ES2292175T3 - Horno discontinuo de choque de chorros. - Google Patents
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Abstract
APARATO PARA TRANSFERIR CALOR A LA SUPERFICIE DE UN PRODUCTO QUE COMPRENDE UN SOPORTE PARA EL PRODUCTO (130), UN CONDUCTO QUE TIENE UNA ENTRADA AL CONDUCTO, UNA SALIDA DEL CONDUCTO Y UN EJE LONGITUDINAL DEL CONDUCTO Y UN PLENO PARA SUMINISTRAR UN LIQUIDO DE TEMPERATURA CONTROLADA A LA ENTRADA DEL CONDUCTO DE MODO QUE EL LIQUIDO FLUYA A LO LARGO DEL CONDUCTO HACIA LA SALIDA. UNA PLACA PERFORADA QUE TIENE AL MENOS UN ORIFICIO, QUE TIENE UN EJE DEL ORIFICIO QUE SE EXTIENDE GENERALMENTE HACIA EL SOPORTE DEL PRODUCTO (130) PARA FORMAR UN CHORRO DE LIQUIDO, QUE TIENE UN EJE DEL CHORRO, QUE FLUYE EN UNA DIRECCION PREDETERMINADA. EL EJE LONGITUDINAL DEL CONDUCTO ROTA RESPECTO AL EJE DEL ORIFICIO PARA CAMBIAR LA DIRECCION DEL EJE DEL CHORRO RESPECTO AL EJE DEL ORIFICIO PARA MOVER EL EJE DEL CHORRO RESPECTO AL SOPORTE DEL PRODUCTO (130).
Description
Horno discontinuo de choque de chorros.
La invención descrita en esta memoria se refiere
a una combinación de horno de microondas y de choque de
chorros.
Los hornos de microondas del tipo descrito en la
Patente de EE.UU. Nº 5.310.978 titulada "Método y Aparato para
Controlar la Temperatura y la Textura de la Superficie de un
Producto Alimenticio" y los hornos de choque de chorros del tipo
descrito en la Patente Nº 5.205.274 titulada "Horno de Convección
de Mesa Giratoria" y la Patente Nº 5.131.841 titulada "Horno
de Convección de Retorno de Aire Equilibrado" funcionan
generalmente basándose en el principio de que un producto
alimenticio se mueve sobre un transportador o mesa giratoria con
relación a chorros estacionarios, en el caso de las dos últimas
patentes mencionadas, o un conducto de aire se mueve con relación
al producto alimenticio en la primera patente mencionada para
originar que chorros discretos de aire se desplacen a través de un
producto alimenticio. Los hornos de incidencia se usan ampliamente
en el servicio de alimentos comercial y las aplicaciones de
tratamiento porque el régimen de transferencia de calor entre el
aire que circula y los productos alimenticios es significativamente
mayor que el conseguido por los hornos de convección en los que
aire difundido se hace circular a través de un compartimento de
cocción.
El uso de un calentamiento de choque de chorros
en combinación con el calentamiento de microondas, como se describe
de modo general en la Patente Nº 5.147.994, ofrece un calentamiento
muy rápido porque la energía de las microondas se usa para
descongelar o calentar el producto alimenticio mientras chorros
intensos transfieren rápidamente calor a la superficie del producto
alimenticio. Los productos alimenticios cocinados en el horno de
combinación de microondas y de incidencia de chorros han mejorado la
textura de la superficie y son más apetitosos que los productos
alimenticios cocinados en un horno de microondas convencional.
La dificultad se ha encontrado hasta la fecha en
el desarrollo de un horno pequeño adecuado para ser usado en el
hogar que incorpore las características ventajosas de la combinación
del calentamiento de microondas y el choque de chorros en una
unidad que sea adecuada para ser instalada en cocinas residenciales.
Los hornos de choque requieren un volumen relativamente alto de
circulación de aire. Los grandes motores y ventiladores generan más
ruido y consumen más potencia eléctrica que la deseable en una
cocina residencial.
Un horno adecuado para "incorporar" la
aplicación en las cocinas residenciales es preferiblemente del mismo
tamaño aproximadamente que los hornos "incorporados"
convencionales y se instala en una caja accesible a través de una
abertura configurada en una pared. Los diseños de horno de choque
usados hasta la fecha han sido mayores que los hornos
convencionales a causa de los mecanismos para impartir el movimiento
relativo entre el producto alimenticio y los chorros de choque y
los grandes sistemas de circulación de aire y de choque.
La Patente de EE.UU. Nº 5.401.940 describe un
aparato para transferir calor entre el aire dispensado de
temperatura controlada desde un par de conductos oscilantes y un
producto alimenticio en una caja que tiene un compartimento
interior. Además, este documento describe el movimiento alternativo
del conducto alrededor de un eje de oscilación que es paralelo al
eje longitudinal de los medios de dispensación de aire. Por tanto,
los conductos y los orificios se mueven juntos permitiendo que
chorros discretos de aire se desplacen sobre un producto
alimenticio. No obstante, no hay movimiento del eje del conducto
con relación al eje del orificio para cambiar la dirección del eje
del chorro con relación al eje de orificio.
El horno descrito en esta memoria incorpora un
mecanismo de agitación que tiene un conducto de aire formado en el
mismo que agita las microondas mientras configura los chorros de
aire que mueve mientras gira el mecanismo de agitación. En la
realización descrita, el mecanismo de agitación incluye un conducto
alargado que tiene un lado abierto formado en una porción central
de un disco que tiene aberturas formadas fuera del conducto para
permitir la transmisión de energía de microondas a través del disco.
A medida que gira el mecanismo de agitación, la dirección del aire
que circula a través del conducto hacia las aberturas en una placa
de chorros es cambiada constantemente originando que chorros de
aire que circulan a través de la abertura oscilen alrededor de un
eje de la
abertura.
abertura.
La intensidad del calor en la superficie
inferior de un producto alimenticio en un recipiente se puede
ajustar cambiando la altura de un estante que soporta el recipiente
encima de una placa de chorro inferior.
Se proporcionan dos motores para controlar
independientemente los aventadores que suministran aire a los
dispositivos que configuran chorros superior e inferior. El uso de
dos motores y dos aventadores, que conducen aire desde una cámara
de retorno común, permite el ajuste independiente del volumen de
aire suministrado a través de los dispositivos de configuración de
chorro superior e inferior. El uso de dos pequeños motores en vez de
un gran motor mejora la utilización del espacio y ayuda a montar el
horno en un área de horno estándar. Una pluralidad de pequeños
ventiladores puede suministrar un volumen sustancial de aire
mientras funcionan con bajos niveles de ruido.
Los dibujos de una realización preferida de la
invención se anexan a la misma para que la invención se comprenda
mejor y en su totalidad, en los cuales:
Se emplean los mismos números de referencia para
designar partes semejantes a través de las diversas figuras del
dibujo.
La figura 1 es una vista en perspectiva de un
horno discontinuo de choque de chorros, en la que se eliminan
partes del horno para ilustrar con más claridad detalles de la
construcción;
la figura 2 es una vista en planta, desde
arriba, fragmentaria, en la que se eliminan partes para ilustrar
con más claridad detalles de la construcción;
la figura 3 es una vista en sección transversal
tomada sustancialmente a lo largo de la línea 3-3 de
la figura 2;
la figura 4 es una vista en planta desde arriba
de una placa de chorros superior;
la figura 5 es una vista en alzado delantero de
la placa de chorros superior;
la figura 6 es una vista en sección transversal
esquemática ampliada tomada sustancialmente a lo largo de la línea
6-6 de la figura 2;
la figura 7 es un diagrama esquemático que
muestra en la dirección de las flechas a lo largo de la línea
7-7 de la figura 6;
la figura 8 es una vista en perspectiva que
ilustra la parte inferior de la placa agitadora;
la figura 9 es una vista en perspectiva que
ilustra la parte superior de una placa de chorros inferior;
la figura 10 es una vista en perspectiva que
ilustra la parte inferior de la placa de chorros inferior;
la figura 11 es una vista en planta desde arriba
de la placa de chorros inferior;
la figura 12 es una vista de un alzado delantero
de la placa de chorros inferior;
la figura 13 es una vista de un alzado lateral
de la placa de chorros inferior;
la figura 14 es una vista en perspectiva del
soporte de bandeja;
la figura 15 es una vista en planta desde arriba
del soporte de bandeja;
la figura 16 es una vista en alzado delantera;
y
la figura 17 es una vista desde un extremo de la
soporte de bandeja.
Los mismos números de referencia designan las
mismas partes a través de las diversas figuras de los dibujos.
Haciendo referencia a la figura 1 del dibujo, el
número 10 designa generalmente una caja exterior 10 en la cual está
montado el horno. La caja 10 incluye paredes laterales 12 y 14
espaciadas, una pared inferior 15, una pared trasera 16, y una
pared superior 18. La configuración precisa de la caja 10 puede
variar dependiendo del tipo de instalación del horno. Si el horno
ha de ser "incorporado" los bordes delanteros de las paredes
laterales 12, 14, la pared inferior 15 y la superior 18 estarán
preferiblemente provistos de bridas para facilitar el montaje de la
caja en una abertura de pared o armario.
Un caja 20 de horno tiene paredes laterales
espaciadas 22 y 24, una pared inferior 25, una pared trasera 26 y
una pared superior 28 que encierran un compartimento 30 de cocinar.
Como se ilustra mejor en la figura 3, la pared inferior 25 está
inclinada hacia arriba hacia el frente de la caja 20 de horno.
Como se ilustra en las figuras 1, 2 y 3, un
montaje de aventador, designado generalmente con el número 40, está
montado entre la pared trasera 16 de la caja 10 y la pared trasera
26 de la caja 20 de horno. El conjunto 40 de aventador incluye una
pared 42 de partición y un deflector trasero 46 asegurado a la pared
posterior 26 para formar un conducto 45 de retorno de aire 45 con
conicidad. Una abertura 35 de retorno de aire está formada en la
pared posterior 26 de la caja 20 de horno para proporcionar
comunicación de fluidos entre el compartimento 30 para cocinar y el
conducto 45 de retorno de aire. Una placa 36 perforada cubre la
abertura 35 de retorno de aire. La placa perforada 36 tiene un
número suficiente de aberturas que se extienden a través de la
misma para permitir el paso sustancialmente sin obstáculos de aire
desde el compartimento 30 de cocinar dentro del conducto 45 de
retorno. Las aberturas en la placa perforada 36 están dimensionadas
para impedir el paso significativo de la energía de microondas
desde el compartimento 30 para cocinar dentro del conducto 45 de
retorno de aire.
Como se ilustra en las figuras 2 y 3, los
elementos 32 y 34 de calentamiento están montados entre la pared
trasera 26 de la caja 20 de horno y el deflector 46 para calentar
aire en el conducto 45 de retorno. Los elementos 32 y 34 de
calentamiento son preferiblemente elementos de calentamiento
eléctricos, estando conectados cada uno para controlar
proporcionando un control continuo de la temperatura del aire. Los
elementos 32 y 34 de calentamiento pueden ser usados de modo
independiente o simultáneo para controlar la temperatura del aire
que circula a través del conducto 45 de retorno de aire. Se ha de
tener en cuenta que los elementos 32 y 34 de calentamiento pueden
ser usados separadamente o en combinación con otros elementos de
calentamiento montados en los conductos 58 y 68. Otros medios para
controlar la temperatura del aire que circula a través del
compartimento 30 para cocinar, tales como lámparas de
calentamiento, o superficies revestidas con material susceptor
(calentado por inducción) que será calentado por microondas, pueden
ser empleados si se considera conveniente hacerlo.
Un par de amortiguadores 38 de choques, mejor
ilustrados en la figura 3, están asegurados a la pared posterior 26
para impedir el contacto de los calderos con la pared posterior 26.
Los amortiguadores 38 están preferiblemente revestidos con un
material eléctricamente no conductor para impedir arcos entre los
calderos metálicos y la placa perforada 36.
Las aberturas 48 y 50 de entrada de los
aventadores están formadas en la pared 42 de división. Un aventador
52, accionado por un motor eléctrico 54 está montado en un
alojamiento 56 de aventador. El alojamiento 56 de aventador
comunica a través de un conducto 58 de suministro superior para
suministrar aire a través de un pasaje 60 de suministro. Un segundo
aventador 62, accionado por un motor eléctrico 64, está montado en
un alojamiento 66. El alojamiento 66 comunica con el conducto 68 de
suministro inferior para suministrar aire a través del pasaje 70 de
suministro
inferior.
inferior.
Como se ilustra mejor en las figuras 2 y 3 del
dibujo, las rejillas 57 y 67 que dirigen aire están montadas en el
conducto 58 de suministro superior y el conducto 68 de suministro
inferior, respectivamente. Las rejillas 57 y 67 que dirigen aire
están configuradas mediante particiones que se extienden horizontal
y verticalmente unidas para formar una pluralidad de pasajes
alargados que proyectan corrientes de aire generalmente paralelas
distintas a través de los pasajes 60 y 70 de suministro superior e
inferior. Cada pasaje a través de cada rejilla 57 y 67 de dirección
de aire preferiblemente tiene una longitud que es mayor que o igual
a la dimensión máxima de cualquier área de la sección transversal a
través del pasaje. Además, el área de la sección transversal de
cada pasaje a través de cada rejilla 57 y 67 está preferiblemente
dimensionada y tiene una longitud suficiente para bloquear el paso
de microondas a través de las mismas.
Las rejillas 57 y 67 que dirigen el aire forman
y suministran corrientes generalmente paralelas de aire a través de
los pasajes 60 y 70 de suministro superior e inferior. Las rejillas
57 y 67 que dirigen el aire impiden también la pérdida de energía
de microondas del compartimento 30 para cocinar dentro del montaje
40 de aventador.
Una placa 75 de chorros inferior, se ilustra
mejor en las figuras 3 y 9-13, tiene una superficie
superior 74 y una superficie inferior 76. Las filas espaciadas de
orificios 72 se extienden a través de la placa 75 de chorros
inferior. Un deflector 78 está soldado o asegurado de otra manera a
la superficie inferior 76 de la placa 75 de chorros inferior y
tiene un extremo 78a que puede ser posicionado adyacente a los
bordes opuestos del pasaje 70 de suministro inferior del conducto
inferior 68 para dirigir la circulación de aire a los pasajes u
orificios 72 sobre los lados opuestos del deflector 78 para igualar
la circulación de aire a través de los orificios 72.
Como se ilustra mejor en la figura 11, los
orificios 72 están dispuestos en filas para formar una ordenación
de trayectorias 73 de retorno de aire entre los orificios 72 que se
extienden hacia la abertura 35 de retorno de aire formada en la
pared posterior 26 de la caja 20 de horno. Los orificios 72 están
preferiblemente dispuestos en un modelo que forma trayectorias 73
de retorno de aire para minimizar el "lavado" de las corrientes
discretas de aire que circulan a través de los orificios 72.
Un montaje de la placa de chorros superior,
ilustrado mejor en las figuras 2 a 7, se designa de modo general
con el número 80. El montaje 80 de la placa de chorros tiene una
pared lateral 82 exterior configurada generalmente en espiral, una
pared superior 84 y una pared inferior 86 que encierran una cámara
85 de presión. Una ventana 88 está formada en la pared inferior 86
y cubierta por una placa 90 de orificios que tiene una ordenación
de orificios 92a-92l formada a través de la misma.
En la realización ilustrada, la placa 90 de orificios tiene cuatro
filas con tres orificios en cada fila de modo que los orificios
92a-92l están dispuestos en filas y columnas,
estando los orificios dispuestos en filas y columnas sustancialmente
espaciados igualmente en cada fila y cada columna.
Un agitador, generalmente designado con el
número 95 y mejor ilustrado en las figuras 2, 3 y 8, está formado
por un elemento 94 de disco generalmente plano que tiene una porción
96 recortada de forma de cuña generalmente central y una pluralidad
de porciones 98 recortadas generalmente rectangulares adyacentes a
los lados opuestos de la porción recortada 96. Como se explicará
mejor más adelante, la porción recortada 96 forma una salida a
través de la cual el aire se suministra a los orificios
92a-92l mientras la energía de microondas es
suministrada a través de recortes 98 espaciados.
Un conducto 100 de suministro de aire superior
está formado por las paredes laterales 102 y 104 y una pared
superior 106. Las paredes laterales 102 y 104 están inclinadas y
tienen bordes inferiores soldados o asegurados de otra forma a los
bordes adyacentes de la porción 96 recortada central del disco 94.
Una pared extrema 103 se extiende entre las paredes laterales 102 y
104 y tiene una longitud inferior soldada o asegurada de otra
manera al disco 94 adyacente al extremo estrecho de la porción
recortada cónica 96 y un borde superior soldado o asegurado de
otra manera a la pared superior 106 del conducto 100.
Cuando se mira en un plano vertical, los bordes
superior e inferior de las paredes laterales 102 y 104 están
inclinados hacia abajo hacia la pared extrema 103 de modo que la
pared superior 106 se inclina hacia abajo hacia la pared extrema
103. Un pasaje 105 de aire, entre las paredes laterales 102 y 104 y
entre la pared superior 106 y la placa 90 de chorros, tiene
conicidad. El conducto 100 puede decirse que tiene una doble
conicidad puesto que el área de la sección transversal del pasaje
105 de aire disminuye cuando se mira en ambos planos horizontal y
vertical hacia la pared extrema 103. Las placas 99, construidas de
material transparente a las microondas, cubren las porciones 98
recortadas formadas en las porciones 94a y 94b de ala del disco 94
adyacente a los lados opuestos del conducto 100.
Haciendo referencia a la figura 2, resultará
evidente que las porciones 94a y 94b de ala y las
placas 99 bloquean completamente la circulación de aire a través de
los orificios 92a, 92b, 92c, 92j,
92k y 92l cuando el conducto 100 está en la posición
ilustrada en la figura 2. Los orificios 92d y 92g
están bloqueados parcialmente mientras los orificios 92c,
92f, 92h y 92i están descubiertos y comunican
con el pasaje 105 en el conducto 100.
Un acoplamiento 108 de accionamiento está
asegurado a la superficie superior de la pared superior 106 del
conducto 100. Un árbol 109 accionado imparte una rotación al
agitador 95 y al conducto 100 a través del acoplamiento 108 de
accionamiento. El árbol 109 accionado puede ser accionado mediante
cualquier mecanismo de accionamiento adecuado que incluya unas
poleas y una correa, una cadena y ruedas dentadas, o un motor de
accionamiento directo. En la realización ilustrada el árbol 109 es
accionado por medio de una caja 110a de engranajes mediante
un motor eléctrico 110. El motor eléctrico 110 y la caja 110a de
engranajes son seleccionado preferiblemente para permitir la
rotación del agitador 95 a una velocidad comprendida en un margen
entre alrededor de cuatro revoluciones por minuto y alrededor de 60
revoluciones por minuto. Se ha hallado que cuando el agitador 95 y
el conducto 100 giran a una velocidad comprendida entre 4 y 20
revoluciones por minuto se obtienen generalmente los mejores
resultados.
Como se muestra en la figura 3, la placa
superior 84 del montaje 80 de placa de chorros tiene preferiblemente
una abertura a través de la cual se extiende el árbol 109 de
accionamiento para aplicarse en el modo de accionamiento con el
acoplamiento 108 de accionamiento. El motor 110 y la caja
110a de engranajes están montados preferiblemente sobre la
superficie superior de la pared superior 84 del montaje 80 de la
placa de chorros. Además, como se muestra en la figura 1, la pared
superior 84 tiene preferiblemente una abertura 112 formada en la
misma a través de la cual se suministra energía de microondas a
través de una guía 114 de ondas desde un magnetrón 115.
La temperatura del fluido que circula a través
del conducto 45 de retorno es controlada por un termostato
ajustable conectado a los elementos 32 y 34 de calentamiento en el
conducto de retorno. Como se muestra en la figura 3, el motor 110
hace girar el conducto 100 para establecer una ordenación de
trayectorias desde el aventador 52 hacia cada orificio
92a-92l de modo que se forma una corriente de fluido a
medida que el fluido atraviesa cada orificio 92. Cuando el fluido
de temperatura controlada es suministrado a lo largo de cada
trayectoria de la ordenación de trayectorias, la dirección de cada
corriente de fluido que circula desde cada orificio cambia, como se
ilustra esquemáticamente en las figuras 6 y 7, en respuesta a
cambios en la dirección de la circulación del fluido hacia el
orificio. Se transfiere calor entre la superficie del producto y la
corriente de fluido que incide contra la superficie del
producto.
El aire en la cámara 85 de presión circula a
través del conducto giratorio 100 a lo largo de una ordenación de
trayectorias hacia cada orificio 92 de salida de modo que se forma
una corriente o chorro J de aire (figuras 3 y 6). A medida que el
conducto 100 gira, la dirección de la trayectoria con relación a los
orificios 92 de salida está cambiando constantemente lo cual cambia
la dirección de la corriente, o chorro J, de fluido desde los
orificios 92 de salida.
Resultará evidente que controlar la dirección de
la circulación de fluido hacia cada orificio 92 controla la
dirección del fluido que sale de los orificios 92 hacia la
superficie del producto. Cambiando la dirección de la circulación
de fluido hacia los orificios 92 se cambia la dirección del fluido
que sale del orificio hacia la superficie del producto.
Como se muestra en las figuras 6 a 8, el fluido
se dirige a través del conducto 100, que tiene un eje 100A de
conducto longitudinal, hacia la salida 107 de conducto. Cuando el
eje 100A del conducto 100 se mueve con relación al eje 92A de
orificio, el extremo inferior 91A' del eje 91A de chorros se mueve
con relación al eje 92A de orificio.
Como se ha descrito anteriormente, la caja 10 de
horno tiene paredes laterales 12 y 14, una pared superior 15, una
pared inferior 18 y una pared trasera 16. La caja 10 de horno se
extiende alrededor del mueble 20 de horno que tiene paredes
laterales 22 y 24, pared superior 25, pared inferior 28 y una pared
trasera 26. El compartimento para cocinar, dentro del mueble 20 de
horno tiene un dispensador 75 de aire inferior y un dispensador 80
de aire superior.
El deflector 46, conectado entre la pared
trasera 26 del mueble 20 y la pared trasera 16 de la caja 10 forma
un conducto 45 de retorno de aire con conicidad único enlazado sobre
un lado mediante la pared 42 de partición que se extiende entre el
deflector 46 y la pared trasera 26 del mueble 20. Es importante
tener en cuenta que la pared 42 de partición tiene preferiblemente
al menos dos aberturas 48 y 50 de entrada de de aventador, como se
ilustra en la figura 3.
Se comprenderá fácilmente que en vista de la
posición del deflector trasero 46 que se extiende de modo
generalmente en diagonal a través de la esquina trasera del
interior de la caja 10 de horno, un volumen sustancial del espacio
se proporciona para montar relés y controladores para los motores 54
y 64 de los aventadores que funcionan, motor 110 de agitador, y
motor de ventilador de refrigeración para el magnetrón 115.
El primer y el segundo aventadores 52 y 62 están
montados para extraer aire desde el compartimento 30 para cocinar a
través del conducto 45 de retorno de aire y para dispensar aire a
través de los distribuidores 80 y 75 de aire superior e inferior
dentro del compartimento 30 de cocinar. Los medios 54a y
64a de control independientes, mostrados mejor en la figura
1, tales como reostatos u otros controladores de motores, se
proporcionan preferiblemente para controlar la velocidad de los
primer y segundo aventadores 52 y 62 para controlar
independientemente el volumen de aire suministrado por cada
aventador dentro del compartimento 30 de cocinar. Cada aventador 52
y 62 en una realización preferida está dimensionado para suministrar
al menos alrededor de 2,83 m^{3} por minuto de aire dentro del
compartimento 30 de cocinar y los aventadores 80 y 75 de aire
inferior y superior están destinados a suministrar un chorro de
aire a una velocidad en un margen comprendido entre alrededor de
457,2 y 762 m por minuto dentro del compartimento 30 para
cocinar.
Como se explicará mejor más adelante, un estante
130 para calderos (figuras 1 y 14-17) está
preferiblemente soportado mediante cualquiera de los medios 133 de
montaje ajustables en el compartimento 30 de cocinar. En la
realización ilustrada (figura 2) los soportes 132 y 134 de los
estantes se montan en las paredes laterales 22 y 24 de la caja 20
para ajustar la posición del estante 130 de calderos con relación a
los aparatos 75 y 80 de dispensación de aire.
Como se explicará mejor más adelante, el
distribuidor de aire inferior incluye la placa 75 de chorros que
tiene una pluralidad de orificios 72 dispuestos en filas espaciadas
para formar una ordenación de trayectorias 73 de retorno de aire
(figura 11) para permitir la circulación sustancialmente sin
obstrucciones del aire gastado hacia el pasaje 35 de retorno de
aire, cubierto por un filtro de aire, es decir, la placa perforada
36.
Como se muestra en la figura 3, el distribuidor
80 de aire superior incluye una placa 90 de chorros que tiene
orificios espaciados 92 a los cuales se suministra aire de
temperatura controlada a través de un conducto 100 que tiene un eje
longitudinal 100A y un pasaje 105 de salida. El árbol 109 de
accionamiento hace girar el conducto 100 alrededor de un eje 109a
generalmente vertical, como se ilustra esquemáticamente en las
figuras 3 a 8, para suministrar secuencialmente aire a través de
una porción de los orificios 92a-92l formada en la
placa 90 de chorros superior, ilustrada mejor en las figuras 1, 6 y
7, al mismo tiempo que se impide la circulación de aire a través de
otra porción de los orificios.
La abertura en la parte delantera del
compartimento 30 para cocinar está cerrada por un montaje120 de
puerta montado sobre bisagras adecuadas (no mostradas) para cerrar
el espacio entre las paredes laterales 22 y 24 de la caja de horno
y entre las paredes 25 y 28 inferior y superior. Las bisagras se
montan preferiblemente sobre la pared inferior 15 de la caja de
horno. No obstante, se comprenderá fácilmente que las bisagras
pueden ser montadas sobre las paredes laterales 22 y 24, si así se
desea. La puerta 120 está provista preferiblemente de una ventana
122 para permitir la visión de los productos alimenticios en el
compartimento 30 de cocción y está provista de un enganche para
mantener la puerta en una posición cerrada.
Controles para los componentes del horno se
montan preferiblemente sobre un panel C de control adyacente al
montaje 120 de puerta. En la realización ilustrada, un controlador M
de la potencia de microondas, un controlador T de la temperatura
programable, un controlador H de sintonización de cocinero, un
conmutador S de inicio y un conmutador O de potencia están montados
sobre el panel C de control. En adición, los controladores 54a y
65a de los aventadores superior e inferior están montados en el
panel C de control.
Los productos alimenticios cocinados en hornos
residenciales son usualmente colocados en un recipiente que puede
ser de un material que sea buen conductor del calor. Un estante 130
de recipientes se monta ajustadamente entre los soportes 132 y 134
de estante, montados sobre las paredes laterales 22 y 24 de la caja
20 de horno. Cada uno de los soportes 132 y 134 de horno tiene una
pluralidad de conectadores tales como espaciados verticalmente
133a, 133b y 133c para permitir el ajuste
vertical del estante 130 con relación a la placa 75 de chorros
inferior. El estante 130 tiene preferiblemente carriles 136 y 138
que se extienden a lo largo de bordes opuestos que son recibidos en
ranuras 133a-133c para permitir el ajuste de la
distancia entre la superficie inferior de un recipiente P, mostrado
en línea de trazos en la figura 3, soportado sobre el estante 130 de
recipientes y la placa 75 de chorros inferior.
En esta configuración los chorros inciden sobre
la superficie inferior del perol antes de que el aire que forma los
chorros se difunda formando puntos calientes sobre el fondo del
recipiente. El calor es conducido rápidamente por un recipiente
metálico fuera de cada punto caliente de modo que la temperatura de
la superficie superior del fondo del recipiente es relativamente
uniforme en vista de la separación de orificios 72.
Cuando el estante 130 está montado en la ranura
superior 133a, el fondo del recipiente está espaciado una
distancia suficiente de la placa 75 de chorros para permitir las
corrientes discretas de aire de temperatura controlada que circulan
a través de los orificios 72 para disiparse o difundirse. En esta
posición el régimen de transferencia de calor en el fondo del
recipiente se reduce significativamente.
El régimen de transferencia de calor en el fondo
del recipiente puede ser también ajustado ajustando la velocidad
del motor 64 que acciona el aventador 62 que suministra aire dentro
del conducto cónico debajo de la placa 75 de chorros. Una reducción
en el volumen del aire suministrado a través de los orificios 72 en
la placa 75 de chorros inferior reducirá el régimen con el que se
transfiere calor al fondo del recipiente.
Si el recipiente de comida soportado sobre el
estante 130 no es un buen conductor del calor, la velocidad del
motor aventador 64 puede ser reducida o el motor 64 puede ser
desconectado, dependiendo del producto alimenticio que se
cocine.
Si el recipiente P tiene un fondo que es un buen
conductor térmico, el fondo del recipiente es posicionado
suficientemente cerca de la superficie superior 74 de la placa 75 de
chorros para formar "puntos calientes" sobre el fondo del
perol en el que inciden los chorros. No obstante, el calor es
conducido rápidamente de modo lateral a través del fondo del perol
de modo que el calor se aplica sustancialmente de modo uniforme a
la superficie inferior del producto que se aplica a la superficie
superior del fondo del recipiente.
Si el fondo del recipiente P no es un buen
conductor térmico, el volumen de aire suministrado por el aventador
62 puede ser reducido o el estante 130 de recipientes puede ser
elevado para impedir la formación de "puntos calientes" que
puedan originar porciones oscurecidas en la superficie inferior del
producto alimenticio que se aplica a la superficie superior del
fondo del recipiente P.
Se ha de tener en cuenta que la placa 75 de
chorros puede ser movida o sustituida con un montaje de placa de
chorros similar al designado con el número 80 y descrito
anteriormente, para originar chorros de barrido a través de la
superficie inferior del perol P.
En ciertos casos, artículos alimenticios tales
como rebanadas de pan pueden ser soportados directamente sobre el
estante 130.
El aire introducido a través de la abertura 48
de entrada de aire superior por el aventador 52 es suministrado a
través del conducto 58 de suministro superior. El aire suministrado
a través del conducto 58 de suministro se mueve a través del pasaje
60 de suministro superior dentro de la cámara 85 de presión superior
y finalmente a través del pasaje 101 de entrada dentro del pasaje
105 de aire en el conducto 100.
El conducto 100 tiene un eje longitudinal 100A
que se extiende longitudinalmente. El aire suministrado a través
del pasaje 101 de entrada circula en una dirección generalmente
paralela al eje 100A hacia la pared extrema 103. Un puente 107
tiene extremos opuestos soldados o bordes opuestos adyacentes
asegurados de otra manera de la porción recortada 96. El puente 107
gira con el conducto 100, para bloquear periódicamente la
circulación de fluido a través de los orificios
91a-92l.
El aire en el pasaje 105 de aire circula hacia
abajo a través de los orificios 92a-92l que están
posicionados entre las paredes laterales 102 y 104 del conducto 100
a medida que este gira alrededor de un eje del acoplador 108. Como
se ilustra mejor en la figura 6 cada orificio 92 tiene un eje
central 92A que de extiende de modo general verticalmente hacia
abajo. No obstante, el aire que circula a través de cada orificio 92
está inclinado con relación al eje 92A y el extremo inferior de
cada corriente de aire oscila alrededor del eje 92A a medida que
gira el conducto 100. Por tanto, el punto de incidencia de cada
chorro J formado por fluido que circula a través de los orificios
92 se moverá o barrerá a través de una superficie posicionada debajo
de la placa 90 de chorros.
El conducto 100 tiene preferiblemente una altura
relativamente pequeña, por ejemplo aproximadamente 5 centímetros,
para minimizar el espacio requerido para formar los chorros que se
desplazan a través de la superficie de un producto alimenticio
soportado sobre el estante 130.
Puesto que las corrientes de aire superiores se
mueven a través de la superficie de un producto alimenticio
soportado sobre el estante 130, el movimiento del producto
alimenticio, por ejemplo, sobre una mesa giratoria, generalmente no
es necesario. No obstante, si se desea, una mesa giratoria puede ser
montada sobre el estante 130 o soportada directamente sobre la
placa 75 de chorros inferior para mover un producto alimenticio en
el compartimento 30 para cocinar.
Los orificios formados en la placa 75 de chorros
inferior y la placa 90 de chorros superior están dimensionados y
posicionados para configurar y suministrar corrientes, superior e
inferior de aire, hacia un producto alimenticio soportado sobre el
estante 130. Después de incidir las corrientes de aire sobre la
superficie de un producto alimenticio soportado sobre el estante
130, el aire gastado es conducido a través de la abertura 35 de
retorno de aire formada en la pared posterior 26 de la caja 20 de
horno dentro del conducto 45 de retorno de aire cónico.
\newpage
Dependiendo del particular producto alimenticio
que se hornea en el horno, uno o ambos de los motores 54 y 64 de
los aventadores pueden ser activados para que suministren chorros de
aire que incidan sobre la superficie superior o inferior del
producto alimenticio o sobre ambas superficies si se desea. Se
comprenderá fácilmente que el aire puede ser suministrado para que
incida sobre las superficies del producto alimenticio con o sin
usar energía de microondas. Si así se desea, un único aventador
puede suministrar aire en una cámara de presión y pueden ser usados
humidificadores para controlar las propiedades del aire suministrado
a los distribuidores de aire superior e inferior.
Si el magnetrón 115 se "conecta" energía de
microondas es introducida en el espacio entre la pared superior 18
de la caja de horno y la pared superior 28 del mueble de horno a
través de la guía 114 de ondas.
A medida que el agitador 95 gira, se suministra
energía de microondas a través de las placas 99 de cubierta
transparente de microondas (figura 2), que cubren las aberturas 98
formadas en las alas 94a y 94b sobre el disco 94. La forma
irregular del conducto 100 que forma las superficies y del disco
giratorio 94 agitará y cambiará constantemente la dirección en la
que se suministra la energía de microondas dentro del compartimento
30 de cocción. Por tanto, los puntos calientes en la cámara de
cocción se moverán constantemente impidiendo el sobrecalentamiento
de áreas localizadas sobre un producto alimenticio. Además, si los
motores 54 y 64 de los aventadores están "conectados" el aire
que incide contra la superficie del producto alimenticio tenderá a
reducir la temperatura de las porciones sobrecalentadas en la
superficie del producto alimenticio al mismo tiempo que se
transfiere calor a porciones más frías de la superficie del producto
alimenticio para el secado, dorado y tostado de la superficie del
producto alimenticio.
Cuando se usa energía de microondas para guisar,
la humedad del producto tiende a emigrar hacia la superficie. Esa
humedad que emigra hacia la superficie es la que a menudo deja los
alimentos guisados mediante microondas correosos. Los chorros de
aire que inciden sobre la superficie del producto alimenticio crean
áreas de intensa transferencia de calor, que evaporan la humedad de
la superficie del producto alimenticio y lavan una capa límite de
aire que ordinariamente tiende a aislar el producto alimenticio y
reducen el calentamiento superficial del producto.
Se ha de tener en cuenta que los términos
"arriba" y "abajo", "delantero" y "trasero",
"superior" e "inferior", y "encima" y "debajo",
se usan meramente para facilitar la descripción de la realización
ilustrada de la invención y que estos términos no están destinados
a limitar el alcance de la invención. Los términos "orificio" y
"orificios" están destinados a incluir aberturas circulares o
no circulares, pasajes, puertos, ventiladeros, aberturas u
orificios configurados para formar y proyectar una corriente de
fluido, incluyendo ranuras o tubos huecos. "Calentamiento"
está destinado a significar la transferencia de calor a o desde un
producto a incluye la refrigeración.
De lo expuesto se deduce fácilmente que la
estructura del horno descrita anteriormente permite el uso
simultáneo del calentamiento mediante microondas y el calentamiento
mediante chorros de aire incidentes, o el uso separado de uno
cualquiera de ellos en un horno que es susceptible de ser instalado
en cocinas residenciales. No obstante, se ha de tener en cuenta que
el horno descrito tiene mayor utilidad y puede ser usado también
como un horno de mostrador tanto para propósitos residenciales como
comerciales. El horno es particularmente adecuado para calentar
rápidamente productos alimenticios refrigerados servidos en
cafeterías, bares y almacenes de consumo.
Claims (23)
1. Aparato para la transferencia de calor a la
superficie de un producto, que comprende:
un soporte (130) de producto;
un conducto (100) que tiene una entrada de
conducto, una salida (107) de conducto y un eje (100A) de conducto
longitudinal;
una cámara (85) para suministrar un fluido de
temperatura controlada dentro de dicha entrada de dicho conducto de
modo que ese fluido circula longitudinalmente a través de dicho
conducto hacia dicha salida;
una placa (90) perforada espaciada de dicho
soporte de producto, teniendo dicha placa al menos un orificio
(92); teniendo dicho orificio un eje (92A) de orificio que se
extiende generalmente hacia dicho soporte de producto para formar
un chorro de fluido (J), que tiene un eje (92d, 91h) de chorro, que
circula en una dirección predeterminada; y caracterizado por
comprender además
medios (110) de accionamiento para mover dicho
eje de conducto longitudinal con relación a dicho eje de orificio
para cambiar la dirección de dicho eje de chorro con relación a
dicho eje de orificio para mover dicho eje de chorro con relación
al soporte de producto.
2. Aparato para transferir calor a una
superficie de producto según la reivindicación 1, en el que el
régimen de transferencia de calor entre el chorro de fluido y la
superficie del producto es intenso porque el chorro incide contra
la superficie del producto, y porque dichos medios de accionamiento
para mover dicho eje de conducto longitudinal originan que dicho
chorro se mueva con relación a dicho eje de orificio para calentar
de modo sustancialmente uniforme la superficie de producto sobre un
área que es significativamente mayor que el área de la sección
transversal de dicho chorro de fluido.
3. Aparato para transferir calor según la
reivindicación 1, en el que dicho conducto tiene una configuración
generalmente en forma de U con un lado abierto adyacente a dicha
placa perforada.
4. Aparato para transferir calor según la
reivindicación 1, en el que dicha placa de chorros tiene una
pluralidad de orificios dispuesta en una ordenación de
orificios;
teniendo dicho conducto un pasaje de aire
alargado y superficies que tienen alas que se extienden
lateralmente;
medios para posicionar dicho conducto de modo
que superficies sobre dichas alas están posicionadas adyacentes a
dicha superficie sobre dicha placa de chorros; y
por lo que dichos medios de accionamiento mueven
dicho eje de conducto longitudinal de modo que dichas alas
obstruyen la circulación de aire a una porción de dicha ordenación
de orificios y mueve dicha salida de conducto en comunicación con
otra porción de dicha ordenación de orificios.
5. Aparato para calentar un producto alimenticio
según la reivindicación 1, que comprende además al menos un
aventador para desplazar aire dentro de dicha cámara de presión.
6. Aparato para calentar un producto alimenticio
según la reivindicación 5, en el que dicho aventador está
dimensionado para suministrar al menos alrededor de 2,26 metros
cúbicos por minuto de aire dentro del compartimento para cocinar
por pie cuadrado de área de cocinar.
7. Aparato para calentar un producto alimenticio
según la reivindicación 5, estando destinados dichos conducto y
placa de chorros a suministrar un chorro de aire a una velocidad
comprendida en un margen de alrededor de 457,2 y 762 m por minuto
dentro del compartimento para cocinar.
8. Aparato para calentar un producto alimenticio
según la reivindicación 5, con la adición de:
un estante para recipientes y
medios de montaje ajustables para ajustar la
posición de dicho estante de recipientes con relación a dicha placa
de chorros.
9. Aparato para calentar un producto alimenticio
según la reivindicación 5, con la adición de:
una rejilla de dirección entre dicho aventador y
dicho conducto para formar y dirigir una pluralidad de corrientes
de fluido a través de dicho conducto.
\newpage
10. Aparato para calentar un producto
alimenticio según la reivindicación 9, con la adición de:
medios para suministrar energía de microondas
hacia dicho soporte de producto, estando dicha rejilla de dirección
dimensionada para impedir el paso de energía de microondas a través
de la misma.
11. Aparato para transferir calor a una
superficie de producto según la reivindicación 1, en el que dicha
placa de chorros es estacionaria.
12. Un aparato según la reivindicación 1, en el
que dichos medios de soporte de producto son estacionarios.
13. Un método para transferir calor entre una
corriente de fluido que incide en la superficie de un producto y un
producto por medio de un aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12 que comprende:
a) controlar la temperatura de un volumen de
fluido;
b) establecer una ordenación de trayectorias
desde dicho volumen de fluido hacia un orificio de modo que se
forma una corriente al circular el fluido a través del orificio;
y
c) suministrar fluido de temperatura controlada
a lo largo de cada trayectoria de dicha ordenación de trayectorias
de modo que la dirección de la corriente de fluido que circula desde
el orificio cambia en respuesta a cambios en la dirección de la
circulación de fluido hacia el orificio de modo que se transfiere
calor entre la superficie del producto y la corriente de fluido que
incide en la superficie del producto.
14. Un método para controlar la transferencia de
calor entre el fluido que circula a través de un orificio que forma
un chorro que incide contra la superficie de un producto por medio
de un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 que
comprende las operaciones de:
posicionar un miembro que tiene un orificio en
un lugar predeterminado con relación a la superficie de un
producto, teniendo dicho orificio un eje de orificio que se extiende
generalmente hacia la superficie del producto;
controlar la dirección de la circulación de
fluido hacia dicho orificio para controlar la dirección del fluido
que sale de dicho orificio hacia la superficie del producto; y
cambiar la dirección del fluido que circula
hacia dicho orificio para cambiar la dirección del fluido que
circula desde dicho orificio hacia la superficie del producto.
15. Un método según la reivindicación 14, que
comprende la operación de controlar la dirección de la circulación
de fluido hacia el orificio;
suministrar fluido a través de un conducto que
tiene un eje, teniendo dicho conducto una salida; y
mover el eje de dicho conducto con relación a
dicho orificio para mover dicha salida con relación a dicho
orificio.
16. Un método para desplazar una corriente de
fluido a través de una superficie por medio de un aparato según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 que comprende:
a) suministrar fluido a temperatura controlada
dentro de una cámara, teniendo dicha cámara un orificio de
salida;
b) dirigir el fluido en dicha cámara a lo largo
de una trayectoria hacia dicho orificio de salida de modo que se
forme una corriente de fluido; y
c) cambiar la dirección de dicha trayectoria con
relación a dicho orificio de salida para cambiar la dirección de
dicha corriente de fluido desde dicho orificio de salida.
17. Un método según la reivindicación 16, que
comprende la operación de dirigir fluido en dicha cámara a lo largo
de una trayectoria hacia dicho orificio de salida;
a) suministrar fluido en dicha cámara dentro de
un conducto que tiene un eje longitudinal; y
b) mover dicho conducto para cambiar la
dirección de la circulación de fluido hacia dicho orificio de
salida.
18. Un método según la reivindicación 16, en el
que dicha cámara tiene una pluralidad de orificios de salida
dispuestos de modo que el cambio de dirección de dicha trayectoria
origina que el fluido de temperatura controlada sea administrado
secuencialmente a través de orificios individuales de dicha
pluralidad de orificios de salida.
19. Un método según la reivindicación 13, en el
que dicho producto permanece estacionario durante un ciclo de
cocción.
20. Un método según la reivindicación 14, en el
que dicho producto permanece estacionario durante un ciclo de
cocción.
21. Un método según la reivindicación 16, en el
que dicho producto permanece estacionario durante un ciclo de
cocción.
22. Un método según las reivindicaciones 13 ó
20, que incluye además la operación de administrar energía de
microondas hacia dicho soporte de producto.
23. Un aparato según la reivindicación 1, con la
adición de medios para administrar energía de microondas hacia
dicho soporte de producto.
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