BRPI0904456A2 - forno provido de abertura para entrada de ar em sua cavidade - Google Patents

Abstract

FORNO PROVIDO DE ABERTURA PARA ENTRADA DE AR EM SUA CAVIDADE. A presente invenção refere-se a forno que compreende um alojamento ou estrutura (1) que apresenta uma pluralidade de paredes internas (2, 3, 4, 5, 6) e paredes externas (24), em que as paredes internas definem uma cavidade do forno (8) no qual são providos meios (10) para cozinhar comidas, os referidos meios (10) compreendem uma grelha para dourar as referidas comidas, o forno também compreende uma porta (50) para fechar a referida cavidade (8). Pelo menos uma abertura (20) está presente em pelo menos uma (4) das paredes (2, 3, 4, 5, 6) da cavidade do forno (8), ou na porta (50), para conexão seletiva do ambiente (20) externo com o forno, para assim introduzir, de uma forma possível de interromper, ar ambiente fresco dentro da referida cavidade (8), meios interruptores controláveis (33) são fornecidos na referida abertura (20) para permitir esta seletividade na introdução de ar ambiente dentro da referida cavidade (8).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FORNOPROVIDO DE ABERTURA PARA ENTRADA DE AR EM SUA CAVIDADE".

A presente invenção refere-se a um forno de acordo com a in-trodução a reivindicação principal.

Os elementos aquecedores posicionados na cavidade do fornotendem a aquecer ambos as paredes da cavidade e cada item posicionadolá dentro pela transferência de calor por convecção natural, por convecçãoforçada com o uso de um ventilador de cozinhar, ou por irradiação. A con-vecção de calor se dá pela transferência a partir dos elementos aquecedorese a partir das partes físicas aquecidas do forno para o ar presente dentro dacavidade do forno, e opcionalmente pela operação de um ventilador de cozi-nhar. As irradiações de calor são por radiação infravermelha emitida pelassuperfícies aquecedoras e superfícies aquecidas em direção as superfíciesresfriadoras, por exemplo, aquelas da comida.

O gabinete no qual o forno é instalado é resfriado por um venti-lador de resfriamento do gabinete, externo a cavidade.

Aquela parte do calor transferida por irradiação é mais eficazpara dourar ou grelhar a comida do que aquela devida a convecção. Em par-ticular, a irradiação permite ao calor penetrar menos dentro da comida doque o calor transmitido por convecção, mas facilita dourar a superfície dacomida relativa ao seu grau de cozimento interno.

Um inconveniente dos métodos de cozinhar conhecidos é queuma comida colocada em uma cavidade aberta pode passar do ponto ótimode cozimento interno, alcançado no término do processo de cozimento, seela permanece na cavidade fechada após a desativação dos elementos a-quecedores ali presentes.

Ademais, após a remoção da comida da cavidade do forno, esteposteriormente permanece quente por um período de tempo considerável.

Esta condição impede a rápida limpeza do forno pelo usuário. A referidacondição também atrasa o uso do forno para preparar outras comidas seestas requerem temperaturas de cozimento menores do que aquela usadano processo prévio de cozimento/limpeza.Também existe o problema em que se o forno tiver sido desliga-do, mas sua cavidade e porta de fechamento ainda estiverem quentes, pes-soas, em particular crianças, podem sofrer queimaduras se elas entraremem contato com estes, mesmo alguns minutos após o desligamento.

Estes problemas correntemente são apenas parcialmente supe-rados pelo prolongamento da operação do conhecido ventilador de resfria-mento do gabinete após a comida ter sido extraída da cavidade e os elemen-tos ali presentes terem sido desativados. Entretanto, o uso deste ventiladorde resfriamento não é particularmente eficaz na redução destes tempos, etambém gera um ruído prolongado que é incômodo para o usuário; além dis-so, e em particular, este uso não tem virtualmente nenhuma influência nostempos de cozimento e qualidade da comida.

O estado da técnica também compreende fornos nos quais estápresente uma chaminé de saída condensada, conectada entre a cavidade eo sistema de resfriamento do sistema (em particular, o canal de ventilação),esta chaminé transfere o ar agora aquecido do resfriamento para fora doforno. Um dispositivo de fechamento móvel é provido nesta chaminé. Taisfornos não permitem que o ar fresco seja retirado e alimentado dentro doforno, por exemplo, tomado diretamente do ambiente fora do forno, pois ofluxo de ar flui apenas na direção para fora da cavidade (normalmente leva-do pelo efeito venturi), este fluxo é na forma de ar que não é fresco pois elejá foi usado para resfriar o gabinete.

Um objetivo da presente invenção é fornecer um forno que é a-primorado comparado com os fomos conhecidos.

Um objetivo particular da presente invenção é fornecer um fornoque permita a comida contida dentro de sua cavidade ser dourada ou ter asuperfície acabada enquanto ao mesmo tempo não envolve ou limita consi-deravelmente qualquer continuação de cozimento da comida por convecçãode calor no forno, mas utiliza para seu efeito máximo a irradiação dos meiosde calor presentes dentro da cavidade.

Outro objetivo é fornecer um forno do tipo exposto acima, noqual a cavidade pode ser resfriada dentro de um tempo muito curto, que éem qualquer caso menor do que aquele dos fornos conhecidos.

Um objetivo adicional é fornecer um forno do tipo exposto acima,no qual a cavidade e a porta podem ser rapidamente resfriados para a tem-peratura ambiente após os elementos aquecedores terem sido desligados, oque por conseqüência torna sua presença mais segura dentro de um ambi-ente tal como uma cozinha.

Outro objetivo é fornecer um forno que, se fornecido com meioautolimpante por pirólise, apresente resfriamento rápido da cavidade parafacilitar as operações finais de limpeza pelo usuário, especialmente aquelasexecutadas manualmente.

Um outro objetivo é fornecer um forno do tipo exposto, que tenhaum tempo de cozimento curto, tal que qualquer uso do ventilador de resfria-mento para o gabinete (no qual o forno está presente) após acontecer o des-ligamento do forno seja apenas por um tempo limitado, que é menor do queaquele dos fornos conhecidos, para em conseqüência alcançar uma reduçãodo ruído após o término do cozimento da comida.

Um objetivo adicional é fornecer um forno do tipo exposto, peloqual qualquer odor originado dos vapores do cozimento seja eliminado du-rante ou no término do uso do forno, evitando sua transferência sem contro-le, da cavidade para a cozinha, e permitindo que eles sejam transportadospara um ambiente que é externo ao forno ou ao lugar onde o forno está ins-talado, e/ou filtrados.

Finalmente, um objetivo adicional da presente invenção é forne-cer um forno que tem aberturas para a troca de ar entre a cavidade fechadapela porta e o lado de fora, pelo que, é evitada a asfixia de qualquer ser hu-mano que fique preso no forno quando fechado por sua porta, seja uma cri-ança ou um animal, em particular quando o forno está inativo ou não sendomais usado.

Estes e outros objetivos que ficarão visíveis para os indivíduosversados na técnica são alcançados por um forno de acordo com as reivindi-cações em anexo.

A invenção ficará mais clara a partir das figuras em anexo, asquais são fornecidas a título de exemplo não Iimitante e nas quais:

A Figura 1 é uma vista perspectiva esquemática de um forno deacordo com a invenção; e

A Figura 2 é uma seção na linha 2-2 da Figura 1.

Com referência às referidas figuras, um forno compreende umalojamento ou estrutura 1 que apresenta paredes laterais 2, 3, uma paredetraseira 4, uma parede superior 5 e uma parede inferior 6. Estas paredesdefinem e limitam uma cavidade 8 aberta em 9 onde uma porta 50 é apre-sentada para fechar a referida cavidade 8. O forno compreende elementosde aquecimento usuais 10 dos quais apenas um, o elemento superior, é visí-vel na Figura 1; para simplificar, este elemento de aquecimento 10, usual-mente definido por um elemento de resistência elétrica, é mostrado na pro-ximidade da parede superior 5 da cavidade 8.

O forno também compreende um ventilador de resfriamento (nãomostrado) para o gabinete no qual o forno é inserido.

De acordo com a invenção, pra melhorar o desempenho do for-no e para permitir seu rápido resfriamento após o uso, pelo menos uma a-bertura 20 é fornecida em pelo menos uma parede (a parede traseira 4 noexemplo) e é seletivamente conectável (isto é, de forma possível de inter-romper e preferencialmente tal que varie sua seção transversal de abertura)ao ambiente externo e ao forno para assim ser possível pelo menos introdu-zir ar fresco (a temperatura ambiente) dentro da cavidade 8. Para este pro-pósito, a abertura pode cooperar conjuntamente com um ventilador 15 paraa cavidade 8 e um ventilador de cozimento (não mostrado) para ventilar acavidade 8 durante a preparação da comida. A preparação da comida podecompreender "cozimento no forno" obtido por aquecimento por convecção(pelos elementos 10) do ar dentro da cavidade 8, e "dourar" ou dar acaba-mento a superfície ou grelhar, obtido principalmente irradiando a superfícieda comida na cavidade por meio do elemento 10. O ventilador de cozimento,junto com os elementos aquecedores do forno, também pode ser usado nalimpeza automática do forno (pirólise).

O ventilador de resfriamento 15 para a cavidade 8 é acionadopelo seu próprio motor 18, como também o ventilador de cozimento, em queambos os motores de ventilador são controlados por uma unidade de contro-le de operação do forno (não mostrada).

O ventilador de resfriamento 15 para a cavidade 8 pode ser Ioca-Iizado em uma posição diferente da cavidade do forno 8 do que aquela mos-trada nas figuras, ou mesmo na porta 50.

Em uma modalidade preferencial, a função de resfriamento dacavidade e a função de circulação para cozimento por convecção (por arforçado) são executadas pelo mesmo ventilador de cozimento 15, posiciona-do dentro da cavidade do forno 8 e operado por um único motor 18.

Com referência às figuras, a abertura 20 é formada, por exem-plo, dentro de uma parede 21 posicionada para trás ou na parede traseira 4e conectada ao ambiente externo e ao forno por um canal ou espaço inter-mediário posicionado além da referida parede 21 (na direção oposta a aque-Ia da parede traseira 4), entre esta última e uma parede traseira externa 24do alojamento do forno 1. O espaço intermediário 22 pode ser conectadodiretamente ao ambiente que circunda o fomo por uma abertura 25 fornecidaem uma parede superior externa 26 na traseira do alojamento 1. Alternati-vamente um tubo 30 conectado a uma abertura de descarga no ambienteexterno ao forno pode ser conectado a abertura 20.

Em uma modalidade adicional, as aberturas 20 e 25, o canal 22e o tubo 30 podem ser inteira ou parcialmente localizados dentro da porta doforno 50.

Para cada um dos métodos acima descritos, para conectar aabertura 20 ao ambiente externo (externo ao forno ou ao lugar no qual o for-no é instalado), um ou mais filtros (substituíveis ou não-substituíveis) podemser fornecidos para purificar o ar e/ou para eliminar odores, os referidos fil-tros compreendem materiais conhecidos, tais como carvão ativado, catalisa-dores ou materiais de função equivalente projetados para este propósito.

Meios de interrupção operáveis manual ou automaticamente 33são posicionados na abertura 20 para fechar total ou parcialmente a aberturaconforme requerido, para configurar uma seção de superfície de troca de arparticular do conduto entre o forno e o ambiente externo. No exemplo mos-trado nas figuras, estes meios interruptores 33 são uma parede móvel 35,deslizante ao longo de guias e operadas por um atuador 38 controlado pelaacima referenciada unidade de controle do forno. Este atuador 38 pode, en-tretanto, ser de qualquer tipo conhecido (por exemplo, controlado por ummotor elétrico de passo, por um dispositivo relê, ou por materiais com memó-ria de forma) e ser posicionado em qualquer posição do alojamento do forno,preferencialmente isolado do calor, de maneira conhecida.

O meio interruptor 33 também pode ser formado diferentemente,por exemplo, como uma pluralidade de corpos móveis que definem um fe-chamento similar a uma "veneziana" ou ser definido por vários elementosmóveis em diferentes direções ou ser definido por um elemento ventilador oupor grades sobreponíveis. Estes meios 33 podem interromper parcial ou to-talmente a abertura 20 conforme requerido, por um comando que chega aoatuador a partir da unidade de controle do forno, ou por ação manual.

O tamanho da seção transversal da abertura 20 através da qualo fluxo de ar se comunica com o lado de fora, ou de uma pluralidade de a-berturas equivalentes, pode ter um máximo tal que um ser humano, sejauma criança ou um animal, que pode ser submetido à asfixia se acidental-mente ficar presa dentro do forno, seja capaz de respirar, mesmo com a por-ta fechada. De acordo com estudos e testes executados, o tamanho mínimoda referida seção transversal tem que ser de pelo menos 700 mm2, prefe-rencialmente 750 mm2, por exemplo 744,5 mm2.

Em virtude da invenção, ar fresco do ambiente pode ser introdu-zido dentro da cavidade do forno 8. Isto pode ser feito tanto durante a prepa-ração da comida, em uma ou mais diferentes etapas, ou subseqüentementeao fim da sua preparação. Por exemplo, após atingir o ponto de "cozimentono forno" desejado, a unidade de controle pode operar o atuador 38, de a -cordo com seu próprio algoritmo, por exemplo, baseado no tempo de cozi-mento ou na potência e tempo de ativação dos elementos de aquecimento10, tal que aquele ar possa penetrar na cavidade do forno 8 antes do come-ço do estágio de dourar a comida. Isto resulta em uma diminuição da tempe-ratura na referida cavidade e uma menor transferência de calor por convec-ção para a comida. Por conseqüência há uma redução substancial no pro-cesso de "cozimento no forno" (até ele parar), enquanto a comida continua areceber energia por irradiação (para dourar).

O fluxo de ar introduzido dentro da cavidade também pode seraumentado e controlado ativando o ventilador de resfriamento da cavidadee pela regulagem da velocidade deste ventilador.

Também é possível fazer um cálculo ótimo do tempo requeridopara preencher completamente a cavidade 8 com ar ambiente, para obteruma troca de ar completa, enquanto ainda se mantêm os elementos aque-cedores 10 ativos. Este cálculo é possível pelo cálculo da taxa de fluxo pelafórmula a seguir:

Taxa de fluxo (l/s) = A (m2) χ Vel. ar (m/s) χ 100[F1]

onde:

A = área de abertura 20

Vel. ar = Velocidade do ar movido pelo ventilador na cavidade deentrada.

O cálculo da taxa de fluxo possibilita o tempo de fluxo (tempopara preencher ou esvaziar a cavidade) ser derivado, isto é,

Tempo de esvaziamento [s] = [volume da cavidade do forno(l)]/[taxa de fluxo (l/s)] χ [F2]

Com o uso deste algoritmo de comando, que possibilita ser cal-culado um tempo de esvaziamento de cavidade ótimo, a unidade de contro-le, atuando no atuador 38 do meio interruptor 33 para variar a seção trans-versai da abertura da passagem de ar 20 e/ou no motor 18 do ventilador deresfriamento 15 da cavidade 8 para regular a velocidade do ar a fim de con-trolar a taxa de fluxo, é capaz de efetuar a troca/introdução de ar para a ca-vidade 8 de acordo com os tempos ótimos em relação ao método de opera-ção do forno, seja para um cozimento convectivo ou um processo de doura-ção/grelhamento.

Em outras palavras, conhecendo os parâmetros A, Vel. ar, volu-me da cavidade do forno e fluxo de ar imposto pelo ventilador, o tempo dofluxo pode ser regulado para interagir com os vários algoritmos de cozimentoe limpeza, a fim de otimizar seus resultados.

De uma maneira similar, o ar quente pode ser esgotado da cavi-dade do forno 8 quando os elementos de aquecimento do forno são desliga-dos, para diminuir o tempo de espera, por exemplo, na terminação da piróli-se antes da limpeza manual, igualmente os vapores malcheirosos podem serremovidos da cavidade do forno 8 via a abertura 20 pelo ventilador de resfri-amento 15 e descarregados fora do cômodo.

O forno da invenção também pode ser provido com uma ou maisaberturas formadas diretamente nas paredes do forno 2, 3, 4, 5, 6 ou na por-ta 50 e providos com seus próprios elementos 33 para variar as áreas A des-tas aberturas, que agem independentemente ou em combinação no fecha-mento ou entrada de ventilação forçada, possivelmente sem operação com-binada com o ventilador de cozimento e/ou ventilador de resfriamento 15para a cavidade 8.

Novamente neste caso, um ou mais condutos podem ser forne-cidos, associados ou não-associados a um ou mais filtros, para entrada dear fresco do ambiente externo e/ou para expelir ar quente para o lado de fora.

Finalmente, quando o forno não está mais sendo usado, ou emqualquer tempo em que o forno está em uma condição não operativa, porexemplo, com sua cavidade a temperatura ambiente, ou quando o forno estáfora de uso, o meio interruptor de fluxo 33 descobre totalmente as aberturaspara permitir a troca de ar entre a cavidade fechada pela porta e o ambienteexterno, em que estas são dimensionadas para evitar asfixia de um ser hu-mano que tenha acidentalmente ficado preso dentro da cavidade do forno.

O forno como formado alcança todos os objetivos da invençãoanterior.

Uma modalidade preferencial da invenção foi descrita. Outras,entretanto, são possíveis e devem ser consideradas como estando dentro doescopo das reivindicações a seguir, que incluem as possíveis combinaçõesde modalidades variantes e/ou de características individuais descritas.

Claims (15)

1. Forno que compreende um alojamento ou estrutura (1) queapresenta uma pluralidade de paredes internas (2, 3, 4, 5, 6) e paredes ex-ternas (24), em que as paredes internas definem uma cavidade do forno (8)provida com uma porta (50) para fechar a cavidade (8) e meios (10) paracozinhar comidas, os referidos meios (10) compreendem uma grelha paradourar as referidas comidas, em que pelo menos uma abertura (20) estápresente em pelo menos uma (4) das referidas paredes internas (2, 3, 4, 5,-6) da cavidade do forno (8), e/ou na referida porta (50), para conexão diretado ambiente externo com o forno, caracterizado por compreender meios pa-ra introduzir ar ambiente dentro da referida cavidade (8), meios interruptorescontroláveis (33) que são providos na referida abertura (20) para permitirseletividade na introdução de ar ambiente dentro da referida cavidade (8).

2. Forno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que cada abertura (20) é formada diretamente em uma parede (2, 3,-4, 5, 6) que delimita a cavidade do forno (8), preferencialmente na sua pare-de traseira (4), em que a referida abertura (20) forma uma primeira abertura(20), em que a referida primeira abertura (20) é conectada a um condutor ouespaço intermediário (22) posicionado dentro do alojamento do forno (1) eque abre em uma segunda abertura (25) posicionada em uma parede exter-na (26) deste.

3. Forno, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a primeira abertura (20) ou a segunda abertura (25) cooperamcom um tubo (30) conectado a parede que delimita o cômodo no qual o fornoestá posicionado e através do qual, o que é produzido em forma gasosadentro da referida cavidade do forno (8) pode ser descarregado no lado defora do referido cômodo.

4. Forno, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizadopelo fato de que o referido tubo (30) ou o referido conduto (22) cooperamcom elementos de filtro.

5. Forno, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a referida primeira abertura (20) é formada dentro de uma pare-de adicional (21) afastada daquela (2, 3, 4, 5, 6) da cavidade do forno, e po-sicionada entre aquela e uma parede externa (24) deste, o espaço interme-diário (22) para o movimento relativo à cavidade do forno (8) está presenteentre a referida parede adicional (21) e a referida parede externa (24).

6. Forno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que os meios interruptores (33) são pelo menos uma parede móvel(35) submetida a um atuador (38) controlado por uma unidade de controle doatuador (38) que controla a operação do forno, ou manualmente.

7. Forno, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de que a parede móvel (35) é em forma de uma "veneziana" ou um"ventilador", ou grades sobrepostas.

8. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre-cedentes, em que os referidos meios para introduzir ar ambiente dentro dareferida cavidade (8) consistem em um ventilador de resfriamento (15) paracavidade (8) que coopera com a referida primeira abertura (20).

9. Forno, de acordo com as reivindicações 6, 7 e 8, caracteriza-do pelo fato de que a unidade de controle controla a entrada e/ou saída doar da cavidade do forno e determina o tempo de esvaziamento/enchimentopara a referida cavidade (8) com base na taxa de fluxo de ar que passa atra-vés de cada abertura (20) conectável ao lado de fora, em que a referida taxade fluxo é uma função da área (A) da dita abertura (20) e da velocidade doar movido pelo ventilador de resfriamento (15) para a cavidade (8).

10. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre-cedentes, em que o referido ventilador da cavidade (15) é controlado poruma unidade de controle para o ventilador (15), para assim modular a taxade fluxo de ar dentro da cavidade (8) através da referida primeira abertura(20).

11. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre-cedentes, em que a referida abertura (20) tem uma seção transversal aberta(A) pelo menos igual a 700 [mm2] para possibilitar a troca do ar da cavidadetal como para prevenir a asfixia de um ser humano que tenha ficado aciden-talmente preso dentro da cavidade do forno quando em configuração inativa.

12. Forno, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre-cedentes, caracterizado pelo fato de que quando o forno está inativo, o refe-rido meio interruptor (33) abre completamente a abertura (20).

13. Método para operar um forno como definido em qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender umaetapa de introduzir, dentro do referido forno, ar retirado do ambiente externopara o referido forno, o referido ar sendo disposto para resfriar a temperaturada cavidade do forno(8).

14. Método para operar um forno como definido em qualqueruma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por compreender uma etapade definir um tempo de fluxo predéfinido para a cavidade (8) e uma etapa deregular a velocidade do ventilador para implantar o referido fluxo predefinido.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, em que o tempodo fluxo predefinido depende de pelo menos uma etapa da operação do forno.