CN105451564B - 用于烹饪、加热和干燥的高效设备及方法 - Google Patents

用于烹饪、加热和干燥的高效设备及方法 Download PDF

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Abstract

一种用于烹饪、加热或干燥的设备及方法,其中当物品或材料由线性、螺旋或其它类型的传送器传送穿过加热室时,热燃烧产物气体向上输送穿过向上延伸的第一环带或最接近传送器的其它流间隙。热燃烧产物气体然后向下输送穿过加热室来与传送器上的物品或材料接触。接下来,燃烧产物气体从加热室的下部输送至第二环带的下部或其它流间隙或通道。第二流间隙或通道由第一环带或其它流间隙与加热室分离。随后,燃烧产物气体向上输送穿过第二流间隙或通道。

Description

用于烹饪、加热和干燥的高效设备及方法
技术领域
本发明涉及用于烹饪食品和用于加热和/或干燥其它物品和材料的燃烧型设备及方法。
背景技术
存在改善用于在物品或材料连续地、半连续地或间断地输送穿过烤箱时烹饪食品或用于加热和/或干燥其它物品或材料的线性、隧道型、箱型、螺旋和其它工业燃烧(例如,气体)烤箱和烤箱***的需要。还存在用于显著地降低温度差且大致消除这些燃烧型***内的冷和/或热穴的存在的手段的需要。
发明内容
本发明提供一种满足需求且缓解上文所述的问题的用于烹饪食品或用于加热和/或干燥任何其它类型的物品或材料的燃烧型设备及方法。本发明的设备和方法将烹饪、加热和/或干燥过程的能量效果改善至既令人惊讶又意外的程度。此外,在操作期间,在本发明的设备内提供了更一致的温度轮廓,且大致消除了设备的热和冷穴。
一方面,本发明的设备优选包括壳体,其具有:(1)向上延伸的左侧内壁和右侧内壁;(2)限定在左侧内壁与右侧内壁之间的加热室(即,用于烹饪、加热和/或干燥食品或其它物品或材料的室);(3)分别定位在左侧内壁和右侧内壁外的向上延伸的左侧外壁和右侧外壁;(4)定位在左侧内壁与左侧外壁之间的向上延伸的左侧中间壁;(5)形成在左侧内壁与中间壁之间的向上延伸的左侧内燃烧产物气体流间隙;(6)形成在左侧中间壁与左侧外壁之间的向上延伸的左侧外燃烧产物气体流间隙;(7)定位在右侧内壁与右侧外壁之间的向上延伸的右侧中间壁;(8)形成在右侧内壁与右侧中间壁之间的向上延伸的右侧内燃烧产物气体流间隙;以及(9)形成在右侧中间壁与右侧外壁之间的向上延伸的右侧外燃烧产物气体流间隙。
本发明的设备还优选包括定位成将燃烧产物气体输送至左侧和右侧内燃烧产物气体流间隙的下端部分中的一个或多个燃料燃烧器。此外,左侧和右侧内燃烧产物气体流间隙优选具有上端部分,其与加热室的上部流体连通以将来自左侧和右侧内燃烧产物气体流间隙的上端部分的燃烧产物气体输送到加热室的上部中。
此外,壳体还优选包括位于加热室的下部中的多个向外延伸的侧流通路,其将加热室的下部置于与左侧和右侧外燃烧产物气体流间隙的下部流体连通,以用于将燃烧产物气体从加热室的下部输送至左侧和右侧外燃烧产物气体流间隙的下端部分。
另一方面,提供一种用于烹饪、加热或干燥的设备,其包括:壳体;在壳体内的用于烹饪、加热或干燥的加热室;延伸穿过加热室的传送器;壳体的向上延伸的第一壁;向上延伸的第一壁内的壳体的向上延伸的内加热室壁,其中向上延伸的内加热室壁面对传送器;向上延伸的第一壁与向上延伸的内加热室壁之间的壳体的向上延伸的中间壁;形成在向上延伸的内加热室壁与向上延伸的中间壁之间的向上延伸的内流间隙;形成在向上延伸的中间壁与向上延伸的第一壁之间的向上延伸的外流间隙;以及限定在壳体中的用于燃烧产物的流通路,其中流通路行进穿过向上延伸的内流间隙、加热室和向上延伸的外流间隙。
另一方面,该设备还可包括位于加热室的下部处的多个流导管,其向外延伸穿过向上延伸的内流间隙,以将加热室的下部置于与向上延伸的外流间隙的下部流体连通。
另一方面,用于燃烧产物的限定在该设备的壳体中的流通路可优选向上行进穿过向上延伸的内流间隙,然后向下穿过加热室,然后从加热室的下部至向上延伸的外流间隙的下部向外经由流导管,且然后向上穿过向上延伸的外流间隙。
另一方面,该设备可包括等同或大致等同的壁和流间隙结构,以及如上文所述的在线性或其它传送器的左侧和右侧两者上的等同或大致优选的流通路。
在该设备的另一替代方面中,传送器可为螺旋传送器,其中向上延伸的内流间隙和向上延伸的外流间隙将优选在水平面中包绕加热室和螺旋传送器。另外,该设备还可以可选地包括:(i)向上延伸穿过加热室的中心部分的流环带,其中螺旋传送器在流环带外且卷绕螺旋环带,以及(ii)流通道,其向上延伸穿过流环带且由流环带包绕但不同于流环带使得用于燃烧产物的限定在壳体中的流通路也行进穿过中心流环带和中心通道。
另一方面,提供一种用于烹饪、加热或干燥的设备,其包括:壳体;在壳体内的用于烹饪、加热或干燥的加热室;向上延伸穿过加热室的中心部分的流环带;向上延伸穿过流环带且由流环带包绕但不同于流环带的流通道;在流环带外和周围垂直地卷绕在加热室内的传送器;以及用于燃烧产物的限定在壳体中的流通路,其中流通路行进穿过流环带、加热室和流通道。优选地,用于燃烧产物的限定在壳体中的流通路向上行进穿过流环带,然后向下穿过加热室,然后向内穿过从加热室的下部向内延伸至流通道的下部的多个流导管,且然后向上穿过流通道。
另一方面,提供一种烹饪、加热或干燥物品或材料的方法,包括步骤:(a)使用传送器将物品或材料传送穿过壳体内的加热室;(b)通过将燃烧产物流的第一部分向上输送穿过形成在面对传送器的右侧的在壳体内的向上延伸的右侧内壁与定位在向上延伸的右侧内壁外的向上延伸的第二右侧壁之间的向上延伸的右侧内流间隙来加热向上延伸的右侧内壁;(c)通过将燃烧产物流的第二部分向上输送穿过形成在面对传送器的左侧的在壳体内的向上延伸的左侧内壁与定位在向上延伸的左侧内壁外的向上延伸的第二左侧壁之间的向上延伸的左侧内流间隙来加热向上延伸的左侧内壁;(d)将燃烧产物的第一部分和第二部分从向上延伸的右侧和左侧内流间隙的上部输送至加热室的上部中来形成组合的燃烧产物流;(e)将组合的燃烧产物流向下输送穿过加热室;(f)将组合的燃烧产物流的第一部分从加热室的下部输送至形成在向上延伸的右侧第二壁与定位在向上延伸的右侧第二壁外的向上延伸的右侧第三壁之间的向上延伸的右侧外流间隙的下部中,以及将组合的燃烧产物流的第二部分从加热室的下部输送至形成在向上延伸的左侧第二壁与定位在向上延伸的左侧第二壁外的向上延伸的左侧第三壁之间的向上延伸的左侧外流间隙的下部中;以及(g)将组合的燃烧产物流的第一部分和第二部分向上输送穿过向上延伸的右侧和左侧外流间隙。
另一方面,提供一种烹饪、加热或干燥物品或材料的方法,包括步骤:(a)使用螺旋传送器以螺旋图案将物品或材料垂直地传送穿过加热室;(b)将燃烧产物向上输送穿过形成在向上延伸的内壁与定位在向上延伸的内壁外的向上延伸的第二壁之间的向上延伸的内流间隙,其中向上延伸的内壁面对螺旋传送器,且在水平面中包绕螺旋传送器,且向上延伸的内流间隙在水平面中包绕螺旋传送器;(c)将燃烧产物从向上延伸的内流间隙的上部输送至加热室的上部中;(d)将燃烧产物向下输送穿过加热室;(e)将燃烧产物从加热室的下部输送到形成在向上延伸的第二壁与定位在向上延伸的第二壁外的向上延伸的第三壁之间的向上延伸的外流间隙的下部中,其中向上延伸的外流间隙在水平面中包绕螺旋传送器;以及然后(f)将燃烧产物向上输送穿过向上延伸的外流间隙。
在该方法的额外可选方面中:步骤(b)还可包括将附加量的燃烧产物向上输送穿过向上延伸穿过加热室的中心部分的流环带,其中螺旋传送器在流环带外且卷绕流环带;步骤(c)还可包括将附加量的燃烧产物从流环带的上部输送至加热室的上部中;步骤(e)还可包括将附加量的燃烧产物的至少一部分从加热室的下部输送到向上延伸穿过流环带且由流环带包绕且不同于流环带的流通道的下部中;以及步骤(f)还可包括将附加量的燃烧产物的所述部分向上输送穿过流通道。
另一方面,提供一种烹饪、加热或干燥物品或材料的方法,包括步骤:(a)使用螺旋传送器以螺旋图案将物品或材料垂直地传送穿过加热室;(b)将燃烧产物向上输送穿过向上延伸穿过加热室的中心部分的流环带,其中螺旋传送器在流环带外且卷绕流环带;(c)将燃烧产物从流环带的上部输送至加热室的上部中;(d)将燃烧产物向下输送穿过加热室;(e)将燃烧产物从加热室的下部输送至向上延伸穿过流环带且由流环带包绕但不同于流环带的流通道的下部中;以及然后(f)将燃烧产物向上输送穿过流通道。在步骤(e)中,燃烧产物优选输送穿过多个流导管,其经由流环带从加热室的下部向内延伸至流通道的下部。
另一方面,为了提供对流热传递的增大的百分比和/或加强的烧烤,例如,烹饪、加热或干燥的方法可被改变以包括步骤:(a)使用传送器将物品或材料传送穿过壳体内的加热室;(b)通过将燃烧产物流的第一部分向上输送穿过形成在面对传送器的在壳体内的向上延伸的第一壁与同向上延伸的第一壁间隔开的向上延伸的第二壁之间的向上延伸的第一流间隙来加热向上延伸的第一壁;(c)将燃烧产物流的第一部分从向上延伸的第一流间隙的上端部分输送至加热室的上端部分;(d)将燃烧产物流的第二部分经由设置穿过向上延伸的第一壁的多个孔口从向上延伸的第一流间隙输送至燃烧室中;(e)将燃烧产物流的第一部分和第二部分向下输送穿过加热室;(f)将作为组合燃烧产物流的燃烧产物流的第一部分和第二部分从加热室的下端部分输送至形成在向上延伸的第二壁与同向上延伸的第二壁间隔开的向上延伸的第三壁之间的向上延伸的第二流间隙的下端部分中;以及然后(g)将组合燃烧产物流向上输送穿过向上延伸的第二流间隙。
在该改变的方法中,设置通过向上延伸的第一壁的孔口的数目和尺寸将优选地使得燃烧产物流的第二部分将基于重量小于或等于燃烧产物流的第一部分。更优选地,燃烧产物流的第二部分将基于重量不大于燃烧产物流的第一部分的一半。孔口可以以任何期望图案设置通过向上延伸的第一壁。
另一方面,提供一种烹饪、加热或干燥物品或材料的方法,包括步骤:(a)使用传送器将物品或材料传送穿过壳体内的加热室;(b)通过将燃烧产物流向上输送穿过形成在面对传送器的在壳体内的向上延伸的第一壁与同向上延伸的第一壁间隔开的向上延伸的第二壁之间的向上延伸的第一流间隙来加热向上延伸的第一壁;(c)将燃烧产物流从向上延伸的第一流间隙的上端部分输送至加热室的上端部分中;(d)将燃烧产物流向下输送穿过加热室;(f)将燃烧产物流从加热室的下端部分输送至形成在向上延伸的第二壁与同向上延伸的第二壁间隔开的向上延伸的第三壁之间的向上延伸的第二流间隙的下端部分中;以及然后(g)将燃烧产物流向上输送穿过向上延伸的第二流间隙。
在查阅附图时和在阅读下面的具体实施方式时,本发明的其它方面、特征和优点将对于本领域的普通技术人员变得清楚。
附图说明
图1为本发明的烹饪、加热和/或干燥设备的线性隧道型实施例1的透视图。
图2为本发明的设备1的断面立面前端视图。
图3为本发明的烹饪、加热和/或干燥设备的螺旋实施例100的断面立面视图。
图4为本发明的螺旋烹饪、加热和/或干燥设备100的断面顶视图。
图5为本发明的烹饪、加热和/或干燥设备的替代螺旋实施例200的断面顶视图。
具体实施方式
图1和图2中示出了由本发明提供的燃烧型烹饪、加热和/或干燥设备的实施例1。举例来说,但非限制,图1和2中所示的本发明的设备1为线性工业隧道型烤箱,其包括:在其中具有加热室28的长形水平壳体20,加热室28具有前(入口)端开口16和后(出口)端开口18;传送器10,其进入入口端开口16、延伸穿过长形内部加热室28,且离开出口端开口18;以及用于生成用于加热本发明的设备1的燃烧产物气体的一个或多个燃烧器21。
长形水平壳体20包括长形水平地延伸的内加热室箱30,其具有大致矩形的截面形状,且其在垂直截面平面32中包绕或大致包绕加热室28。加热室箱30从输入端27沿纵向延伸至烤箱壳体20的出口端29。
在图2中提供的侧向截面视图中,加热室箱30包括:传送器10下方的水平底壁34;在传送器10上方间隔开的水平顶壁36;定位在传送器10的右侧附近的向上延伸的右侧壁38;定位在传送器10的左侧附近的向上延伸的左侧壁40;以及穿过水平顶壁36形成的多个燃烧产物气体流开口23。水平顶壁36中的气体流开口23将优选地沿壳体20的纵向长度的大部分且更优选地沿至少80%提供。
长形壳体20还包括长形的水平地延伸的中间壳42,其定位在内加热室箱30上。中间壳42优选从烤箱壳体20的入口端27水平地延伸至出口端29。在图2中提供的侧向截面视图中,中间壳42包括:(a)向上延伸的右侧壁44,其与内加热室箱30的右侧壁38向外间隔开,使得向上延伸的右侧内燃烧产物气体流间隙46形成在右侧内壁38与右侧中间壁44之间;(b)向上延伸的左侧壁48,其与内加热室箱30的左侧壁40向外间隔开,使得向上延伸的左侧内燃烧产物气体流间隙50形成在左侧内壁40与左侧中间壁48之间;以及(c)水平顶壁52,其与内加热室箱30的水平顶壁36向上间隔开,使得顶部水平内燃烧产物气体流间隙54形成在顶部内壁36与内壁中间壁52之间。
此外,长形壳体20还包括定位在中间壳42上的长形水平地延伸的外壳56。外壳56优选从烤箱壳体20的入口端27水平地延伸至出口端29。在图2中提供的侧向截面端视图中,长形外壳56包括:(a)向上延伸的右侧壁58,其与中间壳42的右侧壁44向外间隔开,使得向上延伸的右侧外燃烧产物气体流间隙60形成在右侧中间壁44与右侧外壁58之间;(b)向上延伸的左侧壁62,其与中间壳42的左侧壁48向外间隔开,使得向上延伸的左侧外燃烧产物气体流间隙64形成在左侧中间壁48与左侧外壁62之间;(c)水平顶壁66,其与中间壳42的水平顶壁52向上间隔开,使得顶部水平外燃烧产物气体流间隙68形成在顶部中间壁52与顶部外壁66之间;以及(d)优选设在长形外壳56的顶部水平壁66中的一个或多个燃烧产物气体排出开口26。
设备1的右侧和左侧上的外燃烧产物气体流间隙60和64的底部67和69优选为闭合的。此外,一系列右侧流导管71和一系列左侧流导管73设在加热室28的底部中。流导管71和73向外延伸穿过右内侧壁38和左内侧壁40,且穿过右中间侧壁44和左中间侧壁48,以将加热室28的底部置于与本发明的设备1的右侧和左侧上的外燃烧产物气体流间隙60和64的底端部分流体连通。
用于本发明的设备1中的燃烧器21可为能够将热燃烧产物气体输送到右侧内气体流间隙46和左侧内气体流间隙50的开放底端70和72中的任何类型的燃烧器。燃烧器21将优选地是气体或液体燃烧器,且将最优选地可操作成燃烧气体燃料。此外,燃烧器21将优选为(1)线形燃烧器或(2)管燃烧器,其具有沿其顶部延伸的一系列端口或喷嘴以便排放燃烧燃料或用于排放燃料和空气的混合物。燃烧器21将优选在右侧和左侧的内燃烧产物气体流间隙46和50的开放底端70和72下方或内在本发明的设备1的左侧和右侧上沿纵向延伸。此外,还将理解的是,来自烟雾发生器或其它源的烟(例如,木材烟)可选地可加至由燃烧器21产生的燃烧产物气体。
用于本发明的设备1中的传送器10可为适用于将所述的食品或其它物品或材料输送穿过本发明的设备1来用于烹饪、加热和/或干燥的任何类型的开放、封闭或半开放的传送器带。此外,尽管带型传送器10在图2中示出,但将理解的是,其它类型的传送器可以替代地用于本发明的设备1。举例来说,但非限制,传送器可替代地为(a)物品在它们输送穿过加热室28时在其上悬挂且悬置传送的链型传送器,(b)丝网传送器,或(c)螺旋传送器。
此外,还将理解的是,本发明的设备1和传送器10可以可操作成用于(a)将物品或材料的流在恒定传送器速度下连续地输送穿过加热室28,(b)将单独的物品或成批物品或材料输送到加热室28内的静止位置,且然后在烹饪、加热和/或干燥操作完成时从设备1除去物品或批,或(c)基于大体上任何其它可变速度或间断/启停来将物品或材料的流或批输送穿过加热室28。
在操作期间,由燃烧器21产生的热燃烧产物气体流入设备1的右侧和左侧上的内燃烧产物气体流间隙46和50的开放下端70和72中。当热燃烧产物气体向上流过右内流间隙46和左内流间隙50时,其加热内加热室箱30的右侧壁38和左侧壁40的外表面,以便红外辐射能从内加热室箱30的右侧壁38和左侧壁40的内表面发射到加热室28中。热燃烧产物气体然后流出内气体流间隙46和50的上端,且流入本发明的设备1的顶部中的水平内气体流间隙54中。穿过顶部内流间隙54的燃烧产物气体的流还加热内加热室箱30的水平顶壁36的外表面,以便红外辐射能从顶部内壁36发射到加热室28中。
接下来,气体经由内加热室箱30的水平顶壁36中的燃烧产物气体流开口23输送到加热室28的上部中。随后,燃烧产物气体向下流过加热室28,其中其接触传送器10上的食品或其它物品或材料。燃烧产物气体然后向外流过位于加热室28的底部中的侧流导管71和73,且流入设备1的右侧和左侧上的外燃烧产物气体流间隙60和64的下端中。
当燃烧产物气体然后向上流过右外流间隙60和左外流间隙64时,其升高右中间侧壁44和左中间侧壁48的操作温度。最后,当燃烧产物气体到达右外流间隙60和左外流间隙64的上端时,燃烧产物气体经由顶部水平外气体流间隙68和顶部排出开口26排放至大气。
向上穿过内气体流间隙46和50、向下穿过加热室28且然后向上穿过外气体流间隙60和64的燃烧产物气体的流操作成相比于其它现有技术的燃烧型***从燃烧产物气体抽取显著更多的热。这在本发明的设备1中通过以下实现:(a)将燃烧产物气体保持在设备1中达显著较长的时间段,以及(b)不但加热包绕加热室28的内加热室箱30的右侧壁38和左侧壁40的外表面,而且加热左中间壁44和右中间壁48,且在加热室28中直接地接触和加热食品或其它物品或材料。
此外,本发明的设备1的操作热回收和效率由穿过右侧内流间隙46和左侧内流间隙50、加热室28和右侧外流间隙60和左侧外流间隙64的燃烧产物气体的优选向上和向下的流通路的有意选择和组合来进一步提高。当燃烧产物气体向上流过内流间隙46和50时,其以与向下流过加热室28的较冷燃烧产物气体成经典逆流热交换关系行进,因此增加了进入燃烧室28的热传递。然而,穿过右内流间隙46和左内流间隙50的热燃烧产物气体的向上流动与行进穿过右外间隙60和左外间隙64的较冷燃烧产物气体的向上流动成平行关系,以便热从内垂直气体流间隙46和50到外垂直气体流间隙60和64的向外传送(即,损失)减少。
此外,穿过本发明的设备1的燃烧产物气体的延伸流通路将燃烧器21处的背压增大足以提供流入设备1中的过量空气量的有利减少的量。
此外,在本发明的***1中制备的食品比现有技术的燃烧型对流***中烹饪的产品保持显著更多的水分。这是因为:(a)在本发明的设备1中传输至食品的烹饪能量的大约65%到大约75%将为红外线辐射能的形式,(b)由于必须在进入加热室28之前首先加热内加热室箱30的右侧壁38和左侧壁40,故本发明的设备1中的燃烧产物气体的温度将在接触食品之前降低至更期望的水平(即,通常从大约200℉到大约600℉的低热到高热的烹饪范围),以及(c)通过减小过量空气量和用于燃烧过程的燃料量两者,在本发明的设备2的加热室28中实现温和的小体积对流流态。
还注意的是,关于穿过加热室28的燃烧产物气体的更温和的流动和操作,由于已经放弃加热所述加热室箱30的侧壁38和40和顶壁36中的能量,故穿过加热室28的燃烧产物气体的对流流速将进一步降低。此外,燃烧产物气体的较低速度减小对流热传递系数,且因此通过本发明的设备1减小了到由传送器10携载的物体的对流热传递,以便传递至物体的红外线加热能与对流能之比可进一步得到增大。
尽管图1和2中所示的本发明的设备的实施例1具有矩形截面形状,但将理解的是,替代地可使用圆形、圆柱形或其它截面形状。此外,将理解的是,内气体流开口23、导管71和73和排出开口26中的任何或所有的位置、尺寸、构造和/或布置可按期望变化,以(a)便于、增大或减慢穿过本发明的设备1的燃烧产物气体的流,和/或(b)改变或优化发生在加热室28内的红外和对流热传递的平衡。
另外,本发明的设备1的外壳56可绝热以进一步减小热损失,且因此提高本发明的***的能量效率。此外,一个或多个风扇可安装在设备排气上或在燃烧器进气处以增大燃烧器21的热输出和/或促进或便于燃烧产物气体穿过本发明的***的循环。此外,对于螺旋烤箱应用或对于任何其它形式的本发明的设备,内燃烧产物气体流道和外燃烧产物气体流道可以替代地设置在加热室的三个或四个垂直侧上,或可另外构造成在延伸穿过加热室的水平面中和/或在延伸穿过加热室的垂直平面中部分地围绕、大致完全围绕或完全围绕加热室延伸。
本发明的燃烧型烹饪、加热和/或干燥设备的替代实施例100在图3和4中示出。本发明的设备100为工业螺旋烤箱,包括:在其中具有垂直延伸的加热室128的圆柱形垂直壳体120,加热室128具有下入口开口116和上入口开口118;螺旋传送器110,其进入下入口开口116,以螺旋图案向上行进穿过垂直延伸的加热室128,且离开上出口开口118;以及用于生成用于加热本发明的设备100的燃烧产物气体的一个或多个燃烧器121。
垂直圆柱形壳体120包括沿水平截面平面132包绕加热室128的垂直延伸的内圆柱形加热室壁130。内加热室壁130从116处的传送器入口开口下方的高度垂直延伸至传送器出口开口118上方的高度。
垂直延伸的加热室128还包括:在传送器入口开口116下方的高度处的水平或向下凹入的底壁134;在传送器出口开口118上方的高度处的水平或向上凹入的顶壁136;以及穿过顶壁136形成的多个燃烧产物气体流开口123。
本发明的设备100的圆柱形壳体120还包括中间壳142,其包括向上延伸的圆柱形壁144。中间圆柱形壁144与加热室128的圆柱形内壁130向外间隔开,使得向上延伸的圆柱形内燃烧产物气体流环带146形成在垂直内壁130与垂直中间壁144之间。垂直内燃烧产物气体流环带146在水平面132中包绕加热室128,且从传送器入口开口116下方的高度延伸至传送器出口开口118上方的高度。
中间壁142还包括向下凹入或截头圆锥形的底壁148,以及水平或向上凹入的顶壁152。中间壳142的底壁148与内加热室底壁134向下间隔开以形成燃烧器121收纳在其中的燃烧室155。中间壳142的顶壁152与顶部内加热室壁136向上间隔开,使得顶部内燃烧产物气体流间隙154形成在顶部内壁136与顶部中间壁152之间。
此外,螺旋设备100的垂直圆柱形壳体120还包括外壳156,其包括向上延伸的圆柱形壁158。外圆柱形壁158与中间壳142的圆柱形中间壁144向外间隔开,使得向上延伸的圆柱形外燃烧产物气体流环带160形成在垂直中间壁144与垂直外壁158之间。垂直外燃烧产物气体流环带160在水平平面132中包绕加热室128和内垂直气体流环带146两者。
外垂直流环带160从传送器入口开口116下方的高度延伸至传送器出口开口118上方的高度。外壳156还包括水平或向上凹入的顶壁166,其与中间壳142的顶壁152向上间隔开,使得顶部外燃烧产物气体流间隙168形成在顶部中间壁152与顶部外壁166之间。一个或多个燃烧产物气体排出开口126优选设置在外壳156的顶壁166中。
外燃烧产物气体流环带160的底端167优选为闭合的。此外,一系列流导管171设置在加热室128的底部中。流导管171沿径向向外延伸穿过内垂直加热室壁138和垂直中间壁144,以将加热室128的底部置于与外燃烧产物气体流环带160的底端流体连通。所述一系列流导管171优选包绕加热室128的下部。
用于本发明100的燃烧器121可为能够在燃烧室155中产生热燃烧产物气体来用于由燃烧室155输送到内垂直燃烧产物气体流环带146的下端中的任何类型的燃烧器。然而,替代地,例如,燃烧器121可为环形燃烧器,其直接地定位在内垂直燃烧产物气体流环带146的开口底端170下方或内。
各个燃烧器121将优选为气体或液体燃烧器,且将最优选地可操作成燃烧气体燃料。还将理解的是,来自烟雾发生器或其它源的烟(例如,木材烟)可以可选地加至由燃烧器121产生的燃烧产物气体。
用于本发明的设备100的传送器110可为适用于将所述的食品或其它物体或材料输送穿过本发明的设备100来用于烹饪、加热和/或干燥的任何类型的线或其它开放、闭合或半开放的螺旋传送器或传送器带。
在操作期间,由燃烧器121产生的热燃烧产物气体流入设备100的内气体流环带146的开口下端170中。当热燃烧产物气体向上流过内流环带146时,其加热圆柱形内加热室壁130的外表面,以便红外辐射能从垂直内壁130的内表面发射至加热室128。热燃烧产物气体然后流出内燃烧产物气体流环带146的上端,且流入本发明的设备100的顶部中的内燃烧产物气体流间隙154。穿过顶部内流间隙154的流加热顶部内壁136的外表面,以便红外辐射能也可从顶部内壁136发射到加热室128中。
接下来,燃烧产物气体经由顶部内壁136中的流开口123输送到加热室128的上部中。随后,燃烧产物气体向下流过加热室128,其中其接触螺旋传送器110上的食品或其它物品或材料。燃烧产物气体然后沿径向向外流过位于加热室128的底部中的流导管171,且流入设备100的外圆柱形燃烧产物气体流环带160的下端中。
当燃烧产物气体然后向上流过外圆柱形流环带160时,其增加圆柱形中间壁144的操作温度。最后,当燃烧产物气体到达外流环带160的上端时,燃烧产物气体经由顶部外燃烧产物气体流间隙168和顶部排出开口126排放至大气。
尽管图3和4中所示的本发明的螺旋加热设备的实施例100仅包括包绕加热室128的单对同心外部的内和外燃烧产物气体流环带146和160,但将理解的是,一对同心圆柱形气体流环带可替代地设置在螺旋加热设备100的中心柱175内,使得红外辐射加热能从中心柱175的外表面发射至加热室128中。
此外,如图5中所示的替代实施例200中所示,本发明的螺旋加热设备可配备有(a)如设备100中使用的包绕加热室128的相同的同心外部燃烧产物气体流环带146和160,以及(b)中心柱175内的第二对同心圆柱形向上延伸的燃烧产物气体流环带202和204。多个流导管205沿径向向内延伸穿过中心流环带202,其最接近加热室128以将加热室128的下端部分置于与在流环带202内且向上延伸穿过流环带202的中心流环带204的下端部分流体连通。
如在各种情况下将清楚那样,不管同心流环带是否围绕加热室128的外部定位或定位在中心柱175内,燃烧产物气体将优选首先向上流过最接近加热室128的环带,且然后在向下流过加热室128自身之后将随后向上流过最远离加热室128的环带。
因此,在图5中所示的本发明的螺旋设备200中,在设备200的底部中或下方产生的燃烧产物气体将首先向上流过以下两者:(a)如针对设备100描述的流环带146,以及(b)最接近加热室128的中心柱175内的环带202。接下来,来自环带146和环带202的燃烧产物气体将向下流过加热室128。然后,燃烧产物气体将同时(a)经由流导管171从加热室128的下部向外流入如针对设备100描述的外流环带160的下端部中,以及(b)经由流导管205从加热室128的下部向内流入最远离加热室128的中心柱175内的环带204的下端部分中。接下来,燃烧产物气体将向上流过流环带160和环带204。
本领域的技术人员将理解的是,对于本发明的烹饪、加热和/或干燥设备的任何螺旋、线性或其它构造,本领域已知的挡板、翻板、风扇、绝热物和/或其它元件或结构可用于防止或至少显著地减小来自传送器入口和出口开口的热燃烧产物的损失,和大体上来自设备的热损失。
本领域的技术人员还将理解的是,本发明的烹饪、加热和/或干燥设备1、100和200中的各个均可包括本领域中已知的任何类型的期望操作和控制***、仪器、传感器、人工控制器、自动控制器等,以用于:监测加热室内和/或单元内的任何其它期望位置处的温度;监测加热的物品或材料的温度;设置、调整和/或控制传送器的移动和速度;设置、调整和/或控制温度或燃烧或燃料比;点燃燃烧器;等。
因此,本发明良好地适于执行这些目标和达到上文提到的目的和优点,以及本文中固有的那些。尽管出于本公开的目的描述了当前优选的实施例,但本领域的技术人员将清楚许多变化和改型。此类变化和改型包含在由权利要求限定的本发明内。

Claims (37)

1.一种用于烹饪、加热或干燥的设备,包括:
壳体;
在所述壳体内的用于烹饪、加热或干燥的加热室;
延伸穿过所述加热室的传送器;
所述壳体的向上延伸的第一壁;
在所述向上延伸的第一壁内的所述壳体的向上延伸的内加热室壁,其中所述向上延伸的内加热室壁面对所述传送器;
在所述向上延伸的第一壁与所述向上延伸的内加热室壁之间的所述壳体的向上延伸的中间壁;
形成在所述向上延伸的内加热室壁与所述向上延伸的中间壁之间的向上延伸的内流间隙;
形成在所述向上延伸的中间壁与所述向上延伸的第一壁之间的向上延伸的外流间隙;以及
限定在所述壳体中的用于燃烧产物的流通路,其中所述流通路行进穿过所述向上延伸的内流间隙、所述加热室和所述向上延伸的外流间隙。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括位于所述加热室的下部处的多个流导管,其向外延伸穿过所述向上延伸的内流间隙,使得所述加热室的下部与所述向上延伸的外流间隙的下部流体连通。
3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,限定在所述壳体中的用于所述燃烧产物的所述流通路向上行进穿过所述向上延伸的内流间隙,然后向下穿过所述加热室,然后从所述加热室的下部至所述向上延伸的外流间隙的下部向外穿过所述流导管,且然后向上穿过所述向上延伸的外流间隙。
4.根据权利要求3所述的设备,其特征在于,还包括用于产生所述燃烧产物的至少一个燃料燃烧器,所述燃料燃烧器与所述向上延伸的内流间隙的下部流体连通。
5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述壳体的向上延伸的第一壁、向上延伸的内加热室壁和向上延伸的中间壁在所述传送器的右侧附近沿纵向延伸,所述向上延伸的内流间隙为向上延伸的右侧内流间隙,其在所述传送器的右侧附近沿纵向延伸,所述向上延伸的外流间隙为向上延伸的右侧外流间隙,其在所述右侧内流间隙附近沿纵向延伸,且所述设备还包括:
所述壳体的面对所述传送器的左侧且在所述传送器的左侧沿纵向延伸的向上延伸的内左侧加热室壁;
所述壳体的在所述向上延伸的内左侧加热室壁外侧和附近沿纵向延伸的向上延伸的中间左侧壁;
所述壳体的在所述向上延伸的中间左侧壁外侧和附近沿纵向延伸的向上延伸的第一左侧壁;
形成在所述向上延伸的内左侧加热室壁与所述向上延伸的中间左侧壁之间且在所述传送器的左侧附近沿纵向延伸的向上延伸的左侧内流间隙;
形成在所述向上延伸的中间左侧壁与所述向上延伸的第一左侧壁之间的向上延伸的左侧外流间隙;以及
限定在所述壳体中的用于燃烧产物的所述流通路行进穿过所述向上延伸的右侧内流间隙和左侧内流间隙、所述加热室、以及所述向上延伸的右侧外流间隙和左侧外流间隙。
6.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,还包括:
位于所述加热室的下部处的多个右侧流导管,其向外延伸穿过所述向上延伸的右侧内流间隙,使得所述加热室的下部与所述向上延伸的右侧外流间隙的下部流体连通,以及
位于所述加热室的下部处的多个左侧流导管,其向外延伸穿过所述向上延伸的左侧内流间隙,使得所述加热室的下部与所述向上延伸的左侧外流间隙的下部流体连通。
7.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,限定在所述壳体中的用于所述燃烧产物的流通路向上行进穿过所述向上延伸的右侧内流间隙和左侧内流间隙,然后向下穿过所述加热室,然后从所述加热室的下部至所述向上延伸的右侧外流间隙和左侧外流间隙的下部向外穿过所述右侧流导管和所述左侧流导管,且然后向上穿过所述向上延伸的右侧外流间隙和左侧外流间隙。
8.根据权利要求7所述的设备,其特征在于,还包括用于产生所述燃烧产物的一个或多个燃料燃烧器,所述一个或多个燃料燃烧器与所述向上延伸的右侧内流间隙的下部和所述向上延伸的左侧内流间隙的下部流体连通。
9.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述传送器为螺旋传送器。
10.根据权利要求9所述的设备,其特征在于,所述向上延伸的内流间隙和所述向上延伸的外流间隙在水平面中包绕所述加热室和所述螺旋传送器。
11.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,还包括位于所述加热室的下部处的多个流导管,其向外延伸穿过所述向上延伸的内流间隙,使得所述加热室的下部与所述向上延伸的外流间隙的下部流体连通。
12.根据权利要求11所述的设备,其特征在于,限定在所述壳体中的用于所述燃烧产物的流通路向上行进穿过所述向上延伸的内流间隙,然后向下穿过所述加热室,然后从所述加热室的下部至所述向上延伸的外流间隙的下部向外穿过所述流导管,且然后向上穿过所述向上延伸的外流间隙。
13.根据权利要求12所述的设备,其特征在于,还包括用于产生所述燃烧产物的至少一个燃料燃烧器,所述燃料燃烧器与所述向上延伸的内流间隙的下部流体连通。
14.根据权利要求9所述的设备,其特征在于,还包括:
向上延伸穿过所述加热室的中心部分的流环带,其中所述螺旋传送器在所述流环带的外侧和周围卷绕;
向上延伸穿过流环带且由流环带包绕但不同于流环带的流通道;以及
限定在所述壳体中的用于燃烧产物的所述流通路还行进穿过所述流环带和所述流通道。
15.根据权利要求14所述的设备,其特征在于,还包括:
位于所述加热室的下部处的多个外流导管,其向外延伸穿过所述向上延伸的内流间隙,使得所述加热室的下部与所述向上延伸的外流间隙的下部流体连通,以及
位于所述加热室的下部中的多个内流导管,其向内延伸穿过所述流环带,使得所述加热室的下部与所述流通道的下部流体连通。
16.根据权利要求15所述的设备,其特征在于,限定在所述壳体中的用于所述燃烧产物的流通路向上行进穿过所述向上延伸的内流间隙和所述流环带两者,然后向下穿过所述加热室,然后从所述加热室的下部至所述向上延伸的外流间隙的下部向外穿过所述外流导管,并且从所述加热室的下部至所述流通道的下部向内穿过所述内流导管,且然后向上穿过所述向上延伸的外流间隙和向上穿过所述流通道两者。
17.一种用于烹饪、加热或干燥的设备,包括:
壳体;
在所述壳体内的用于烹饪、加热或干燥的加热室;
向上延伸穿过所述加热室的中心部分的流环带;
向上延伸穿过所述流环带且由所述流环带包绕但不同于所述流环带的流通道;
在所述流环带外和周围垂直地卷绕在所述加热室内的传送器;以及
限定在所述壳体中的用于燃烧产物的流通路,其中所述流通路行进穿过所述流环带、所述加热室和所述流通道。
18.根据权利要求17所述的设备,其特征在于,还包括位于所述加热室的下部中的多个流导管,其向内延伸穿过所述流环带,使得所述加热室的下部与所述流通道的下部流体连通。
19.根据权利要求18所述的设备,其特征在于,限定在所述壳体中的用于所述燃烧产物的流通路向上行进穿过所述流环带,然后向下穿过所述加热室,然后从所述加热室的下部至所述流通道的下部向内穿过所述流导管,且然后向上穿过所述流通道。
20.一种烹饪、加热或干燥物品或材料的方法,包括步骤:
(a)使用传送器将物品或材料传送穿过壳体内的加热室;
(b)通过将燃烧产物流的第一部分向上输送穿过形成在所述壳体内的面对所述传送器的右侧的向上延伸的右侧内壁与定位在所述向上延伸的右侧内壁外的向上延伸的第二右侧壁之间的向上延伸的右侧内流间隙,来加热所述向上延伸的右侧内壁;
(c)通过将所述燃烧产物流的第二部分向上输送穿过形成在所述壳体内的面对所述传送器的左侧的向上延伸的左侧内壁与定位在所述向上延伸的左侧内壁外的向上延伸的第二左侧壁之间的向上延伸的左侧内流间隙,来加热所述向上延伸的左侧内壁;
(d)将所述燃烧产物的第一部分和第二部分从向上延伸的右侧和左侧内流间隙的上部输送至所述加热室的上部中来形成组合的燃烧产物流;
(e)将所述组合的燃烧产物流向下输送穿过所述加热室;
(f)将所述组合的燃烧产物流的第一部分从所述加热室的下部输送至形成在所述向上延伸的右侧第二壁与定位在所述向上延伸的右侧第二壁外的向上延伸的右侧第三壁之间的向上延伸的右侧外流间隙的下部中,以及将所述组合的燃烧产物流的第二部分从所述加热室的下部输送至形成在所述向上延伸的左侧第二壁与定位在所述向上延伸的左侧第二壁外的向上延伸的左侧第三壁之间的向上延伸的左侧外流间隙的下部中;以及
(g)将所述组合的燃烧产物流的第一部分和第二部分向上输送穿过所述向上延伸的右侧和左侧外流间隙。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,在步骤(f)中,所述组合的燃烧产物流的第一部分输送穿过多个右侧流导管,所述多个右侧流导管从所述加热室的下部至所述向上延伸的右侧外流间隙的下部向外延伸穿过所述向上延伸的右侧内流间隙,且所述组合的燃烧产物流的第二部分输送穿过多个左侧流导管,所述多个左侧流导管从所述加热室的下部至所述向上延伸的左侧外流间隙的下部向外延伸穿过所述向上延伸的左侧内流间隙。
22.一种烹饪、加热或干燥物品或材料的方法,包括步骤:
(a)使用螺旋传送器以螺旋图案将所述物品或材料垂直地传送穿过加热室;
(b)将燃烧产物向上输送穿过形成在向上延伸的内壁与定位在所述向上延伸的内壁外的向上延伸的第二壁之间的向上延伸的内流间隙,其中所述向上延伸的内壁面对所述螺旋传送器,且在水平面中包绕所述螺旋传送器,且所述向上延伸的内流间隙在所述水平面中包绕所述螺旋传送器;
(c)将所述燃烧产物从所述向上延伸的内流间隙的上部输送至所述加热室的上部中;
(d)将所述燃烧产物向下输送穿过所述加热室;
(e)将所述燃烧产物从所述加热室的下部输送到形成在所述向上延伸的第二壁与定位在所述向上延伸的第二壁外的向上延伸的第三壁之间的向上延伸的外流间隙的下部中,其中所述向上延伸的外流间隙在所述水平面中包绕所述螺旋传送器;以及然后
(f)将所述燃烧产物向上输送穿过所述向上延伸的外流间隙。
23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,在步骤(e)中,所述燃烧产物输送穿过多个流导管,其从所述加热室的下部至所述向上延伸的外流间隙的下部向外延伸穿过所述向上延伸的内流间隙。
24.根据权利要求22所述的方法,其特征在于:
步骤(b)还包括将附加量的燃烧产物向上输送穿过流环带,所述流环带向上延伸穿过所述加热室的中心部分,其中所述螺旋传送器在所述流环带外且卷绕所述流环带;
步骤(c)还包括将所述附加量的燃烧产物从所述流环带的上部输送至所述加热室的上部中;
步骤(e)还包括将所述附加量的燃烧产物的至少一部分从所述加热室的下部输送到流通道的下部中,所述流通道向上延伸穿过所述流环带且由所述流环带包绕且不同于所述流环带;以及
步骤(f)还包括将所述附加量的燃烧产物的所述部分向上输送穿过所述流通道。
25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,在步骤(e)中,所述附加燃烧产物的所述部分经由多个流导管输送,所述多个流导管从所述加热室的下部至所述流通道的下部向内延伸穿过所述流环带。
26.一种烹饪、加热或干燥物品或材料的方法,包括步骤:
(a)使用螺旋传送器以螺旋图案将所述物品或材料垂直地传送穿过加热室;
(b)将燃烧产物向上输送穿过流环带,所述流环带向上延伸穿过所述加热室的中心部分,其中所述螺旋传送器在所述流环带外且卷绕所述流环带;
(c)将所述燃烧产物从所述流环带的上部输送至所述加热室的上部中;
(d)将所述燃烧产物向下输送穿过所述加热室;
(e)将所述燃烧产物从所述加热室的下部输送至向上延伸穿过所述流环带且由所述流环带包绕但不同于所述流环带的流通道的下部中;以及然后
(f)将所述燃烧产物向上输送穿过所述流通道。
27.根据权利要求26所述的方法,其特征在于,在步骤(e)中,所述燃烧产物经由多个流导管输送,所述多个流导管从所述加热室的下部至所述流通道的下部向内延伸穿过所述流环带。
28.一种烹饪、加热或干燥物品或材料的方法,包括步骤:
(a)使用传送器将所述物品或材料传送穿过壳体内的加热室;
(b)通过将燃烧产物流的第一部分向上输送穿过形成在所述壳体内的面对所述传送器的向上延伸的第一壁与同所述向上延伸的第一壁间隔开的向上延伸的第二壁之间的向上延伸的第一流间隙来加热所述向上延伸的第一壁;
(c)将所述燃烧产物流的第一部分从所述向上延伸的第一流间隙的上端部分输送至所述加热室的上端部分;
(d)将所述燃烧产物流的第二部分经由设置穿过向上延伸的第一壁的多个孔口从所述向上延伸的第一流间隙输送至所述加热室中;
(e)将所述燃烧产物流的第一部分和第二部分向下输送穿过所述加热室;
(f)将作为组合的燃烧产物流的所述燃烧产物流的第一部分和第二部分从所述加热室的下端部分输送至形成在所述向上延伸的第二壁与同所述向上延伸的第二壁间隔开的向上延伸的第三壁之间的向上延伸的第二流间隙的下端部分中;以及然后
(g)将所述组合的燃烧产物流向上输送穿过所述向上延伸的第二流间隙。
29.根据权利要求28所述的方法,其特征在于,在步骤(f)中,所述组合的燃烧产物流输送穿过多个流导管,其从所述加热室的下端部分至所述向上延伸的第二流间隙的下端部分延伸穿过所述向上延伸的第一流间隙。
30.根据权利要求28所述的方法,其特征在于,所述向上延伸的第一流间隙和所述向上延伸的第二流间隙在水平面中完全包绕所述加热室。
31.根据权利要求28所述的方法,其特征在于,所述传送器为卷绕所述第一流间隙和所述第二流间隙的螺旋传送器。
32.根据权利要求28所述的方法,其特征在于,在步骤(d)中,设置穿过所述向上延伸的第一壁的所述孔口的数目和尺寸使得所述燃烧产物流的第二部分基于重量小于或等于所述燃烧产物流的第一部分。
33.根据权利要求32所述的方法,其特征在于,所述燃烧产物流的第二部分基于重量不大于所述燃烧产物流的第一部分的一半。
34.一种烹饪、加热或干燥物品或材料的方法,包括步骤:
(a)使用传送器将所述物品或材料传送穿过壳体内的加热室;
(b)通过将燃烧产物流向上输送穿过形成在所述壳体内的面对传送器的向上延伸的第一壁与同所述向上延伸的第一壁间隔开的向上延伸的第二壁之间的向上延伸的第一流间隙来加热所述向上延伸的第一壁;
(c)将所述燃烧产物流从所述向上延伸的第一流间隙的上端部分输送至所述加热室的上端部分中;
(d)将所述燃烧产物流向下输送穿过所述加热室;
(e)将所述燃烧产物流从所述加热室的下端部分输送至形成在所述向上延伸的第二壁与同所述向上延伸的第二壁间隔开的向上延伸的第三壁之间的向上延伸的第二流间隙的下端部分中;以及然后
(f)将所述燃烧产物流向上输送穿过所述向上延伸的第二流间隙。
35.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,在步骤(e)中,组合的燃烧产物流输送穿过多个流导管,其从所述加热室的下端部分至所述向上延伸的第二流间隙的下端部分延伸穿过所述向上延伸的第一流间隙。
36.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,所述向上延伸的第一流间隙和所述向上延伸的第二流间隙在水平面中完全包绕所述加热室。
37.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,所述传送器为卷绕所述第一流间隙和所述第二流间隙的螺旋传送器。
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