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Dokumentenidentifikation DE60033022T2 30.08.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001172022
Titel KONVEKTIONS- UND MIKROWELLENOFEN MIT MEHREREN EINSCHÜBEN
Anmelder Enersyst Development Center, L.L.C., Dallas, Tex., US
Erfinder DOBIE, J., Michael, Double Oak, TX 75067, US;
NORRIS, Robert, John, Plano, TX 75075, US;
COOPER, S., Neal, North Richland Hills, TX 76180, US;
BACIGALUPE, Carlos, Carrollton, TX 75007, US;
FOREMAN, W., Robert, Euless, TX 76039, US
Vertreter Uexküll & Stolberg, 22607 Hamburg
DE-Aktenzeichen 60033022
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.04.2000
EP-Aktenzeichen 009261744
WO-Anmeldetag 19.04.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/US00/10624
WO-Veröffentlichungsnummer 2000064219
WO-Veröffentlichungsdatum 26.10.2000
EP-Offenlegungsdatum 16.01.2002
EP date of grant 17.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.08.2007
IPC-Hauptklasse H05B 6/80(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ofen mit mehreren Regalböden und mehreren Heizeinrichtungen, einschließlich Konvektions-, Mikrowellen- und Strahlungs- Lebensmittel-Heizeinrichtungen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

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.

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.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt ein neuartiges thermisches Lebensmittel-Behandlungssystem zur Verfügung, das mehrere Heizeinrichtungen in einem einzelnen System kombiniert.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Vorderansicht des Ofens (Konfiguration mit drei Hohlräumen);

2 ist eine Vorderansicht der inneren Kochkammer des Ofens (Konfiguration mit drei Hohlräumen);

3 ist eine perspektivische Vorderansicht der inneren Kochkammer sowie von Bereichen des Konvektions-Hitzeübertragungssystems und des Mikrowellen-Hitzeübertragungssystems des Ofens (Konfiguration mit drei Hohlräumen);

4 ist eine perspektivische Vorderansicht der inneren Kochkammer sowie von Bereichen des Konvektions-Hitzeübertragungssystems und des Mikrowellen-Hitzeübertragungssystems des Ofens (Konfiguration mit drei Hohlräumen);

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;

6 ist eine Ansicht der inneren Kochkammer, in der das elektrische Heizelement in der Kochkammer dargestellt ist;

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);

8 ist eine perspektivische Ansicht von dem Lebensmittel-Regalboden, der als ein Leiter dient, durch den temperaturgesteuerte Luft in die Kochkammer des Ofens strömt;

9A ist eine perspektivische Ansicht von einem alternativen Ausführungsbeispiel des Regalbodens;

9B ist eine Querschnittsansicht des alternativen Ausführungsbeispiels der in 9A dargestellten Regalbodens;

10 ist eine perspektivische Ansicht von einem Produkthaltegestell;

11 ist eine perspektivische Ansicht von einem Ausführungsbeispiel von einem Luftzuführkanal für das Konvektions-Hitzeübertragungssystem des Ofens;

12 ist eine perspektivische Ansicht von einem bevorzugten alternativen Ausführungsbeispiel von einem Luftzuführkanal für das Konvektions-Hitzeübertragungssystem des Ofens;

13A ist eine Vorderansicht einer Filterbaugruppe zum Filtern von Luft, die aus der Kochkammer austritt;

13B ist eine Seitenansicht der Filterbaugruppe aus 13A;

13C ist eine perspektivische Darstellung der ziehharmonikaförmig gefalteten Filterplatte der Filterbaugruppe aus 13A;

14 ist eine Seitenansicht von einem Träger zum Halten der Filterbaugruppe aus 13A an der Seitenwand der inneren Kochkammer des Ofens;

15 ist eine schematische Darstellung von einem Steuersystem für den Ofen der vorliegenden Erfindung (Konfiguration mit drei Hohlräumen);

16 ist eine perspektivische Ansicht des Ofens in einer Konfiguration mit zwei Hohlräumen;

17 ist eine perspektivische Teilansicht der inneren Kochkammer und des Mikrowellen-Heizsystems für den Ofen (Konfiguration mit zwei Hohlräumen);

18 ist eine perspektivische Ansicht des Mikrowellen-Heizsystems für den Ofen (Konfiguration mit zwei Hohlräumen);

19 ist eine perspektivische Teilansicht der Kochkammer und der Ofen-Konfiguration mit teilweisem Ausstoß von temperaturgesteuerter Luftströmung;

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

21 ist eine perspektivische Ansicht von dem reflektierenden Rührmittel der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die nachfolgende Beschreibung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die hier beigefügten Zeichnungen. Die Zeichnungen wurden aufeinander folgend mit 123 bezeichnet.

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 24, 1617 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 1617 sowie 19 (Ofen mit zwei Hohlräumen) dargestellt, beinhaltet die Kammer 18 eine Vielzahl von Kochräumen 18a.

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.

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.

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.

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.

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.

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 4gezeigt, 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.

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 (13A13C 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.

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.

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 35 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.

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 25). 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.

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).

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 1618 gezeigten Ausführungsbeispiel als geeignet gezeigt.

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 15 ist in 15 gezeigt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in 1620 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 1718 gezeigt, sind vorzugsweise Gebläsebaugruppen 500 vorgesehen, um die Magnetrons 410 während des Betriebs zu kühlen.

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.

Bezüglich des in 1620 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 1719 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.

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.

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.


Anspruch[de]
Ofen (10) mit:

einer Kochkammer(18);

einem Gebläse (60);

einem ersten Regalboden, der sich in der Kochkammer befindet, wobei der erste Regalboden eine Einlassöffnung und einen Hohlraum (41) in Fluid-Verbindung die mit dem Gebläse aufweist, und der Regalboden zumindest eine Öffnung (42, 44) in Fluid-Verbindung mit der Kochkammer (18) aufweist, durch die temperaturgesteuerte Gase in die Kochkammer (18) strömen können; und zumindest einer Luftrückführöffnung in der Kammer (18) in Fluid-Verbindung mit dem Gebläse (60), um die temperaturgesteuerten Gase zum Gebläse zurückzuführen.
Ofen (10) nach Anspruch 1, außerdem mit einer Mikrowellen-Heizquelle (210; 410) zum Erhitzen von Lebensmittelprodukten in der Kochkammer (18). Ofen (10) nach Anspruch 1, außerdem mit einer Mikrowellen-Quelle und einem Wellenleiter, durch den die Mikrowellen geleitet werden, wobei der Wellenleiter eine Vielzahl von Öffnungen hat, durch die die Mikrowellen in die Kochkammer (18) eintreten können. Ofen (10) nach Anspruch 3, wobei die Mikrowellen, die in dem Wellenleiter geleitet werden, eine Wellenlänge sowie vorbestimmte Minima und Maxima haben, wobei die Öffnungen in dem Wellenleiter angeordnet sind, um im Wesentlichen mit diesen Minima oder Maxima übereinzustimmen. Ofen (10) nach Anspruch 1, außerdem mit einem Heizelement in der Kammer (18). Ofen (10) nach Anspruch 5, außerdem mit einem bewegbaren Rührmittel (600), das über dem Heizelement angeordnet ist, wobei das Rührmittel ausgestaltet ist, um Hitze von dem Heizelement in Richtung auf den ersten Regalboden zu reflektieren. Ofen (10) nach Anspruch 6, bei dem das Rührmittel aus einem Mikrowellen reflektierenden Material hergestellt ist. Ofen (10) nach Anspruch 1, bei dem der erste Regalboden eine obere Fläche und eine Vielzahl von Luftschlitzen (50) aufweist, die von der oberen Fläche vorstehen, um ein Lebensmittelbehältnis über der oberen Fläche abstützend zu halten. Ofen (10) nach Anspruch 8, bei dem die zumindest eine Öffnung in dem ersten Regalboden konfiguriert ist, um die temperaturgesteuerten Gase in einer Richtung auszustoßen, die im Wesentlichen parallel zur oberen Fläche des Regalbodens verläuft. Ofen (10) nach Anspruch 1, bei dem die Kochkammer (18) einen ersten Kochraum, indem sich der erste Regalboden befindet, und einen zweiten Kochraum aufweist, in der sich ein zweiter Regalboden befindet, wobei der zweite Regalboden eine Einlassöffnung und einen Hohlraum in Fluid-Verbindung mit einem Gebläse (60) sowie zumindest eine Öffnung in Fluid-Verbindung mit dem zweiten Kochraum aufweist. Ofen (10) nach Anspruch 10, außerdem mit einer ersten Mikrowellen-Heizquelle zum Erhitzen von Lebensmittelprodukten in dem ersten Kochraum und einer zweiten Mikrowellen-Heizquelle zum Erhitzen von Lebensmittelprodukten in dem zweiten Kochraum. Ofen (10) nach Anspruch 10, außerdem mit:

einer ersten Mikrowellen-Quelle und einem ersten Wellenleiter, durch den die Mikrowellen geleitet werden, wobei der erste Wellenleiter eine Vielzahl von Öffnungen hat, durch die die Mikrowellen in den ersten Kochraum eintreten können; und

einer zweiten Mikrowellen-Quelle und einem zweiten Wellenleiter, durch den die Mikrowellen geleitet werden, wobei der zweite Wellenleiter eine Vielzahl von Öffnungen hat, durch die die Mikrowellen in den zweiten Kochraum eintreten können.
Ofen (10) nach Anspruch 12, außerdem mit:

einer dritten Mikrowellen-Quelle und einem dritten Wellenleiter, durch den die Mikrowellen geleitet werden, wobei der dritte Wellenleiter eine Vielzahl von Öffnungen hat, durch die die Mikrowellen in den ersten Kochraum eintreten können; und

einer vierten Mikrowellen-Quelle und einem vierten Wellenleiter, durch den die Mikrowellen geleitet werden, wobei der vierte Wellenleiter eine Vielzahl von Öffnungen hat, durch die die Mikrowellen in den zweiten Kochraum eintreten können.
Ofen (10) nach Anspruch 12, wobei

die Mikrowellen, die in dem ersten Wellenleiter geleitet werden, eine Wellenlänge sowie vorbestimmte Minima und Maxima haben, wobei die Öffnungen in dem ersten Wellenleiter angeordnet sind, um im Wesentlichen mit diesen Minima und Maxima übereinzustimmen; und

die Mikrowellen, die in dem zweiten Wellenleiter geleitet werden, eine Wellenlänge sowie vorbestimmte Minima und Maxima haben, wobei die Öffnungen in dem zweiten Wellenleiter angeordnet sind, um im Wesentlichen mit diesen Minima und Maxima übereinzustimmen; und
Ofen (10) nach Anspruch 13, bei dem:

die Mikrowellen, die in dem ersten Wellenleiter geleitet werden, eine Wellenlänge sowie vorbestimmte Minima und Maxima haben, wobei die Öffnungen in dem ersten Wellenleiter angeordnet sind, um im Wesentlichen mit diesen Minima und Maxima übereinzustimmen;

die Mikrowellen, die in dem zweiten Wellenleiter geleitet werden, eine Wellenlänge sowie vorbestimmte Minima und Maxima haben, wobei die Öffnungen in dem zweiten Wellenleiter angeordnet sind, um im Wesentlichen mit diesen Minima und Maxima übereinzustimmen;

die Mikrowellen, die in dem dritten Wellenleiter geleitet werden, eine Wellenlänge sowie vorbestimmte Minima und Maxima haben, wobei die Öffnungen in dem dritten Wellenleiter angeordnet sind, um im Wesentlichen mit diesen Minima und Maxima übereinzustimmen; und

die Mikrowellen, die in dem vierten Wellenleiter geleitet werden, eine Wellenlänge sowie vorbestimmte Minima und Maxima haben, wobei die Öffnungen in dem vierten Wellenleiter angeordnet sind, um im Wesentlichen mit diesen Minima und Maxima übereinzustimmen.
Ofen (10) nach Anspruch 10, außerdem mit zumindest einer Luftrückführöffnung in dem ersten Kochraum in Fluid-Verbindung mit einem Gebläse, um die temperaturgesteuerten Gase zu dem Gebläse zurückzuführen, und zumindest einer Luftrückführöffnung in dem zweiten Hohlraum in Fluid-Verbindung mit einem Gebläse, um die temperaturgesteuerten Gase zu dem Gebläse zurückzuführen. Ofen (10) nach Anspruch 1, bei dem das Gebläse ein Gebläsegehäuse mit einer Auslassöffnung hat, durch die ein Teil der temperaturgesteuerten Luft aus dem Gebläsegehäuse ausgestoßen wird, wobei der Ofen außerdem eine Umgebungsluft-Einlassöffnung in Fluid-Verbindung mit einer zweiten Kammer hat, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Kochraum befindet, wobei diese zweite Kammer mit dem Gebläse in Fluid-Verbindung steht, wobei das Gebläse Luft aus dieser zweiten Kammer ansaugt. Thermische Behandlungsvorrichtung, mit:

einer thermischen Behandlungskammer;

einem Gebläse in Fluid-Verbindung mit dieser Kammer, um temperaturgesteuerten Luft in dieser Kammer zu zirkulieren;

einem Regalboden, der sich in der Kammer befindet, wobei der Regalboden aufweist:

einen oberen Bereich mit einer nach oben zeigenden oberen Fläche, wobei der obere Bereich eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, durch die durch das Gebläse zirkulierte Luft strömen kann; und

einen Hohlraum unter dem oberen Bereich, durch den durch das Gebläse zirkulierte Luft strömen kann.
Thermische Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 18, außerdem mit einer Mikrowellen-Heizquelle zum Erhitzen von Lebensmittelprodukten in dieser Kammer. Thermische Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 18, außerdem mit einer Mikrowellen-Quelle und einem Wellenleiter, durch den die Mikrowellen geleitet werden, wobei der Wellenleiter eine Vielzahl von Öffnungen hat, durch die die Mikrowellen in die Kochkammer eintreten können. Thermische Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 20, bei der die in dem Wellenleiter geleiteten Mikrowellen eine Wellenlänge sowie vorbestimmte Minima und Maxima haben, wobei die Öffnung in dem Wellenleiter angeordnet sind, um im Wesentlichen mit diesen Minima und Maxima übereinzustimmen. Thermische Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Öffnungen die Form von Luftschlitzen (50) haben, die von der oberen Fläche vorstehen, um ein Lebensmittelbehältnis abstützend zu halten.






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