DE112008002708B4

DE112008002708B4 - Luftzirkulation für ein Gargerät mit einem Kombinations-Heizsystem

Info

Publication number: DE112008002708B4
Application number: DE112008002708.0T
Authority: DE
Inventors: Robert McNamee; Robert A. Schulte
Original assignee: ACP Inc
Current assignee: ACP Inc
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: US20100270293A1; US8294070B2; GB2466160A; WO2009049081A1; DE112008002708T8; DE112008002708T5; GB201006020D0; GB2466160B

Abstract

Gargerät (2) zum Garen von Lebensmitteln unter Verwendung mehrerer Gartechniken mit: – einem Gehäuse (4); – einer Ofenhöhlung (12) mit Deckenwand (28), Bodenwand (29), Rückwand (30) und einander gegenüberliegenden Seitenwänden (31); – einem Ofenrost (35), der in der Ofenhöhlung (12) gestützt ist, wobei der Ofenrost (35) von der Bodenwand (29) der Ofenhöhlung (12) beabstandet ist; – einem Heizelement (40), das unterhalb des Ofenrostes (35) und oberhalb der Bodenwand (29) in der Ofenhöhlung (12) angeordnet ist; – einem Mikrowellengarsystem zum wahlweisen Ausführen eines Teils eines Garvorgangs in der Ofenhöhlung (12) und – einem Luftstromliefersystem mit: – einem Lufteinlass (47) mit einer Mehrzahl von Öffnungen, die in der Rückwand (30) der Ofenhöhlung (12) angeordnet sind, wobei der Lufteinlass (47) eine Höhe hat, die sich von der benachbarten Bodenwand (29) nach oberhalb des Ofenrostes (35) erstreckt; – einem Luftraum einschließlich einem Umluftabschnitt, der zu dem Lufteinlass (47) gerichtet ist, einem Gebläseraumabschnitt (49) und einem Auslassraumabschnitt (52), der sich über die Ofenhöhlung (12) erstreckt, wobei der Gebläseraumabschnitt (49) eine Tiefe hat, die in der Größenordnung von zwei Dritteln in der Höhe des Lufteinlasses (47) ist; – einem Gebläse (55) mit einer Lüftereinheit, die in dem Gebläseraumabschnitt (49) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen Luftstrom von dem Umluftraum (46) abzuziehen und den Luftstrom in den Auslassraumabschnitt (52) zu richten; – einem Konvektionsheizelement (65), das in dem Luftraum zum Erwärmen des Luftstromes angeordnet ist, und ...

Description

QUERBEZUG ZU ENTSPRECHENDEN ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Nutzen der US provisorischen Patentanmeldung Seriennummer 60/960,662 mit der Bezeichnung „Luftzirkulation für ein Gargerät einschließlich eines Kombinations-Heizsystems vom 09. Oktober 2007.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Gargeräte und, insbesondere, ein kompaktes Gargerät, das zur Konvektionserhitzung mit anderen Heiztechniken zum Ausführen von Garvorgängen in der Lage ist.
2. Diskussion des Standes der Technik
Es ist eine Mehrzahl von Gargeräten auf dem Markt. Viele dieser Gargeräte sind zur Verwendung bei dem Garen verschiedener Arten von Lebensmitteln in unterschiedlicher Weise ausgebildet. Wenn beispielsweise mehrere übliche Gargeräte im Wesentlichen auf Strahlungsenergie wie einer Solarwärmequelle beruhen, kombinieren neuere Geräte einer Strahlungsquelle mit einer Konduktionstechnik oder einer Mikrowellenwärmetechnik, wodurch die Vielseitigkeit des Gargerätes mit möglicherweise verringerten erforderlichen Garzeiten erhöht wird. Insbesondere beinhaltet der Stand der Technik viele Beispiele von Geräten, die wenigstens Strahlungswärme und Konvektionswärme kombinieren, als auch eine Kombination von Konvektionstechniken und Mikrowellengartechniken.
Als nächstkommender Stand der Technik können die aus der DE 101 28 370 A1 und die DE 42 22 092 A1 bekannten Gargeräte angesehen werden.
Unabhängig von dem Vorhandensein dieser bekannten Anordnung besteht noch das Erfordernis für ein Gargerät, das verschiedene Wärmetechniken in einer effizienten und effektiven Weise verwendet, um einen weiten Bereich von Lebensmitteln zu handhaben. Insbesondere besteht das Bedürfnis nach einem Gargerät, das zum schnellen Erwärmen von Lebensmitteln verwendet werden kann, die für ein vollständiges und komplettes Garen in einer geeigneten Weise verschiedene Wärmequellen benötigen. Beispielsweise betrifft die schnelle Vorbereitung von kommerziell produzierten, offenen Grillsandwiches verschiedene Garbedürfnisse. Offene Grillsandwiche müssen seit jüngster Zeit direkt sowohl von oben auf einem unteren Abschnitt als auch von unten auf einen unteren Bodenabschnitt des Sandwichs erwärmt zu werden. In den meisten Fällen wird dies erreicht durch Führen des offenen Sandwichs von einem Förderband durch einen Ofen zwischen gegenüberliegenden Strahlungswärmequellen. Obwohl dieser Vorgang in einem gewissen Ausmaß effektiv ist, kann der Zeitverbrauch erheblich sein und führt nicht zu einer gleichmäßigen Erwärmung des Fleisches, des Käses und/oder anderer Auflagen auf dem Brot, es führt auch nicht zu einem Toasten des Brotes selbst.
Ein Dualstrahlungsofen von der oben beschriebenen Art ist für viele andere Anwendungen einfach nicht geeignet. Beispielsweise würde ein zusätzlicher Mirkowellenofen oder dgl. typischerweise verwendet werden zum Erwärmen einer Suppe oder anderen auf einer Flüssigkeit basierenden Lebensmitteln. Diesbezüglich und aus anderen Gründen wurde in dem Stand der Technik vorgeschlagen, Strahlungsenergiequellen, Konvektionsenergiequellen und Mikrowellenenergiequellen in einem kompakten, vielseitigen Gargerät zu kombinieren. Derartige vorbekannte Anordnungen sind beispielsweise in dem US-Patent Nr. 7,235,763 offenbart.
Unabhängig von der Vielzahl bekannter Gargeräte besteht das Bedürfnis an einem vielseitigen Gargerät, das wenigstens ein Konvektionsgaren und verbesserte Luftstrommerkmale hat, das es ermöglicht, einen großen Bereich von Lebensmitteln schnell und effektiv zu Garen. In Verbindung mit der Ausgestaltung des Luftstroms betrifft die Art und Weise, in der der Luftstrom auf das Lebensmittel gerichtet wird, das Bräunen, die Knusprigkeit und andere Eigenschaften des Gutes. Typische Ergebnisse nach dem Stand der Technik schaffen Lebensmittel mit Bereichen verstärkter Bräunung verglichen mit anderen Bereichen des Lebensmittels. Diese Bereiche eines erhöhten Bräunens entsprechen der Anordnung von Luftdüsen. Typische Ergebnisse zeigen ein Lebensmittel mit einem Muster von kreisförmigen Bereichen, die visuell eine stärkere Bräunung haben als die umgebenden Bereiche des Lebensmittels. Die Erfindung betrifft dieses Problem.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dieses Problem wird mit den Gargeräten der unabhängigen Ansprüche 1, 2, 12 und 15 gelöst. Nach den breitesten Aspekten ist die Erfindung auf ein Konvektionsgargerät gerichtet. In Übereinstimmung mit den am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Gargerät eine Ofenhöhlung auf mit einer Deckenwand, einer Bodenwand und gegenüberliegenden Seitenwänden, eine Tür zum selektiven Zugang zu der Ofenhöhlung, wenigstens einem Strahlheizelement, das auf die Ofenhöhlung gerichtet ist, ein Gebläse mit einem Konvektionslüfter, einem Konvektionsheizelement, das direkt einem Luftstrom ausgesetzt ist, das durch den Konvektionslüfter erzeugt wird, und, vorzugsweise, mehreren Mikrowellenheizgeräten. Hinter einer Rückplatte für die Ofenhöhlung ist ein Umluftabschnitt zum Richten eines Umluftstroms von der Ofenhöhlung zu dem Gebläse vorgesehen. Das Gargerät weist weiter einen Auslassluftraum auf, der sich oberhalb der Ofenhöhlung erstreckt und es dem Konvektionsluftstrom erlaubt, von dem Konvektionslüfter durch einen Katalysator und in die Ofenhöhlung durch eine Mehrzahl von nach unten gerichteten Düsen zu strömen. Die Düsen sind in einer Größe und einem Abstand relativ zu einem Lastträger in einer Art und Weise angeordnet, dass ein effektives Garen sichergestellt ist. Ein Auslassrohr öffnet den Auslassluftraum und ragt in das eine Ende des vergrößerten, nach unten und nach hinten richtenden Ablasses. Der Luftstrom von dem Auslassrohr vermischt sich mit dem Luftstrom, der in dem Gargerät um die Ofenhöhlung erstellt wird, während zusätzliche aufgenommene Frischluft die Ofenhöhlung direkt um die Tür erreicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Kombination eines Gargerätes mit einem Umluftstrom, der durch eine besonders ausgebildete Struktur des Raumes und der Düsen konfiguriert ist, die Düsen synergistisch die Vergrößerung der Gesamteffizienz des Gerätes kombiniert. Insbesondere schafft die Konfiguration des Luftraums als auch die Größe und die Verteilung der Luftdüsen einen vergrößerten Strom von erwärmter Luft zu dem Lebensmittel, was zu kurzen Garzeiten aufgrund einer großen Wärmeübertragung führt, während auch ein gleichmäßiges Bräunen und ein Knusprigwerden des gegarten Lebensmittels führt. Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen, wobei einander entsprechende Bezugszeichen sich auf entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten beziehen.
KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine obere rechte perspektivische Ansicht eines Gargerätes, das ein Kombinationsheizsystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 ist eine seitliche Querschnittsansicht des Gargerätes, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
3 ist eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht des Gargerätes von 2;
4 ist eine schematische Seitenansicht der Düsen und der Lebensmittelträgerausbildung in Übereinstimmung mit der Erfindung; und
5 ist eine Draufsicht auf das Düsenmuster, das in Übereinstimmung mit der Erfindung verwendet wird.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen. Ein Gargerät, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, ist wesentlich mit 2 bezeichnet. Das Gargerät 2, bildet, wie unten vollständig diskutiert werden wird, ein Kombinationsgargerät, das vorzugsweise eine Strahlungsheiztechnik, eine Konvektionsheiztechnik und eine Mikrowellenheiztechnik verwendet. Das Gargerät 2 weist, wie gezeigt, ein Gehäuse 4 und eine Tür 6 auf, die mit einem Handgriff 8 versehen ist. Bei dem gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Tür 6 verschwenkbar an einer unteren horizontalen Achse befestigt, so dass der Handgriff 8 zum Öffnen der Tür 6 verwendet werden kann, um den Zugang zu der internen Ofenhöhlung 12 zu ermöglichen. Eine vertikale Schwenkanordnung und ein anderer Typ eines Türöffnungssystems kann jedoch geeignet verwendet werden. Das Gargerät weist weiter eine Programmierschnittstelle 15 auf, die gezeigt ist mit einem Steuerknopf 18, einem Steuerpad 20 und einem Touchpaddisplay 22.
Wie vielleicht am besten in der schematischen Seitenansicht von 2 dargestellt ist, weist die Ofenhöhlung 12 eine Decken-, eine Boden-, eine rück- und gegenüberliegende Seitenwände 28–31 auf, die zusammen die Ofenhöhlung bilden. In der Ofenhöhlung 12 ist ein Ofenrost 35 montiert, das bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Metalldrahtrost bildet, das zum Tragen eines Lebensmittels 36 während des Garens verwendet wird. Die Verwendung eines Metalldrahtrosts ist erwünscht, um einen effektiven Luftstrom um das Lebensmittel 36 zu erlauben, während es eine relativ offene Stützebene derart bildet, dass das Lebensmittel 36 von unten durch Strahlung erwärmt werden kann. Das Ofenost 35 ist, wie gezeigt, von der Bodenwand 29 beabstandet, um es einer ausreichenden Luftmenge zu erlauben, hinter das Lebensmittel 36 zu strömen, so dass Konvektionswärme vollständig sowohl für die Oberseite als auch die Unterseite des Lebensmittels 36 verwendet werden kann, so dass die Bräunung sowohl oben als auch unten gefördert wird. Zwischen dem Ofenrost 35 und der Bodenwand 29 ist ein Strahlungsheizelement 40 angeordnet. Insbesondere ist eine Stütze 42 vorgesehen, um das Strahlungsheizelement 40 in einer im Wesentlichen zwischen der Bodenwand 29 und dem Ofenrost 35 befindlichen Position zu halten. Bei dem gezeigten am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein einziges Strahlungshitzeelement 40 verwendet, wobei das Strahlungshitzelement 40 durch ein beschichtetes, widerstandsfähiges Heizelement gebildet wird. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass mehrere Strahlungshitzeelemente unterschiedlicher Ausbildungen in Verbindung mit der Erfindung genutzt werden können.
Ein Luftraum 44 erstreckt sich wenigstens um den rückwärtigen und den oberen Abschnitt der Ofenhöhlung 12. Insbesondere weist der Luftraum 44 einen Rückraumabschnitt 46 auf, der hinter und wenigstens teilweise durch die Rückwand 30 begrenzt wird. Der rückwärtige Raumabschnitt 46 weist einen zugehörigen Lufteinlass 46 auf, durch eine Mehrzahl von beabstandeten Öffnungen begrenzt wird, die in der Rückwand 30 der Ofenhöhlung 12 angeordnet sind. Bei dem gezeigten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Mehrzahl von Öffnungen von dem obigen Rost 35 unter das Strahlungshitzeelement 40. Der Luftraum 44 weist auch einen Gebläseraumabschnitt 49 auf und einen Abfuhrraumabschnitt 52 auf. In dem Gebläseraumabschnitt 49 ist ein Gebläse 55 angeordnet, das einen Elektromotor 56 und ein Gebläse oder Propellereinheit 57 aufweist. Der Gebläseraumabschnitt 49 ist in fluidischer Verbindung mit dem rückwärtigen Raumabschnitt 46 durch eine Mehrzahl von Öffnungen 60, die zu einem zentralen Einlassabschnitt der Gebläseeinheit 57 führen.
Stromabwärts des Gebläses 55 ist an der Verbindung des Gebläseraumabschitts 49 und des Abfuhrraumabschnitts 52 ein übliches Konvektionsheizelement 65. Obwohl das Konvektionsheizelement 65 verschiedene Formen ausbilden kann, ist es bevorzugt, als eine beschichtete elektrische Heizeinheit zu verwenden. Direkt benachbart zu dem Konvektionshitzeelement 65 ist eine Katalysatoreinheit 67. Die Katalysatoreinheit 67 wirkt, in bekannter Weise, zum chemischen Herunterbrechen von in der Luft befindlichen Nebenprodukten, die Garvorgänge begleiten. Eine Relativposition zwischen dem Konvektionshitzeelement und der Katalysatoreinheit 67 gegeben, wirkt das Konvektionshitzeelement 65 vorzugsweise zum Erwärmen der Katalysatoreinheit 67 und behält seine Temperatur an oder oberhalb einer minimalen Temperatur, die zur geeigneten Funktion des Katalysators erforderlich ist.
Wie in den Figuren deutlich gezeigt ist, ist der Auslassraumabschnitt 52 mit einer Mehrzahl von Düsen 70 versehen, die entlang der Deckenwand 28 beabstandet vorgesehen sind und fluidisch den Entnahmeraumabschnitt 52 mit der Ofenhöhlung 12 verbinden. Bei dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Gruppen von Düsen 70 im Wesentlichen in einer ersten oder vorderen Region 72, einem zweiten Zwischenabschnitt 73 und einem dritten oder hinteren Abschnitt 74 gruppiert. Ein Bereich der Mehrzahl von Düsen 70, die in der dritten Region 74 angeordnet sind, sind vor dem Katalysator 67 angeordnet, während der Rest der Mehrzahl von Düsen 70 der ersten, der zweiten und der dritten Regionen 72–74 stromabwärts des Katalysators 67 angeordnet sind. Weiter Einzelheiten der Düsenanordnung werden unten erläutert. Zur Verwendung in Verbindung mit dem Steuern der Betriebstemperaturen in der Ofenhöhlung 12 ist ein erster Temperatursensor 76 in dem Rückraumabschnitt 46 angeordnet und ein zweiter Temperatursensor 77 ist in einem Entnahmeplenumabschnitt 52 angeordnet. Bei dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der zweite Temperatursensor 77 direkt benachbart der Katalysatoreinheit 67 angeordnet. Die Art und Weise, in der die Elemente 40 und 65 gesteuert werden, um die gewünschte Temperatur in der Ofenhöhlung 12 aufzubauen und beizubehalten, sind kein Teil der vorliegenden Erfindung und wird nicht weiter diskutiert. Stattdessen wird Bezug genommen auf die gleichzeitig anhängige US Patentanmeldung mit der Bezeichnung „Temperatursteuerung für Gargeräte mit einem Kombinationsheizsystem“, die am selben Tag dieser Anmeldung eingereicht worden ist und die durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Bei der obigen Anordnung wird der Betrieb des Gebläses 55 einen zirkulierenden Luftstrom in und aus der Ofenhöhlung 12 erzeugen. Insbesondere wird ein Rückstrom, der durch einen unteren Strom 79, der unter dem Ofenrost 35 und ein oberer Strom 80, der über dem Lebensmittel 36 verläuft, in den Umluftraumabschnitt 46 gezogen durch die Mehrzahl von Öffnungen 47 des Lufteinlasses. Diese rückkehrende Luft, die allgemein mit 81 bezeichnet wird, wird an dem ersten Temperatursensor 76 vorbeiströmen und wird in die Gebläseeinheit 57 durch die Öffnungen 60 gerichtet. Durch den Betrieb der Gebläseeinheit 57 wird der Umluftstrom 81 radial nach außen als ein Konvektionsluftstrom 82 umgerichtet. Der Luftstrom 82 wird bei dem Strömen durch das Konvektionswärmeelement 65 erhitzt mit einem Teil des Konvektionsluftstroms 82, der direkt in die Ofenhöhlung 12 durch die verschiedenen Düsen 70 strömt (siehe Luftströme 84), die in dem dritten Bereich 74 vor dem Katalysator 67 angeordnet sind, während der größere Teil des Luftstroms über den Katalysator 67 strömen wird, wie bei 85 angegeben. Der Luftstrom 85 wird sodann durch den Rest der Mehrzahl von Düsen 70 in den ersten bis dritten Bereichen 72–74 und zurück in die Ofenhöhlung 12 strömen, wobei der Luftstrom um das Lebensmittel 36 vor dem Luftstrom wiederholt wird.
In Übereinstimmung mit dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Ofenhöhlung 12 nicht vollständig abgedichtet. Statt dessen wird ein geringer Druck in der Ofenhöhlung 12 während des Betriebs des Gargerätes 2 erzeugt und ein bestimmter Betrag von Umgebungsluft wird in die Ofenhöhlung 12 durch die Tür 6 eingezogen, wie bei 88 angegeben. Zusätzlich zum Schaffen eines bestimmten Betrags an Frischluft für den Garvorgang, wirkt der Umgebungsluftstrom 88 vorzugsweise zum Reduzieren der Türtemperatur. Basierend auf dem Bedarf an der Zulässigkeit von Luftstrom 88 an der Umgebungsluft 88 in der Ofenhöhlung 12 verwendet das Gargerät 2 weiter ein Abluftsystem, in dem ein geringer Betrag der im wesentlichen rezirkulierten Luft abgegeben wird. Insbesondere weist das Auslasssystem ein Auslassmischrohr 92 auf, das ein erstes Ende 93 hat, welches sich in einem Auslassraumabschnitt 52 erstreckt und ein zweites Ende 94, das an einem bestimmten Ort in der Höhlung 4 endet, auf. Bei dieser Anordnung hat die rückgeführte Luft, die zum Garen verwendet worden ist, einen Teil, der in das Auslassrohr 92 geführt wird, um so einen Garauslassstrom zu erzeugen, der allgemein durch 95 angegeben wird. Das gesamte Auslasssystem weist weiter ein Auslassmischrohr 97 auf, das ein erstes Ende 99 hat, das vorzugsweise ein zweites Ende 94 des Auslassrohres 92 aufnimmt und von diesem radial beabstandet ist. Das heißt, das erste Ende 99 des Abgasmischrohres 95 hat vorzugsweise einen vergrößerten Durchmesser relativ zu dem zweiten Ende 94 des Auslassrohres 92, wobei das Auslassmischrohr 97 weiter ein zweites Ende 100 hat mit einem sich nach oben öffnenden Ausgang 102. Weiter unten wird deutlicher erläutert. dass das Auslassmischrohr 97 vorzugsweise nach unten und nach hinten in dem Gehäuse 4 abgewinkelt ist, wie in 2 deutlich gezeigt ist.
In Verbindung mit dem Gargerät 2 ist weiter ein Kühlsystem angeordnet, das mit einem Gehäuse 4 versehen ist. Insbesondere ist ein Kühlgebläse 105 hinter dem Umkehrraumabschnitt 46 montiert. Der Betrieb des Kühlungsgebläses 105 arbeitet zum Abziehen eines Stromes von kühler Luft 106 in das Gehäuse 4, etwa durch Gehäuseöffnungen 108. Die Kühlluft 106 wird durch ein Kühlgebläse 105 durch eine rückwärtige Kammer 111 gerichtet zum Erstellen eines Kühlauslassstromes, der bei 114 angegeben ist. Der Kühlauslassstrom 114 fließt um und kühlt den Motor 56 als auch verschiedene (nicht gezeigte) elektronische Komponenten und dann um das zweite Ende 94 des Ablassrohres 92 wie durch 115 angegeben. Dieser Kühlauslassstrom 115 fließt sodann in das Auslassmischrohr 97 an dem ersten Ende und vermischt sich mit dem Kühlauslassstrom 95 zum Erstellen eines vermischen Auslassstromes, der bei 117 angegeben ist. Das Vorsehen des Kühlluftstroms erzeugt einen verminderten Druck in dem Gehäuse 4, um die Ofenhöhlung 12. Der Kühlauslassstrom 115 fließt mit einer relativ hohen Geschwindigkeit in das Auslassmischrohr 97 derart, dass ein Saugen bewirkt wird, der den Garauslassstrom 95 in das Auslassmischrohr 97 zieht. Der vermischte Auslassstrom 117 wird sodann durch das Auslassmischrohr 97 geführt und nach außen durch den sich nach oben öffnenden Auslass 102 als endlichen Auslass 120.
Bei der oben diskutierten Anordnung kann das Gargerät 2 verwendet werden zum Garen von Lebensmitteln und Verwendung sowohl von Strahlungsgartechnik und von Konvektionsgartechniken. Es ist jedoch weiter erwünscht, Mikrowellengartechniken einzubeziehen. Zu diesem Zweck ist, wie am besten in 3 gezeigt ist, das Gargerät weiter mit einem Paar von Wellenführungen versehen, die entlang der einander gegenüberliegenden Seitenwände 31 montiert sind, wobei eine der Wellenführungen mit 127 angegeben ist. Die Anordnung an jeder Seite der Ofenhöhlung 12 ist vorzugsweise gleich ausgebildet, so dass die Bezugnahme in ihren Einzelheiten bezüglich einer Anordnung erfolgt. Jedenfalls weist in Verbindung mit dem eingesetzten Mikrowellensystem die Wellenführung 127 einen ersten Endbereich 129 und einen zweiten Endbereich 120 auf. Allgemein mit 133 angegeben ist ein Magnetron zum Erzeugen von Mikrowellen, die durch die Wellenführung 127 fortschreiten und in die Ofenhöhlung 12 führen. An dem zweiten Endbereich 130 ist ein Rührgerät vorgesehen, das allgemein mit 137 angegeben ist. In dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Rührgerät 137 ein Motorgehäuse 140 auf, dem elektrischer Strom durch Drähte 141 zugeführt ist. Das Motorgehäuse 140 hat eine drehbare Ausgangswelle 142, die mit einem Mechanismus 147 zum Übertragen der Drehung der Ausgangswelle 143 an ein Antriebselement 164 verbunden ist. Das Antriebselement 164 ist für eine Drehung eines drehbaren Rührers 168 (siehe 2) befestigt, der hinter einer jeweiligen Seitenwand 31 montiert ist. Weitere Einzelheiten der Mikrowellenzufuhr- und Verteilungsanordnung sind nicht Teil der Erfindung, sie ergeben sich jedoch aus der mitanhängigen US Patentanmeldung mit dem Titel „Kombinationsgargerät mit Mehrfach-Mikrowellenheizeinheiten mit drehbarer Antenne“, die gleichzeitig eingereicht worden ist und auf die hier Bezug genommen wird. Bei dem am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Gesamt-Mikrowellensystem ausgebildet zum Ausführen von Mikrowellen sowohl von den gegenüberliegenden Seitenwänden 31 an einer Position nahe der Deckenwand 28. Diese Anordnung wird angesehen als die Verwendung von Metallkissen erleichternd durch Einführen der Mikrowellenenergie in die Ofenhöhlung einer Position, an der die Metallelemente nicht die Mikrowellenenergie daran hindern, das Lebensmittel zu erreichen. In jedem Fall vergrößern die Rührer 168, die an den Seitenwänden 131 angeordnet sind, weiter das Verteilen der Mikrowellen für die Ofenhöhlung 12.
Bei der obigen Anwendung kann das Gargerät 2 in verschiedenen Weisen betrieben werden einschließlich: lediglich Mikrowellenbetrieb; Backen, Kombination von Backen und Konvektionsbetrieb und voller Kombinationsbetrieb mit Mikrowelle, Strahlungswärme und Heißluftkonvektion für ein Hochgeschwindigkeits-Garen. Da die Anzahl der Betriebsweisen nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind, werden sie hier nicht weiter erläutert. Es wird stattdessen Bezug genommen auf die mitanhängige US Patentanmeldung mit der Bezeichnung „Gargerät einschließlich einem Kombinationsheizgerät“, das gleichzeitig eingereicht worden ist und hier durch Bezugnahme einbezogen wird. Jedenfalls betrifft die vorliegende Erfindung die Luftführung des Gargerätes 2. Insbesondere ist bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Anordnung der Gebläseeinheit 57 in Kombination mit der Winkelung und den Dimensionen des Gebläseraumabschnitts 49, wie in 2 gezeigt. Zunächst ist der Gebläseraumabschnitt 49 unter annähernd 45° gewinkelt. Die Winklung ist teilweise an der Verbindung der Deckenwand 28 und der Rückwand 30 wiederholt. Zweitens ist der Gebläseraumabschnitt 49, der stromabwärts des Umluftraumabschnitts 46 angeordnet ist und vollständig hinter der Rückwand 30 der Ofenhöhlung 12 derart, dass die Mehrzahl von Öffnungen 60 rückwärtig zu den Öffnungen des Lufteinlasses 47 sind. Drittens hat der Gebläseraumabschnitt 49 vorzugsweise eine Tiefe, die geringer ist als die Breite des Umluftraumabschnitts 46 und in der Größenordnung von 2/3 der Höhe des Lufteinlasses 47, während annähernd 20 % des Lufteinlasses 47 oberhalb des Rostes 35 angeordnet sind. Diese Gesamtanordnung sorgt für einen extrem effizienten Eintritt der rezirkulierten Luft, die stromabwärts der Gebläseeinheit 57 erhitzt wird und auf die Mehrzahl von Düsen gerichtet wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die bevorzugte Geometrie der Mehrzahl von Luftdüsen 70 in dem Gargerät 2 mit einer speziellen Geometrie, die ein effektives Erhitzen und Bräunen und Knusprigwerden des Lebensmittel 36 bewirkt unter Beschleunigung der Garzeit. Wie insbesondere in den 4 und 5 gezeigt, wird der Rost 35 oder eine andere Lebensmittelstütze in einer festen Position bezüglich der Düse 70 während des Garens gehalten. Wie oben angegeben, sind die Düsen 70 ein Teil eines Luftzwangskreises, der mit hoher Geschwindigkeit erwärmte Luft in Richtung auf das Lebensmittel 36 richtet, das auf dem Rost 35 oder eine andere unterhalb der Düse 70 angeordnete Stütze richtet. Düsen 70 sind vorzugsweise in einer Ebene zu einer oberen Ebene des Rostes 35 angeordnet, wie am besten in 4 gezeigt, mit einer Mittelachse jeder der Düsen 70, die im Wesentlichen senkrecht zu den beiden Ebenen ist. Der Abstand des Ausgangs jeder Düse 70 zu der oberen Ebene des Rostes 35 wird hier als H definiert. Der Innendurchmesser jeder Düse 70 an dem Ausgang der Düse wird hier als D definiert. Der Abstand zwischen den Mitten der Düsen ist hier als S definiert. Darauf basierend gilt:

D: = Düseninnendurchmesser am Düsenausgang
S: = Mitte-zu-Mitte Abstand zwischen den Düsen
H: = Abstand von dem Düsenausgang zu der oberen Ebene des Ofenrostes oder einer anderen Lebensmittelstützstruktur.

Zusätzlich ist das Verhältnis von H dividiert durch d als H/D-Verhältnis angegeben. Das Verhältnis von S geteilt durch D wird hier als S/D-Wertes angegeben. Darauf basierend, ist das Gargerät insbesondere ausgebildet durch ein H/D-Verhältnis in dem Bereich von 19,0 bis 22,0 und ein S/D-Verhältnis in dem Bereich von 5,7 bis 5,9.
Wie zuvor angegeben, ist es ein weiterer Aspekt der Erfindung, dass der Abstand zwischen den Düsen 70 von dem ersten Bereich 72 zu dem zweiten Bereich 73 usw. zu dem dritten Bereich 74 zunimmt. Die Länge und die Flusseigenschaften des Auslassraumabschnitts 52 gegeben, nimmt der Abstand zwischen benachbarten Düsen 70 ab, wenn der Luftstrom 85 nach vorne strömt, so dass die größte Anzahl von Düsen 70 in dem ersten und dem nächsten Bereich 72 für eine gleichmäßigere Verteilung des gesamten Luftstromes sorgt, der aus der Mehrzahl von Düsen 70 in die Höhlung austritt, wodurch die gleichmäßige Erhitzung und die Bräunung des Lebensmittels 36 erreicht wird. Bei diesen Gesamtausbildungsparametern werden ein effizienter Luftstrom und überlegende Ergebnisse insofern erreicht, als dass ein ungleiches Bräunungsmuster signifikant weniger auftritt, während ein effektiver Wärmeübergang erreicht wird. Die Erfindung hat überraschender Weise eine signifikante Verbesserung bezüglich der Bräunungskonsistenz gezeigt unter Schaffen von extrem gleichmäßig gebräunten Lebensmitteln.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen oder Modifikationen ausgeführt werden können, ohne sich von dem Grundgedanken zu entfernen. Beispielsweise versteht es sich, dass, obwohl die Erfindung beschrieben worden ist, als mit zwei gesonderten Controllern versehen, ein einzelner Controller mit mehreren, unabhängig arbeitenden Steuersystemen verwendet werden könnte. Ganz allgemein ist die Erfindung nur durch den Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche eingeschränkt.

Claims

Gargerät (2) zum Garen von Lebensmitteln unter Verwendung mehrerer Gartechniken mit: – einem Gehäuse (4); – einer Ofenhöhlung (12) mit Deckenwand (28), Bodenwand (29), Rückwand (30) und einander gegenüberliegenden Seitenwänden (31); – einem Ofenrost (35), der in der Ofenhöhlung (12) gestützt ist, wobei der Ofenrost (35) von der Bodenwand (29) der Ofenhöhlung (12) beabstandet ist; – einem Heizelement (40), das unterhalb des Ofenrostes (35) und oberhalb der Bodenwand (29) in der Ofenhöhlung (12) angeordnet ist; – einem Mikrowellengarsystem zum wahlweisen Ausführen eines Teils eines Garvorgangs in der Ofenhöhlung (12) und – einem Luftstromliefersystem mit: – einem Lufteinlass (47) mit einer Mehrzahl von Öffnungen, die in der Rückwand (30) der Ofenhöhlung (12) angeordnet sind, wobei der Lufteinlass (47) eine Höhe hat, die sich von der benachbarten Bodenwand (29) nach oberhalb des Ofenrostes (35) erstreckt; – einem Luftraum einschließlich einem Umluftabschnitt, der zu dem Lufteinlass (47) gerichtet ist, einem Gebläseraumabschnitt (49) und einem Auslassraumabschnitt (52), der sich über die Ofenhöhlung (12) erstreckt, wobei der Gebläseraumabschnitt (49) eine Tiefe hat, die in der Größenordnung von zwei Dritteln in der Höhe des Lufteinlasses (47) ist; – einem Gebläse (55) mit einer Lüftereinheit, die in dem Gebläseraumabschnitt (49) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen Luftstrom von dem Umluftraum (46) abzuziehen und den Luftstrom in den Auslassraumabschnitt (52) zu richten; – einem Konvektionsheizelement (65), das in dem Luftraum zum Erwärmen des Luftstromes angeordnet ist, und – einer Mehrzahl von Abfuhrdüsen, die von dem Auslassraumabschnitt (52) in die Ofenhöhlung (12) führen, wobei die Mehrzahl von Auslassdüsen in einem geometrischen Muster angeordnet sind mit einer größeren Anzahl der Mehrzahl von Auslassdüsen in der Nähe des vorderen Teiles des Auslassraumabschnitts (52) als nahe einem rückwärtigen Bereich des Auslassraumabschnitts (52); – einem Wärmeelement, das stromabwärts des Gebläses (55) angeordnet ist und wahlweise zum Erwärmen des Luftstroms betrieben wird; – einem Katalysator (67), der stromabwärts des Heizelements (40) angeordnet ist zum Entfernen von Fremdpartikeln aus dem Luftstrom; und – einem Auslassluftsystem mit: – einem Auslassluftrohr (92) mit einem ersten Endabschnitt, der zu dem Luftstrom gerichtet ist und einem zweiten Endabschnitt; – einem Luftmischrohr (97) mit einem ersten Endabschnitt, der sich um den zweiten Endabschnitt des Auslassluftrohrs (92) erstreckt und einem zweiten Endabschnitt, der einen Ablassauslass definiert, der von dem Gehäuse (4) weg führt; und – einem Kühlluftsystem zum Entwickeln eines Kühlluftstroms, der in dem Gehäuse (4) fließt und in den ersten Endabschnitt des Luftmischrohres (97) um den zweiten Endabschnitt des Auslassluftrohres (92) führt.
Gargerät (2) mit: – einem Gehäuse (4); – einer Ofenhöhlung (12), die in dem Gehäuse (4) angeordnet ist, wobei die Höhlung eine Deckenwand (28), eine Bodenwand (29), eine Rückwand (30) und einander gegenüberliegende Seitenwände (31) aufweist; – einem Ofenrost (35), das in der Garkammer getragen wird, wobei das Ofenrost (35) von der Bodenwand (29) der Ofenhöhlung (12) beabstandet ist; und – einem Luftstromliefersystem mit: – einem Lufteinlass (47) mit einer Mehrzahl von Öffnungen, die in der Rückwand (30) der Ofenhöhlung (12) angeordnet sind, wobei der Lufteinlass (47) eine Höhe hat, die sich von der benachbarten Bodenwand (29) über das Ofenrost (35) erstreckt; – einem Luftraum mit einem Umluftraumabschnitt (46), der dem Lufteinlass (47) zugewandt ist, einem Gebläseraumabschnitt (49) und einem Ablassraumabschnitt, der sich über die Ofenhöhlung (12) erstreckt, wobei der Gebläseabschnitt eine Tiefe hat, die geringer ist als die Höhe des Lufteinlasses (47); einem Gebläse (55) mit einer Lüftereinheit, die in dem Gebläseraumabschnitt (49) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen Luftstrom von dem Umkehrraumabschnitt abzuziehen und den Luftstrom in den Abfuhrraumabschnitt zu richten; – einem Konvektionsheizelement (65), das in dem Luftstrom angeordnet ist zum Erhitzen des Luftstroms; und – einer Mehrzahl von Auslassdüsen, die von dem Auslassraumabschnitt (52) in die Ofenhöhlung (12) führen.
Gargerät (2) nach Anspruch 2, wobei die Tiefe des Gebläseraumabschnitts (49) in der Größenordnung von zwei Dritteln der Höhe des Lufteinlasses (47) ist.
Gargerät (2) nach Anspruch 2, wobei der Gebläseraumabschnitt (49) eine Tiefe hat, die geringer ist als die Breite des Umluftraumabschnitts (46).
Gargerät (2) nach Anspruch 2, wobei der Lufteinlass (47) sich sowohl oberhalb als auch unterhalb des Ofenrostes (35) erstreckt.
Gargerät (2) nach Anspruch 5, wobei annähernd 20 % des Lufteinlasses (47) oberhalb des Rostes (35) ist.
Gargerät (2) nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von Auslassdüsen einen zugehörigen Düsenausgangsdurchmesser haben, wobei die Düsen um einen Abstand voneinander getrennt sind und wobei ein Verhältnis des Abstandes zu dem Auslassdurchmesser im Bereich von 5,7 bis 5,9 ist.
Gargerät (2) nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von Auslassdüsen einen zugehörigen Düsenauslassdurchmesser haben, wobei die Düsen von dem Ofenrost (35) um einen Abstand getrennt sind wobei das Verhältnis des Abstandes zu dem Außendurchmesser in dem Bereich von 19,0 bis 22,0 ist.
Gargerät (2) nach Anspruch 2, wobei der Gebläseraumabschnitt (49) sich unter einem Winkel von annähernd 45° erstreckt.
Gargerät (2) nach Anspruch 2, wobei der Gebläseraumabschnitt (49) stromabwärts des Umluftraumabschnitts (46) und im Wesentlichen vollständig hinter der Rückwand (30) der Ofenhöhlung (12) angeordnet ist.
Gargerät (2) nach Anspruch 10, wobei im Wesentlichen der gesamte Gebläseraumabschnitt (49) hinter dem Lufteinlass (47) angeordnet ist.
Gargerät (2) mit: – einem Gehäuse (4); – einer Ofenhöhlung (12), die in dem Gehäuse (4) angeordnet ist, wobei die Höhlung eine Deckenwand (28), eine Bodenwand (29), eine Rückwand (30) und einander gegenüberliegende Seitenwände (31) aufweist; – einem Luftliefersystem mit: – einem Lufteinlass (47), der in der Rückwand (30) der Ofenhöhlung (12) angeordnet ist; – einem Luftraum mit einem Umluftraumabschnitt (46), der zu dem Lufteinlass (47) frei liegt, einem Gebläseraumabschnitt (49) und einem Abfuhrraumabschnitt, der sich über die Ofenhöhlung (12) erstreckt; – einem Gebläse (55) mit einer Lüftereinheit, die in dem Gebläseraumabschnitt (49) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen Luftstrom von dem Umluftraumabschnitt (46) abzuziehen und den Luftstrom in den Abfuhrraumabschnitt zu richten; – einem Konvektionswärmeelement (65), das in dem Luftstrom angeordnet ist zum Erwärmen des Luftstroms; – einer Mehrzahl von Abfuhrdüsen, die in von dem Ablassraumabschnitt in die Ofenhöhlung (12) führen; – einem Wärmeelement, das stromabwärts des Gebläses (55) angeordnet ist und wahlweise zum Erwärmen des Luftstroms betrieben wird; – einem Abluftsystem mit: – einem Abluftrohr mit einem ersten Endabschnitt, das zu dem Luftstrom frei liegt und einem zweiten Endabschnitt; und – einem Luftmischrohr (97) mit einem ersten Endabschnitt, der sich um den zweiten Endabschnitt des Abluftrohres erstreckt und einem zweiten Endabschnitt, der einen Abluftauslass definiert, der von dem Gehäuse (4) führt; und – einem Kühlluftsystem zum Entwickeln eines Kühlluftstroms, der in dem Gehäuse (4) strömt und in den ersten Endabschnitt des Luftmischrohres (97) um den zweiten Endbereich des Abluftrohres führt.
Gargerät (2) nach Anspruch 12, wobei das Luftmischrohr (97) nach unten und nach hinten von dem Auslassluftrohr (92) geneigt ist.
Gargerät (2) nach Anspruch 12, wobei der Abluftauslass des Luftmischrohres (97) sich von dem zweiten Endabschnitt nach oben öffnet.
Gargerät (2) mit: – einem Gehäuse (4); – einer Ofenhöhlung (12), die in dem Gehäuse (4) angeordnet ist, wobei die Ofenhöhlung (12) eine Deckenwand (28), eine Bodenwand (29), eine Rückwand (30) und einander gegenüberliegende Seitenwände (31) aufweist; und – einem Luftstromliefersystem mit: – einem Lufteinlass (47) mit einer Mehrzahl von Öffnungen, die in der Rückwand (30) der Ofenhöhle angeordnet sind; – einem Luftraum mit einem Umluftraumabschnitt (46), der zu dem Lufteinlass (47) frei ist, einem Gebläseraumabschnitt (49) und einem Ablassraumabschnitt, der sich über die Ofenhöhlung (12) erstreckt; – einem Gebläse (55) mit einer Lüftereinheit, die in dem Gebläseraumabschnitt (49) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen Luftstrom von dem Umkehrraumabschnitt abzuziehen und den Luftstrom in den Abfuhrraumabschnitt zu richten; – einem Konvektionsheizelement (65), das in dem Luftraum zum Erwärmen des Luftstroms angeordnet ist; und – einer Mehrzahl von Auslassdüsen, die in der Ofenhöhlung (12) von dem Auslassraumabschnitt (52) führen, wobei die Mehrzahl von Auslassdüsen in einem geometrischen Muster angeordnet sind, mit einer Größenanzahl der Mehrzahl von Auslassdüsen nahe einem vorderen Abschnitt des Auslassraumabschnitts (52) als nahe einem rückwärtigen Abschnitt des Auslassraumabschnitts (52).
Gargerät (2) nach Anspruch 15, wobei die Mehrzahl von Auslassdüsen einen zugehörigen Düsenausgangsdurchmesser haben, wobei die Düsen um einen Abstand voneinander getrennt sind und wobei ein Verhältnis des Abstandes zu dem Auslassdurchmesser im Bereich von 5,7 bis 5,9 ist.
Gargerät (2) nach Anspruch 15, wobei die Mehrzahl von Auslassdüsen einen zugehörigen Düsenauslassdurchmesser haben, wobei die Düsen von dem Ofenrost (35) um einen Abstand getrennt sind wobei das Verhältnis des Abstandes zu dem Außendurchmesser in dem Bereich von 19,0 bis 22,0 ist.
Gargerät (2) nach Anspruch 15, weiter mit: einem Katalysator (67), der benachbart dem Konvektionsheizelement (65) in dem Luftraum angeordnet ist, wobei einige der Mehrzahl von Auslassdüsen stromabwärts des Katalysators (67) angeordnet sind und andere in der Nähe der Auslassdüsen stromaufwärts des Katalysators (67) angeordnet sind.
Gargerät (2) nach Anspruch 18, wobei eine Mehrzahl aus der Vielzahl von Auslassdüsen stromabwärts des Katalysators (67) angeordnet sind.
Gargerät (2) nach Anspruch 15, wobei der Lufteinlass (47) eine Höhe hat, der sich von der Nähe der Bodenwandung (29) bis oberhalb des Ofenrostes (35) erstreckt.