具有线性逆流式热交换器的对流烤箱的制作方法

交叉引用

本申请要求2015年2月3日提交的题为rackoven的具有代理人案号0084101-001pro的美国临时专利申请号62/111,577的优先权和2016年2月1日提交的题为convectionovenwithlinearcounter-flowheatexchanger的具有代理人案号0084101-001us0的美国非临时专利申请号15/012,710的优先权，后者是2015年2月3日提交的美国临时专利申请号62/111,577的非临时申请并且要求其权益。这些申请都出于所有目的以引用的方式整体并入本文。

发明领域

本发明涉及使加热空气循环通过烹饪室的对流烤箱。

背景

对流烤箱使加热空气在烹饪室内循环，以将加热的工艺用风均匀地分布在食物产品周围。一些对流烤箱使用火焰元件产生热量。先前使用火焰元件来实现的对流烤箱通常是以下两种类型中的一种：直接火烤或间接火烤。在直接火烤烤箱中，火焰元件产生的燃烧产物可直接排放到工艺气流中并且与烹饪室中的食物接触。在间接火烤的烤箱中，燃烧产物可与工艺气流分离并且不接触烹饪室中的食物。对流烤箱的间接火烤在烤箱中可以是优选的，其中气流中的水分含量的控制对烹饪过程的质量至关重要。通过直接火烤法添加燃烧排气可增加或减少水分含量，并且由此改变烘烤或烹饪过程。

由于在燃烧过程中需要氧气，所以在任何燃料燃烧过程中存在固有的低效率。氧气几乎总是由环境空气供应，所述环境空气可能处于或大约处于环境温度下。由燃料供应的能量的一部分用来加热氧气和相关联的空气，所述相关联的空气在燃烧过程中大部分是惰性的。当诸如烘烤和烹饪烤箱中的处理温度升高时，其中工艺用风可能在高于环境温度的150℃与250℃之间，低效率状况加重。在此类情况下，低效率至少部分地是由于将用于燃烧的空气从环境温度加热到高于所需烹饪过程温度的温度所需的能量。

先前实现的解决方案已通过提高从燃烧过程到工艺用风的热传递的有效性来解决燃烧效率低的问题。一些解决方案已使用“交叉流”，其中火焰、燃烧产物和排气被横向于工艺用风的流动而引导，以提高热传递效率。其他解决方案已使用“交叉逆流”，其中火焰流、燃烧产物和排气被在与工艺用风流动相反的方向上行进的连续通路中横向于工艺用风的流动而引导。虽然先前实现的解决方案已取得了一定程度的成功，但它们未能完全克服常规烤箱尺寸内的空间的物理限制，以及相关联的成本和构建难度。

附图说明

图1示出根据第一实施方案的对流烤箱的截面前侧视图。

图2示出图1的对流烤箱的透视图。

图3示出图1的对流烤箱的截面透视图。

图4示出图1的对流烤箱的热交换器壳体的第一放大截面透视图。

图5示出图1的对流烤箱的第一截面左侧视图。

图6示出图1的对流烤箱的热交换器壳体的第二截面透视图。

图7示出图1的对流烤箱的第二截面左侧视图。

图8示出根据第二实施方案的对流烤箱的截面前侧视图。

图9示出根据第三实施方案的对流烤箱的截面前侧视图。

具体实施方式

在对流烤箱中，将热量传递到产品(通常是食物产品)的过程是借助于以下来进行的：对流；工艺用风a在烤箱室内的移动。工艺用风a可通过各种方式被加热，包括电加热元件、一个或多个直接火烤燃烧器或者间接使用热交换器。本申请涉及间接火烤对流烤箱以及利用热交换器来分配热量的方法，所述热交换器用于加热在其中循环的工艺用风a。通过使用本文中描述的对流烤箱和方法，可以以比先前实现的解决方案更有效的方式来在对流烤箱中将热能传递到食物产品中。

通过使用线性逆流、先前未在对流烤箱中使用的方法，本发明的对流烤箱和方法在先前实现的解决方案的基础上推进热传递过程。在线性逆流方法中，热量流动(例如，热交换管道中的经加热流体f、燃烧产物)与工艺用风a的(线性)流动平行，但是热量流动与工艺用风a流动的方向是相反的方向(逆流)。这种方法使逆流热交换的益处最大化。

根据本文公开的对流烤箱，每个热交换管道的单个加热元件(例如，燃烧器)可比其他先前使用的方法更能增强益处。例如，本发明的对流烤箱的每个热交换管道的单个加热元件限制了现有热交换器中固有的结构应力，在所述现有热交换器中单个加热元件将燃烧产物馈送到多个热交换管道中。先前实现的多管道热交换器的单个燃烧器通常将高温的燃烧产物施加到形成多个热交换管道的分配装置(通常称为“管道板”)的材料上。相比之下，本文公开的每个管道热交换器的一个燃烧器不会将燃烧产物碰撞在管道板上，并且从而消除了先前设计中固有的结构应力。

线性逆流设计还有效地使用空间，因为热交换管道遵循工艺用风a流动的路径，而不是交叉通过工艺用风a的流动路径。在先前的交叉逆流设计中，热交换管道通过弯曲或借助于收集和分配管道而转入工艺用风a的流动路径中；在对流烤箱中，这都需要额外的空间。

图1中示出根据第一实施方案的对流烤箱10。对流烤箱10具有用于烹饪食物产品14的烹饪室12。烹饪室12的尺寸和形状可被设定成容纳用于在烹饪期间保持食物产品14的烤架16。可选择性地打开或关闭对流烤箱10的前侧上的门11(参见图2)以插入烤架16。例如，控制面板13可设置在对流烤箱10的外表面上，以控制烹饪过程的各个方面，例如像烹饪温度、烹饪时间、对流特征和烤架16的旋转。当启动对流烤箱10时，对流烤箱可使经加热的工艺用风a循环通过烹饪室12以烹饪食物产品14。经加热的工艺用风a进入烹饪室12的工艺用风入口18，接触食物产品14，并且随后通过工艺用风出口20离开烹饪室。工艺用风a在循环通道22中沿着循环路径移动，所述循环通道22朝向工艺用风入口18连接工艺用风出口20。沿着循环通道22定位的空气循环器24使工艺用风a沿着循环路径在第一方向上从工艺用风出口20移动到工艺用风入口18。

在工艺用风沿着循环路径移动时，热交换器26加热循环通道22中的工艺用风a。热交换器26具有一个或多个热传递管道28，所述一个或多个热传递管道28沿着并且基本上平行于循环通道22中的循环路径的长度纵向地延伸。一个或多个热传递管道28在对流烤箱10中垂直地定向。一个或多个热传递管道28可由具有相对较高热传导性的材料(诸如，铜或铝)组成。

第一方向被定义为工艺用风a沿着循环路径通过循环通道22从工艺用风出口20移动到工艺用风入口的方向。在本实施方案中，例如，在循环通道22的第一通道部分22a中，第一方向最初向下并且基本上平行于分隔壁42。随后第一方向围绕分隔壁42的远端弯曲。在循环通道22的第二通道部分22b中，第一方向是向上方向并且基本上平行于分隔壁。第一方向在对流烤箱10的顶部附近改变成水平方向，随后通过空气循环器24改变成遵循流动路径的方向。在工艺用风a离开空气循环器24之后，第一方向是水平方向，随后在工艺用风a进入工艺用风入口18之前，第一方向改变成向下方向。取决于工艺用风a通过循环通道22的循环路径，其他实施方案中的第一方向可能不同。

一个或多个加热元件30加热在第二方向上循环通过每个热传递管道28的流体，所述第二方向被限定为与工艺用风a移动的第一方向相反。具体地，经加热流体f在每个热传递管道28的第一端处从加热元件30循环到管道入口32中。每个热传递管道28与循环通道22分开密封，使得经加热流体f不直接接触沿着循环路径循环的工艺用风a或烹饪室12中的工艺用风a。经加热流体f基本上与沿着循环路径在第一方向上移动的工艺用风a平行地移动通过每个热传递管道28。经加热流体f沿着每个热传递管道28的整个长度行进，并且在每个热传递管道的与第一端相反的第二端处从管道出口34离开。

第二方向被定义为经加热流体f在暴露在循环通道22中的一个或多个热交换管道28中从管道入口32流动到管道出口34的方向。在本实施方案中，第二方向最初向下通过第二通道部分22b。随后第二方向围绕分隔壁42的远端弯曲。第二方向通过第一通道部分22a改变成向上方向。取决于工艺用风a通过循环通道22的循环路径，其他实施方案中的第二方向可能不同。

当经加热流体f在第二方向上移动时，来自经加热流体f的热量被传导通过一个或多个热传递管道28的壁。沿着每个热传递管道28的基本上整个长度的外壁暴露于工艺用风a。沿着循环路径移动的工艺用风a接触每个热传递管道28的暴露的外壁并从其吸收热量。经加热流体f在热传递管道28中的线性逆流布置允许工艺用风a比在先前实现的对流烤箱中能吸收更多的热量，并且还表现出比先前实现的对流烤箱提高的热传递效率。

间接火烤对流烤箱中的热传递效率至少部分地随着热交换器26中的经加热流体f与循环通道22中的工艺用风a之间的温度差而改变：在经加热流体f与工艺用风a之间的温度差越大，从经加热流体f传递到工艺用风a的热量的量越多。因为工艺用风a的温度和经加热流体f的温度都在第一方向上增加，所以沿着线性逆流设计中的一个或多个热传递管道的长度所维持的工艺用风a与经加热流体f之间的温度差比先前实现的设计中的温度差更大。也就是说，热传递管道28中的经加热流体f的温度在管道入口32处最大，并且随着经加热流体f行进远离一个或多个加热元件30而降低(即，温度随着经加热流体f在第二方向上行进而降低)。相反，当离开烹饪室12的工艺用风出口20时，工艺用风a的温度沿着循环路径处于最低温度，并且温度随着工艺用风a沿着一个或多个热传递管道28的长度在第一方向上行进而增加。线性逆流设计在使对流烤箱的可用空间最大化的同时提高了热传递效率。

当存在多于一个热交换管道28时，热交换管道沿着循环通道22彼此平行延伸，如图3、图4和图5所示。热交换管道28在循环通道22中垂直地定向，并且从对流烤箱10的前侧到后侧进行布置。邻近的热交换管道28由间隙35(见图5)间隔开，使得工艺用风a可接触暴露在循环通道22中的热交换管道的整个表面区域。在一些实施方案中，热交换管道28可从对流烤箱10的前侧到后侧相继地布置，而没有间隔开热交换管道28的间隙35。如以下所述，热交换管道28可具有与对流烤箱10中的热交换管道不同的取向或布置。

一个或多个加热元件30可各自包括用于产生经加热流体f的热源。在本实施方案中，一个或多个加热元件30中的每一个可以是产生火焰以用于点燃从流体供应歧管36供应的可燃流体的燃烧器。一个或多个加热元件30中的每一个与加热元件中的另一个邻近，使得一个加热元件的点燃可点燃邻近的一个加热元件。因此，一个加热元件30的点燃可依次点燃剩余的加热元件。

流体供应端口38可被设置用于一个或多个加热元件30中的对应一个并且与其对准，如图4和图5所示。一个或多个加热元件30中的每一个可被对准，以在每个热传递管道28的对应管道入口32中供应经加热流体f。可燃流体可被推进通过流体供应歧管36，并且使用正压从供应端口38排出(参见图4和图6)。可燃流体随后被一个或多个加热元件30点燃，并且至少部分地作为经加热流体f投射到每个热传递管道28的管道入口32中。

在本实施方案中，可燃流体是可燃气体，诸如丙烷或丁烷，所述可燃气体燃烧以产生包含经加热流体f的火焰或排气(“燃烧产物”)。可使用流体循环器40使经加热流体f被推进通过热传递管道28的整个长度。本实施方案的流体循环器40包括连接到每个热传递管道28的管道出口34侧的排气鼓风机或风扇，以帮助拉动或牵引通过其的经加热流体f，如图4和图6所示。在一些实施方案中，泵或鼓风机可设置在每个热传递管道28的管道入口32侧上，或甚至在每个热传递管道本身中，以帮助在第二方向上将经加热流体f输送出每个管道出口34。经加热流体f可在不使用活性流体循环元件的情况下利用施加在经加热流体f上的正压或由于经加热流体f本身的自然通风而通过每个热传递管道28进行输送。

代替或除了上述可燃气体系统之外，可使用其他流体和相关联系统。通过非限制性实例，经加热流体f可包括通过流体供应歧管36注入或从供应端口38注入到加热元件30上的可燃液体。在一些实施方案中，一个或多个加热元件30可包括加热不可燃流体的电或感应加热元件，所述不可燃流体随后在第二方向上通过每个热传递管道28进行输送。本领域普通技术人员将理解，在不脱离本文描述的对流烤箱的范围的情况下，可实现许多系统和流体，以使经加热流体f移动通过每个热传递管道28。

空气循环器24使工艺用风a从工艺用风入口18朝向工艺用风出口20循环通过烹饪室12。空气循环器24使工艺用风a循环离开工艺用风出口20，并进入循环通道22中。本实施方案的空气循环器24沿着循环路径定位在一个或多个热传递管道28的下游。空气循环器24包括围绕电动机轴驱动循环元件44的电动机43。本实施方案的循环元件44是在径向方向上加速并排出空气的离心风扇。在其他实施方案中，通过非限制性实例，空气循环器24可具有不同的循环元件44，诸如在轴向旋转方向上加速并排出空气的机械风扇。

空气循环器24使工艺用风a在循环室22中沿着循环路径在第一方向上从工艺用风出口20并朝向工艺用风入口18移动。当工艺用风a在循环通道22中沿着第一方向移动时，工艺用风a接触暴露在工艺用风出口20与工艺用风入口18之间的循环通道22中的热传递管28的长度并且从其吸收热量。一个或多个热传递管道28的第一管道部分28a沿着循环路径比一个或多个热传递管道28的第二管道部分28b更靠近工艺用风入口18，所述第二管道部分28b沿着循环路径更靠近工艺用风出口20。本实施方案中的工艺用风出口20位于烹饪室12的顶部附近，并且与第二管道部分28b邻近。离开工艺用风出口20的工艺用风a首先接触第二管道部分28b，并且随后当工艺用风a在第一方向上移动时来接触第一管道部分28a。

在本实施方案中，分隔壁42使循环通道22中的每个热传递管道28的第一管道部分28a与第二管道部分28b分离，如图1和图3所示。分隔壁42基本上与第一管道部分28a和第二管道部分28b平行地延伸。每个热传递管道28可具有u形或发夹形状，所述u形或发夹形状形成具有围绕分隔壁42的远端弯曲的弯曲管道部分28c，这使得经加热流体f从第一管道部分28a过渡到第二管道部分28b。分隔壁42允许产生工艺用风a的细长循环路径，以增加工艺用风a沿着循环路径行进时所暴露至的每个热传递管道28的长度和表面积，并且以使工艺用风从每个热传递管道吸收的热量的量最大化。每个热传递管道28可另外包括第三管道部分28d，所述第三管道部分28d在第一方向上横向延伸穿过内壁45并穿过第一管道部分28a下游的循环通道22，以提供用于经加热流体f的返回路径(参见图1)。可替代地，每个第二管道部分28b可终止于管道出口34处而不延伸穿过内壁45。例如，每个第二管道部分28b可弯曲并延伸到对流烤箱12的工艺用风出口20附近的前壁或后壁中。

离开烹饪室12的顶部附近的工艺用风出口20的工艺用风a首先沿着第二管道部分28b的长度接触并吸收热量。随后，在沿着第一管道部分28a的长度接触并吸收热量之前，工艺用风a从弯曲管道部分28c吸收热量，同时围绕分隔壁42的下端行进。使工艺用风a暴露于第一管道部分28a和第二管道部分28b以及弯曲管道部分28c的长度增加了工艺用风a从热传递管道28吸收的热量的量，同时有效地利用对流烤箱10中的可用空间。经加热的工艺用风a流动通过空气循环器24、通过其余的循环通道22，并且通过工艺用风入口18回到烹饪室12中。在经加热的工艺用风a循环通过烹饪室12来加热食物产品14之后，经加热的工艺用风a再次从工艺用风出口20离开烹饪室12，并且开始再次沿着循环路径行进通过循环通道22。

热交换器壳体46可位于一个或多个热传递管道28的两端处，如图1、图3、图4和图6所示。热交换器壳体46具有下壁46l，下壁46l具有一对或多对邻近的孔口，所述口孔用于分别接收一个或多个热传递管道28的每个端部。每对邻近的孔口可沿着下壁46l上的同一平面彼此紧密定位，如图1和图6所示。邻近的孔口对从对流烤箱12的前侧到后侧相继地布置，以实现期望宽度的间隙35。一个或多个热传递管道28的端部紧密地定位以提供紧凑的设计，这降低了对流烤箱10的成本和总体尺寸。热交换器壳体46的下壁46l围绕一个或多个热传递管道28形成密封，以帮助防止循环通道22中的工艺用风a与热交换器壳体46的内部中的经加热流体f之间的流体连通。在本实施方案中，管道入口32和管道出口34位于热交换器壳体46的下壁46l的上方，但是在其他实施方案中管道入口32或管道出口34可替代地位于下壁46l处。

热交换器组件46包括用于接收由一个或多个加热元件30加热的流体的一个或多个流体摄入端口48，如图4和图6所示。在进入一个或多个流体摄入端口48之后，流体可流动通过热交换器组件46的内部中的摄入腔50，以到达一个或多个加热元件30。由一个或多个加热元件30加热的经加热流体f进入一个或多个热传递管道28的管道入口32中。在本实施方案中，一个或多个加热元件30产生加热通过一个或多个流体摄入端口48接收的空气的火焰。来自一个或多个流体摄入端口48的空气可被吸入加热元件组件52中，所述加热元件组件52具有至少部分地包围一个或多个加热元件30的壁。空气可通过沿着加热元件组件52的一个或多个上壁布置的一个或多个第一通风孔54a而被吸入加热元件组件52中，并且与来自供应端口38的可燃流体结合以产生用于点燃加热元件火焰的适当混合物。第一通风孔54a或第二通风孔54b可连续布置成一排或多排。加热元件火焰可加热被吸入到沿着加热元件组件52的一个或多个下壁布置的一个或多个第二通风孔54b中的空气。燃烧产物(例如，来自一个或多个流体摄入端口48的空气、火焰和火焰排气)流动进入管道入口32并且循环通过一个或多个加热管道28。在其他实施方案中，热交换器组件46可设置成不具有加热元件组件52。

收集箱56可定位在一个或多个热传递管道28的管道出口34处或附近，以收集从一个或多个热交换管道28离开的经加热流体f，如图4和6所示。收集箱56包括封闭收集腔60的箱壁58。箱壁58中的一个或多个可形成界面，所述界面使收集腔60中的经加热流体f与摄入腔50中的流体分离并且密封收集腔60中的经加热流体f。界面箱壁58可由具有相对较高热传导性的材料(诸如，铜或铝)组成。在循环通过一个或多个热传递管道28的整个长度之后，经加热流体f流出管道出口34并且收集在收集腔60中。来自收集在收集腔60中的经加热流体f的热量被箱壁58吸收并且引导通过箱壁58。摄入腔50中的流体沿着由收集箱56的侧面、顶部、底部、前部或后部上的箱壁58形成的界面流动。在流体进入加热元件组件52或者与一个或多个加热元件30相互作用之前，箱壁发出的热量对摄入腔50中的流体进行预加热。通过回收否则在其他设计中将损失的热量，从收集箱56中的经加热流体f传递到摄入腔50中的流体的这种预燃烧热显着地减少了燃烧过程中消耗的能量。预燃烧热传递还可在低于工艺用风a温度的温度下有效地燃烧流体，从而降低在烹饪室12中烹饪食物产品14所需的热应力和总能量。

在本实施方案中，热交换器26加热从摄入端口48吸入的气体(例如，环境空气)，但是在其他实施方案中，热交换器26可加热液体。通过非限制性实例，在液体流入一个或多个热传递管道28之前或之时，液体(例如，水、油)可循环进入摄入腔50中并且由一个或多个加热元件30产生的火焰进行加热。可替代地，一个或多个加热元件30中的每一个可包括加热流入一个或多个热传递管道28中的液体的电或感应加热元件。液体可从外部来源泵入或者循环通过连接到对流烤箱的外部罐。离开出口管道34的流体可从热交换壳体46的出口端口62排出。在本实施方案中，流体循环器40是有助于将燃烧产物从热交换壳体46排出的排气鼓风机。

热物质64可布置成邻近循环通道22中的一个或多个热传递管道28，如图1、图3、图8和图9所示。热物质64被布置成靠近或邻近工艺用风出口20，以在工艺用风被一个或多个热交换管道28明显加热之前从离开烹饪室12的工艺用风a中吸取热量。热物质64可用来产生用于辅助烹饪过程的蒸汽并且在工艺用风接触一个或多个热传递管道28的大部分之前，降低工艺用风a的温度。热物质64被定位来从离开烹饪室12的工艺用风a中吸取热量，使得最初接触工艺用风出口20附近的一个或多个热传递管道28的工艺用风a处于循环路径中的最低温度下。即使处于循环路径中的最低温度下，热物质64也可有效地产生蒸汽，这是因为水在低于进入烹饪室12的工艺用风入口18的工艺用风a的温度的温度下可蒸发。热物质64的位置提高了对流烤箱10的效率，因为即使热物质的温度低于烹饪食物产品14所需的温度，热物质也可从一个或多个热传递管道28吸取热量。

热物质64可沿着循环通道22中的循环路径平行于一个或多个热交换管道28布置。热物质64可包括各自在对流烤箱10的前侧与后侧之间延伸的一排或多排条或杆，如图7所示。一个或多个喷洒器66可将水喷洒到热物质64上，以在循环通道22中产生蒸汽。一个或多个喷洒器66可位于循环通道22的循环路径中的热物质64的上方或上游，以帮助水均匀分布在热物质上。

对流烤箱10可包括位于烤架16上方的烤架旋转装置67(见图1和图2)，并且被配置来使烹饪室12中的烤架旋转。烤架旋转装置67包括使向下延伸的轴69旋转的电动机68。轴69在烹饪过程期间使烤架16旋转，以促进经加热的工艺用风a在食物产品14上均匀分布。轴69的远端可使用附接特征与烤架16接合，以允许烤架与轴一起旋转。附接特征可以是固定到轴69的成形形状、沟槽或板，所述轴69与固定到烤架16顶部的成形形状或沟槽互锁。在一些实施方案中，烤架旋转装置67可附接到烤架16并且使用设置在轴69的远端附近的凸缘来向上提升烤架16。远端上的凸缘可接合在烤架16的一部分的下方，以帮助提升烤架16。附接特征没有特别限制，并且通过另外的非限制性实例，可以是本领域普通技术人员已知的任何特征，包括夹具、钩或环。控制面板13可被操作来控制烤架旋转装置67的操作方面，例如像提升、旋转速度和旋转持续时间。

对流烤箱10可具有与图1和图3所示的热交换器26不同的热交换器配置。在另一实施方案中，对流烤箱70被设置有线性延伸穿过循环通道22并且不具有u形或发夹形状的一个或多个热传递管道68，如图8所示。工艺用风a通过位于烹饪室12的底部附近的工艺用风出口74排出。工艺用风a沿着一个或多个热传递管道68的轴向长度在第一方向上(即向上)移动。经加热流体f进入管道入口32并且在与第一方向相反的第二方向上(即，向下)行进通过一个或多个热传递管道68。一个或多个热传递管道68加热沿着循环通道22中的循环路径移动的工艺用风a。一个或多个热传递管道68彼此平行地布置，并且基本上平行于循环通道22中的循环路径延伸。

经加热流体f在一个或多个热传递管道68的与管道入口32相反的端部处从管道出口34排出。管道出口34可连接到出口组件76，以用于处理经加热流体f或使其循环。一个或多个热传递管道68可在循环通道22中弯曲，以将经加热流体f输送通过对流烤箱10的外壁78并且输送到出口组件76中。可替代地，出口组件76可至少部分地设置在循环通道22中，以接收离开一个或多个热传递管68的经加热流体f。

在另一实施方案中，对流烤箱80可具有与烹饪室12的工艺用风入口18邻近的热交换器82，如图9所示。工艺用风入口18可设置在一个或多个热传递管道84附近，所述一个或多个热传递管道84线性地延伸并且基本上平行于循环通道22中的工艺用风a的循环路径。工艺用风a沿着循环通道22中的循环路径在第一方向上从工艺用风出口20朝向设置在对流烤箱80的底部附近的工艺用风入口18循环。对流烤箱80中的空气循环器24沿着循环路径设置在一个或多个热传递管道84的上游。在工艺用风a循环通过空气循环器24之后，工艺用风a朝向烹饪室12的底部附近的工艺用风入口18在第一方向上(即向下)移动。经加热流体f在与第一方向相反的第二方向上(即，在逆流方向上向上)流入每个管道入口32中并且流动通过一个或多个热传递管道84。线性延伸的热传递管道84不具有u形或发夹形状。

一个或多个加热元件30安装在对流烤箱80的底部附近。在本实施方案中，一个或多个加热元件30被垂直定向并且设置在循环通道22中。在一些实施方案中，一个或多个加热元件30可水平地定向并且设置在对流烤箱80的侧壁86中或者延伸穿过侧壁86。在另外的实施方案中，一个或多个热传递管道84可延伸穿过侧壁上的孔口，并且连接到设置在侧壁86的外表面上的一个或多个加热元件30。当一个或多个加热元件30不垂直定向时，一个或多个热传递管道84中的每一个可具有在对流烤箱80的底部附近的弯曲部分，以将每个管道入口32连接到加热元件30中的相应元件。

经加热流体f在第二方向上流动通过一个或多个热传递管道84，并且通过在对流烤箱80的顶部附近的管道出口34排出。管道出口34可连接到对流烤箱80的顶部附近的出口组件88。在本实施方案中，管道出口34被连接到循环通道22中的出口组件88。在其他实施方案中，一个或多个热传递管道84可延伸穿过上壁90或侧壁86的上部部分，以将管道出口34连接到设置在循环通道22外部的出口组件88。

热物质92邻近循环通道22中的在对流烤箱80的顶部附近的一个或多个热传递管道84。热物质92有助于在工艺用风a由一个或多个热传递管道84明显加热之前从工艺用风a中吸取热量。热物质92可用来产生用于辅助烹饪过程的蒸汽并且在工艺用风a接触一个或多个热传递管道84之前，降低工艺用风a的温度。在其他方面，热物质92可具有与热物质64基本相同的配置。热物质92以与对流烤箱10中的热物质64类似的方式来提高对流烤箱80的效率。一个或多个喷洒器94可邻近热物质92设置，以将水喷洒到热物质92上，从而在循环通道22中产生蒸汽。

可在不脱离本文描述的线性逆流设计的范围的情况下，实现对流烤箱的其他配置。通过非限制性实例，一个或多个热传递管道可在对流烤箱的烹饪室12上方的循环通道22的一部分中水平地定向。可替代地，一个或多个热传递管道28/68/84可以是l形，具有邻近工艺用风入口18或工艺用风a出口的第一垂直定向部分和位于烹饪室上方的循环通道的一部分中的第二水平定向部分。对流烤箱10的热交换器26和分隔壁42可设置在循环通道22的工艺用风入口18侧上，而不是设置在循环通道的工艺用风出口20侧上。

上文以详细描述描述了本发明的各种实施方案。尽管这些描述直接描述以上实施方案，但应了解本领域技术人员可设想本文所示以及所述的特定实施方案的修改和/或变化。属于本描述的范围内的任何所述修改或变化都也意图包括在本描述中。除非特别指出，否则发明者的意图在于，给予说明书和权利要求书中的词和短语以普通意义和适用领域的一般技术人员惯用的意义。

已递呈在提交申请案时为申请者所知的本发明的各种实施方案的先前描述，且旨在说明和描述性目的。本描述不意图是详尽的，也非将本发明限于公开的精确形式，且根据以上教导，许多修改和变化是可能的。所述实施方案用于解释本发明的原理和本发明的实际应用，且用于使本领域其他技术人员能够以各种实施方案且在如适于涵盖的特定用途的各种修改下利用本发明。因此，意图本发明不限于所公开的用于执行本发明的特定实施方案。

尽管已示出并且描述本发明的特定实施方案，但本领域技术人员将显而易知的是，基于本文中的教义，可在不脱离本发明和其更广泛方面的情况下进行改变和修改，且因此随附权利要求将在其范围内涵盖如在本发明的真实精神和范围内的所有所述改变和修改。本领域技术人员应了解，一般而言，本文使用的术语通常意图为“开放”术语(例如术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“具有至少”，术语“包括”应解释为“包括但不限于”等)。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种对流烤箱，其包括：

烹饪室，所述烹饪室具有工艺用风入口和工艺用风出口；

循环通道，所述循环通道连接所述工艺用风入口和所述工艺用风出口；

空气循环器，其被配置来使工艺用风沿着循环路径在从所述工艺用风出口到所述工艺用风入口的第一方向上移动通过所述循环通道，并且被配置来使工艺用风循环通过所述烹饪室；以及

热交换器，所述热交换器包括沿着所述循环路径纵向布置在所述循环通道中的一个或多个热交换管道，所述一个或多个热交换管道中的每一个与所述烹饪室和所述循环通道分开密封，一个或多个加热元件被配置来加热所述一个或多个热交换管道中的流体，所述热交换器被配置来使所述经加热流体在第二方向上移动通过所述一个或多个热交换管道，所述第二方向是与所述第一方向相反的相反方向。

2.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述一个或多个热交换管道中的每一个包括从所述加热元件接收所述经加热流体的第一管道部分，所述第一管道部分平行于所述循环路径延伸并且沿着所述循环路径延伸；以及平行于所述循环路径延伸并且沿着所述循环路径延伸的第二管道部分，所述第二管道部分沿着所述循环路径在所述第一方向上定位在所述第一管道部分的上游，并且所述第二管道部分与所述第一管道部分间隔开。

3.如权利要求2所述的对流烤箱，其中所述一个或多个热交换管道中的每一个的所述第一管道部分具有管道入口，所述经加热流体从所述加热元件进入所述管道入口中。

4.如权利要求2所述的对流烤箱，其中所述第二管道部分被定位成沿着所述循环路径比所述第一管道部分更靠近所述工艺用风出口。

5.如权利要求4所述的对流烤箱，其中所述第二管道部分被定位成邻近所述循环通道中的所述工艺用风出口。

6.如权利要求2所述的对流烤箱，其中所述第一管道部分沿着所述循环路径比所述第二管道部分更靠近所述工艺用风入口。

7.如权利要求6所述的对流烤箱，其中所述第一管道部分被定位成邻近所述循环通道中的所述工艺用风入口。

8.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述热交换器包括多个加热元件，并且所述热交换器包括多个热交换管道，每个热交换管道具有管道入口，所述经加热流体从所述多个加热元件中的对应一个进入所述管道入口中。

9.如权利要求8所述的对流烤箱，其中所述多个加热元件中的每个加热元件被布置成邻近所述多个加热元件中的另一加热元件，使得点燃一个加热元件会点燃所述加热元件中的邻近一个加热元件。

10.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述一个或多个热交换管道中的每一个还包括管道入口和管道出口，所述管道入口从所述一个或多个加热元件中的至少一个接收所述经加热流体，所述经加热流体被从所述管道出口移除。

11.如权利要求10所述的对流烤箱，其还包括：

流体循环器，所述流体循环器被配置来使所述经加热流体循环通过所述一个或多个热交换管道，所述流体循环器被连接到所述一个或多个热交换管道的管道出口侧处。

12.如权利要求10所述的对流烤箱，其还包括：

流体循环器，所述流体循环器被配置来使所述经加热流体循环通过所述一个或多个热交换管道，所述流体循环器被连接到所述一个或多个热交换管道的管道入口侧处。

13.如权利要求1所述的对流烤箱，其还包括热物质，所述热物质邻近在沿着所述循环路径的所述循环通道中的所述一个或多个热交换管道，所述热物质被配置来从所述循环通道中的所述工艺用风吸收热量。

14.如权利要求13所述的对流烤箱，其中所述热物质被邻近所述烹饪室的所述工艺用风出口定位。

15.如权利要求13所述的对流烤箱，其中所述热物质被邻近所述烹饪室的所述工艺用风入口定位。

16.如权利要求13所述的对流烤箱，其还包括液体喷洒器，所述液体喷洒器被配置来将液体喷洒到所述热物质上，以在所述热物质从所述工艺用风吸收热量时产生蒸气。

17.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述热交换器还包括出口端口，所述经加热流体中的至少一些被通过所述出口端口从所述热交换器移除；收集室，所述收集室布置在所述一个或多个热交换管道的管道出口与所述出口端口之间，并且被配置来收集从所述一个或多个热交换管道移除的所述经加热流体；以及流体入口，所述流体入口接收由所述一个或多个加热元件加热的所述流体，其中所述收集室被定位在所述流体入口附近并且被配置来在所述一个或多个加热元件加热所述流体之前对接收在所述流体入口中的所述流体进行预加热。

18.如权利要求17所述的对流烤箱，其中所述收集室包括室壁，所述室壁接触被接收在所述流体入口中的所述流体，并且从所述收集的经加热流体辐射热量以加热接收在所述流体入口中的所述流体。

19.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述一个或多个热交换管道包括被布置在彼此基本上平行的布置中的多个热交换管道。

20.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述循环通道具有位于所述烹饪室与所述空气循环器之间的空气加热段，所述一个或多个热交换管道沿着所述空气加热段布置。

21.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述一个或多个热交换管道中的每一个包括设置在所述热交换管道的第一管道部分与所述热交换管道的第二管道部分之间并且将它们进行连接的弯曲部分，所述第二管道部分沿着所述循环路径比所述第一管道部分更靠近所述工艺用风出口。

22.如权利要求21所述的对流烤箱，其还包括所述循环通道中的分隔壁，其中所述第一管道部分和所述第二管道部分通过所述分隔壁而分开。

23.如权利要求22所述的对流烤箱，其中所述分隔壁平行于所述第一管道部分和所述第二管道部分延伸。

24.如权利要求21所述的对流烤箱，其中所述一个或多个热交换管道中的每一个包括从所述第二管道部分延伸并且在管道出口处终止的第三管道部分，所述经加热流体被通过所述管道出口从所述热交换管道移除，所述第三管道部分在所述第一管道部分的所述第一方向上在所述循环路径中定位在下游。

25.如权利要求24所述的对流烤箱，其中所述第三管道部分跨所述循环通道横向地布置。

26.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述一个或多个热交换管道将所述经加热流体保持在其中以隔离与所述工艺用风的直接接触。

27.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述一个或多个热交换管道中的每一个包括具有基本上u形的弯曲部分。

28.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述对流烤箱还包括：

烤架旋转装置，所述烤架旋转装置被配置来使轴旋转延伸进入所述烹饪室中，所述轴具有被配置来附接到所述烹饪室中的烤架的远端。

29.如权利要求1所述的对流烤箱，其中所述一个或多个热交换管道被在所述循环通道中垂直定向。

30.一种对流烤箱，其包括：

烹饪室，所述烹饪室具有工艺用风入口和工艺用风出口；

循环通道，所述循环通道连接所述工艺用风入口和所述工艺用风出口；

空气循环器，所述空气循环器被配置来使工艺用风沿着循环路径在从所述工艺用风出口到所述工艺用风入口的第一方向上移动通过所述循环通道，并且被配置来使工艺用风循环通过所述烹饪室；

分隔壁，所述分隔壁使所述循环通道的第一通道区段与所述循环通道的第二通道区段分开，所述第一通道区段沿着所述循环路径在所述第二通道区段的下游；以及

热交换器，所述热交换器包括：

一个或多个热交换管道，所述一个或多个热交换管道各自与所述烹饪室和所述循环通道分开密封，所述一个或多个热交换管道中的每一个具有在所述第一通道区段中沿着所述循环路径纵向延伸的第一管道部分，并且具有在所述第二通道区段中沿着所述循环路径纵向延伸的第二管道部分；以及

一个或多个加热元件，所述一个或多个加热元件被配置来加热所述一个或多个热交换管道中的流体。

31.如权利要求30所述的对流烤箱，其中所述分隔壁在远端处终止，并且所述一个或多个热交换管道中的每一个具有弯曲部分，所述弯曲部分围绕分隔壁的所述远端弯曲并且将每个热交换管道的所述第一管道部分和所述第二管道部分连接在一起。

32.如权利要求30所述的对流烤箱，其中所述分隔壁在基本上平行于所述一个或多个热交换管道中的每一个的所述第一管道部分和所述第二管道部分的方向上延伸。

33.如权利要求30所述的对流烤箱，其还包括：

流体循环元件，所述流体循环元件被配置来使所述经加热流体在第二方向上从所述一个或多个热交换管道的所述第一管道部分移动到所述第二管道部分，所述第二方向是与所述第一方向相反的相反方向。

34.如权利要求33所述的对流烤箱，所述热交换器还包括热交换器壳体，所述热交换壳体容纳所述一个或多个加热元件和所述流体循环元件，并且所述一个或多个热交换管道包括设置在所述一个或多个热交换管道的第一端处的管道入口和设置在所述一个或多个热交换管道的第二端处的管道出口，并且所述一个或多个热交换管道的所述第一端和所述第二端被连接到所述热交换器壳体。

35.一种对流烤箱，其包括：

烹饪室，所述烹饪室具有工艺用风入口和工艺用风出口；

循环通道，所述循环通道连接所述工艺用风入口和所述工艺用风出口；

空气循环器，所述空气循环器被配置来使工艺用风沿着循环路径在从所述工艺用风出口到所述工艺用风入口的第一方向上移动通过所述循环通道；

热物质，所述热物质被沿着所述循环路径邻近所述烹饪室定位，所述热物质被配置来从所述工艺用风吸收热量；以及

热交换器，所述热交换器包括：

一个或多个热交换管道，所述一个或多个热交换管道沿着所述循环路径纵向布置在所述循环通道中，所述一个或多个热交换管道中的每一个与所述烹饪室和所述循环通道分开密封，

一个或多个加热元件，所述一个或多个加热元件被配置来加热所述一个或多个热交换管道中的流体；以及

流体循环元件，所述流体循环元件被配置来使所述经加热流体在第二方向上移动通过所述一个或多个热交换管道，所述第二方向是与所述第一方向相反的相反方向。

36.如权利要求35所述的对流烤箱，其中所述热物质在所述循环通道中被设置在所述一个或多个加热元件与所述烹饪室之间。

37.如权利要求35所述的对流烤箱，其中所述热物质邻近所述烹饪室的所述工艺用风出口。