專(zhuān)利名稱(chēng)：具有最佳烹飪效率的高速烹飪爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及一種用于烹飪食品的爐。更具體地，本發(fā)明涉及具有最佳烹飪效率的高速烹飪爐。
背景技術(shù)：
熱空氣沖擊和微波輻射是基于不同物理原理來(lái)加熱和烹飪食品的兩種不同方式。 熱空氣沖擊基于從具有較高溫度的熱空氣向具有較低溫度物體的熱傳遞，根據(jù)熱力學(xué)第一定律改變空氣和物體的內(nèi)能。另一方面，微波輻射由具有12. 24cm或4. 82英寸的典型波長(zhǎng)和M50MHz的頻率的電磁波構(gòu)成，其能夠?qū)е率澄镏兴⒅竞吞欠肿拥碾娊橘|(zhì)加熱。起初，基于熱空氣沖擊的爐和微波爐被單獨(dú)地開(kāi)發(fā)和商業(yè)化。然而，后來(lái)證明在一個(gè)爐中使用熱空氣沖擊和微波輻射的組合能夠促進(jìn)高速、高質(zhì)量的烹飪。例如見(jiàn)McKee等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5，254，823,McKee等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5，434，390和McKee等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 6，060，701。這導(dǎo)致基于熱空氣沖擊和微波輻射兩者的快速烹飪混合型爐的開(kāi)發(fā)和商業(yè)化，并且已經(jīng)建立了高速烹飪技術(shù)中的新標(biāo)準(zhǔn)。盡管到目前為止已經(jīng)很好地建立了組合熱空氣沖擊和微波加熱以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)的高速烹飪的技術(shù)，但當(dāng)前技術(shù)不能解決由這種組合產(chǎn)生的許多新的挑戰(zhàn)，包括已有的高速烹飪爐中能量的低效使用以及隨之發(fā)生的欠佳烹飪效率的問(wèn)題。烹飪爐的基本原理是將可用功率(例如電功率)轉(zhuǎn)換為熱能，該熱能被引導(dǎo)至爐內(nèi)的食品并被其吸收以升高其內(nèi)部溫度。因此，爐的最佳烹飪效率要求從給定功率轉(zhuǎn)換來(lái)的熱能的量最大化；被引導(dǎo)至爐內(nèi)的食品的熱能的量最大化；并且被食品吸收并保留的熱能的量最大化。然而，使用熱空氣沖擊和微波輻射兩者的高速烹飪爐的當(dāng)前技術(shù)不涉及實(shí)現(xiàn)這種最佳烹飪效率。當(dāng)食品處于爐的熱空氣環(huán)境內(nèi)時(shí)，在較冷的食品周?chē)纬蓽囟忍荻然蚨鄠€(gè)邊界層。爐通過(guò)將熱能經(jīng)由這些溫度梯度傳遞至食品來(lái)烹飪食品。通過(guò)例如風(fēng)扇形成的強(qiáng)迫空氣對(duì)流可以通過(guò)“抹去(wiping away)”食品周?chē)臏囟忍荻炔⑶沂馆^高溫度的空氣更靠近食品來(lái)改進(jìn)熱傳遞。熱空氣沖擊可以通過(guò)用熱空氣射流“刺穿(piercing)”溫度梯度并且使較高溫度的空氣更靠近食品表面來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)熱傳遞。然而，電功率和來(lái)自熱空氣沖擊的熱能的相當(dāng)大的部分在導(dǎo)向形成爐的熱空氣循環(huán)和輸送系統(tǒng)的爐壁、各種開(kāi)口、集氣室和送風(fēng)機(jī)的過(guò)程中損失。此外，烹飪室內(nèi)微波發(fā)射器的存在可以進(jìn)一步降低通過(guò)熱空氣沖擊進(jìn)行的熱傳遞的效率。熱空氣沖擊技術(shù)的另一眾所周知的問(wèn)題是被熱空氣射流直接撞擊的區(qū)域內(nèi)的“成斑點(diǎn)”，從而導(dǎo)致食物表面的不均勻加熱或烤焦。盡管此問(wèn)題可以通過(guò)例如熱空氣速度的減小和/或沖擊熱空氣柱直徑的增加來(lái)解決，但這些解決方案可能進(jìn)一步減小熱空氣沖擊的效率。此外，熱空氣沖擊柱的直徑/橫截面面積通常隨著距熱空氣射流小孔的距離的增加而增加，由此減小熱空氣沖擊的效率。盡管此問(wèn)題可以通過(guò)如上文討論的增加熱空氣速度來(lái)解決，但這種解決方案可能進(jìn)一步加劇成斑點(diǎn)的問(wèn)題。
至于常規(guī)高速烹飪爐的微波部分，一部分電功率在產(chǎn)生微波的過(guò)程中損失于變壓器和磁控管內(nèi)的熱。此外，當(dāng)微波能量從腔壁反射回磁控管并通過(guò)冷卻風(fēng)扇耗散時(shí)，損失一部分微波能量。這可能發(fā)生在微波輸送系統(tǒng)與微波載荷之間存在不均勻匹配時(shí)。此外，還眾所周知的是，微波提供烹飪腔的整個(gè)容積上的不均勻熱能分布。盡管與許多常規(guī)微波爐一樣，水平不均勻可以通過(guò)使食品繞爐內(nèi)的豎直軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)而消除，但這種解決方案對(duì)于減小熱能分布中的豎直不均勻幾乎沒(méi)有作用。存在常規(guī)高速烹飪爐中的低效的又一來(lái)源。直至爐內(nèi)的食品的任意部分的溫度達(dá)到在烹飪過(guò)程中食品內(nèi)的水分子開(kāi)始轉(zhuǎn)化為蒸汽時(shí)的212 °F，被食品吸收的能量的量才大致等于引導(dǎo)至食品的能量的量。然而，在當(dāng)水開(kāi)始轉(zhuǎn)化為蒸汽時(shí)的時(shí)刻之后，引導(dǎo)至食品的能量的一部分不被食品吸收，而是損失為將水激活為蒸汽的能量，該蒸汽繼而從食品逃逸并從食品帶走一部分熱能。此現(xiàn)象還由于以下事實(shí)而進(jìn)一步復(fù)雜化由于食品的有限熱傳遞系數(shù)(或者熱導(dǎo)率)而使在食品表面吸收的熱能不立即向下散播到該表面以下，而且需要一些時(shí)間使食品的內(nèi)部質(zhì)量與表面達(dá)到熱平衡。因此，在食物表面的溫度達(dá)到212下之后，當(dāng)產(chǎn)生的溫度高于食品的內(nèi)部溫度的蒸汽從食品帶走熱能時(shí)，向爐內(nèi)的食品的熱傳遞效率降低。在常規(guī)高速烹飪爐中存在低效的另一潛在來(lái)源。在現(xiàn)有技術(shù)爐中，烹飪室的至少一個(gè)側(cè)壁、通常為兩個(gè)側(cè)壁或者暴露于爐的外表面(或許帶有設(shè)置在烹飪室的壁與爐外表面之間的絕熱物或微波波導(dǎo))，或者受到爐的控制。概括地講，基于熱空氣沖擊和微波輻射的組合的當(dāng)前高速烹飪技術(shù)存在的問(wèn)題在于該組合從未以?xún)?yōu)化爐的烹飪效率的方式完成。在存在電功率轉(zhuǎn)換為熱時(shí)的低效的各種原因而導(dǎo)致欠佳的烹飪效率的情況下，當(dāng)前可用的高速烹飪爐(或者是商用型，或者是家用型)在基于220伏或更高的電源上操作。結(jié)果，操作高速烹飪爐所需要的此相對(duì)較高的電功率限制了可能的應(yīng)用和客戶(hù)基礎(chǔ)的范圍，特別是在基于120伏的電源更為平常的居民家庭中。因此，本發(fā)明的目的是消除或減小常規(guī)高速烹飪爐中存在的熱傳遞的一些低效。本發(fā)明的又一目的是優(yōu)化高速烹飪爐的烹飪效率。本發(fā)明的又一目的是優(yōu)化熱空氣沖擊和微波的組合以尋求比常規(guī)高速烹飪爐中可能的烹飪效率更大的烹飪效率。本發(fā)明的又一目的是優(yōu)化熱空氣沖擊的烹飪效率。本發(fā)明的又一目的是優(yōu)化微波加熱的烹飪效率。本發(fā)明的又一目的是解決成斑點(diǎn)問(wèn)題而不損害熱空氣沖擊的烹飪效率。本發(fā)明的又一目的是提供與常規(guī)高速烹飪爐相比更均勻分布的微波加熱。本發(fā)明的又一目的是使高速烹飪爐的腔體與微波載荷匹配。本發(fā)明的又一目的是通過(guò)克服由于從212下的食品逃逸的水蒸氣造成的熱損失和由于其有限的熱傳遞系數(shù)而導(dǎo)致的在食品的內(nèi)部質(zhì)量中的熱能分布的時(shí)間滯后造成的低效來(lái)優(yōu)化向爐內(nèi)食品的熱傳遞的效率。本發(fā)明的又一目的是提供可以在基于小于220伏的電壓的電源上操作的高速烹飪爐。本發(fā)明的又一目的是提供可以在基于110伏與125伏之間的電壓的電源上操作的高速烹飪爐。本發(fā)明的又一目的是提供能夠在基于在120伏的電壓和30安培的電流的電源上操作的高速烹飪爐。本發(fā)明的又一目的是減小高速烹飪爐的操作成本。根據(jù)下文描述，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的上文描述及相關(guān)的目的以多個(gè)單獨(dú)但相關(guān)的方面的形式獲得，這些方面包括一種爐，該爐用于至少部分地通過(guò)熱空氣沖擊和/或至少部分地通過(guò)微波來(lái)烹飪食品。更具體地，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的爐包括烹飪室，該烹飪室由頂壁、底壁、后壁和一對(duì)側(cè)壁限定；一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)，所述一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)向烹飪室提供氣體； 以及多個(gè)集氣室，所述多個(gè)集氣室大致圍繞烹飪室，使得氣體在返回到所述一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)之前通過(guò)集氣室從所述一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)流出烹飪室時(shí)接觸頂壁、底壁、后壁和側(cè)壁中的每個(gè)的至少一部分。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)集氣室包括至少一個(gè)集氣室，氣體通過(guò)所述至少一個(gè)集氣室被提供至烹飪室。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)集氣室包括至少一個(gè)集氣室，氣體通過(guò)所述至少一個(gè)集氣室從烹飪室返回到所述一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)集氣室設(shè)置在烹飪室上方。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)集氣室設(shè)置在烹飪室下方。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)集氣室設(shè)置為與烹飪室的側(cè)壁中的一個(gè)相鄰。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，側(cè)壁跨過(guò)烹飪室相對(duì)地彼此設(shè)置；第一集氣室設(shè)置為與所述一對(duì)側(cè)壁中的一個(gè)相鄰；且第二集氣室設(shè)置為與所述一對(duì)側(cè)壁中的另一個(gè)相鄰。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述一對(duì)側(cè)壁的側(cè)壁中的每一個(gè)均包括回氣開(kāi)口，該回氣開(kāi)口設(shè)置為使氣體通過(guò)該回氣開(kāi)口從烹飪室流到第一或者第二集氣室。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，回氣開(kāi)口設(shè)置為靠近烹飪室的底部。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)集氣室設(shè)置在烹飪室后面。根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施方式的爐包括烹飪室，該烹飪室包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，第二側(cè)壁跨過(guò)所述烹飪室與所述第一側(cè)壁相對(duì)地設(shè)置；第一集氣室，該第一集氣室設(shè)置為與第一側(cè)壁相鄰，并且與烹飪室氣體連通；以及第二集氣室，該第二集氣室設(shè)置為與第二側(cè)壁相鄰，并且與烹飪室氣體連通。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，第一側(cè)壁包括開(kāi)口，該開(kāi)口使得能夠進(jìn)行氣體連通。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，第二側(cè)壁包括開(kāi)口，該開(kāi)口使得能夠進(jìn)行氣體連通。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，烹飪室還包括底部，并且所述開(kāi)口設(shè)置為靠近烹飪室的底部。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，爐還包括第三集氣室，該第三集氣室設(shè)置在烹飪室后面， 并且與第一和第二集氣室氣體連通。
在至少一個(gè)實(shí)施方式中，爐還包括第四集氣室，該第四集氣室設(shè)置在烹飪室上方， 并且與烹飪室氣體連通。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，爐還包括第五集氣室，該第五集氣室設(shè)置在烹飪室下方， 并且與烹飪室氣體連通。根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施方式的爐包括烹飪室，該烹飪室包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，第二側(cè)壁跨過(guò)所述烹飪室與所述第一側(cè)壁相對(duì)地設(shè)置；后集氣室，該后集氣室設(shè)置在烹飪室后面；至少一個(gè)頂部集氣室，該至少一個(gè)頂部集氣室設(shè)置在烹飪室上方，并且與烹飪室氣體連通；底部集氣室，該底部集氣室設(shè)置在烹飪室下方，并且與烹飪室氣體連通；第一側(cè)部集氣室，該第一側(cè)部集氣室設(shè)置為與第一側(cè)壁相鄰，并且與烹飪室和后集氣室氣體連通；以及第二側(cè)部集氣室，該第二側(cè)部集氣室設(shè)置為與第二側(cè)壁相鄰，并且與烹飪室和后集氣室氣體連通。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，頂部集氣室包括用于向烹飪室供給氣體的集氣室。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，底部集氣室包括用于向烹飪室供給氣體的集氣室。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，第一側(cè)部集氣室包括用于使氣體返回到后集氣室的集氣室。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，第二側(cè)部集氣室包括用于使氣體返回到后集氣室的集氣室。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，爐還包括一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)，其中流經(jīng)后集氣室的氣體返回到所述一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)。本發(fā)明的這些和其他特征在下文對(duì)本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方式的詳細(xì)描述中描述或者從中顯而易見(jiàn)。


通過(guò)結(jié)合附圖參照本發(fā)明的優(yōu)選但為示例性的實(shí)施方式的如下詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和相關(guān)目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將得到更完整地理解，其中圖1圖示了本發(fā)明示例性實(shí)施方式的截面圖；圖2圖示了從圖1的2-2線(xiàn)截取的其另一截面圖；圖3圖示了從圖1的3-3線(xiàn)截取的其又一截面圖；圖4A、4B和4C分別圖示了用于控制用于空氣沖擊的噴嘴的流動(dòng)速率的空氣調(diào)節(jié)蓋的各種位置；圖5A、5B和5C分別圖示了從頂部看時(shí)在替代性實(shí)施方式中的空氣調(diào)節(jié)蓋的各種位置；圖6A、6B、6C和6D圖示了本發(fā)明的又一替代性實(shí)施方式中的用于熱空氣沖擊的管；圖7A、7B和7C圖示了本發(fā)明的另一替代性實(shí)施方式中的微波諧振器的各種視圖；圖8A、8B、8C、8D、8E、8F和8G圖示了本發(fā)明其他實(shí)施方式的各種視圖；圖9A、9B和9C圖示了本發(fā)明另一實(shí)施方式的各種視圖；圖10AU0B和IOC圖示了本發(fā)明另一實(shí)施方式的各種視圖IlAUlB和IlC分別圖示了由本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式中的兩個(gè)管產(chǎn)生的羽流陣列(plume array)。
具體實(shí)施例方式盡管本發(fā)明將針對(duì)獨(dú)立式或臺(tái)面式高速烹飪爐來(lái)描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，根據(jù)本發(fā)明的爐可以替代性地實(shí)施為掛壁式、具有適于支靠在地板上的腳部的落地式款型、自動(dòng)售賣(mài)機(jī)的一部分、或其其他變型。現(xiàn)在參照附圖，尤其是圖1至圖3，其中圖示的是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的基于熱空氣沖擊和微波的組合的混合型爐，大體由參考數(shù)字100指示。首先指出，這些圖僅僅是基于各種截面圖的本發(fā)明示例性實(shí)施方式的示意圖，而無(wú)意于反映爐100或其部件的精確尺寸、比例或相對(duì)比例，或者其全部工程規(guī)格，這對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)是顯而易見(jiàn)的。圖1是爐的正視截面圖，圖2是取自圖1的2-2線(xiàn)的爐的側(cè)視截面圖，而圖3是取自圖1的3-3線(xiàn)的爐的另一側(cè)視截面圖。爐100包括大體指示為101的烹飪室，其適于容納將放置在支撐件112進(jìn)行烹飪的食品114。圖2和圖3圖示了門(mén)201，食品114可以通過(guò)門(mén) 201由烹飪室101容納。支撐件112可以包括支承食品114的水平平面頂表面及其相應(yīng)的底表面。該支撐件中可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)孔或開(kāi)口，以便于支撐件112的頂表面上方與底表面下方之間的氣體連通。支撐件112可以是包括矩形和圓形形狀的任何可行的形狀、普通的形狀。 參照?qǐng)D1，當(dāng)在下文描述中指到支撐件112的“右側(cè)”和“左側(cè)”時(shí)，它們用來(lái)指如圖1中看到的支撐件112的兩個(gè)相反側(cè)，其中“右”和“左”由烹飪室101的右側(cè)壁和左側(cè)壁限定。在替代性實(shí)施方式中，用于在烹飪室101內(nèi)容納并保持食品的支撐件112可以是非平面形式， 例如水平或豎直定位的烤肉叉。在這些情況下，支撐件的“右”側(cè)和“左”側(cè)對(duì)應(yīng)于烤肉叉的相反端。應(yīng)當(dāng)理解，描述中所指的支撐件的“右”側(cè)和“左”側(cè)取決于支撐件和烹飪室的物理構(gòu)型。在本發(fā)明的至少一個(gè)替代性實(shí)施方式中，支撐件112可以是提升機(jī)的形式，或者可以聯(lián)接至提升機(jī)構(gòu)從而可以在烹飪過(guò)程中動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)支撐件112相對(duì)于烹飪室的頂部和底部的高度。如下文進(jìn)一步討論的，在烹飪爐的操作過(guò)程中支撐件112的高度的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)可以用來(lái)優(yōu)化烹飪爐的烹飪效率和功率消耗。烹飪室101、回氣集氣室(plenums) 119、120、空氣管道202和空氣入口殼體111形成爐100的空氣循環(huán)和輸送系統(tǒng)。本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“空氣”和“空氣流”與“氣體”和“氣流”可互換地使用，除非另行指出。如圖1中示出，回氣集氣室119、120可以定位成與烹飪室101的底部相鄰，并且適于通過(guò)回氣排出孔115、116與烹飪室101氣體連通。圖1示出這些回氣排出孔115、116分別定位在支撐件112的左側(cè)和右側(cè)的下方和附近。它們適于接收來(lái)自烹飪室101內(nèi)的空氣流從而將其引導(dǎo)至空氣管道202。盡管未在圖中示出，但回氣排出孔115、116可以包括能夠基于外部控制打開(kāi)和關(guān)閉的門(mén)?；貧饧瘹馐?19、120連接至空氣通道202(圖2中示出)，空氣通道202可以豎直地設(shè)置在與爐門(mén)201相反的爐100的后側(cè)?？諝夤艿?02允許回氣集氣室119、120與定位在烹飪室101的頂部上的空氣入口殼體111之間的氣體連通。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，空氣管道 202、回氣集氣室119、120以及空氣入口殼體111的相互連接的空氣循環(huán)和輸送系統(tǒng)將稱(chēng)為管道。盡管未在圖中示出，諸如并聯(lián)加熱線(xiàn)圈的熱能源可以聯(lián)接至或者放置在空氣管道 202內(nèi)以加熱置于其中的空氣。在替代性實(shí)施方式中，代替單接頭空氣管道202，回氣集氣室119、120中的每個(gè)可以具有其自己的用于與空氣入口殼體111氣體連通的空氣管道。圖 2和圖3示出了熱空氣送風(fēng)機(jī)203，該熱空氣送風(fēng)機(jī)203使空氣在由烹飪室101、回氣集氣室 119、120、回氣管道202和空氣入口殼體111限定的空氣循環(huán)和輸送系統(tǒng)中循環(huán)，并且提供所需的熱空氣流到放置在烹飪室101內(nèi)的支撐件112上的食品114上。定位在烹飪室101的頂部上的空氣入口殼體111通過(guò)至少兩個(gè)噴嘴(或沖擊管)108和109以空氣沖擊的形式提供熱空氣流到烹飪室101中。兩組噴嘴108和109分別在烹飪室101的頂部上的半圓柱形基部126(在圖1中的截面圖中示出為半圓形)的相反側(cè)上定位在空氣入口殼體111內(nèi)。圖3示出了在基部126的一側(cè)的一排六個(gè)噴嘴109。 盡管未在任何圖中示出，但在基部126的另一側(cè)具有另一排六個(gè)噴嘴108，其中定位在基部 126的一側(cè)的每個(gè)噴嘴108與基部126的另一側(cè)的噴嘴109中相應(yīng)的一個(gè)直接相對(duì)。每個(gè)噴嘴108、109均具有給定高度的管狀結(jié)構(gòu)，并且在一端被定位在空氣入口殼體111內(nèi)的圓形入口小孔117對(duì)向(subtend)，而在相反端被在烹飪室101內(nèi)伸出的圓形排出小孔118對(duì)向。噴嘴排出小孔將熱空氣的柱化流(空氣沖擊)引導(dǎo)至烹飪室101內(nèi)。噴嘴優(yōu)選地由能夠承受流經(jīng)噴嘴和通過(guò)噴嘴吹送的熱空氣的溫度和壓力的適當(dāng)強(qiáng)硬和堅(jiān)固的材料(例如鋼)制成。在本發(fā)明的至少一個(gè)替代性實(shí)施方式中，除了圖1中示出的噴嘴108和109，或大致從烹飪室101的頂部伸出的其他熱空氣沖擊裝置，還可以在支撐件112下方大致在烹飪室101的底部處放置一個(gè)或多個(gè)空氣入口或另一組噴嘴放置，以將熱空氣流或熱空氣沖擊引導(dǎo)至支撐件112的下側(cè)。在此示例性實(shí)施方式中，管道可以進(jìn)一步包括底部集氣室，被加熱的空氣可以從該底部集氣室經(jīng)由所述一個(gè)或多個(gè)空氣入口或底部噴嘴被引導(dǎo)至支撐件 112的下側(cè)。底部空氣集氣室連接至空氣管道202和/或空氣入口殼體111，以便將加熱空氣的一部分分流至烹飪室的底部。從空氣管道202/空氣入口殼體111分流至底部空氣集氣室的加熱空氣的量可以通過(guò)使用阻尼閥或底部空氣分流器(diverter)來(lái)控制或調(diào)節(jié)。作為替代或補(bǔ)充，空氣入口殼體111可以進(jìn)一步包括偏轉(zhuǎn)器(deflector)，該偏轉(zhuǎn)器可以影響相對(duì)于來(lái)自烹飪室頂部的熱空氣流的量轉(zhuǎn)移至底部空氣集氣室的加熱空氣的量。通過(guò)控制加熱空氣向底部空氣集氣室的分流，還可以控制通過(guò)例如頂部噴嘴108和109從烹飪室101的頂部引入的加熱空氣的量，由此調(diào)節(jié)其流量和流速。通過(guò)這種方式，即使熱空氣送風(fēng)機(jī)203由單速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)， 也可以獲得與能夠通過(guò)顯著更貴的可變速送風(fēng)機(jī)所獲得的熱空氣流調(diào)節(jié)基本相似類(lèi)型的熱空氣流調(diào)節(jié)。在本發(fā)明的至少一個(gè)替代性實(shí)施方式中，代替用于整個(gè)管道的僅僅一個(gè)熱空氣送風(fēng)機(jī)203，可以存在兩個(gè)能夠獨(dú)立控制的熱空氣送風(fēng)機(jī)，一個(gè)用于將管道內(nèi)加熱空氣引導(dǎo)至烹飪室101的頂部上的空氣入口殼體111，而另一個(gè)則用于將加熱空氣引導(dǎo)至底部空氣集氣室。還注意，通過(guò)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)支撐件112的高度以及由此相對(duì)于底部空氣入口或噴嘴改變食品114到頂部噴嘴108和109的距離，可以獲得與在支撐件112保持在恒定的高度的情況下，相對(duì)于流經(jīng)底部空氣入口或噴嘴的熱空氣的量調(diào)節(jié)流經(jīng)頂部噴嘴108和109的熱空氣的量獲得的效果基本相似的效果。在本發(fā)明的又一替代性實(shí)施方式中(例如，其中烹飪室內(nèi)用于食品的支撐件是水平定位的烤肉叉)，作為對(duì)從烹飪室101的頂部伸出的噴嘴108和109的補(bǔ)充或替代，兩個(gè)相應(yīng)組的噴嘴可以定位成從烹飪室101伸出，以便向由水平烤肉叉支承的食品向上噴射 (project)空氣沖擊。在本發(fā)明的又一替代性實(shí)施方式中(例如，其中烹飪室內(nèi)用于食品的支撐件是豎直定位的烤肉叉)，代替從烹飪室的頂部伸出的噴嘴108和109，兩組噴嘴可以定位成分別例如從烹飪室的側(cè)壁的上部和下部伸出。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)烹飪室和腔室內(nèi)用于食品的支撐件的物理構(gòu)型，用于空氣沖擊的兩組噴嘴可以定位在烹飪室內(nèi)的各種可能的位置，以完成將在下文描述的大致類(lèi)似的“掃掠(swiping) ”效果。往回參照?qǐng)D1，基部126的相反兩側(cè)上的兩組噴嘴(即左噴嘴108和右噴嘴109) 可以適于沿著相應(yīng)的方向123和124(如從相應(yīng)的排出小孔出來(lái)的虛線(xiàn)所示)引導(dǎo)空氣沖擊。這些方向123和IM相對(duì)于烹飪室101的豎直軸線(xiàn)(或者支撐件112的水平平面)成角度，并且在支撐件112上方的點(diǎn)127處相交，優(yōu)選地在支撐件112的左側(cè)和右側(cè)之間的中點(diǎn)的豎直上方，并且優(yōu)選地在置于支撐件112上的任何食品114的上表面上方。在此構(gòu)型中，以給定角度同時(shí)從左噴嘴108和右噴嘴109出來(lái)的相應(yīng)空氣沖擊在與支撐件112相距一定距離的交點(diǎn)127處相撞。如果來(lái)自?xún)蓢娮?08和109的空氣沖擊的能量相等(即如果兩噴嘴108和109的流動(dòng)速率相同)，那么此相撞的最終結(jié)果將會(huì)是從交點(diǎn)127向位于交點(diǎn)127正下方的支撐件上的點(diǎn)(優(yōu)選是支撐件112的左側(cè)和右側(cè)之間的中點(diǎn))的大致豎直向下引導(dǎo)的凈空氣沖擊。在兩組噴嘴定位為從烹飪室的底部伸出并且構(gòu)造為向上噴射空氣沖擊的替代性實(shí)施方式中，相應(yīng)空氣沖擊的交點(diǎn)可以位于烹飪室內(nèi)的用于食品的支撐件下方。在支撐件豎直地定位(即豎直烤肉叉)且兩組噴嘴定位為從烹飪室的側(cè)壁伸出的又一替代性實(shí)施方式中，相應(yīng)空氣沖擊的交點(diǎn)可以位于與支撐件的豎直中點(diǎn)相距一定水平距離處。如由方向123指示的，基部126的左側(cè)上的噴嘴108將空氣沖擊導(dǎo)向烹飪室101 的右半部，優(yōu)選地導(dǎo)向靠近支撐件112的右側(cè)的一般區(qū)域。鏡像對(duì)稱(chēng)地，如由方向IM指示的，基部1 的右側(cè)上的噴嘴109將空氣沖擊導(dǎo)向烹飪室101的左半部，優(yōu)選地導(dǎo)向靠近支撐件112的左側(cè)的一般區(qū)域。因此，左噴嘴108和右噴嘴109構(gòu)造為將相應(yīng)的空氣沖擊大體導(dǎo)向放置在支撐件112上的食品114的相反部分。應(yīng)當(dāng)理解，來(lái)自噴嘴109和噴嘴108 的相應(yīng)的空氣沖擊一般所導(dǎo)向的支撐件112的“左側(cè)”和“右側(cè)”可以對(duì)應(yīng)于放置在支撐件上或由支撐件保持的食品的任何相反的部分。根據(jù)支撐件和烹飪室的物理構(gòu)型，對(duì)于支撐件的“左側(cè)”和“右側(cè)”可以存在各種可能的選擇。方向123和IM形成的相對(duì)于烹飪室101的豎直軸線(xiàn)的角度由來(lái)自噴嘴108和 109的相應(yīng)的空氣沖擊的對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)位置確定。作為示例，圖1示出了方向123和IM相對(duì)于烹飪室101的豎直軸線(xiàn)形成大致45°的角度，并且以大致90°的角度在交點(diǎn)127處相遇。然而，這些角度可以根據(jù)烹飪室101和支撐件112的尺寸以及噴嘴108與109的相對(duì)位置而變化。噴嘴的流動(dòng)速率可以由噴嘴的尺寸和進(jìn)入噴嘴的熱空氣的壓力確定。通過(guò)控制噴嘴的供熱空氣流經(jīng)的輸入?yún)^(qū)域并由此有效地改變噴嘴的尺寸，可以調(diào)節(jié)噴嘴的流動(dòng)速率， 進(jìn)而調(diào)節(jié)其施加至烹飪室101內(nèi)的食品114的相應(yīng)空氣沖擊。此空氣調(diào)節(jié)可以通過(guò)包括手動(dòng)控制方式和自動(dòng)控制方式兩者的各種方式實(shí)現(xiàn)。作為示例，圖1示出了爐100具有不透氣的蓋125的形式的空氣調(diào)節(jié)器，蓋125構(gòu)造為用于并且能夠在包含兩排噴嘴入口小孔117 的半圓柱形基部126的外表面上旋轉(zhuǎn)地滑動(dòng)。此空氣調(diào)節(jié)蓋125的尺寸設(shè)定為一次完全覆蓋包含一排噴嘴入口小孔117的半圓柱形基部126的表面的一部分，使得沒(méi)有熱空氣可以流入相應(yīng)噴嘴，同時(shí)允許空氣入口殼體111內(nèi)的熱空氣流入定位在基部126的相反側(cè)上的噴嘴。此情形在圖4A和圖4C中圖示。在圖4A中，空氣調(diào)節(jié)蓋125定位為覆蓋基部1 左側(cè)上的一排噴嘴入口小孔，使得僅通過(guò)基部126右側(cè)上的噴嘴109產(chǎn)生空氣沖擊。在圖4C 中，空氣調(diào)節(jié)蓋125此時(shí)定位為覆蓋基部1 右側(cè)上的一排噴嘴入口小孔，使得僅通過(guò)基部 126左側(cè)上的噴嘴108產(chǎn)生空氣沖擊。當(dāng)適當(dāng)定位時(shí)，空氣調(diào)節(jié)蓋125的尺寸可以設(shè)定為允許空氣入口殼體111內(nèi)的相等量的熱空氣流入基部126的相反側(cè)上的兩排噴嘴108和109 中的每個(gè)噴嘴中。這在圖4B中圖示。如圖1中示出的，空氣調(diào)節(jié)蓋125在基部126的外表面上的位置可以通過(guò)手柄110 手動(dòng)控制，該手柄110可以通過(guò)鉸接點(diǎn)1 聯(lián)接至空氣調(diào)節(jié)蓋。在此構(gòu)型中，可以在手柄 110上施加手動(dòng)扭矩，以使空氣調(diào)節(jié)蓋125的位置繞鉸接點(diǎn)1 旋轉(zhuǎn)。在替代性實(shí)施方式中，空氣調(diào)節(jié)蓋125的位置可以通過(guò)例如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的適當(dāng)機(jī)電控制裝置自動(dòng)控制。這種自動(dòng)控制裝置可以便于蓋125的位置的周期性變化，以產(chǎn)生基部1 左側(cè)上的噴嘴108和基部1 右側(cè)上的噴嘴109的相應(yīng)流動(dòng)速率的在時(shí)間上的周期性調(diào)節(jié)(例如正弦調(diào)節(jié)、周期性階梯函數(shù)調(diào)節(jié)等)。交替地覆蓋基部126左側(cè)上的噴嘴108和基部1 右側(cè)上的噴嘴109的空氣調(diào)節(jié)蓋125的位置在時(shí)間上的此周期性變化可以提供對(duì)左側(cè)組噴嘴108和右側(cè)組噴嘴109的流動(dòng)速率的周期性調(diào)節(jié)，這些周期性調(diào)節(jié)具有相同的幅度和周期，但相位相差180°。當(dāng)設(shè)置在空氣入口殼體111內(nèi)的熱空氣總量保持恒定時(shí)，兩組噴嘴108和109的周期性調(diào)節(jié)流動(dòng)速率的總和也在時(shí)間上保持恒定。在另一替代性實(shí)施方式中，在各流動(dòng)速率的調(diào)節(jié)過(guò)程中分別在左噴嘴108和右噴嘴109的入口小孔上方滑動(dòng)的空氣調(diào)節(jié)蓋125的側(cè)邊緣可以特別地成形或者形成凹口 (indented)，以便于流動(dòng)速率在時(shí)間上的更為漸進(jìn)的調(diào)節(jié)以及噴嘴的打開(kāi)和關(guān)閉之間的漸進(jìn)過(guò)渡。圖5A至圖5C圖示了從頂部看時(shí)示例性空氣調(diào)節(jié)蓋125的各種位置，該空氣調(diào)節(jié)蓋125包括側(cè)邊緣，該側(cè)邊緣在對(duì)應(yīng)于基部126的表面上的噴嘴入口小孔的位置具有三角形凹口。圖5A示出了空氣調(diào)節(jié)蓋125的左側(cè)邊緣剛剛開(kāi)始部分地覆蓋左噴嘴108的入口小孔。如果側(cè)邊緣像圖3中圖示的那樣直，那么空氣調(diào)節(jié)蓋125將覆蓋左噴嘴108的入口小孔的輸入?yún)^(qū)域的一半，但由于側(cè)邊緣上的三角形凹口，故而空氣調(diào)節(jié)蓋125僅覆蓋入口小孔的小部分。圖5B示出了空氣調(diào)節(jié)蓋125的左側(cè)邊緣部分地覆蓋左噴嘴108的入口小孔。同樣，如果側(cè)邊緣是直的，空氣調(diào)節(jié)蓋125將完全覆蓋入口小孔，但由于三角形凹口，在空氣調(diào)節(jié)蓋125與入口小孔之間存在小開(kāi)口以便讓熱空氣流過(guò)。圖5C圖示了左噴嘴108 的入口小孔最終被蓋完全覆蓋時(shí)空氣調(diào)節(jié)蓋125的位置。代替三角形凹口，可以替代性地使用橢圓形凹口、半圓形凹口或者可以便于通過(guò)空氣調(diào)節(jié)蓋125進(jìn)行噴嘴108和109的入口小孔的打開(kāi)和關(guān)閉之間的逐漸過(guò)渡的任何其他形狀的空氣調(diào)節(jié)蓋125的側(cè)邊緣。在本發(fā)明的又一替代性實(shí)施方式中，代替空氣調(diào)節(jié)蓋125，空氣調(diào)節(jié)器可以包括控制流經(jīng)每個(gè)噴嘴的熱空氣的流動(dòng)速率的其他可行方式。例如，每個(gè)噴嘴均可以具有門(mén)狀結(jié)構(gòu)，該門(mén)狀結(jié)構(gòu)可以基于外部開(kāi)關(guān)或來(lái)自外部控制單元的命令關(guān)閉或打開(kāi)。這種門(mén)狀結(jié)構(gòu)可以或者放置在噴嘴入口小孔處，或者放置在噴嘴排出小孔處，或者放置在噴嘴內(nèi)的任何其他適當(dāng)位置。在另一示例中，門(mén)狀結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)外部控制改變或調(diào)節(jié)(可能是周期性地) 開(kāi)口的尺寸，以允許對(duì)流經(jīng)噴嘴的流動(dòng)速率的所需調(diào)節(jié)。如圖1中圖示并在上文描述的噴嘴108、109和用于控制每個(gè)噴嘴的流動(dòng)速率的空氣調(diào)節(jié)蓋125的構(gòu)型可以操作為以如下示例性方式導(dǎo)致施加至放置在烹飪室101內(nèi)的支撐件112上的食品114的空氣沖擊的凈撞擊或凈能量特性的與時(shí)間相關(guān)的空間變化。參照?qǐng)D 1和圖4A，在預(yù)定時(shí)期內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)蓋125定位在基部126的左側(cè)上，完全覆蓋左噴嘴108 的入口小孔，由此只允許右噴嘴109提供向烹飪室101內(nèi)的空氣沖擊。如由來(lái)自右噴嘴109 的空氣沖擊的大體方向1 指示的，此構(gòu)型導(dǎo)致來(lái)自噴嘴的空氣沖擊的凈撞擊或能量集中在右噴嘴109所對(duì)準(zhǔn)的烹飪室101的左半部中的區(qū)域，優(yōu)選地集中在支撐件112的左側(cè)附近的一般區(qū)域。在該時(shí)期之后，隨著空氣調(diào)節(jié)蓋125向右旋轉(zhuǎn)地滑動(dòng)遠(yuǎn)離左噴嘴108的入口小孔， 引入左噴嘴108的熱空氣的量從零開(kāi)始增加，同時(shí)可用于右噴嘴109的熱空氣的量開(kāi)始減小。所產(chǎn)生的與來(lái)自右噴嘴109的空氣沖擊在交點(diǎn)127相撞、沿著大體方向123的來(lái)自左噴嘴108的空氣沖擊的增加的沖量(momentum)將導(dǎo)致空氣沖擊的凈撞擊或能量集中的區(qū)域向支撐件12上的右邊移動(dòng)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1和圖4B，在另一個(gè)預(yù)定時(shí)期內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)蓋125定位在左噴嘴108 與右噴嘴109的入口小孔之間，使其允許等量的熱空氣流入左噴嘴108和右噴嘴109兩者。 如上文描述的，同時(shí)從左噴嘴108和右噴嘴109出來(lái)的具有相同能量的相應(yīng)的空氣沖擊在交點(diǎn)127處相撞，結(jié)果凈空氣沖擊從交點(diǎn)127豎直向下被導(dǎo)向支撐件112，優(yōu)選地導(dǎo)向支撐件112的左側(cè)和右側(cè)之間的中點(diǎn)。因此，空氣沖擊的凈撞擊或凈能量集中的區(qū)域已經(jīng)從左側(cè)移動(dòng)，此時(shí)處于支撐件112中間的大體區(qū)域內(nèi)，或者位于此大體區(qū)域上方的食品114的上表面。在該時(shí)期之后，隨著空氣調(diào)節(jié)蓋125進(jìn)一步向右旋轉(zhuǎn)地滑動(dòng)以覆蓋右噴嘴109的入口小孔，引入右噴嘴109的熱空氣的量穩(wěn)定地減小為零。所產(chǎn)生的沿著大體方向IM來(lái)自右噴嘴109的空氣沖擊的沖量的減小將導(dǎo)致空氣沖擊的凈撞擊區(qū)域朝支撐件112上的右邊進(jìn)一步移動(dòng)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1和圖4C兩者，在另一預(yù)定時(shí)期內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)蓋125此時(shí)定位在基部 126的右側(cè)上，完全覆蓋右噴嘴109的入口小孔，由此僅僅允許左噴嘴108向烹飪室101內(nèi)提供空氣沖擊。如由來(lái)自左噴嘴108的空氣沖擊的大體方向123所指示的，此構(gòu)型導(dǎo)致來(lái)自噴嘴的空氣沖擊的凈撞擊或凈能量集中在左噴嘴108所對(duì)準(zhǔn)的烹飪室101的右半部?jī)?nèi)的區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選地在靠近支撐件112的右側(cè)的大體區(qū)域內(nèi)。通過(guò)此方式，來(lái)自噴嘴的空氣沖擊的凈撞擊/能量的集中可以以可控方式隨著時(shí)間推移從左向右“掃過(guò)”在烹飪室101內(nèi)的食品114，反之亦然，由此促進(jìn)了從空氣沖擊向食品的熱能傳遞的均勻水平分布，并且進(jìn)一步改進(jìn)了爐100的烹飪效率。此外，與基于空氣沖擊的常規(guī)高速烹飪爐相比，提供空氣沖擊的凈撞擊/能量特性的與時(shí)間相關(guān)的空間變化的這種能力幫助減少至烹飪室101的壁的熱能損失，并使對(duì)用于熱空氣送風(fēng)機(jī)203的可變速馬達(dá)、通過(guò)阻尼進(jìn)行的空氣速度調(diào)節(jié)、或者通過(guò)調(diào)節(jié)管道202內(nèi)的熱能源的功率進(jìn)行的空氣熱量的調(diào)節(jié)的需求減至最小。所有這些一起使?fàn)t100的總體烹飪效率最佳。
提供空氣沖擊的凈撞擊/能量特性的與時(shí)間相關(guān)的空間變化的能力還可以應(yīng)用于克服或減輕如在背景技術(shù)部分中描述的由在212 °F開(kāi)始的水蒸氣從食品帶走熱能而產(chǎn)生的低效。例如，參照?qǐng)D1和圖4A至圖4C，空氣調(diào)節(jié)蓋125首先如圖4A中圖示地定位，使得空氣沖擊的凈能量集中在食品114的左側(cè)的表面附近。保持此構(gòu)型直至食品114的左側(cè)達(dá)到稍低于212 溫度。接下來(lái)，空氣調(diào)節(jié)蓋125如圖4B中圖示地定位，導(dǎo)致空氣沖擊的凈能量大體集中在食品114的中間。當(dāng)食品114的中部的表面達(dá)到稍低于212下的溫度時(shí)，這時(shí)空氣調(diào)節(jié)蓋125如圖4C中圖示地進(jìn)一步向右旋轉(zhuǎn)地滑動(dòng)，導(dǎo)致空氣沖擊的凈能量集中在食品114的右側(cè)表面附近。保持此構(gòu)型直至食品114右側(cè)表面的溫度達(dá)到稍低于 212下的溫度。同時(shí)，之前傳遞至食品114的左側(cè)表面和中部表面的熱能向下散播至表面以下以加熱食品114的內(nèi)部質(zhì)量。以上空氣調(diào)節(jié)步驟可以在時(shí)間上周期性重復(fù)，直至烹飪室 101內(nèi)的食品114的內(nèi)部溫度達(dá)到所需水平。通過(guò)保持食品113的表面不同部分的溫度稍低于212下并且允許它們將傳遞的熱能在不同時(shí)間交替地散播至食品的內(nèi)部質(zhì)量，可以使從食品表面至水蒸氣的熱能損失減至最小，由此使從空氣沖擊至食品的熱傳遞效率最佳。如將要在下文描述的，這也可以結(jié)合微波調(diào)節(jié)來(lái)完成。此外，如圖1中圖示并在上文描述的噴嘴108、109和用于控制每個(gè)噴嘴的流動(dòng)速率的空氣調(diào)節(jié)蓋125的構(gòu)型可以結(jié)合回氣排出孔115、116操作以便對(duì)支撐件112底部下方的空氣流進(jìn)行如下調(diào)節(jié)。例如，空氣調(diào)節(jié)蓋125可以與分別用于左回氣排出孔115和右回氣排出孔116的門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉同步地操作。當(dāng)空氣調(diào)節(jié)蓋125如圖4A中圖示的定位使得空氣沖擊僅從右噴嘴109朝向烹飪室101的左半部時(shí)，與支撐件12右側(cè)周?chē)淖钌倭康目諝饬飨啾?，結(jié)果空氣流集中在支撐件112左側(cè)周?chē)?。通過(guò)保持回氣排出孔115的門(mén)關(guān)閉而右回氣排出孔116打開(kāi)，來(lái)自支撐件112的左側(cè)周?chē)目諝饬骷斜黄仍谥渭?12的全部水平寬度下方從左端向右端流動(dòng)，并通過(guò)右回氣排出孔116排出。另一方面，當(dāng)空氣調(diào)節(jié)蓋125如圖4C中圖示的定位使得空氣沖擊僅從左噴嘴108朝向烹飪室101的右半部時(shí)， 與支撐件左側(cè)周?chē)淖钌倭靠諝饬飨啾?，結(jié)果空氣流集中在支撐件112的右側(cè)周?chē)?。通過(guò)保持右回氣排出孔116的門(mén)關(guān)閉而左回氣排出孔115打開(kāi)，來(lái)自支撐件112的右側(cè)周?chē)目諝饬骷斜黄仍谥渭?12的全部水平寬度下方從右端向左端流動(dòng)，并通過(guò)左回氣排出孔115排出。通過(guò)這種方式，空氣調(diào)節(jié)蓋125和用于打開(kāi)和關(guān)閉回氣排出孔115、116的門(mén)的控制器可以調(diào)節(jié)支撐件112下方的回氣流的方向，由此使返回回氣集氣室119、120的空氣的使用最大化，促進(jìn)向支撐件112的底部(因此向放置在支撐件112上的食品114的底部)的熱傳遞，由此進(jìn)一步優(yōu)化爐100的烹飪效率。在本發(fā)明的替代性實(shí)施方式中，爐100 可以進(jìn)一步包括用于向支撐件112底部提供附加的熱空氣流或空氣沖擊以進(jìn)一步改進(jìn)爐 100的烹飪效率的另一組噴嘴。噴嘴108、109鑒于使向烹飪室101內(nèi)的空氣沖擊、更重要地使?fàn)t100的整體烹飪效率最優(yōu)而進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于這點(diǎn)，在噴嘴108、109的設(shè)計(jì)中可以考慮多種因素。如在背景技術(shù)部分中指出的，空氣羽流或熱空氣柱的橫截面與噴嘴排出小孔118越遠(yuǎn)，其直徑/橫截面面積就變得越大，造成空氣沖擊效率的減小?？諝庥鹆鞯倪@種膨脹可以通過(guò)增加流自噴嘴的熱空氣的速度(或噴嘴流動(dòng)速率)來(lái)減小，這可以通過(guò)噴嘴108、109的形狀和尺寸的適當(dāng)配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，增加噴嘴的高度可以促進(jìn)流經(jīng)噴嘴的空氣的速度的增加。
然而，噴嘴的流動(dòng)速率可能受到熱空氣送風(fēng)機(jī)203的容量、尺寸和/或功率要求的限制。此外，盡管?chē)娮斓牧鲃?dòng)速率的增加可以改進(jìn)空氣沖擊的效率，但其要被如在背景技術(shù)部分中討論的成斑點(diǎn)問(wèn)題的影響，以及由于快速移動(dòng)的熱空氣而對(duì)食品114、特別是其視覺(jué)外觀的可能損壞的影響來(lái)平衡。此外，增加噴嘴108、109的高度以增加其流動(dòng)速率的需求要被將爐100的高度、因而將尺寸保持為最小以使其整體烹飪和操作效率最佳的需要來(lái)平衡。當(dāng)考慮這些因素時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)食品114距離噴嘴排出小孔4至12英寸之間時(shí)，可以通過(guò)具有約3英寸的高度的噴嘴108、109以及大致為25英里/小時(shí)的噴嘴排出小孔處的空氣速度獲得空氣沖擊的最佳效率和最佳烹飪效率。還發(fā)現(xiàn)，空氣羽流或空氣沖擊的有效長(zhǎng)度一般隨著噴嘴入口小孔117的面積與噴嘴排出小孔118的面積的比值的增加而增加。因此，當(dāng)優(yōu)化空氣沖擊的效率和爐100的整體烹飪效率時(shí)需要考慮該比值。對(duì)于具有3英寸高度的噴嘴，發(fā)現(xiàn)噴嘴入口小孔117面積與噴嘴排出小孔118面積的最佳比大致為4 1。盡管大于此最佳比的比值仍導(dǎo)致空氣羽流的有效長(zhǎng)度更大，但該比值的任何額外增加都似乎會(huì)導(dǎo)致減小的回流(return)。在本發(fā)明的至少一個(gè)替代性實(shí)施方式中，代替如例如圖3中示出的一排噴嘴109， 如圖6B中示出的管可以用來(lái)向爐的烹飪室提供熱空氣流或沖擊。圖6A和圖6B分別圖示了組裝前后該管的一個(gè)可能的示例。圖6A示出了用于管體的部件608和609以及一個(gè)或多個(gè)板條(slat)或間隔板(spaCer)610。這些部件可以由薄板金屬制成。圖6B示出了這些部件組裝在一起之后的管600。每個(gè)管均具有管入口 601和管出口 602，管入口 601聯(lián)接至爐的空氣管道和/或空氣入口殼體以接收加熱氣體，管出口 602聯(lián)接至爐的烹飪室以便以熱空氣羽流陣列的形式向烹飪室內(nèi)提供加熱空氣。圖6B的管600可以是提供大致類(lèi)似的性能的對(duì)一排噴嘴的較便宜的替代物。在此示例性實(shí)施方式中，管600可以是倒置截錐三角形棱柱的形狀，其中管入口 601對(duì)應(yīng)于棱柱的基部，而管出口 602對(duì)應(yīng)于棱柱的截錐頂部。如圖6B中示出的，管入口 601以?xún)?yōu)化為形成被加熱氣體的密集(tight)羽流的比例大于管出口 602。優(yōu)選地，管600 的尺寸設(shè)計(jì)為優(yōu)化加熱氣體的羽流陣列的形成，進(jìn)而優(yōu)化烹飪爐的性能。管的長(zhǎng)度優(yōu)選地足夠長(zhǎng)以建立羽流形式的被加熱氣體的定向流動(dòng)，但不要過(guò)長(zhǎng)而使烹飪爐的高度受到成本和尺寸因素方面的抵制。每個(gè)管均優(yōu)選地足夠?qū)捯员銓⒆銐蝮w積的受熱氣體引入烹飪室而快速烹飪烹飪爐內(nèi)的食品。同時(shí)，管出口 62優(yōu)選地是窄的以便于密集羽流的形成。圖6B 中圖示的管600是考慮了這些上述考慮的示例性實(shí)施方式。與諸如由圖3中示出的一排噴嘴109產(chǎn)生的柱的具有一排圓形橫截面的加熱空氣柱不同，由圖6B中的管600產(chǎn)生的羽流陣列是具有矩形橫截面的移動(dòng)加熱氣體的扁平帶(Planar band)，其沿著一個(gè)方向大致是窄的而沿著垂直方向大致是寬的。如圖6A和圖6B中示出的，板條或間隔板610可以放置在管600的內(nèi)部，平行地均勻間隔開(kāi)。間隔板610用于防止烹飪室中的微波能量進(jìn)入管600。為此，間隔板610優(yōu)選地小于1.2英寸地相互間隔開(kāi)。圖6A和圖6B示出每個(gè)間隔件610均可以從管出口 602延伸至管入口 601。在替代性實(shí)施方式中，每個(gè)間隔板610均可以從管出口 602向內(nèi)延伸例如僅約半英寸。盡管兩個(gè)示例均用來(lái)基本防止微波進(jìn)入管600，但似乎如圖6A和圖6B中示出的從管出口 602延伸至管入口 601的較長(zhǎng)形式的間隔板610與較短形式的間隔板相比能夠使沿著管寬度的熱空氣流均勻。
與圖1所示空氣調(diào)節(jié)蓋125相類(lèi)似，如圖6C中示出的翼板(flap)603可以用來(lái)通過(guò)覆蓋和打開(kāi)管入口 601而控制通過(guò)管600的空氣流。翼板603可以通過(guò)桿臂605而移動(dòng)以打開(kāi)和關(guān)閉管600，桿臂605則可以由電磁閥604驅(qū)動(dòng)。圖6C示出了處于打開(kāi)位置的翼板603，圖6D示出了處于關(guān)閉位置的翼板603?？梢栽O(shè)置支架606以保持電磁閥604和桿臂605。優(yōu)選地，支架606設(shè)計(jì)為使從爐集氣室向電磁閥604的熱傳遞最小化。如圖6D中示出的，翼板603優(yōu)選地具有大致百葉窗式邊緣610或其他裝置以便在關(guān)閉時(shí)使通過(guò)翼板的任何空氣泄漏最小化。在未在任何圖中示出的替代性實(shí)施方式中，翼板的打開(kāi)和關(guān)閉可以由一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在另一替代性實(shí)施方式中，帶有兩個(gè)管的爐可以具有驅(qū)動(dòng)用于兩個(gè)管的兩個(gè)翼板的一個(gè)馬達(dá)。該馬達(dá)可以構(gòu)造為打開(kāi)用于一個(gè)管的翼板，同時(shí)保持另一管關(guān)閉，從而允許兩個(gè)管之間交替打開(kāi)和關(guān)閉。對(duì)于具有底部空氣集氣室(一部分加熱空氣可以通過(guò)其分流至烹飪室的底部)的烹飪爐，翼板603還可以用作阻尼閥或底部空氣分流器。通過(guò)控制翼板603的打開(kāi)程度以便讓加熱空氣通過(guò)管600進(jìn)入，可以同時(shí)控制被分流至底部空氣集氣室的加熱空氣的量。往回參照?qǐng)D6C，管600穿透烹飪室頂部的周?chē)鷧^(qū)域607優(yōu)選被緊密地密封以防止向烹飪室內(nèi)的任何空氣泄漏。將管600結(jié)合為熱空氣沖擊裝置的本發(fā)明的示例性實(shí)施方式可以進(jìn)一步包括回氣開(kāi)口以允許來(lái)自由管600產(chǎn)生的羽流陣列的氣體從烹飪室返回空氣管道。這種回氣開(kāi)口的一個(gè)示例是圖1中示出的回氣排出孔115、116。另一示例是一個(gè)或多個(gè)矩形開(kāi)口。優(yōu)選地，回氣開(kāi)口大致在羽流陣列的方向與烹飪室壁的交點(diǎn)處定位或沿著該交點(diǎn)定位。在此構(gòu)型中，來(lái)自由管600產(chǎn)生的羽流陣列的加熱空氣將以一定角度撞擊食品，朝向其邊緣和支撐件的邊緣被抽吸經(jīng)過(guò)食品的表面，之后最終被吸向回氣開(kāi)口。發(fā)現(xiàn)，此構(gòu)型進(jìn)一步改進(jìn)了加熱空氣與食品之間的熱傳遞。往回參照?qǐng)D1和圖2，并且現(xiàn)在轉(zhuǎn)向本發(fā)明的微波烹飪特征，除了空氣循環(huán)和沖擊裝置以外，混合型爐100還包括一對(duì)微波諧振器104和105，所述一對(duì)微波諧振器104和105 分別定位在烹飪室101的相反上角處，以便向烹飪室101內(nèi)發(fā)射分別由磁控管102和103產(chǎn)生的微波能量。微波諧振器104和105可以是諸如開(kāi)槽波導(dǎo)的波導(dǎo)形式。盡管根據(jù)圖1中的示例性實(shí)施方式的爐100使用兩個(gè)磁控管102和103，但是本發(fā)明沒(méi)有必要受到產(chǎn)生由微波諧振器104和105引導(dǎo)并發(fā)射至烹飪室101的微波能量的磁控管數(shù)量的限制。此外，根據(jù)爐的支撐件和烹飪室的物理構(gòu)型，可以從多種可能的選擇中選擇微波諧振器的位置。例如，在替代性實(shí)施方式中，一對(duì)微波諧振器可以分別定位在烹飪室的相反底角處。在又一替代性實(shí)施方式中，一對(duì)微波諧振器可以分別定位在烹飪室側(cè)壁的上部和下部，以便從側(cè)面向由諸如烤肉叉的豎直定位的支撐件固定的食品施加微波能量。每個(gè)微波諧振器104、105均可以包括上諧振器130、132和下諧振器131、133，上諧振器130、132聯(lián)接至相應(yīng)磁控管102、103以接收來(lái)自其中的微波，下諧振器131、133聯(lián)接至烹飪室101。上諧振器130、132起到與相應(yīng)磁控管102、103匹配并且將來(lái)自其中的微波能量引導(dǎo)至下諧振器131、133的作用。下諧振器131、133起到使上諧振器130、132匹配至烹飪室101并且將來(lái)自130、132的微波能量發(fā)射至烹飪室101內(nèi)的作用。下諧振器131、 133向烹飪室101內(nèi)的開(kāi)口可以被由石英制成的蓋覆蓋，使得從下諧振器經(jīng)由蓋傳遞的微波輻射可以變得極化。發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下諧振器131、133的豎直高度等于自由空間內(nèi)的微波波長(zhǎng)的1/4(大約1. 2英寸)而下諧振器131、133的至少一個(gè)水平寬度等于上諧振器130、132 內(nèi)的駐波微波的波長(zhǎng)(例如基于上諧振器的適當(dāng)尺寸約為6. 2英寸)時(shí)，可以獲得最佳微波效率。圖7A、圖7B和圖7C中示出了微波諧振器的另一示例性構(gòu)型。圖7A是微波諧振器 700的側(cè)視圖；圖7B是微波諧振器700的仰視平面圖；而圖7C是微波諧振器700的部件的側(cè)視立體圖。微波諧振器700的構(gòu)型設(shè)計(jì)為優(yōu)化微波-熱能轉(zhuǎn)換效率。微波諧振器700包括上諧振器701和兩個(gè)饋電喇叭(feedhorn)702和703形式的下諧振器，上諧振器701聯(lián)接至磁控管，而下諧振器帶有通向爐烹飪室的開(kāi)口。如圖7C中示出的，每個(gè)饋電喇叭702均為截錐矩形棱椎的形狀，其截錐頂部形成頂部矩形開(kāi)孔(aperture) 704，而棱錐的基部形成饋電喇叭702的底部矩形開(kāi)孔705。頂部開(kāi)孔704對(duì)上諧振器701的腔體(cavity)敞開(kāi)，底部開(kāi)孔705對(duì)烹飪室敞開(kāi)。頂部開(kāi)孔的大小小于底部開(kāi)孔的大小，其尺寸和比例以及饋電喇叭702、703的高度可以調(diào)節(jié)為優(yōu)化微波效率。圖7B示出聯(lián)接至上諧振器701的兩個(gè)饋電喇叭702和703設(shè)置為大致平行，但沿對(duì)角線(xiàn)相互偏移。還可能存在可以進(jìn)一步優(yōu)化微波效率的兩個(gè)饋電喇叭702和703的其他替代性裝置。往回參照?qǐng)D1和圖2，所述一對(duì)微波諧振器104和105、具體是其各自的下諧振器 131和133適于沿著如來(lái)自下諧振器131和133的虛線(xiàn)指示的相應(yīng)大體方向121和122引導(dǎo)微波輻射和能量。這些方向121和122相對(duì)于烹飪室101的豎直軸線(xiàn)(或支撐件112的水平平面)成一定角度，并且在距支撐件112 —定距離的點(diǎn)1 處相交，點(diǎn)1 優(yōu)選地在支撐件112的左側(cè)與右側(cè)之間的中點(diǎn)豎直上方。爐100可以構(gòu)造為使此微波交點(diǎn)129出現(xiàn)在放置在支撐件112上的任意食品114的上表面上方。在微波諧振器分別定位在烹飪室的相反底角處的替代性實(shí)施方式中，微波交點(diǎn)可以位于支撐件下方一定距離處。在微波諧振器定位在烹飪室側(cè)壁上的又一替代性實(shí)施方式中，微波交點(diǎn)可以位于與豎直定位的支撐件的豎直中點(diǎn)相距一定水平距離處。如由方向121指示的，烹飪室101的左上角處的微波諧振器104可以適于向烹飪室101的右半部、優(yōu)選地向支撐件112的右側(cè)附近的大體區(qū)域引導(dǎo)微波輻射。在如圖1中看到的鏡像對(duì)稱(chēng)中，烹飪室101的右上角處的微波諧振器105適于如由大體方向122指示地向烹飪室101的左半部、優(yōu)選地向支撐件112左側(cè)附近的大體區(qū)域引導(dǎo)微波輻射。因此， 左微波諧振器104和右微波諧振器105構(gòu)造為將相應(yīng)的微波能量大體引導(dǎo)至放置在支撐件 112上的食品114的相反部分。應(yīng)當(dāng)理解，來(lái)自微波諧振器104和105的相應(yīng)微波能量大體所指向的支撐件112的“左側(cè)”和“右側(cè)”可以對(duì)應(yīng)于放置在支撐件上或由支撐件保持的食品的任何相反部分。還可能根據(jù)支撐件和烹飪室的物理構(gòu)型而存在對(duì)支撐件的“左側(cè)”和 “右側(cè)”的多種可能的選擇。方向121和122相對(duì)于烹飪室101的豎直軸線(xiàn)所形成的角度由來(lái)自微波諧振器 104和105的相應(yīng)微波輻射所對(duì)準(zhǔn)的位置確定。作為示例，圖1示出了微波方向121和122 相對(duì)于烹飪室101的豎直軸線(xiàn)形成大致45°角，并且以大致為90°的角度在交點(diǎn)1 處相遇。然而，這些角度可以根據(jù)烹飪室101和支撐件112的尺寸以及微波諧振器104和105 的相對(duì)位置而變化。
爐100可以進(jìn)一步包括微波調(diào)節(jié)器(圖中未示出)，該微波調(diào)節(jié)器用于控制來(lái)自每個(gè)微波諧振器104和105并且進(jìn)入烹飪室101內(nèi)的微波輻射及其能量的量。微波調(diào)節(jié)可以通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)。微波調(diào)節(jié)的一個(gè)示例可以簡(jiǎn)單地通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉向每個(gè)磁控管102和 103的供電(手動(dòng)地或者通過(guò)某種適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)控制裝置)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在另一示例中，微波調(diào)節(jié)可以借助于能夠以可控方式改變施加至每個(gè)磁控管102和103的電壓的電壓調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。具有自動(dòng)控制裝置的微波調(diào)節(jié)器可以促進(jìn)施加至每個(gè)磁控管102和103的功率或電壓的周期性變化，由此產(chǎn)生從每個(gè)微波諧振器104和105輻射出的微波能量的在時(shí)間上的周期性調(diào)節(jié)(例如正弦調(diào)節(jié)、周期性階梯函數(shù)調(diào)節(jié)等)。通過(guò)在左磁控管102和右磁控管103 之間周期性地交替，微波調(diào)節(jié)器可以從具有相同振幅和周期但相位相差180°的左微波諧振器104和右微波諧振器105提供微波能量中的周期性調(diào)節(jié)。此外，通過(guò)使由左磁控管102 和右磁控管103兩者產(chǎn)生的總微波能量保持恒定(例如通過(guò)在一個(gè)磁控管打開(kāi)時(shí)關(guān)閉另一個(gè)磁控管，或者通過(guò)提供提供給具有相同振幅和周期但相位相差180°的磁控管102和103 的電壓中的周期性調(diào)節(jié))，來(lái)自左微波諧振器104和右微波諧振器105兩者的周期性調(diào)節(jié)的微波能量的總和同樣保持恒定。圖1和圖2中圖示的微波諧振器104和105連同上文描述的微波調(diào)節(jié)器的構(gòu)型可以操作為以如下示例性方式導(dǎo)致施加至放置在烹飪室101內(nèi)的支撐件112上的食品114的凈微波能量的與時(shí)間相關(guān)的空間變化。往回參照?qǐng)D1，在預(yù)定的時(shí)期內(nèi)，微波調(diào)節(jié)器僅打開(kāi)左磁控管102同時(shí)保持右磁控管103關(guān)閉，由此允許微波能量?jī)H從左微波諧振器104輻射。 如由來(lái)自左微波諧振器104的微波輻射的大體方向121指示的，此構(gòu)型導(dǎo)致凈微波能量集中在烹飪室101的右半部的區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選地在支撐件112的右側(cè)附近的大體區(qū)域內(nèi)。在此時(shí)期之后，微波調(diào)節(jié)器保持左磁控管102和右磁控管103兩者打開(kāi)另一預(yù)定時(shí)期，由此允許左微波諧振器104和右微波諧振器105兩者向烹飪室內(nèi)輻射微波能量。發(fā)現(xiàn)，一般地，從左微波諧振器102和右微波諧振器103兩者輻射的微波相互不干涉而抵消凈微波能量。因此，觀察到在此結(jié)構(gòu)中，凈微波能量在很大程度上集中在支撐件112的中部， 優(yōu)選地集中在支撐件112的左側(cè)和右側(cè)之間的中點(diǎn)周?chē)拇篌w區(qū)域，優(yōu)選地集中在置于烹飪室101內(nèi)的支撐件112上的食品114的中心。接下來(lái)，在又一預(yù)定時(shí)期內(nèi)，微波調(diào)節(jié)器保持右磁控管103打開(kāi)，同時(shí)保持左磁控管102斷開(kāi)電源，由此僅允許右微波諧振器105向烹飪室101內(nèi)輻射微波能量。如來(lái)自右微波諧振器105的微波輻射的大體方向122指示的，此構(gòu)型導(dǎo)致凈微波能量集中在烹飪室 101的左半部的區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選地集中在支撐件112的左側(cè)附近的大體區(qū)域內(nèi)。通過(guò)此方式，從左微波諧振器104和右微波諧振器105輻射的凈微波能量的集中可以以可控方式隨著時(shí)間推移從右向左“掃過(guò)”在烹飪室101內(nèi)的食品114，反之亦然，由此促進(jìn)了從微波輻射向食品的熱能傳遞的均勻水平分布，并且進(jìn)一步改進(jìn)了爐100的微波效率和整體烹飪效率。此外，與基于微波的常規(guī)高速烹飪爐相比，凈微波能量的此選擇性指向性幫助減少了至烹飪室101的壁或其他空間的微波輻射損失，由此優(yōu)化爐100的微波效率和總體烹飪效率。提供凈微波能量的與時(shí)間相關(guān)的空間變化的能力還可以應(yīng)用于克服或減輕如在背景技術(shù)部分中描述的由在212下的溫度下開(kāi)始的水蒸氣從食品帶走熱能而產(chǎn)生的低效。 例如，參照?qǐng)D1，微波調(diào)節(jié)器首先保持左磁控管102打開(kāi)，同時(shí)保持右磁控管103關(guān)閉，使得凈微波能量集中在食品114右側(cè)附近。保持此構(gòu)型直至食品114的右側(cè)達(dá)到稍低于212 T 的溫度。接下來(lái)，微波調(diào)節(jié)器保持左磁控管102和右磁控管103均打開(kāi)，導(dǎo)致凈微波能量基本集中在食品114的中間。當(dāng)食品114的中部達(dá)到稍低于212 °F的溫度時(shí)，這時(shí)微波調(diào)節(jié)器關(guān)閉左磁控管102，同時(shí)保持右磁控管103打開(kāi)，從而導(dǎo)致凈微波能量集中在食品114的左側(cè)附近。保持此構(gòu)型直至食品114左側(cè)的溫度達(dá)到稍低于212下的溫度。同時(shí)，之前傳遞至食品114右側(cè)和中部的熱能散播至食品114的整個(gè)內(nèi)部質(zhì)量。以上微波調(diào)節(jié)步驟可以在時(shí)間上周期性重復(fù)，直至烹飪室101內(nèi)的食品114的內(nèi)部溫度達(dá)到所需水平。通過(guò)保持食品113的表面不同部分的溫度稍低于212 且允許它們將傳遞的熱能在不同時(shí)刻交替散播至食品的內(nèi)部質(zhì)量，可以使從食品表面至水蒸氣的熱能損失最小化，由此可以?xún)?yōu)化從微波能量向食品的熱傳遞效率。在本發(fā)明的情況下，爐100的操作設(shè)定可以包括左噴嘴108和右噴嘴109的打開(kāi)和關(guān)閉配置以及左磁控管102和右磁控管103的打開(kāi)和關(guān)閉配置的各種可能的組合及序列。此外，用于控制空氣沖擊(例如圖1中可移動(dòng)空氣調(diào)節(jié)蓋125的形式)的空氣調(diào)節(jié)器和用于控制微波輻射的微波調(diào)節(jié)器的操作可以相互協(xié)調(diào)和同步以達(dá)到所需熱傳遞效果。在一個(gè)可能的構(gòu)型中，空氣調(diào)節(jié)器和微波調(diào)節(jié)器可以以如下示例性方式協(xié)調(diào)地(in phase)操作。參照?qǐng)D1，在預(yù)定時(shí)期內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)蓋125定位為保持右噴嘴109打開(kāi)而左噴嘴108關(guān)閉(如圖4A中圖示的)，同時(shí)微波調(diào)節(jié)器保持右磁控管103打開(kāi)而左磁控管102關(guān)閉。在下一個(gè)預(yù)定時(shí)期內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)蓋125定位為保持右噴嘴109和左噴嘴108均打開(kāi)(如圖4B 中圖示的)，同時(shí)微波調(diào)節(jié)器保持右磁控管103和左磁控管102均打開(kāi)。在第三個(gè)預(yù)定時(shí)期內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)蓋125定位為保持左噴嘴108打開(kāi)而右噴嘴109關(guān)閉(如圖4C中圖示的)，同時(shí)微波調(diào)節(jié)器保持左磁控管102打開(kāi)而右磁控管103關(guān)閉。結(jié)果，在時(shí)間上，凈空氣沖擊和微波能量從一側(cè)向另一側(cè)“掃過(guò)”食品114的效果相互協(xié)調(diào)并因此被放大。另一方面，由于通過(guò)空氣沖擊和微波加熱進(jìn)行的加熱導(dǎo)致食品114上的不同類(lèi)型的撞擊，可能反而需要使空氣調(diào)節(jié)器和微波調(diào)節(jié)器不協(xié)調(diào)地操作以避免空氣沖擊和微波能量?jī)烧咄瑫r(shí)加熱烹飪室101內(nèi)的食品114的同一部分或同一側(cè)。為了圖示空氣調(diào)節(jié)器和微波調(diào)節(jié)器進(jìn)行的一個(gè)示例性不協(xié)調(diào)操作，使用能夠同時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉左噴嘴108和右噴嘴 109兩者的替代性實(shí)施方式。在第一預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)器保持右噴嘴109打開(kāi)而左噴嘴108關(guān)閉，同時(shí)微波調(diào)節(jié)器保持左磁控管102打開(kāi)而右磁控管103關(guān)閉。在下一個(gè)預(yù)定時(shí)期內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)器保持右噴嘴109和左噴嘴108均關(guān)閉，而微波調(diào)節(jié)器保持右磁控管 103和左磁控管102均打開(kāi)。在第三預(yù)定時(shí)期內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)器保持左噴嘴108打開(kāi)而右噴嘴 109關(guān)閉，同時(shí)微波調(diào)節(jié)器保持右磁控管103打開(kāi)而左磁控管102關(guān)閉。在第四預(yù)定時(shí)期內(nèi)，與第一預(yù)定時(shí)期內(nèi)相同，空氣調(diào)節(jié)器保持右噴嘴109打開(kāi)而左噴嘴108關(guān)閉，同時(shí)微波調(diào)節(jié)器保持左磁控管102打開(kāi)而右磁控管103關(guān)閉。在第五預(yù)定時(shí)期內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)器保持右噴嘴109和左噴嘴108均打開(kāi)，同時(shí)微波調(diào)節(jié)器保持右磁控管103和左磁控管102均關(guān)閉。在一個(gè)循環(huán)的第六和最后預(yù)定時(shí)期內(nèi)，與在第三預(yù)定時(shí)期內(nèi)相同，空氣調(diào)節(jié)器保持左噴嘴108打開(kāi)而右噴嘴109關(guān)閉，同時(shí)微波調(diào)節(jié)器保持右磁控管103打開(kāi)而左磁控管102關(guān)閉。由于空氣調(diào)節(jié)器和微波調(diào)節(jié)器的此不協(xié)調(diào)操作，不存在空氣沖擊和微波能量?jī)烧咄瑫r(shí)加熱食品114的同一部分或同一側(cè)?；旌闲蜖t100的其他特征還鑒于優(yōu)化微波效率(即，使引導(dǎo)至食品114的微波能量的量最大化以及使向腔體、集氣室、磁控管等損失的或從食品114輻射的微波能量的量最小化)進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，噴嘴排出小孔118的直徑的尺寸設(shè)定為防止微波能量進(jìn)入噴嘴并且由此變得消散而非施加至食品114。發(fā)現(xiàn)，噴嘴排出小孔118的大約0. 75英寸的直徑能夠防止微波能量進(jìn)入噴嘴，由此優(yōu)化爐100內(nèi)的微波效率。支撐件112可以適于在其中心繞豎直軸線(xiàn)135旋轉(zhuǎn)。支撐件112的這種旋轉(zhuǎn)幫助減輕微波熱能分布中水平不均勻的問(wèn)題。此外，爐100可以進(jìn)一步包括提升機(jī)或提升機(jī)構(gòu)以控制支撐件112相對(duì)于烹飪室101的頂部和底部的高度。作為示例，圖1示出沿著軸線(xiàn) 135豎直提升至較高位置113的支撐件112。這可以或者手動(dòng)地或者借助于適當(dāng)?shù)臋C(jī)-電控制裝置實(shí)現(xiàn)。支撐件112的高度的這種調(diào)節(jié)可以用于減輕微波熱能分布中豎直不均勻的問(wèn)題。最佳微波效率還可以通過(guò)使烹飪室101的大小與微波載荷相匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)， 最佳匹配可以通過(guò)使烹飪室101的豎直高度、水平寬度和深度(如圖1中示出的)中優(yōu)選為所有項(xiàng)、但至少為其中一項(xiàng)的尺寸設(shè)定為微波波長(zhǎng)(在自由空間中為大約4. 82英寸)的整數(shù)倍來(lái)實(shí)現(xiàn)。烹飪室101的這種尺寸有助于容納烹飪室101內(nèi)的駐波微波，由此使烹飪室壁處的微波反射以及所產(chǎn)生的向腔體、集氣室、磁控管等的微波能量損失最小。因此，為了優(yōu)化微波效率，爐100的烹飪室101的豎直高度、水平寬度和深度中優(yōu)選為所有項(xiàng)、但至少為其中一項(xiàng)的尺寸設(shè)定為微波波長(zhǎng)的整數(shù)倍，或者從4. 82英寸、9. 64英寸、14. 46英寸、 19. 28英寸、24. 10英寸等中的一個(gè)選擇。本發(fā)明適應(yīng)于各種大小和容量的烹飪爐。圖8A、圖8B、圖8C、圖8D和圖8E圖示了基于熱空氣沖擊和微波的組合的混合型烹飪爐的示例性小型變體的各種局部圖；圖9A、圖 9B和圖9C圖示了在許多方面類(lèi)似于圖1至圖3中示出的實(shí)施例的示例性中等變體的各種局部圖；而圖10A、圖IOB和圖IOC圖示了示例性大型變體的各種局部圖。這些圖僅是基于各種局部圖的示意性圖示而無(wú)意于是完整的或反映爐或其部件的精確尺寸、比例或相對(duì)比例，或其完整工程規(guī)格，這對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。此外，盡管這些圖示出了為了示例目的而暴露于外側(cè)的各種內(nèi)部爐部件，但這些爐的商用變體將最可能具有出于安全、美觀或其他原因包圍這些部件的殼體。此外，盡管本發(fā)明的這些示例型實(shí)施方式示出為將圖6B、圖6C和圖6D中示出的類(lèi)型的兩個(gè)管用作熱空氣沖擊裝置，而將圖7A、圖7B和圖7C中示出的類(lèi)型的一個(gè)或多個(gè)微波諧振器用作微波能量傳播器，但應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其他各種替代類(lèi)型和構(gòu)型代替它們?，F(xiàn)在參照?qǐng)D8A、圖8B和圖8C，其中圖示的是混合型烹飪爐800的示例性小變體。 圖8A是混合型爐800的正視立體圖，其門(mén)801打開(kāi)；圖8B是圖8A所示爐800的局部正視橫截面圖，出于圖示的原因取出了磁控管804和微波諧振器805的視圖；而圖8C是爐800 從左后方看到的立體圖。爐800包括烹飪室802，該烹飪室802適于容納支撐件803上的食品進(jìn)行烹飪?；旌闲团腼儬t800的示例性外部尺寸是14英寸寬、觀英寸深和22英寸高，而烹飪室802的示例性尺寸是9. 6英寸寬、12英寸深和9. 6英寸高。作為從烹飪室頂部提供熱空氣沖擊的裝置，爐800具有用于產(chǎn)生受熱氣體的羽流陣列并將其引入烹飪室802內(nèi)的兩個(gè)管806和807。如圖8B中示出的，這些管806和807 可以定位在烹飪室的頂部上。每個(gè)管806和807均包括管入口和管出口，管入口聯(lián)接至空氣入口殼體，而管出口聯(lián)接至烹飪室802。管806和807可以是圖6B、圖6C和圖6D中示出的類(lèi)型和構(gòu)型，并且可以進(jìn)一步包括如圖6B、圖6C和圖6D中示出的用于每個(gè)管的翼板，用于覆蓋和打開(kāi)管入口以控制流經(jīng)管806、807的加熱空氣流。電磁閥808和809可以用于驅(qū)動(dòng)翼板打開(kāi)和關(guān)閉。如上文指出的，支架813和814可以分別用于保持電磁閥808和809， 從而可以最小化從爐集氣室向電磁閥的熱傳遞。在此示例性實(shí)施方式中，用于兩個(gè)管806和807的管入口分別包圍在通過(guò)空氣管道812連接的單獨(dú)的空氣入口殼體810和811內(nèi)。管806和807構(gòu)造為分別以相對(duì)于支撐件表面小于90°的非零角度向支撐件803的大致相反部分引導(dǎo)其羽流陣列。在此構(gòu)型中， 來(lái)自管806和807的羽流陣列的方向在放置在支撐件803上的食品上方相互相交。爐800還包括位于烹飪室802兩側(cè)壁上的回氣開(kāi)口 815和816?；貧忾_(kāi)口 815優(yōu)選地大致定位在由管807產(chǎn)生的羽流陣列的方向與烹飪室802的側(cè)壁的交點(diǎn)處或沿著該交點(diǎn)定位。同樣地，回氣開(kāi)口 816優(yōu)選地大致定位在由管806產(chǎn)生的羽流陣列的方向與烹飪室802的側(cè)壁的交點(diǎn)處或沿著該交點(diǎn)定位?；貧忾_(kāi)口 815和816允許來(lái)自由管807和806 產(chǎn)生的羽流陣列的氣體從烹飪室802分別經(jīng)由回氣集氣室817和818以及一個(gè)或多個(gè)中間管道返回到空氣管道812?？諝夤艿?12允許從爐的其他零件至兩個(gè)空氣入口殼體810和811的氣體連通。 盡管未在圖中示出，但諸如并聯(lián)加熱線(xiàn)圈的熱能源可以聯(lián)接至空氣管道812或設(shè)置在空氣管道812內(nèi)以加熱設(shè)置在其中的空氣。爐800具有熱空氣送風(fēng)機(jī)819，該熱空氣送風(fēng)機(jī)819 用于使空氣在烹飪室802、回氣集氣室817和818、空氣管道812和空氣入口殼體810和811 之間循環(huán)。熱空氣送風(fēng)機(jī)819由送風(fēng)機(jī)馬達(dá)擬4驅(qū)動(dòng)，該送風(fēng)機(jī)馬達(dá)擬4可以是單速或者可變速的。爐800還具有在支撐件803下方大致定位在烹飪室802的底部處的底部空氣入口 820，以便將熱空氣流引導(dǎo)至支撐件803的下側(cè)。至底部空氣入口 820的此熱空氣由底部空氣入口集氣室821供給，該底部空氣入口集氣室821連接至空氣管道812并且分流來(lái)自空氣管道812的加熱空氣。在此爐800中，熱空氣送風(fēng)機(jī)819用于使受熱氣體不僅循環(huán)至烹飪室802的頂部上的空氣入口殼體810和811，還循環(huán)至烹飪室的底部下方的底部空氣入口集氣室821?；旌闲蜖t800還具有用于產(chǎn)生微波能量的一個(gè)磁控管804。磁控管804聯(lián)接至微波諧振器805，該微波諧振器805構(gòu)造為將微波能量從烹飪室的頂部徑直向下傳播至烹飪室802內(nèi)。微波諧振器805可以是圖7A、圖7B和圖7C中示出的類(lèi)型，并且可以包括上諧振器(圖8A和圖8C中示出)和作為下諧振器的兩個(gè)饋電喇叭(圖中未示出)，如圖8B中示出的，兩個(gè)饋電喇叭的底端分別穿過(guò)烹飪室的頂部上的兩個(gè)矩形開(kāi)孔822和823伸入到烹飪室802內(nèi)。替代性地，微波諧振器805可以是本領(lǐng)域中已知的任意其他波導(dǎo)。發(fā)明人已經(jīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)圖8A至圖8E中示出的實(shí)施方式的爐比現(xiàn)有技術(shù)高速烹飪爐更為高效。例如，現(xiàn)有技術(shù)高速烹飪爐(從220伏市電電源)吸收近似沈安培的最大電流，并且呈現(xiàn)出大約1.7千瓦/小時(shí)(在500下的內(nèi)部烹飪室溫度下)的待機(jī)能量損失(即當(dāng)爐處于空閑的非烹飪模式時(shí)其耗散的能量的量)。相比之下，發(fā)明人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，根據(jù)圖8A至圖8E中示出的實(shí)施方式的爐(從208至240伏的市電電源)吸取大約13. 5安培的最大量，并且在待機(jī)能量中僅耗散大約0. 9千瓦/小時(shí)。因此，此待機(jī)能量損失是現(xiàn)有技術(shù)高速烹飪爐耗散的能量的大約陽(yáng)％。
盡管此增加的效率的一部分歸因于根據(jù)圖8A、圖8B、圖8C、圖8D和圖8E中示出的實(shí)施方式制成的爐內(nèi)的烹飪室的較小尺寸，但發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的爐內(nèi)的各種集氣室(即空氣管道、空氣入口殼體、底部空氣入口集氣室、后集氣室和回氣集氣室)的具體布置是根據(jù)本發(fā)明制造的爐的改進(jìn)的烹飪效率的之前未被關(guān)注的方面。在現(xiàn)有技術(shù)爐中，烹飪室的至少一個(gè)側(cè)壁、通常為兩個(gè)側(cè)壁或者暴露于爐外表面(或許帶有設(shè)置在烹飪室的壁與爐外表面之間的絕熱物或微波波導(dǎo))，或者受到爐的控制。相反，根據(jù)實(shí)施方式的實(shí)施方式，烹飪室的每個(gè)壁均具有位于該壁與爐殼體之間的至少一個(gè)集氣室，因此烹飪室的每個(gè)壁都受熱。如圖8B中示出的，通過(guò)管806和807向烹飪室802內(nèi)提供受熱氣體(即空氣)的空氣入口殼體810和811坐落在烹飪室802頂上。烹飪室802頂部的唯一不被集氣室覆蓋的部分是接納微波諧振器805(見(jiàn)圖8C)的部分。雖然如此，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，微波諧振器805本身是顯著熱量的來(lái)源。因此，即使烹飪室802頂部的此部分不被集氣室覆蓋，其也受熱。如果微波諧振器805 位于爐800內(nèi)的其他位置，則本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以選擇使用任一個(gè)或兩個(gè)空氣入口殼體810和811來(lái)覆蓋烹飪室802頂部的此部分。每個(gè)空氣入口殼體810、811的一部分也設(shè)置為與烹飪室802的相應(yīng)側(cè)壁相鄰。在一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方式中，空氣入口殼體的此部分覆蓋側(cè)壁最上面的大約20%。包括底部空氣入口 820的烹飪室802的底部具有設(shè)置在底部空氣入口 820下方的底部空氣入口集氣室821。底部空氣入口集氣室821也通過(guò)底部空氣入口 820向烹飪室802 內(nèi)提供空氣。大致圍繞烹飪室802的集氣室的剩余部分用于使氣體(即空氣)從烹飪室返回到由爐800使用的一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)(例如圖8C中示出的熱空氣送風(fēng)機(jī)819)?；貧饧瘹馐?817設(shè)置為與烹飪室802的左側(cè)壁相鄰?；貧饧瘹馐?18設(shè)置為與跨過(guò)烹飪室802與左側(cè)壁相對(duì)的烹飪室802的右側(cè)壁相鄰。在一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方式中，每個(gè)回氣集氣室817、 818覆蓋烹飪室相應(yīng)側(cè)壁的下面的大約75%。因此，烹飪室802的每個(gè)側(cè)壁均存在不被空氣入口殼體810、811或回氣集氣室817、818覆蓋的小部分。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以選擇使用空氣入口殼體810、811、回氣集氣室817、818或某種其他的適當(dāng)集氣室來(lái)覆蓋烹飪室802的每個(gè)側(cè)壁的該小部分?；貧饧瘹馐?17、818使空氣從烹飪室802(分別經(jīng)由回氣開(kāi)口 815和816)返回后集氣室825。后集氣室825聚集來(lái)自回氣集氣室817、818的回氣并通過(guò)熱空氣送風(fēng)機(jī)819 將其饋送至空氣管道812 (見(jiàn)圖8C)，回氣再次從熱空氣送風(fēng)機(jī)819通過(guò)兩個(gè)路徑被提供至烹飪室802 (1)通過(guò)空氣入口集氣室810、811及其相應(yīng)的管806、807 ；和(2)通過(guò)底部空氣入口集氣室821和底部空氣入口 820。圖8F示出了在圖8A至圖8C中示出的實(shí)施方式中，用于通過(guò)底部空氣入口集氣室 821和底部空氣入口 820提供至烹飪室802內(nèi)的空氣的供給和回氣流動(dòng)路徑。如圖8A至圖8C和圖8F中示出的，空氣通過(guò)路徑828從空氣管道812被饋送至底部空氣入口集氣室 821，路徑828延伸經(jīng)過(guò)位于烹飪室802后面并與烹飪室802鄰接的供給集氣室829?？諝鈴呐腼兪?02沿著延伸經(jīng)過(guò)回氣開(kāi)口 815、回氣集氣室817和后集氣室825的路徑830返回送風(fēng)機(jī)819。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，空氣還沿著爐另一側(cè)上的延伸經(jīng)過(guò)回氣開(kāi)口 816 (未示出)、回氣集氣室818和后集氣室825的平行路徑831從烹飪室802返回至送風(fēng)機(jī) 819。圖8D、圖8E和圖8G示出了爐800的替代性實(shí)施方式。爐800的此實(shí)施方式與圖 8A至圖8C和圖8F中示出的實(shí)施方式基本相同，不同之處在于烹飪室802的頂部不以直角與每個(gè)側(cè)壁相遇。相反，在圖8D和圖8E中，烹飪室802的頂部和每個(gè)側(cè)壁共享斜角部分 826、827，各管806、807通過(guò)該斜角部分?jǐn)M6、827伸入到烹飪室802內(nèi)。與圖8A至圖8C中示出的爐800的實(shí)施方式類(lèi)似，圖8D和圖8E中示出的實(shí)施方式具有坐落在烹飪室802頂上的空氣入口殼體810、811。烹飪室802頂部的唯一不被集氣室覆蓋的部分是接納微波諧振器805的部分。每個(gè)空氣入口殼體810、811的一部分還設(shè)置為與烹飪室802相應(yīng)側(cè)壁相鄰。圖8G示出了在圖8D和圖8E中示出的實(shí)施方式中，用于通過(guò)底部空氣入口集氣室821和底部空氣入口 820提供至烹飪室802內(nèi)的空氣的供給和回氣流動(dòng)路徑。如圖8D、 圖8E和圖8G中示出的，空氣如果供給路徑832從空氣管道812饋送至底部空氣入口集氣室821，供給路徑832延伸經(jīng)過(guò)設(shè)置成與送風(fēng)機(jī)819相鄰但分離開(kāi)的豎直下垂物(drop) 833 的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，平行的供給路徑(未示出)延伸經(jīng)過(guò)位于爐另一側(cè)上的第二豎直下垂物833?？諝庋刂由旖?jīng)過(guò)回氣開(kāi)口 815、回氣集氣室817和位于烹飪室 802后面并與烹飪室802鄰接的空氣聚集集氣室835的路徑834從烹飪室802返回送風(fēng)機(jī) 819。(通過(guò)在烹飪室802后面并與烹飪室802鄰接地設(shè)置空氣聚集集氣室835，可以縮短爐長(zhǎng)度，使其能夠容易地裝配在已有臺(tái)面上)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，空氣還沿著爐另一側(cè)上的延伸經(jīng)過(guò)回氣開(kāi)口 816、回氣集氣室818和空氣聚集集氣室835的平行路徑 836從烹飪室802返回送風(fēng)機(jī)819。根據(jù)圖8A至圖8G中示出的本發(fā)明的實(shí)施方式，位于烹飪室802后面并與烹飪室 802鄰接的集氣室充滿(mǎn)熱空氣，這使烹飪室802與熱損失隔絕。無(wú)論集氣室是用來(lái)向底部集氣室821 (例如圖8F中示出的供給集氣室829)供給空氣還是用來(lái)聚集來(lái)自側(cè)部回氣集氣室817、818 (例如圖8F中示出的空氣聚集集氣室835)的空氣，均是如此。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，爐的各種集氣室設(shè)置為合在一起大致圍繞烹飪室 802。烹飪室802的每個(gè)壁均具有與之相鄰的集氣室。結(jié)果，借助于送風(fēng)機(jī)819提供至爐 800的氣體(例如空氣)在返回送風(fēng)機(jī)819之前通過(guò)集氣室從送風(fēng)機(jī)819流出烹飪室802 時(shí)接觸烹飪室802的頂部、底部、后壁和側(cè)壁中每一個(gè)的至少一部分。通過(guò)此方式，與烹飪室802的每個(gè)壁相鄰的集氣室的存在用于使烹飪室與熱空氣“隔絕”，由此增加爐800的烹飪效率?，F(xiàn)在參照?qǐng)D9A、圖9B和圖9C，其中圖示的是混合型烹飪爐900的示例性中等變體。此示例性實(shí)施方式在許多方面類(lèi)似于圖1至圖3中圖示的混合型爐100。圖9A是混合型爐900的正視立體圖；圖9B是圖9A所示爐900的局部正視橫截面圖，出于圖示的原因取出了磁控管930、931及其相關(guān)聯(lián)的微波諧振器932、933、934、935的視圖；而圖9C是從右后方看到的爐900的立體圖。爐900包括烹飪室902，該烹飪室902適于容納支撐件903上的食品進(jìn)行烹飪?；旌闲团腼儬t900的示例性外部尺寸為觀英寸寬、27英寸深和M英寸高，而烹飪室902的示例性尺寸是14. 4英寸寬、14. 4英寸深和10. 2英寸高。作為用于提供來(lái)自烹飪室頂部的熱空氣沖擊的裝置，爐900具有用于產(chǎn)生加熱空氣的羽流陣列并將羽流陣列引入烹飪室902的兩個(gè)管906和907。如圖9B中示出的，這些管906和907可以定位在烹飪室頂部上。每個(gè)管906和907均包括聯(lián)接至空氣入口殼體 910的管入口和聯(lián)接至烹飪室902的管出口。管906和907可以是圖6B、圖6C和圖6D中示出的類(lèi)型和構(gòu)型，并且可以進(jìn)一步分別包括用于覆蓋和打開(kāi)管入口以控制流經(jīng)管906和 907的加熱空氣流的翼板927和928。電磁閥908和909可以用于分別驅(qū)動(dòng)翼板927和928 打開(kāi)和關(guān)閉。如上文指出的，支架913和914可以分別用于保持電磁閥908和909，從而可以使從爐集氣室向電磁閥的熱傳遞最小化。在此示例性實(shí)施方式中，兩個(gè)管906和907的管入口均被包圍在單個(gè)空氣入口殼體910內(nèi)。管906和907構(gòu)造為分別相對(duì)于支撐件表面以小于90°的非零角度向支撐件 903的大致相反的部分引導(dǎo)其羽流陣列。在此構(gòu)型中，來(lái)自管906和907的羽流陣列的方向在放置在支撐件903上的食品上方相互相交。爐900還包括位于烹飪室902的兩側(cè)壁上的回氣開(kāi)口 915和916。回氣開(kāi)口 915 優(yōu)選地大致定位在由管907產(chǎn)生的羽流陣列的方向與烹飪室902的側(cè)壁的交點(diǎn)處或沿著該交點(diǎn)定位。同樣地，回氣開(kāi)口 916優(yōu)選地大致定位在由管906產(chǎn)生的羽流陣列的方向與烹飪室902的側(cè)壁的交點(diǎn)處或沿著該交點(diǎn)定位?；貧忾_(kāi)口 915和916允許來(lái)自由管907和906 產(chǎn)生的羽流陣列的氣體從烹飪室902分別通過(guò)回氣集氣室917和918返回空氣管道940。盡管圖中未示出，但諸如并聯(lián)加熱線(xiàn)圈的熱能源可以聯(lián)接至空氣管道940或設(shè)置在空氣管道940內(nèi)以加熱設(shè)置在其中的空氣。爐900具有熱空氣送風(fēng)機(jī)919，該熱空氣送風(fēng)機(jī)919用于使空氣在烹飪室902、回氣集氣室917和918、空氣管道940和空氣入口殼體 910之間循環(huán)。熱空氣送風(fēng)機(jī)919由送風(fēng)機(jī)馬達(dá)924(圖9C中未示出)驅(qū)動(dòng)，送風(fēng)機(jī)馬達(dá) 924可以是單速的或者可變速的。爐900還具有底部空氣入口 920，該底部空氣入口 920在支撐件903下方大致定位在烹飪室902底部，以便將熱空氣流引導(dǎo)至支撐件903的下側(cè)。至底部空氣入口 920的熱空氣由底部空氣入口集氣室921供給。在此爐900中，熱空氣送風(fēng)機(jī)919用于使加熱空氣不僅循環(huán)至烹飪室902頂部上的空氣入口殼體910，而且還循環(huán)至烹飪室底部下方的底部空氣入口集氣室921。來(lái)自熱空氣送風(fēng)機(jī)919的加熱空氣的一部分通過(guò)底部供氣管道912 被分流至底部空氣入口集氣室921?；旌闲蜖t900還具有用于產(chǎn)生微波能量以進(jìn)行微波烹飪的兩個(gè)磁控管930和931。 每個(gè)磁控管930和931均聯(lián)接至微波諧振器以便將微波能量傳播至烹飪室902內(nèi)。微波諧振器可以是圖7A、圖7B和圖7C中示出的類(lèi)型，并且可以包括上諧振器932、934和兩個(gè)饋電喇叭933、935形式的下諧振器，上諧振器932、934聯(lián)接至磁控管930、931，而下諧振器具有通向烹飪室902的開(kāi)口。替代性地，微波諧振器可以是本技術(shù)領(lǐng)域中已知的任意其他波導(dǎo)。圖9A示出了饋電喇叭933的底部開(kāi)孔936，該底部開(kāi)口 936用于將由磁控管930 產(chǎn)生并由上諧振器932引導(dǎo)的微波能量傳播從烹飪室902頂部的左上角基本向支撐件903 的右部引導(dǎo)。在如圖9A中示出的此示例性實(shí)施方式中，烹飪室902頂部的左上角的微波諧振器932、933和烹飪室902頂部的右上角的微波諧振器934、935構(gòu)造為分別引導(dǎo)微波能量，以便相對(duì)于支撐件表面以小于90°的非零角度大體向支撐件903的大致相反部分傳播微波能量。在此構(gòu)型中，來(lái)自微波諧振器的微波能量從兩側(cè)的傳播方向在與烹飪室902內(nèi)的支撐件相距一定距離處相互相交?，F(xiàn)在參照?qǐng)D10A、圖IOB和圖10C，其中圖示了混合型烹飪爐1000的示例性大型變體。圖IOA是混合型爐1000的正視立體圖，其門(mén)1001打開(kāi)；圖IOB是圖IOA所示爐1000 的局部正視橫截面圖，出于圖示的原因取出了磁控管1030、1031及其相關(guān)聯(lián)的微波諧振器 1032、1033、1034、1035的視圖；而圖IOC是從右后方看到的爐1000的立體圖。爐1000包括烹飪室1002，烹飪室1002適于容納支撐件1003上的食品以進(jìn)行烹飪。此示例性大型變體可以容納提升機(jī)形式的支撐件1003，或者用于支撐件1003的額外提升機(jī)構(gòu)，從而可以在爐 1000的操作過(guò)程中動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)支撐件1003的高度?；旌闲团腼儬t1000的示例性外部尺寸是30英寸寬J6英寸深和23英寸高，而烹飪室1002的示例性尺寸是16. 8英寸寬、16. 8英寸深和12. 6英寸高。作為從烹飪室頂部提供熱空氣沖擊的裝置，爐1000具有用于產(chǎn)生受熱氣體的羽流陣列并將其引入烹飪室1002的兩個(gè)管1006和1007。如圖IOB中示出的，這些管1006和 1007可以定位在烹飪室頂部上。每個(gè)管1006和1007均包括聯(lián)接至空氣入口殼體1010的管入口和聯(lián)接至烹飪室1002的管出口。管1006和1007可以是圖6B、圖6C和圖6D中示出的類(lèi)型和構(gòu)型，并且可以進(jìn)一步分別包括翼板1027和1028，該翼板1027和10 用于分別覆蓋和打開(kāi)管1006和1007的管入口以控制流經(jīng)管的加熱空氣流。電磁閥1008和1009可以用于分別驅(qū)動(dòng)翼板1027和10 打開(kāi)和關(guān)閉至管1006和1007的空氣入口。如上文指出的，支架1013和1014可以用于分別保持電磁閥1008和1009，從而可以使從爐集氣室向電磁閥的熱傳遞最小化。在此示例性實(shí)施方式中，用于兩個(gè)管1006和1007的管入口均被包圍在單個(gè)空氣入口殼體1010內(nèi)。管1006和1007構(gòu)造為分別將其羽流陣列相對(duì)于支撐件表面以小于90° 非零角度向支撐件1003的大致相反的部分引導(dǎo)。在此構(gòu)型中，來(lái)自管1006和1007的羽流陣列的方向在放置在支撐件1003上的食品上方相互相交。爐1000還包括位于烹飪室1002兩側(cè)壁上的回氣開(kāi)口 1015和1016?；貧忾_(kāi)口 1015 優(yōu)選地大致定位在由管1007產(chǎn)生的羽流陣列的方向與烹飪室1002的側(cè)壁的交點(diǎn)處或沿著該交點(diǎn)定位。同樣地，回氣開(kāi)口 1016優(yōu)選地大致定位在由管1006產(chǎn)生的羽流陣列的方向與烹飪室1002的側(cè)壁的交點(diǎn)處或沿著該交點(diǎn)定位。回氣開(kāi)口 1015和1016允許來(lái)自由管 1007和1006產(chǎn)生的羽流陣列的氣體從烹飪室1002分別通過(guò)回氣集氣室1017和1018返回空氣管道1055。盡管圖中未示出，但諸如并聯(lián)加熱線(xiàn)圈的熱能源可以聯(lián)接至空氣管道1055或設(shè)置在空氣管道1055內(nèi)以加熱設(shè)置在其中的空氣。爐1000還具有底部空氣入口 1020，該底部空氣入口 1020在支撐件1003下方大致定位在烹飪室1002底部，以便向支撐件1003的下側(cè)引導(dǎo)熱空氣流。流經(jīng)底部空氣入口 1020 的熱空氣由底部空氣入口集氣室1021供給。如圖IOC中示出的，爐1000具有兩個(gè)能夠獨(dú)立控制的熱空氣送風(fēng)機(jī)1019和1050。由頂部送風(fēng)機(jī)馬達(dá)IOM驅(qū)動(dòng)的頂部送風(fēng)機(jī)1019用于使空氣管道1055內(nèi)的被加熱氣體經(jīng)由頂部送風(fēng)機(jī)出口 1052引導(dǎo)至空氣入口殼體1010。 同時(shí)，由底部送風(fēng)機(jī)馬達(dá)1051驅(qū)動(dòng)的底部送風(fēng)機(jī)1050用于將設(shè)置在空氣管道1055內(nèi)的受熱氣體的一部分經(jīng)由底部送風(fēng)機(jī)出口 1053分流至底部空氣入口集氣室1021。每個(gè)送風(fēng)機(jī)馬達(dá)1024、1051可以是單速的或者可變速的。混合型爐1000還具有用于產(chǎn)生微波能量以進(jìn)行微波烹飪的兩個(gè)磁控管1030和 1031。每個(gè)磁控管1030和1031均聯(lián)接至微波諧振器以便將微波能量傳播至烹飪室1002內(nèi)。微波諧振器可以是圖7A、圖7B和圖7C中示出的類(lèi)型，并且可以包括上諧振器1032、 1034和兩個(gè)饋電喇叭1033、1035的形式的下諧振器，上諧振器1032、1034聯(lián)接至磁控管 1030、1031，下諧振器具有通向烹飪室1002的開(kāi)口。替代性地，微波諧振器可以是本領(lǐng)域中已知的任意其他波導(dǎo)。在此示例性實(shí)施方式中，包括位于烹飪室1002頂部的左上角的上諧振器1032和下諧振器1033的微波諧振器和包括位于烹飪室1002頂部的右上角的上諧振器934和下諧振器935的微波諧振器構(gòu)造為分別引導(dǎo)微波能量，以便相對(duì)于支撐件表面以小于90°的非零角度大體向支撐件1003的大致相反部分傳播微波能量。在此構(gòu)型中，來(lái)自微波諧振器的微波能量從兩側(cè)的傳播方向在與烹飪室1002內(nèi)的支撐件相距一定距離處相互相交。圖8至圖10中圖示并在上文描述的本發(fā)明各種示例性實(shí)施方式共用的一個(gè)共同特征是定位在烹飪室頂部的用于熱空氣沖擊的兩管式布置。兩個(gè)管構(gòu)造為分別將加熱空氣的羽流陣列或平面羽流向用于食品的支撐件的大致相反部分引導(dǎo)，其中來(lái)自?xún)蓚€(gè)管的羽流陣列的方向在食品上方相交。此特征還在圖IlA至圖IlC中進(jìn)一步圖示。在圖IlA中，烹飪室頂部上的左管1101產(chǎn)生加熱空氣的羽流陣列1104，并將其向烹飪爐1100的支撐件1103的右部引導(dǎo)。盡管羽流陣列1104在行經(jīng)烹飪室時(shí)擴(kuò)散，但管 1101構(gòu)造并設(shè)計(jì)為使羽流陣列1104的撞擊大致集中在支撐件1103的右部。同樣地，在圖 IlB中，烹飪室頂部上的右管1102產(chǎn)生加熱空氣的羽流陣列1105，并將其向支撐件1103的左部引導(dǎo)。管1102還構(gòu)造并設(shè)計(jì)為使羽流陣列1105的撞擊大致集中在支撐件1103的左部。當(dāng)管1101和1102均打開(kāi)并將各自的羽流陣列引導(dǎo)至烹飪室內(nèi)，其各自的羽流陣列在支撐件1103上方相撞，并且如圖IlC中示出的，最終結(jié)果是這些羽流陣列1106的總和的撞擊大致集中在支撐件1103的中心。上文描述的管1101和1102將一個(gè)或多個(gè)羽流陣列的撞擊大致集中在支撐件1103 的選定部分上的能力不僅提供新的靈活度，而且還使給定量的加熱空氣在烹飪食品中的利用最佳。例如，如果放置在支撐件1103中心上的食品的表面面積基本小于支撐件的表面面積(例如放置在14. 4英寸X 14. 4英寸支撐件上的6英寸替代物)，則可以如圖1IC中示出的，通過(guò)使羽流陣列形式的加熱空氣大致集中在支撐件中心而使加熱空氣與支撐件上的食品之間的接觸最大。通過(guò)此方式，可以使加熱空氣對(duì)不需要加熱空氣的支撐件區(qū)域(即不存在食品)的施加最小。相比較而言，一般的常規(guī)高速烹飪爐使用加熱空氣柱，其設(shè)計(jì)為以大致垂直于食品表面的角度撞擊食品。通過(guò)其設(shè)計(jì)，常規(guī)高速爐在支撐件的整個(gè)表面上施加加熱空氣柱， 而不具有使加熱空氣集中在支撐件的選定部分上的能力。因此，與本發(fā)明相比，常規(guī)高度爐不僅靈活性差很多，并且在利用給定量的加熱空氣烹飪食品時(shí)效率低得多，這是因?yàn)楹芏鄾_擊空氣不接觸食品。即使對(duì)于具有相對(duì)較大的表面積的食品，圖11A、圖IlB和圖IlC中示出的兩管式布置在利用加熱空氣方面也比常規(guī)高速爐高效的多。因?yàn)閬?lái)自管1101、1102的加熱空氣的羽流陣列的方向相對(duì)于支撐件1103的表面呈小于90°的非零角度，所以加熱空氣在撞擊后被側(cè)向抽吸經(jīng)過(guò)食品的表面并且向支撐件1103的側(cè)邊緣移動(dòng)。加熱空氣的此側(cè)向抽吸經(jīng)過(guò)食物表面促進(jìn)了從加熱空氣向食品的熱傳遞。如上文討論的，通過(guò)將回氣開(kāi)口定位在來(lái)自管1101、1102的羽流陣列的方向與烹飪室側(cè)壁的交點(diǎn)處或沿著該交點(diǎn)定位，可以進(jìn)一步增強(qiáng)側(cè)向抽吸加熱空氣經(jīng)過(guò)食物表面的效果，由此使烹飪效率最佳。根據(jù)本發(fā)明的上文描述的特征和改進(jìn)使得基于熱空氣沖擊和微波的組合的高速烹飪爐能夠輸送最佳烹飪效率。高速烹飪技術(shù)中烹飪效率方面的這種改進(jìn)的切實(shí)效益是在給定的電源下烹飪時(shí)間的減小，并且替代性地，是對(duì)于給定烹飪?nèi)萘?即給定烹飪時(shí)間) 操作高速烹飪爐所需的電功率的減小。如在背景技術(shù)部分中指出的，由于其欠佳的烹飪效率，常規(guī)的高速烹飪爐必須在基于220伏或更大的電源下操作。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)并優(yōu)化烹飪效率，在基于220伏或更大的電源下操作的高度烹飪爐現(xiàn)在可以吸取小于30 安培、優(yōu)選大約13. 5安培的電流。此外，基于空氣沖擊和微波的組合的高速烹飪技術(shù)現(xiàn)在可以以更多產(chǎn)的結(jié)果擴(kuò)展到在基于小于220伏的電壓、優(yōu)選在基于110至125伏之間的電壓和30安培或更低的電流的電源下(其比基于220伏的電源更廣泛地可用)下操作的爐。 因此，與具有欠佳烹飪效率的常規(guī)高速烹飪技術(shù)相比，本發(fā)明使高速烹飪技術(shù)能夠得到更廣的應(yīng)用范圍和客戶(hù)基數(shù)。盡管已經(jīng)結(jié)合上文概述并在圖中圖示的示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但很明顯許多替代、修改和變型對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。因此，如上文闡述的，本發(fā)明的示例性實(shí)施方式意于是示例性而非限制性的，并且本發(fā)明的精神和范圍應(yīng)在廣義上理解，其僅由所附權(quán)利要求限制，而不受前述說(shuō)明書(shū)的限制。
權(quán)利要求
1.一種爐，包括烹飪室，所述烹飪室由頂壁、底壁、后壁以及一對(duì)側(cè)壁限定； 向所述烹飪室提供氣體的一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)；以及多個(gè)集氣室，所述多個(gè)集氣室大致圍繞所述烹飪室，使得所述氣體在返回到所述一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)之前通過(guò)所述集氣室從所述一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)流動(dòng)到所述烹飪室外時(shí)接觸所述頂壁、底壁、后壁和側(cè)壁中的每一個(gè)的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的爐，其中，所述多個(gè)集氣室包括至少一個(gè)集氣室，氣體通過(guò)所述至少一個(gè)集氣室被提供至所述烹飪室。
3.如權(quán)利要求1所述的爐，其中，所述多個(gè)集氣室包括至少一個(gè)集氣室，氣體通過(guò)所述至少一個(gè)集氣室從所述烹飪室返回到所述一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)。
4.如權(quán)利要求2所述的爐，其中，所述至少一個(gè)集氣室設(shè)置在所述烹飪室上方。
5.如權(quán)利要求2所述的爐，其中，所述至少一個(gè)集氣室設(shè)置在所述烹飪室下方。
6.如權(quán)利要求3所述的爐，其中，所述至少一個(gè)集氣室設(shè)置為與所述烹飪室的側(cè)壁中的一個(gè)相鄰。
7.如權(quán)利要求1所述的爐，其中 所述側(cè)壁跨過(guò)所述烹飪室相對(duì)地彼此設(shè)置；第一集氣室設(shè)置為與所述一對(duì)側(cè)壁中的一個(gè)相鄰；并且第二集氣室設(shè)置為與所述一對(duì)側(cè)壁中的另一個(gè)相鄰。
8.如權(quán)利要求7所述的爐，其中，所述一對(duì)側(cè)壁的側(cè)壁中的每一個(gè)均包括回氣開(kāi)口，所述回氣開(kāi)口設(shè)置為使氣體通過(guò)所述回氣開(kāi)口從所述烹飪室流到所述第一集氣室或所述第■~ 集氣室。
9.如權(quán)利要求8所述的爐，其中，所述回氣開(kāi)口設(shè)置為靠近所述烹飪室的底部。
10.如權(quán)利要求3所述的爐，其中，所述至少一個(gè)集氣室設(shè)置在所述烹飪室后面。
11.如權(quán)利要求2所述的爐，其中，所述至少一個(gè)集氣室設(shè)置在所述烹飪室后面。
12.—種爐，包括烹飪室，所述烹飪室包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述第二側(cè)壁跨過(guò)所述烹飪室與所述第一側(cè)壁相對(duì)地設(shè)置； 一個(gè)或多個(gè)磁控管；一個(gè)或多個(gè)微波諧振器，所述一個(gè)或多個(gè)微波諧振器用于將由所述一個(gè)或多個(gè)磁控管產(chǎn)生的微波能量引導(dǎo)至所述烹飪室內(nèi)；第一集氣室，所述第一集氣室設(shè)置為與所述第一側(cè)壁相鄰并與所述烹飪室氣體連通；以及第二集氣室，所述第二集氣室設(shè)置為與所述第二側(cè)壁相鄰并與所述烹飪室氣體連通。
13.如權(quán)利要求12所述的爐，其中，所述第一側(cè)壁包括使得能夠進(jìn)行所述氣體連通的開(kāi)口。
14.如權(quán)利要求13所述的爐，其中，所述第二側(cè)壁包括使得能夠進(jìn)行所述氣體連通的開(kāi)口。
15.如權(quán)利要求13所述的爐，其中 所述烹飪室還包括底部；并且所述開(kāi)口設(shè)置為靠近所述烹飪室的所述底部。
16.如權(quán)利要求14所述的爐，其中 所述烹飪室還包括底部；并且所述開(kāi)口設(shè)置為靠近所述烹飪室的所述底部。
17.如權(quán)利要求12所述的爐，還包括第三集氣室，所述第三集氣室設(shè)置在所述烹飪室后面并與所述第一集氣室和第二集氣室氣體連通。
18.如權(quán)利要求12所述的爐，還包括第四集氣室，所述第四集氣室設(shè)置在所述烹飪室上方并與所述烹飪室氣體連通。
19.如權(quán)利要求12所述的爐，還包括第五集氣室，所述第五集氣室設(shè)置在所述烹飪室下方并與所述烹飪室氣體連通。
20.—種爐，包括烹飪室，所述烹飪室包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述第二側(cè)壁跨過(guò)所述烹飪室與所述第一側(cè)壁相對(duì)地設(shè)置；設(shè)置在所述烹飪室后面的后集氣室；至少一個(gè)頂部集氣室，所述至少一個(gè)頂部集氣室設(shè)置在所述烹飪室上方并與所述烹飪室氣體連通；底部集氣室，所述底部集氣室設(shè)置在所述烹飪室下方并與所述烹飪室氣體連通； 第一側(cè)部集氣室，所述第一側(cè)部集氣室設(shè)置為與所述第一側(cè)壁相鄰并與所述烹飪室和所述后集氣室氣體連通；以及第二側(cè)部集氣室，所述第二側(cè)部集氣室設(shè)置為與所述第二側(cè)壁相鄰并與所述烹飪室和所述后集氣室氣體連通。
21.如權(quán)利要求20所述的爐，其中，所述頂部集氣室包括用于向所述烹飪室供給氣體的集氣室。
22.如權(quán)利要求20所述的爐，其中，所述底部集氣室包括用于向所述烹飪室供給氣體的集氣室。
23.如權(quán)利要求20所述的爐，其中，所述第一側(cè)部集氣室包括用于使氣體返回到所述后集氣室的集氣室。
24.如權(quán)利要求20所述的爐，其中，所述第二側(cè)部集氣室包括用于使氣體返回到所述后集氣室的集氣室。
25.如權(quán)利要求20所述的爐，還包括一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)，其中，流經(jīng)所述后集氣室的氣體返回到所述一個(gè)或多個(gè)送風(fēng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過(guò)提供凈空氣沖擊和/或施加至烹飪爐中的食品的凈微波能量的與時(shí)間相關(guān)的空間變化來(lái)基于熱空氣沖擊和微波加熱的組合改進(jìn)常規(guī)高速烹飪爐。其旨在優(yōu)化高速烹飪爐中的熱傳遞和微波效率，由此與常規(guī)高速烹飪爐相比，使?fàn)t能夠輸送最佳烹飪效率。此外，在本發(fā)明實(shí)施方式的情況下，可以通過(guò)在烹飪室的每個(gè)壁與爐的殼體之間設(shè)置集氣室來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化烹飪效率。
文檔編號(hào)H05B6/80GK102484912SQ201080026483
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者厄爾·R·溫克爾曼, 李·T·萬(wàn)拉寧, 菲利普·R·麥基 申請(qǐng)人:電器科技公司