用于数量可变的成批烹饪的自动焙烤装置的制作方法

专利名称：用于数量可变的成批烹饪的自动焙烤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于数量可变的成批烹饪的自动焙烤装置。本发明所述的自动焙 烤装置特别用在快速服务和快餐服务的餐店中。更具体地说，本发明涉及用于焙烤成批的 各种食品的灵活的自动焙烤装置，这种焙烤是通过利用位于被焙烤食品的下方的辐射燃烧 器，并通过改变从被焙烤食品的上方的热源中辐射出来的红外能量来实现的。
背景技术：
在快餐行业中，各种食品的传送带式的链式烹饪是公知的。典型地，传送带式的链 式烹饪装置包括放置在加热元件附近并连续移动的传送带式的烹饪表面。这种传送带式的 链式烹饪装置可连续依次烹饪食物，例如牛肉饼，由此适应快餐店的高需求时段。传送带式 的烹饪装置还通过统一地烹饪类似的食品而不必不断地关注该烹饪，从而提高了厨房操作 的效率。然而，这种传送带式的链式烹饪装置具有显著的缺点，例如无法快速而有效地改 变烹饪模式(cooking profile)，以使该装置能统一地烹饪一种独特的食品或是一批独特 食品，然后接着统一地烹饪不同的产品或一批产品。例如，传送带式的链式烹饪装置不能 快速而有效地改变来自热源的热输出，以适当地烹饪不同类型的肉类或具有不同尺寸的产
ΡΠ O美国专利No. 4，924，767教授了一种传送带式的链式烹饪装置，该装置具有可变 的负载、低热质量的加热元件，以适应不同的食品。这些加热元件可快速冷却该冷却区域， 以防止焙烤后续被烹饪的食品。然而不利的是，浪费了热能。作为传送带的移动及可变负 载的结果，这些加热元件并不是连续且一致性地直接将热量辐射到食品上。由于缺少封闭 式的烹饪区域，进一步浪费了热能。此外，仅公开了电加热元件，因此并未解决这样的问题， 即提供可变烹饪负载以适应利用燃烧器或火焰焙烤的不同食品。典型的传送带式的烹饪装置遇到了额外的问题。例如，尽管这种装置可连续依次 烹饪食品，但是厨房操作的效率并不是最大化的，并不利于成批的负载。相反，操作者必须 将独特的产品插入到传送带式的烹饪表面的入口端。此外，传送带式的烹饪表面和相关传 动系统元件的持续移动使得该装置难于清洁，难于维护且维护成本较为昂贵(该维护成本 是根据零件、劳动力及维修停工期来考虑的)，而且更易破损。再者，这些装置典型地并不包 括全封闭式的烹饪腔室，因此易于进入碎屑并损失热效率。典型的传统控制系统还存在其它问题。这些诸如自动调温器的公知的控制系统控 制烹饪装置中的温度调节。传统的控制器依赖反馈回路系统，但它特别在烹饪过程中会造 成问题，包括不准确的烹饪温度和温度梯度。因此，被烹饪的产品会烹饪不足或过度烹饪， 由此降低成品的质量。另外，典型烹饪装置不能在不同加热阶段之间进行区分，例如从冷状 态预热、从热状态预热、烹饪或待机阶段。另外，典型的烹饪装置不能在这些阶段操作时或 者在这些阶段之间过渡时使得该装置的效率最大化。与例如美国专利No. 4，924，767所示的传送带式烹饪装置相关的控制装置还存在其它问题。在该专利中，烹饪装置只通过自动调温器来控制，而这会造成多种问题，包括会 导致成品质量差的不准确的烹饪温度以及温度梯度。该装置的传送带式的性质及其在商业 环境中的应用使这些问题更严重。此外，所披露的控制器是不能编程的，也不能执行系统检 查或检测系统故障，不能跟踪统计数据，并且不能提供声音或可视系统的状态指示。正如本领域技术人员将容易了解到的那样，在焙烤和烘烤之间是有区别的。焙烤典型地需要约500 °F或者更高的温度。此外，焙烤包括最初的烧灼作用，以锁住汁液和香 味。结果，所烹饪的产品除了具有诱人的棕色外表以外，还更多汁，且更可口。另一方面，烘 烤典型地需要约450 °F或较低的烹饪温度。烘烤包括不经过最初的具有烧灼作用的烹饪， 并会导致产品发干，没有味道，且不具有吸引人的外表及颜色。与烘烤相比，焙烤肉类的需要性混合许多前述的利用常规传送带式的链式烹饪装 置的问题。例如，这些装置已不能快速和有效地改变来自热源的热输出，以适当地焙烤在第 一示例中的肉类产品，而后焙烤在第二示例中的鸡胸。当依次烹饪成批肉类产品时，同样存 在灵活性的问题，当一批独特的产品与下一批独特的产品在大小上有所不同，例如一批较 大的牛肉饼与一批较小的牛肉饼。此外，当特别需要火焰焙烤时，改变依次成批食品之间的 加热强度会导致低效率的操作，并损失热效率。因此，已经发现，所需要的是提供一种自动卸货的焙烤装置，这种焙烤装置能够根 据食品的类型以及待焙烤的批量的大小，来改变辐射到食品上的红外能量，同时又能避免 现有技术中的上述问题。

发明内容
前文表明需要一种焙烤装置以及这种焙烤装置的使用方法，为了快速而有效地适 应菜单中的不同批的食品，该焙烤装置具有可变的红外强度，且食品易于装载及卸下。这种 焙烤装置及方法还必须易于使用，并具有考虑结合到快餐店中使用的相关成本。因此，本发明的一个目的是，提供一种用于成批焙烤的卸货焙烤装置，以及它的使 用方法，这种方法避免了现有技术中的前述缺陷。本发明的另一个目的是，提供一种焙烤装置，该焙烤装置包括传送带式的烹饪表 面、下部热源、脉动上部热源、以及控制系统，该控制系统用于改变从上部热源辐射出的红 外能量的强度，该控制系统还控制烹饪时间，并根据预定的烹饪模式，适当地驱动传送带式 的烹饪表面。本发明的又一个目的是，提供一种将控制单元与用于预选食品的预定烹饪模式相 结合的焙烤装置，使得使用者可选择用于所需食品的正确模式。本发明的又一个目的是，提供一种结合有控制单元的焙烤装置，以便独立地启动 上部和下部加热元件，并根据焙烤装置的状态允许或阻止食品引入焙烤装置。本发明的又一个目的是，提供一种焙烤装置，该焙烤装置结合控制单元来快速自 动地调整红外辐射元件的烹饪温度、时间、和周期，从而对于特定的食品类型建立特定的烹 饪模式。本发明的另一个目的是，提供一种包括控制单元的焙烤装置，该控制单元提供输 出信号以指示当前烹饪模式。本发明的又一个目的是，提供一种包括控制单元的焙烤装置，该控制单元提供输出信号以指示焙烤装置的状态。本发明的又一个目的是，提供一种包括控制单元的焙烤装置，该控制单元能存储和显示表征焙烤装置性能和操作状态的统计数据。本发明的又一个目的是，提供一种包括控制单元的焙烤装置，该控制单元检测多 种焙烤装置功能故障，并提供诊断和校正这些故障的能力。本发明的又一个目的是，提供一种灵活的自动卸货焙烤装置，该焙烤装置结合控 制单元来快速自动地调整红外辐射元件的烹饪温度、时间、和周期，从而对于特定的食品类 型建立特定的烹饪模式。本发明的又一个目的是，提供一种焙烤装置，该焙烤装置包括提高操作效率和热 效率的外壳。本发明的再一个目的是，提供一种焙烤装置，该焙烤装置还包括开口、第二开口、 自动门/装载器组件，并进一步提供了卸货滑动装置，该开口位于前部面板上，用于装载成 批的食品；该第二开口位于侧部面板上，用于卸下成批焙烤好的食品；该自动门/装载器组 件用于维持热边界，并确保成批的食品在传送带式的烹饪表面上的适当放置，该卸货滑动 装置用于将成批焙烤好的食品传送到托盘中。本发明的再一个目的是，提供一种用于烹饪的方法，该方法包括如下步骤，即将一 批食品装载到传送带式的烹饪表面上，烹饪这些食品而不移动传送带式的烹饪表面，并且 一旦完成烹饪处理，就驱动该传送带式的烹饪表面，以便卸下所述食品。本发明的再一个目的是，提供一种用于烹饪的方法，该方法包括如下步骤，即将一 批食品装载到传送带式的烹饪表面上，在烹饪的过程中往复运动该传送带式的烹饪表面， 以使食品的烹饪均勻性最佳化，并且一旦完成烹饪处理，就驱动传送带式的烹饪表面，以卸 下这些食品。本发明的再一个目的是，提供一种用于烹饪的方法，该方法包括如下步骤，即将一 批食品装载到传送带式的烹饪表面上，横向调整该传送带式的烹饪表面，以使食品的烹饪 位置最佳化，烹饪这些食品而不移动传送带式的烹饪表面，并且一旦完成烹饪处理，就驱动 传送带式的烹饪表面，以卸下这些食品。本发明的又一目的是，提供一种用于烹饪的方法，该方法包括如下步骤，即在自动 控制装置中存储可选择的烹饪模式，选择烹饪模式，将一批食品装载到传送带式的烹饪表 面上，利用位于传送带式的烹饪表面的下方的下部热源加热这批食品，利用位于传送带式 的烹饪表面上方的可调控的脉动上部热源来加热这些食品，根据所选的烹饪模式，利用该 自动控制装置来控制上部和下部热源的热输出；并根据所选的烹饪模式，将这批食品从传 送带式的烹饪表面卸下。本发明的多个其它目的、优点及特征将通过随后的详细说明而变得明显，新颖性 将特别在所附权利要求中加以指出。


如下详细说明以示例的方式给出，但并不意欲将本发明完全限定在所述特定的实 施方式中，该说明结合附图，可更好地被理解，在该附图中图1根据对本发明的讲授，示出了本发明的自动焙烤装置的优选实施例的正面立体视图，该图具体示出了该焙烤装置的多个外部元件；图2是图1所示自动焙烤装置的正面立体视图，该自动焙烤装置具有卸货滑动装
置罩；图3是图1所示的自动焙烤装置的立体图，其中具体示出了该焙烤装置的多个内 部元件，并示出了处于分解状态的传送带组件；图4是图1所示的自动焙烤装置的立体图，该自动焙烤装置具有处于分解状态的 装载组件、火焰消除装置以及卸货槽；图5是图1所示的自动焙烤装置的立体图，并具体示出了处于分解状态的装载组 件；
图6是图1所示的自动焙烤装置的左视图，并具体示出了处于闭合状态下的门/ 装载器组件，以及卸货/收集组件；图7是图1所示的自动焙烤装置的左视图，并具体示出了处于开启状态下的门/ 装载器组件，以及卸货/收集组件；图8是图1所示的自动焙烤装置的主视图，并具体示出了控制组件和卸货/收集 组件；图9是图1所示的自动焙烤装置的俯视图；图10是沿着图9的线D-D所示的截面图；图11是示于图10中的卸货和收集组件的放大图；图12是用于工作循环操作模式的实施例的时间_热源启动曲线；图13是用于预定程序的不规则序列的操作模式的实施例的时间-热源启动曲 线.
一入 ，图14是脉动红外线加热元件控制系统的实施例的电路图，该系统用于与图1所示 自动焙烤装置结合使用；图15是控制机构的一个实施例的主视图，其中具体示出了操作者输入装置、显示 器和指示灯。优选实施方式的简要描述现在更为具体地参照附图进行说明，本发明的自动焙烤装置在快餐和快速服务行 业中具有广泛的应用。图1至13和15示出了本发明的一个实施例。如图1所示，自动焙烤装置10通常包括门/装载器组件60、食品托盘25、卸货滑 动装置28、控制显示器243和控制键盘242。同样的视图参见图2，图中还示出了卸货滑动 装置罩29。现参照图3和4，所示底盘20支承传送带式的烹饪表面22。下部热源46设置在 传送带式的烹饪表面22的下方，上部热源146设置在烹饪表面22的上方。卸货滑动装置 28靠近该传送带式的烹饪表面22，并位于该表面22的下方，以接收从该传送带式的烹饪表 面22上卸下的食品，并将这些食品导向托盘。优选地，该传送带式的烹饪表面22适于焙烤多种食品，更优选地该表面22适于明 火焙烤多种食品。可确定传送带式的烹饪表面22的尺寸，以接收多排类似的食品，来方便 那些食品的成批烹饪。该传送带式的烹饪表面22优选地在烹饪过程中保持静止，并且一旦 烹饪或焙烤处理完成，就仅推进食品。一旦将食品从传送带式的烹饪表面22上卸下，该传送带式的烹饪表面22就停止移动，直至对下一批食品进行的烹饪处理完成。在另一个实施例中，传送带式的烹饪表面22在插入食品的过程中保持静止，并在插入后，对该传送带式的烹饪表面22进行向前或向后调整，以便有助于更好地将加热元件 与食品对正。该种排列将既有助于均勻烹饪，又提高了效率。在该实施例中，这种排列是通 过在下文中进一步说明的控制机构而容易做到的。优选地，在该实施例中，在最初的横向移 动完成后，传送带式的烹饪表面在烹饪过程中保持静止，并且一旦烹饪或焙烤处理完成，就 仅推进食品。一旦将食品从传送带式的烹饪表面22上卸下，传送带式的烹饪表面22就停 止移动，直到对下一批食品的烹饪处理完成。在又一实施例中，传送带式的烹饪表面22在食品插入的过程中保持静止，并在插 入后，在烹饪处理的过程中往复运动，以有助于更均勻地烹饪食品。在该实施例中，往复运 动是通过在下文中进一步说明的控制机构而容易做到的。一旦完成烹饪循环，就停止往复 运动。继而，传送带式的烹饪表面将食品推进，一旦烹饪或焙烤处理完成，就将其卸下。一 旦将食品从传送带式的烹饪表面22上卸下，该传送带式的烹饪表面22就停止移动，直到对 下一批食品的烹饪处理完成。下部热源46优选地为用于明火焙烤食品的燃烧器，但还可包括其它适于焙烤食 品的本领域公知的装置，例如电加热元件。下部热源46优选地被设置成将热能直接辐射到 放置在传送带式的烹饪表面22上的食品上，以均勻地烹饪多种食品，而不会在特定批量的 个别食品之间产生热点、冷点、不均勻的局部碳化或者不一致性。在一个实施例中，多个沿 着焙烤装置的长度延伸的纵长的燃烧器平行布置，并设置在传送带式的烹饪表面22的下 方。在另一个实施例中，仅有一个下部燃烧器放置在传送带式的烹饪表面22的下方。如本 领域技术人员将要了解到的那样，可利用多种类型不同的燃烧器，以实例的方式且并不限 定地包括气压型燃烧器、动力辅助型燃烧器、抽气通风(induced draft)燃烧器、主空气感 应(primary air induced)燃烧器或预混燃烧器。如图4所示，火焰消除装置30可结合在传送带式的烹饪表面22和下部热源46之 间。底盘20可结合抽屉式接收器(drawer receiver) 32、托架(tray support)、突舌或其它 支承机构，用于支承火焰消除装置30。该火焰消除装置还保护食品不受到骤然明火的影响， 该骤然明火是在烹饪食品时，由来自食品的油脂、汁液及其它炼油落到下部热源46上形成 的。火焰消除装置30优选地与在美国专利No. 5，727，451中公开的火焰消除装置类似，并 将该专利以参考的方式合并于此，并且火焰消除装置30包括多块穿孔片，该穿孔片具有低 热质量和相对较薄的结构，并且其开孔面积为全部面积的约25%到75%。这些穿孔板设置 在传送带式的烹饪表面22的区域下方，该传送带式的烹饪表面22的区域用于接收成批食 品。当有脂肪自焙烤食品中析出时，该脂肪在热解(pyrolization)前落到穿孔片上汽化， 并快速而清洁地燃烧。根据与特定食品相关的预定循环，上部热源146优选地将红外(IR)能量直接辐射 到食品上。通过周期循环来自上部热源146的红外辐射的强度，可建立准确的烹饪模式，以 便在不同批的食品之间，例如牛肉饼和鸡胸肉之间快速调整自动燃烧器。该上部热源146 周期性的红外辐射可从开关循环变化到被高强度的红外辐射循环中断的低强度循环或被 低强度的红外辐射循环中断的高强度循环，或者变化到它们的任意组合。这些循环及其持 续时间针对自动焙烤装置10中待焙烤的特定类型的食品及批量的大小，而被理想地最优化，从而建立预期食品的烹饪模式。上部热源146最为优选地被设置为包括两个或多个纵向的彼此平行设置的红外辐射加热元件，但也可包括单个的红外辐射加热元件。该加热元件157优选地在侧向面板 14和15之间延伸，并设置在传送带式的烹饪表面22的上方。在加热元件和传送带式的烹 饪表面22之间优选的距离在2-6英寸的范围内，最优选地为3英寸。红外辐射加热元件 157足够分开地设置，以便为来自下部热源46的燃烧气体以及来自位于传送带式的烹饪表 面22上的食品的烹饪烟雾提供通风它们通过通道158排出。如本领域技术人员将了解到 的那样，与下部热源一样，多种类型不同的燃烧器可与上部热源146结合使用，该上部热源 146以实例的方式但并非限定地包括气压型燃烧器、动力辅助型燃烧器、抽气通风式燃烧 器、主空气感应燃烧器或预混燃烧器。同样与下部热源一样，该上部热源可为电的。如图5所示，为了进一步提高效率，自动焙烤装置10可通过绝缘外壳12封闭住， 该绝缘外壳12包括前部面板13、右侧面板14、左侧面板15、顶板16、底板17以及背板18。 上述板的组合形成了封闭或半封闭的环境，极大地减少了散发到周围环境的热损失，并在 烹饪表面上提供对温度的更大控制。封闭自动焙烤装置还通过防止热量从焙烤装置逸出到 厨房环境中，来帮助控制厨房温度。在优选的实施例中，前部面板13包括第一开口(装载口)19，通过该开口 19，将成 批食品装载到传送带式的烹饪表面22上。左侧面板15同样优选地包括第二开口(卸载 口)20，最佳示于图1中，通过该开口 20，将成批食品从传送带式的烹饪表面22卸到卸货滑 动装置28上。应该注意，第一开口 19还可接合到左侧面板15、右侧面板14或者背板19 中。在示于图2-4的实施例中，前部面板13被构造成接收门/装载器组件60，以致当门装 载器组件60开启时，成批食品可装载到传送带式的烹饪表面22上，并在门组件60闭合时， 前部面板13基本上防止通过第一开口 19的热损失。总之，门/装载器组件60具有五种主要特点。第一，它考虑到了将这批食品全部 或部分快速而有效地插入到烹饪腔中。第二，它快速而准确地将食品放置在加热腔内。第 三，它在烹饪处理的过程中被折叠起来，并腾出空间。第四，它密封住了烹饪腔，以确保在烹 饪腔内部均勻的热分布，并提高热效率。第五，它无需工具协助即可拆卸，从而有利于清洁 和维修。如图5-7所示，在一个实施例中，门/装载器组件60优选地包括滑动顶板61以及 底板62。滑动顶板61包括滑动托盘65和止动臂63。在操作中，门/装载器组件60处于 水平装载位置。在那里，操作者将这批食品放置在滑动托盘65上，一旦装满，操作者就滑动 托盘65及止动臂63，直到将整个托盘完全插入到烹饪腔中，由此将食品完全插入到烹饪腔 中。而后，将滑动托盘65撤出，同时将止动臂63保持与面板13齐平的适当位置中，由此有 助于将食品从托盘65上卸到传送带式的烹饪表面22上。最后，止动臂63向后滑动到如图 4所示的其原始的位置上。门/装载器组件60在连接点64处装到前部面板13上，这些连 接点64被构造成允许将门/装载器组件从水平、开启的装载状态调整到闭合的或部分闭合 的烹饪状态。此外，门/装载器组件可包括例如在托盘65上的条板(slat)或导轨的机构， 用于确保所装载的这批食品在传送带式的烹饪表面上保持适当的定位。还应注意，在另一个实施例中，本发明的门/装载器组件还包括自动装载机构，从 而食品的装载可以与烹饪处理及卸下烹饪好的食品同步地机械进行。
右侧面板14优选地设置用以在自动焙烤装置中接收并容纳各种包括气体、电路、 和控制系统的供给、返回及控制线路。顶板16优选地设置用于为燃烧气体和烹饪烟雾提供 通风。背板18优选地设置成易于拆卸，以有助于维护和清洁。底板17为置于其上的底盘 20提供底座。如图1、4、6_8、10和11最佳示出的那样，左侧面板15优选地设置用于接收倾斜的卸货滑动装置28以及设置在该卸货滑动装置28下方的收集箱24。如前所述，卸货滑动装 置28优选地位于传送带式的烹饪表面22的卸货点32的稍下方。这种结构考虑到产品朝 卸货滑动装置向下倒出，以允许食品表面的油脂、汁液或其它炼油溅落到卸货滑动装置上， 并最终收集在炼油收集箱24中。卸货滑动装置28可包括穿孔、裂缝和凹槽以允许炼油通 过卸货滑动装置28并到达收集箱24。卸货滑动装置28的确切斜度还可在操作过程中针对 所预期的特定食品进行最优化，以确保适当的卸货以及炼油的去除。可拆卸的食品托盘25优选地在靠近卸货滑动装置28的下侧设置，并由托盘支承 元件27支承。托盘支承元件27可以是与托盘25相配合的简单的隔板或标准固定件。优 选地，卸货托盘25与其它厨房用具，例如与储藏柜、蒸柜及产品组合柜相配合，以使得焙烤 好的食品在托盘之间传递的需求最小化，并使焙烤好的食品暴露在不可控的环境状况下的 情况最小化。自动焙烤装置10包括控制机构200，用于控制自动焙烤装置10的操作。优选地， 控制机构200具有操作者输入装置，在一个实施例中，该装置包括键盘242和显示器243，以 便有选择地允许操作者与该控制机构进行人机交互，以输入不同的烹饪模式和/或选择不 同的烹饪模式，从而有助于控制焙烤环境，例如燃烧器强度、温度、焙烤时间及卸货速度。作 为替换，操作者输入装置可包括刻度盘、开关及本领域中公知的类似物。例如，可旋转地安 装的控制刻度盘可允许操作者向控制机构200进行输入，该刻度盘在前部面板13上安装并 可以用推转的方式移动到任何用户选定的位置上。该控制机构200还可包括相关的指示灯 (图1-14中未示出)和/或显示器243，以告知操作者所选择的烹饪模式、自动焙烤装置的 状态及焙烤装置内部的食品状况。图15示出了控制单元200的一个优选实施例。该控制单元200包括程序按键式 操作者输入装置502、多位字母数字显示装置504以及多个产品按键506。另外，多个多颜 色的信息指示灯508对应于产品按键506并与其相邻或与其结合在一起。在一个优选实施例中，在焙烤装置最初启动时，控制单元200感测到焙烤装置腔 内的温度，将该温度与预热设定温度比较，并且启动两个预热循环中的一个。预热设定温度 优选地设置在300下。如果测量到的焙烤装置腔内的温度低于预热设定温度，那么控制单 元200启动下部热源。在这种情况下，预热循环在当控制器200首次关闭下部热源的循环 再加上优选为10分钟的附加的流逝时间时完成。如果测量到的焙烤装置腔内的温度高于 预热设定温度，那么控制单元200会继续测量腔内温度，直到测量到的焙烤装置腔内的温 度低于预热设定温度时才启动下部热源。在这种情况下，预热循环在控制单元200首次关 闭下部热源的循环时结束。在任一情况下，控制单元200控制下部热源以及任何所需的循环，以获得并保持 焙烤装置腔内的温度。在优选实施例中，一旦焙烤装置腔达到预定温度，控制单元200启动 上部热源。上部热源在预热循环中将保持启动。
另外，在预热循环中，控制单元200阻止使用者为焙烤装置装载或启动烹饪循环。数字显示装置504将显示预定的信息，并且LED指示器将指示出焙烤装置不应该或不能在 此循环过程中装载。另外，控制器200将通过以预选的颜色和图案点亮指示灯508来指示 预热状态。一旦预热循环结束，数字显示装置504将显示出表征焙烤装置状态的预定信息。 在优选实施例中，焙烤装置控制单元200可在预热循环中编程，以使得效率最大化。在焙烤 装置满足了代表预热循环结束的一组预先建立的条件(例如如上所述的那样)时，预热循 环结束并且控制器启动下一个循环，即待机循环。一旦完成预热，控制系统将焙烤装置保持在准备状态或待机循环。在待机循环中， 控制器200将焙烤装置腔保持在设定温度，即待机设定温度。在一个优选实施例中，待机设 定温度与预热设定温度相同。一旦控制器200启动待机循环，下部热源46将被关闭(如果 还未关闭的话)，同时上部热源146保持启动。在此待机循环中，控制器200监测焙烤装置 腔内的温度。如果焙烤装置冷却到已编程的温度下限，下部热源46将循环地接通和断开， 以将腔内温度保持在待机设定温度。待机循环中的焙烤装置的状态将通过以不同于预热循 环的预选颜色和图案点亮的指示灯508来显示，例如“READY”或“RDY”。使用者能够从待机循环进入到烹饪循环。在烹饪循环中，控制器200将通过预定 模式循环上部热源146，并通过使得下部热源46循环地接通和断开来控制腔内的温度。在 烹饪循环结束时，控制器200启动传送带式的烹饪表面，以卸下烹饪好的产品。在一个优选 实施例中，控制器200将在烹饪循环完成时启动声音提醒。为烹饪循环选择所期望的烹饪模式是通过按下所期望的产品按键506来实现的。 操作者的选择通过以预定颜色显示的相应的指示灯508同时又使得其它指示灯保持未点 亮来确认。在焙烤装置执行预编程的烹饪模式时，与所选烹饪模式相对应的指示灯将通过 以预定方式(例如通过闪烁)点亮来表示焙烤装置的烹饪状态。另外，显示装置将交替地 显示与所选烹饪模式相对应的预定信息以及焙烤装置完成烹饪循环所需的剩余时间。烹饪 循环的结束通过在显示装置504上的指示零剩余时间的倒计时来指示。在烹饪循环结束时 将发出声音提醒。在烹饪循环结束时，传送带式的烹饪表面22将移动预定距离，以卸载烹 饪好的食品。在卸载过程中，显示装置504将继续指示零剩余时间。同时，与所选烹饪循环 相关的指示灯508将保持点亮，但是以不同的图案点亮，以区分烹饪循环和卸载过程。所有 其它的指示灯508将保持未点亮。在卸载过程结束时，通过传送带式的烹饪表面22的移动 完成来指示，焙烤装置通过适当的显示而呈待机状态。在一些优选实施例中，控制单元或机构200具有三个主要的可编程功能。第一，控 制单元200用来控制特定产品-配方功能的烹饪模式。如下面更加详细描述那样，烹饪模 式又上部热源的规律或不规律顺序的接通和断开次数组成。第二，控制单元200用来控制 基本系统参数。第三，控制单元200记录统计数据。对于第二个可编程功能，控制单元200用来控制基本系统参数。在一个优选的实 施例中，控制单元控制以下参数(1)待机温度参数；(2)偏差参数；(3)下或。C参数；(4)链 驱动时间参数；(5)过热报警；(6)温度不足报警；(7)温度滞后；⑶声音提醒/停止；以及 (9)预热IR温度。待机温度参数是在预热和待机循环期间的焙烤装置的设定点温度。优选地，该温 度将在500-900 间，最优选为680 0F。
偏差参数指的是测量温度和显示温度之间的差值。正偏差参数指的是显示温度比 测量温度低该偏差参数。负偏差参数指的是显示温度比测量温度高该偏差参数。优选地， 偏差参数将设定在-100 +100 间，最优选为0 °F。°F或。C参数用于改变以华氏温度(F)或摄氏温度(C)来显示的温度。优选地，此参数的缺省值是华氏温度(F)。链驱动时间参数定义出了将传送带式的烹饪表面的链条驱动一个设定量所需的 时间量，优选为一个完整转动的一半。优选地，该参数被设定在1-10秒之间，最优选为6秒。过热报警参数为设定点以上的会发生过热报警的温度。优选地，该温度设定在 0-200 °卩之间，最优选为200 0F。温度不足报警参数为设定点以下的会发生温度不足报警的温度。优选地，该温度 设定在0-200 间，最优选为100 0F。控制器将具有接通_断开式控制。控制器将在到达设定点温度时断开温度输出， 并在低于设定温度以下几个设定度时使其重新接通。该设定度(优选为10 T )被定义为 温度滞后。在优选实施例中，温度滞后将被设定在2-50 间，最优选为2下。声音提醒/停止允许控制器能够关闭声音提醒。在关闭了蜂鸣器的情况下，蜂鸣 器将仍然为温度传感器和点火故障发出声音。预热IR温度是IR燃烧器在预热循环中开始工作的温度。优选地，该温度设定在 301-900 °卩之间，最优选为500 °F。对于第三个可编程功能，控制单元200记录统计数据。在优选实施例中，控制单元 200记录以下参数·产品计数_记录产品已被焙烤的运行次数。·运行时间_记录焙烤装置已被接通的小时数。· IR点火尝试_记录控制器为IR燃烧器提供输出信号的次数。· IR初始化故障_记录控制器在预热循环中检测到的用于IR燃烧器的输出和输 入信号的差别的次数。·烹饪过程中的IR故障-记录控制器在烹饪循环中检测到的用于IR燃烧器的输 出和输入信号的差别的次数。·所有其它模式过程中的IR故障-记录控制器在未被IR初始化故障和烹饪过程 中的IR故障所包括的时段内检测到的用于IR燃烧器的输出和输入信号的差别的次数。· IR燃气断开故障_记录控制器具有的与IR燃烧器相关的燃气故障的次数。·下部燃烧器点火尝试_记录控制器为下部燃烧器提供输出信号的次数。·下部燃烧器初始化故障(“Lblf”)_记录控制器在预热循环中检测到下部燃烧 器的输出和输入信号的差别的次数。·烹饪过程中下部燃烧器故障(“LbCf”)_记录控制器在烹饪循环中检测到下部 燃烧器的输出和输入信号的差别的次数。·所有其它模式过程中下部燃烧器故障_记录控制器在未被LbIf和LbCf覆盖的 时段内检测到的用于下部燃烧器的输出和输入信号的差别的次数。·下部燃烧器燃气断开故障_记录控制器具有的与下部燃烧器相关的燃气故障的 次数。
在一个优选实施例中，控制单元200被设计用于检测多种焙烤装置功能故障，并 提供诊断和校正这些故障的能力。例如，控制器200优选地检测温度故障、温度传感器故障 和点火故障。当控制器检测到这些故障时，显示器将显示独特的故障标示。故障优选地包 括如下四个主要类别。第一是过热故障。过热故障出现在控制单元检测到测量温度在一个连续的设定秒 数时间内一直高于待机设定温度一个设定的度数。优选地，此温度被设定为比待机设定温 度高100下，并且设定秒数定为30秒。优选地，此故障将不会在烹饪过程中检测。在优选 实施例中，在检测到这种情况时(1)显示器将显示“HI”或类似的独特的故障指 示；(2)控 制器将允许使用者装载或开始烹饪循环；以及(3)下部燃烧器将保持断开，直到测量温度 降低到待机设定温度或者开始烹饪。优选地，此故障在温度降低时将自动清除。第二是温度不足故障。温度不足故障出现在控制器检测到该单元在一个连续的设 定秒数时间内一直低于待机设定温度一个设定的度数，优选地，该设定秒数为30秒。优选 的，此故障将在待机和烹饪循环中受到检查。在一个优选实施例中，在待机模式中检测到此 状态时(1)显示器将显示“L0”或类似的独特故障指示，并且(2)控制器将不允许使用者 装载或开始烹饪循环。此故障将在温度增加时自动清除。在一个优选实施例中，在烹饪循 环中检测到这种情况时，控制器将继续正常烹饪，并且在烹饪结束时发出报警。优选地，这 种报警将包括声音和可视报警。这种报警在烹饪结束和链条转动之后还会继续，并且将需 要通过操作者按任意按键来取消。第三是传感器故障。传感器故障出现在当控制器检测到传感器电路中的短路或断 路时。优选地，在指示探头错误并对其做出反应之前，控制器将具有设定的延迟，最优选为 10秒。在检测到这种情况时，显示器将显示“PR0B”或类似的独特故障指示，并将发出报警。 上部和下部气阀输出将被关闭，除非该单元正处于烹饪循环中。如果该单元正处于烹饪循 环中，则控制器将继续正常烹饪，并且随后在烹饪循环结束时发出报警。第四是点火故障。这里控制器将来自于点火控制模块的输入信号与相应的点火控 制输出比较。对于点火故障，如果焙烤装置处于预热循环，控制器将寻找持续了多于一个设 定时间(优选为连续15秒)的IR或下部信号中的变化。在第一次出现时，控制器通过以 设定时间(优选为4秒)断开输出并接着接通具有故障的燃烧器输出(即IR或下部燃烧 器输出)。如果控制器检测到对于相同燃烧器在第一次出现故障的5分钟之内再出现第二 次，控制器将(1)发出报警，并且⑵关闭气阀输出。如果焙烤装置处于待机模式，控制器 将寻找持续了多于一个设定时间(优选为连续15秒)的IR或下部信号的变化。第一次出 现时，控制器将以一个设定时间(优选为4秒)断开具有故障的燃烧器输出(例如IR或下 部燃烧器输出)并接着接通。如果控制器检测到对于相同燃烧器在第一次出现故障后的设 定时间(优选为5分钟)之内再出现第二次，控制器将(1)发出报警并且(2)关闭与故障 情况相关的气阀的输出。如果焙烤装置处于烹饪循环，当控制器检测到上部和下部信号的 变化时，无论什么时候这些信号中存在变化(忽略点火模式初始化的延迟)，控制器将马上 停止烹饪倒计时。控制器将允许倒计时停止长达最多5分钟。在5分钟之后，控制器将继 续正常倒计时。控制器将继续正常烹饪，并接着在烹饪结束时发出报警。控制机构200用于输入及选择需要的烹饪模式，并控制自动焙烤装置的操作和环 境。该控制机构200是可操作的，以按照需要改变辐射的热量来对预期的食品进行适当烹饪及优选地焙烤。在一个实施例中，控制机构包括适当的计时器和用于控制上部热源146的工作周期长度的工作循环控制器(duty cycle controls)，术语“工作循环”意味着上部 热源的开启时间(启动)与上部热源开启时间与关闭时间(停用)之和的比率。此外，控 制机构200控制传送带式的烹饪表面22的操作和移动，为任何初始的向前或向后移动提供 控制，以有助于将食品与加热元件对正，和/或有助于最终的操作，并由此有助于将烹饪好 的食品卸下。控制机构200利用适当的微处理器和适当的软件来控制传送带式的烹饪表面 以及继电器248 (图13)，该继电器13启动上部热源146。根据它们的结构，上部热源将以 不同的方式被启动和停用。正如本领域技术人员清楚了解的那样，电加热元件可以例如，通 过控制给加热电路配置的电源而被启动或停用。气体燃烧器可通过控制电磁阀而被启动或 停用。根据本发明，其它加热元件可以通过本领域中公知的其它方法进行控制。图12示出了一种实施例，其中热源146在显示为G的受控、周期性的序列中或工 作循环中被连续启动或停用，按照需要改变辐射的热量，以对预期的食品进行适当地烹饪 及优选地焙烤。在该特定实施例中，每个工作循环G包括加热区间E，在该加热区间E的过 程中，热源146被启动，继之以区间F，在该区间F的过程中，该热源被停用。来自上部热源 146的红外辐射的周期性循环的强度和持续时间根据经验来确定，并将取决于要焙烤的预 期的食品。在其它实施例中，周期性的工作循环功能被上部热源的开启时间和关闭时间的预 定程序的不规则序列所替代。图13示出了一个实施例，其中热源146在受控、预定程序的 不规则序列中被连续启动或停用，按照需要改变辐射的热量，以对预期的食品进行适当地 烹饪及优选地焙烤。在该特定实施例中，A和C表示用于一个或多个顶部红外加热元件的 开启时间的长度，同时B和D表示用于一个或多个顶部红外加热元件的关闭时间的长度。E 是烹饪程序中的所有开启和关闭时间的总和。A、B、C和D可以被设计成任何时间长度，并 可添加附加的关闭和开启的时间。在这些实施例中，与周期性的工作时间相反，不规则序列 用于按照需要改变辐射的热量，以对预期的食品进行适当地烹饪及优选地焙烤。来自上部 热源146的红外辐射的不规则序列的强度和持续时间根据经验来确定，并将取决于要焙烤 的预期的食品。图13是焙烤箱控制电路240的一个实施例的部分简化示意图，该焙烤装箱控制电 路240由控制机构200来控制。该电路240操作自动焙烤装置10的上部热源146。在示 于图13的实施例中，该电路240控制螺线圈246。当通电时，螺线圈246开启气体流量阀， 由此控制气体流动到上部热源。其它实施例可利用本领域中公知的其它加热控制机构，例 如通电常规继电器。利用键盘242和显示器243，或者其它适当的操作者输入装置，控制机 构200可设计成，根据所选的用于预期食品的烹饪模式来控制上部热源146。同样，控制机 构200还可控制下部热源46和传送带式的烹饪表面22，尽管在优选实施例中，下部热源为 传送带式的烹饪表面22提供持续而均勻的热量，而不是通过工作循环来进行工作。在一个 实施例中，传送带式的烹饪表面22在装载和焙烤的过程中保持静止，并仅在食品已完全烹 饪好后，推进以卸下这批食品。在另一个实施例中，传送带式的烹饪表面22可起初进行横 向调整(向前或向后)，以有助于均勻烹饪食品，并通过确保大部分的红外热能直接施加在 食品上，从而防止低的热效率。在使用中，本发明的优选实施例在自动控制单元200中存储了烹饪模式或配方，该自动控制单元200建立了烹饪温度、下部热源46和上部热源146的热输出、来自上部热 源146的红外辐射循环周期的时间、强度和持续时间，以及传送带式的烹饪表面22的驱动。 操作者根据预期的待焙烤的这批食品来选择存储的烹饪模式，随后该食品被放置在门/装 载器组件60上，并且该门/装载器组件60通过第一开口 19进行装载，并且将这批食品放 置在传送带式的烹饪表面上。优选地，传送带式的烹饪表面在装载和烹饪的过程中是静止 的。而后操作者将门/装载器组件60从第一开口 19移开，并将门/装载器组件放置在闭 合位置中，以提高焙烤装置的热效率，并防止通过前部开口 19的热损失。另外，在一个优选实施例中，自动控制单元200可包括允许将烹饪模式和操作软 件从外部来源下载到控制单元200中的界面。一个优选实施例可包括用以维护操作数据、 机电数据和用于通过相同界面上传的故障信息的存储设备。优选地，下部热源46为传送带式的烹饪表面22上的这批食品提供持续的热量。作 为替换，从下部热源46辐射的热量强度可根据待焙烤的特定食品以及批量的大小而改变。 但是，根据所选的烹饪模式，上部热源146优选地在高强度的红外辐射周期和低强度的红 外辐射周期中进行脉动调整或循环。上部热源146周期性的红外辐射可从开_关循环变化 到低强度循环或高强度循环，或者它们的任意组合，其中该低强度循环被高强度的红外辐 射周期中断，该高强度循环被低强度的红外辐射周期中断。这些循环及其持续时间针对自 动焙烤装置10中待焙烤的特定类型的食品及批量的大小，而被理想地最优化，从而建立预 期食品的烹饪模式。当来自上部热源的循环周期已经结束时，这批产品就完全被烹饪好，并准备将其 卸下。而后驱动传送带式的烹饪表面22，并朝卸货端32推进这批食品。一旦到达卸货端 32，食品就朝卸货滑动装置28向下倾斜，以允许食品表面上的油脂、汁液或其它炼油溅落 到卸货滑动装置28中，并最终收集在炼油收集箱24中。而后，该食品沿着卸货滑动装置向 下滑动，并滑到托盘25中。虽然本发明已经参照特定的优选实施例在上文中加以示出并予以说明，但是本领 域技术人员将清楚地了解到，可以在其中做出多种变化及改进，而不会背离本发明的精神 和范围。这意味着，权利要求应该被解释为包括前述以及多种其它的变化及改进。
1权利要求
一种用于成批烹饪的自动焙烤装置，包括传送带式的烹饪表面；下部热源，设置在所述传送带式的烹饪表面的下方；上部热源，设置在所述传送带式的烹饪表面的上方；控制装置，用于-选择性地存储食品的多种烹饪模式；-根据选择的所述烹饪模式，调整所述上部和下部热源的热输出；-与所述下部热源无关而独立地脉动调整所述上部热源的热输出，以便根据所选的烹饪模式来提供适当的热输出；-根据所选的烹饪模式，设定所述上部和下部热源的热输出的时间；并-根据所选的烹饪模式，通过驱动所述传送带式的烹饪表面，以卸下这批食品。
2.如权利要求1所述的自动焙烤装置，其特征在于，所述上部热源设置在至少两个纵 向加热元件中，且在每排加热元件之间具有通风空间，以便提供气体通风。
3.如权利要求1所述的自动焙烤装置，其特征在于，所述下部热源具有明火。
4.如权利要求3所述的自动焙烤装置，其特征在于，在所述下部热源上方，但在所述传 送带式的烹饪表面的下方设置火焰消除装置。
5.如权利要求3所述的自动焙烤装置，其特征在于，所述下部热源包括至少两个纵向 加热元件。
6.如权利要求1所述的自动焙烤装置，还包括绝缘外壳，其围绕在所述传送带式的烹饪表面和热源的周围； 装载口，其位于所述绝缘外壳中，用于将成批的食品装载到所述传送带式的烹饪表面上；卸货口，其位于所述绝缘外壳中，用于在完成所选的烹饪模式时，将成批的食品从所述 传送带式的烹饪表面上卸下。
7.如权利要求1所述的自动焙烤装置，还包括绝缘外壳，其围绕在所述传送带式的烹饪表面和热源的周围，所述绝缘外壳还包括 绝缘前板，其具有开口，所述开口用于将成批的食品装载到所述传送带式的烹饪表面上；绝缘背板；绝缘底板，其中所述底板适于接收炼油，所述炼油来自位于所述传送带式的烹饪表面 上的焙烤的食品；绝缘顶面，适于提供气体的通风；和绝缘侧板，其中至少一个所述侧板接合有开口，所述开口用于在完成所选的烹饪模式 时，将成批的食品从所述的传送带式的烹饪表面上卸下。
8.如权利要求6所述的自动焙烤装置，还包括集成的门/装载器组件，用于通过位于所 述绝缘外壳中的开口，将成批的食品自动装载到所述传送带式的烹饪表面上，其中所述门/ 装载器组件在这批食品已被装载后，将使得从所述绝缘外壳散发出来的热损失最小化。
9.如权利要求8所述的自动焙烤装置，还包括食品放置装置，用于确保所装载的这批 食品在所述传送带式的烹饪表面上保持适当的定位。
10.如权利要求6所述的自动焙烤装置，其中位于所述绝缘外壳中用于卸下成批食品 的卸货口，包括卸货滑动装置和收集盘，以用于将从连续的烹饪表面卸下的这批食品收集起来。
11.一种自动烹饪成批食品的方法，包括 将一批食品装载到传送带式的烹饪表面上；在静止状态下烹饪所述食品，而不移动所述传送带式的烹饪表面； 一旦完成所述烹饪处理，就驱动所述传送带式的烹饪表面，以便卸下所述食品。
12.一种自动烹饪成批食品的方法，包括 将一批食品装载到传送带式的烹饪表面上；驱动所述传送带式的烹饪表面，以使所述食品的烹饪位置最佳化； 在静止状态下烹饪所述食品，而不移动所述传送带式的烹饪表面； 一旦完成所述烹饪处理，就驱动所述传送带式的烹饪表面，以便卸下所述食品。
13.一种自动烹饪成批食品的方法，包括 在自动控制装置中存储可选择的烹饪模式； 选择烹饪模式；将一批食品装载到传送带式的烹饪表面上；利用下部热源加热这批食品，所述下部热源位于所述传送带式的烹饪表面的下方； 利用可变控制的脉动上部热源来加热这批食品，所述上部热源位于所述传送带式的烹 饪表面的上方；根据所选的烹饪模式，利用所述自动控制装置控制所述上部和下部热源的热输出；并且根据所选的烹饪模式，将这批食品从所述传送带式的烹饪表面排出。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述装载这批食品的步骤是利用自动装 载定位装置来实现。
15.如权利要求13所述的自动焙烤成批食品的方法，其特征在于，所述下部热源包括 至少两个平行的纵向气体火焰燃烧器。
16.如权利要求13所述的自动焙烤成批食品的方法，其特征在于，所述脉动上部热源 还包括至少两个纵向加热元件，在各加热元件之间具有通风空间，以便提供气体通风。
17.如权利要求13所述的自动焙烤成批食品的方法，其特征在于，火焰消除装置设置 在所述传送带式的烹饪表面的下方，并位于所述下部热源的上方。
18.如权利要求13所述的自动焙烤成批食品的方法，其特征在于，所述卸下食品的步 骤还包括，将所述食品从所述传送带式的烹饪表面上卸到滑动装置上，并在将所述食品收 集到托盘上以前，除去来自所述食品的明显的过量炼油。
19.如权利要求13所述的自动焙烤成批食品的方法，其特征在于，所述装载这批食品 的步骤还包括，将食品通过位于绝缘外壳中的开口进行装载，所述绝缘外壳围绕在所述传 送带式的烹饪表面、下部热源和上部热源的周围。
20.如权利要求19所述的自动焙烤成批食品的方法，其特征在于，所述开口包括门装 载器组件。
21.如权利要求19所述的自动焙烤成批食品的方法，其特征在于，所述绝缘外壳还包括绝缘前板，其具有第一开口，所述第一开口用于将成批食品装载到所述传送带式的烹 饪表面上；绝缘背板；绝缘底板，其中所述底板适于接收用于收集炼油的炼油收件箱； 绝缘顶面，其适于提供气体的通风；和 绝缘侧板，其中至少一个所述侧板接合第二开口，所述第二开口用于在完成所选的烹 饪模式后，将成批的食品从所述传送带式的烹饪表面上卸下。
22.如权利要求1所述的自动焙烤装置，其特征在于，所述控制装置包括用于所选食品 的预定烹饪模式的选择。
23.如权利要求1所述的自动焙烤装置，其特征在于，所述控制装置能够独立地启动上 部和下部加热元件。
24.如权利要求1所述的自动焙烤装置，其特征在于，所述控制装置提供指示焙烤装置 状态的输出信号。
25.如权利要求1所述的自动焙烤装置，其特征在于，所述控制装置收集和存储有关焙 烤装置性能和操作状态的统计数据。
全文摘要
一种可特别在快速服务和快餐服务的餐店中用于各种成批烹饪的灵活性的自动焙烤装置及其使用方法。该自动烹饪装置包括用于摆放并卸下食品的传送带式的烹饪表面、变化/脉动红外能量辐射热源和控制系统。这种装置和方法有助于将快餐三明治的成批准备和定制的总量结合起来。
文档编号A47J37/08GK101848666SQ200880115053
公开日2010年9月29日 申请日期2008年9月8日 优先权日2007年9月7日
发明者克莱门特·J·刘伯克, 史蒂文·M·水, 杰弗里·R·库克, 罗伯特·J·文策尔, 马克·芬克 申请人:博格金公司