專利名稱：具有帶改進的噴口構型的空氣沖擊加熱器的高速烤爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于商業(yè)食品加工的高速烤爐。特別地，本發(fā)明涉及一種食品加工設備，該食品加工設備能夠利用帶有改進的噴口構型的空氣沖擊加熱器來快速加工食物。
背景技術：
現(xiàn)有技術中已知諸如加工面包類產(chǎn)品用的隧道烤爐的烤爐。隧道烤爐采用空氣沖擊加熱器?？諝鉀_擊加熱器用于烤制/加工面包類產(chǎn)品，例如比薩、吐司等。在授予Archer的美國專利No.4,873,107中，示出了這種隧道烤爐的一個例子。Archer公開了一種隧道烤爐。這種隧道烤爐具有一用于運送食物通過加熱處理通道的傳送帶、一鼓風機、多個噴口、多個狹槽以及第一和第二增壓室。
第一和第二增壓室使所述空氣槽和噴口排出預定溫度的空氣。該空氣通過空氣槽的圓形陣列吹到傳送帶上的食物上?？諝獠坳嚵械男螤钜话闶墙y(tǒng)一的?？諝獠鄣男螤畛蕡A球形。這種圓球形的空氣槽形狀雖然有效，卻限制了食物的加工，也限制了向食物表面的熱傳遞。這種空氣槽限制了吹掃食物表面的空氣的排出。盡管烤制和/或加工食物的外表面比較有效，但存在一個不利之處由于氣流只是掃過食物，所以食物的內(nèi)表面可能仍然是生的或者還沒有得到需要的充分加工。
相應的，就需要一種改進的能夠快速加工食物的加工設備。
還需要一種帶有空氣沖擊加熱器的加工設備，這種加熱器能夠提供預定溫度的空氣以吹掃食物的表面并且選擇性地加工食物的內(nèi)表面。
需要這樣一種加工設備，這種加工設備能夠提供預定溫度的空氣以使熱量穿透食物的表面。
需要這樣一種加工設備，這種加工設備能夠提供預定溫度的空氣以吹掃食物的表面并使熱量穿透食物的上表面。
需要這樣一種加工設備，這種加工設備易于清潔。
需要這樣一種加工設備，這種加工設備具有改進的噴口構型。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一種空氣沖擊式烤爐，具有一在第一端口和第二端口之間傳送食品的傳送帶以及一設置在第一端口和第二端口之間的空氣沖擊組件。該空氣沖擊組件提供多個朝向食品的空氣射流。該空氣用于食品的對流加熱。還設有一鼓風機和一用于加熱空氣的加熱器?？諝鉀_擊組件具有多個噴口，每個噴口都具有一定的形狀。該形狀適于噴射熱空氣以使熱量穿透到食品內(nèi)，該形狀也適于噴射熱空氣以吹掃食品。
在第一實施例中，空氣沖擊式烤爐具有多個噴口，其中噴口的形狀選自圓形(circular shaped)噴口；“X”形噴口；基本為“O”形的噴口；橢圓形噴口；環(huán)繞有多個第二“O”形噴口的第一“O”形噴口；具有第一端、第二端、第三端以及第四端的十字形噴口，其中第一端到第四端均具有加大的基本為圓頭的形狀；同心地位于第二“O”形噴口中的第一“O”形噴口；圓球形(round shaped)噴口；以及它們的任意組合。
在第二實施例中，空氣沖擊式烤爐具有熱空氣，該熱空氣的溫度在大約400°F到700°F的范圍內(nèi)。
在另一個實施例中，空氣沖擊式烤爐具有一第二加熱器，該第二加熱器用于與空氣噴口/射流相對地加熱食品。
在又一個實施例中，空氣沖擊式烤爐具有位于傳送帶的下方的第二加熱器。
在再一個實施例中，空氣沖擊式烤爐具有第二加熱器，該第二加熱器是紅外加熱器，其在大約1400°F到1800°F的紅外加熱溫度下工作。
在另外一個實施例中，空氣沖擊式烤爐具有鼓風機，該鼓風機選自軸流式鼓風機、混流式鼓風機、徑向結構型鼓風機以及它們的任意組合。
在又一個實施例中，空氣沖擊式烤爐具有一擋板，該擋板設置于噴口的下方，以用于平衡離開空氣沖擊組件的熱空氣的壓力。
在另一個實施例中，空氣沖擊式烤爐具有噴口陣列，該陣列用于向傳送帶上的食品噴淋第一空氣流和第二空氣流，第一空氣流用于使空氣吹掃食品，而第二空氣流用于向食品的上部提供集中的空氣流。


結合附圖參考下面的描述，可以了解本發(fā)明的其它或更多的目的、優(yōu)點以及特征，其中附圖中相同的標號表示結構相似的元件，附圖如下圖1是本發(fā)明的具有帶改進的噴口構型的空氣沖擊加熱器的烤爐的橫截面視圖；圖2是圖1中烤爐的指狀噴射件的橫截面視圖；圖3是圖2中的指狀噴射件的底部的仰視圖，該底部具有“O”形噴口構型；圖4是圖2中的指狀噴射件的底部的另一實施例，該底部具有“X”形噴口構型；圖5是通過圖3的“O”形噴口的氣流的視圖；圖6是通過圖4的“X”形噴口的氣流的視圖；圖7是圖2的指狀噴射件的底部的另一實施例，該底部具有“O”形和“X”形噴口構型；圖7A是圖7中的指狀噴射件的底部實施例的側視圖，該底部具有“X”形噴口構型和具有突起表面的“O”形噴口構型；圖7B是圖7中的指狀噴射件底部的另一實施例；圖7C是圖7中的指狀噴射件底部的又一實施例；圖8是圖2的指狀噴射件底部的再一實施例，該底部具有“X”形和“O”形噴口構型；圖9是圖2的指狀噴射件底部的又一實施例；
圖10是圖2的指狀噴射件底部的再一實施例，該底部具有插孔式噴口和同心噴口噴射模式；圖10A是通過圖10的同心噴口噴射模式的氣流的視圖；圖10B是同心噴口的俯視圖；圖11是通過圖10B所示的同心噴口模式的氣流的視圖；圖12是通過圖10的插孔式噴口的氣流的視圖；圖13是圖2的指狀噴射件底部的再一實施例，該底部同時具有同心噴口噴射模式和插孔式噴口。
具體實施例方式
圖1到圖13提供了一種高速食品加工設備11。該高速食品加工設備11具有一外殼20、一傳送帶組件30以及一空氣沖擊組件40。此外，高速食品加工設備11可具有一加熱器50。
外殼20具有入口端22和出口端24。生的食品通過入口端22進入高速食品加工設備11，并通過傳送帶組件30穿過(該設備)以到達出口端24，從該出口端出來的食物已經(jīng)經(jīng)過了加工。
如圖1所示，空氣沖擊組件40優(yōu)選位于傳送帶組件30的緊上方。傳送帶組件30和空氣沖擊組件40之間相隔高度h。食品加工通道處于該高度h中。可選地，當與改進的噴口構型同時應用時，加熱器50位于傳送帶組件30的緊下方，和/或食品加工通道100的上方。加熱器50優(yōu)選電連接到電源(未示出)。
本發(fā)明的一個優(yōu)選特征是空氣沖擊組件40可將食品(未示出)快速加熱至一核心溫度，該核心溫度對應于高速食品加工設備11的使用者所指定的期望溫度。為了實現(xiàn)本發(fā)明的加速的沖擊效果，希望從空氣沖擊組件40射出的沖擊空氣的溫度在400°F到700°F的范圍內(nèi)。
可選地，加熱器50優(yōu)選是紅外加熱器，該加熱器在食物的下表面和/或側面產(chǎn)生紅外線入射輻射，其中紅外加熱的溫度介于大約1400°F到1800°F之間。
空氣沖擊式加熱器組件40具有一鼓風機(未示出)、一供風管42、一增壓室(plenum)44、多個均具有底面48的指狀噴射件46。當與本發(fā)明的獨特的噴口構型一起使用時，指狀噴射件46可能具有一插入板或擋板47。插入板47設置于底面48的上方。插入板47用于平衡指狀噴射件46中的空氣的壓力。
對鼓風機(未示出)進行適當?shù)乃俣鹊燃壴O定以產(chǎn)生相對于傳統(tǒng)鼓風機為高速的氣流，并將鼓風機設置于供風管42中。鼓風機優(yōu)選地是軸流式鼓風機、混流式鼓風機、徑向結構型鼓風機以及它們的任意組合。供風管42可選地具有第二加熱器(未示出)，以用來加熱該供風管中的空氣。
供風管42流體連接到增壓室44。增壓室44是一矩形或弄圓的管道。增壓室44具有多個流體連接到多個指狀噴射件46的開孔。供風管42將空氣傳遞至增壓室44，并繼而將熱空氣傳遞到指狀噴射件46。指狀噴射件46優(yōu)選地向傳送帶組件30噴淋熱空氣，以加工或烤制橫貫傳送帶組件的食物。優(yōu)選地，空氣通過底面48上的一個或多個噴口60從指狀噴射件46中噴出。
底面48優(yōu)選在傳送帶組件30上延伸以限定食品加工通道100。參見圖2，底面48大致是平坦的并具有一個或多個噴口60，以便將作為沖擊空氣的空氣引向橫貫傳送帶組件30的食物。熱空氣優(yōu)選地通過底面48上的一個或多個噴口60排出。
噴口60布置成陣列。參見圖3，盡管圓“O”形噴口60以大致的圓形示出，但這種構型并非對所有的食品加工應用都是最好的。如圖5所示，“O”形噴口60產(chǎn)生圍繞食物的側面和上表面的吹掃接觸。這雖然對于加工和/或烤制食物的外表面有效，但仍存在一個不利之處。即，由于僅通過這種弄圓的“O”形噴口使氣流吹掃過食物，所以食物的內(nèi)表面相對而言可能受到的加工較少。此外，如果為了補償這一問題而進行吹掃較多的空氣，則可能在內(nèi)表面加工好之前使外表面烤焦或變黑。
參見圖4，盡管以大致為“X”形的噴口示出，但這種構型本身同樣并非適合于所有的食品加工應用。如圖6所示，“X”形噴口62優(yōu)選地向食品的上表面輸送集中的氣流。盡管對于使熱量穿透食物內(nèi)表面有效，但是外表面可能焙制/烤制得不如“O”形噴口60那樣好。
通過本公開可以獲得更優(yōu)選的食品加工效果。底面48相應地同時具有多個“O”形噴口60和多個“X”形噴口62。雖然已知設置統(tǒng)一的“O”形噴口陣列可減少用以形成圖3所示噴口的打孔操作的成本，但“X”形噴口62提供了更多的熱傳遞以穿透進入食品。相對于對側面和上表面的(加工)效果，這增強了對食品內(nèi)表面的加工。這樣還縮短了整體加工時間并改善了多噴口效果的統(tǒng)一性。
參見圖6，圖中示出了從“X”形噴口62中噴出的空氣的路線。由圖中可知，“X”形噴口62單獨或者和“O”形噴口60一起通過改善的氣流集中使得穿透進入食品的熱量增加。“X”形噴口62改善了從氣流到食品內(nèi)表面的熱傳遞。這種增強的熱量穿透縮短了整體加工時間并提高了生產(chǎn)率。
參見圖7和圖7A，其示出一種帶噴口的底面48的改進構型。該構型具有“O”形噴口60排。該“O”形噴口60排提供了所需量的沖擊空氣與食物的吹掃接觸，以用于加工食物的外表面和側面。
底面48還具有“X”形噴口62排。所述“X”形噴口62將從底面48以與“O”形噴口同樣的距離排出沖擊空氣，以穿透食物并加工食物的內(nèi)表面。從而作用于傳送帶組件30上的食物上的效果可相互補充。圖7A示出了本發(fā)明的另一實施例。在該實施例中，底面48具有一個或多個突出表面的成型噴口60。
如圖7B所示，給定的食品可在通過“O”形噴口60之前受益于穿透用的“X”形噴口62排。參見圖7C，同樣的，二者顛倒一下也可以。如果需要較多的穿透作用，可以使底面48的“X”形噴口62的排數(shù)多于“O”形噴口60的排數(shù)。如果需要較多的混合/吹掃作用，可以使用比“X”形噴口62排數(shù)多的“O”形噴口60排。
在圖8所示的實施例中，“X”形噴口62和“O”型噴口60以交替模式相鄰布置。優(yōu)選地，通過使用圖8所示的交替噴口排可獲得示例性的優(yōu)勢。在該實施例中，被加工的食品分別受到交替的吹掃和穿透作用。此外，多排“X”形噴口緊接著多排“O”形噴口將會增強圖7C中所示的效果。
在圖9所示的另一實施例中，“O”形噴口可具有比“X”形噴口更寬的焦點。在該實施例中，“O”形噴口的直徑優(yōu)選為1/4英寸到3/4英寸。如圖9所示，這種較寬的焦點使得對傳送帶組件30上的食物的吹掃和加熱更加集中。
如圖10A所示，也可將“O”形噴口60與插孔式噴口64組合使用。插孔式噴口64具有明顯的圓頭65。如圖12中所示，插孔式噴口64將熱量集中在一組密集的點接觸內(nèi)。插孔式噴口64共同地或者與其它噴口組合地將熱空氣引導至食物表面特定的點，以便縮短整個加工時間。
這樣，圓頭65使空氣吹掃過食物以加工食物的外表面，而插孔式噴口的其它部分將空氣聚集以穿透食品并加工食品的內(nèi)表面。
如圖10B所示，在本發(fā)明的另一示例性實施例中，也可在底面48上設置同心噴口噴射模式66。同心噴口噴射模式66可以具有一個由較小的“O”形噴口68的陣列包圍的“O”形噴口67，其中最中心處的“O”形噴口67的半徑大于較小的“O”形噴口68的半徑。與較大的最中心處的噴口67相比，較小噴口68優(yōu)選排出速度較高的氣流。這優(yōu)選地提供了更強的穿透接觸以加工食物的內(nèi)表面，如圖11所示。
參見圖13，其示出底面48的一個替換實施例。底面48具有插孔式噴口64和所示的同心噴口噴射模式66的組合。底面48可具有垂直的插孔式噴口64排以及交替的所示同心噴口噴射模式66排。
相對于在底面48上單獨設置“O”形噴口，該實施例適于獲得高沖擊射流強度。這改善了對設置在傳送帶組件30上的食物表面的整體熱傳遞，以用于加工、烘制、烤制將被送至出口端24的食物。
從而具體參照優(yōu)選形式對本發(fā)明進行了說明。很明顯，在不脫離附加的權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各種改變和修改。
權利要求
1.一種空氣沖擊式烤爐，包括在第一端口和第二端口之間傳送食品的傳送帶；設置在所述第一端口和所述第二端口之間的空氣沖擊組件，所述空氣沖擊組件布置用于提供許多朝向所述食品的空氣射流，所述空氣用于所述食品的對流加熱；鼓風機；以及用于加熱所述空氣的加熱器，其中所述空氣沖擊組件包括空氣導向板，該導向板具有設置于其中的多個不同形狀的噴口，所述噴口適于提供許多不同的熱空氣射流以加工所述食品。
2.如權利要求1所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述形狀選自圓形噴口；“X”形噴口；基本為“O”形的噴口；橢圓形噴口；環(huán)繞有多個第二“O”形噴口的第一“O”形噴口；具有第一端、第二端、第三端以及第四端的十字形噴口，其中所述第一端到第四端均具有加大的基本為圓頭的形狀；同心地位于多個第二“O”形噴口中的第一“O”形噴口；圓球形噴口；以及它們的任意組合。
3.如權利要求1所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述熱空氣具有一定溫度，所述溫度在大約400°F到大約700°F的范圍內(nèi)。
4.如權利要求1所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，還包括第二加熱器，所述第二加熱器用于與所述許多空氣射流相對地加熱所述食品。
5.如權利要求4所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述第二加熱器以一定距離設置在所述傳送帶的下方。
6.如權利要求4所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述第二加熱器是紅外加熱器，所述紅外加熱器在大約1400°F到1800°F的溫度下工作。
7.如權利要求1所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，還包括擋板，所述擋板設置于所述許多空氣射流之下，所述擋板用于平衡離開所述空氣沖擊組件的所述熱空氣的壓力。
8.如權利要求1所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述多個噴口布置成列陣，所述陣列用于向所述傳送帶上的所述食品噴淋第一空氣流和第二空氣流，所述第一空氣流用于使所述空氣吹掃過所述食品，所述第二空氣流用于向所述食品的頂部傳送集中的空氣流。
9.一種空氣沖擊式烤爐，包括在第一端口和第二端口之間傳送食品的傳送帶；具有多個指狀噴射件的空氣沖擊組件，所述多個指狀噴射件設置在所述第一端口和所述第二端口之間并用于向所述食品提供許多空氣射流；鼓風機，該鼓風機與所述多個指狀噴射件相連；以及用于加熱所述空氣的加熱器，其中所述空氣沖擊組件具有多個多種形狀的噴口以用于通過所述多個噴口射出所述熱空氣，所述多種形狀既能使熱空氣穿透進入所述食品的上表面，也能使熱空氣吹掃所述食品。
10.如權利要求9所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述多種形狀選自圓形噴口；“X”形噴口；“O”形噴口；橢圓形噴口；環(huán)繞有多個第二“O”形噴口的第一“O”形噴口；位于第二圓形噴口內(nèi)的第一同心圓形噴口；具有第一端、第二端、第三端以及第四端的十字形噴口，其中相對于所述十字形噴口的其它部分，所述第一端到第四端均具有加大的基本為圓頭的形狀；圓球形噴口；以及它們的任意組合。
11.如權利要求9所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述形狀中的一些至少為直徑在大約0.25英寸到0.75英寸之間的圓形噴口。
12.如權利要求10所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述多個噴口具有至少兩種設置在第一排和第二排內(nèi)的不同形狀。
13.如權利要求12所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述噴口至少包括第一“X”形噴口和第二“O”形噴口，所述第一“X”形噴口射出第一熱空氣流，所述第二“O”形噴口射出第二熱空氣流，其中，所述第一熱空氣流使熱量穿透進入所述食品的頂面以便加工所述食品的最中心部分，所述第二熱空氣流用于吹掃所述食品，以便加工與所述食品的所述最中心部分相對的所述食品最外面的第一側面和最外面的第二側面。
14.如權利要求13所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述第一熱空氣流和所述第二熱空氣流都具有一定溫度，該溫度在大約400°F到700°F的范圍內(nèi)。
15.如權利要求9所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，還包括擋板，所述擋板設置于所述多個指狀噴射件之下，所述擋板用于平衡離開所述多個指狀噴射件的所述空氣的壓力。
16.如權利要求10所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述噴口包括至少一個具有第一直徑的第一“O”形噴口和具有第二直徑的第二“O”形噴口，其中所述第一直徑大于所述第二直徑，所述第二“O”形噴口射出第二熱空氣流，其中，與離開所述第一“O”形噴口的第一熱空氣流相比，所述第二熱空氣流離開所述第二“O”形噴口的速度較高。
17.如權利要求10所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述多種形狀使所述多個噴口中的至少一個噴口具有相交的第一狹縫和第二狹縫，所述狹縫限定具有第一端、第二端、第三端和第四端的十字，其中第一到第四端均具有與其相連的球形狹縫。
18.如權利要求17所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，還包括成型噴口排，所述噴口排包括至少一個具有第一直徑的第一“O”形噴口和具有第二直徑的第二“O”形噴口，其中所述第一直徑大于所述第二直徑，所述第二“O”形噴口射出第二熱空氣流，其中，與離開所述第一“O”形噴口的第一熱空氣流相比，所述第二熱空氣流離開所述第二“O”形噴口的速度較高。
19.一種空氣沖擊式烤爐，包括在第一端口和第二端口之間傳送食品的傳送帶；具有多個指狀噴射件的空氣沖擊組件，所述多個指狀噴射件設置在所述第一端口和所述第二端口之間并用于向所述食品提供許多空氣射流；鼓風機，該鼓風機與所述多個指狀噴射件相連；第一加熱器，以用于加熱所述空氣；以及用于加熱所述食品的底部的第二加熱器，其中所述空氣沖擊組件具有多個噴口，所述多個噴口均具有多種適于使所述指狀噴射件通過所述多個噴口射出熱空氣的形狀，所述多個噴口的多種形狀既能使熱空氣穿透所述食品的頂部，也能使熱空氣吹掃所述食品的側面，其中所述多種形狀選自圓形噴口；“X”形噴口；“O”形噴口；橢圓形噴口；環(huán)繞有多個第二“O”形噴口的第一“O”形噴口；位于第二圓形噴口中的第一同心圓形噴口；具有第一端、第二端、第三端以及第四端的十字形噴口，其中，相對于所述交叉形噴口，所述第一端到第四端均具有加大的端部形狀；圓球形噴口；以及它們的任意組合。
20.一種空氣沖擊式烤爐，包括空氣分流板，該空氣分流板具有至少兩種形狀不同的噴口；在第一端口和第二端口之間傳送食品的傳送帶；具有多個指狀噴射件的空氣沖擊組件，所述多個指狀噴射件設置在所述第一端口和所述第二端口之間并用于通過所述空氣分流板向所述食品提供許多空氣射流；鼓風機，該鼓風機與所述多個指狀噴射件相連；加熱器，以用于加熱所述空氣；以及第二加熱器，以用于加熱所述食品的底部。
21.如權利要求20所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述至少兩種形狀不同的噴口既能使熱空氣穿透進入食品頂部，也能使熱空氣吹掃所述食品的側面。
22.如權利要求21所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述多種形狀選自圓形噴口；“X”形噴口；“O”形噴口；橢圓形噴口；環(huán)繞有多個第二“O”形噴口的第一“O”形噴口；位于第二圓形噴口內(nèi)的第一同心圓形噴口；具有第一端、第二端、第三端以及第四端的十字形噴口，其中，相對于所述十字形噴口，所述第一端到第四端均具有加大的端部形狀；圓球形噴口；以及它們的任意組合。
23.如權利要求21所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述熱空氣具有一定溫度，該溫度在大約400°F到大約700°F的范圍內(nèi)。
24.如權利要求21所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述第二加熱器以一定距離設置在傳送帶下方。
25.如權利要求24所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，所述第二加熱器是紅外加熱器，該紅外加熱器在大約1400°F到1800°F下工作。
26.如權利要求21所述的空氣沖擊式烤爐，其特征在于，還包括擋板，所述擋板設置于所述多個空氣射流之下，所述擋板用于平衡離開所述空氣沖擊組件的所述熱空氣的壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空氣沖擊式烤爐，該空氣沖擊式烤爐具有傳送帶組件(30)以用于使食品通過一熱處理通道。該空氣沖擊式烤爐具有一鼓風機、一供風管(42)、一增壓室(44)以及設置于傳送帶組件(30)上方的多個指狀噴射件(46)。該指狀噴射件(46)具有一底部，該底部具有多個噴口以用于將沖擊氣體導向食物。噴口具有改進的構型。該改進的結型加強了食物上的氣流以使熱量穿透進入食物表面，從而提高了熱傳遞。該改進的構型縮短了食物在空氣沖擊式烤爐中的加工時間。
文檔編號F27B9/10GK1802096SQ200480015970
公開日2006年7月12日 申請日期2004年6月7日 優(yōu)先權日2003年6月10日
發(fā)明者M·C·亨克, C·S·尼雷 申請人:林肯食品服務產(chǎn)品公司