對流型烤爐及其空氣流動系統的製作方法
2023-09-23 14:17:05 2
專利名稱：對流型烤爐及其空氣流動系統的製作方法
技術領域：
本發明一般說涉及用來烘烤諸如麵包之類物品的對流型烤爐，更具體說，涉及架式對流烤爐，它具有從熱交換器區出口沿烘烤室的內壁向烘烤室對側延伸的空氣流動路徑，在烘烤室對側空氣流被引導離開內壁。
背景技術：
架式烤爐通常配置有一個燃料供給加熱件和一臺可使熱空氣遍及烘焙室流動以保障熱空氣迅速分布在食品周圍的風扇。這種類型的商用烤爐包括一個烘焙室，它的大小設計成可容納一個有輪的架，或可支承有多層裝盛待烘烤食品架的組合擱架；用來轉動待烘烤食品的旋轉機構；諸如一或多臺燃氣燃燒器和排出燃燒氣體的排氣系統或一個電加熱元件的熱交換器；和引導熱空氣沿通過烘焙室的加熱空氣流動路徑的循環系統。用來烘烤麵包的此類對流型烤爐通常包括一臺蒸汽發生器，後者在短時間內，通常是在烘烤開始時，將蒸汽導入烤爐內，以使烘焙食品有理想的外觀。
在美國專利No.5,617,839中描述了對流型烤爐的一種實施方案，其中的架式烤爐包括由多個熱交換管和多臺燃氣內引燃燃燒器(gasfired in-shot burner)構成的熱交換器，其中，每臺內引燃燃燒器將燃燒引入相應的一條熱交換管中，一或多臺送風機使空氣經熱交換管向烤爐烘焙室循環流動。
圖4A和4B給出了另一種現有技術的架式烤爐結構100，其中，熱交換器段102布置在烘焙室104的旁邊。將烘焙室104與熱交換器段102隔開的壁106包括一個居中布置的開口108，開口108內有一軸向風扇109。壁106還包括朝向其側面的百葉窗110。熱交換器段102包括許多沿水平方向延伸的U形交換管112，管段120和122一個放在另一個上面地沿垂直方向布置。當風扇109旋轉時，來自烘焙室104的空氣通過開口108流到熱交換管的中心段上面，然後沿熱交換管分成二個橫向方向，經百葉窗110返回烘焙室，這可藉助於圖4A中的箭頭看得最清楚。雖然圖4A和4B的現有技術烤爐的空氣流動系統相當有效，但總還能找到改進的地方。
發明內容
一方面，架式烤爐包括其熱交換器段和擱架接受段，擱架接受段包括可進入其內的門。空氣流通系統包括至少一臺送風機和一條空氣流通通道，使空氣可從它被加熱的熱交換器段進入擱架接受段以傳送熱量給食品，再返回熱交換器段進行再次加熱。空氣流動路徑包括至少一條從熱交換器段至擱架接受段的通道，這裡，通道靠近壁布置，它的構造應使來自熱交換器段的加熱空氣可沿壁的內向表面導向，以接近並沿壁的內向表面從擱架接受段的一側向擱架接受段的對側流動。
另一方面，對流型烤爐包括熱交換器段和食品接受段，食品接受段包括可進入其內的門。空氣流動系統包括至少一臺送風機和一條空氣流通通道，使空氣可從它被加熱的熱交換器段進入食品接受段以傳送熱量給食品，再返回熱交換器段進行再次加熱。空氣流動路徑包括提供熱交換器段和食品接受段之間氣流傳播的垂直百葉窗系統，這裡，垂直百葉窗系統靠近壁布置，它的結構使來自熱交換器段的加熱空氣可沿壁的內向表面導向，以接近並沿壁的內向表面從食品接受段的一側向食品接受段的對側流動。
再一方面，對流型烤爐具有熱交換器段和食品接受段之間的循環空氣流動，熱交換器段位於食品接受段的一側，方法包括如下步驟通過沿食品接受段壁的內向表面引導加熱空氣來實現加熱空氣從熱交換器段向食品接受段的與上述一側相對那側的傳送，使加熱空氣接近並沿壁的內向表面從一側流向對側，並在加熱空氣接近對側時將它導離該壁。
圖1是對流型烤爐一種實施方案的頂視圖；
圖2是沿圖1中線2-2的立視圖；圖3是沿圖1中線3-3的立視圖；圖4A是現有技術架式烤爐的頂視圖；圖4B是沿圖4A中線4B-4B的部分側視圖。
具體實施例方式
在帶蒸汽發生器的對流型烤爐的典型作業中，烤爐在一段時間內預熱至某預定溫度，以使蒸汽發生器達到使水汽化成蒸汽的峰值溫度。在一個實施例中，待烘焙的麵包或其他食品置於帶齒條輪的擱架上並放入烘焙室中，然後關閉爐門。隨後，擱架由提升設備提升離開底板並開始以設定速度旋轉。在另一實施例中，擱架與烤爐是一個整體，而食品則放置在盤上然後再裝入烤爐中，放在一體化的擱架上。汽蒸過程從向聚熱件上噴水開始，以在蒸汽發生器的整個高度範圍內形成均勻的蒸汽，所產生的蒸汽滲入整個烤爐並凝結在尚未烘焙的麵包或其他食品的冷表面上。預定的汽蒸時間(通常是10至30秒)結束時，水不再流向蒸汽發生器，而烘焙周期則繼續著。烘焙之前，相當部分的蒸汽可能通過排氣孔從烘焙室中排出。烘焙期間，風扇不斷將加熱空氣傳遍整個系統。對隨後的裝爐料來說，除因前一次烘焙周期已提供了足夠的熱量而一般不再需要預熱烤爐外，將重複以上作業過程。
圖1的烤爐10包括靠在擱架接受段14旁邊的熱交換器段12，還有提供夠到擱架接受段14和使擱架26可放入或從烤爐中取出的門16。擱架接受段14構造成可允許帶齒條輪的擱架放入或從烤爐中取出。這種擱架除為保養偶爾取出外，通常是留在烤爐中的。壁或板20將擱架接受段14與熱交換器段12隔開。熱交換器段12包括熱交換器22，它可以是以燃氣為燃料的熱交換管，電阻加熱元件或可引導空氣的任何其他合適熱源。空氣流通系統包括至少一臺送風機和一條可使空氣從它被加熱的熱交換器段12為將熱能傳遞給食品(例如圖中所示擱架26上的食品24)而進入擱架接受段14和為再次加熱而返回熱交換器段12而循環流動的空氣流通通道。在所示實施例中，送風機是與壁20中的開口30對齊的軸向風扇28。空氣流通通道包括至少一條從熱交換器段12到擱架接受段14的通道，例如圖中所示通道32，這裡，通道靠近壁34，其構造應使來自熱交換器段12的加熱空氣36沿壁的內向表面38引導，因而接近或沿壁的內向表面從擱架接受段14的一側40向擱架接受段14的對側42流動。使加熱空氣36接近壁的機制稱為附壁效應，它大致可敘述為當空氣流以某種方式沿某表面傳輸時趨於保持靠近該表面而與該表面的曲率無關。所傳輸的氣流有時稱為附壁氣流。
如需要，還可在烤爐10中配置一或多臺蒸汽發生器43，例如具有附屬可控水源的一或多塊鐵，鋁或其他金屬塊，它們的用途已在前面提到。在某些應用中，還可配置本領域中所公知的頂置擱架旋轉機構45，但在另一些應用中則沒有這種機構。
在圖示實施例中，壁34是擱架接受段14的背壁並且氣流是從擱架接受段的右側流向左側的，但可以理解，不同的方案也是可行的。這裡所用的「壁」一詞意在廣泛包含某邊界構造或界定擱架接受段14的邊界的組合邊界構造。在所示實施例中，壁34包括彼此有傾角關係的平面段44，46和48。但是，壁也可以是完全的平壁，完全的曲壁，或者，也可以是弧形部分和平面部分的某種組合。
在烤爐中採用沿壁34的附壁氣流的目的是為了防止大量加熱空氣從通道32短路返回至開口30，因為理想的是確保來自熱交換器段12的相當部分加熱空氣能到達擱架接受段14的遠側42，和擱架26的遠側，以保證擱架26上食品24的均勻烘焙。在一種實施方式中，來自熱交換器段12的加熱空氣接近並沿壁34的內向表面流動的距離至少是從通道32至擱架接受段遠側42總距離的三分之二。還可配置轉向板50，用來引導加熱空氣離開壁34而流向食品擱架26。一種實施方式中的轉向板50相對於壁段48是可調節的，藉以改變加熱空氣導向擱架26的角度。參見圖2，轉向板50也可以是多塊垂直分布的可調節轉向板50A-50E，這樣，如果需要使食品得到更均勻的烘焙，則可實現不同高度處有不同的偏轉方向。作為示例，轉向板50A-50E可由可彎曲的金屬板材形成或由可繞樞軸轉動地安裝在壁段48上的金屬板形成。
參見圖1和3，在所示實施例中，通道開口32取緊靠壁34的垂直朝向縫口的形式。縫口緊靠壁34的內向表面，並包括與壁的內向表面重迭的導流控制板52。導流控制板和壁的內向表面的重迭長度X可至少為1吋，在一種實施方式中為大約2時。在一種實施方式中，壁34和導流控制板52之間的間距可以在大約0.25吋至大約0.75吋範圍內，但其它情況也是可以的。在一種示例性烤爐結構中，烤爐擱架接受段的內高在大約2.5至4呎範圍內，空氣在送風機作用下通過烤爐的速度範圍為大約400-600呎3/分鐘，其中大約有一半空氣通過開口32，另外一半空氣通過下面將提到的開口或通道54。預計與以上尺寸和空氣速度不同的情況也是可以的。
如圖示實施例所示，從熱交換器段12至擱架接受段14的另一通道54可布置在朝向烤爐正面部分的隔壁20上面，它可包括一個或多個可調節的百葉窗機構56。通道54可以是單個垂直縫口或多個開口或縫口。
上面提到的烤爐結構提供了包括如下步驟的方法通過沿食品接收段(例如，架式烤爐情況下的擱架接受段)的壁的內向表面引導加熱空氣，將來自熱交換器段的加熱空氣傳送至食品接受段的對側，使加熱空氣接近和沿壁的內向表面從一側流向其對側；並當接近所述對側時引導加熱空氣離開所述壁。
應清楚地理解，上面的說明僅僅是為了說明和作為示例，而決無作為限制之意圖。例如，雖然所示實施例中的附壁氣流是沿烤爐後側流動的，但這種空氣流動也可在其他地方導向，例如，烤爐右側，左側，頂側或底側中的任一地方。還可以作出各種其他變化或改進。
權利要求
1.架式烤爐，包括熱交換器段和擱架接受段，擱架接受段包括可進入其內的門；空氣流通系統包括至少一臺送風機和一條可允許空氣從其被加熱的熱交換器段為給食品傳送熱能而進入擱架接受段，和為再次加熱而返回熱交換器段循環流動的空氣流通路徑，其中，該空氣流通路徑包括至少一條從熱交換器段至擱架接受段的通道，該通道靠近壁且構造成可使來自熱交換器段的加熱空氣被沿壁的內向表面引導以接近和沿壁的內向表面從擱架接受段的一側流向擱架接受段的對側。
2.如權利要求1的架式烤爐，還包括為給烤爐中的空氣添加溼度而設置的蒸汽發生器。
3.如權利要求1的架式烤爐，其中，所述至少一條通道包括至少一個沿垂直方向延伸的縫口。
4.如權利要求3的架式烤爐，其中，所述沿垂直方向延伸的縫口形成於緊靠壁的內向表面處並包括與壁的內向表面重迭的導流控制板。
5.如權利要求4中的架式烤爐，其中，導流控制板與壁的內向表面重迭的長度至少為1時。
6.如權利要求5的架式烤爐，其中，所述重迭長度為大約2時。
7.如權利要求4的架式烤爐，其中，所述壁和所述導流控制板之間的間隙在大約0.25時至大約0.75時範圍內。
8.如權利要求1的架式烤爐，其中，所述空氣流通路徑包括為空氣從擱架接受段返回熱交換器段而設置的空氣開口。
9.如權利要求8的架式烤爐，其中，所述空氣開口位於擱架接受段和熱交換器段之間的隔壁高度的中央，所述通道布置在靠近烤爐背部處，和所述壁至少包括擱架接受段的背側。
10.如權利要求9的架式烤爐，其中，所述空氣流通系統還包括從熱交換器段至擱架接受段的補充通道，該補充通道布置在靠近烤爐前部的隔離壁上。
11.如權利要求1的架式烤爐，還包括處於靠近擱架接受段對側處的空氣轉向板，以引導加熱空氣離開壁。
12.如權利要求11的架式烤爐，其中，所述轉向板包括至少一塊可調節轉向板。
13.如權利要求12的架式烤爐，其中，所述轉向板包括多塊垂直分布的可調節轉向板。
14.如權利要求1的架式烤爐還包括布置在擱架接受段內的頂置擱架旋轉機構。
15.如權利要求1的架式烤爐，其中，來自熱交換器段的加熱空氣接近和沿壁的內向表面流動的距離至少是從通道至擱架接受段對側的總長度的三分之二。
16.如權利要求1的架式烤爐，還包括放置於擱架接受段內的擱架，其中，來自熱交換器段的加熱空氣接近和沿壁的內向表面流動並被轉向板偏轉離開壁流向擱架遠離通道的部分。
17.如權利要求16的架式烤爐，其中，所述擱架與烤爐是一個整體。
18.如權利要求16的架式烤爐，其中，所述擱架包括可移入或移出烤爐的有輪擱架。
19.對流型烤爐，包括熱交換器段和食品接受段，食品接受段包括可進入其中的門；空氣流通系統包括至少一臺送風機和一條可允許空氣從其被加熱的熱交換器段為給食品傳送熱能而進入食品接受段，和為再次加熱而返回熱交換器段而循環流動的空氣流通路徑，其中，空氣流通路徑包括保障空氣從熱交換器段向食品接受段流通的垂直百葉窗系統，這裡，垂直百葉窗系統靠近壁並構造成可使來自熱交換器段的加熱空氣被沿壁的內向表面引導，使其接近和沿壁的內向表面從食品接受段的一側流向食品接受段的對側。
20.如權利要求19的對流型烤爐，還包括布置在靠近擱架接受段對側處的空氣轉向板，以引導加熱空氣離開壁。
21.如權利要求20的對流型烤爐，其中，所述轉向板包括至少一塊可調節轉向板。
22.如權利要求21的對流型烤爐，其中，所述轉向板包括多塊垂直分布的可調節轉向板。
23.在熱交換器段和食品接受段之間有循環空氣流的對流型烤爐中，熱交換器段處於食品接受段的一側，方法包括如下步驟通過引導加熱空氣沿食品接受段的壁的內向表面實現將來自熱交換器段的加熱空氣傳送至食品接受段對側，使加熱空氣接近和沿壁的內向表面從一側流向其對側；當加熱空氣接近所述對側時，引導加熱空氣離開壁。
24.如權利要求23的方法，其中，食品接受段包括可進入其內的門，門位於烤爐的前部，其中，壁至少包括食品接受段的背面部分。
25.如權利要求23的方法，其中，有一從壁上伸出的轉向板，用以引導加熱的空氣離開壁。
26.如權利要求23的方法，還包括一個調整轉向板相對於壁的朝向的步驟。
27.如權利要求23的方法，其中，加熱空氣經位於壁附近的垂直延伸槽口從熱交換器板導出。
28.如權利要求23的方法，其中，烤爐包括架式烤爐，物品接受段包括擱架接受區，該區包括一用來旋轉布置在其內的擱架的機構。
全文摘要
對流型烤爐包括熱交換器段和食品接受段，食品接受段包括可進入其內的門。空氣流通系統包括至少一臺送風機和一條可允許空氣從其被加熱的熱交換器段為給食品轉送熱能而進入食品接受段，和為再次加熱而返回熱交換器段循環流動的空氣流通路徑。該空氣流通路徑包括保障空氣從熱交換器段向食品接受段流動的通道，這裡，所述通道緊靠壁並構造成可使來自熱交換器段的加熱空氣被沿壁的內向表面引導，使其接近和沿壁的內向表面從食品接受段的一側流向食品接受段的對側。
文檔編號F24C1/00GK1596666SQ200410074680
公開日2005年3月23日 申請日期2004年9月13日 優先權日2003年9月18日
發明者漢斯·帕爾 申請人:浦瑞瑪柯Feg有限責任公司