专利名称：单腔辐射烹饪装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用红外能量烹调食品的装置。
背景技术：
烹饪大块的肉类，如整只家禽、大块的牛肉或猪肉的最近开发已经集中到使用辐射热量，如在美国专利出版物，Best的2008/0121117号中对辐射管烘烤器所描述的那样。 Best提出使用可拆卸的辐射管，其内部构成第1腔(即烹饪腔)用于放置食品并烹饪。辐射管必须放在外管的内部，因而在外管的内壁和内管的外壁之间构成第2腔(S卩加热腔)。在这种“双腔”系统中，加热单元把热的燃烧气输送到外加热腔的底部中用于加热辐射管的外表面。然后必须将这种热传导通过辐射管壁到该管的内表面从而使内表面发出红外辐射烹饪在辐射管内(即内烹饪腔)的食物。使用这种技术已经制造、销售和卖出了实际产品， Char-Broil公司的“The Big Eas/”，并有效地成功烹调大块的肉类。但是，如同通常的情况一样，在辐射管烘烤器技术中的进一步开发、进步、和修改将会非常希望提高上述现有系统的结构、操作、重量、效率、和/或成本。例如，在现有的双腔系统中，加热系统需要大量的预热时间以便使食物达到烹饪的温度因为辐射管的作用如同热的屏障。对Char-Broil的“The Big fes/”双腔装置进行的试验表示在先有技术的双腔装置起动之后它要花16分钟才能在辐射管内达到稳定的空气温度和辐射壁温度(即热平衡点)。在热平衡点，辐射管的烹饪腔内辐射热通量是4. 3 KW/m2而排出气体温度为 770 0F。还有，现有系统的双腔结构很重，使得携带火鸡那么大小的装置很困难。另外，在现有双腔系统中，由于(a)加热室包围辐射管的特性，(b)必需经过辐射管的壁导热，和(c)燃烧器火焰对辐射管需要成一角度的结果使可拆卸辐射管暴露在高温中， 因此肯定需要用不锈钢或其他有比较高热阻的重金属制造辐射管。还有，对先有技术双腔 Char-Broil公司的The Big Easy 装置进行的试验表明，在上述的热平衡点，可拆卸辐射管达到接近800下的温度。在这个幅值的温度下，在镀铝钢结构上铝镀层开始脱落和失去保护钢抗腐蚀的能力。因此，在先有技术双腔装置中，需要用不锈钢或有相同热阻的材料如瓷化钢制造可拆卸的辐射管。不锈钢已经是制造辐射管的优选的材料，因为瓷化钢易受剥落的伤害而且比镀铝钢更贵。除了使用不锈钢固有的成本之外，有尺寸可以烹调25磅(Ib)火鸡的不锈钢辐射管的双腔辐射管烘烤器的重量通常将是约31磅。还有，仅是不锈钢辐射管就重约5磅
发明内容
本发明涉及获得主要用辐射能烹饪大块肉类的另一种方法。取消前面要求的双腔，发明的系统仅用单腔就能获得相同的结果。事实上，发明的单腔装置比先前的双腔装置在烹饪腔内提供更多的实际的辐射热量和更多的总的烹饪热量。本发明优选地在垂直的圆筒形烹饪腔的底部内使用圈型燃烧器。由圈型燃烧器产生的热气体沿着圆筒的垂直内壁向上流动，通过对流直接加热内直壁。被加热的内壁接着操作如发射表面，从它发射出红外能量烹饪在烹饪腔内的食品。烹饪腔的外表面可以是裸的或者可能由双壁结构或特殊材料进行绝热，或按照需要使用前两种方法绝热以便使性能达到最优。发明的单腔系统通过对流和辐射两种加热来烹调食品。因为对流的热气体是在圆筒(即烹饪腔)内，某些热气体可以向内扩散也有加热食品的作用。但是，腔的内壁可操作地主要通过辐射(即，通过大于50%的辐射)加热放在中心的大块食品。发明的单腔装置优选地可操作在传送给食品的至少50% (更优选的是至少52%，最优选的至少55%)的烹饪能量优选地是红外能量。可以使用各种机构使沿着单腔内壁的流动最优化。这些包括在腔(即圆筒体)的底部设置隔板，从而用隔板确定空气从燃烧器按向上和向外的方向朝该腔的内壁流动。可以使隔板成形如锥形，以便使从食品滴下的液滴汇集到中心，从那里可使液滴通过孔排出。也可以将隔板构造成护罩以便保护燃烧器口免受食品的滴落。其他使流动最优化的机构还可以包括在腔(即圆筒)的上面有一环形放空口或有一系列孔的隔板，它的外边缘优选地与该腔的内边缘对齐从而使热气体在圆筒体上部的出口就在圆筒体底部产生气体的点的垂直上方。所以上隔板减少热气体朝要烹饪食品的向内流动，另外由加热气体的膨胀也会产生这种流动，从而使对流对烹饪的贡献有些减少。或者可以结合使用上和下隔板两种。在第一方面，提供的单腔辐射烹饪装置优选地包括(a)构成围绕该腔的垂直边界的壁，其中该壁优选地是圆筒形的和可选地附加包括包围所述壁的外壁；(b)与该壁上端接触的上表面(即，盖)，在上表面的周边附近有许多上表面孔；和(c)与该壁下端接触的下表面，在下表面的周边附近有许多下表面孔，下表面还限定中心孔。该壁、上表面和下表面限定所述的腔。这种单腔辐射烹饪装置优选地还包括(d)从下表面向上伸展的支架；(e)由支架支持的下隔板，下隔板优选地是锥形和限定一个中心排出孔，下隔板有与该壁间隔一定距离的圆周用于在该壁和下隔板的圆周之间形成间隙；(f)在下表面上的圈型燃烧器，圈型燃烧器包括在该壁内表面附近的细长部件，圈型燃烧器至少部分位于间隙之下；(g)有底和侧面结构的笼，笼用于向下放入到该腔内和放在下隔板上，提供的笼用于容纳肉块；(h) 上隔板，上隔板优选地是锥形(和可选地限定一个中心排放孔)，上隔板有放在该壁上端的突出部件，突出部件限定许多上表面孔，其中上表面孔是在该壁内表面附近和在所述燃烧器至少一部分的上方；(i)在下表面下的排料盘，排料盘用于接纳从下隔板的中心排放孔排出和通过下表面的中心孔的液体；和(j)固定在壁上的把手。在第2方面，提供的烹饪装置优选地包括(a)用于接纳食品的烹饪腔，该腔有垂直伸展的内表面当将食品接纳在烹饪腔中时该表面将包围和面向食品和(b)设置在烹饪腔底部内的燃烧器用于在烹饪腔中传送燃烧气，燃烧气将垂直向上流动加热垂直伸展的内表面。优选地构造和定向燃烧器用于以有效的方式在烹饪腔中传送燃烧气加热垂直伸展的内表面，从而使装置可操作在至少主要通过红外辐射来烹调在烹饪腔内的食品。在这个第2方面，该装置优选地其进一步特征在于烹饪腔在其上端有用于接纳食品的上开口 ；该装置还包括可拆卸地可定位在上开口上的盖；和该盖有许多开孔用于从烹饪腔排出燃烧气。这些孔优选地用有效的方式设置在盖的外周边部分，从而当将盖放在上开口上时，使这些孔定位在垂直伸展的内表面附近，以及将操作至少减少向内扩散到烹饪腔中并接触食品的燃烧气量。该盖还优选地包括大体锥形的隔板，该板向上朝这些孔发散。还有，该装置优选地其特征在于烹饪腔垂直伸展的内表面基本上是圆筒形的； 将盖中的孔构造成在盖的外周边部分的圈形结构；燃烧器是定位在垂直伸展表面附近的圈型燃烧器；和设置孔的圈形结构基本上刚好在圈型燃烧器上面并与其垂直对齐。另一种是或另外是，这种装置优选地进一步的特征将是该装置还包括设置在烹饪腔下部内的隔板，该隔板有外周边缘，该边缘与垂直伸展的内表面间隔分离从而在隔板的外周边缘和垂直伸展的内表面之间形成间隙；使该间隙基本包围和最优选地全部包围隔板和纵向定位在燃烧器上面；和使从燃烧器来的燃烧气通过间隙向上传送。如这里和在权利要求书所用的那样，术语“基本包围”意思是包围所述结构或部件的至少90%。还有，烹饪腔的垂直伸展内表面优选地将基本上是圆筒形的和隔板优选地将有向上发散的锥形(或者截头锥体形，如在锥形隔板的情况下在隔板的底部有圆的排放孔)。另外，优选地燃烧器将是定位在垂直伸展的内表面附近的圈型燃烧器和优选地将通过在隔板和垂直内表面之间的间隙传送向上流动的燃烧气，从而使燃烧气的向上流动基本包围和最优选地完全包围隔板的外周边缘。在第3方面，提供的烹饪装置包括(a)有用于接纳食品的上开口的烹饪腔，该烹饪腔有垂直伸展的内表面，当将食品放入烹饪腔时内表面将包围和面对食品；(b)设置在烹饪腔底部内的燃烧器用于在烹饪腔内传送燃烧气；(c)定位在烹饪腔下部的隔板，该隔板有与垂直伸展的内表面间隔分离的外周边缘从而在隔板的外周边缘和垂直伸展的内表面之间形成间隙，其中间隙基本包围隔板和将间隙纵向定位在燃烧器上方；和(d)可拆卸地可定位在烹饪腔上开口的上面的盖，盖有设置在该盖外周边部分中的一个或多个(优选地是多个)孔用于从燃烧腔排出燃烧气。在这个装置中，还优选地用有效的方式构造和定位燃烧器和隔板从而将通过间隙传送燃烧气向上流动，燃烧气的流动将基本包围隔板的外周边缘。另外，优选地构造和定位燃烧器、隔板、和一个或多个孔以便使该装置可以这样操作，使从间隙向上流动的燃烧气将有效地加热垂直伸展的内表面，使传送给食品的总的烹饪能量的至少50%将是红外能量。 还有，优选地从间隙向上流动的燃烧气将有效地加热垂直伸展的内表面，从而在排出气体的温度不高于720 T，优选地不高于700 T，在不大于10分钟，更优选地不大于8分钟达到在烹饪腔内红外辐射发射水平至少为4. 3 KW/m2。还有优选的是(a)这个装置的垂直伸展内表面是垂直伸展壁的内表面和(b)从间隙向上流动的燃烧气将用这样的方式加热垂直伸展的内表面，使在烹饪腔内将提供红外辐射发射水平至少为5 KW/m2而垂直伸展壁的温度将不会超过650 °F温度和更优选地不超过600 °F温度。在查阅附图和阅读下面各优选实施例的详细描述之后本发明所属技术领域的普通技术人员将会清楚本发明的其他方面、特性和优点。
图1表示发明的单腔红外(IR)烹饪装置实施例10的部分切除的透视图，有表示在底部的圈型燃烧器36和表示在它的上面整体成锥形引导热气体朝向烹饪腔14内壁的隔板，图中所示烹饪腔有两层壁以便增加热绝缘。图2是表示图1装置10的另一个部分切除的透视图，装有上隔板18在位置中。图3是发明的装置10的透视图。图4是另一种食品支持结构60的透视图，该结构有垂直间隔的多层62用于在发明的烹饪装置10内同时支持和烹饪多个食品。
具体实施例方式现在参考图1-3，表示的是整体用10指示的单腔辐射管烹饪装置。装置10包括有垂直内部发射表面15的垂直壁12，该表面组成和构成围绕烹饪腔14的垂直边界。在优选的实施例中，壁12是圆筒形，虽然也可使用六角形管、八角形管、立方或矩形管、或其他形状。在优选的实施例中，装置10附加地包括包围壁12的外绝热壁16。上隔板18优选地设置在壁12和/或壁16的上端，它还构成加热腔14可拆卸的盖。上隔板18优选地限定邻近上隔板18外周边的许多上表面孔20。将下表面22固定在壁16的下端。下表面22限定邻近下表面22外周边形成的许多下表面孔对。下表面22还限定中心孔沈。壁12和下表面22 —起限定烹饪腔14。支架28从下表面22向上伸展。由支架28将下隔板30支持在烹饪腔14内。下隔板30优选地是锥形并限定一个中心排放孔32。下隔板30有外周边(即外周边缘33)，它与壁12间隔一定的距离，从而形成在下隔板30的外周边和壁12之间的间隙34。锥形隔板 30引导气体在烹饪腔14内流过间隙34，在那里气体可以在壁12附近向上流动。外周边缘 33和间隙34优选地是圆形的。将燃烧器，优选地是圈型燃烧器36设置在烹饪腔14内下表面22上面。圈型燃烧器36例如由细长的管或其它导管构成和靠近壁12的内表面15。圈型燃烧器36限定在燃烧器圈上表面上的许多孔37用于让气体逸出维持由气体燃烧产生的火焰。优选地穿过烹饪腔14的下表面(底板)22装设孔M并优选地基本定位在圈型燃烧器36的下面以便为燃烧提供次级空气。如在图1和2中所示，优选地使圈型燃烧器36至少部分位于间隙34之下和优选地有穿过开孔17向外伸展的入口。最优选地，将是定向和定位圈型燃烧器36的上火焰喷出孔37，使喷出的燃料或燃料/空气混合物直接朝邻近烹饪腔14的垂直内表面 15的间隙74向上流。设置的笼38有底40和侧面结构42。笼38用于向下进入到腔14内。优选地将笼 38放在下隔板30上。装设的笼38用于容纳要烹调的肉或其他食品。在发明的装置10中可以使用的另一种食品支持结构60的例子表示在图4中。另一种结构60有许多水平、垂直间隔的层(如金属丝栅格)62，它可以支持多个食品以便在烹饪腔14内同时烹调多个食品。在发明的装置10的烹饪腔14内发生的红外辐射和反射的特性是这样，使在每层62上的所有产品都将被均勻地烹饪。上隔板18优选地也是锥形。上隔板18的作用如同烹饪腔14的盖和优选地包括放在腔14的上端和/或壁16上的突缘部件48。突缘部件48优选地限定许多上表面孔20。 上表面孔20优选地邻近壁15的内表面15和优选地将其设置在至少部分圈型燃烧器36的上方。装设在上隔板18外周边部分中的一圈上排气孔优选地将被大体放置在靠近燃烧器圈36上部装设的一圈火焰排放孔37的正上方。优选地将排料盘52放在下表面22下面。装设排料盘52用于接纳通过下隔板30 的中心排放孔32和通过下表面22的中心孔沈排出的液体。优选地，将外把手固定在壁12或外壁16上用于搬运整个装置10。为了把带有要烹饪食品的笼放入到腔14内，上隔板18可以装配有把手以便拆卸。该把手可以与把手M有相同的形状，或者例如可以是环或眼睛的形状以便接纳笼的搬运工具53的钩。为了把煤气供给燃烧器36，将气源和点火模块52 (如在图中所示常规的气源和点火模块52)固定在装置10的外部与发明的装置10的圈型燃烧器元件36的入口相连。用于烹饪25磅火鸡这种尺寸的装置，主要由于发明的装置10不再需要使用分离的可拆卸的发射腔，发明的系统10的总重量与先前技术双腔烘烤器比较减少到4磅。另外， 虽然发明的装置10的烹饪腔14的壁12可以由不锈钢制成，但另一种代替的壁12可以由更轻和更便宜的材料如镀铝的钢制成。在发明的装置10中能够使用更轻和更便宜材料如镀铝钢的原因在于如下事实 (a)通过发明的装置10的烹饪腔14的燃烧气的对流流动优选地向上运动与腔壁12的内表面15接触并没有显著的冲击和(b)发明的装置10的腔壁12内表面15，或腔壁12的任何其他部分的最高温度优选地将不超过650 T。腔壁12更优选地将不超过600 °F和最优选地将不超过550下。相反，在先有技术的双腔烘烤器中，可拆卸发射管的壁可能被加热到 785 °F或更高的温度。在发明的装置10中，只有一个部件可能需要用不锈钢或其他热阻比较大的材料制成，就是下隔板30。适合制成垂直伸展的烹饪腔壁12的材料包括，但不局限于，不锈钢、 镀铝钢、瓷化钢、和陶瓷涂敷的钢。适合用于制成上隔板18的材料包括，但不局限于，镀铝钢、不锈钢和瓷化钢。适合用于制成圈型燃烧器36的材料包括，但不局限于，不锈钢、镀铝钢、和瓷化钢。因此，用于烹饪25磅火鸡这样大小的本发明的单腔装置10的总重量可以比对应尺寸的先有技术双腔烘烤器的重量最多轻5磅(通常轻约5磅到约3磅)。另外，对这种尺寸的发明的单腔装置10进行的试验已经表示排气温度为720下， 它花费少于14分钟(通常不大于13分钟)达到在发明装置10的烹饪腔14内平衡的红外辐射烹饪发射水平5. 5 KW/m2。这些令人惊奇和没有想到的结果与先有技术双腔装置上的试验结果比较是非常有利的，双腔装置需要16分钟在烹饪腔中达到相当低的平衡的辐射能量发射水平4. 3 KW/m2。对试验的先有技术和发明的装置需要的燃料/能量是基本相同的， 先有技术双腔系统为18，738 BTU/hr而发明的单腔装置10为18，789 BTU/hr。事实上，发明的单腔装置10将优选地在烹饪腔14中不大于10分钟达到红外发射水平4. 3 KW/m2，更优选地不大于8分钟，排气温度不高于720 °F(更优选地不高于700下)。 按照斯蒂芬-波尔兹曼(Stefan-Boltzmarm)定律，本发明单腔装置10的试验结果表明在排气温度低于680 °F在小于7. 5分钟内达到红外发射水平4. 3 KW/m2。
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所以，本发明非常适合实现各项目标和达到上述的结果和优点以及那些固有的特性。 尽管为了这个公开说明书的各项目的已经描述了目前优选的各实施例，对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，将很清楚有许多变化和修改。这样的变化和修改将包含在如权利要求书所定义的本发明内。
权利要求
1.一种烹饪装置，包括用于接纳食品的烹饪腔，所述烹饪腔有垂直伸展的内表面，当在所述烹饪腔内接纳所述食品时该内表面将包围和面对所述的食品，和设置在所述烹饪腔的底部内的燃烧器，用于在所述烹饪腔中传送燃烧气，燃烧气将向上流动加热所述垂直伸展的内表面，其中构造和定向所述燃烧器用于在所述烹饪腔中以有效的方式传送所述燃烧气以加热所述垂直伸展的内表面从而可操作所述装置在所述烹饪腔内至少主要通过红外辐射烹饪所述食品。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于 所述烹饪腔在其上端有上开口用于接纳所述食品；所述装置还包括可拆卸地定位在所述上开口上的盖；和所述盖有许多用于从所述烹饪腔排出所述燃烧气的孔，其中将所述孔用有效的方式设置在所述盖的外周边部分，从而当将所述盖放在所述上开口上时，所述的孔将位于所述垂直伸展的内表面附近和将操作以至少减少在所述烹饪腔内向内扩散和接触所述食品的所述燃烧气的量。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述盖包括基本锥形的向上朝所述孔发散的隔板。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述烹饪腔的所述垂直伸展的内表面是基本上成圆筒形； 在所述盖的所述外周边部分以圆圈的构形构造所述孔；和所述燃烧器是设置在所述垂直伸展的内表面附近的圈型燃烧器。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于 所述装置还包括设置在所述烹饪腔下部的隔板；所述隔板有与所述垂直伸展的内表面间隔开的外周边缘，从而在所述隔板的所述外周边缘和所述垂直伸展的内表面之间形成间隙；所述间隙包围所述隔板和被抬升地设置在所述燃烧器之上；和通过所述间隙向上传送从所述燃烧器来的所述燃烧气。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于所述烹饪腔的所述垂直伸展的内表面是基本上成圆筒形，和所述隔板有向上发散的锥形或截头锥体形。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述燃烧器是设置在所述垂直伸展的内表面附近的圈型燃烧器。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于以向上流动通过所述间隙传送所述的燃烧气从而使所述燃烧气的所述向上流动包围所述隔板的所述外周边缘。
9.一种烹饪装置，包括有用于接纳食品的上开口的烹饪腔，所述烹饪腔有垂直伸展的内表面，当在所述烹饪腔内接纳所述食品时该内表面将包围和面对所述的食品；设置在所述烹饪腔底部内用于在烹饪腔中传送燃烧气的燃烧器； 设置在所述烹饪腔下部中的隔板，所述隔板有与所述垂直伸展的内表面间隔开的外周边，从而在所述隔板的所述外周边与所述垂直伸展的内表面之间形成间隙，所述间隙基本上包围所述隔板和所述间隙被抬升地设置在所述燃烧器上方；和可拆卸地设置在所述烹饪腔的所述上开口上面的盖，所述盖有许多孔用于从所述燃烧腔排出所述燃烧气，其中用有效的方式构造和定位所述燃烧器和所述隔板，从而以向上流动将所述燃烧气传送通过所述间隙，燃烧气向上流动将基本包围所述隔板的所述外周边，和其中还构造和定位所述燃烧器、所述隔板、和所述的孔，从而可操作所述装置产生所述燃烧气从所述间隙的所述向上流动而用有效的方式加热所述垂直伸展的内表面，使传送给所述烹饪腔中所述食品的总烹饪能量的至少50%将是红外能量。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于构造和定位所述燃烧器、所述隔板、和所述的孔，从而可操作所述装置产生所述燃烧气从所述间隙的所述向上流动来加热所述垂直伸展的内表面，使传送给所述烹饪腔中所述食品的总烹饪能量的至少55%将是红外能量。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于所述燃烧气从所述间隙的所述向上流动将用有效的方式加热所述垂直伸展的内表面，使得在排出气体温度不大于720下下在不大于 10分钟内在所述烹饪腔内达到红外辐射的发射水平至少为4. 3 KW/m2。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于所述烹饪腔的所述垂直伸展的内表面是由镀铝钢制成。
13.如权利要求9所述的装置，其特征在于所述烹饪腔的所述垂直伸展的内表面是圆筒形的。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于所述燃烧器是设置在所述烹饪腔的所述垂直伸展的内表面附近的圈型燃烧器。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于所述隔板有向上发散的锥形或截头锥体形。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于所述隔板的所述外周边缘是圆形。
17.如权利要求9所述的装置，其特征在于所述燃烧气从所述间隙的所述向上流动将用这样的方式加热所述垂直伸展的内表面，使得在排出气体温度不大于700下下在不大于 8分钟内在所述烹饪腔内达到红外辐射发射水平至少为4. 3 KW/m2。
18.如权利要求9所述的装置，其特征在于所述垂直伸展的内表面是垂直伸展壁的内表面和其中所述燃烧气从所述间隙的所述向上流动将用这样的方式加热所述垂直伸展的内表面，使得在所述垂直伸展壁的温度不超过650 T的情况下在所述烹饪腔内将提供红外辐射发射水平至少为5 KW/m2。
19.如权利要求9所述的装置，其特征在于所述垂直伸展的内表面是垂直伸展壁的内表面，和其中所述燃烧气从所述间隙的所述向上流动将用这样的方式加热所述垂直伸展的内表面，使得在所述垂直伸展壁的温度不超过600 T的情况下在所述烹饪腔内将提供红外辐射发射水平至少为5 KW/m2。
全文摘要
一种用于烹饪的装置包括接纳食品的烹饪腔和设置在烹饪腔底部内用于在烹饪腔中传送燃烧气的燃烧器，燃烧气将向上流动加热烹饪腔垂直伸展的内表面。可操作在加热腔内燃烧气的向上流动用这样的方式加热垂直伸展的内表面，使放在烹饪腔里的食品将至少主要通过红外辐射进行烹调。
文档编号F24H1/00GK102498349SQ201080038245
公开日2012年6月13日 申请日期2010年6月28日 优先权日2009年6月29日
发明者A·加富德, M·艾哈迈德 申请人:W·C·布拉德利公司