具有最佳烹饪效率的高速烹饪炉的制作方法

专利名称：具有最佳烹饪效率的高速烹饪炉的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及一种用于烹饪食品的炉。更具体地，本发明涉及具有最佳烹饪效率的高速烹饪炉。
背景技术：
热空气冲击和微波辐射是基于不同物理原理来加热和烹饪食品的两种不同方式。 热空气冲击基于从具有较高温度的热空气向具有较低温度物体的热传递，根据热力学第一定律改变空气和物体的内能。另一方面，微波辐射由具有12. 24cm或4. 82英寸的典型波长和M50MHz的频率的电磁波构成，其能够导致食物中水、脂肪和糖分子的电介质加热。起初，基于热空气冲击的炉和微波炉被单独地开发和商业化。然而，后来证明在一个炉中使用热空气冲击和微波辐射的组合能够促进高速、高质量的烹饪。例如见McKee等人的美国专利No. 5，254，823,McKee等人的美国专利No. 5，434，390和McKee等人的美国专利No. 6，060，701。这导致基于热空气冲击和微波辐射两者的快速烹饪混合型炉的开发和商业化，并且已经建立了高速烹饪技术中的新标准。尽管到目前为止已经很好地建立了组合热空气冲击和微波加热以实现炉内的高速烹饪的技术，但当前技术不能解决由这种组合产生的许多新的挑战，包括已有的高速烹饪炉中能量的低效使用以及随之发生的欠佳烹饪效率的问题。烹饪炉的基本原理是将可用功率(例如电功率)转换为热能，该热能被引导至炉内的食品并被其吸收以升高其内部温度。因此，炉的最佳烹饪效率要求从给定功率转换来的热能的量最大化；被引导至炉内的食品的热能的量最大化；并且被食品吸收并保留的热能的量最大化。然而，使用热空气冲击和微波辐射两者的高速烹饪炉的当前技术不涉及实现这种最佳烹饪效率。当食品处于炉的热空气环境内时，在较冷的食品周围形成温度梯度或多个边界层。炉通过将热能经由这些温度梯度传递至食品来烹饪食品。通过例如风扇形成的强迫空气对流可以通过“抹去(wiping away)”食品周围的温度梯度并且使较高温度的空气更靠近食品来改进热传递。热空气冲击可以通过用热空气射流“刺穿(piercing)”温度梯度并且使较高温度的空气更靠近食品表面来进一步改进热传递。然而，电功率和来自热空气冲击的热能的相当大的部分在导向形成炉的热空气循环和输送系统的炉壁、各种开口、集气室和送风机的过程中损失。此外，烹饪室内微波发射器的存在可以进一步降低通过热空气冲击进行的热传递的效率。热空气冲击技术的另一众所周知的问题是被热空气射流直接撞击的区域内的“成斑点”，从而导致食物表面的不均勻加热或烤焦。尽管此问题可以通过例如热空气速度的减小和/或冲击热空气柱直径的增加来解决，但这些解决方案可能进一步减小热空气冲击的效率。此外，热空气冲击柱的直径/横截面面积通常随着距热空气射流小孔的距离的增加而增加，由此减小热空气冲击的效率。尽管此问题可以通过如上文讨论的增加热空气速度来解决，但这种解决方案可能进一步加剧成斑点的问题。
至于常规高速烹饪炉的微波部分，一部分电功率在产生微波的过程中损失于变压器和磁控管内的热。此外，当微波能量从腔壁反射回磁控管并通过冷却风扇耗散时，损失一部分微波能量。这可能发生在微波输送系统与微波载荷之间存在不均勻匹配时。此外，还众所周知的是，微波提供烹饪腔的整个容积上的不均勻热能分布。尽管与许多常规微波炉一样，水平不均勻可以通过使食品绕炉内的竖直轴线旋转而消除，但这种解决方案对于减小热能分布中的竖直不均勻几乎没有作用。存在常规高速烹饪炉中的低效的又一来源。直至炉内的食品的任意部分的温度达到在烹饪过程中食品内的水分子开始转化为蒸汽时的212 °F，被食品吸收的能量的量才大致等于引导至食品的能量的量。然而，在当水开始转化为蒸汽时的时刻之后，引导至食品的能量的一部分不被食品吸收，而是损失为将水激活为蒸汽的能量，该蒸汽继而从食品逃逸并从食品带走一部分热能。此现象还由于以下事实而进一步复杂化由于食品的有限热传递系数(或者热导率)而使在食品表面吸收的热能不立即向下散播到该表面以下，而且需要一些时间使食品的内部质量与表面达到热平衡。因此，在食物表面的温度达到212下之后，当产生的温度高于食品的内部温度的蒸汽从食品带走热能时，向炉内的食品的热传递效率降低。在常规高速烹饪炉中存在低效的另一潜在来源。在现有技术炉中，烹饪室的至少一个侧壁、通常为两个侧壁或者暴露于炉的外表面(或许带有设置在烹饪室的壁与炉外表面之间的绝热物或微波波导)，或者受到炉的控制。概括地讲，基于热空气冲击和微波辐射的组合的当前高速烹饪技术存在的问题在于该组合从未以优化炉的烹饪效率的方式完成。在存在电功率转换为热时的低效的各种原因而导致欠佳的烹饪效率的情况下，当前可用的高速烹饪炉(或者是商用型，或者是家用型)在基于220伏或更高的电源上操作。结果，操作高速烹饪炉所需要的此相对较高的电功率限制了可能的应用和客户基础的范围，特别是在基于120伏的电源更为平常的居民家庭中。因此，本发明的目的是消除或减小常规高速烹饪炉中存在的热传递的一些低效。本发明的又一目的是优化高速烹饪炉的烹饪效率。本发明的又一目的是优化热空气冲击和微波的组合以寻求比常规高速烹饪炉中可能的烹饪效率更大的烹饪效率。本发明的又一目的是优化热空气冲击的烹饪效率。本发明的又一目的是优化微波加热的烹饪效率。本发明的又一目的是解决成斑点问题而不损害热空气冲击的烹饪效率。本发明的又一目的是提供与常规高速烹饪炉相比更均勻分布的微波加热。本发明的又一目的是使高速烹饪炉的腔体与微波载荷匹配。本发明的又一目的是通过克服由于从212下的食品逃逸的水蒸气造成的热损失和由于其有限的热传递系数而导致的在食品的内部质量中的热能分布的时间滞后造成的低效来优化向炉内食品的热传递的效率。本发明的又一目的是提供可以在基于小于220伏的电压的电源上操作的高速烹饪炉。本发明的又一目的是提供可以在基于110伏与125伏之间的电压的电源上操作的高速烹饪炉。本发明的又一目的是提供能够在基于在120伏的电压和30安培的电流的电源上操作的高速烹饪炉。本发明的又一目的是减小高速烹饪炉的操作成本。根据下文描述，本发明的其他目的和优点将变得显而易见。

发明内容
现在已经发现本发明的上文描述及相关的目的以多个单独但相关的方面的形式获得，这些方面包括一种炉，该炉用于至少部分地通过热空气冲击和/或至少部分地通过微波来烹饪食品。更具体地，根据本发明的示例性实施方式的炉包括烹饪室，该烹饪室由顶壁、底壁、后壁和一对侧壁限定；一个或多个送风机，所述一个或多个送风机向烹饪室提供气体； 以及多个集气室，所述多个集气室大致围绕烹饪室，使得气体在返回到所述一个或多个送风机之前通过集气室从所述一个或多个送风机流出烹饪室时接触顶壁、底壁、后壁和侧壁中的每个的至少一部分。在至少一个实施方式中，所述多个集气室包括至少一个集气室，气体通过所述至少一个集气室被提供至烹饪室。在至少一个实施方式中，所述多个集气室包括至少一个集气室，气体通过所述至少一个集气室从烹饪室返回到所述一个或多个送风机。在至少一个实施方式中，所述至少一个集气室设置在烹饪室上方。在至少一个实施方式中，所述至少一个集气室设置在烹饪室下方。在至少一个实施方式中，所述至少一个集气室设置为与烹饪室的侧壁中的一个相邻。在至少一个实施方式中，侧壁跨过烹饪室相对地彼此设置；第一集气室设置为与所述一对侧壁中的一个相邻；且第二集气室设置为与所述一对侧壁中的另一个相邻。在至少一个实施方式中，所述一对侧壁的侧壁中的每一个均包括回气开口，该回气开口设置为使气体通过该回气开口从烹饪室流到第一或者第二集气室。在至少一个实施方式中，回气开口设置为靠近烹饪室的底部。在至少一个实施方式中，所述至少一个集气室设置在烹饪室后面。根据本发明另一示例性实施方式的炉包括烹饪室，该烹饪室包括第一侧壁和第二侧壁，第二侧壁跨过所述烹饪室与所述第一侧壁相对地设置；第一集气室，该第一集气室设置为与第一侧壁相邻，并且与烹饪室气体连通；以及第二集气室，该第二集气室设置为与第二侧壁相邻，并且与烹饪室气体连通。在至少一个实施方式中，第一侧壁包括开口，该开口使得能够进行气体连通。在至少一个实施方式中，第二侧壁包括开口，该开口使得能够进行气体连通。在至少一个实施方式中，烹饪室还包括底部，并且所述开口设置为靠近烹饪室的底部。在至少一个实施方式中，炉还包括第三集气室，该第三集气室设置在烹饪室后面， 并且与第一和第二集气室气体连通。
在至少一个实施方式中，炉还包括第四集气室，该第四集气室设置在烹饪室上方， 并且与烹饪室气体连通。在至少一个实施方式中，炉还包括第五集气室，该第五集气室设置在烹饪室下方， 并且与烹饪室气体连通。根据本发明另一示例性实施方式的炉包括烹饪室，该烹饪室包括第一侧壁和第二侧壁，第二侧壁跨过所述烹饪室与所述第一侧壁相对地设置；后集气室，该后集气室设置在烹饪室后面；至少一个顶部集气室，该至少一个顶部集气室设置在烹饪室上方，并且与烹饪室气体连通；底部集气室，该底部集气室设置在烹饪室下方，并且与烹饪室气体连通；第一侧部集气室，该第一侧部集气室设置为与第一侧壁相邻，并且与烹饪室和后集气室气体连通；以及第二侧部集气室，该第二侧部集气室设置为与第二侧壁相邻，并且与烹饪室和后集气室气体连通。在至少一个实施方式中，顶部集气室包括用于向烹饪室供给气体的集气室。在至少一个实施方式中，底部集气室包括用于向烹饪室供给气体的集气室。在至少一个实施方式中，第一侧部集气室包括用于使气体返回到后集气室的集气室。在至少一个实施方式中，第二侧部集气室包括用于使气体返回到后集气室的集气室。在至少一个实施方式中，炉还包括一个或多个送风机，其中流经后集气室的气体返回到所述一个或多个送风机。本发明的这些和其他特征在下文对本发明的各种示例性实施方式的详细描述中描述或者从中显而易见。


通过结合附图参照本发明的优选但为示例性的实施方式的如下详细描述，本发明的上述和相关目的、特征和优点将得到更完整地理解，其中图1图示了本发明示例性实施方式的截面图；图2图示了从图1的2-2线截取的其另一截面图；图3图示了从图1的3-3线截取的其又一截面图；图4A、4B和4C分别图示了用于控制用于空气冲击的喷嘴的流动速率的空气调节盖的各种位置；图5A、5B和5C分别图示了从顶部看时在替代性实施方式中的空气调节盖的各种位置；图6A、6B、6C和6D图示了本发明的又一替代性实施方式中的用于热空气冲击的管；图7A、7B和7C图示了本发明的另一替代性实施方式中的微波谐振器的各种视图；图8A、8B、8C、8D、8E、8F和8G图示了本发明其他实施方式的各种视图；图9A、9B和9C图示了本发明另一实施方式的各种视图；图10AU0B和IOC图示了本发明另一实施方式的各种视图IlAUlB和IlC分别图示了由本发明的至少一个实施方式中的两个管产生的羽流阵列(plume array)。
具体实施例方式尽管本发明将针对独立式或台面式高速烹饪炉来描述，但是对于本领域普通技术人员显而易见的是，根据本发明的炉可以替代性地实施为挂壁式、具有适于支靠在地板上的脚部的落地式款型、自动售卖机的一部分、或其其他变型。现在参照附图，尤其是图1至图3，其中图示的是根据本发明示例性实施方式的基于热空气冲击和微波的组合的混合型炉，大体由参考数字100指示。首先指出，这些图仅仅是基于各种截面图的本发明示例性实施方式的示意图，而无意于反映炉100或其部件的精确尺寸、比例或相对比例，或者其全部工程规格，这对于本领域普通技术人员应当是显而易见的。图1是炉的正视截面图，图2是取自图1的2-2线的炉的侧视截面图，而图3是取自图1的3-3线的炉的另一侧视截面图。炉100包括大体指示为101的烹饪室，其适于容纳将放置在支撑件112进行烹饪的食品114。图2和图3图示了门201，食品114可以通过门 201由烹饪室101容纳。支撑件112可以包括支承食品114的水平平面顶表面及其相应的底表面。该支撑件中可以进一步包括一个或多个孔或开口，以便于支撑件112的顶表面上方与底表面下方之间的气体连通。支撑件112可以是包括矩形和圆形形状的任何可行的形状、普通的形状。 参照图1，当在下文描述中指到支撑件112的“右侧”和“左侧”时，它们用来指如图1中看到的支撑件112的两个相反侧，其中“右”和“左”由烹饪室101的右侧壁和左侧壁限定。在替代性实施方式中，用于在烹饪室101内容纳并保持食品的支撑件112可以是非平面形式， 例如水平或竖直定位的烤肉叉。在这些情况下，支撑件的“右”侧和“左”侧对应于烤肉叉的相反端。应当理解，描述中所指的支撑件的“右”侧和“左”侧取决于支撑件和烹饪室的物理构型。在本发明的至少一个替代性实施方式中，支撑件112可以是提升机的形式，或者可以联接至提升机构从而可以在烹饪过程中动态地调节支撑件112相对于烹饪室的顶部和底部的高度。如下文进一步讨论的，在烹饪炉的操作过程中支撑件112的高度的动态调节可以用来优化烹饪炉的烹饪效率和功率消耗。烹饪室101、回气集气室(plenums) 119、120、空气管道202和空气入口壳体111形成炉100的空气循环和输送系统。本说明书中，术语“空气”和“空气流”与“气体”和“气流”可互换地使用，除非另行指出。如图1中示出，回气集气室119、120可以定位成与烹饪室101的底部相邻，并且适于通过回气排出孔115、116与烹饪室101气体连通。图1示出这些回气排出孔115、116分别定位在支撑件112的左侧和右侧的下方和附近。它们适于接收来自烹饪室101内的空气流从而将其引导至空气管道202。尽管未在图中示出，但回气排出孔115、116可以包括能够基于外部控制打开和关闭的门。回气集气室119、120连接至空气通道202(图2中示出)，空气通道202可以竖直地设置在与炉门201相反的炉100的后侧。空气管道202允许回气集气室119、120与定位在烹饪室101的顶部上的空气入口壳体111之间的气体连通。为了简化起见，空气管道 202、回气集气室119、120以及空气入口壳体111的相互连接的空气循环和输送系统将称为管道。尽管未在图中示出，诸如并联加热线圈的热能源可以联接至或者放置在空气管道 202内以加热置于其中的空气。在替代性实施方式中，代替单接头空气管道202，回气集气室119、120中的每个可以具有其自己的用于与空气入口壳体111气体连通的空气管道。图 2和图3示出了热空气送风机203，该热空气送风机203使空气在由烹饪室101、回气集气室 119、120、回气管道202和空气入口壳体111限定的空气循环和输送系统中循环，并且提供所需的热空气流到放置在烹饪室101内的支撑件112上的食品114上。定位在烹饪室101的顶部上的空气入口壳体111通过至少两个喷嘴(或冲击管)108和109以空气冲击的形式提供热空气流到烹饪室101中。两组喷嘴108和109分别在烹饪室101的顶部上的半圆柱形基部126(在图1中的截面图中示出为半圆形)的相反侧上定位在空气入口壳体111内。图3示出了在基部126的一侧的一排六个喷嘴109。 尽管未在任何图中示出，但在基部126的另一侧具有另一排六个喷嘴108，其中定位在基部 126的一侧的每个喷嘴108与基部126的另一侧的喷嘴109中相应的一个直接相对。每个喷嘴108、109均具有给定高度的管状结构，并且在一端被定位在空气入口壳体111内的圆形入口小孔117对向(subtend)，而在相反端被在烹饪室101内伸出的圆形排出小孔118对向。喷嘴排出小孔将热空气的柱化流(空气冲击)引导至烹饪室101内。喷嘴优选地由能够承受流经喷嘴和通过喷嘴吹送的热空气的温度和压力的适当强硬和坚固的材料(例如钢)制成。在本发明的至少一个替代性实施方式中，除了图1中示出的喷嘴108和109，或大致从烹饪室101的顶部伸出的其他热空气冲击装置，还可以在支撑件112下方大致在烹饪室101的底部处放置一个或多个空气入口或另一组喷嘴放置，以将热空气流或热空气冲击引导至支撑件112的下侧。在此示例性实施方式中，管道可以进一步包括底部集气室，被加热的空气可以从该底部集气室经由所述一个或多个空气入口或底部喷嘴被引导至支撑件 112的下侧。底部空气集气室连接至空气管道202和/或空气入口壳体111，以便将加热空气的一部分分流至烹饪室的底部。从空气管道202/空气入口壳体111分流至底部空气集气室的加热空气的量可以通过使用阻尼阀或底部空气分流器(diverter)来控制或调节。作为替代或补充，空气入口壳体111可以进一步包括偏转器(deflector)，该偏转器可以影响相对于来自烹饪室顶部的热空气流的量转移至底部空气集气室的加热空气的量。通过控制加热空气向底部空气集气室的分流，还可以控制通过例如顶部喷嘴108和109从烹饪室101的顶部引入的加热空气的量，由此调节其流量和流速。通过这种方式，即使热空气送风机203由单速马达驱动， 也可以获得与能够通过显著更贵的可变速送风机所获得的热空气流调节基本相似类型的热空气流调节。在本发明的至少一个替代性实施方式中，代替用于整个管道的仅仅一个热空气送风机203，可以存在两个能够独立控制的热空气送风机，一个用于将管道内加热空气引导至烹饪室101的顶部上的空气入口壳体111，而另一个则用于将加热空气引导至底部空气集气室。还注意，通过动态地调节支撑件112的高度以及由此相对于底部空气入口或喷嘴改变食品114到顶部喷嘴108和109的距离，可以获得与在支撑件112保持在恒定的高度的情况下，相对于流经底部空气入口或喷嘴的热空气的量调节流经顶部喷嘴108和109的热空气的量获得的效果基本相似的效果。在本发明的又一替代性实施方式中(例如，其中烹饪室内用于食品的支撑件是水平定位的烤肉叉)，作为对从烹饪室101的顶部伸出的喷嘴108和109的补充或替代，两个相应组的喷嘴可以定位成从烹饪室101伸出，以便向由水平烤肉叉支承的食品向上喷射 (project)空气冲击。在本发明的又一替代性实施方式中(例如，其中烹饪室内用于食品的支撑件是竖直定位的烤肉叉)，代替从烹饪室的顶部伸出的喷嘴108和109，两组喷嘴可以定位成分别例如从烹饪室的侧壁的上部和下部伸出。应当理解，根据烹饪室和腔室内用于食品的支撑件的物理构型，用于空气冲击的两组喷嘴可以定位在烹饪室内的各种可能的位置，以完成将在下文描述的大致类似的“扫掠(swiping) ”效果。往回参照图1，基部126的相反两侧上的两组喷嘴(即左喷嘴108和右喷嘴109) 可以适于沿着相应的方向123和124(如从相应的排出小孔出来的虚线所示)引导空气冲击。这些方向123和IM相对于烹饪室101的竖直轴线(或者支撑件112的水平平面)成角度，并且在支撑件112上方的点127处相交，优选地在支撑件112的左侧和右侧之间的中点的竖直上方，并且优选地在置于支撑件112上的任何食品114的上表面上方。在此构型中，以给定角度同时从左喷嘴108和右喷嘴109出来的相应空气冲击在与支撑件112相距一定距离的交点127处相撞。如果来自两喷嘴108和109的空气冲击的能量相等(即如果两喷嘴108和109的流动速率相同)，那么此相撞的最终结果将会是从交点127向位于交点127正下方的支撑件上的点(优选是支撑件112的左侧和右侧之间的中点)的大致竖直向下引导的净空气冲击。在两组喷嘴定位为从烹饪室的底部伸出并且构造为向上喷射空气冲击的替代性实施方式中，相应空气冲击的交点可以位于烹饪室内的用于食品的支撑件下方。在支撑件竖直地定位(即竖直烤肉叉)且两组喷嘴定位为从烹饪室的侧壁伸出的又一替代性实施方式中，相应空气冲击的交点可以位于与支撑件的竖直中点相距一定水平距离处。如由方向123指示的，基部126的左侧上的喷嘴108将空气冲击导向烹饪室101 的右半部，优选地导向靠近支撑件112的右侧的一般区域。镜像对称地，如由方向IM指示的，基部1 的右侧上的喷嘴109将空气冲击导向烹饪室101的左半部，优选地导向靠近支撑件112的左侧的一般区域。因此，左喷嘴108和右喷嘴109构造为将相应的空气冲击大体导向放置在支撑件112上的食品114的相反部分。应当理解，来自喷嘴109和喷嘴108 的相应的空气冲击一般所导向的支撑件112的“左侧”和“右侧”可以对应于放置在支撑件上或由支撑件保持的食品的任何相反的部分。根据支撑件和烹饪室的物理构型，对于支撑件的“左侧”和“右侧”可以存在各种可能的选择。方向123和IM形成的相对于烹饪室101的竖直轴线的角度由来自喷嘴108和 109的相应的空气冲击的对准点位置确定。作为示例，图1示出了方向123和IM相对于烹饪室101的竖直轴线形成大致45°的角度，并且以大致90°的角度在交点127处相遇。然而，这些角度可以根据烹饪室101和支撑件112的尺寸以及喷嘴108与109的相对位置而变化。喷嘴的流动速率可以由喷嘴的尺寸和进入喷嘴的热空气的压力确定。通过控制喷嘴的供热空气流经的输入区域并由此有效地改变喷嘴的尺寸，可以调节喷嘴的流动速率， 进而调节其施加至烹饪室101内的食品114的相应空气冲击。此空气调节可以通过包括手动控制方式和自动控制方式两者的各种方式实现。作为示例，图1示出了炉100具有不透气的盖125的形式的空气调节器，盖125构造为用于并且能够在包含两排喷嘴入口小孔117 的半圆柱形基部126的外表面上旋转地滑动。此空气调节盖125的尺寸设定为一次完全覆盖包含一排喷嘴入口小孔117的半圆柱形基部126的表面的一部分，使得没有热空气可以流入相应喷嘴，同时允许空气入口壳体111内的热空气流入定位在基部126的相反侧上的喷嘴。此情形在图4A和图4C中图示。在图4A中，空气调节盖125定位为覆盖基部1 左侧上的一排喷嘴入口小孔，使得仅通过基部126右侧上的喷嘴109产生空气冲击。在图4C 中，空气调节盖125此时定位为覆盖基部1 右侧上的一排喷嘴入口小孔，使得仅通过基部 126左侧上的喷嘴108产生空气冲击。当适当定位时，空气调节盖125的尺寸可以设定为允许空气入口壳体111内的相等量的热空气流入基部126的相反侧上的两排喷嘴108和109 中的每个喷嘴中。这在图4B中图示。如图1中示出的，空气调节盖125在基部126的外表面上的位置可以通过手柄110 手动控制，该手柄110可以通过铰接点1 联接至空气调节盖。在此构型中，可以在手柄 110上施加手动扭矩，以使空气调节盖125的位置绕铰接点1 旋转。在替代性实施方式中，空气调节盖125的位置可以通过例如本领域普通技术人员已知的适当机电控制装置自动控制。这种自动控制装置可以便于盖125的位置的周期性变化，以产生基部1 左侧上的喷嘴108和基部1 右侧上的喷嘴109的相应流动速率的在时间上的周期性调节(例如正弦调节、周期性阶梯函数调节等)。交替地覆盖基部126左侧上的喷嘴108和基部1 右侧上的喷嘴109的空气调节盖125的位置在时间上的此周期性变化可以提供对左侧组喷嘴108和右侧组喷嘴109的流动速率的周期性调节，这些周期性调节具有相同的幅度和周期，但相位相差180°。当设置在空气入口壳体111内的热空气总量保持恒定时，两组喷嘴108和109的周期性调节流动速率的总和也在时间上保持恒定。在另一替代性实施方式中，在各流动速率的调节过程中分别在左喷嘴108和右喷嘴109的入口小孔上方滑动的空气调节盖125的侧边缘可以特别地成形或者形成凹口 (indented)，以便于流动速率在时间上的更为渐进的调节以及喷嘴的打开和关闭之间的渐进过渡。图5A至图5C图示了从顶部看时示例性空气调节盖125的各种位置，该空气调节盖125包括侧边缘，该侧边缘在对应于基部126的表面上的喷嘴入口小孔的位置具有三角形凹口。图5A示出了空气调节盖125的左侧边缘刚刚开始部分地覆盖左喷嘴108的入口小孔。如果侧边缘像图3中图示的那样直，那么空气调节盖125将覆盖左喷嘴108的入口小孔的输入区域的一半，但由于侧边缘上的三角形凹口，故而空气调节盖125仅覆盖入口小孔的小部分。图5B示出了空气调节盖125的左侧边缘部分地覆盖左喷嘴108的入口小孔。同样，如果侧边缘是直的，空气调节盖125将完全覆盖入口小孔，但由于三角形凹口，在空气调节盖125与入口小孔之间存在小开口以便让热空气流过。图5C图示了左喷嘴108 的入口小孔最终被盖完全覆盖时空气调节盖125的位置。代替三角形凹口，可以替代性地使用椭圆形凹口、半圆形凹口或者可以便于通过空气调节盖125进行喷嘴108和109的入口小孔的打开和关闭之间的逐渐过渡的任何其他形状的空气调节盖125的侧边缘。在本发明的又一替代性实施方式中，代替空气调节盖125，空气调节器可以包括控制流经每个喷嘴的热空气的流动速率的其他可行方式。例如，每个喷嘴均可以具有门状结构，该门状结构可以基于外部开关或来自外部控制单元的命令关闭或打开。这种门状结构可以或者放置在喷嘴入口小孔处，或者放置在喷嘴排出小孔处，或者放置在喷嘴内的任何其他适当位置。在另一示例中，门状结构能够通过外部控制改变或调节(可能是周期性地) 开口的尺寸，以允许对流经喷嘴的流动速率的所需调节。如图1中图示并在上文描述的喷嘴108、109和用于控制每个喷嘴的流动速率的空气调节盖125的构型可以操作为以如下示例性方式导致施加至放置在烹饪室101内的支撑件112上的食品114的空气冲击的净撞击或净能量特性的与时间相关的空间变化。参照图 1和图4A，在预定时期内，空气调节盖125定位在基部126的左侧上，完全覆盖左喷嘴108 的入口小孔，由此只允许右喷嘴109提供向烹饪室101内的空气冲击。如由来自右喷嘴109 的空气冲击的大体方向1 指示的，此构型导致来自喷嘴的空气冲击的净撞击或能量集中在右喷嘴109所对准的烹饪室101的左半部中的区域，优选地集中在支撑件112的左侧附近的一般区域。在该时期之后，随着空气调节盖125向右旋转地滑动远离左喷嘴108的入口小孔， 引入左喷嘴108的热空气的量从零开始增加，同时可用于右喷嘴109的热空气的量开始减小。所产生的与来自右喷嘴109的空气冲击在交点127相撞、沿着大体方向123的来自左喷嘴108的空气冲击的增加的冲量(momentum)将导致空气冲击的净撞击或能量集中的区域向支撑件12上的右边移动。现在参照图1和图4B，在另一个预定时期内，空气调节盖125定位在左喷嘴108 与右喷嘴109的入口小孔之间，使其允许等量的热空气流入左喷嘴108和右喷嘴109两者。 如上文描述的，同时从左喷嘴108和右喷嘴109出来的具有相同能量的相应的空气冲击在交点127处相撞，结果净空气冲击从交点127竖直向下被导向支撑件112，优选地导向支撑件112的左侧和右侧之间的中点。因此，空气冲击的净撞击或净能量集中的区域已经从左侧移动，此时处于支撑件112中间的大体区域内，或者位于此大体区域上方的食品114的上表面。在该时期之后，随着空气调节盖125进一步向右旋转地滑动以覆盖右喷嘴109的入口小孔，引入右喷嘴109的热空气的量稳定地减小为零。所产生的沿着大体方向IM来自右喷嘴109的空气冲击的冲量的减小将导致空气冲击的净撞击区域朝支撑件112上的右边进一步移动。现在参照图1和图4C两者，在另一预定时期内，空气调节盖125此时定位在基部 126的右侧上，完全覆盖右喷嘴109的入口小孔，由此仅仅允许左喷嘴108向烹饪室101内提供空气冲击。如由来自左喷嘴108的空气冲击的大体方向123所指示的，此构型导致来自喷嘴的空气冲击的净撞击或净能量集中在左喷嘴108所对准的烹饪室101的右半部内的区域内，优选地在靠近支撑件112的右侧的大体区域内。通过此方式，来自喷嘴的空气冲击的净撞击/能量的集中可以以可控方式随着时间推移从左向右“扫过”在烹饪室101内的食品114，反之亦然，由此促进了从空气冲击向食品的热能传递的均勻水平分布，并且进一步改进了炉100的烹饪效率。此外，与基于空气冲击的常规高速烹饪炉相比，提供空气冲击的净撞击/能量特性的与时间相关的空间变化的这种能力帮助减少至烹饪室101的壁的热能损失，并使对用于热空气送风机203的可变速马达、通过阻尼进行的空气速度调节、或者通过调节管道202内的热能源的功率进行的空气热量的调节的需求减至最小。所有这些一起使炉100的总体烹饪效率最佳。
提供空气冲击的净撞击/能量特性的与时间相关的空间变化的能力还可以应用于克服或减轻如在背景技术部分中描述的由在212 °F开始的水蒸气从食品带走热能而产生的低效。例如，参照图1和图4A至图4C，空气调节盖125首先如图4A中图示地定位，使得空气冲击的净能量集中在食品114的左侧的表面附近。保持此构型直至食品114的左侧达到稍低于212 温度。接下来，空气调节盖125如图4B中图示地定位，导致空气冲击的净能量大体集中在食品114的中间。当食品114的中部的表面达到稍低于212下的温度时，这时空气调节盖125如图4C中图示地进一步向右旋转地滑动，导致空气冲击的净能量集中在食品114的右侧表面附近。保持此构型直至食品114右侧表面的温度达到稍低于 212下的温度。同时，之前传递至食品114的左侧表面和中部表面的热能向下散播至表面以下以加热食品114的内部质量。以上空气调节步骤可以在时间上周期性重复，直至烹饪室 101内的食品114的内部温度达到所需水平。通过保持食品113的表面不同部分的温度稍低于212下并且允许它们将传递的热能在不同时间交替地散播至食品的内部质量，可以使从食品表面至水蒸气的热能损失减至最小，由此使从空气冲击至食品的热传递效率最佳。如将要在下文描述的，这也可以结合微波调节来完成。此外，如图1中图示并在上文描述的喷嘴108、109和用于控制每个喷嘴的流动速率的空气调节盖125的构型可以结合回气排出孔115、116操作以便对支撑件112底部下方的空气流进行如下调节。例如，空气调节盖125可以与分别用于左回气排出孔115和右回气排出孔116的门的打开和关闭同步地操作。当空气调节盖125如图4A中图示的定位使得空气冲击仅从右喷嘴109朝向烹饪室101的左半部时，与支撑件12右侧周围的最少量的空气流相比，结果空气流集中在支撑件112左侧周围。通过保持回气排出孔115的门关闭而右回气排出孔116打开，来自支撑件112的左侧周围的空气流集中被迫在支撑件112的全部水平宽度下方从左端向右端流动，并通过右回气排出孔116排出。另一方面，当空气调节盖125如图4C中图示的定位使得空气冲击仅从左喷嘴108朝向烹饪室101的右半部时， 与支撑件左侧周围的最少量空气流相比，结果空气流集中在支撑件112的右侧周围。通过保持右回气排出孔116的门关闭而左回气排出孔115打开，来自支撑件112的右侧周围的空气流集中被迫在支撑件112的全部水平宽度下方从右端向左端流动，并通过左回气排出孔115排出。通过这种方式，空气调节盖125和用于打开和关闭回气排出孔115、116的门的控制器可以调节支撑件112下方的回气流的方向，由此使返回回气集气室119、120的空气的使用最大化，促进向支撑件112的底部(因此向放置在支撑件112上的食品114的底部)的热传递，由此进一步优化炉100的烹饪效率。在本发明的替代性实施方式中，炉100 可以进一步包括用于向支撑件112底部提供附加的热空气流或空气冲击以进一步改进炉 100的烹饪效率的另一组喷嘴。喷嘴108、109鉴于使向烹饪室101内的空气冲击、更重要地使炉100的整体烹饪效率最优而进行设计。对于这点，在喷嘴108、109的设计中可以考虑多种因素。如在背景技术部分中指出的，空气羽流或热空气柱的横截面与喷嘴排出小孔118越远，其直径/横截面面积就变得越大，造成空气冲击效率的减小。空气羽流的这种膨胀可以通过增加流自喷嘴的热空气的速度(或喷嘴流动速率)来减小，这可以通过喷嘴108、109的形状和尺寸的适当配置来实现。例如，增加喷嘴的高度可以促进流经喷嘴的空气的速度的增加。
然而，喷嘴的流动速率可能受到热空气送风机203的容量、尺寸和/或功率要求的限制。此外，尽管喷嘴的流动速率的增加可以改进空气冲击的效率，但其要被如在背景技术部分中讨论的成斑点问题的影响，以及由于快速移动的热空气而对食品114、特别是其视觉外观的可能损坏的影响来平衡。此外，增加喷嘴108、109的高度以增加其流动速率的需求要被将炉100的高度、因而将尺寸保持为最小以使其整体烹饪和操作效率最佳的需要来平衡。当考虑这些因素时，发现当食品114距离喷嘴排出小孔4至12英寸之间时，可以通过具有约3英寸的高度的喷嘴108、109以及大致为25英里/小时的喷嘴排出小孔处的空气速度获得空气冲击的最佳效率和最佳烹饪效率。还发现，空气羽流或空气冲击的有效长度一般随着喷嘴入口小孔117的面积与喷嘴排出小孔118的面积的比值的增加而增加。因此，当优化空气冲击的效率和炉100的整体烹饪效率时需要考虑该比值。对于具有3英寸高度的喷嘴，发现喷嘴入口小孔117面积与喷嘴排出小孔118面积的最佳比大致为4 1。尽管大于此最佳比的比值仍导致空气羽流的有效长度更大，但该比值的任何额外增加都似乎会导致减小的回流(return)。在本发明的至少一个替代性实施方式中，代替如例如图3中示出的一排喷嘴109， 如图6B中示出的管可以用来向炉的烹饪室提供热空气流或冲击。图6A和图6B分别图示了组装前后该管的一个可能的示例。图6A示出了用于管体的部件608和609以及一个或多个板条(slat)或间隔板(spaCer)610。这些部件可以由薄板金属制成。图6B示出了这些部件组装在一起之后的管600。每个管均具有管入口 601和管出口 602，管入口 601联接至炉的空气管道和/或空气入口壳体以接收加热气体，管出口 602联接至炉的烹饪室以便以热空气羽流阵列的形式向烹饪室内提供加热空气。图6B的管600可以是提供大致类似的性能的对一排喷嘴的较便宜的替代物。在此示例性实施方式中，管600可以是倒置截锥三角形棱柱的形状，其中管入口 601对应于棱柱的基部，而管出口 602对应于棱柱的截锥顶部。如图6B中示出的，管入口 601以优化为形成被加热气体的密集(tight)羽流的比例大于管出口 602。优选地，管600 的尺寸设计为优化加热气体的羽流阵列的形成，进而优化烹饪炉的性能。管的长度优选地足够长以建立羽流形式的被加热气体的定向流动，但不要过长而使烹饪炉的高度受到成本和尺寸因素方面的抵制。每个管均优选地足够宽以便将足够体积的受热气体引入烹饪室而快速烹饪烹饪炉内的食品。同时，管出口 62优选地是窄的以便于密集羽流的形成。图6B 中图示的管600是考虑了这些上述考虑的示例性实施方式。与诸如由图3中示出的一排喷嘴109产生的柱的具有一排圆形横截面的加热空气柱不同，由图6B中的管600产生的羽流阵列是具有矩形横截面的移动加热气体的扁平带(Planar band)，其沿着一个方向大致是窄的而沿着垂直方向大致是宽的。如图6A和图6B中示出的，板条或间隔板610可以放置在管600的内部，平行地均勻间隔开。间隔板610用于防止烹饪室中的微波能量进入管600。为此，间隔板610优选地小于1.2英寸地相互间隔开。图6A和图6B示出每个间隔件610均可以从管出口 602延伸至管入口 601。在替代性实施方式中，每个间隔板610均可以从管出口 602向内延伸例如仅约半英寸。尽管两个示例均用来基本防止微波进入管600，但似乎如图6A和图6B中示出的从管出口 602延伸至管入口 601的较长形式的间隔板610与较短形式的间隔板相比能够使沿着管宽度的热空气流均勻。
与图1所示空气调节盖125相类似，如图6C中示出的翼板(flap)603可以用来通过覆盖和打开管入口 601而控制通过管600的空气流。翼板603可以通过杆臂605而移动以打开和关闭管600，杆臂605则可以由电磁阀604驱动。图6C示出了处于打开位置的翼板603，图6D示出了处于关闭位置的翼板603。可以设置支架606以保持电磁阀604和杆臂605。优选地，支架606设计为使从炉集气室向电磁阀604的热传递最小化。如图6D中示出的，翼板603优选地具有大致百叶窗式边缘610或其他装置以便在关闭时使通过翼板的任何空气泄漏最小化。在未在任何图中示出的替代性实施方式中，翼板的打开和关闭可以由一个或多个马达驱动。在另一替代性实施方式中，带有两个管的炉可以具有驱动用于两个管的两个翼板的一个马达。该马达可以构造为打开用于一个管的翼板，同时保持另一管关闭，从而允许两个管之间交替打开和关闭。对于具有底部空气集气室(一部分加热空气可以通过其分流至烹饪室的底部)的烹饪炉，翼板603还可以用作阻尼阀或底部空气分流器。通过控制翼板603的打开程度以便让加热空气通过管600进入，可以同时控制被分流至底部空气集气室的加热空气的量。往回参照图6C，管600穿透烹饪室顶部的周围区域607优选被紧密地密封以防止向烹饪室内的任何空气泄漏。将管600结合为热空气冲击装置的本发明的示例性实施方式可以进一步包括回气开口以允许来自由管600产生的羽流阵列的气体从烹饪室返回空气管道。这种回气开口的一个示例是图1中示出的回气排出孔115、116。另一示例是一个或多个矩形开口。优选地，回气开口大致在羽流阵列的方向与烹饪室壁的交点处定位或沿着该交点定位。在此构型中，来自由管600产生的羽流阵列的加热空气将以一定角度撞击食品，朝向其边缘和支撑件的边缘被抽吸经过食品的表面，之后最终被吸向回气开口。发现，此构型进一步改进了加热空气与食品之间的热传递。往回参照图1和图2，并且现在转向本发明的微波烹饪特征，除了空气循环和冲击装置以外，混合型炉100还包括一对微波谐振器104和105，所述一对微波谐振器104和105 分别定位在烹饪室101的相反上角处，以便向烹饪室101内发射分别由磁控管102和103产生的微波能量。微波谐振器104和105可以是诸如开槽波导的波导形式。尽管根据图1中的示例性实施方式的炉100使用两个磁控管102和103，但是本发明没有必要受到产生由微波谐振器104和105引导并发射至烹饪室101的微波能量的磁控管数量的限制。此外，根据炉的支撑件和烹饪室的物理构型，可以从多种可能的选择中选择微波谐振器的位置。例如，在替代性实施方式中，一对微波谐振器可以分别定位在烹饪室的相反底角处。在又一替代性实施方式中，一对微波谐振器可以分别定位在烹饪室侧壁的上部和下部，以便从侧面向由诸如烤肉叉的竖直定位的支撑件固定的食品施加微波能量。每个微波谐振器104、105均可以包括上谐振器130、132和下谐振器131、133，上谐振器130、132联接至相应磁控管102、103以接收来自其中的微波，下谐振器131、133联接至烹饪室101。上谐振器130、132起到与相应磁控管102、103匹配并且将来自其中的微波能量引导至下谐振器131、133的作用。下谐振器131、133起到使上谐振器130、132匹配至烹饪室101并且将来自130、132的微波能量发射至烹饪室101内的作用。下谐振器131、 133向烹饪室101内的开口可以被由石英制成的盖覆盖，使得从下谐振器经由盖传递的微波辐射可以变得极化。发现，当下谐振器131、133的竖直高度等于自由空间内的微波波长的1/4(大约1. 2英寸)而下谐振器131、133的至少一个水平宽度等于上谐振器130、132 内的驻波微波的波长(例如基于上谐振器的适当尺寸约为6. 2英寸)时，可以获得最佳微波效率。图7A、图7B和图7C中示出了微波谐振器的另一示例性构型。图7A是微波谐振器 700的侧视图；图7B是微波谐振器700的仰视平面图；而图7C是微波谐振器700的部件的侧视立体图。微波谐振器700的构型设计为优化微波-热能转换效率。微波谐振器700包括上谐振器701和两个馈电喇叭(feedhorn)702和703形式的下谐振器，上谐振器701联接至磁控管，而下谐振器带有通向炉烹饪室的开口。如图7C中示出的，每个馈电喇叭702均为截锥矩形棱椎的形状，其截锥顶部形成顶部矩形开孔(aperture) 704，而棱锥的基部形成馈电喇叭702的底部矩形开孔705。顶部开孔704对上谐振器701的腔体(cavity)敞开，底部开孔705对烹饪室敞开。顶部开孔的大小小于底部开孔的大小，其尺寸和比例以及馈电喇叭702、703的高度可以调节为优化微波效率。图7B示出联接至上谐振器701的两个馈电喇叭702和703设置为大致平行，但沿对角线相互偏移。还可能存在可以进一步优化微波效率的两个馈电喇叭702和703的其他替代性装置。往回参照图1和图2，所述一对微波谐振器104和105、具体是其各自的下谐振器 131和133适于沿着如来自下谐振器131和133的虚线指示的相应大体方向121和122引导微波辐射和能量。这些方向121和122相对于烹饪室101的竖直轴线(或支撑件112的水平平面)成一定角度，并且在距支撑件112 —定距离的点1 处相交，点1 优选地在支撑件112的左侧与右侧之间的中点竖直上方。炉100可以构造为使此微波交点129出现在放置在支撑件112上的任意食品114的上表面上方。在微波谐振器分别定位在烹饪室的相反底角处的替代性实施方式中，微波交点可以位于支撑件下方一定距离处。在微波谐振器定位在烹饪室侧壁上的又一替代性实施方式中，微波交点可以位于与竖直定位的支撑件的竖直中点相距一定水平距离处。如由方向121指示的，烹饪室101的左上角处的微波谐振器104可以适于向烹饪室101的右半部、优选地向支撑件112的右侧附近的大体区域引导微波辐射。在如图1中看到的镜像对称中，烹饪室101的右上角处的微波谐振器105适于如由大体方向122指示地向烹饪室101的左半部、优选地向支撑件112左侧附近的大体区域引导微波辐射。因此， 左微波谐振器104和右微波谐振器105构造为将相应的微波能量大体引导至放置在支撑件 112上的食品114的相反部分。应当理解，来自微波谐振器104和105的相应微波能量大体所指向的支撑件112的“左侧”和“右侧”可以对应于放置在支撑件上或由支撑件保持的食品的任何相反部分。还可能根据支撑件和烹饪室的物理构型而存在对支撑件的“左侧”和 “右侧”的多种可能的选择。方向121和122相对于烹饪室101的竖直轴线所形成的角度由来自微波谐振器 104和105的相应微波辐射所对准的位置确定。作为示例，图1示出了微波方向121和122 相对于烹饪室101的竖直轴线形成大致45°角，并且以大致为90°的角度在交点1 处相遇。然而，这些角度可以根据烹饪室101和支撑件112的尺寸以及微波谐振器104和105 的相对位置而变化。
炉100可以进一步包括微波调节器(图中未示出)，该微波调节器用于控制来自每个微波谐振器104和105并且进入烹饪室101内的微波辐射及其能量的量。微波调节可以通过多种方式实现。微波调节的一个示例可以简单地通过打开和关闭向每个磁控管102和 103的供电(手动地或者通过某种适当的自动控制装置)来实现。在另一示例中，微波调节可以借助于能够以可控方式改变施加至每个磁控管102和103的电压的电压调节器来实现。具有自动控制装置的微波调节器可以促进施加至每个磁控管102和103的功率或电压的周期性变化，由此产生从每个微波谐振器104和105辐射出的微波能量的在时间上的周期性调节(例如正弦调节、周期性阶梯函数调节等)。通过在左磁控管102和右磁控管103 之间周期性地交替，微波调节器可以从具有相同振幅和周期但相位相差180°的左微波谐振器104和右微波谐振器105提供微波能量中的周期性调节。此外，通过使由左磁控管102 和右磁控管103两者产生的总微波能量保持恒定(例如通过在一个磁控管打开时关闭另一个磁控管，或者通过提供提供给具有相同振幅和周期但相位相差180°的磁控管102和103 的电压中的周期性调节)，来自左微波谐振器104和右微波谐振器105两者的周期性调节的微波能量的总和同样保持恒定。图1和图2中图示的微波谐振器104和105连同上文描述的微波调节器的构型可以操作为以如下示例性方式导致施加至放置在烹饪室101内的支撑件112上的食品114的净微波能量的与时间相关的空间变化。往回参照图1，在预定的时期内，微波调节器仅打开左磁控管102同时保持右磁控管103关闭，由此允许微波能量仅从左微波谐振器104辐射。 如由来自左微波谐振器104的微波辐射的大体方向121指示的，此构型导致净微波能量集中在烹饪室101的右半部的区域内，优选地在支撑件112的右侧附近的大体区域内。在此时期之后，微波调节器保持左磁控管102和右磁控管103两者打开另一预定时期，由此允许左微波谐振器104和右微波谐振器105两者向烹饪室内辐射微波能量。发现，一般地，从左微波谐振器102和右微波谐振器103两者辐射的微波相互不干涉而抵消净微波能量。因此，观察到在此结构中，净微波能量在很大程度上集中在支撑件112的中部， 优选地集中在支撑件112的左侧和右侧之间的中点周围的大体区域，优选地集中在置于烹饪室101内的支撑件112上的食品114的中心。接下来，在又一预定时期内，微波调节器保持右磁控管103打开，同时保持左磁控管102断开电源，由此仅允许右微波谐振器105向烹饪室101内辐射微波能量。如来自右微波谐振器105的微波辐射的大体方向122指示的，此构型导致净微波能量集中在烹饪室 101的左半部的区域内，优选地集中在支撑件112的左侧附近的大体区域内。通过此方式，从左微波谐振器104和右微波谐振器105辐射的净微波能量的集中可以以可控方式随着时间推移从右向左“扫过”在烹饪室101内的食品114，反之亦然，由此促进了从微波辐射向食品的热能传递的均勻水平分布，并且进一步改进了炉100的微波效率和整体烹饪效率。此外，与基于微波的常规高速烹饪炉相比，净微波能量的此选择性指向性帮助减少了至烹饪室101的壁或其他空间的微波辐射损失，由此优化炉100的微波效率和总体烹饪效率。提供净微波能量的与时间相关的空间变化的能力还可以应用于克服或减轻如在背景技术部分中描述的由在212下的温度下开始的水蒸气从食品带走热能而产生的低效。 例如，参照图1，微波调节器首先保持左磁控管102打开，同时保持右磁控管103关闭，使得净微波能量集中在食品114右侧附近。保持此构型直至食品114的右侧达到稍低于212 T 的温度。接下来，微波调节器保持左磁控管102和右磁控管103均打开，导致净微波能量基本集中在食品114的中间。当食品114的中部达到稍低于212 °F的温度时，这时微波调节器关闭左磁控管102，同时保持右磁控管103打开，从而导致净微波能量集中在食品114的左侧附近。保持此构型直至食品114左侧的温度达到稍低于212下的温度。同时，之前传递至食品114右侧和中部的热能散播至食品114的整个内部质量。以上微波调节步骤可以在时间上周期性重复，直至烹饪室101内的食品114的内部温度达到所需水平。通过保持食品113的表面不同部分的温度稍低于212 且允许它们将传递的热能在不同时刻交替散播至食品的内部质量，可以使从食品表面至水蒸气的热能损失最小化，由此可以优化从微波能量向食品的热传递效率。在本发明的情况下，炉100的操作设定可以包括左喷嘴108和右喷嘴109的打开和关闭配置以及左磁控管102和右磁控管103的打开和关闭配置的各种可能的组合及序列。此外，用于控制空气冲击(例如图1中可移动空气调节盖125的形式)的空气调节器和用于控制微波辐射的微波调节器的操作可以相互协调和同步以达到所需热传递效果。在一个可能的构型中，空气调节器和微波调节器可以以如下示例性方式协调地(in phase)操作。参照图1，在预定时期内，空气调节盖125定位为保持右喷嘴109打开而左喷嘴108关闭(如图4A中图示的)，同时微波调节器保持右磁控管103打开而左磁控管102关闭。在下一个预定时期内，空气调节盖125定位为保持右喷嘴109和左喷嘴108均打开(如图4B 中图示的)，同时微波调节器保持右磁控管103和左磁控管102均打开。在第三个预定时期内，空气调节盖125定位为保持左喷嘴108打开而右喷嘴109关闭(如图4C中图示的)，同时微波调节器保持左磁控管102打开而右磁控管103关闭。结果，在时间上，净空气冲击和微波能量从一侧向另一侧“扫过”食品114的效果相互协调并因此被放大。另一方面，由于通过空气冲击和微波加热进行的加热导致食品114上的不同类型的撞击，可能反而需要使空气调节器和微波调节器不协调地操作以避免空气冲击和微波能量两者同时加热烹饪室101内的食品114的同一部分或同一侧。为了图示空气调节器和微波调节器进行的一个示例性不协调操作，使用能够同时打开和关闭左喷嘴108和右喷嘴 109两者的替代性实施方式。在第一预定时间周期内，空气调节器保持右喷嘴109打开而左喷嘴108关闭，同时微波调节器保持左磁控管102打开而右磁控管103关闭。在下一个预定时期内，空气调节器保持右喷嘴109和左喷嘴108均关闭，而微波调节器保持右磁控管 103和左磁控管102均打开。在第三预定时期内，空气调节器保持左喷嘴108打开而右喷嘴 109关闭，同时微波调节器保持右磁控管103打开而左磁控管102关闭。在第四预定时期内，与第一预定时期内相同，空气调节器保持右喷嘴109打开而左喷嘴108关闭，同时微波调节器保持左磁控管102打开而右磁控管103关闭。在第五预定时期内，空气调节器保持右喷嘴109和左喷嘴108均打开，同时微波调节器保持右磁控管103和左磁控管102均关闭。在一个循环的第六和最后预定时期内，与在第三预定时期内相同，空气调节器保持左喷嘴108打开而右喷嘴109关闭，同时微波调节器保持右磁控管103打开而左磁控管102关闭。由于空气调节器和微波调节器的此不协调操作，不存在空气冲击和微波能量两者同时加热食品114的同一部分或同一侧。混合型炉100的其他特征还鉴于优化微波效率(即，使引导至食品114的微波能量的量最大化以及使向腔体、集气室、磁控管等损失的或从食品114辐射的微波能量的量最小化)进行设计。例如，喷嘴排出小孔118的直径的尺寸设定为防止微波能量进入喷嘴并且由此变得消散而非施加至食品114。发现，喷嘴排出小孔118的大约0. 75英寸的直径能够防止微波能量进入喷嘴，由此优化炉100内的微波效率。支撑件112可以适于在其中心绕竖直轴线135旋转。支撑件112的这种旋转帮助减轻微波热能分布中水平不均勻的问题。此外，炉100可以进一步包括提升机或提升机构以控制支撑件112相对于烹饪室101的顶部和底部的高度。作为示例，图1示出沿着轴线 135竖直提升至较高位置113的支撑件112。这可以或者手动地或者借助于适当的机-电控制装置实现。支撑件112的高度的这种调节可以用于减轻微波热能分布中竖直不均勻的问题。最佳微波效率还可以通过使烹饪室101的大小与微波载荷相匹配来实现。发现， 最佳匹配可以通过使烹饪室101的竖直高度、水平宽度和深度(如图1中示出的)中优选为所有项、但至少为其中一项的尺寸设定为微波波长(在自由空间中为大约4. 82英寸)的整数倍来实现。烹饪室101的这种尺寸有助于容纳烹饪室101内的驻波微波，由此使烹饪室壁处的微波反射以及所产生的向腔体、集气室、磁控管等的微波能量损失最小。因此，为了优化微波效率，炉100的烹饪室101的竖直高度、水平宽度和深度中优选为所有项、但至少为其中一项的尺寸设定为微波波长的整数倍，或者从4. 82英寸、9. 64英寸、14. 46英寸、 19. 28英寸、24. 10英寸等中的一个选择。本发明适应于各种大小和容量的烹饪炉。图8A、图8B、图8C、图8D和图8E图示了基于热空气冲击和微波的组合的混合型烹饪炉的示例性小型变体的各种局部图；图9A、图 9B和图9C图示了在许多方面类似于图1至图3中示出的实施例的示例性中等变体的各种局部图；而图10A、图IOB和图IOC图示了示例性大型变体的各种局部图。这些图仅是基于各种局部图的示意性图示而无意于是完整的或反映炉或其部件的精确尺寸、比例或相对比例，或其完整工程规格，这对于本领域普通技术人员是显而易见的。此外，尽管这些图示出了为了示例目的而暴露于外侧的各种内部炉部件，但这些炉的商用变体将最可能具有出于安全、美观或其他原因包围这些部件的壳体。此外，尽管本发明的这些示例型实施方式示出为将图6B、图6C和图6D中示出的类型的两个管用作热空气冲击装置，而将图7A、图7B和图7C中示出的类型的一个或多个微波谐振器用作微波能量传播器，但应当理解，可以使用其他各种替代类型和构型代替它们。现在参照图8A、图8B和图8C，其中图示的是混合型烹饪炉800的示例性小变体。 图8A是混合型炉800的正视立体图，其门801打开；图8B是图8A所示炉800的局部正视横截面图，出于图示的原因取出了磁控管804和微波谐振器805的视图；而图8C是炉800 从左后方看到的立体图。炉800包括烹饪室802，该烹饪室802适于容纳支撑件803上的食品进行烹饪。混合型烹饪炉800的示例性外部尺寸是14英寸宽、观英寸深和22英寸高，而烹饪室802的示例性尺寸是9. 6英寸宽、12英寸深和9. 6英寸高。作为从烹饪室顶部提供热空气冲击的装置，炉800具有用于产生受热气体的羽流阵列并将其引入烹饪室802内的两个管806和807。如图8B中示出的，这些管806和807 可以定位在烹饪室的顶部上。每个管806和807均包括管入口和管出口，管入口联接至空气入口壳体，而管出口联接至烹饪室802。管806和807可以是图6B、图6C和图6D中示出的类型和构型，并且可以进一步包括如图6B、图6C和图6D中示出的用于每个管的翼板，用于覆盖和打开管入口以控制流经管806、807的加热空气流。电磁阀808和809可以用于驱动翼板打开和关闭。如上文指出的，支架813和814可以分别用于保持电磁阀808和809， 从而可以最小化从炉集气室向电磁阀的热传递。在此示例性实施方式中，用于两个管806和807的管入口分别包围在通过空气管道812连接的单独的空气入口壳体810和811内。管806和807构造为分别以相对于支撑件表面小于90°的非零角度向支撑件803的大致相反部分引导其羽流阵列。在此构型中， 来自管806和807的羽流阵列的方向在放置在支撑件803上的食品上方相互相交。炉800还包括位于烹饪室802两侧壁上的回气开口 815和816。回气开口 815优选地大致定位在由管807产生的羽流阵列的方向与烹饪室802的侧壁的交点处或沿着该交点定位。同样地，回气开口 816优选地大致定位在由管806产生的羽流阵列的方向与烹饪室802的侧壁的交点处或沿着该交点定位。回气开口 815和816允许来自由管807和806 产生的羽流阵列的气体从烹饪室802分别经由回气集气室817和818以及一个或多个中间管道返回到空气管道812。空气管道812允许从炉的其他零件至两个空气入口壳体810和811的气体连通。 尽管未在图中示出，但诸如并联加热线圈的热能源可以联接至空气管道812或设置在空气管道812内以加热设置在其中的空气。炉800具有热空气送风机819，该热空气送风机819 用于使空气在烹饪室802、回气集气室817和818、空气管道812和空气入口壳体810和811 之间循环。热空气送风机819由送风机马达拟4驱动，该送风机马达拟4可以是单速或者可变速的。炉800还具有在支撑件803下方大致定位在烹饪室802的底部处的底部空气入口 820，以便将热空气流引导至支撑件803的下侧。至底部空气入口 820的此热空气由底部空气入口集气室821供给，该底部空气入口集气室821连接至空气管道812并且分流来自空气管道812的加热空气。在此炉800中，热空气送风机819用于使受热气体不仅循环至烹饪室802的顶部上的空气入口壳体810和811，还循环至烹饪室的底部下方的底部空气入口集气室821。混合型炉800还具有用于产生微波能量的一个磁控管804。磁控管804联接至微波谐振器805，该微波谐振器805构造为将微波能量从烹饪室的顶部径直向下传播至烹饪室802内。微波谐振器805可以是图7A、图7B和图7C中示出的类型，并且可以包括上谐振器(图8A和图8C中示出)和作为下谐振器的两个馈电喇叭(图中未示出)，如图8B中示出的，两个馈电喇叭的底端分别穿过烹饪室的顶部上的两个矩形开孔822和823伸入到烹饪室802内。替代性地，微波谐振器805可以是本领域中已知的任意其他波导。发明人已经根据经验发现，根据图8A至图8E中示出的实施方式的炉比现有技术高速烹饪炉更为高效。例如，现有技术高速烹饪炉(从220伏市电电源)吸收近似沈安培的最大电流，并且呈现出大约1.7千瓦/小时(在500下的内部烹饪室温度下)的待机能量损失(即当炉处于空闲的非烹饪模式时其耗散的能量的量)。相比之下，发明人根据经验确定，根据图8A至图8E中示出的实施方式的炉(从208至240伏的市电电源)吸取大约13. 5安培的最大量，并且在待机能量中仅耗散大约0. 9千瓦/小时。因此，此待机能量损失是现有技术高速烹饪炉耗散的能量的大约阳％。
尽管此增加的效率的一部分归因于根据图8A、图8B、图8C、图8D和图8E中示出的实施方式制成的炉内的烹饪室的较小尺寸，但发明人已经发现，根据本发明实施方式的炉内的各种集气室(即空气管道、空气入口壳体、底部空气入口集气室、后集气室和回气集气室)的具体布置是根据本发明制造的炉的改进的烹饪效率的之前未被关注的方面。在现有技术炉中，烹饪室的至少一个侧壁、通常为两个侧壁或者暴露于炉外表面(或许带有设置在烹饪室的壁与炉外表面之间的绝热物或微波波导)，或者受到炉的控制。相反，根据实施方式的实施方式，烹饪室的每个壁均具有位于该壁与炉壳体之间的至少一个集气室，因此烹饪室的每个壁都受热。如图8B中示出的，通过管806和807向烹饪室802内提供受热气体(即空气)的空气入口壳体810和811坐落在烹饪室802顶上。烹饪室802顶部的唯一不被集气室覆盖的部分是接纳微波谐振器805(见图8C)的部分。虽然如此，对于本领域普通技术人员显而易见的是，微波谐振器805本身是显著热量的来源。因此，即使烹饪室802顶部的此部分不被集气室覆盖，其也受热。如果微波谐振器805 位于炉800内的其他位置，则本领域普通技术人员可以选择使用任一个或两个空气入口壳体810和811来覆盖烹饪室802顶部的此部分。每个空气入口壳体810、811的一部分也设置为与烹饪室802的相应侧壁相邻。在一个当前优选的实施方式中，空气入口壳体的此部分覆盖侧壁最上面的大约20%。包括底部空气入口 820的烹饪室802的底部具有设置在底部空气入口 820下方的底部空气入口集气室821。底部空气入口集气室821也通过底部空气入口 820向烹饪室802 内提供空气。大致围绕烹饪室802的集气室的剩余部分用于使气体(即空气)从烹饪室返回到由炉800使用的一个或多个送风机(例如图8C中示出的热空气送风机819)。回气集气室 817设置为与烹饪室802的左侧壁相邻。回气集气室818设置为与跨过烹饪室802与左侧壁相对的烹饪室802的右侧壁相邻。在一个当前优选的实施方式中，每个回气集气室817、 818覆盖烹饪室相应侧壁的下面的大约75%。因此，烹饪室802的每个侧壁均存在不被空气入口壳体810、811或回气集气室817、818覆盖的小部分。然而，本领域普通技术人员可以选择使用空气入口壳体810、811、回气集气室817、818或某种其他的适当集气室来覆盖烹饪室802的每个侧壁的该小部分。回气集气室817、818使空气从烹饪室802(分别经由回气开口 815和816)返回后集气室825。后集气室825聚集来自回气集气室817、818的回气并通过热空气送风机819 将其馈送至空气管道812 (见图8C)，回气再次从热空气送风机819通过两个路径被提供至烹饪室802 (1)通过空气入口集气室810、811及其相应的管806、807 ；和(2)通过底部空气入口集气室821和底部空气入口 820。图8F示出了在图8A至图8C中示出的实施方式中，用于通过底部空气入口集气室 821和底部空气入口 820提供至烹饪室802内的空气的供给和回气流动路径。如图8A至图8C和图8F中示出的，空气通过路径828从空气管道812被馈送至底部空气入口集气室 821，路径828延伸经过位于烹饪室802后面并与烹饪室802邻接的供给集气室829。空气从烹饪室802沿着延伸经过回气开口 815、回气集气室817和后集气室825的路径830返回送风机819。本领域普通技术人员可以理解，空气还沿着炉另一侧上的延伸经过回气开口 816 (未示出)、回气集气室818和后集气室825的平行路径831从烹饪室802返回至送风机 819。图8D、图8E和图8G示出了炉800的替代性实施方式。炉800的此实施方式与图 8A至图8C和图8F中示出的实施方式基本相同，不同之处在于烹饪室802的顶部不以直角与每个侧壁相遇。相反，在图8D和图8E中，烹饪室802的顶部和每个侧壁共享斜角部分 826、827，各管806、807通过该斜角部分拟6、827伸入到烹饪室802内。与图8A至图8C中示出的炉800的实施方式类似，图8D和图8E中示出的实施方式具有坐落在烹饪室802顶上的空气入口壳体810、811。烹饪室802顶部的唯一不被集气室覆盖的部分是接纳微波谐振器805的部分。每个空气入口壳体810、811的一部分还设置为与烹饪室802相应侧壁相邻。图8G示出了在图8D和图8E中示出的实施方式中，用于通过底部空气入口集气室821和底部空气入口 820提供至烹饪室802内的空气的供给和回气流动路径。如图8D、 图8E和图8G中示出的，空气如果供给路径832从空气管道812馈送至底部空气入口集气室821，供给路径832延伸经过设置成与送风机819相邻但分离开的竖直下垂物(drop) 833 的。本领域普通技术人员可以理解，平行的供给路径(未示出)延伸经过位于炉另一侧上的第二竖直下垂物833。空气沿着延伸经过回气开口 815、回气集气室817和位于烹饪室 802后面并与烹饪室802邻接的空气聚集集气室835的路径834从烹饪室802返回送风机 819。(通过在烹饪室802后面并与烹饪室802邻接地设置空气聚集集气室835，可以缩短炉长度，使其能够容易地装配在已有台面上)。本领域普通技术人员可以理解，空气还沿着炉另一侧上的延伸经过回气开口 816、回气集气室818和空气聚集集气室835的平行路径 836从烹饪室802返回送风机819。根据图8A至图8G中示出的本发明的实施方式，位于烹饪室802后面并与烹饪室 802邻接的集气室充满热空气，这使烹饪室802与热损失隔绝。无论集气室是用来向底部集气室821 (例如图8F中示出的供给集气室829)供给空气还是用来聚集来自侧部回气集气室817、818 (例如图8F中示出的空气聚集集气室835)的空气，均是如此。因此，根据本发明的实施方式，炉的各种集气室设置为合在一起大致围绕烹饪室 802。烹饪室802的每个壁均具有与之相邻的集气室。结果，借助于送风机819提供至炉 800的气体(例如空气)在返回送风机819之前通过集气室从送风机819流出烹饪室802 时接触烹饪室802的顶部、底部、后壁和侧壁中每一个的至少一部分。通过此方式，与烹饪室802的每个壁相邻的集气室的存在用于使烹饪室与热空气“隔绝”，由此增加炉800的烹饪效率。现在参照图9A、图9B和图9C，其中图示的是混合型烹饪炉900的示例性中等变体。此示例性实施方式在许多方面类似于图1至图3中图示的混合型炉100。图9A是混合型炉900的正视立体图；图9B是图9A所示炉900的局部正视横截面图，出于图示的原因取出了磁控管930、931及其相关联的微波谐振器932、933、934、935的视图；而图9C是从右后方看到的炉900的立体图。炉900包括烹饪室902，该烹饪室902适于容纳支撑件903上的食品进行烹饪。混合型烹饪炉900的示例性外部尺寸为观英寸宽、27英寸深和M英寸高，而烹饪室902的示例性尺寸是14. 4英寸宽、14. 4英寸深和10. 2英寸高。作为用于提供来自烹饪室顶部的热空气冲击的装置，炉900具有用于产生加热空气的羽流阵列并将羽流阵列引入烹饪室902的两个管906和907。如图9B中示出的，这些管906和907可以定位在烹饪室顶部上。每个管906和907均包括联接至空气入口壳体 910的管入口和联接至烹饪室902的管出口。管906和907可以是图6B、图6C和图6D中示出的类型和构型，并且可以进一步分别包括用于覆盖和打开管入口以控制流经管906和 907的加热空气流的翼板927和928。电磁阀908和909可以用于分别驱动翼板927和928 打开和关闭。如上文指出的，支架913和914可以分别用于保持电磁阀908和909，从而可以使从炉集气室向电磁阀的热传递最小化。在此示例性实施方式中，两个管906和907的管入口均被包围在单个空气入口壳体910内。管906和907构造为分别相对于支撑件表面以小于90°的非零角度向支撑件 903的大致相反的部分引导其羽流阵列。在此构型中，来自管906和907的羽流阵列的方向在放置在支撑件903上的食品上方相互相交。炉900还包括位于烹饪室902的两侧壁上的回气开口 915和916。回气开口 915 优选地大致定位在由管907产生的羽流阵列的方向与烹饪室902的侧壁的交点处或沿着该交点定位。同样地，回气开口 916优选地大致定位在由管906产生的羽流阵列的方向与烹饪室902的侧壁的交点处或沿着该交点定位。回气开口 915和916允许来自由管907和906 产生的羽流阵列的气体从烹饪室902分别通过回气集气室917和918返回空气管道940。尽管图中未示出，但诸如并联加热线圈的热能源可以联接至空气管道940或设置在空气管道940内以加热设置在其中的空气。炉900具有热空气送风机919，该热空气送风机919用于使空气在烹饪室902、回气集气室917和918、空气管道940和空气入口壳体 910之间循环。热空气送风机919由送风机马达924(图9C中未示出)驱动，送风机马达 924可以是单速的或者可变速的。炉900还具有底部空气入口 920，该底部空气入口 920在支撑件903下方大致定位在烹饪室902底部，以便将热空气流引导至支撑件903的下侧。至底部空气入口 920的热空气由底部空气入口集气室921供给。在此炉900中，热空气送风机919用于使加热空气不仅循环至烹饪室902顶部上的空气入口壳体910，而且还循环至烹饪室底部下方的底部空气入口集气室921。来自热空气送风机919的加热空气的一部分通过底部供气管道912 被分流至底部空气入口集气室921。混合型炉900还具有用于产生微波能量以进行微波烹饪的两个磁控管930和931。 每个磁控管930和931均联接至微波谐振器以便将微波能量传播至烹饪室902内。微波谐振器可以是图7A、图7B和图7C中示出的类型，并且可以包括上谐振器932、934和两个馈电喇叭933、935形式的下谐振器，上谐振器932、934联接至磁控管930、931，而下谐振器具有通向烹饪室902的开口。替代性地，微波谐振器可以是本技术领域中已知的任意其他波导。图9A示出了馈电喇叭933的底部开孔936，该底部开口 936用于将由磁控管930 产生并由上谐振器932引导的微波能量传播从烹饪室902顶部的左上角基本向支撑件903 的右部引导。在如图9A中示出的此示例性实施方式中，烹饪室902顶部的左上角的微波谐振器932、933和烹饪室902顶部的右上角的微波谐振器934、935构造为分别引导微波能量，以便相对于支撑件表面以小于90°的非零角度大体向支撑件903的大致相反部分传播微波能量。在此构型中，来自微波谐振器的微波能量从两侧的传播方向在与烹饪室902内的支撑件相距一定距离处相互相交。现在参照图10A、图IOB和图10C，其中图示了混合型烹饪炉1000的示例性大型变体。图IOA是混合型炉1000的正视立体图，其门1001打开；图IOB是图IOA所示炉1000 的局部正视横截面图，出于图示的原因取出了磁控管1030、1031及其相关联的微波谐振器 1032、1033、1034、1035的视图；而图IOC是从右后方看到的炉1000的立体图。炉1000包括烹饪室1002，烹饪室1002适于容纳支撑件1003上的食品以进行烹饪。此示例性大型变体可以容纳提升机形式的支撑件1003，或者用于支撑件1003的额外提升机构，从而可以在炉 1000的操作过程中动态地调节支撑件1003的高度。混合型烹饪炉1000的示例性外部尺寸是30英寸宽J6英寸深和23英寸高，而烹饪室1002的示例性尺寸是16. 8英寸宽、16. 8英寸深和12. 6英寸高。作为从烹饪室顶部提供热空气冲击的装置，炉1000具有用于产生受热气体的羽流阵列并将其引入烹饪室1002的两个管1006和1007。如图IOB中示出的，这些管1006和 1007可以定位在烹饪室顶部上。每个管1006和1007均包括联接至空气入口壳体1010的管入口和联接至烹饪室1002的管出口。管1006和1007可以是图6B、图6C和图6D中示出的类型和构型，并且可以进一步分别包括翼板1027和1028，该翼板1027和10 用于分别覆盖和打开管1006和1007的管入口以控制流经管的加热空气流。电磁阀1008和1009可以用于分别驱动翼板1027和10 打开和关闭至管1006和1007的空气入口。如上文指出的，支架1013和1014可以用于分别保持电磁阀1008和1009，从而可以使从炉集气室向电磁阀的热传递最小化。在此示例性实施方式中，用于两个管1006和1007的管入口均被包围在单个空气入口壳体1010内。管1006和1007构造为分别将其羽流阵列相对于支撑件表面以小于90° 非零角度向支撑件1003的大致相反的部分引导。在此构型中，来自管1006和1007的羽流阵列的方向在放置在支撑件1003上的食品上方相互相交。炉1000还包括位于烹饪室1002两侧壁上的回气开口 1015和1016。回气开口 1015 优选地大致定位在由管1007产生的羽流阵列的方向与烹饪室1002的侧壁的交点处或沿着该交点定位。同样地，回气开口 1016优选地大致定位在由管1006产生的羽流阵列的方向与烹饪室1002的侧壁的交点处或沿着该交点定位。回气开口 1015和1016允许来自由管 1007和1006产生的羽流阵列的气体从烹饪室1002分别通过回气集气室1017和1018返回空气管道1055。尽管图中未示出，但诸如并联加热线圈的热能源可以联接至空气管道1055或设置在空气管道1055内以加热设置在其中的空气。炉1000还具有底部空气入口 1020，该底部空气入口 1020在支撑件1003下方大致定位在烹饪室1002底部，以便向支撑件1003的下侧引导热空气流。流经底部空气入口 1020 的热空气由底部空气入口集气室1021供给。如图IOC中示出的，炉1000具有两个能够独立控制的热空气送风机1019和1050。由顶部送风机马达IOM驱动的顶部送风机1019用于使空气管道1055内的被加热气体经由顶部送风机出口 1052引导至空气入口壳体1010。 同时，由底部送风机马达1051驱动的底部送风机1050用于将设置在空气管道1055内的受热气体的一部分经由底部送风机出口 1053分流至底部空气入口集气室1021。每个送风机马达1024、1051可以是单速的或者可变速的。混合型炉1000还具有用于产生微波能量以进行微波烹饪的两个磁控管1030和 1031。每个磁控管1030和1031均联接至微波谐振器以便将微波能量传播至烹饪室1002内。微波谐振器可以是图7A、图7B和图7C中示出的类型，并且可以包括上谐振器1032、 1034和两个馈电喇叭1033、1035的形式的下谐振器，上谐振器1032、1034联接至磁控管 1030、1031，下谐振器具有通向烹饪室1002的开口。替代性地，微波谐振器可以是本领域中已知的任意其他波导。在此示例性实施方式中，包括位于烹饪室1002顶部的左上角的上谐振器1032和下谐振器1033的微波谐振器和包括位于烹饪室1002顶部的右上角的上谐振器934和下谐振器935的微波谐振器构造为分别引导微波能量，以便相对于支撑件表面以小于90°的非零角度大体向支撑件1003的大致相反部分传播微波能量。在此构型中，来自微波谐振器的微波能量从两侧的传播方向在与烹饪室1002内的支撑件相距一定距离处相互相交。图8至图10中图示并在上文描述的本发明各种示例性实施方式共用的一个共同特征是定位在烹饪室顶部的用于热空气冲击的两管式布置。两个管构造为分别将加热空气的羽流阵列或平面羽流向用于食品的支撑件的大致相反部分引导，其中来自两个管的羽流阵列的方向在食品上方相交。此特征还在图IlA至图IlC中进一步图示。在图IlA中，烹饪室顶部上的左管1101产生加热空气的羽流阵列1104，并将其向烹饪炉1100的支撑件1103的右部引导。尽管羽流阵列1104在行经烹饪室时扩散，但管 1101构造并设计为使羽流阵列1104的撞击大致集中在支撑件1103的右部。同样地，在图 IlB中，烹饪室顶部上的右管1102产生加热空气的羽流阵列1105，并将其向支撑件1103的左部引导。管1102还构造并设计为使羽流阵列1105的撞击大致集中在支撑件1103的左部。当管1101和1102均打开并将各自的羽流阵列引导至烹饪室内，其各自的羽流阵列在支撑件1103上方相撞，并且如图IlC中示出的，最终结果是这些羽流阵列1106的总和的撞击大致集中在支撑件1103的中心。上文描述的管1101和1102将一个或多个羽流阵列的撞击大致集中在支撑件1103 的选定部分上的能力不仅提供新的灵活度，而且还使给定量的加热空气在烹饪食品中的利用最佳。例如，如果放置在支撑件1103中心上的食品的表面面积基本小于支撑件的表面面积(例如放置在14. 4英寸X 14. 4英寸支撑件上的6英寸替代物)，则可以如图1IC中示出的，通过使羽流阵列形式的加热空气大致集中在支撑件中心而使加热空气与支撑件上的食品之间的接触最大。通过此方式，可以使加热空气对不需要加热空气的支撑件区域(即不存在食品)的施加最小。相比较而言，一般的常规高速烹饪炉使用加热空气柱，其设计为以大致垂直于食品表面的角度撞击食品。通过其设计，常规高速炉在支撑件的整个表面上施加加热空气柱， 而不具有使加热空气集中在支撑件的选定部分上的能力。因此，与本发明相比，常规高度炉不仅灵活性差很多，并且在利用给定量的加热空气烹饪食品时效率低得多，这是因为很多冲击空气不接触食品。即使对于具有相对较大的表面积的食品，图11A、图IlB和图IlC中示出的两管式布置在利用加热空气方面也比常规高速炉高效的多。因为来自管1101、1102的加热空气的羽流阵列的方向相对于支撑件1103的表面呈小于90°的非零角度，所以加热空气在撞击后被侧向抽吸经过食品的表面并且向支撑件1103的侧边缘移动。加热空气的此侧向抽吸经过食物表面促进了从加热空气向食品的热传递。如上文讨论的，通过将回气开口定位在来自管1101、1102的羽流阵列的方向与烹饪室侧壁的交点处或沿着该交点定位，可以进一步增强侧向抽吸加热空气经过食物表面的效果，由此使烹饪效率最佳。根据本发明的上文描述的特征和改进使得基于热空气冲击和微波的组合的高速烹饪炉能够输送最佳烹饪效率。高速烹饪技术中烹饪效率方面的这种改进的切实效益是在给定的电源下烹饪时间的减小，并且替代性地，是对于给定烹饪容量(即给定烹饪时间) 操作高速烹饪炉所需的电功率的减小。如在背景技术部分中指出的，由于其欠佳的烹饪效率，常规的高速烹饪炉必须在基于220伏或更大的电源下操作。通过根据本发明进一步改进并优化烹饪效率，在基于220伏或更大的电源下操作的高度烹饪炉现在可以吸取小于30 安培、优选大约13. 5安培的电流。此外，基于空气冲击和微波的组合的高速烹饪技术现在可以以更多产的结果扩展到在基于小于220伏的电压、优选在基于110至125伏之间的电压和30安培或更低的电流的电源下(其比基于220伏的电源更广泛地可用)下操作的炉。 因此，与具有欠佳烹饪效率的常规高速烹饪技术相比，本发明使高速烹饪技术能够得到更广的应用范围和客户基数。尽管已经结合上文概述并在图中图示的示例性实施方式描述了本发明，但很明显许多替代、修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。因此，如上文阐述的，本发明的示例性实施方式意于是示例性而非限制性的，并且本发明的精神和范围应在广义上理解，其仅由所附权利要求限制，而不受前述说明书的限制。
权利要求
1.一种炉，包括烹饪室，所述烹饪室由顶壁、底壁、后壁以及一对侧壁限定； 向所述烹饪室提供气体的一个或多个送风机；以及多个集气室，所述多个集气室大致围绕所述烹饪室，使得所述气体在返回到所述一个或多个送风机之前通过所述集气室从所述一个或多个送风机流动到所述烹饪室外时接触所述顶壁、底壁、后壁和侧壁中的每一个的至少一部分。
2.如权利要求1所述的炉，其中，所述多个集气室包括至少一个集气室，气体通过所述至少一个集气室被提供至所述烹饪室。
3.如权利要求1所述的炉，其中，所述多个集气室包括至少一个集气室，气体通过所述至少一个集气室从所述烹饪室返回到所述一个或多个送风机。
4.如权利要求2所述的炉，其中，所述至少一个集气室设置在所述烹饪室上方。
5.如权利要求2所述的炉，其中，所述至少一个集气室设置在所述烹饪室下方。
6.如权利要求3所述的炉，其中，所述至少一个集气室设置为与所述烹饪室的侧壁中的一个相邻。
7.如权利要求1所述的炉，其中 所述侧壁跨过所述烹饪室相对地彼此设置；第一集气室设置为与所述一对侧壁中的一个相邻；并且第二集气室设置为与所述一对侧壁中的另一个相邻。
8.如权利要求7所述的炉，其中，所述一对侧壁的侧壁中的每一个均包括回气开口，所述回气开口设置为使气体通过所述回气开口从所述烹饪室流到所述第一集气室或所述第■~ 集气室。
9.如权利要求8所述的炉，其中，所述回气开口设置为靠近所述烹饪室的底部。
10.如权利要求3所述的炉，其中，所述至少一个集气室设置在所述烹饪室后面。
11.如权利要求2所述的炉，其中，所述至少一个集气室设置在所述烹饪室后面。
12.—种炉，包括烹饪室，所述烹饪室包括第一侧壁和第二侧壁，所述第二侧壁跨过所述烹饪室与所述第一侧壁相对地设置； 一个或多个磁控管；一个或多个微波谐振器，所述一个或多个微波谐振器用于将由所述一个或多个磁控管产生的微波能量引导至所述烹饪室内；第一集气室，所述第一集气室设置为与所述第一侧壁相邻并与所述烹饪室气体连通；以及第二集气室，所述第二集气室设置为与所述第二侧壁相邻并与所述烹饪室气体连通。
13.如权利要求12所述的炉，其中，所述第一侧壁包括使得能够进行所述气体连通的开口。
14.如权利要求13所述的炉，其中，所述第二侧壁包括使得能够进行所述气体连通的开口。
15.如权利要求13所述的炉，其中 所述烹饪室还包括底部；并且所述开口设置为靠近所述烹饪室的所述底部。
16.如权利要求14所述的炉，其中 所述烹饪室还包括底部；并且所述开口设置为靠近所述烹饪室的所述底部。
17.如权利要求12所述的炉，还包括第三集气室，所述第三集气室设置在所述烹饪室后面并与所述第一集气室和第二集气室气体连通。
18.如权利要求12所述的炉，还包括第四集气室，所述第四集气室设置在所述烹饪室上方并与所述烹饪室气体连通。
19.如权利要求12所述的炉，还包括第五集气室，所述第五集气室设置在所述烹饪室下方并与所述烹饪室气体连通。
20.—种炉，包括烹饪室，所述烹饪室包括第一侧壁和第二侧壁，所述第二侧壁跨过所述烹饪室与所述第一侧壁相对地设置；设置在所述烹饪室后面的后集气室；至少一个顶部集气室，所述至少一个顶部集气室设置在所述烹饪室上方并与所述烹饪室气体连通；底部集气室，所述底部集气室设置在所述烹饪室下方并与所述烹饪室气体连通； 第一侧部集气室，所述第一侧部集气室设置为与所述第一侧壁相邻并与所述烹饪室和所述后集气室气体连通；以及第二侧部集气室，所述第二侧部集气室设置为与所述第二侧壁相邻并与所述烹饪室和所述后集气室气体连通。
21.如权利要求20所述的炉，其中，所述顶部集气室包括用于向所述烹饪室供给气体的集气室。
22.如权利要求20所述的炉，其中，所述底部集气室包括用于向所述烹饪室供给气体的集气室。
23.如权利要求20所述的炉，其中，所述第一侧部集气室包括用于使气体返回到所述后集气室的集气室。
24.如权利要求20所述的炉，其中，所述第二侧部集气室包括用于使气体返回到所述后集气室的集气室。
25.如权利要求20所述的炉，还包括一个或多个送风机，其中，流经所述后集气室的气体返回到所述一个或多个送风机。
全文摘要
本发明涉及通过提供净空气冲击和/或施加至烹饪炉中的食品的净微波能量的与时间相关的空间变化来基于热空气冲击和微波加热的组合改进常规高速烹饪炉。其旨在优化高速烹饪炉中的热传递和微波效率，由此与常规高速烹饪炉相比，使炉能够输送最佳烹饪效率。此外，在本发明实施方式的情况下，可以通过在烹饪室的每个壁与炉的壳体之间设置集气室来进一步优化烹饪效率。
文档编号H05B6/80GK102484912SQ201080026483
公开日2012年5月30日 申请日期2010年4月15日 优先权日2009年4月15日
发明者厄尔·R·温克尔曼, 李·T·万拉宁, 菲利普·R·麦基 申请人:电器科技公司