快速烹饪炉的制作方法

专利名称：快速烹饪炉的制作方法
相关申请案的参照本申请依2002年7月5日提出的美国临时申请(序列号为60/394,216)要求优先权。本文随附此项申请全文，以资参考。
背景本发明属于烹调器具，更确切的说，是仅使用空气或空气与微波能烹饪食物的炉具。本发明的显著特点是可以快速烹饪食物，同时保持高品质。
餐厅和其它商业食肆都需要提高食物烹饪速度，以便以更高效率经营和维持业务活动。餐厅如能更快地烹饪食物，就能更快地为顾客上菜，从而加速顾客流动，这对客流量大、台位有限的高峰时期具有重大意义。因此，快速烹饪炉越来越得到商业烹饪界资深人士的认同和采纳。目前，市面上有几种商用快速烹饪炉，这些商用炊具各出奇招，来达到快速烹饪的目的。这类炉具统一称为“混合”烹饪炉，一般可解释为综合采用微波能和至少一种其它热源(对流、辐射能及/或蒸汽)，使烹饪速度高于传统炉灶，同时合理保持烹饪质量，质量接近传统炉灶水平。除另有注明外，本文中凡出现“混合”和“综合”的说法，均表示相同含义；本文使用的“传统烤炉”、“传统烹饪”和“传统方式”等词语，都表示相同含义，均指以目前质量水平和速度进行烹饪。例如，根据包装说明，Pillsbury牌肉桂卷的“常规烹饪时间”约为28-30分钟(即传统烹饪时间)。
就如快速烹饪将成为商业烹饪界的标准一样，快速烹饪同样适用于家庭烹饪，也会成为家庭日用炉具的标准。能够快速烹制食物，可同时烹制多种食品而不互相串味或混味，这些特点正是最终用户所需的，因此快速烹饪炉将备受用户青睐。
相对而言，烹饪技术多年来几乎没发生过重大变革，因为人们已将烹饪技术从户外明火烹饪发展到使用煤气和采用电阻加热器进行煮食；而后引入的微波炉更使食品行业发生彻底转变，新的食品开发面世、新型食品流通方式付诸实践；同时，由于可以极快加热食物，为居家和商业食肆创造全新的机会。微波技术对日常生活的巨大影响自不待言，由于引入价格适中的微波加热设备，产生了许多新行业。
随着人们对烹饪速度和烹饪质量标准的不断追求，优质快速烹饪将成为今后的烹饪标准。例如，烹制一张速冻比萨饼，使用快速烹饪炉只需3分钟或更短时间，而使用传统烤炉则需大约25-30分钟。或者，烹制一只生面肉桂卷，用快速烹饪炉仅需2-3分钟，而传统烤炉则需28-30分钟。以适中速度烹饪的重要特点是，使用快速烹饪炉(如耗时仅占传统烤炉的七分之一至十分之一)烹制的食品，其味道、外观、质量和营养与传统方式烹制的食品不相上下，甚至更好。随着这一振奋人心的新技术逐步推向市场，并在商业和家庭中不断普及，将会涌现大批新的食品生产、包装、运送、交付、准备和烹制方法，整个食品行业也会因此而重新得以振兴和重组。
目前，家庭成员在一起进餐的次数普遍减少，原因之一是因为饭前准备时间(包括烹饪时间)通常超出大多数人可接受的水平。采用优质快速烹饪，烹饪将变得“及时”或“随心所欲”，人们将能以比传统烹饪5至10倍的速度烹制食物，而品质与传统烹饪相当甚至更好。按需定制烹饪这一功能，将使烹饪和食物备制发生彻底变革。采用本发明，可迅速烹制出每个人各自想吃的食物，不再是“今晚吃烘肉卷”，而是有的人可以吃牛排，有的人可以吃鸡肉，还有的人可以吃猪排，这些食物可同时生着放在快速烹饪炉中烹制，所需时间比传统烹饪少得多。或者，设想这样一场晚餐派对，鲜鱼铺排在冰床上，客人们在选鱼时，每人可挑选一块鱼片，然后看着鱼片在一、两分钟内做熟。另外，负责烹制食物的人将能控制鱼的煮熟程度、鱼外部的焦黄程度以及鱼内部的温度。如果有人希望三文鱼片做得嫩些，只需1分钟即可；如果有人希望鱼片熟透，则加多20秒钟即可。
本发明除了速度快外，还能烹制出色香味俱全的优质食品——即以恰当方法烹制，而非采用传统方式烹制。过去，传统烹饪炉通常先加热到预定温度，食品才放入炉中。食品放入烤炉后，经过一段时间，炉中集聚的预热温度才慢慢传入整个食物，直到食物内部也被热熟。这一过程效率不高，但人们从未开发出别的技术来克服这一不足。采用本发明可以圆满地烹制食物，减少因沸腾、自燃或烹饪过程中的其它食品损失而造成的浪费，并由此开发出较少原始配料的食品，但仍保证食品经最终调味、煮熟后的味道不变。因此，本发明还与食物制作方法有关，制作食品时要减少配料，以保证保煮熟后的味道不变。以这种创新方法烹饪食物，可使食品公司减少配制食物食品时所需的原始配料，但仍能烹制出味道相同的最终产品。由于这种烹饪程序所需原始配料(重量和数量)减少，所需包装材料也相应减少。较小的包装尺寸可节省杂货店货架和冰箱冷冻室的空间。随着食物配制、储存、运输、交付、准备和销售等领域从传统烹饪过渡到快速烹饪，装运成本、包装成本、杂货店的货架空间以及食品生产系统和运输链中的许多其它领域都将受到影响。除上述优点以外，本发明所具有的烹制美食的功能将造就一个全新的行业，届时，享有美食家盛誉的大厨将能开发、命名并推广他们的品牌产品，而人们不需花费在五星级餐厅就餐所需的成本或时间，便可将美食带回家享用。快速烹饪炉还可连接至互联网，各种美食的烹饪方法、烹饪设置、特别烹饪说明等信息，均可从互联网下载，然后直接输入烹饪炉。此外，随着遥控逐渐成为可能，诊断工具将有助于服务供应商更好地预测日后的零件故障和定期维修要求。
目前，市面上有众多商业用途的混合炉，烹饪速度比传统方式快两至三倍。这些炉具通常从炉腔顶壁或后壁向炉腔内发射微波能，以简单的空气对流在炉内形成温和的气流模式。
速度为上述混合炉2至3倍的快速烹饪炉业已开发成功。与采用较高速度热空气冲击流的快速烹饪炉相比，较为传统的微波炉只是相对简单地快速烹饪，速度比传统微波炉快3倍。这种微波炉的后壁(或侧壁)装有对流鼓风机引擎和鼓风机叶轮，炉内空气将从入口直接吸入，然后从鼓风机叶轮周边排出。分隔鼓风机的挡板从入口处排出空气，沿炉腔侧壁、顶壁和底部形成的外流气流，气流到达食物后返回，重新流入鼓风机入口。挡板外形就像假后壁，边缘有空隙，以利空气排出；中部有一开口，以利空气回流；微波能则从炉腔的顶壁、底部或侧壁射入。一般而言，这些设计都有一些局限和缺点。首先，就是微波发射系统不能对多层或多盘食物进行均匀照射，因此，微波能的功率必须刻意降低，以避免产生热点或降低烹饪质量。其次，，在采用顶部(顶壁)或底部(底板)微波发射系统的微波炉中，装有食物的盘子或其它烹饪容器通常直接置于微波发射系统的上方(在底部发射系统中)或下方(在顶部发射系统中)，阻碍微波能从发射源进一步发散。为弥补炉腔中微波照射不均的缺点，只好刻意限制微波系统的设计，以达到均一性。所以，大多数传统微波对流炉实际上是单层快熟炉。许多顶部或底部发射系统都需安装一个搅拌器(一种机械装置，用于搅拌微波“电场辐射”)，用于旋转放置食物的大浅盘或碟子(顶部发射系统)；或在某些情况下，需要同时安装搅拌器或旋转盘。除微波能场不均一外，对流气流同样不均匀，导致炉内空气流速降低，限制了对流热传递速度，进而限制微波炉的烹饪速度。
一般而言，上述微波炉的设计原理是引导炉内气流沿侧壁下流，直达炉腔底板，然后流向后壁，经过食品后返回鼓风机入口，所有空气都回流至鼓风机入口的开口(通常位于后壁或侧壁的中央)。位于鼓风机入口附近的中置盘通常具有特殊的“V”形烹饪模式，这种设计造成中央与顶部/底部的气流不均一。要平衡多个烹饪盘或烹饪容器的气流并不容易，因为空气是从后壁中部吸入。正如本文所述，采用增强炉内气流的方式来加快烹饪速度，将导致食物加热不均。通常以气流叶片或限流调节挡板排气，以实现较为均衡的流动状态，但这种方法的效果有限，总体而言，炉内气体流速仍维持一般水平。
除上述影响烹饪速度的缺点外，此类微波炉无法处理或应付对流空气，也不符合健康要求，因而在使用这种微波炉烹制肉类或其它富含油脂的食物时，必须用东西罩住。有关解决这些问题的信息，可参阅美国专利号4,337,384、美国4,431,889、美国5,166,487和欧洲0429822AJ。这些专利具有一定的速度优势，但尚未快到能从根本上改变餐馆、商业场所或家庭厨房烹饪模式的程度。
研究发现，要使目前的烹饪技术取得突破性进展，必须将烹饪速度提高至传统烹饪速度的5倍。在研制速度比传统烹饪快3-10倍的快速商用烹饪微波炉方面，已取得多项进展。这些快速商用微波炉和烹饪方法中仍然存在根本性缺陷。这些微波炉虽可快速烹饪，但有些烹制出来的食物品质不尽人意。这些微波炉往往结构复杂、性能不可靠且生产成本高企，而成品售价也水涨船高，从而限制了产品需求，也阻碍了产品的商业推广。鉴于此类快速商用烹饪设备的技术现状，炉内空间往往较小，但烹饪时会产生烟尘和气味，因此需要昂贵的通风或催化剂除味装置。这些微波炉通常难于维护，普遍采用复杂的用户界面、控制变量繁多，一般耗电量较大。此外，由于所用元件较为特殊，导致其可靠性降低。
过去，用于提高烹饪速度的方法有多种多样。其中一种是用微波搭配冲击型气流，另一种是用微波搭配对流型气流。某些冲击型对流场搭配微波能的快速烹饪炉已经开发成功，冲击型热传递技术也不新奇。如《General Electric HeatTransfer Data Book》(一般电热传递规格表)(1981年版)将冲击型热传递描述为“一种通过采用多重气体(或其它气体)喷射方式冲击表面，从而形成相对较大强制对流热传递系数的方法。当喷射气流接近表面时，气流将调转90度角，从而形成所谓的“贴壁射流”(在转过90度角后)。人们已结合预测性热传递关系，对此类冲击热传递进行了广泛研究。这种冲击型烹饪方式以前也曾用过。
现有的一些炉具采用相反的初级能量流动模式，将冲击对流热传递引导至食品上表面(向下90度角垂直对准食物)，而微波能则从炉腔底板射向食物底部。为产生底部对流热传递，则通过位于食物正下方的低压气体回流管，引导冲击气流流经食物周围以及食物底部，这一过程被称为“笼罩效应(shroudeffect)”。食物下方的气体流动通过采用带有托脚的陶瓷浅盘来实现，这种浅盘具有双重功能承托食物和引导气体沿食物底部流动(托脚用于抬高食物从而形成气流通道)，而气流则通过陶瓷浅盘上的一系列孔径向下排出。微波能从食物下面发射，穿透陶瓷浅盘后抵达食物，这种陶瓷浅盘对微波透明，可使微波能透过浅盘进入食物。虽然这种方式可显著提高烹饪速度(比传统烤炉快5-10倍)，但由于食物顶部和底部的能通量(对流和微波)不均，仍存在一些局限，因此需要对微波和对流加热系统(子系统)进行综合控制，才能实现快速烹饪。总之，在烹饪过程中需要对微波能和对流能通量进行多次调节。用于进行调节的装置是高强度鼓风机马达和鼓风机马达速度控制器、微波功率调制以及综合微波炉控制器/用户界面(如要指定烹饪方法，则需要输入多个功率和时间设置)。这些装置都很昂贵，从而极大增加最终产品的复杂程度和成本。此外，这些子系统性能往往不稳定，导致运作频繁失灵。为实现快速烹饪，需要在微波炉上加装较为复杂昂贵的变速对流鼓风机马达速度控制器以及精密的电子烤炉控制器。鼓风机必须具有变速功能，以便在烹制蛋糕和其它糕点等较为精美的食品时，降低对流热传递速度。这些微波炉缺少独立的顶部和底部对流(烘烤)加热装置，因为顶部冲击流必须环绕食物并在食物底部流动，才能使底部受热/烘烤。这就需要用到前述昂贵、易碎且难清洗的微波透明陶瓷浅盘，以便对食物底部进行加热。陶瓷浅盘必须配有气流通道，以使食物底部受到烘烤。陶瓷浅盘的造价高昂，易碎(引发健康、性能和稳定性等问题)，需要定期清洗、维护和更换。由于陶瓷浅盘是必不可少的组件，如手头没有备用件，一旦发生破裂，整个炉具都无法使用。供应链、库存和额外的现金必须随时候命，确保陶瓷浅盘持续供应。事实上，在向商业食肆推广这些采用陶瓷浅盘的微波炉时也遇到不少困难，买家总是很在意炉具的可靠性问题，而且需要持续供应陶瓷浅盘。举个例子，陶瓷浅盘出现裂纹后，会吸收烹饪过程中的湿气、油脂、油份和其它副产品。如果浅盘吸入水气，微波性能将会降低，因为微波将与水分子相互作用或结合(微波炉的原理是激活水分子重的氧氢化学键)，从而减少用于烹饪的微波能。在某时，炉灶的整体热量会烘干浅盘中所含的水分(至少在一定程度上如此)，而此前，烹饪性能会随浅盘中的水分含量变化而改变。随着浅盘中水分的不断蒸发，有越来越多的微波能可作用于食物，而非作用于浅盘中所含的水分。在包含水分的浅盘上烹制食物，要比在干燥的浅盘上花费更长时间(至少多出的时间是由微波能造成的)。有鉴于此，快速烹饪炉不应采用带有引导和排放气流孔径的陶瓷浅盘，但运用“笼罩”或“缠绕”效应以充分或妥当地烹制食物却十分必要；而笼罩效应只能通过使用陶瓷浅盘，使空气围绕食物流动才能产生。此外，由于需要空气在炉内高速循环(高速冲击)，此类炉具往往产生较大噪音。炉内循环由低速到高速的变化，通常产生嗡嗡的噪音，与喷气发动机转动的声音差不多。
为了能在整个烹饪区进行烹饪，需要在炉内形成不同流速的均匀垂直喷流场，但通常会造成缺乏均一性问题；因此，必须将烹饪区限制或缩小至浅盘的相对区域，才能便于均匀加热。对于固定尺寸的炉腔，由于可用于烹饪的浅盘区域减少，造成烹饪性能下降。
这类炉具特别缺乏的就是边角部位不能用于烹饪。采用其它技术、方法克服这一问题较为复杂，采用转盘使食物在喷射气流下旋转，至少可部分解决这一问题。采用旋转方式(转盘)弥补喷射不均同样会减少炉内25％左右的有效烹饪区。方形或矩形炉腔底部的循环转盘并不能充分利用位于炉具角落的烹饪区。除前述陶瓷浅盘的一些缺点以外，浅盘使这一功能更为复杂，因为要将垂直喷射气流模式与用于引导气流通过食物底部的陶瓷浅盘相结合，才能使气流均衡。此外，任何烹饪容器(如锅、烤盘)的形状和尺寸都会引起不均，因为气体必须沿烹饪容器内部流动。除这些与炉腔底部有关的问题外，炉腔顶部的设计和构造也十分复杂，需要对炉腔顶部进行增改，才能安装冲击喷嘴片/供气管。另外，安装微波发射装置需要改造炉腔底部，安装气体回流管需要改造底部和/或后壁，安装冲击型气体喷嘴需要改造炉腔顶部。总而言之，这些改造最终使实际烹饪空间远远小于炉腔的整体体积。
上述炉具的另一个缺点是炉腔底板的微波密封性能不佳(微波通过环形波导穿透炉腔底板)，波导上容易集聚油脂/液体污染物。这一点十分关键，因为微波波导上的油脂、水蒸汽或其它微粒污染，会导致在炉腔内产生微波能或“电场”的磁控管(磁电管)寿命缩短。在这种炉具的炉腔底部有一个开口，以便微波发射器穿过并伸到炉腔底板，但发射器必须采用能让微波能通过的材料密封，并保证不会发生泄漏，否则一旦密封泄漏，油脂、食物或烹饪过程中的其它副产品将会污染微波发射系统，从而缩短微波系统的寿命，再次引起前述的磁控管故障和运转失灵。
上述快速烹饪炉具的另一个缺点是由于冲击气体喷射速度过高，需要控制油脂。高速气体冲击流往往将微粒或气体状油脂带入对流气体，不久即弄脏炉腔表面。对付油脂附着的一个方法就是使用大量催化剂来控制气体中的油脂。采用催化剂的缺点是成本较高，催化剂常常对冲击气流形成压降，从而降低炉具的工作效率。压降可通过使用更大功率的鼓风机来抵消，但因此而增加元件成本，降低工作效率，并提高能源成本。此外，催化剂还必须定期更换，又进一步增加炉具的维护成本和设备成本。
其它一些技术采用不同的冲击方式，即从炉腔顶部和底部同时生成垂直气体喷射。炉腔底部或底板的冲击喷射用于食物底部的烹饪/烘烤，而炉腔顶部喷射则作用于食物顶部。在这种设备中，微波从食物上方发出。与上述高速气体冲击气流技术一样，这种方法同样存在若干缺点。
首先，位于底板的气体喷嘴片和供气管很难维护，特别容易被食物损坏、发生泄漏以及积聚食物颗粒和油脂。为利用整个(或几乎整个)烹饪区(架)，顶部和底部的气体喷射必须速度一致，否则产生烹饪或烘烤不均，冲击喷射在食物表面形成圆形的褐色斑点。这种褐色圆点烘烤效果一般不被接受。另外，食物烹饪对气流均一程度要求很高，也增加了气流系统的复杂程度。
其次，均匀的气体喷射场很难达到设计流速以外的流速。当需要调低气体流速时，如在烹制糕点时，很难获得低于设计流速的合适流速，设计流速一般针对较高速的气流。以此方式降低流速，必须将炉腔内的有效烹饪区尽量缩小至具合理流场的一小块区域，这样才能烹制出质量过关的食品。或者，为形成较弱的气流，必须大幅减少气体对流，但将导致使烹饪时间延长(有悖快速烹饪炉的原意)。
第三，由于顶部气片上的供气管也必须充当微波的发射盒，导致炉具的整体结构十分复杂。这要求顶部喷射片必须对微波透明(如带有喷射孔的陶瓷片)，以便微波穿过薄片发射。另外，为便于清洁和/或维修而将底板管道设计成可拆除形式，底板管道可能会成为复杂部件。
第四，如在炉腔的底板和顶部安装供气管，将极大减少炉具的可用空间(烹饪区)，因为炉腔中有多达一半的高度被这些气体管道占据。有人曾尝试采用其它技术解决这些问题，但通常需要添加更多复杂装置，如振荡喷嘴、旋转食物支架、特殊食物容器和较小的烹饪区等，经此改造的炉具愈加复杂，成本不断提高，并产生这样或那样的问题。
最后，上述有关快速烹饪炉的方法，都只适用于单个或单层烹饪。冲击型气流对双层或多层烹饪无效，因为一层食物会阻碍气流向第二或第三层流动。
在标准传统烹饪中，商业和家庭普遍使用金属锅、金属壶和金属平底锅(以及其它金属产品)，金属锅的使用最为广泛。除非优质快速烹饪方式能使用金属锅，否则快速烹饪炉将很难在商业饮食或家庭烹饪市场中普及。
通常，快速烹饪会由于使用金属锅而变慢，因为微波能量不能穿透金属锅，并由于金属锅阻隔而在炉腔内发生偏转(重新分布)。此外，在单层炉具中，能量从金属锅下方向上发射时，金属锅将完全阻断微波能；或在顶部发射炉具中，微波能将被顶层的金属锅阻断而不能到达下层金属锅。因此，人们希望快速烹饪炉能使用金属锅快速而优质地烹饪食物。
另一个普遍遇到的问题是较难控制食品底部的烘烤，因为底部烘烤普遍采用的方法是通过金属锅进行传导(金属锅被辐射或微波能加热，然后通过与食物直接接触，将热能传至食物)，这种加热方式产生平锅效应，可烘烤到食物底部。这种方法不易控制，通常使食物底部表面过焦或烤糊，因此，在金属锅中适当烹制食品底部显得尤为重要。
所以，本发明的目标之一就是研制出一种快速烹饪方法和设备，在单层炉具中使用经改进的气流系统，能够以比传统烹饪快5至10倍的速度烹制大多数食品。
另一个目标是能均衡炉具烹饪区特定点的最高和最低气流变化的气流模式，使均衡气流在食品表面流动。
还有一个目标是能产生均衡低速气流，以进行优质烘烤。
进而一个目标是研制出具有连续底板的快速烹饪炉，没有供气管或微波发射和/或其它系统干扰，方便用户清洁和维护。
另一个目标是能够在炉内产生并引导多种气流模式，降低或提高产品的对流热传递系数。
另一个目标是在炉内提供相对持续的气流，而无需改变气流，从而可无需理会产品所需的热传递，通过在整个烹饪过程中维持较高的流速来提高滤油性能。
另一个目标是简化炉具结构，无需安装变速冲击气体鼓风机、动态制动鼓风机马达速度控制器和相关电子装置。
还有一个目标是可采用家庭和商用厨房中使用的金属锅、壶、平底锅和其它金属器皿，优质而快速地进行烹饪。
另一目标是无需在底板安装气体片，即可使气流经过食物底部表面，对食品底部进行烘烤。
另一目标是摒弃炉腔底板的供气管和/或喷射片，增加烹饪区高度。
另一目标是摒弃常将烹饪锅和食物中的油脂弹射或释放到气流的垂直冲击性气流，研制出减少流场油脂携带量的炉具，同时实现极快的热传递速度。
另一目标是研制出符合普通微波和对流热传递能量模式的炉具，可在食品的顶部和底部形成均一的烹饪条件。
另一目标是研制出具有气体转向功能的炉具，可使气流在快速烹饪炉内灵活转向。
进而一个目标是研制出可进行多层快速烹饪的炉具。
进而另一个目标是研制出更具成本效益、更易于清洁和维护的炉具。
还有另一目标是改进和简化元件子系统，使炉具性能更可靠。
其它目标、特点和优点将在下文再作详述。
总结如今发现，若能结合在食物表面达到均衡的高速气流，与通过控制炉具气流模式来改变对食物的对流热传递速度的方法，上述目标均可在快速烹饪炉中实现。此外，还可能用到位于侧壁的微波系统。此处所述“气体”一词，意指(但不限于)空气、氮和烹饪技术中可能用到的其它液体混合物。快速烹饪炉一般结构简单，使用两个小型的固定鼓风机，让热空气在炉腔中不断循环。对流气体经槽式或多孔炉腔气体分配盘进入炉腔内，并引导至食物顶部、侧面和底部。气流与食物所成的水平角度小于(XXXXX)零度左右(以炉腔底板作为水平参考面。一旦气体围绕食品循环，即被引向炉腔顶部进行对流加热、油脂控制、气味控制等，最终进入对流鼓风机入口并返回炉腔。因此，炉具采用密封系统，在烹饪过程中，消耗的气体在炉内反复循环多次。
第一块带槽天线的传统微波波导是沿炉腔左壁安装，第二块带槽天线的传统微波波导则沿炉腔右壁安装。微波入口(天线)位于中间，接近烹饪架水平(在上部供气管下方)，以便将几乎等量的电磁能引导至食物顶部和底部表面。采用生成标准2.45千兆赫微波的磁控管(磁电管)，可产生最大约2000瓦(传递至食物)的功率，每条微波磁控管的功率约为1000瓦。
在气体流经食物并穿过炉腔后，流向炉腔顶部并排出炉腔。在气流排出炉具烹饪腔时，将经过一个热敏装置(电阻、红外线或是以天然气为原料的对流气体加热器，或可以直接或间接加热的其它加热方式)。当用到电子加热元件时，最好选择制成压缩线圈形状的鞘型加热器。依据炉灶尺寸和所需烹饪速度(即气体流经炉灶的速度)，加热器可对气体产生约2500-4000瓦的能量。对气流传递的热量依特定快速烹饪炉的特性而有所不同，所述炉具的功率范围一般为2500-4000瓦。炉腔顶部最适合安装以气体为燃料的气体加热器，相对较易安装、维护，还能使接触到极高温燃烧产物的油脂微粒完全燃烧。燃烧产生的热产物将与炉具中的气体混合，一同返回鼓风机。有多种气体燃烧机可作此用途，包括表面型燃烧器，燃烧器输入速率通常为14,000Btu/小时，但可高于或低于这一数值。
为防止炉灶内积聚过多油脂，炉内需安装去除对流气体所含油脂的装置。就在气体经过气体或电子加热器，但尚未进入鼓风机入口时，先经过一个油脂控制装置。这种装置以机械方式从气流中分离出大于3.0微米的油脂微粒。这种装置最好位于顶部，以便安装和维护。
气流从鼓风机进入管道，管道从炉腔左侧和右侧引导气流。气流同时从左侧和右侧进入炉腔，并引导至食物顶部和底部表面，来自左侧的气流与来自右侧的气流在食物顶部表面和底部表面相遇、碰撞并剧烈混合。这种剧烈的气流混合模式，在食物表面产生巨大热传递，从而能快速对食物进行烘烤和烹饪。
关于目前发明的其它目标、特性和优点将在随后的典型实施例说明中详述，在配以图纸说明时，参考数字指图纸中的相应部件。
对图纸若干视图的简单说明本发明的创新特性已在随附说明中阐述。但配合随附图纸一并参阅以下典型产品详述，有利于充分了解本发明本身以及首选使用模式、进一步目标和优点。在图纸中

图1是冲击型热传递剖视2是本发明单层炉具正视3是炉具左侧和左前侧的等距视4是炉具的俯视5是炉具的正等距视6是气流的正视7是炉具右侧和右前侧的等距视8是微波能分布的正视9是油脂过滤器视10是左侧炉壁微波天线的正视11是带有转向装置的单层炉具的正视12是气体转向炉具的俯视13是气体转向的左侧部分详情图14是气体转向炉具的气流正视15是气体转向的右侧部分详情图16是多层炉具的正视17图18是多层炉具的俯视19是油脂过滤器的视20是多层炉具侧部分的正视图典型实施例详述快速烹饪炉的典型实施例是一个独立商业烹饪用具。不过，对于精通烹饪技术的厂家而言，也可以将这种独立快速烹饪用具用于许多其它商业和家居用途(如台式炉、壁式炉、单层炉、多层炉)中，因为这种快速烹饪炉可以向上或向下伸缩。在本文中，“可伸缩(scalable)”一词指可以开发其它适用于商业和家居的较大型或小型产品。当然，每个实施例都可能具有不同的尺寸特征和不同的电压要求，比如商用电压通常与民用电压不同。因此，这种快速烹饪炉不仅适用于商业用途，同样也可以用于家居(家庭)用途。在图2-6中，快速烹饪用具1即表示独立商业台式烹饪用具的外观。在本文中，“商业”一词包括(但不仅限于)商业餐饮服务业、餐厅、快餐店、速食餐厅、便利店(仅列出少数)和其它集体食堂；“家居”一词指(一般而言)家居(家用)使用，但不仅限于家居，也指快速烹饪炉的非商业用途。
用具1包括一个炉腔2，炉腔内通常有顶部3、底部4、左壁5、右壁6、后壁94和前壁95。炉腔2上还连接有一个入口7(如图4)，通过入口可以将食物10放入炉腔2内的烹饪架8a上(如图2)。在典型实施例中，带有一个烹饪架8a，支撑在侧壁5和6上，不过对于精通烹饪技术的厂家而言，此发明也可以采用多个烹饪架和多个气体输送系统，而不仅限于单层设计。尽管图中烹饪架8a支撑在侧壁5和6上，但对于精通烹饪技术的厂家而言，也可以将烹饪架8a设计成独立式的烹饪架，无需侧壁的支撑。烹饪用具1带一个铰链门9(如图4)，通过枢轴连接在炉子的前端，在烹饪过程中可以关闭烹饪区的入口7。铰链门9可以在打开位置(此时门打开允许进入炉腔2)与关闭位置(此时门关闭炉腔2的入口)之间摆动。尽管图中铰链门通过枢轴连接在炉子前的左侧，但还可以铰接在右侧、下侧或上侧。
这种快速烹饪炉由两个独立的气体输送系统组成，在此称作左气体输送系统和右气体输送系统。在左气体输送系统中，气体从炉腔2左侧进出，而在右气体输送系统中，气体从炉腔2右侧进出。炉腔2上还连接有通风管71(如图4)，这样可以通过通风管将炉腔2里的气体排放到空气中。通风管71上安装有可拆卸的气味过滤器72，可以去除烹饪时产生的气味。气味过滤器72可以采用多种材料进行气味过滤，采用的材料不同，功效也不相同。例如在一些情况下，需要安装可以完全(尽可能多地)去除所有气味的气味过滤器，有时则需要安装功效稍低的气味过滤器72，便于散发出某些烹饪气味，如在烤制面包时，厨师希望闻到面包烤制的味道，这时就不需要完全去除所有的气味。
如图4所示，气体通过左气体输送系统进出炉腔2，左气体输送系统由左气体输送区15a构成，该输送区沿顶部3的左侧，从炉子顶部3的前端延伸到后端。左气体输送区15a与顶部气体出口12进行流体连接，出口向炉腔打开，通过顶部3与炉腔2进行流体连接。顶部气体出口12大致呈矩形(也可采用其它几何形状)，位于炉子顶部3的中心，在气体通过顶部气体出口12排出炉腔2时，将炉腔2内的气体输送到左气体输送区15a。左气体输送区15a内有左油脂分离器13a。顶部气体出口12吸入气体后，气体在进入和通过左油脂分离器13a之前，先穿过左加热设备14a。加热设备14a可以包括直接点火热能源、间接点火热能源、丙烷、天然气、电阻加热元件和其它热设备，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。气体穿过左加热设备14a和通过左油脂分离器13a后，会被吸入左气味过滤器43a，并进入左气体输送区15a。在气流通道内，可以使用左气味过滤器43a的交替区域，而不必使用左气味过滤器靠近左油脂分离器13a的区域。在左气体输送区15a内，与左气体输送区15a进行流体连接的是左气体加速器，图示为左鼓风机叶轮16a。可使用压缩机等其它装置来加速气体流动，申请人打算在申请材料中加入现有或日后开发、与16a、90a、91a及本文将要讨论的16b、90b和91b具有相同功能的任何构件说明。与左鼓风机叶轮16a相连的是鼓风机马达轴90a，由马达91a直接驱动。可以使用皮带传动装置等其它设备将鼓风机叶轮16a连接到马达91a上，上述其它设备不局限于直接传动装置。鼓风机叶轮16a抽出炉腔2中的气体，并通过气体输送区17a将气体输送到炉腔2左上侧。左上方的气体输送区17a(如图2)通过左侧垂直气体输送区19a，与下层的左气体输送区18a进行流体连接。左侧垂直气体输送区19a与左壁5和左侧微波波导区20a相邻。如图2所示，气体被吸入左上方气体输送区17a后，通过左上方排气板23a上的气孔100a进入炉腔2内，到达食品10的左上方和侧面。气孔100a可以带槽，形状规则不规则均可，在本文图示为喷口100a和29a，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的与100a、29a及本文将要提及的100b和29b具有相同功能的任何构件。未通过左上方排气板23a排放出去的气体，通过垂直输送区19a流入左下方气体输送区18a。需要时，可以在进入左下方气体输送区18a的气体通过气孔29a穿过左下方带槽或带孔排气板27a之前，由左下方的加热设备103a重新加热上述气体(如图2所示)，从而将气体输送到炉室2中的食物10左下侧和左侧区域。有些实施例可能带有左下方加热设备103a，有的可能没有，根据快速烹饪炉的特殊要求而定。气孔100a和29a按低压降进行排列，需要具备和保持约2000英尺/分钟的气流速度，这样才适合烹饪食物(如本文所述)。如图6所示，调整气孔100a后，大部分气体可以从左上方的排气板23a供应。由于上气流必须以强力去除食物10上方和上侧面形成和散发的湿气，因此左上方排气板23a和左下方排气板27a之间的气流需要保持不平衡状态。这种不平衡状态也适合加热、烘焙及/或加热、烘焙食物10。
如图4所示，气体通过右气体输送系统进出炉腔2，右气体输送系统由右气体输送区15b构成，该输送区沿顶部3的右侧，从炉子顶部3的前端延伸到后端。右气体输送区15b与顶部气体出口12进行流体连接，出口向炉腔打开，通过顶部3与炉腔2进行流体连接。顶部气体出口12大致呈矩形(也可采用其它几何形状)，位于炉子顶部3的中心，在气体通过顶部气体出口12排出炉腔2时，将炉腔2内的气体输送到右气体输送区15b。右气体输送区15b内有右油脂分离器13b。顶部气体出口12吸入气体后，气体在进入和通过右油脂分离器13b之前，先穿过右加热设备14b。气体穿过右加热设备14b和通过右油脂分离器13b后，会被吸入右气味过滤器43b，并进入右气体输送区15b。在气流通道内，可以使用右气味过滤器43b的交替区域，而不必使用右气味过滤器43b靠近右油脂分离器13b的区域。在右气体输送区15b内，与右气体输送区15b进行流体连接的是右气体加速器，图示为右鼓风机叶轮16b。与右鼓风机叶轮16b相连的是鼓风机马达轴90b，由马达91b进行直轴驱动。可以使用皮带传动装置等其它设备将鼓风机叶轮16b连接到马达91b上，上述其它设备不局限于本文其它地方所述的直接传动装置。鼓风机叶轮16b抽出炉腔2中的气体，并通过气体输送区17b将气体输送到炉腔2右上侧。虽然图示为常规的鼓风机马达、鼓风机马达轴和鼓风机叶轮，但是可以使用压缩机等其它排气设备，循环炉腔2内的气体，本发明不局限于使用鼓风机马达/鼓风机叶轮。右上方的气体输送区17b通过右侧垂直气体输送区19b，与下层的右气体输送区18b进行流体连接。右侧垂直气体输送区19b与右壁6和右侧微波波导区20b相邻。如图2所示，气体被吸入右上方气体输送区17b后，通过右上方排气板23b上的气孔100b进入炉腔2内，到达食品10的右上方和侧面。气孔100b可以带槽，形状规则不规则均可，在本文图示为喷口100b和29b。未通过右上方排气板23b排放出去的气体，通过垂直输送区19b流入右下方气体输送区18b。需要时，可以在进入右下方气体输送区18b气体通过气孔29b穿过右下方带槽或带孔排气板27b之前，由右下方的加热设备103b重新加热上述气体(如图2所示)，从而将气体输送到炉腔2中的食物10右下侧和右侧区域。有些实施例可能带有右下方加热设备103b，有的可能没有，根据快速烹饪炉的特殊要求而定。气孔100b和29b按低压降进行排列，需要具备和保持约2000英尺/分钟的气流速度，这样才适合烹饪食物(如本文所述)。如图6所示，调整气孔100b后，大部分气体可以从右上方的排气板23b供应。由于上气流必须强力去除食物10上方和上侧面形成和散发的湿气，因此右上方排气板23b和右下方排气板27b之间的气流需要保持不平衡状态。这种不平衡状态也适合加热、烘焙及/或加热、烘焙食物10。
尽管本文对左右两个气体供应系统分别进行描述，但这两个系统具有相同的结构和功能，可以同时循环热气流通过食品上方、上侧面、下方和下侧面，并可以将气体返回加热装置，然后再回到烹饪箱内。
如上所述，气流的输送要通过位于炉腔2上部和下部的四个气体输送区17a、17b、18a和18b。虽然不需要气流输送区完全覆盖整个炉腔，但气流输送区17a、17b、18a和18b从炉腔后壁94一直延伸到炉腔前壁95。气体输送区17a位于炉腔2的左上角，即顶部3与炉腔边壁5的交界处；气体输送区17b位于右角，即顶部3与炉腔侧壁6的交界处；气体输送区18a位于炉腔的左角，即底部4与左侧壁5的交界处；气体输送区18b位于右下角，即底部4与右侧壁6的交界处。气体输送区沿炉腔2内侧从后壁94一直延伸到前壁95。每个气体输送区的尺寸和结构都是根据炉具的特殊用途而定，以便进行适当的气流输送。例如，小型炉具内气体传输区(甚至整个炉灶)可以根据较小覆盖区的特殊需求按比例缩小，而大型炉具将按比例加大气体输送区。如图6所示，左侧和右侧的气流汇聚在食品10上，在食品表面产生快速的流场，去除湿气边界层。汇聚在食品上的这种气流可贴切地描述为掠过的、冲撞的、碰撞的气流模式。掠过、相遇、碰撞气流模式可以在食物表面产生高热量转换，最适合快速烹饪。气流从炉腔的左侧和右侧流向食品的上方、下方和侧面，左侧与右侧的气流在经由顶部气体出口12排出炉腔前，在食品表面相互冲撞、碰撞，并擦“肩”而过。本项炉具发明对平缓式气流、层流式气流或气旋式气流并无要求。掠过、冲撞、碰撞的气流模式在炉腔中产生，加以适当引导和导向，就可以快速、高质量的烹饪食品了。增强本发明气流的高度混合、倾斜、相遇和碰撞是气流向上流动的一般途径，如图6a和6b所示，通过顶部气体出口12，气体散出炉腔2顶部。这种向上的气流也可以牵引下层气体排放区18a和18b的气体，环绕壶、平底锅或其它烹饪容器的侧面，经过食品、壶、平底锅或其它烹饪容器，进一步加快热传递，同时牵引经过上表面的气体升到炉腔顶部。
返回图2，顶部气体输送板23a和23b均位于炉腔2内部，以使从顶部气体输送区17a流出的气体与从顶部气体输送区17b流出的气体在食品上表面冲撞并碰撞，从水平的顶壁以一个0度至90度之间所需的角度撞击食物(在这里0度是指与水平的顶壁平行)。较低气体输送板27a和27b都设在炉腔2中，以使从较低气体输送区18a流出的气体与从较低气体输送区18b流出的气体从水平的底板以一个0度至90度之间所需的角度在食物下表面冲撞并碰撞。就如顶部的气体传输区一样，下方传输区18a和18b的气流输送也可设成大约0度至90度之间的任意角度。甚至一些食物制作条件可能要求在食物制作过程中可以调整角度，或者在制作完成后的单位时间内可以调整角度以适用于不同的烹饪需求。
气孔100a、100b、29a和29b的数量和位置将根据炉具的特殊要求而有所改变。如前文所述，本发明“可伸缩”，在这里，可伸缩的意义为技术将为产品提供平台，而不仅仅指某一尺寸或特定设计的产品。例如，如果某一快速烹饪炉需要(不同于一般快速烹饪炉的使用目的，用以加工蛋白质、烘焙食物等)，气孔可能将被加大，但数量将会减少。这种情况需要更平和的气流场，以便更细致的烘焙食物。如果需要烤箱，气孔的数量将增多，但直径将缩小。另外，操作人员可能需要灵活的烹饪方法，在这种情况下，放气板23a、23b、27a和27b将被设计为可拆卸板。在这里，“气孔”一词的涵义即为不规则的槽、孔或喷嘴，规则形状的槽、孔或喷嘴或规则与不规则形状混合的槽、孔或喷嘴。
如图6所示，气体传输系统使气流强劲掠过、冲撞并产生流向食物上表面的冲撞气流模式30a和30b。上方强劲掠过、冲撞、碰撞的气流模式30a同时交叉影响食物10左上部与左上方侧面。同样，右上部快速掠过、冲撞、碰撞的气流模式30b交叉影响食物10的右上方部与右上方侧面。如图6a所示，气流同时被引导到下层气体传输区18a和18b。同样，快速掠过、冲撞、碰撞的气流模式31a和31b交叉影响食物的左下方与右下方区域。这种烹饪方式可以利用食物不规则的表面及流场的相互交叉，产生高热量传递，将边界层增厚幅度降到最低。如图5所示，气流速度向量分别距离左上方和右上方放气板23a和23b、及左下方和右下方放气板27a和27b的角度为0度至90度之间(参照水平底部4)。在快速掠过、冲撞、碰撞的气流模式30a和30b接触或冲击食物后，全部从顶部出口区12流出，然后进入炉内再循环(如前文所述)。
炉内的气流，以及烹饪用具的其它功能，都是由控制器34控制(如图2)。控制器34可以测定气流的速度，气流的速度可以是常量或变量，也可以在烹饪过程中不断变化。有时，在整个烹饪过程中需要保持速度恒定，或需要根据情况(如预先设定的烹饪程式)改变气流速度，或按照放置在炉腔内、炉腔回流通道或炉内其它不同地方的各种传感器改变速度。上述传感器的位置和布局将根据炉具的特殊用途而定。另外，也可以使用设备，将数据传回到控制器34，然后由控制器34适当调节烹饪方法。例如，可以使用传感器(温度、湿度、速度、能见度和空气化学混合水平传感器)，持续监控整个烹饪过程的烹饪情况并相应调节气流，还可以使用此处未提及的其它传感器。快速烹饪炉可以使用目前尚未用于商业用途的传感器(如激光、外置温度感应器和目前商业化生产成本过高的其它感应器)。目前许多传感设备均为人所知并用于烹饪技术中，因此快速烹饪炉不仅局限于上述传感器。
气流的性能也可以按照可用电量进行调整。例如，一台全电式快速烹饪炉的加热系统需要较大电量或耗电量较大(大于可用电量，可用电量因地点和当地条例规定而有所不同)，那么就需要控制器降低对流加热器或其它电子元件的电力，保持恒定的可用电量。事实上，在一些国家如日本和意大利，对电量有所限制，而这项炉具发明可以根据限制情况进行调整。在快速烹饪气体燃烧装置中，有些系统需要电流提供能量，但对电力的要求没有全电炉高，原因是气体加热和烹饪所需能量都可以通过烃燃料燃烧来提供。这样，就不需要控制器，使用旋钮或仪表即可。
相对于控制食物局部对流热输送率而言，控制快速烹饪炉内的气流模式更加重要。在标准快速烹饪炉中烹饪的许多食物，都需要进入食物的能量(不管是微波、碰撞气体、卤素灯还是其它能量)“适应”(分配)整个烹饪过程。这样调整或调节微波及对流能量系统对高质量快速烹饪食物起到重要作用。例如，食物(如比萨)在传统烹饪炉中需要长达30分钟，而在快速烹饪炉中仅需3分钟。在这3分钟的烹饪过程中，控制器可以按照烹饪指示的整体程序进行编程，并分解为多个子程序或项目。因此，在一次烹饪过程中，可以使用几个不同的“子程序”，最终完成食物的快速烹饪。举例说明，烹饪过程中，可以首先使用20秒的高速气流，此时气流速度达到100％，微波输出是总微波能力的10％。然后使用10秒钟烹饪时间，此时使用10％的气流，而不再使用微波。随后1分钟使用100％的气流和100％的微波，此后1分钟使用50％的微波和50％的气流。因此，这些快速烹饪炉需要价格昂贵且可能产生可靠性问题的复杂控制装置，而且需要使用变速鼓风机控制垂直碰撞空气流等。如前所述，由于需要动力制动变速马达速度控制器，增加了用具的复杂性和成本，因此这种方法的代价不菲。此外，利用由低到高变化的空气流量，需要“整体设计”炉具元件，如对流加热器、油脂控制系统、鼓风机、鼓风机马达控制器和喷嘴板，这些部件在低流量和高流量状态都必须协调一致。
尽管本发明可以使用变速鼓风机马达和变速鼓风机马达控制器，但并不一定必须使用。采用本项发明的快速烹饪炉保持通过炉腔、气体输送和气体传输区的气流量恒定不变，解决这些问题，并避免使用复杂的变速鼓风机马达。图6显示30a和30b两种强劲的气流模式，而图6b中则显示强度稍弱的气流模式31a和31b。实现气流模式更改的一个方法是使用气泵装置，在本图中使用了鼓风机马达和鼓风机叶轮组合，这些装置使用控制器或多速变换器，可以按预设固定增量转变鼓风机叶轮的速度。对流气体由电阻加热设备14a和14b或直接点火(炉内气体混合燃烧的产物)设备进行加热。加热器经过设定，可以在低热传量下进行对流加热和烹饪，或在高热传量下进行辐射加热和烹饪。辐射加热也将为烹饪提供对流加热。辐射功能的目的在于提供额外的表面烘烤。
快速烹饪过程产生高油脂生成率，原因在于快速烹饪过程中产生的油脂或液体的数量约与传统烹饪相近，不过快速烹饪产生的油脂承载力仅为传统烹饪的1/5th至1/7th_，有时为1/10th。这样会导致气流中含有更多油脂(例如盎司/分钟)，如不加处理，可能会产生很多问题，包括(a)油脂粒子接触炙热的表面时产生油烟，(b)污染内部的气体输送和传输表面，这比较具有隐蔽性而且不容易清洗和(c)油脂在气流再循环过程中污染食物。油脂和其它液体最终收集在食物周围的油脂收集器内，冲击式气流冲击和带动这些油脂及其它液体，令上述情况更加严重。本发明将气流与布满水蒸气的面板、烹饪容器或食物表面隔离，大大降低了产生上述情况的可能性。为控制快速烹饪过程中产生的油脂和其它液体，首选方法是油脂去除粒子。蒸汽形成的油脂很容易解决，因为炉内没有冷却壁可以使蒸汽冷凝成油脂或液体。现在请看图2和图4，左侧油脂分离器13a和右侧油脂分离器13b分别位于左侧加热设备14a和右侧加热设备14b的下游。气流在通过左侧和右侧油脂分离器13a和13b前，先通过左侧和右侧加热设备14a和14b。为控制油脂和其它液体粒子，油脂分离器13a和13b可以用作旋绕式气流通道(如图9b)，气流的平均速度可以保持在约2000英尺/分钟至约6000英尺_/分钟的范围内。采取这种方法，会分离出平均直径大于约3.0微米的大部分油脂粒子。油脂分离器13a和13b有一个近端(朝向炉腔2的前壁)和一个远端(朝向炉腔2的后壁)，远端比近端稍低，便于油脂在重力的作用下流向炉腔2的后壁，进入油脂收集设备50(如图9a)，或者通过管道、导流槽或其它设备将液体油脂收集到与快速烹饪炉分离的收集装置内，彻底清除油脂。油脂分离器13a和13b由一组挡板或凹槽81组成，可以在气流绕过引流器的时候，加快(改变方向)气流80的速度。过大或过重的油脂粒子惰性较大，气流通过引流器时，未必可以与气流一起加速，最终影响到引流器挡板。收集点是一个凹槽，不仅可以防止油脂重新进入气流中，还可以用作导流槽，将油脂导流出烹饪炉腔。这种清除油脂的空气动力学法取决于与气流转向通过挡板有关的压降。这个设计可以将90％直径为3微米或以上的油脂粒子分离出来，同时要求通过油脂粒子分离区13a和13b的水柱气流压力降小于约1.5英寸。气流限制区可以加快进入引流器之前的气流速度，并在气流离开导流槽后减缓气流的速度。
利用废热气的最有效方法是在烹饪过程中多次循环使用炉腔内的气流。在正常快速烹饪时，可能需要多次持续循环，在烹饪完一种食物后接着烹饪另一种食物(比如先烹饪鱼，后烹饪酥皮糕点)。例如，可能会先烹饪虾，然后烘烤食物或酥皮糕点。如果过滤不当，虾的味道会污染烘烤的食物，给酥皮蛋糕带来不当的味道和气味。这需要进一步进行空气净化(油脂分离器除外)，分离气流中没有被油脂分离器13a和13b分离的粒子。在需要进一步过滤气流的情况下，可以在炉腔内安装气味过滤器。图2所示的气味过滤器40a和40b就是用于此用途。左侧气味过滤器40a与左上方气体输送区17a相连，下方的左侧油脂分离器13a和右侧气味过滤器40b与右侧气体输送区17b下方的右侧油脂分离器13b相连。气味过滤器40a和40b_连接方式非常方便取出清洗和重新安装。进入左侧和右侧气体输送系统15a和15b的气体，首先通过气味过滤器40a和40b。这样，气流穿过油脂分离区13a和13b后得到进一步过滤，消除掉影响正在烹制的食物正常味道的气味。在一些情况下，可能需要使用第二套气味过滤器，这种过滤器可以安装在鼓风机叶轮16a和16b下方气流通道中的任何地方。气味过滤器40a可以使用接触反应元件或其它过滤设备，包括但不限于活性炭、沸石或紫外线激光。用这些材料制成的气味过滤器可以高效过滤或净化气流，同时对气流速度造成最小影响。此外，气味过滤器还方便拆除、易清洗，替换品价格便宜。
本发明也可以使用微波(至少在局部)烹饪食物。如图2所示，在炉腔2内，左侧微波发射波导20a与左上方气体输送区17a和左下方气体输送区18a之间的左壁5相连。右测微波发射波导20b与右上方气体输送区17b和右下方气体输送区18b之间的右壁6相连。微波发射波导可以将微波能均匀传到炉腔2的前后。如图8所示，由于侧壁发出的微波照在食物上，因此这种构造有助于均衡炉腔左右两侧的微波能。波导20a和20b与炉腔底部4垂直距离间的微波能，在正常烹饪条件下，有超过约1/3％到达烹饪架8a下方，其余的微波能到达烹饪架8a上方。
传统日常烹饪中，经常会使用平底锅、浅平烤盘等金属烹饪设备及其它金属炊具。由于微波能无法透过这些金属用具，因此所有微波能都必须从食物顶部或侧面进入。为解决金属平底锅的这种问题，有些炉具使用顶部发射微波系统。采用这种原理，可以提供直达食物顶部的微波能，但这样微波功率会在食物顶部产生过多的微波能，造成烹饪过度，导致食物过硬。当烹饪肉类等蛋白质食物时，过度烹饪问题尤其明显。为防止出现此类微波过度烹饪的情况，以往常采取减少烹饪食物的微波能的方法。限制食物微波能可以使能量更均匀地分散在整个炉腔内，但却减少了实际使用的微波，延长了烹饪时间，没有达到快速烹饪的目的。
分散微波能的其它方法还包括从食物下方发射微波能。但这种方法不是最佳方法，原因是如果要进入食物上方，则进入食物上表面的微波能必须在炉腔内反弹，而这种反弹随机而且效率低下。如图11所示，微波能从波导20a发出，通过一个带槽天线70进入炉腔2内，天线内沿波导设有三或四个狭窄的气孔(槽沟)70a、70b、70c、70d。采用不同的微波分散结构，产生的效果不同。食物10在炉腔2内的位置距离左壁5和右壁6最少2.4英寸(最佳烹饪均匀度)。2.45英寸相当于半个微波波长或2.4英寸(最佳烹饪均匀度)(电磁场为零)的2.45GHz微波管(微波)频率。这个间距可以扩大电磁场51a和51b(如图8所示)，使得电磁场在接触食物前更加均匀地分散。
左右两侧的微波系统完全相同，微波能从右侧波导20b发出，通过前述左侧的带槽天线进入炉腔2内。由此，微波能场可以均匀分散在炉腔内，从各个方向接触食物，在整个炉腔内形成均匀的电磁能量分散，而无需用机械搅拌方式扩散电磁场。
波导20a和20b分别安装在炉腔左壁和右壁，因此不会影响炉内废气的排放。
微波波导位于炉腔侧壁，不会因食物溢出、油脂污染、清洗液污染或常影响底部微波发射系统的污染而受到影响。本项发明的微波系统不是位于食物的正下方有热污物滴下的地方，因此不大可能渗入油脂、溢出物、清洁物和其它污染物。
如图2所示，底部4的底部光滑、无间断，易于清洗，炉腔底板没有加热装置、空气回流管或微波发射器。假如空气回流装置、加热元件和微波发射器伸出炉腔底板，将很难清理和保持炉腔卫生。在底部发射微波系统中，波导发射器通常位于炉腔底板的中部。由于正常烹饪过程中产生的油脂、油滴和其它产物，会滴到和溅到微波发射器上，因此为保护发射器，必须在发射器上覆盖石英等适合微波的材料，并使用粘合剂或其它密封剂密封，防止污物进入发射器引起磁控管过早老化。另外，有些快速烹饪炉的底板上安装有辐射元件，帮助进行底部烘焙。对于商业炉具而言，下部装裸露的辐射元件会因加热元件周围不断聚积油脂而产生安全隐患。
本发明的炉腔底板光滑，可防止烹饪容器中滴落或飞溅的油脂和其它烹饪产物污染微波系统、气体循环系统或波导发射器等装置。排气板23a和23b(如图2)位于炉腔角落，而气孔29a、29b位于炉具上部。微波发射系统固定于左侧气体输送区17a和17b与右侧气体输送区18a和18b之间。这样使得炉腔底部无间断、无阻碍。气孔29a和29b位于炉具底部4上方，易于清洗。另外，排气板27a和27b经特别设计，可从下方气体输送区18a和18b上拆除，方便清洗或更换。辐射元件103a和103b位于气体传输区18a和18b中，不会沾染烹饪架上飞溅和滴落的食物残渣、油脂和其它烹饪产物。
第二个实施例关于快速烹饪炉的第二种说法是，它是一个带气流导流装置的独立商业烹饪用具。不过，对于精通烹饪技术的厂家而言，也可以将这种独立快速烹饪用具用于许多其它商业和家居实施例(如台式炉、壁式炉、单层炉、多层炉)中，因为这种快速烹饪炉可以向上或向下伸缩。在本文中，“可伸缩”一词指可以开发其它大型商业和家居实施例，以及小型商业和家居实施例，而且这种发明不局限于某一尺寸或特定设计。当然，每个实施例都可能具有不同的尺寸特征和不同的电压要求，比如商用电压通常与民用电压不同。因此，这种快速烹饪炉不仅适用于商业用途，同样也可以用于家居(家庭)用途。在图11-15中，快速烹饪用具101即表示独立商业台式烹饪用具的外观。在本文中，“商业”一词包括(但不限于)商业餐饮服务业、餐厅、快餐店、速食餐厅、便利店(仅列出少数)和其它集体食堂；“家居”一词指(一般而言)家居使用(家用)，但不限于家居，也指快速烹饪炉的非商业用途。
用具101包括一个炉腔102，炉腔内通常有顶部103、底部104、左壁105、右壁106、后壁194和前壁195。炉腔102上还连接有一个入口107，通过入口可以将食物110放入炉腔102内的烹饪架108a上(如图11)。在台式炉中，带有一个烹饪架108a，支撑在侧壁105和106上，不过此发明也可以采用多个烹饪架。尽管图中烹饪架支撑在侧壁105和106上，但对于精通烹饪技术的厂家而言，也可以将烹饪架108a设计成独立式的烹饪架，无需侧壁的支撑。烹饪用具101带一个铰链门109，通过枢轴连接在炉子的前端，在烹饪过程中可以关闭烹饪区的入口107。铰链门109可以在打开位置(此时门打开允许进入炉腔102)与关闭位置(此时门关闭炉腔102的入口)之间摆动。尽管图中铰链门通过枢轴连接在炉子前的左侧，但还可以铰接在右侧、下侧或上侧。
现在请看图12，这种快速烹饪炉由两个独立的气体输送系统组成，在此称作左气体输送系统和右气体输送系统。在左气体输送系统中，气体从炉腔102左侧进出，而在右气体输送系统中，气体从炉腔102右侧进出。尽管图中分别画出了每个气体输送系统，但这两个系统的构造和运作相同，它们分别在炉腔102的一侧输送气体。炉腔102上还连接有通风管171(如图112)，这样可以通过通风管将炉腔2里的气体排放到空气中。通风管171上安装有气味过滤器172，可以去除烹饪时产生的气味。气味过滤器172可以采用多种材料，采用的材料不同，功效也不相同。例如在一些情况下，需要安装可以完全去除所有气味的气味过滤器172，有时则需要安装功效稍低的气味过滤器172，便于散发出某些烹饪气味，如在烤制面包或饼干时，厨师希望闻到面包烤制的味道，这时就不需要完全去除所有的气味。
气体通过左气体输送系统进出炉腔102左侧，左气体输送系统由左气体输送区115a构成，该输送区沿顶部103的左侧，从炉子顶部103的前端延伸到后端。左气体输送区115a与顶部气体出口112进行流体连接，出口向炉腔打开，通过顶部103与炉腔102进行流体连接。顶部气体出口112大致呈矩形(也可采用其它几何形状)，位于炉子顶部103的中心，在气体通过顶部气体出口112排出炉腔102时，将炉腔102内的气体输送到左气体输送区115a。左气体输送区115a内有左油脂分离器113a。顶部气体出口112吸入气体后，气体在进入和通过左油脂分离器113a之前，先穿过左加热设备114a。加热设备114a可以包括直接点火热能源、间接点火热能源、丙烷、天然气、电阻加热元件和其它热设备，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。气体穿过左加热设备114a和通过左油脂分离器113a后，会被吸入左气味过滤器143a，并进入左气体输送区115a。在气流通道内，可以使用左气味过滤器143a的交替区域，而不必使用左气味过滤器143a靠近左油脂分离器113a的区域。在左气体输送区115a内，与左气体输送区115a进行流体连接的是左气体加速器，图示为左鼓风机叶轮116a。与左鼓风机叶轮116a相连的是鼓风机马达轴190a，由马达191a进行直轴驱动。可以使用皮带传动装置等其它设备将鼓风机叶轮116a连接到马达191a上，上述其它设备不局限于直接传动装置。鼓风机叶轮116a抽出炉腔102中的气体，并通过气体输送区117a将气体输送到炉腔102左上侧。虽然图示为常规的鼓风机马达、鼓风机马达轴和鼓风机叶轮，但是可以使用压缩机等其它排气设备，循环炉腔102内的气体，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。左上方的气体输送区117a通过左侧垂直气体输送区119a，与下层的左气体输送区118a进行流体连接。左侧垂直气体输送区119a与左壁105和左侧微波波导区120a相邻。
气体进入左上方气体输送区117a时，经过筛选，有一部分被左上方的导流设备122a导入左上方的排放区121a(如图13开口处所示)。之后，气体通过左上方带槽或带孔排气板123a上的气孔排放出去，散布在炉腔102内。气孔100a可以带槽，形状规则不规则均可，在本文图示为喷口100a和29a，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的、与100a和29a及本文将要提及的100b和29b]_具有相同功能的任何构件。气体通过左排气板123a上的各种气孔100a分散，输送到食品110的左上方和左侧区域。气体进入左上方气体输送区121a时，被左上方的气体导流设备124a再次导流(如图13开口处所示)。气体导流设备124a通过枢轴连接导排气板123a上，不过可以使用其它设备完成上述气体导流。例如，可以使用正常开关或正常部分开关的交换板(在这种情况下，交换板沿带孔板123a的内侧滑动，减少排气板123a上的气孔口100a)等设备，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。未被气体导流设备122a排放或导入左上方气体输送区121a的气体，通过垂直输送区119a流入左下方的气体输送区118a。通过枢轴与波导区120a连接的是下层气体输送导流装置152a，该装置可以减少进入下层气体输送区118a的气体数量。当然，有些快速烹饪操作需要更多的气体进入快速烹饪炉的下层，而有些操作需要较少气体或不需要气体进入炉子的底部和传输到食物底部。在需要较少气体或不需要气体传到食物底部的情况下，气体输送导流装置152a可以关闭，让所有或绝大部分气体进入左上方的气体输送区121a。
需要时，左下方的加热设备126a可以重新加热流入左下方气体输送区118a的气体(如图13所示)。气体穿过加热装置126a后，可以由导流设备128a再次导流(如图13开口处所示)。由于气体导流装置128a为旋转型，因此可进一步精确气流的方向控制，这样气流可以在不同的位置沿食物110的下表面，穿过下层气板127a上的上气孔或下气孔(如图14b所示)。虽然图中的气体导流设备128a是通过枢轴连接到左侧带槽或带孔排气板127a上，但是气体导流设备128a并不局限于本文图示及其它地方所述通过枢轴连接的设备，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。气孔100a和129a按低压降进行排列，需要具备和保持约2000英尺/分钟至约6000英尺/分钟的气流速度，这样才适合烹饪食物。如图14a所示，调整气孔后，大部分气体可以从左上方的排气区121a供应。由于上气流132a_必须强力去除食物110上方和上表面形成和散发的湿气，因此左上方的气流130a和左下方的气流132a之间的气流需要保持不平衡状态。这种不平衡状态也适合加热、烘焙及/或加热、烘焙食物110。
现在，请看右换气系统(如图12所示)。气体通过右气体输送系统进出炉腔102，右气体输送系统由右气体输送区115b构成，该输送区沿顶部103的右侧，从炉子顶部103的前端延伸到后端。右气体输送区115b与顶部气体出口112进行流体连接，出口向炉腔打开，通过顶部103与炉腔102进行流体连接。顶部气体出口112大致呈矩形(也可采用其它几何形状)，位于炉子顶部103的中心，在气体通过顶部气体出口112排出炉腔102时，将炉腔102内的气体输送到右气体输送区115b。右气体输送区115b内有右油脂分离器113b。顶部气体出口112吸入气体后，气体在进入和通过右油脂分离器113b之前，先穿过右加热设备114b。气体穿过右加热设备114b和通过右油脂分离器113b后，会被吸入右气味过滤器143b，并进入右气体输送区115b。加热设备114a和114b可以组合成一个加热元件，也可以使用两个以上元件，这取决于炉灶的特殊要求，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。在气流通道内，可以使用右气味过滤器143b的交替区域，而不必使用右气味过滤器143b靠近右油脂分离器113b的区域。在右气体输送区115b内，与右气体输送区115b进行流体连接的是右气体加速器，图示为右鼓风机叶轮116b。与右鼓风机叶轮116b相连的是鼓风机马达轴190a，由马达191b进行直轴驱动。可以使用皮带传动装置等其它设备将鼓风机叶轮116b连接到马达191b上，上述其它设备不局限于本文其它地方所述的直接传动装置，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。鼓风机叶轮116b抽出炉腔102中的气体，并通过气体输送区117b将气体输送到炉腔102右上侧。虽然图示为常规的鼓风机马达、鼓风机马达轴和鼓风机叶轮，但是可以使用压缩机等其它排气设备，循环炉腔102内的气体，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。右上方的气体输送区117b通过右侧垂直气体输送区119b，与下层的右气体输送区118b进行流体连接。右侧垂直气体输送区119b与右壁106和右侧微波波导区120b相邻。
气体进入右上方气体输送区117b时，经过筛选，有一部分被右上方的导流设备122b导入左上方的排放区121b(如图15开口处所示)。之后，气体通过右上方带槽或带孔排气板123b上的气孔排放到炉腔102内。带槽或带孔的右排气板123b可以通过各种气孔100b，将滞留在右上方气体输送区121b的气体分散到炉腔102内和食物110的右上方和侧面。气体进入右上方气体输送区121b时，被右上方的气体导流设备124b再次导流(如图15所示)。气体导流设备124b通过枢轴连接到带槽或带孔排气板123b上，不过可以使用其它设备完成上述气体导流，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。例如，可以使用正常开关或正常部分开关的交换板(在这种情况下，交换板沿带孔板123b的内侧滑动，减少排气板123b上的气孔口100b)等设备。未被气体导流设备122b排放或导入右上方气体输送区121b的气体，通过垂直输送区119b流入右下方的气体输送区118b。通过枢轴与波导区120b连接的是气体输送导流装置152b(如图15开口处所示)，该装置可以减少进入下层气体输送区118b的气体数量。和左换气系统一样，有些快速烹饪操作需要更多的气体进入快速烹饪炉的下层，而有些操作需要较少气体或不需要气体进入炉子的底部烘焙食物的底部。在需要较少气体或不需要气体传到食物底部的情况下，气体输送导流装置152b可以关闭或部分关闭，让少量气流或不让气流进入下层气体输送区118b。
需要时，右下方的加热设备126b可以重新加热流入右下方气体输送区118b的气体(如图15所示)。气体穿过加热元件126b(并非每种炉具都有这种元件，根据炉具的特殊要求而定)后，可以由导流设备128b再次导流(如图15开口处所示)。由于气体导流装置128b为旋转型，因此可进一步精确气流的方向控制，这样气流可以在不同的位置沿食物110的下表面，穿过下层气板127b上的上气孔或下气孔。气孔100b和129b按低压降进行排列，需要具备和保持约2000英尺/分钟至约6000英尺/分钟的气流速度，这样才适合烹饪食物。如图14a所示，调整气孔后，大部分气体可以从右上方的排气区121b供应。由于上气流130b(如图14a所示)必须强力去除食物110上方和上表面形成和散发的湿气，因此右上方气流排放区121b和右下方气流排放区118b之间的气流需要保持不平衡状态。这种不平衡状态也适合加热、烘焙及/或加热、烘焙食物110。
当气流130a从左侧导入炉腔2中央，气流130b从右侧导入炉腔2中央时，气流接触到食物表面，并紊流混合，产生高温输送，迅速烹煮食物。在这里，“混合”一词指食物表面上及上方掠过、冲撞、碰撞的气流模式。下层气流132a和132b也会在食物110下表面和下侧面形成同样的气流混合(如图14a所示)。
在需要气流方向控制的情况下，气体导流设备122a、122b、124a、124b、128a、128b、152a和152b(如图14b所示)可以旋转，以便气流转向适当的气孔，从而在食物表面形成不同的气流模式和气体混合。另外，在底部不需要气流的情况下，气体导流设备152a和152b可以关闭，使少量气流或没有气流进入炉腔下部。也可以气体导流设备122a、122b、124a、124a、128a、128b、152a、152b的各种其它调节装置，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的任何构件(各种气体导流设备组合而成的打开和关闭装置)。气体导流设备124a、124b、128a、128b、152a和152b可以是手动控制、通过控制器134自动控制或自动与手动同时控制，申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具本文所述有关气体导流设备调整功能的任何构件。
第三个实施例示范实施例展示的快速烹饪炉是一个多层独立商业烹饪用具。不过，对于精通烹饪技术的厂家而言，也可以将这种独立快速烹饪用具用于许多其它商业和家居实施例(如台式炉、壁式炉、单层炉、多层炉)中，因为这种快速烹饪炉可以向上或向下伸缩。在本文中，“可伸缩”一词指可以开发用于商业和家居用途的其它大型或小型实施例。当然，每个实施例都可能具有不同的尺寸特征和不同的电压要求，比如商用电压通常与民用电压有所不同。因此，这种快速烹饪炉不仅适用于商业用途，同样也可以用于家居(家庭)用途。在图16-18中，快速烹饪用具201即表示独立商业台式烹饪用具的外观。在本文中，“商业”一词包括(但不限于)商业餐饮服务业、餐厅、快餐店、速食餐厅、便利店(仅列出少数)和其它集体食堂；“家居”一词指(一般而言)家居使用(家用)，但不限于家居，也指快速烹饪炉的非商业用途。
用具201包括一个炉腔202，炉腔内通常有顶部203、底部204、左壁205、右壁206、后壁294和前壁295。炉腔202上还连接有一个入口207(如图18)，通过入口可以将食物210放入炉腔102内的烹饪架208a和208b上(如图16)。尽管图中多层台式炉实施例带有两个烹饪架208a和208b，支撑在侧壁205和206上，但对于精通烹饪技术的厂家而言，也可以将烹饪炉设计成带有一个或两个以上烹饪架以及任何数量的气体传输系统，并不仅限于两层设计。尽管图中烹饪架208a和208b支撑在侧壁205和206上，但对于精通烹饪技术的厂家而言，也可以将烹饪架208a设计成独立式的烹饪架，无需侧壁的支撑。烹饪用具201带一个铰链门209(如图18)，通过枢轴连接在炉子的前端，在烹饪过程中可以关闭烹饪区的入口207。铰链门209可以在打开位置(此时门打开允许进入炉腔202)与关闭位置(此时门关闭炉腔202的入口)之间摆动。尽管图中铰链门通过枢轴连接在炉子前的左侧，但还可以铰接在右侧、下侧或上侧。
这种快速烹饪炉由两个独立的气体输送系统组成，在此称作左气体输送系统和右气体输送系统。在左气体输送系统中，气体从炉腔202左侧进出，而在右气体输送系统中，气体从炉腔202右侧进出。炉腔202上还连接有通风管271(如图18)，这样可以通过通风管将炉腔202里的气体排放到空气中。通风管271上安装有可拆卸气味过滤器272，可以去除烹饪时产生的气味。可以采用多种材料去除气味，也可以使用上述材料的不同功效。例如在一些情况下，需要安装可以完全(尽可能)去除所有气味的气味过滤器，有时则需要安装功效稍低的气味过滤器272，便于散发出某些烹饪气味，如在烤制面包时，厨师希望闻到面包烤制的味道，这时就不需要完全去除所有的气味。
如图18所示，气体通过左气体输送系统进出炉腔202，左气体输送系统由左气体输送区215a构成，该输送区沿顶部203的左侧，从炉子顶部203的前端延伸到后端。左气体输送区215a与顶部气体出口212进行流体连接，出口向炉腔打开，通过顶部203与炉腔202进行流体连接。顶部气体出口212大致呈矩形(也可采用其它几何形状)，位于炉子顶部203的中心，在气体通过顶部气体出口212排出炉腔202时，将炉腔202内的气体输送到左气体输送区215a。左气体输送区215a内有左油脂分离器213a。顶部气体出口212吸入气体后，气体在进入和通过左油脂分离器213a之前，先穿过左加热设备214a。加热设备214a可以包括直接点火热能源、间接点火热能源、丙烷、天然气、电阻加热元件和其它热设备；而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。气体穿过左加热设备214a和通过左油脂分离器213a后，会被吸入左气味过滤器243a，并进入左气体输送区215a。在气流通道内，可以使用左气味过滤器243a的交替区域，而不必使用左气味过滤器靠近左油脂分离器213a的区域。在左气体输送区215a内，与左气体输送区215a进行流体连接的是左气体加速器，图示为左鼓风机叶轮216a。可以使用压缩机等其它设备，加快气流速度，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的与216a、290a、291a及本文将要提及的216b、290b、291b具有相同功能的任何构件。与左鼓风机叶轮216a相连的是鼓风机马达轴290a，由马达291a进行直轴驱动。可以使用皮带传动装置等其它设备将鼓风机叶轮216a连接到马达291a上，上述其它设备不局限于直接传动装置。鼓风机叶轮216a抽出炉腔202中的气体，并通过气体输送区217a将气体输送到炉腔202左上侧。左上方的气体输送区217a(如图16)通过左侧垂直气体输送区242a，与左侧中央气体输送区240a进行流体连接。左上方垂直气体输送区242a与左壁205和左上方微波波导区246a相邻。如图16所示，气体被吸入左上方气体输送区217a后，通过左上方排气板223a上的气孔200a进入炉腔202内，到达上层烹饪架208b上食品210的左上方和侧面。气孔200a可以带槽，形状规则不规则均可，在本文图示为喷口200a、270a、280a和229a，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的与200a、229a、270a、280a及本文将要提及的200b、229b、270b和280b具有相同功能的任何构件。未通过左上方排气板223a排放出去的气体，通过垂直输送区242a流入左侧中央气体输送区240a，在垂直输送区中，气体可以通过气孔270a传到上层烹饪架208a上的食物210a底部，并通过气孔280a传到烹饪架208b上的食物210b的上表面。未通过上层气体传输区217a或中央传输区240a的剩余气体，流入左下方气体输送区218a，需要时，可以在气体通过气孔229a穿过左下方带槽或带孔排气板227a之前，由左下方的加热设备203a重新加热上述气体(如图16所示)，从而将气体输送到下层烹饪架208b上的食物210b左下侧和左侧区域。有些实施例可能带有左下方加热设备203a，有的可能没有，根据快速烹饪炉的特殊要求而定。气孔200a、270a、280a和229a按低压降进行排列，需要具备和保持约2000英尺/分钟至约6000英尺/分钟的气流速度，这样才适合烹饪食物(如本文所述)。如图16所示，调整气孔200a和280a后，大部分气体可以从左上方的排气板223a和中央排气板290a供应。由于上气流必须强力去除食物210a上方和上侧面形成和散发的湿气，因此左上方排气板223a和中央排气板290a之间的气流需要保持不平衡状态。这种不平衡状态也适合加热、烘焙及/或加热、烘焙食物210a。另外，由于通过排气板295a的上气流必须强力去除食物210b上方和上侧面形成和散发的湿气，因此排气板295a和排气板227a之间的气流需要保持不平衡状态。这种不平衡状态也适合加热、烘焙及/或加热、烘焙食物210b。
如图18所示，气体通过右气体输送系统进出炉腔202，右气体输送系统由右气体输送区215b构成，该输送区沿顶部203的右侧，从炉子顶部203的前端延伸到后端。右气体输送区215b 与顶部气体出口212进行流体连接，出口向炉腔打开，通过顶部203与炉腔202进行流体连接。顶部气体出口212大致呈矩形(也可采用其它几何形状)，位于炉子顶部203的中心，在气体通过顶部气体出口212排出炉腔202时，将炉腔202内的气体输送到右气体输送区215b。右气体输送区215b内有右油脂分离器213b。顶部气体出口212吸入气体后，气体在进入和通过右油脂分离器213b之前，先穿过右加热设备214b。加热设备214a可以包括直接点火热能源、间接点火热能源、丙烷、天然气、电阻加热元件和其它热设备；而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具相同功能的任何构件。气体穿过右加热设备214a和通过右油脂分离器213b后，会被吸入右气味过滤器243b，并进入右气体输送区215b。在气流通道内，可以使用右气味过滤器243b的交替区域，而不必使用右气味过滤器靠近右油脂分离器213b的区域。在右气体输送区215b内，与右气体输送区215b进行流体连接的是右气体加速器，图示为右鼓风机叶轮216b。可以使用压缩机等其它设备，加快气流速度，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的与216b、290b、291b及本文将进一步讨论的216b、290b和291b具有相同功能的任何构件。与右鼓风机叶轮216b相连的是鼓风机马达轴290b，由马达291b进行直轴驱动。可以使用皮带传动装置等其它设备将鼓风机叶轮216b连接到马达291b上，上述其它设备不局限于直接传动装置。鼓风机叶轮216b抽出炉腔202中的气体，并通过气体输送区217b将气体输送到炉腔202右上侧。右上方的气体输送区217b(如图16)通过右侧垂直气体输送区242b，与右侧中央气体输送区240b进行流体连接。右侧上方垂直气体输送区242b与右壁205和右上方微波波导区246b相邻。如图16所示，气体被吸入右上方气体输送区217b后，通过右上方排气板223b上的气孔200b进入炉腔202内，到达上层烹饪架208a上食品210的右上方和侧面。气孔200b可以带槽，形状规则不规则均可，在本文图示为喷口200b、270b、280b和229b，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的与200a、229a、270a、280a及200b、229b、270b和280b具有相同功能的任何构件。未通过右上方排气板223b排放出去的气体，通过垂直输送区242b流入右侧中央气体输送区240b，在垂直输送区中，气体可以通过气孔270b传到上层烹饪架208b上的食物210b的底部，并通过气孔280b传到烹饪架208b上的食物210b的上表面。未通过上层气体传输区217b或中央传输区240b的剩余气体，流入右下方气体输送区218b，需要时，可以在气体通过气孔229b穿过右下方带槽或带孔排气板227b之前，由右下方的加热设备203b重新加热上述气体(如图16所示)，从而将气体输送到下层烹饪架208b上的食物210b右下侧和右侧区域。有些实施例可能带有右下方加热设备203b，有的可能没有，根据快速烹饪炉的特殊要求而定。气孔200b、270b、280b和229b按低压降进行排列，需要具备和保持约2000英尺/分钟至约6000英尺/分钟的气流速度，这样才适合烹饪食物(如本文所述)。如图16所示，调整气孔200b和280b后，大部分气体可以从右上方的排气板223b和中央排气板290b供应。由于上气流必须强力去除食物210b上方和上表面形成和散发的湿气，因此右上方的排气板223b和中央排气板290b之间的气流需要保持不平衡状态。这种不平衡状态也适合加热、烘焙及/或加热、烘焙食物210b。另外，由于通过排气板295b的上气流必须强力去除食物210b上方和上表面形成和散发的湿气，因此排气板295b和排气板227b之间的气流需要保持不平衡状态。这种不平衡状态也适合加热、烘焙及/或加热、烘焙食物210b。
尽管本文对左右两个气体供应系统分别进行描述，但这两个系统具有相同的结构和功能，可以同时循环热气流通过食品上方、上侧面、下方和下侧面，并可以将气体返回加热装置，然后再回到烹饪箱内。
如上所述，气流的输送要通过六个气体输送区217a、217b、240a、240b、218a和218b，其中217a、217b、218a和218b位于炉腔202上角和下角，而240a和240b位于波导246a与220a及246b与220b之间。虽然不需要气流输送区完全覆盖整个炉腔，但气流输送区217a、217b、240a、240b、218a和218b从炉腔后壁294一直延伸到炉腔前壁295。气体输送区217a位于炉腔202的左上角，即顶部203与炉腔边壁205的交界处；气体输送区217b位于右角，即顶部203与右壁206的交界处；气体输送区218a位于炉腔的左角，即底部204与左壁205的交界处；气体输送区218b位于右下角，即底部204与右壁206的交界处。气体输送区沿炉腔202内侧从后壁294一直延伸到前壁295。每个气体输送区的尺寸和结构都是根据炉具的特殊用途而定，以便进行适当的气流输送。例如，小型炉具内气体传输区(甚至整个炉灶)可以根据较小覆盖区的特殊需求按比例缩小，而大型炉具将按比例加大气体输送区。如图16所示，左侧和右侧的气流汇聚在食品210上，在食品表面产生快速的流场，去除湿气边界层。汇聚在食品上的这种气流可贴切地描述为掠过的、冲撞的、碰撞的气流模式。气流混合产生的掠过、相遇、碰撞气流模式可以在食物表面产生高热量转换，最适合快速烹饪。在这里，“混合”一词指食物表面上方及下方掠过、冲撞、碰撞的气流模式。气流从炉腔的左侧和右侧流向食品的上方、下方和侧面，左侧与右侧的气流在经由顶部气体出口212排出炉腔前，在食品表面相互冲撞、碰撞并擦肩而过。本项炉具发明对平缓式气流、层流式气流或气旋式气流并无要求。掠过、冲撞、碰撞的气流模式在炉腔中产生，加以适当引导和导向，就可以快速、高质量的烹饪食品了。气体从炉腔202顶部排放出去时，增强炉具中高度混合、掠过、冲撞和碰撞的气流，是气流通过顶部气体出口212向上流动的一般途径，如图16所示。这种向上的气流也可以牵引下层气体排放区218a和218b及295a和295b的气体，环绕壶、平底锅或其它烹饪容器的侧面，经过食品、壶、平底锅或其它烹饪容器，进一步加快热传递，同时牵引经过上表面的气体升到炉腔顶部。
返回图16，位于炉腔202内的上方排气板223a和223b，可以将顶部气体输送区217a流出的气体与顶部气体输送区217b流出的气体在食品上表面混合，然后以0度到90度(参照水平顶部)之间的角度冲击食物(在这里，0度表示与水平顶部平行)。
位于炉腔202内的下层排气板227a和27b，可以将下层气体输送区218a流出的气体与下层气体输送区218b流出的气体在食物的差下表面混合，然后以0度到90度(参照水平顶部)之间的角度冲击食物。实际上，不同的烹饪需求会要求在制作过程调整角度，或在制作完成后针对不同的烹饪需求在炉具内调整角度。
位于炉腔202内的中心排气板295a和295b，可以将排气板295a向上引导区流出的气体与排气板295b向上引导区流出的气体，在上层烹饪架208a上的食物210a的下表面混合，然后以0度至90度(参照水平底部)之间的角度冲击食物，而中心传输区295a和295b和上下气体传输区一样，可以参照水平底部设定一个角度，这个角度可以在0度到90度之间调整。
另外，位于炉腔202内的中央排气板295a和295b，可以将排气板295a向下引导区流出的气流与排气板295b向下引导区流出的气流，在下层烹饪架208b上的食物210b的上表面混合，然后以0度至度(参照水平底部)之间的角度冲击食物，而中心传输区295a和295b和上下气体传输区一样，可以参照水平底部设定一个角度，这个角度可以在约0度到约90度之间调整。如本文所述，所有样式和实施例的气体传输区均进行调节，而且申请人打算在申请材料加入现存或将来开发的具调节气体传输区和排气板的角度功能的任何构件。
气孔200a、200b、270a、270b、229a、200b、280a和280b的数量和位置，根据炉具的特殊要求会有所变化。如本文所述，本发明“可伸缩”，在这里，“可伸缩”指这种技术将成为一个产品平台，而不仅仅指某一特定尺寸或某种产品。例如，如果快速烹饪炉需要(不同于烹煮蛋白质、烘焙食物等普通快速烹饪炉)，气孔可以加大，不过数量会减少。这样可以在食物周围产生更平和的气流场，由此可以更细致地烘焙食物。如果需要烤箱，可以增加气孔的数量，减小气孔的直径。此外，操作人员可能需要灵活的烹饪方法，在这种情况下，排气板223a、223b、295a、295b、227a和227b可以设计成可拆卸板，这样可以更换排气板。在这里，“气孔”一词指不规则的槽、孔或喷嘴、规则形状的槽、不规则形状的孔或喷嘴或规则与不规则形状混合的槽、孔或喷嘴。
如图16所示，气体传输系统使气流强劲掠过、冲撞并产生流向食物上表面的冲撞气流模式330a和330b。上方强劲掠过、冲撞、碰撞的气流模式330a流向食物210a和210b的左上方，同时交叉影响食物左上部与左上方侧面。同样，右上部快速掠过、冲撞、碰撞的气流模式330b交叉影响食物210a和210b的右上方部与右上方侧面。
如图16所示，气流同时被引导到上层导向中心气体输送区240a和240b及下层气体传输区218a和218b。同样，快速掠过、冲撞、碰撞的气流模式331a和331b交叉影响食物210a和210b的左下方与右下方区域。这种烹饪方式可以利用食物不规则的表面及流场的相互交叉，产生高热量传递，将边界层增厚幅度降到最低。气流速度向量分别距离左上方和右上方放气板223a和223b、中央放气板295a和295b及左下方和右下方放气板227a和227b的角度为0度至90度之间(参照水平底部)。在快速掠过、冲撞、碰撞的气流模式330a和330b、331a和331b接触或冲击食物后，全部从顶部出口区212流出，然后进入炉内再循环(如前文所述)。
炉内的气流，以及烹饪用具的其它功能，都是由控制器234控制(如图16)。控制器可以测定气流的速度，气流的速度可以是常量或变量，也可以在烹饪过程中不断变化。有时，在整个烹饪过程中需要保持速度恒定，或需要根据情况(如预先设定的烹饪程式)改变气流速度，或按照放置在炉腔内、炉腔回流通道或炉内其它不同地方的各种传感器改变速度。上述传感器的位置和布局将根据炉具的特殊用途而定。另外，也可以使用设备，将数据传回到控制器234，然后由控制器234适当调节烹饪方法。例如，可以使用传感器(温度、湿度、速度、能见度和空气化学混合水平传感器)，持续监控整个烹饪过程的烹饪情况并相应调节气流，还可以使用此处未提及的其它传感器。快速烹饪炉可以使用目前尚未用于商业用途的传感器(如激光、外置温度感应器和目前商业化生产成本过高的其它感应器)。目前许多传感设备均为人所知并用于烹饪技术中，因此快速烹饪炉不仅局限于上述传感器。
气流的性能也可以按照可用电量进行调整。例如，一台全电式快速烹饪炉的加热系统需要较大电量或耗电量较大(大于可用电量，可用电量因地点和当地条例规定而有所不同)，那么就需要控制器降低对流加热器或其它电子元件的电力，保持恒定的可用电量。事实上，在一些国家如日本和意大利，对电量有所限制，而这项炉具发明可以根据限制情况进行调整。在快速烹饪气体燃烧装置中，有些系统需要电流提供能量，但对电力的要求没有全电炉高，原因是气体加热和烹饪所需能量都可以通过烃燃料燃烧来提供。这样，就不需要控制器，使用旋钮或仪表即可。
相对于控制食物局部对流热输送率而言，控制快速烹饪炉内的气流模式更加重要。在标准快速烹饪炉中烹饪的许多食物，都需要进入食物的能量(不管是微波、碰撞气体、卤素灯还是其它能量)“适应”(分配)整个烹饪过程。这样调整或调节微波及对流能量系统对高质量快速烹饪食物起到重要作用。例如，食物(如比萨)在传统烹饪炉中需要长达30分钟，而在快速烹饪炉中仅需3分钟。在这3分钟的烹饪过程中，控制器可以按照烹饪指示的整体程序进行编程，并分解为多个子程序或项目。因此，在一次烹饪过程中，可以使用几个不同的“子程序”，最终完成食物的快速烹饪。举例说明，烹饪过程中，可以首先使用20秒的高速气流，此时气流速度达到100％，微波输出是总微波能力的10％。然后使用10秒钟烹饪时间，此时使用10％的气流，而不再使用微波。随后1分钟使用100％的气流和100％的微波，此后1分钟使用50％的微波和50％的气流。因此，这些快速烹饪炉需要价格昂贵且可能产生可靠性问题的复杂控制装置，而且需要使用变速鼓风机控制垂直碰撞空气流等。如前所述，由于需要动力制动变速马达速度控制器，增加了用具的复杂性和成本，因此这种方法的代价不菲。此外，利用由低到高变化的空气流量，需要“整体设计”炉具元件，如对流加热器、油脂控制系统、鼓风机、鼓风机马达控制器和喷嘴板，这些部件在低流量和高流量状态都必须协调一致。
尽管本发明可以使用变速鼓风机马达和变速鼓风机马达控制器，但并不一定必须使用。采用本项发明的快速烹饪炉保持通过炉腔、气体输送和气体传输区的气流量恒定不变来解决这些问题，并避免使用复杂的变速鼓风机马达。实现气流模式更改的一个方法是使用气泵装置，在本图中使用了鼓风机马达和鼓风机叶轮组合，这些装置使用控制器或多速变换器，可以按预设固定增量转变鼓风机叶轮的速度。对流气体由电阻加热设备214a和214b或直接点火(炉内气体混合燃烧的产物)设备进行加热。加热器经过设定，可以在低热传量下进行对流加热和烹饪，或在高热传量下进行辐射加热和烹饪。辐射加热也将为烹饪提供对流加热。辐射功能的目的在于提供额外的表面烘烤。
快速烹饪过程产生高油脂生成率，原因在于快速烹饪过程中产生的油脂或液体的数量约与传统烹饪相近，不过快速烹饪产生的油脂承载力仅为传统烹饪的1/5th至1/7th，有时为1/10th。这样会导致气流中含有更多油脂(例如盎司/分钟)，如不加处理，可能会产生很多问题，包括(a)油脂粒子接触炙热的表面时产生油烟，(b)污染内部的气体输送和传输表面，这比较具有隐蔽性而且不容易清洗和(c)油脂在气流再循环过程中污染食物。油脂和其它液体最终收集在食物周围的油脂收集器内，冲击式气流冲击和带动这些油脂及其它液体，令上述情况更加严重。本发明将气流与布满水蒸气的面板、烹饪容器或食物表面隔离，大大降低了产生上述情况的可能性。为控制快速烹饪过程中产生的油脂和其它液体，首选方法是油脂去除粒子。蒸汽形成的油脂很容易解决，因为炉内没有冷却壁可以使蒸汽冷凝成油脂或液体。现在请看图18和图19，左侧油脂分离器213a和右侧油脂分离器213b分别位于左侧加热设备214a和右侧加热设备214b的下游。气流在通过左侧和右侧油脂分离器213a和213b前，先通过左侧和右侧加热设备214a和214b。为控制油脂和其它液体粒子，油脂分离器213a和213b可以用作旋绕式气流通道(如图19b)，气流的平均速度可以保持在约2000英尺/分钟至约6000英尺/分钟的范围内。采取这种方法，会分离出平均直径大于约3.0微米的大部分油脂粒子。油脂分离器213a和213b有一个近端(朝向炉腔202的前壁)和一个远端(朝向炉腔202的后壁)，远端比近端稍低，便于油脂在重力的作用下流向炉腔202的后壁，进入油脂收集设备250(如图19a)，或者通过管道、导流槽或其它设备将液体油脂收集到与快速烹饪炉分离的收集装置内，彻底清除油脂。油脂分离器213a和13b由一组挡板或凹槽281组成，可以在气流绕过引流器的时候，加快(改变方向)气流280的速度。过大或过重的油脂粒子惰性较大，气流通过引流器时，未必可以与气流一起加速，最终影响到引流器挡板。收集点是一个凹槽，不仅可以防止油脂重新进入气流中，还可以用作导流槽，将油脂导流出烹饪炉腔。这种清除油脂的空气动力学法取决于与气流转向通过挡板有关的压降。这个设计可以将90％直径为3微米或以上的油脂粒子分离出来，同时要求通过油脂粒子分离区213a和213b的水柱气流压力降小于约1.5英寸。气流限制区可以加快进入引流器之前的气流速度，并在气流离开导流槽后减缓气流的速度。
利用废热气的最有效方法是在烹饪过程中多次循环使用炉腔内的气流。在正常快速烹饪时，可能需要多次持续循环，在烹饪完一种食物后接着烹饪另一种食物(比如先烹饪鱼，后烹饪酥皮糕点)。例如，可能会先烹饪虾，然后烘烤食物或酥皮糕点。如果过滤不当，虾的味道会污染烘烤的食物，给酥皮蛋糕带来不当的味道和气味。这需要进一步进行空气净化(油脂分离器除外)，分离气流中没有被油脂分离器213a和213b分离的粒子。在需要进一步过滤气流的情况下，可以在炉腔内安装气味过滤器。图16所示的气味过滤器240a和240b就是用于此用途。左侧气味过滤器240a与左上方气体输送区217a相连，下方的左侧油脂分离器213a和右侧气味过滤器240b与右侧气体输送区217b下方的右侧油脂分离器213b相连。气味过滤器240a和240b连接方式非常方便取出清洗和重新安装。进入左侧和右侧气体输送系统215a和215b的气体，首先通过气味过滤器240a和240b。这样，气流穿过油脂分离区213a和213b后得到进一步过滤，消除掉影响正在烹制的食物正常味道的气味。在一些情况下，可能需要使用第二套气味过滤器，这种过滤器可以安装在鼓风机叶轮216a和216b下方气流通道中的任何地方。气味过滤器240a和240b_可以使用接触反应元件或其它过滤设备，包括但不限于活性炭、沸石或紫外线激光。用这些材料制成的气味过滤器可以高效过滤或净化气流，同时对气流速度造成最小影响。此外，气味过滤器还方便拆除、易清洗，替换品价格便宜。
本发明也可以使用微波(至少在局部)烹饪食物。如图16所示，在炉腔220内，左侧微波发射波导220a和242a与左上方气体输送区217a、中央气体区240a和左下方气体输送区218a之间的左壁205相连。右测微波发射波导220b和242b与右上方气体输送区217b、中央气体区240b和右下方气体输送区218b之间的右壁206相连。微波发射波导可以将微波能均匀传到炉腔202的前后。由于右壁发出的微波照在食物上，因此这种构造有助于均衡炉腔左右两侧的微波能。波导220a、20b、242a和242b与炉腔底部204垂直距离间的微波能，在正常烹饪条件下，有超过约1/3％到达每个烹饪架208a和208b的下方，其余的微波能到达烹饪架208a和208b的上方。
日常烹饪中，经常会使用平底锅、浅平烤盘等金属烹饪设备及其它金属炊具。由于微波能无法透过这些金属用具，因此所有微波能都必须从食物顶部或侧面进入。为解决金属平底锅的这种问题，有些炉具使用顶部发射微波系统。采用这种原理，可以提供直达食物顶部的微波能，但这样微波功率会在食物顶部产生过多的微波能，造成烹饪过度，导致食物过硬。当烹饪肉类等蛋白质食物时，过度烹饪问题尤其明显。为防止出现此类微波过度烹饪的情况，以往常采取减少烹饪食物的微波能的方法。限制食物微波能可以使能量更均匀地分散在整个炉腔内，但却减少了实际使用的微波，延长了烹饪时间，没有达到快速烹饪的目的。
分散微波能的其它方法还包括从食物下方发射微波能。但这种方法不是最佳方法，原因是如果要进入食物上方，则进入食物上表面的微波能必须在炉腔内反弹，而这种反弹随机而且效率低下。如图20的侧面剖面图所示，微波能从波导220a、220b、246a和246b发出，通过一个带槽天线进入炉腔202内，天线内沿波导设有三或四个狭窄的气孔(槽沟)270a、2270b、70c、270d和270e。采用不同的微波分散结构，产生的效果不同，设计不一定使用上述的五个槽沟。食物210a和210b在炉腔内的位置距离左壁205和右壁206最少2.4英寸。2.45英寸相当于半个微波波长或2.4英寸(最佳烹饪均匀度)(电磁场为零)的2.45GHz微波管(微波)频率。这个间距可以扩大电磁场，使得电磁场在接触食物前更加均匀地分散。左右两侧的微波系统完全相同(如图20所示)。
由此，微波能场可以均匀分散在炉腔内，从各个方向接触食物，在整个炉腔内形成均匀的电磁能量分散，而无需用机械搅拌方式扩散电磁场。
波导220a、220b、246a和246b分别安装在炉腔左壁和右壁，因此不会影响炉内废气的排放，也不会因食物溢出、油脂污染、清洗液污染或常影响底部微波发射系统的污染而受到影响。本项发明的微波系统不是位于食物的正下方有热污物滴下的地方，因此不大可能渗入油脂、溢出物、清洁物和其它污染物。
如图16所示，底部204的底部光滑、无间断，易于清洗，炉腔底板没有加热装置、空气回流管或微波发射器。假如空气回流装置、加热元件和微波发射器伸出炉腔底板，将很难清理和保持炉腔卫生。在底部发射微波系统中，波导发射器通常位于炉腔底部的中部。由于正常烹饪过程中产生的油脂、油滴和其它产物，会滴到和溅到微波发射器上，因此为保护发射器，必须在发射器上覆盖石英等适合微波的材料，并使用粘合剂或其它密封剂密封，防止污物进入发射器引起磁控管过早老化。另外，有些快速烹饪炉的底部上安装有辐射元件，帮助进行底部烘焙。对于商业炉具而言，下部装裸露的辐射元件会因加热元件周围不断聚积油脂而产生安全隐患。
本发明的炉腔底板光滑，可防止烹饪容器中滴落或飞溅的油脂和其它烹饪产物污染微波系统、气体循环系统或波导发射器等装置。排气板223a和223b(如图16)位于炉腔角落，而气孔229a、229b位于炉具上部，这样使得炉腔底部无间断、无阻碍。气孔229a和229b位于炉具底部204上方，易于清洗。另外，排气板227a和227b经特别设计，可从下方气体输送区218a和218b上拆除，方便清洗或更换。辐射元件203a和203b位于气体传输区218a和218b中，不会沾染烹饪架上飞溅和滴落的食物残渣、油脂和其它烹饪产物。
总之，本发明采用热气流，并将热气流与微波能结合使用，从而能以常规烹饪方式五至十倍的速度快速烹饪食品，而食品的质量、味道和色泽则等同或优于常规烹饪。在典型实施例中，本发明可在标准商用电源下工作，制造、使用和维护简单易行且费用合理，并可根据需要直接缩放大小，适应商用或家用要求。这种快速烹饪炉既可分别仅以热空气和微波进行烹饪，还可将二者结合进行烹饪。
虽然本文使用较多篇幅对本发明的某些推荐应用进行描述，但其它应用也不可小视。比如，还可以制造尺寸各异的商用和家用快速烹饪炉，这样所采用的部件将增大或缩小，元件数量也将有增有减。如希望缩小快速烹饪炉的体积，则可能仅使用一个而非两个气流加速装置；一个而非两个微波系统和更小或更少的热敏装置(不论是电阻还是燃气)。如希望扩大快速烹饪炉的体积，则需要开发出多层炉具，并增添额外的气流系统和微波系统，以制造出炉腔更大的多层快速烹饪炉。相关的其它改造和改进，对于精通烹饪技术的厂家而言易如反掌。因此，应对本发明的实质和范围进行广泛考虑，本发明的实质和范围仅受随附声明而非以上描述所限制。
凡专利申请中未明确说明执行某种特定功能的“方式”或“步骤”的部分，不能视作35 U.S.C.§112第 段所述的“方式”或“步骤”条款。尤其是本专利申请中使用的“步骤”一词，并非有意援引35 U.S.C.§112中的条款。
总结，本发明采用热气流，并将热气流与微波能结合使用，从而能以常规烹饪方式五至十倍的速度快速烹饪食品，而食品的质量、味道和色泽则等同或优于常规烹饪。本炉具可在标准商用电源和家用电源下工作，制造、使用和维护简单易行且费用合理，并可根据需要直接缩放大小，适应商用或家用要求。这种快速烹饪炉既可分别仅以热空气和微波进行烹饪，还可将二者结合进行烹饪。另外，像在典型实施例中那样，没有气体转向器，本发明也可发挥作用，而第二个实施例中曾用到气体转向设备。本发明还可按比例改变大小，按比例增大的例子即是多层炉具。本发明还可进行多种多样的技术组合，如本文中采用气体转向设备的实施例，或典型实施例中未采用气体转向设备的实施例。除本文所举设备外，本发明还能运用众多其它气体输送设备。
同样，还可制造尺寸各异的商用和家用快速烹饪炉，本发明的应用决不限于本文所述的实施例。如要增大或缩小炉具体积，所采用的部件也将相应增大或缩小，元件数量也将有所增减。如希望缩小快速烹饪炉的体积，则可能仅使用一个而非两个气流加速装置；一个而非两个微波系统和更小或更少的热敏装置(不论是电阻还是燃气)。如希望扩大快速烹饪炉的体积，则需要开发出多层炉具，并增添额外的气流系统和微波系统，以制造出炉腔更大的多层快速烹饪炉。气孔大小也可增大或缩小，这将根据特定应用的具体气流要求而定。
凡专利申请中未明确说明执行某种特定功能的“方式”或“步骤”的部分，不能视作35 U.S.C.§112第 所述的“方式”或“步骤”条款。尤其是本专利申请中使用的“步骤”一词，并非有意援引35 U.S.C.§112第 中的条款。
相关的其它改造和改进，对于精通烹饪技术的厂家而言易如反掌。因此，应对本发明的实质和范围进行广泛考虑，本发明的实质和范围仅受随附声明而非以上描述所限制。
权利要求
1.利用热气烹饪食物的快速烹饪炉具，包括(a)外壳，即烹饪炉腔，包括顶部、底部、左壁、右壁和后壁；(b)导管系统，与炉腔相连，提供进出炉腔的气体循环；(c)气流装置，用于产生气体循环；(d)加热装置，用于加热气体；(e)控制装置，用于控制气流；(f)第一气体导向系统，与导管系统相连，将气流引至食物上方；(g)第二气体导向系统，与导管系统相连，将气流引至食物上方；第一和第二气体导向系统共同作用，使来自第一导向系统的气体与来自第二导向系统的气体在食物上表面发生碰撞。
2.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，气体从炉腔顶部排出。
3.如权利要求2所述的炉具，其特征在于，加装催化剂。
4.如权利要求3所述的炉具，其特征在于，加装电磁源。
5.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，气流装置为鼓风机马达。
6.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，加热装置为带护套的加热器。
7.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，加热装置为气体加热器。
8.如权利要求7所述的炉具，其特征在于，气体加热器以丙烷提供动力。
9.如权利要求7所述的炉具，其特征在于，气体加热器以天然气提供动力。
10.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具顶部内。
11.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具左壁和右壁内。
12.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具侧壁与顶部的交界处。
13.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具后壁内。
14.如权利要求4所述的炉具，其特征在于，电磁源至少有一个磁电管。
15.如权利要求5所述的炉具，其特征在于，加装可变速鼓风机马达。
16.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，控制装置为拨动开关。
17.如权利要求4所述的炉具，其特征在于，控制装置有一个可以控制电磁源和气流装置的拨动开关。
18.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，控制装置为拨动开关。
19.如权利要求4所述的炉具，其特征在于，控制装置有两个拨动开关，控制电磁源和气流装置。
20.如权利要求1所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置和气流装置。
21.如权利要求4所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置、气流装置和电磁装置。
22.利用热气烹饪食物的快速烹饪炉具，包括(a)外壳，即烹饪炉腔，包括顶部、底部、左壁、右壁和后壁；(b)(b)导管系统，与炉腔相连，提供进出炉腔的气体循环；(c)(c)气流装置，用于产生气体循环；(d)(d)加热装置，用于加热气体；(e)(e)控制装置，用于控制气体；(f)(f)第三气体导向系统与导管系统相连，将气流引至食物下方；(g)(g)第四气体导向系统与导管系统相连，将气流引至食物下方；第三和第四气体导向系统共同作用，使来自第三气体导向系统的气体与来自第四气体导向系统的气体在食物下表面发生碰撞。
23.如权利要求19所述的炉具，其特征在于，气流从炉腔顶部排出。
24.如权利要求20所述的炉具，其特征在于，加装催化剂。
25.如权利要求21所述的炉具，其特征在于，加装电磁源。
26.如权利要求19所述的炉具，其特征在于，气流装置为鼓风机马达。
27.如权利要求19所述的炉具，其特征在于，加热装置为带护套的加热器。
28.如权利要求19所述的炉具，其特征在于，加热装置为气体加热器。
29.如权利要求25所述的炉具，其特征在于，气体加热器以丙烷提供动力。
30.如权利要求25所述的炉具，其特征在于，气体加热器以天然气提供动力。
31.如权利要求19所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具顶部内。
32.如权利要求19所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具左壁和右壁内。
33.如权利要求19所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具侧壁与底部的交界处。
34.如权利要求19所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具后壁内。
35.如权利要求22所述的炉具，其特征在于，电磁源至少有一个磁电管。
36.如权利要求23所述的炉具，其特征在于，鼓风机马达设有可变速控制。
37.如权利要求19所述的炉具，其特征在于，控制装置为拨动开关。
38.如权利要求19所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置和气流装置。
39.如权利要求22所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置、气流装置和电磁装置。
40.利用热气烹饪食物的快速烹饪炉具，包括(a)外壳，即烹饪炉腔，包括顶部、底部、左壁、右壁和后壁；(b)导管系统，与炉腔相连，上述导管系统提供进出炉腔的气体循环；(c)气流装置，用于产生气体循环；(d)加热装置，用于加热气体；(e)控制装置，用于控制气流；(f)第一气体导向系统与导管系统相连，将气流引至食物上方；(g)第二气体导向系统与导管系统相连，将气流引至食物上方；第一和第二气体导向系统共同作用，使来自第一导向装置的气体与来自第二导向装置的气体在食物上表面发生碰撞。(h)第三气体导向系统与导管系统相连，将气流引至食物下方；(i)第四气体导向系统与导管系统相连，将气流引至食物下方；第三和第四气体导向系统共同作用，使来自第三气体导向系统的气体与来自第四导向系统的气体在食物下表面发生碰撞。
41.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，气流从炉腔顶部排出。
42.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，加装调节风门装置，用以调节通过上述导管系统向上述第三和第四气体导向系统输送的气体量。
43.如权利要求38所述的炉具，其特征在于，加装催化剂。
44.如权利要求39所述的炉具，其特征在于，加装电磁源。
45.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，气流装置为鼓风机马达。
46.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，加热装置为带护套的加热器。
47.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，加热装置为气体加热器。
48.如权利要求43所述的炉具，其特征在于，气体加热器以丙烷提供动力。
49.如权利要求43所述的炉具，其特征在于，气体加热器以天然气提供动力。
50.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具顶部内。
51.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具左壁和右壁内。
52.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具侧壁与顶部的交界处。
53.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具后壁内。
54.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具底部内。
55.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，第三气体导向系统和第四气体导向系统位于炉具左壁和右壁内。
56.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，第三气体导向系统和第四气体导向系统位于炉具侧壁与底部的交界处。
57.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，第三气体导向系统和第四气体导向系统位于炉具后壁内。
58.如权利要求40所述的炉具，其特征在于，电磁源至少有一个磁电管。
59.如权利要求41所述的炉具，其特征在于，鼓风机马达设有可变速控制。
60.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，控制装置为拨动开关。
61.如权利要求37所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置和气流装置。
62.如权利要求39所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置、气流装置和电磁装置。
63.如权利要求41所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置、气流装置、电磁装置和调节风门装置。
64.利用热气烹饪食物的快速烹饪炉具，包括(a)外壳，即烹饪炉腔，包括顶部、底部、左壁、右壁和后壁；(b)导管系统，与炉腔相连，上述导管系统提供进出炉腔的气体循环；(c)气流装置，用于产生气体循环；(d)加热装置，用于加热气体；(e)控制装置，用于控制气流；(f)第一气体导向系统与导管系统相连，将气流引至食物上方；(g)第二气体导向系统与导管系统相连，将气流引至食物上方；第一和第二气体导向系统共同作用，使来自第一气体导向系统的气体与来自第二气体导向系统的气体在食物上表面发生碰撞。
65.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，气流从炉腔顶部排出。
66.如权利要求60所述的炉具，其特征在于，加装催化剂。
67.如权利要求61所述的炉具，其特征在于，加装电磁源。
68.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，气流装置为鼓风机马达。
69.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，加热装置为带护套的加热器。
70.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，加热装置为气体加热器。
71.如权利要求65所述的炉具，其特征在于，气体加热器以丙烷提供动力。
72.如权利要求65所述的炉具，其特征在于，气体加热器以天然气提供动力。
73.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具顶部内。
74.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具左壁和右壁内。
75.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具侧壁与顶部的交界处。
76.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具后壁内。
77.如权利要求62所述的炉具，其特征在于，电磁源至少有一个磁电管。
78.如权利要求63所述的炉具，其特征在于，鼓风机马达设有可变速控制。
79.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，控制装置为拨动开关。
80.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置和气流装置。
81.如权利要求62所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置、气流装置和电磁装置。利用热气烹饪食物的快速烹饪炉，包括
82.利用热气和电磁能烹饪食物的快速烹饪炉具，包括(a)外壳，即烹饪炉腔，包括顶部、底部、左壁、右壁和后壁；(b)导管系统，与炉腔相连，提供进出炉腔的气体循环；(c)变速鼓风机马达，用于产生气体循环；(d)带护套的加热器，用于加热气体；(e)控制面板，有效连接上述快速烹饪炉，用以控制变速鼓风机马达和电磁能；(f)炉腔顶部的出口，让气体从炉腔中排出；(g)催化剂，位于上述出口处；(h)第一气体导向系统，与导管系统相连，将气流引至食物上方；(i)第二气体导向系统，与导管系统相连，将气流引至食物上方；第一和第二气体导向系统共同作用，使来自第一气体导向系统的气体与来自二气体导向系统的气体在食物上表面发生碰撞。(j)第三气体导向系统与导管系统相连，将气流引至食物下方；(k)第四气体导向系统与导管系统相连，将气流引至食物下方；第三和第四气体导向系统共同作用，使来自第三气体导向系统的气体与来自四气体导向系统的气体在食物下表面发生碰撞；以及
83.如权利要求77所述的炉具，其特征在于，加热装置为气体加热器。
84.如权利要求82所述的炉具，其特征在于，气体加热器以丙烷提供动力。
85.如权利要求82所述的炉具，其特征在于，气体加热器以天然气提供动力。
86.如权利要求77所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具顶部内。
87.如权利要求77所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具左壁和右壁内。
88.如权利要求77所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具侧壁与顶部的交界处。
89.如权利要求77所述的炉具，其特征在于，第一气体导向系统和第二气体导向系统位于炉具后壁内。
90.如权利要求62所述的炉具，其特征在于，电磁源至少有一个磁电管。
91.如权利要求63所述的炉具，其特征在于，鼓风机马达另带可变速控制。
92.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，控制装置为拨动开关。
93.如权利要求59所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置和气流装置。
94.如权利要求62所述的炉具，其特征在于，控制装置为控制面板，有效连接上述循环炉具，上述控制面板适用于控制加热装置、气流装置和电磁装置。利用热气烹饪食物的快速烹饪炉，包括
全文摘要
快速烹饪炉包括烹饪炉灶、控制器、加热热源、鼓风机组件、气体导向设备和通风系统。鼓风机组件将热气循环到炉腔内，在炉腔内，热气以冲撞、碰撞的紊流气流方式流动到食物上，从而快速烹煮食物。
文档编号A47J39/00GK1666067SQ03815922
公开日2005年9月7日 申请日期2003年7月5日 优先权日2002年7月5日
发明者D·H·麦克法顿 申请人:全球用具技术股份有限公司