专利名称：用于封闭系统式烤箱的烤盘元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于封闭系统操作的烤箱并且特别涉及一种为对流、蒸汽和烤盘烹饪提供的烤箱。
背景技术：
烤盘烤箱是具有用于烘烤、烧烤或焙烧的高架的红外线加热元件的单一用途的烤箱。典型的烤盘烤箱具有浅薄的高度，从而使得放置在烤箱内的食物能够被直接且始终如一地暴露于辐射加热元件。通常，烤盘烤箱在前部处是敞开的，以允许近距离视觉监控该烹饪工艺。烤盘烤箱中门的缺失与它的功能是相一致的以提供依赖于辐射能而非热空气的干燥的烹饪环境。利用红外线辐射能进行的烹饪提供了极高的食物表面温度以(通过美拉德反应来)增强香味，(通过棕色着色剂来)给予所需的感官质量，并提升诸如卷曲之类的某种食物底纹。辐射热的来源可以例如是显露的电加热元件(例如Calrod 型镍铬合金元件)，该电加热元件对来自飞溅的热冲击有抵抗力。当设置其它通风装置以保护该干燥的烹饪环境时，可在烤盘烤箱中设置门。与烤盘烤箱相比，封闭系统式烤箱提供了基本上密封以保留热量和水分并提供能源节省的烤箱空间。称之为“组合式烤箱”的一类封闭系统式烤箱提供了利用蒸汽和风扇驱动(强制对流)的热空气来烹饪食物的能力。能够利用对流和/或蒸汽获得的热的始终如一的扩散允许对例如紧密地间隔叠置的内部搁架上的多个食物进行有效且高密度的烹饪。典型的组合式烤箱由此提供了足够的高度以允许将食物放置在其空间内叠置的多个支架上。组合式烤箱的内表面必须是能够容易地清理的以防止烤箱中烹饪的不同食物之间的味道和香味的转移。加热元件、对流风扇、和蒸汽发生器通常通过多孔板筛与烹饪室隔离开，以防止它们与食物油脂等直接接触。
发明内容
本发明提供了一种通过添加辐射加热元件的具有类似于烤盘的特征的组合式烤箱，该辐射加热元件可直接暴露于烹饪空间内的食物。将加热元件密封以提供相当于组合式烤箱的常规操作的改进的清洁，在该组合式烤箱中，必须防止食物气味在烹饪物品之间的转移并且当在食物烹饪期间不利用辐射加热器时，防止食物物料的油脂积聚在该辐射加热器上。在组合式烤箱中增加褐变或烧烤食物的能力消除或减少了当可使用组合式烤箱时对于专用烤盘烤箱的需求。随后明确地是，本发明提供了一种具有外壳的组合式烤箱，该外壳限定烹饪空间和门，该门提供通向烹饪空间的入口，并且当该门处于闭合位置中时，该门密封该烹饪空间。加热器组件通过穿孔板与烹饪空间隔离开，并包括对流加热元件、风扇、和喷水器，风扇用于将由对流加热元件加热的空气循环通过烹饪空间，喷水器用于将水引导至对流加热元件和风扇中的至少一个以生成蒸汽。本发明的至少一个实施方式的特征由此出于特殊场合使用的目的，允许为组合式烤箱添加烤盘型元件。第二加热元件可基本上覆盖烹饪空间的整个顶壁区域。本发明的至少一个实施方式的特征由此提供了一种用于均匀褐变和由辐射热能烹饪的大表面辐射源。此外或作为替代，第一加热元件可覆盖烹饪空间的至少一个侧壁。 本发明的至少一个实施方式的特征由此提供了多方向的褐变和烧烤操作。烹饪空间可包括在烹饪空间内设置成竖向间隔开的多个烹饪支架。本发明的至少一个实施方式的特征由此在组合式烤箱中提供了用于高密度烹饪的为特殊场合而提供的烧烤能力。第二加热元件可在最上面的烹饪支架基本上装满食物时，提供仅通向位于最上面的烹饪支架上的食物的直接的光学路径。本发明的至少一个实施方式的特征由此在需要为特殊场合提供的褐变和类似的操作时，消除了对于烤盘型烤箱的需求。辐射加热元件可包括设置在未加热的透明屏障后面的产生热辐射的受热表面。本发明的至少一个实施方式的特征由此防止在可临时用在其它烹饪过程之间的高温辐射加热器上积聚物料。本发明的至少一个实施方式的另一个特征是减少在由未使用的辐射加热器上的积聚物所造成的食物香气在烹饪过程之间的转移。透明屏障可以是在红外线区域中提供传播的低热膨胀玻璃。本发明的至少一个实施方式的特征由此提供了 一种可维持用来烘焙的相对低的烤箱温度和具有向外无孔的可易于清理的表面的材料。辐射加热元件可以是陶瓷加热元件，其包括封装在导热陶瓷材料中的内部电导体。本发明的至少一个实施方式的特征由此允许在烤箱环境中利用将的高质量的大面积的红外线发射器。对流加热元件和辐射加热元件可由电子控制器进行控制，该电子控制器执行存储程序以仅允许对流加热元件的操作、仅允许辐射加热元件的操作、或允许对流加热元件的操作和辐射加热元件的操作。本发明的至少一个实施方式的特征由此在组合式烤箱中提供为特殊场合而提供的焙烧功能，由此减少了对于多个烤箱的需求。存储程序可以基本上比辐射加热元件的热时间常数快的时间周期提供辐射加热元件的脉冲操作。本发明的至少一个实施方式的特征由此提供了辐射元件的针对精确烹饪需求的温度控制。组合式烤箱可包括门闭合传感器，并且对流加热元件和辐射加热元件可通过电子控制器进行控制，该电子控制器仅当门闭合传感器指示闭合的门时允许对流加热元件的操作，并且当门闭合传感器指示开启的门时，允许辐射加热元件的操作。本发明的至少一个实施方式的特征由此允许用于降低湿度的烹饪环境的打开门烹饪，同时确保组合式烤箱操作期间的适当密封。组合式烤箱可包括用于烹饪空间的温度监控器，并且程序可从用户接收对于多个烹饪计划中的至少一个的选择，以在食物的烹饪循环期间如由烹饪计划所指示的那样根据来自温度监控器的温度和时间来控制对流加热元件，并且对于一些烹饪计划仅根据时间且对于其它烹饪计划根据时间和温度来控制辐射加热元件。本发明的至少一个实施方式的特征由此允许双控制(时间或温度)模式，其对于不同烹饪任务中的对流加热元件和辐射加热元件而言是适当的。本发明的组合式烤箱可在第一时间段期间操作加热器组件以在产生蒸汽的情况下将烹饪空间中的空气加热至预定温度；在第一时间段期间，操作辐射加热元件和对流加热元件以增强烹饪空间中的空气。本发明的至少一个实施方式的特征由此当由于高湿度环境而导致褐变通常是不切实际的时，在组合式烤箱烹饪期间将辐射加热器用作温度增强元件。这些独特的特征和优点仅可应用在落入到权利要求的范围内的一些实施方式中并由此并不限定本发明的范围。
图1是组合式烤箱的处于局部剖视图中的简化立体图，其示出了对流风扇、对流加热元件(例如，气体热交换器或电加热元件)和第二辐射加热元件、控制器板、和控制面板；图2是图1的组合式烤箱的结构图，其示出了控制器与组合式烤箱的多个元件的相互连接；图3是在一个实施方式中通过图1的辐射加热元件的沿着图1的线3-3的横截面正视图；和图4是类似于图2的视图，其示出了在烤箱腔室内利用了多个辐射加热元件。
具体实施例方式现在参照图1进行说明，适用于提供蒸汽和对流空气烹饪的封闭系统式商用烤箱10提供了一种外壳12，该外壳12限定了朝向外壳12的前部开口的烹饪空间14。该烹饪空间14可通过包括玻璃视线板在内的门16进入，该门16通过铰链连接于烹饪空间14的一个竖向侧以在烹饪操作期间密封地闭合该烹饪空间14。该密封可通过环绕着由门16所覆盖的开口的衬垫15增强。闭锁组件17使得门16能够压住该衬垫15并被保持在密封位置中或被释放以允许打开门16。诸如微型开关之类的门传感器29可提供指示门16是打开的还是关闭的且门16是否被闭锁组件17密封的信号。另外参照图2进行说明，对流风扇18设置在外壳12内并且通过穿孔板30与烹饪空间14连通，该对流风扇18迫使空气流24越过对流加热元件20 (如示意性地所示)并且进入到烹饪空间14中，从而提供用于烹饪该烹饪空间14中的物品的热量。该对流加热元件20可以是诸如由Calrod 型加热元件构成的一个或多个环之类的电加热元件或者是从气体火焰等接收热量的热交换器。通常，来自对流加热元件20的辐射热基本上被穿孔板30阻挡住，并且对流加热元件20主要通过与由风扇18鼓出的空气进行热传导而运行。对流加热元件20还为产生由阀32控制的喷水器19产生的蒸汽提供热量，该喷水器19通常喷射在风扇18和对流加热元件20的靠近风扇18的一部分上。这种烤箱可从威斯康星州的梅诺莫尼福尔斯的阿尔托一沙姆股份有限公司(Alto-Shaam Inc.)购买到，并且主要在美国专利6，188，045 “具有三级喷水器的组合式烤箱”中进行描述，因此将该专利文件以参引的方式结合到本文中。在本发明中，辐射加热元件28可设置成靠在烹饪空间14的顶壁上以将红外线辐射能34直接向下引导穿过烹饪空间14，如将在下面描述的那样。辐射加热元件28放射红外线辐射能34的区域水平延伸遍及基本上覆盖了烹饪空间14的顶壁的区域。一个或更多个诸如钼电阻式热探测器(RTD)或热偶元件之类的热传感器36可与烹饪空间14连通以提供指示空间内的温度的电信号。外壳12内的控制器电路21可设置电子计算机或微型控制器，该电子计算机或微型控制器可从可在烤炉10的前部触及的控制面板23接收命令并且具有例如膜片开关或带有可被用户启动的LCD显示器的接触面板。如将在下文中更为具体地讨论的那样，控制器电路21主要提供执行保持在存储器25中的存储程序的电子计算机，以控制对流加热元件20、风扇18、喷水器19、和辐射加热元件28，从而在必要时接通和关掉它们以执行可同样存储在存储器25中的特定的烹饪计划。存储程序读取从热传感器36和门传感器29以及控制面板23获得的信号。烹饪空间14设置有中央排水装置22，从烹饪空间14内的被烹饪的产品收集到的油脂和油可通过该中央排水装置22。该排水装置22可与诸如集水器之类的收集器40连通，以利用由烹饪过程中易发生的气体膨胀和蒸汽生成所造成的密封的烹饪空间14的加压而使烹饪水蒸汽的释放量最小化。烹饪空间14的侧壁可设置保持烹饪支架38的支架支承轨道27，该烹饪支架38提供竖向间隔开的平行设置的开放式的搁架。通常，在最高的支架38上的食物42将接收红外线辐射能34但是将极大程度地挡红外线辐射能34到达较低的支架38 (为了清晰起见，仅示出了其中两个)上的食物。外壳12可包括一层隔热材料11，这层隔热材料11环绕着烹饪空间14以及风扇18和对流加热元件20和(烹饪空间14中的)辐射加热元件28。现参照图3进行说明，一个实施方式中的辐射加热元件28包括密封室44，该密封室44在其背部上表面处附接于烹饪空间14的顶壁46。例如，密封室44可设置邻接顶壁46的由不锈钢构成的顶壁48，并具有向下延伸到烹饪空间14中、延伸辐射加热元件28的高度的竖向侧壁50。一层隔热材料52 (或空隙)可将密封室44的顶壁48与一个或更多个保持在密封室44中的陶瓷加热元件54隔离开。如在现有技术中所明白的那样，每个陶瓷加热元件54包括环绕诸如镍铬铁合金丝之类的高电阻电导体58的陶瓷材料56的块，该高电阻电导体58可接收电流以产生高电阻电导体58的电阻热。通过从电导体58到陶瓷材料56中的热量的快速传导来缓和该电导体58的温度，这用于传播和扩散陶瓷材料56内的热量。陶瓷材料56提供了向下穿透到烹饪空间14中的均匀的辐射能34。通常，陶瓷材料56呈现为一种高质量、高功率的处理材料，其可例如区别于诸如卤素灯泡之类的低质量、高温加热器并且提供了改进的温度稳定性和一致性。密封室44的下表面可由在很大程度上透射该陶瓷加热元件54的红外线辐射能34的由玻璃材料59构成的面板形成。该透明度允许该玻璃材料59保持于比陶瓷加热元件54充分低的温度处。该低温和玻璃材料59的无孔表面有助于从玻璃材料59的表面上清洁掉在烹饪过程期间产生的油脂和其它食物原料。玻璃材料59可以例如是高温回火的硼硅酸玻璃或透明的陶瓷玻璃，例如透射由陶瓷材料56发射的红外线辐射的Robax 。该玻璃材料59可以是由衬垫装配的并且夹置于竖向侧壁50以允许有差别的热膨胀，并防止水、油脂和烹饪烟雾的浸入，这会覆盖住该陶瓷材料56，从而造成随后的不希望出现的蒸发烟雾。提供可清理的表面防止辐射加热元件28充当在烹饪期间用于传送不受欢迎的食物香气和气味的媒介物。控制器电路21的存储器25中的程序可允许对流加热元件20和辐射加热元件28以多种不同的模式单独地操作。在其中无需烘烤、烧烤或焙烧的常规组合式烤箱模式期间，并不操作该辐射加热元件28并且可根据由控制面板23识别的烹饪计划操作该对流加热元件20。烹饪计划可提供例如为烹饪可由通过控制面板23输入的数据所识别的特定食物材料52所定制的时间限定的一组的温度和可选择的蒸汽施加。在这一点上，控制器电路21利用标准反馈控制回路中的热传感器36来控制对流加热元件20以提供该烹饪空间14的所需温度。(构成控制器电路21的一个部分的)内部时钟提供了必需的时间跃迁。可根据温度和/或时间实现通过控制阀32进行的蒸汽施加。该烹饪模式的执行要求门16的闭合和密封，如由门传感器29所确定的那样。正如所注意到的那样，在常规组合式烤箱模式中，辐射加热元件28并未加热并且由此可使得在烹饪过程期间产生的油脂和食物气味冷凝，这将不合乎需要地传送至随后烹饪的食物或当利用辐射加热元件28时，在后续模式中产生烧焦的或烟熏味的产出。密封室44的设计允许它在利用如通过喷水器19引入的由风扇18循环的蒸汽和清洁剂的烹饪过程之间被容易地进行清理。重要的是，密封室44防止穿孔的陶瓷材料56吸收油脂等。在烧烤模式期间，可停用对流加热元件20和阀32，并且仅单独利用辐射加热元件28以为放置在最上面的支架38 (最上面是相对于可安置就位的任一其它支架而言的)的食物物料的烧烤或类似功能。该烹饪模式的执行可需要打开门16，如由门传感器29所确定的那样。烹饪的速度可通过利用晶闸管或类似的控制器向电导体58 (如图3中所示)以脉冲的方式施加电流来进行调节，该晶闸管或类似的控制器以超过陶瓷加热元件54的质量的热时间常数的脉冲速度来接通和切断电流。陶瓷材料56的高质量用于利用这种脉冲来缓和其温度，从而使得始终如一的红外线辐射能34的输出在该输出中没有明显波动。在第三烹饪模式中，对流加热元件20和辐射加热元件28都可以被启动以提供快速加热补给(例如在门打开之后)或需要温度迅速升高的情况。在一个实施方式中，对流加热元件20可以是辐射加热元件28的功率数量的大致两倍(例如分别为5000W和2000W)，从而当启动该辐射加热元件28时，提供几乎50%的热增强。热增强的这些时期可以是足够短的，以防止在最上层支架38上的食物42的显著褐变，在任何情况下，这种褐变均可通过由蒸汽注入所导致的空间14内的高湿度所缓和。现参照图4进行说明，在替代实施方式中，额外的辐射加热器70和72可设置在烹饪空间14的侧壁的一个或者两个上，以在支架38之间侧向地发射红外线辐射能34，用于改善食物42的侧面的褐变或用来快速加热补充，如上所述。这些辐射加热器70和72在结构上可以类似于辐射加热元件28。在该实施方式中，支架支承轨道27可以制成为例如铜包钢丝的形式以允许红外线辐射能34能够自由地传输至食物42。某些术语于此仅出于说明的目的加以使用，并且由此并不是限制性的。例如，诸如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“顺时针”和“逆时针”之类的术语指的是参照其进行说明的附图中的方向。诸如“前”、“背”、“后”、“底”和“侧”之类的术语描述了所说明的始终如一的但随意的框架内的部件的部分的方位，该说明参照文字部分以及描述所讨论的部件的相关附图清楚地做出。这种术语可包括上文特别提到的词语，其衍生词、以及具有类似意思的词语。同样，术语“第一”、“第二”及其它这种指代结构的数字术语并不暗示序列或顺序，除非文中清楚地表明。当介绍本公开和示例性实施方式的元件或特征时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在意味着存在这种元件或特征中的一个或更多个。术语“包括”、“包含”和“具有”意指是包含在内的并且意味着除那些明确表明的元件或特征之外，可存在额外的元件或特征。还理解到的是，于此所述的方法步骤、过程、和操作并不被解释为不可避免地要求它们以所述或所示出的特定顺序执行，除非明确地确定执行顺序。同样理解到的是，可利用额外的或替代的步骤。参照控制器、计算机或处理器或其等效物进行的说明可被理解为包括包含微型处理器、现场可编程门阵列、和可执行状态感知逻辑并可在单独的环境中和/或分布式环境中通信的专用集成电路在内的一个或更多个计算装置，并且可由此构造成经由有线或无线通信而与其它处理器通信，其中这种一个或更多个处理器可构造成操作一个或更多个处理器控制装置，该处理器控制装置可以是类似的或不同的装置。此外，除非另有说明，参照存储器进行的说明可包括一个或更多个处理器可读的和可访问的存储器元件和/或部件，这些存储器元件和/或部件可处于处理器控制装置的内部、处理器控制装置的外部，并经由有线或无线网络进行访问。
权利要求
1.一种组合式烤箱，包括: 烤箱外壳，所述烤箱外壳限定烹饪空间并具有门，所述门提供通向所述烹饪空间的入口，并且当所述门处于闭合位置中时，所述门密封所述烹饪空间； 加热器组件，所述加热器组件通过穿孔板与所述烹饪空间隔离开，所述加热器组件包括第一加热元件、风扇和喷水器，所述风扇用于将由所述第一加热元件加热的空气循环通过所述烹饪空间，所述喷水器用于将水引导至所述第一加热元件和所述风扇中的至少一个以产生蒸汽；和 第二加热元件，所述第二加热元件位于所述烹饪空间内以将热辐射引导至所述烹饪空间中的食物。
2.如权利要求1所述的组合式烤箱，其中，所述第二加热元件的加热表面基本上覆盖所述烹饪空间的整个顶壁区域。
3.如权利要求2所述的组合式烤箱，其中，所述第二加热元件覆盖所述烹饪空间的至少一个侧壁的至少一部分。
4.如权利要求1所述的组合式烤箱，其中，所述烹饪空间包括在所述烹饪空间内设置成竖向间隔开的多个烹饪支架。
5.如权利要求4所述的组合式烤箱，其中，当最上面的烹饪支架基本上装满食物时，所述第二加热元件提供仅通向位于所述最上面的烹饪支架上的食物的直接的光学路径。
6.如权利要求1所述的组合式烤箱，其中，所述第二加热元件是陶瓷加热元件，所述陶瓷加热元件包括封装在导热陶瓷材料中的内部电导体。
7.如权利要求1所述的组合式烤箱，其中，所述第二加热元件包括位于未加热的透明屏障后面的产生所述热辐射的受热表面。
8.如权利要求7所述的组合式烤箱，其中，所述透明屏障是在红外区域中提供传播的低热膨胀玻璃。
9.如权利要求7所述的组合式烤箱，其中，所述第二加热元件是陶瓷加热元件，所述陶瓷加热元件包括封装在导热陶瓷材料中的内部电导体。
10.如权利要求1所述的组合式烤箱，其中，所述第一加热元件和所述第二加热元件由电子控制器进行控制，所述电子控制器执行存储程序以仅允许所述第一加热元件的操作、仅允许所述第二加热元件的操作、或者允许所述第一加热元件的操作和所述第二加热元件的操作。
11.如权利要求10所述的组合式烤箱，其中，所述存储程序还能够以基本上比所述第二加热元件的热时间常数快的时间周期提供所述第二加热元件的脉冲操作。
12.如权利要求10所述的组合式烤箱，还包括门闭合传感器，其中，所述第一加热元件和所述第二加热元件由电子控制器进行控制，所述电子控制器在所述门闭合传感器指示闭合的门时，仅允许所述第一加热元件的操作，并且当所述门闭合传感器指示开启的门时，允许所述第二加热元件的操作。
13.如权利要求10所述的组合式烤箱，还包括用于所述烹饪空间的温度监控器，其中，所述存储程序从用户接收对于多个烹饪计划中的至少一个的选择，以在食物的烹饪循环期间如由所述烹饪计划所示的那样根据来自所述温度监控器的温度和时间来控制所述第一加热元件，并且对于一些烹饪计划仅根据时间且对于其它烹饪计划根据所述温度和时间来控制所述第二加热元件。
14.一种利用烤箱外壳进行烹饪的方法，所述烤箱外壳限定烹饪空间并具有门，所述门提供通向所述烹饪空间的入口，并且当所述门处于闭合位置中时，所述门密封所述烹饪空间，烤箱具有通过穿孔板与所述烹饪空间隔离开的加热器组件，所述加热器组件包括第一加热元件、风扇、和喷水器，所述风扇用于将由所述第一加热元件加热的空气循环通过所述烹饪空间，所述喷水器用于将水引导至所述第一加热元件和所述风扇中的至少一个以产生蒸汽；并且所述烤箱还具有第二加热元件，所述第二加热元件位于所述烹饪空间内以将热辐射引导至所述烹饪空间中的食物，所述方法包括下列步骤: (1)在第一时间段期间操作所述加热器组件以在产生蒸汽的情况下将所述烹饪空间中的空气加热至预定温度；和 (2)在所述第一时间段期间，操作所述第二加热元件和所述第一加热元件以增强所述烹饪空间中的所述空气。
15.—种利用烤箱外壳进行烹饪的方法，所述烤箱外壳限定烹饪空间并具有门，所述门提供通向所述烹饪空间的入口，并且当所述门处于闭合位置中时，所述门密封所述烹饪空间，烤箱具有通过穿孔板与所述烹饪空间隔离开的加热器组件，所述加热器组件包括第一加热元件、风扇、和喷水器，所述风扇用于将由所述第一加热元件加热的空气循环通过所述烹饪空间，所述喷水器用于将水引导至所述第一加热元件和所述风扇中的至少一个以产生蒸汽；并且所述烤箱还具有第二加热元件，所述第二加热元件位于所述烹饪空间内以将热辐射引导至所述烹饪空间中的食物，所述方法包括下列步骤: 在门打开的情况下，仅 操作所述第二加热元件以烹饪所述烹饪空间中的食物。
全文摘要
一种具有利用强制空气和蒸汽加热的密封的烹饪空间的组合式烤箱也可设置至少一个辐射加热板，该辐射加热板设置成用于直接暴露所容纳的食物，从而允许特殊场合的褐变和烧烤操作或额外的加热增强。
文档编号A47J37/06GK103156532SQ20121053759
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月12日 优先权日2011年12月14日
发明者J·K·拉加万, 托马斯·韦恩·兰德, 尼古拉斯·W·瓦格纳, 乔舒亚·保罗·威蒂格 申请人:阿尔托-沙姆有限公司