Konfiguration mit zwei Hohlräumen; und
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21 ist
eine perspektivische Ansicht von dem reflektierenden Rührmittel
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
nachfolgende Beschreibung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme
auf die hier beigefügten
Zeichnungen. Die Zeichnungen wurden aufeinander folgend mit 1–23 bezeichnet.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel
des Ofens 10 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Ofen 10 weist
einen äußeren Schrank 12 auf,
der durch äußere Seitenwände, äußere obere
und untere Wände
und eine äußere Rückwand gebildet
ist. Vorzugsweise sind diese Wände
aus einem Edelstahlmaterial hergestellt. An der Vorderseite des
Ofens ist eine Tür 14 gelenkig
befestigt, die es ermöglicht,
Lebensmittelprodukte im Inneren des Ofens zu platzieren und aus
diesem heraus zu nehmen. Ein Handgriff 16 mit einer Riegeleinrichtung
ist an der Tür 14 befestigt,
um zu ermöglichen,
die Tür
während
des Kochens in einer geschlossenen Position zu halten. Die Tür 14 ist
durch bekannte herkömmliche
Einrichtungen konstruiert, um zu verhindern, dass Mikrowellen aus
der Kammer 18 austreten, während die Tür geschlossen ist. Unter Bezugnahme
auf 2–4, 16–17 sowie 19 ist
die Kammer 18 durch innere Seitenwände 19 und 21,
eine Rückwand 23,
eine obere Wand 25 und eine untere Wand 27 definiert
(gemeinsam als die Innenwände
der Ofenkammer bezeichnet). Vorzugsweise sind die Innenwände der
Ofenkammer aus Edelstahlmaterial hergestellt. Wie in 1 und 5 (Ofen
mit drei Hohlräumen) und 16–17 sowie 19 (Ofen
mit zwei Hohlräumen)
dargestellt, beinhaltet die Kammer 18 eine Vielzahl von
Kochräumen 18a.
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Unter
Bezugnahme auf den Ofen mit drei Hohlräumen in 1-5,
sind in der Kammer 18 des Ofens ein oberer Regalboden 20,
ein mittlerer Regalboden 22 und ein unterer Regalboden 24 angeordnet,
die vorzugsweise aus Edelstahlmaterial hergestellt sind. Die Regalböden 20 und 22 sind
in der Ofenkammer 18 bewegbar montiert und auf Trägern angeordnet,
um die Regalböden
in ihrer Position zu halten. Der untere Regalboden 24 kann
auf dem Boden der Ofenkammer aufliegen, oder kann, falls gewünscht, ebenfalls
auf einem Träger
aufliegen. Die Träger
sind allgemein mit Bezugszeichen 30 bezeichnet und an den
inneren Seitenwänden
des Ofenhohlraums an gegenüberliegenden
Seiten der Hohlraumwände
befestigt. Durch Vorsehen herausnehmbarer Regalböden können diese leichter gereinigt
werden.
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Unter
Bezugnahme auf 2, 5 und 8 werden
die Regalböden 20, 22 und 24 in
größerem Detail
beschrieben. Jeder Regalboden ist bestimmt, um nicht nur ein Lebensmittelprodukt
abstützend
zu halten, sondern er ist ebenfalls als eine Leitung konstruiert,
durch die temperaturgesteuertes (z.B. erhitztes) Gas (vorzugsweise
Luft) strömt,
wodurch eine Konvektionserhitzung der Lebensmittelprodukte in dem
Ofenhohlraum 18a bewirkt wird. Wie in den vorstehend genannten
Figuren gezeigt, hat jeder Regalboden einen oberen Bereich 31,
einen unteren Bereich 32, Seitenbereiche 34 und 36,
einen hinteren Bereich 38 und einen vorderen Bereich 40, die
einen Regalbodenhohlraum 41 bilden. Der vordere Bereich 40 ist
in der Kammer des Ofens benachbart der inneren Ofenkammer-Seitenwand 19 angeordnet.
Außerdem
hat die vordere Wand 40 von jedem Regalboden Öffnungen 42 und 44,
durch die temperaturgesteuerte Luft in den Regalbodenhohlraum 41 strömen kann.
Nachdem die temperaturgesteuerte Luft in den Regalbodenhohlraum
gelangt ist, strömt
die Luft dann durch die Öffnungen 52 in
den Luftschlitzen 50, die vom oberen Bereich 31 jedes Regalbodens
vorstehen. Die Luftschlitze 50 sind in beabstandeten Gebieten
angeordnet und ermöglichen
es, dass Luft durch die Öffnungen
in den Luftschlitzen in eine Richtung im Wesentlichen parallel zum
oberen Bereich des Regalbodens austritt, zumindest dann, wenn sie
anfänglich
aus einem Luftschlitz 50 austritt. Die Öffnungen in den Luftschlitzen 50 können am
Besten in 5 und 8 gesehen werden
und sind mit dem Bezugszeichen 52 versehen. Wenn temperaturgesteuerte
Gase aus den Öffnungen 52 in
den Ofenhohlraum austreten, werden Lebensmittelprodukte, die sich
in dem Ofenhohlraum befinden, über
Konvektions-Hitzeübertragung
erhitzt. Ein Vorteil der Öffnungen
in den Luftschlitzen, die von dem Regalboden vorstehen, besteht
darin, dass dann, wenn eine Pfanne oder ein ähnliches Lebensmittelbehältnis auf
dem Regalboden steht, erhitzte Luft frei unter der Wanne und zwischen
den Luftschlitzen strömen
kann, wodurch eine sehr effektive Konvektions-Hitzeübertragung
bewirkt wird.
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In
einem alternativen Ausführungsbeispiel der
Regalboden-Konstruktion
sind die Luftschlitze umgekehrt und stehen nicht von der Oberseite
des Regalbodens vor, sondern stehen stattdessen in den Regalbodenhohlraum
vor. Bei dieser Konfiguration wirken die Luftschlitze ähnlich wie
Schaufeln in dem Regalbodenhohlraum. Obwohl diese Konfiguration es
nicht ermöglicht,
dass Luft frei unter einer Lebensmittelschale strömen kann,
die über
den Öffnungen angeordnet
ist, kann ein Drahtgestell 900 (10) auf
dem Regalboden angeordnet sein, um das Lebensmittelbehältnis (oder
Lebensmittel) von der oberen Fläche
des Regalbodens anzuheben, wodurch eine zufrieden stellende Konvektions-Hitzeübertragung
bewirkt wird.
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In
noch einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel des Regelbodens,
gezeigt in 9A und 9B, hat
die obere Fläche
des Regalbodens 31a vertikal verlaufende Vorsprünge 50a,
vertiefte Gebiete oder Flächen 46 sowie Öffnungen 48,
die in dem vertieften Gebieten vorgesehen sind. Die in 9B gezeigten
Pfeile zeigen allgemein die Richtung der Luft, die in dem Regalbodenholraum 41a und
durch die Öffnungen 48 strömt. Wie
bei der vorstehend beschriebenen Luftschlitz-Konfiguration (nicht invertiert), besteht
ein Vorteil der in 9A und 9B dargestellten
Regalboden-Konstruktion darin, dass dann, wenn eine Wanne oder ein
anderes Lebensmittelbehältnis
auf dem Regalboden steht, erhitzte Luft frei unter der Wanne und
zwischen den Luftschlitzen strömen
kann, wodurch eine sehr effektive Konvektions-Hitzeübertragung
bewirkt wird.
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Temperaturgesteuerte
Luft wird durch Gebläsebaugruppen 60 (4)
in jeden Regalboden geliefert. Wie in 4 gezeigt,
weist jede Gebläsebaugruppe 60 ein
Gebläsegehäuse 64,
ein Gebläse-Flügelrad 66 und
eine Welle 68 auf, die funktional mit einem Motor verbunden
ist, der jedes Gebläse-Flügelrad antreibt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird jedes Gebläse-Flügelrad um eine
einzige Achse 68 gedreht, die funktional mit einer Motoreinrichtung
verbunden ist. Ein 73,55 W Motor hat sich als geeignet herausgestellt.
Ein Gebläse-Flügelrad vom
nach vorne geneigten Typ hat sich als geeignet herausgestellt. Luft
wird in das Gebläsegehäuse eingesaugt
und in konisch zulaufende Kanäle 62 geleitet,
die, wie gezeigt ist, zwischen der Seitenwand des Schranks und der
Ofenkammer-Seitenwand 19 angeordnet sind.
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In 4 sind
spezielle Bezugszeihen lediglich für den konisch zulaufenden Kanal
vorgesehen, der sich mit dem unteren Regalboden in Fluid-Verbindung
befindet. Jedoch sind die Merkmale des unteren Gebläses und
der Kanalbaugruppen im Wesentlichen identisch zu dem mittleren und
oberen Gebläse
sowie den Kanalbaugruppen, und daher werden die Beschreibungen für die Letztgenannten
nicht wiederholt. Wie in 4 gezeigt, hat jeder konisch
zulaufende Kanal ein proximales Ende 162 und distales Ende 168.
Eine Einlassöffnung
ist am poximalen Ende vorgesehen, wo das temperaturgesteuerte Gas von
dem Gebläse 60 in
den Kanal (d.h. Einlassöffnung 164 eintritt
(d.h. die Einlassöffnung
befindet sich in Fluid-Verbindung mit der Gebläsebaugruppe, die mit dem Kanal
in Beziehung steht). Außerdem
hat jeder konisch zulaufende Kanal 62 eine längliche Öffnung 70 an
der unteren, nach unten zeigenden Wand und weist ferner eine Vielzahl
von Löchern 72 auf. Wie
in diesem Ausführungsbeispiel
gezeigt, sind die Löcher 72 und
die längliche Öffnung 70 in
der Seitenwand 19 der Ofenkammer 18 (12)
gebildet, wobei der übrige
Teil des Kanals 62 durch zwei konisch zulaufende Seitenwände und
eine obere Wand gebildet ist. Temperaturgesteuerte Gase, die in
jeden Kanal 62 eintreten, treten durch Öffnungen 72 in die
jeweiligen Ofenhohlräume
aus, um das in diesem Hohlräumen
enthaltene Lebensmittelprodukt zu erhitzen. Außerdem, wie gezeigt ist, tritt
ein Teil der in jeden Kanal 62 eintretenden Luft auch durch
die Öffnung 70 aus
und strömt
jeweils in die Regalbodenhohlräume 18a der
Regalböden 20, 22 und 24.
Mit anderen Worten, jeder konisch zulaufende Kanal speist einen
separaten Regalboden 20, 22, 24 und liefert
ferner temperaturgesteuerte Luft durch Löcher 72 über jedem Regalboden 20, 22, 24.
Folglich, wie vorstehend beschrieben, wird eine Konvektions-Hitzeübertragung mit
Hilfe der vorliegenden Ofenkonstruktion über Durchgangslöcher in
der Seitenwand des Ofenhohlraums über jedem Regalboden und außerdem durch die
Regalböden
selbst durch die Luftschlitze erreicht, die an dem oberen Bereich
von jedem Regalboden angeordnet sind. Bei einer alternativen Anordnung muss
der Ofen keine Löcher 72 haben,
und daher strömt
das gesamte erhitzte Gas von den Kanälen 62 in den mit
dem Kanal in Beziehung stehenden Regalboden.
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Unter
Bezugnahme auf 4-7 sind Luftrückführöffnungen 90 in
der Seitenwand 19 in jedem Kochraum 18a für die Rückführung von
Gas von jedem Kochraum zu den Gebläsen 60 vorgesehen. Durch
Vorsehen von Luftrückführanschlüssen in
jedem Hohlraum 18a kann jeder Hohlraum als ein unabhängiger Konvektionsofen
funktionieren, wodurch das Kochen verschiedener Lebensmittel bei
unterschiedlichen Temperaturen und mit verschiedenen Zyklen ermöglicht wird.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung (13A–13C und 14)
können
die Luftrückführöffnungen 90 durch eine
Filterbaugruppe 300 überdeckt
sein, die an der Seitenwand 19 durch einen Träger 302 oder
eine andere bekannte Einrichtung montiert ist, um zu verhindern,
dass Lebensmittelpartikel, Fett und andere Materialien durch die
Rückführöffnungen
aus dem Kochraum entweichen. Eine bevorzugte Filterbaugruppe 300 ist
in 13A–C
und 14 gezeigt und weist einen Filterrahmen 304 auf,
der eine perforierte Metallplatte 306 hält, die ziehharmonikaförmig gefaltet ist,
wodurch ein größeres Oberflächengebiet
zur Verfügung
gestellt wird, über
welches die Rückführluft strömt, bevor
sie durch die Rückführöffnungen
aus der Kochkammer austritt.
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Die
Temperatur der zirkulierten Luft oder Gas kann durch irgendeine
bekannte Einrichtung gesteuert werden. Eine geeignete Einrichtung
zum Erhitzen und Steuern der Temperatur der Luft sind die allgemein
bekannten elektrischen Heizstäbe 80 (d.h.
Calrod) (7) oder "Gasbrenner" (nicht gezeigt). Heizstäbe 80 können in
irgendeiner geeigneten Position angeordnet sein. In dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
sind Heizstäbe
in dem Luftrückführpfad für den Ofen
angeordnet, wie in 7 gezeigt. 7 zeigt
lediglich einen Heizstab, der zwischen dem oberen und dem mittleren
Kanal 62 in dem Gebiet zwischen der Seitenwand des äußeren Schranks
und der Seitenwand 19 des Hohlraums angeordnet ist. Vorzugsweise
ist ein Heizelement über
jedem Kanal 62 durch die Öffnungen 82 angeordnet,
wie in 7 gezeigt.
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Bezüglich der
Konstruktion des konisch zulaufenden Kanals kann der Kanal 62 eine
konstante Konizität
vom proximalen Ende 162 zum systalen Ende 168 haben,
wie in 3–5 und 7 gezeigt,
oder er kann mehrere Konizitätsgrade
haben, wie durch die gestrichelten Linien in 11 dargestellt.
Wie in 11 gezeigt und durch die quer
gestrichelten Linien bezeichnet, kann der Kanal 62 eine doppelt
konisch zulaufende Konfiguration haben, hinsichtlich derer herausgefunden
wurde, dass dadurch eine gleichmäßigere Luftströmung von
den Löchern entlang
der Länge
des Kanals erreicht wird. Insbesondere hat der Kanal 62 mit
der doppelt konisch zulaufenden Konfiguration einen ersten horizontalen, konisch
zulaufenden Bereich 160 benachbart dem proximalen Ende 162 und
der Einlassöffnung 164 (d.h.
die Öffnung,
an der Luft von dem Gebläse
in den Kanal eintritt), und einen zweiten horizontalen, konisch
zulaufenden Bereich 166 benachbart dem distalen Ende 168.
Wie gezeigt, hat der erste horizontale, konisch zulaufende Bereich 160 einen
größeren Konizitätswinkel
als der zweite horizontale, konisch zulaufende Bereich 166,
der eine geringere Neigung hat. Vorzugsweise erstreckt sich der
erste horizontale, konisch zulaufende Bereich 160 über etwa
ein Viertel bis zur Hälfte
der Länge
des Kanals. Das Ausmaß der
Konizität
von dem ersten und dem zweiten horizontalen, konisch zulaufenden
Bereich kann variieren. Vorzugsweise hat der erste horizontale,
konisch zulaufende Bereich eine Konizität von 2,54 cm für jeweils
2,54 bis 7,62 cm Länge,
und der zweite horizontale, konisch zulaufende Bereich hat eine
Konizität
von 2,54 cm für
jeweils 17,78 cm bis 40,64 cm Länge.
Durch Vorsehen einer doppelten Konizität hat sich herausgestellt,
dass die Luft entlang der Länge des
Kanals vom proximalen Ende 162 zum distalen Ende 168 gleichmäßiger verteilt
wird. In einem am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kanals 62,
wie in 12 gezeigt, hat der Kanal nicht
nur die doppelte Konizität
horizontal entlang seiner Länge,
wie vorstehend beschrieben, sondern weist außerdem einen in vertikaler
Richtung konisch zulaufenden Bereich 170 benachbart dem
proximalen Ende 162 auf, um die Luftströmung im Kanal und außerdem die
Verteilung der erhitzten Luft in der Ofenkammer entlang der Länge des
Kanals weiter zu verbessern.
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Nachdem
die temperaturgesteuerte Luft in den Ofenraum 18a durch
die vorstehend beschriebenen Löcher 72 (optional)
und Regalböden
eingetreten ist, wird Luft durch Rückführöffnungen 90 in der Seitenwand 19 des
Ofenraums (d.h. die Wand des Hohlraums benachbart zu jedem Kanal 62)
zurück zum
Gebläsegehäuse geführt (siehe 2–5). Die
Luft, die durch die Öffnungen 90 zurückgeführt wird,
wird durch das Heizelement 80 erhitzt, bevor sie in das
Gebläsegehäuse eintritt,
wo die erhitzte Luft durch die Kanäle 62 in den Ofenraum
zurück
zirkuliert wird.
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Optional
kann ein elektrisches Heizelement 101 (z.B. Calrod-Heizelemente)
auch benachbart der Oberseite des Ofenraums angeordnet sein, um
so eine Einrichtung zum Kochen von Lebensmittelprodukten bereitzustellen,
die auf dem oberen Regalboden angeordnet sind (siehe 1, 2 und 6).
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Der
vorliegende Ofen stellt ferner Einrichtungen zum Erhitzen von Lebensmittelprodukten
mit Hilfe von Mikrowellenenergie zur Verfügung. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das in 2 und 3 gezeigt
ist, werden Mikrowellen in den Ofenraum durch Mikrowellenöffnungen 200 eingebracht, die
in der Seitenwand 21 des Ofenraums gebildet sind. Die Seitenwand 21 ist
gegenüberliegend
der Seitenwand 19 des Ofenraums angeordnet. Wie in dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
gezeigt, gibt es drei Reihen von Öffnungen 200, die
jeweils durch eine separate Magnetron-Baugruppe 210 gespeist werden.
Der Typ (d.h. Leistung) des verwendeten Magnetrons ist eine Frage
der Auswahl und basiert auf allgemein bekannten Auswahlfaktoren.
Die Verwendung von 2450 MHz Magnetrons hat sich in dem in 16–18 gezeigten
Ausführungsbeispiel
als geeignet gezeigt.
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In
dem in 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
leitet jedes Magnetron 210 Mikrowellen in und durch eine
Leitung 212, die mit der bestimmten Magnetron-Baugruppe
in Beziehung steht, durch die Öffnungen 200 und
in den Ofenraum. Die Öffnungen 200 und
die Leitungsstruktur 212 sind so ausgestaltet, dass eine
gleichmäßigere Ausgabe
von Mikrowellen in den Ofenraum erreicht wird. Eine bevorzugte Konfiguration
für die Öffnungen 200 ist
in den Figuren gezeigt. Andere Konfigurationen können ebenso bestimmt werden
und variieren entsprechend der Konstruktion und den Abmessungen
des Kochraums. Wie in den Figuren gezeigt, hat jeder Hohlraum 18a seine
eigene unabhängige
Mikrowellenquelle (d.h. Magnetron-Baugruppen). Daher kann das Erhitzen
von Lebensmittelprodukten, die sich in den verschiedenen Hohlräumen befinden,
mit verschiedenen Geschwindigkeiten und mit verschiedenen Zyklen
erreicht werden, indem jedes Magnetron separat gesteuert wird. Eine
schematische Darstellung der Heizsteuerungen für das Ausführungsbeispiel aus 1–5 ist
in 15 gezeigt.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung, das in 16–20 gezeigt
ist (Konstruktion mit zwei Hohlräumen)
wird Mikrowellenenergie von den Magnetrons 410 in jeden
Ofenraum 18a durch ein Paar Wellenleiter 400, 402 (d.h.
Leitungen) geführt,
die über
jedem Hohlraum angeordnet sind. Daher hat jeder Hohlraum 18a seine
eigene unabhängige
Mikrowellenquelle. Jeder Wellenleiter hat eine Vielzahl von Öffnungen 404,
vorzugsweise Schlitze, durch die die Mikrowellen in den Kochraum eintreten.
Die Schlitze 404 sind beabstandet, um eine im Wesentlichen
gleichförmige
Mikrowellenverteilung entlang der Länge des Wellenleiters zu erreichen. Insbesondere
sind die Schlitze etwa mit einem Vielfachen der berechneten Minima
und Maxima für
die durch die Mikrowellen-Quelle erzeugten Mikrowellen beabstandet,
d.h. Magnetron. Die Minima und Maxima für einen bestimmten Wellenleiter
und ein bestimmtes Magnetron werden durch bekannte Maßnahmen
berechnet. Minima und Maxima der Mikrowellen können für verschiedene Wellenleiter-Konstruktionen
und Mikrowellen-Frequenzen
auf einfache Weise unter Bezugnahme auf Tabellen bestimmt werden,
die von den Magnetron-Herstellern veröffentlicht werden, wie zum
Beispiel Continental Microwave & Tool
Co., Inc, Hampton, New Hampshire. Wie gezeigt, sind die Schlitze 404 vorzugsweise
mit Winkeln bezüglich
der Länge
der Wellenleiter angeordnet, die bezüglich jedes Hohlraums allgemein
von hinten nach vorne verlaufen. Außerdem, wie in 17–18 gezeigt,
sind vorzugsweise Gebläsebaugruppen 500 vorgesehen,
um die Magnetrons 410 während
des Betriebs zu kühlen.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung sind hin- und herbewegbare, reflektierende Rührmittel 600 über den
Heizelementen an der Oberseite der Heizkammer 18 vorgesehen,
um Hitze von dem Heizelemente in Richtung auf den darunter liegenden
Regalboden zu reflektieren. Vorzugsweise sind die Rührmittel
aus einem Material hergestellt, das auch für Mikrowellen reflektierend
ist, so dass eine verbesserte Vermischung von Mikrowellen erreicht
wird, wodurch die Gleichmäßigkeit
des Kochens verbessert wird. Ein geeignetes Rührmittel-Material ist Edelstahl.
Wie gezeigt ist, das reflektierende Rührmittel 600 mit einem
Lager 602 funktional verbunden, das durch eine Verbindung 604 bewegt
wird, die wiederum mit einer Antriebsverbindung 606 verbunden
ist, die von einem Motor 608 angetrieben wird.
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Bezüglich des
in 16–20 gezeigten Ausführungsbeispiels
der Erfindung wird angemerkt, dass die Kammer 18 zwei Kochräume 18a hat
und dass zwei Türen 700 verwendet
werden, um den Ofen abzudichten. Ein weiteres Merkmal von einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung bewirkt das Ausstoßen von einem Teil der temperaturgesteuerten Kochluft
aus dem Gebläsegehäuse. Unter
Bezugnahme auf 17–19 ist
eine Auslassöffnung 702 in
dem Gebläsegehäuse 64 gezeigt,
durch die ein Teil des temperaturgesteuerten Gases aus dem Ofen über einen
Schornstein (oder eine Leitung) 704 ausgestoßen wird.
Das Ausstoßen
von Luft aus dem System bewirkt, dass Umgebungsluft durch die Einlassöffnung 706 eingesaugt
wird, die sich an der Rückseite
des Ofens befindet. Umgebungsluft wird dann in eine Trennkammer 708 gesaugt,
die sich zwischen dem oberen und dem unteren Hohlraum 18a befindet.
Luft von der Trennkammer 708 wird dann durch Öffnungen 710 sowohl
in die obere wie auch in die untere Gebläsebaugruppe 60 gesaugt,
die mit der Trennkammer in Fluid-Verbindung stehen. Die Auslassluftströmung und
die "erneuerte" Umgebungsluftströmung in
das System sind in 19 und 20 durch
die Pfeile dargestellt. Die Lage der Trennkammer zwischen den Kochräumen in
dem Ofen ist besonders bevorzugt, da die Hitze von den Kochräumen die
Luft in der Trennkammer erhitzt, um so als ein Wärmetauscher zum Vorheizen der
Umgebungsluft zu dienen.
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1 und 16 zeigen
allgemein die Steuerkonsole (oder Steuerung) 450 für die hier
beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Vorzugsweise hat die Steuerung 450 die Fähigkeit,
die Mikrowellen-Heizleistung und die Kochzykluszeiten zu steuern
und ist außerdem
ausgestaltet, für
bestimmte Lebensmittel-Kochanwendungen programmiert zu werden. Es ist
auf ähnliche
Weise auch bevorzugt, dass die Steuerung 450 die Konvektions-Hitzeübertragungsaspekte
der Erfindung (z.B. Gebläse 60 und
Heizelemente) sowie die reflektierenden Rührmittel steuert, die vorstehend
beschrieben wurden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend dargestellten
Beispiele beschrieben, da offensichtlich ist, dass ein Fachmann
in der Lage ist, Ersetzungen und Äquivalente anzuwenden, ohne vom
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.