BR112019001685B1 - Forno, e, placa de jato - Google Patents
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Abstract
Uma placa de jato para direcionar um fluxo de ar para uma cavidade de cozimento de um forno pode compreender um corpo configurado para ser disposto ao longo de uma parede de topo ou uma parede de fundo da cavidade de cozimento, e uma ou mais entradas de ar estruturadas que é/são aberturas pelo corpo. Cada uma das entradas de ar estruturadas compreende orifícios e fendas que são arranjados alternadamente e conectados em série. As entradas de ar estruturadas permitem que o ar seja introduzido na cavidade de cozimento em uma formação estruturada para melhorar a velocidade de cozimento e a eficiência do cozimento. Além disso, as entradas de ar estruturadas em uma placa de jato podem ser configuradas de várias maneiras para resolver as irregularidades na distribuição do fluxo de ar dentro da cavidade de cozimento.
Description
[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido US n° 15/224.319, depositado em 29 de julho de 2016, e aqui incorporado por referência.
[002] A presente invenção refere-se a fornos de cozimento, em geral, e em particular a um forno de convecção ou combinado usando entradas de ar estruturadas para introduzir ar em uma cavidade de cozimento.
[003] Um forno geralmente inclui uma cavidade de cozimento configurada para receber artigos alimentícios para cozimento. O forno também inclui um elemento de aquecimento, que pode ser um elemento de resistência elétrica ou um queimador a gás, para gerar energia térmica para cozinhar quaisquer artigos alimentícios colocados dentro de uma cavidade do forno. Alguns fornos podem incluir um insuflador de ar, tal como uma ventoinha, para forçar o movimento do ar aquecido dentro da cavidade do forno, e esses fornos são comummente referidos como fornos de convecção. Embora os fornos de convecção que têm a capacidade de introduzir a umidade na corrente de ar aquecida sejam comumente referidos por fornos “combinados”, o termo forno de convecção aqui usado é entendido pelos versados na técnica como incluindo fornos de convecção e combinados.
[004] Ao cozinhar em um forno de convecção típico, o ar aquecido dentro da cavidade de cozimento é circulado por uma ventoinha. A ventoinha inicia um fluxo de ar aquecido puxando o ar em uma direção geralmente horizontal da cavidade de cozimento através de uma ou mais aberturas (“aberturas de ar de retorno”) que são tipicamente dispostas em uma parede traseira da cavidade de cozimento. Depois de ser aquecido por um elemento de aquecimento, o ar aquecido é forçado pela ventoinha para dentro da cavidade de cozimento através de uma ou mais das paredes da cavidade de cozimento, tais como, as paredes laterais esquerda e direita. O ar aquecido move-se através da cavidade de cozimento em uma direção geralmente horizontal para ajudar a distribuir energia calorífica para artigos alimentícios colocados dentro da cavidade de cozimento. Um exemplo do sistema de aquecimento de um forno de convecção típico pode ser encontrado na Patente U.S. N° 4.395.233 de Smith et al.
[005] O impacto do ar é uma forma especial de cozimento por convecção, em que o ar entra na cavidade de cozimento através de aberturas (“entradas de ar”) em um ou mais painéis planos (“placas de jato”) tipicamente dispostos ao longo das paredes de topo e fundo da cavidade de cozimento. Estas aberturas são tipicamente na forma de pequenos orifícios (por exemplo, 0,5 polegada (1,27 cm) de diâmetro) colocados de modo que o ar aquecido que se mova através de orifícios adjacentes forma colunas de ar adjacentes direcionadas para as superfícies superior e inferior de artigos alimentícios colocados na cavidade de cozimento. A fim de aumentar a taxa de transferência de calor destas colunas de ar aquecido para o alimento, esse ar está tipicamente se movendo a uma velocidade maior do que o ar se movendo em fornos de convecção típicos. No entanto, estas colunas de ar aquecido em movimento rápido causariam manchas na superfície do alimento se o alimento não estivesse se movendo em relação às placas de jato. Um exemplo do sistema de aquecimento e movimento de alimentos de um típico forno de impacto de ar pode ser encontrado na Patente U.S. N° 4.679.542 de Smith et al.
[006] Uma pluralidade de entradas de ar prolongadas linearmente pode reduzir ou eliminar manchas em fornos onde os tempos de cozimento reduzidos são desejados, mas a comida não é movida em relação às placas de jato. No entanto, para proporcionar o nível necessário de velocidade do ar e direcionalidade, as entradas de ar linearmente estendidas precisam ter uma dimensão vertical significativa, aumentando substancialmente a altura ou o tamanho do forno, o que não é desejável para cozinhas comerciais onde fornos de convecção são mais frequentemente usados. Um exemplo de entradas de ar linearmente prolongadas com dimensão vertical significativa pode ser encontrado na Patente U.S. N° 8.026.463 de McKee et al.
[007] Entradas de ar estendidas linearmente sem dimensão vertical significativa, como uma matriz de fendas paralelas em uma placa de jato, têm limitações severas. Por exemplo, como ilustrado na FIG. 1, uma placa de jato 100 tem uma pluralidade de entradas de ar 101, cada uma na forma de uma fenda estreita tendo duas arestas substancialmente paralelas 102 de igual comprimento. Um problema de usar uma fenda estreita em uma placa de jato para introduzir ar na cavidade de cozimento é que os atritos de ar gerados nas bordas de uma fenda estreita reduzem o volume de ar que passa através da fenda. No entanto, o alargamento da fenda para aumentar o volume de ar reduziria então a velocidade de passagem do ar, diminuindo assim a velocidade de cozimento.
[008] Outro problema de usar uma fenda como uma entrada de ar é que, porque o ar passa por uma abertura em uma placa relativamente fina, a fenda por si só não pode proporcionar o nível de direcionalidade do ar que pode ser necessário para penetrar os gradientes de temperatura (camadas limite) que circundam os artigos alimentícios que são cozidos na cavidade de cozimento. Por conseguinte, um forno de convecção que usa fendas como entradas de ar não é eficaz na aceleração do processo de cozimento na cavidade de cozimento.
[009] Além disso, pode haver outras forças na cavidade de cozimento que podem afetar o ar passando através das fendas e causando irregularidades na distribuição do fluxo de ar dentro da cavidade de cozimento. Por exemplo, as aberturas de ar de retorno podem causar irregularidade na distribuição do fluxo de ar dentro da cavidade de cozimento porque as áreas próximas às aberturas de ar de retorno atraem mais fluxo de ar em comparação com outras áreas dentro da cavidade de cozimento. Em outro exemplo, um gradiente de pressão de ar dentro da câmara de ar pode causar irregularidade na distribuição do fluxo de ar dentro da cavidade de cozimento porque uma porção da câmara de ar tendo uma pressão de ar mais alta força mais fluxo de ar na área próxima dentro da cavidade de cozimento. A irregularidade da distribuição do fluxo de ar dentro da cavidade de cozimento causada por essas forças não pode ser facilmente eliminada em um forno de convecção que usa fendas como entradas de ar. Como resultado, os artigos alimentícios colocados na cavidade de cozimento em um tal forno de convecção podem ser cozidos irregularmente.
[0010] Por conseguinte, seria desejável proporcionar um forno de convecção usando entradas de ar melhoradas que possam eliminar os problemas acima mencionados.
[0011] Verificou-se agora que os objetos acima e relacionados da presente invenção são obtidos sob a forma de vários aspectos relacionados, incluindo um forno usando entradas de ar estruturadas.
[0012] Uma placa de jato para direcionar um fluxo de ar para uma cavidade de cozimento de um forno, de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção, compreende um corpo configurado para ser disposto ao longo de uma parede de topo ou uma parede de fundo da cavidade de cozimento, em que o corpo compreende uma extremidade frontal disposta próxima a uma frente da cavidade de cozimento, uma extremidade traseira disposta próxima a uma traseira da cavidade de cozimento, e extremidades esquerda e direita dispostas próximas aos lados esquerdo e direito da cavidade de cozimento, e uma ou mais entradas de ar estruturadas que é/são aberturas através do corpo, cada uma das entradas de ar estruturadas compreendendo uma pluralidade de orifícios e fendas que estão alternadamente arranjado(a)s e conectado(a)s em série.
[0013] Em pelo menos uma forma de realização, a placa de jato é configurada para separar a cavidade de cozimento de uma câmara de ar do forno e permitir que o ar seja introduzido na cavidade de cozimento a partir da câmara de ar.
[0014] Em pelo menos uma forma de realização, o corpo é uma placa plana de formato substancialmente retangular.
[0015] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das entradas de ar estruturadas se estende ao longo de uma linha substancialmente reta.
[0016] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das fendas compreende duas bordas retas substancialmente paralelas tendo comprimentos substancialmente iguais.
[0017] Em pelo menos uma forma de realização, as bordas de cada um dos orifícios formam arcos de formato substancialmente circular.
[0018] Em pelo menos uma forma de realização, uma largura de cada uma das fendas é menor que um diâmetro de cada um dos orifícios.
[0019] Em pelo menos uma forma de realização, um comprimento de cada uma das fendas é maior que um diâmetro de cada um dos orifícios.
[0020] Em pelo menos uma forma de realização, um número de orifícios é maior que um número de fendas em pelo menos uma das entradas de ar estruturadas.
[0021] Em pelo menos uma forma de realização, pelo menos uma das entradas de ar estruturadas começa com um orifício e termina com um orifício.
[0022] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das entradas de ar estruturadas se estende longitudinalmente paralela a uma direção da extremidade frontal do corpo até a extremidade traseira do corpo.
[0023] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das entradas de ar estruturadas se estende transversalmente em paralelo a uma direção da extremidade esquerda do corpo até a extremidade direita do corpo.
[0024] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das entradas de ar estruturadas se estende diagonalmente em paralelo a uma direção de onde as extremidades esquerda e frontal do corpo se encontram, para onde as extremidades direita e traseira do corpo se encontram.
[0025] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das entradas de ar estruturadas se estende diagonalmente paralela a uma direção de onde as extremidades direita e frontal do corpo se encontram, para onde as extremidades esquerda e traseira do corpo se encontram.
[0026] Em pelo menos uma forma de realização, todas as entradas de ar estruturadas são substancialmente idênticas em tamanho e dimensão.
[0027] Em pelo menos uma forma de realização, os orifícios em pelo menos uma das entradas de ar estruturadas são diferentes em tamanho.
[0028] Em pelo menos uma forma de realização, o orifício disposto próximo a um dos lados esquerdo e direito as extremidades do corpo são maiores em tamanho do que o orifício disposto próximo à outra das extremidades esquerda e direita do corpo em pelo menos uma das entradas de ar estruturadas.
[0029] Em pelo menos uma forma de realização, uma ou mais entradas de ar estruturadas compreende uma primeira entrada de ar estruturada disposta próxima a uma das extremidades frontal e traseira do corpo e uma segunda entrada de ar estruturada disposta próxima à outra das extremidades frontal e traseira do corpo, os orifícios na primeira entrada de ar estruturada sendo maiores em tamanho do que os orifícios na segunda entrada de ar estruturada.
[0030] Em pelo menos uma forma de realização, uma ou mais entradas de ar estruturadas compreende(m) duas ou mais entradas de ar estruturadas substancialmente paralelas e um espaçamento entre as entradas adjacentes das entradas de ar estruturadas é configurado para evitar um interstício ou uma sobreposição entre coberturas de fluxos de ar das entradas de ar estruturadas adjacentes em um produto alimentício na cavidade de cozimento.
[0031] Um forno que compreende uma cavidade de cozimento configurada para receber um produto alimentício, uma ventoinha, uma câmara de ar configurada para receber ar da ventoinha, e uma placa de jato configurada para separar a cavidade de cozimento da câmara de ar e direcionar um fluxo de ar da câmara de ar para a cavidade de cozimento, a placa de jato compreendendo um corpo configurado para ser disposto ao longo de uma parede de topo ou de uma parede de fundo da cavidade de cozimento, em que o corpo compreende uma extremidade frontal disposta próxima à frente da cavidade de cozimento, uma extremidade traseira disposta próxima a uma traseira da cavidade de cozimento, e extremidades esquerda e direita dispostas próximas respectivamente aos lados esquerdo e direito da cavidade de cozimento, e uma ou mais entradas de ar estruturadas que é/são aberturas através do corpo, cada uma das entradas de ar estruturadas compreendendo uma pluralidade de orifícios e fendas que estão alternadamente arranjadas e conectadas em série.
[0032] Em pelo menos uma forma de realização, o corpo é uma placa plana substancialmente em formato retangular.
[0033] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das entradas de ar estruturadas se estende ao longo de uma linha substancialmente reta.
[0034] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das fendas compreende duas bordas direitas substancialmente paralelas tendo comprimentos substancialmente iguais.
[0035] Em pelo menos uma forma de realização, as bordas de cada um dos orifícios formam arcos de formato substancialmente circular.
[0036] Em pelo menos uma forma de realização, uma largura de cada uma das fendas é menor do que um diâmetro de cada um dos orifícios.
[0037] Em pelo menos uma forma de realização, um comprimento de cada uma das fendas é maior que um diâmetro de cada um dos orifícios.
[0038] Em pelo menos uma forma de realização, um número de orifícios é maior que um número de fendas em pelo menos uma das entradas de ar estruturadas.
[0039] Em pelo menos uma forma de realização, pelo menos uma das entradas de ar estruturadas começa com um orifício e termina com um orifício.
[0040] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das entradas de ar estruturadas se estende longitudinalmente em paralelo a uma direção a partir da extremidade frontal do corpo até a extremidade traseira do corpo.
[0041] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das entradas de ar estruturadas se estende transversalmente paralela a uma direção da extremidade esquerda do corpo até a extremidade direita do corpo.
[0042] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das entradas de ar estruturadas se estende diagonalmente paralela a uma direção de onde as extremidades esquerda e frontal do corpo se encontram, para onde as extremidades direita e traseira do corpo se encontram.
[0043] Em pelo menos uma forma de realização, cada uma das entradas de ar estruturadas se estende diagonalmente paralela a uma direção de onde as extremidades direita e frontal do corpo se encontram, para onde as extremidades esquerda e traseira do corpo se encontram.
[0044] Em pelo menos uma forma de realização, todas as entradas de ar estruturadas são substancialmente idênticas em tamanho e dimensão.
[0045] Em pelo menos uma forma de realização, os orifícios em pelo menos uma das entradas de ar estruturadas são diferentes em tamanho.
[0046] Em pelo menos uma forma de realização, o orifício disposto próximo a uma das extremidades esquerda e direita do corpo são maiores em tamanho do que o orifício disposto na proximidade da outra extremidade das extremidades esquerda e direita do corpo em pelo menos uma das entradas de ar estruturadas.
[0047] Em pelo menos uma forma de realização, uma ou mais entradas de ar estruturadas compreende(m) entrada de ar estruturada disposta próxima a uma das extremidades frontal e traseira do corpo e uma segunda entrada de ar estruturada disposta próximo à outra das extremidades frontal e traseira do corpo, os orifícios na primeira entrada de ar estruturada sendo maiores em tamanho do que os orifícios na segunda entrada de ar estruturada.
[0048] Em pelo menos uma forma de realização, o forno compreende ainda um ou mais aberturas de ar de retorno, em que os orifícios das entradas de ar estruturadas dispostas próximas de uma ou mais abertura(s) de ar de retorno são menores em tamanho do que os orifícios das entradas de ar estruturadas dispostas próximas de um lado oposto de uma ou mais abertura(s) de ar de retorno.
[0049] Em pelo menos uma forma de realização, uma porção da câmara de ar tem uma pressão de ar maior do que outras porções da câmara de ar e os orifícios das entradas de ar estruturadas dispostas próximas de uma porção da câmara de ar são menores em tamanho do que os orifícios das entradas de ar estruturadas dispostas próximas das outras porções da câmara de ar.
[0050] Em pelo menos uma forma de realização, uma ou mais entradas de ar estruturadas na placa de jato compreende(m) de duas ou mais entradas de ar estruturadas substancialmente paralelas e um espaçamento entre as entradas adjacentes das entradas de ar estruturadas é configurado para evitar um interstício ou uma sobreposição entre coberturas de fluxos de ar das entradas de ar estruturadas adjacentes no produto alimentício na cavidade de cozimento.
[0051] Estas e outras características e vantagens da presente invenção tornar-se-ão aparentes na seguinte descrição escrita detalhada de várias formas de realização exemplificativas desta invenção.
[0052] A invenção em si, bem como um modo preferido de uso, outros objetos, e vantagens dos mesmos, serão mais bem entendidos por referência à seguinte descrição detalhada de formas de realização ilustrativas e exemplificativas, quando lidas em conjunto com os desenhos anexos, em que: a FIG. 1 é uma vista de topo de uma placa de jato para um forno convencional; a FIG. 2 é uma vista de topo de uma entrada de ar estruturada de acordo com uma forma de realização da presente invenção; a FIG. 3 é uma vista isométrica do fluxo de ar para baixo a partir da entrada de ar estruturada da FIG. 2; a FIG. 4 é uma vista de topo de uma placa de jato compreendendo uma pluralidade de entradas de ar estruturadas em de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção; a FIG. 5 é uma vista isométrica do ar que flui para baixo a partir de uma matriz de entradas de ar estruturadas de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção; a fig. 6 é uma vista isométrica de um forno de convecção de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção; a FIG. 7 é uma vista lateral em seção transversal do forno de convecção da FIG. 6; a FIG. 8 é uma vista lateral em seção transversal do forno de convecção da FIG. 6, representando trajetos de ar de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção; e a FIG. 9 é uma vista de topo de uma placa de jato compreendendo uma pluralidade de entradas de ar estruturadas de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção.
[0053] Com referência agora aos desenhos, e em particular à FIG. 2, há representada uma entrada de ar estruturada 200, como visto acima, para introduzir ar em uma cavidade de cozimento de um forno de convecção de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção. Nesta forma de realização exemplificativa, a entrada de ar estruturada 200 compreende orifícios 201 e fendas 202 que estão alternadamente arranjados e conectados em série (por exemplo, orifício, fenda, orifício, fenda, ..., orifício interconectados, como mostrado na FIG. 2). De preferência, uma entrada de ar estruturada começa com uma porção de orifício em uma extremidade e termina com uma porção de orifício na extremidade oposta, como mostrado na FIG. 2.
[0054] Este arranjo alternado de orifício-fenda na entrada de ar estruturada 200 permite que o ar seja introduzido em uma cavidade de cozimento em uma formação estruturada que pode melhorar a velocidade de cozimento e eficiência de cozimento. A FIG. 3 proporciona uma vista isométrica de uma tal formação estruturada de ar que flui para baixo a partir da entrada de ar estruturada 200, de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção. Em formas de realização alternativas, o ar pode fluir para cima a partir de uma entrada de ar estruturada. Na FIG. 3, o ar que passa através das porções de fenda 202 forma folhas de ar em movimento 302, cada uma tendo uma estrutura como prisma trapezoidal com a área de base sendo maior do que a área de topo. Cada uma das folhas de ar 302 é acompanhada em ambos os lados por colunas de ar em movimento adjacentes 301, cada uma tendo uma estrutura como cone truncado com a área de base sendo maior do que a área de topo, que é formada pelo ar que passa através de porções de orifício adjacentes 201. As colunas de ar em movimento 301 ajudam a acelerar as folhas de ar em movimento 302. Deste modo, mesmo que a entrada de ar estruturada 200 não tenha dimensão vertical substancial, pode ainda criar fluxos de ar 301, 302, com um nível de direcionalidade suficiente para penetrar os gradientes de temperatura que circundam o artigo alimentício sendo cozido na cavidade de cozimento, melhorando assim a velocidade de cozimento e a eficiência de cozimento de um forno de convecção. Além disso, ao contrário das entradas de ar em forma de fenda simples discutidas acima em conexão com a FIG. 1, a velocidade e o volume do fluxo de ar, que passa através da entrada de ar estruturada 200, não são substancialmente afetados pelos atritos do ar nas bordas da fenda.
[0055] Referindo-se novamente à FIG. 2, a entrada de ar estruturada 200 nesta forma de realização exemplificativa estende-se ao longo de uma linha substancialmente reta. Entretanto, a presente invenção não está limitada apenas a tal configuração. Por exemplo, uma entrada de ar estruturada em formas de realização alternativas pode compreender orifícios e fendas que são arranjadas alternadamente e conectadas em série em uma onda triangular ou de maneira como onda de dente de serra.
[0056] Como mostrado na FIG. 2, bordas 203 de cada uma das porções de orifício 201 da entrada de ar estruturada 200 pode formar arcos substancialmente circulares. Alternativamente, as bordas de uma porção de orifício de uma entrada de ar estruturada podem ser, pelo menos parcialmente, elípticas ou poligonais.
[0057] Cada uma das porções de fenda 202 da entrada de ar estruturada 200 pode compreender duas bordas retas paralelas 204 tendo comprimentos substancialmente iguais, como mostrado na FIG. 2. Em formas de realização alternativas, as bordas de uma porção de fenda de uma entrada de ar estruturada podem não ser paralelas ou retas.
[0058] Como mostrado na FIG. 2, a distância entre as duas bordas opostas 204 da porção de fenda 202 (ou “largura” de uma porção de fenda) é geralmente menor do que a distância entre duas bordas opostas 203 da porção de orifício 201 (ou “diâmetro” de uma porção de orifício). Por outro lado, o comprimento da porção de fenda 202 (por exemplo, o comprimento de sua borda 204) é geralmente maior que o diâmetro da porção de orifício 201.
[0059] Enquanto a entrada de ar estruturada 200 na FIG. 2 compreende orifícios 201 de tamanho e dimensão substancialmente iguais e fendas 202 de substancialmente o mesmo tamanho e a mesma dimensão, uma entrada de ar estruturada em formas de realização alternativas pode compreender orifícios de diferentes tamanhos e dimensões e/ou fendas de diferentes tamanhos e dimensões, como discutido abaixo.
[0060] Na FIG. 2, a entrada de ar estruturada 200 compreende cinco porções de orifício 201 e quatro porções de fenda 202 de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção. A presente invenção não limita o número de porções de orifícios e o número de porções de fendas em uma entrada de ar estruturada para certos números fixos. Por exemplo, em pelo menos uma forma de realização alternativa, uma entrada de ar estruturada pode compreender porções de 8 orifícios e 7 porções de fenda. Em uma outra forma de realização alternativa, uma entrada de ar estruturada pode compreender porções de 2 orifícios e uma porção de fenda única. Em uma forma de realização preferida, em que uma entrada de ar estruturada tem orifícios em ambas as extremidades, o número de porções de orifício é maior do que o número de porções de fendas por um, como mostrado na FIG. 2.
[0061] A fig. 4 ilustra uma placa de jato 400 para direcionar um fluxo de ar para uma cavidade de cozimento de um forno de convecção de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção. A placa de jato 400 compreende um corpo 401 e uma ou mais entradas de ar estruturadas 200 da FIG. 2, que é/são formada(s) como aberturas através do corpo 401. Em algumas formas de realização, o corpo 401 da placa de jato 400 pode ser configurado para ser disposto ao longo de uma parede de topo ou de uma parede de fundo de uma cavidade de cozimento do forno (não mostrada). Em algumas formas de realização, o corpo 401 da placa de jato 400 define uma parede de topo ou uma parede de fundo de uma cavidade de cozimento.
[0062] Como mostrado na FIG. 4, quando a placa de jato 400 compreende múltiplas entradas de ar estruturadas 200, as entradas de ar estruturadas podem ser arranjadas em uma formação paralela e o espaçamento entre quaisquer duas entradas de ar estruturadas adjacentes pode ser substancialmente idêntico.
[0063] O espaçamento entre duas entradas de ar estruturadas adjacentes também pode ser projetado para evitar interstício ou uma sobreposição entre coberturas de fluxos de ar das duas entradas de ar estruturadas adjacentes em um produto alimentício colocado dentro da cavidade de cozimento. Se as entradas de ar estruturadas estão muito espaçadas, existem interstícios nas coberturas do fluxo de ar no produto alimentício, de modo que, por exemplo, porções do produto alimentício próximas das entradas de ar estruturadas se tornariam mais escuras em comparação com as áreas dos produtos alimentícios no interstício que não recebe fluxo de ar direcionado. Por outro lado, se as entradas de ar estruturadas estiverem espaçadas muito próximas umas das outras, então as coberturas de fluxos de ar de duas entradas de ar estruturadas adjacentes se sobrepõem no produto alimentício, causando uma tira mais escura no produto alimentício onde ocorre a sobreposição. De preferência, o espaçamento entre as entradas de ar estruturadas é projetado para evitar interstícios ou sobreposições em coberturas de fluxo de ar a partir das duas entradas de ar estruturadas adjacentes que provocariam essa distribuição num produto alimentício. A FIG. 5 ilustra uma matriz de entradas de ar estruturadas 450 espaçadas de forma ideal, as quais produzem uma cobertura substancialmente uniforme 460 de fluxos de ar sem qualquer interstício ou sobreposição de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção.
[0064] Em algumas formas de realização, a placa de jato 400 pode ser configurada para separar a cavidade de cozimento a partir de uma câmara de ar (não mostrada) localizada acima ou abaixo da cavidade de cozimento e permite que o ar seja introduzido na cavidade de cozimento a partir da câmara de ar.
[0065] Em algumas formas de realização, corpo 401 da placa de jato 400 pode ser uma placa plana de formato substancialmente retangular. Em algumas formas de realização, o corpo 401 pode compreender uma extremidade frontal 402 disposta próxima a uma frente da cavidade de cozimento, uma extremidade traseira 403 disposta próxima a uma traseira da cavidade de cozimento, uma extremidade esquerda 404 disposta próxima a um lado esquerdo da cavidade de cozimento, e uma extremidade direita 405 disposta próxima do lado direito da cavidade de cozimento.
[0066] Como mostrado na FIG. 4, cada uma das entradas de ar estruturadas 200 pode se estender transversalmente em paralelo para uma direção da extremidade esquerda 404 para a extremidade direita 405 do corpo 401. Em formas de realização alternativas, cada uma das entradas de ar estruturadas 200 pode se estender longitudinalmente em paralelo a uma direção que se estende da extremidade frontal 402 para a extremidade traseira 403 do corpo 401; ou diagonalmente em paralelo a uma direção que se estende de onde a extremidade esquerda 404 e a extremidade frontal 402 do corpo 401 se encontram, para onde a extremidade direita 405 e a extremidade traseira 403 do corpo 401 se encontram; ou diagonalmente em paralelo a uma direção que se estende de onde a extremidade direita 405 e a extremidade frontal 402 do corpo 401 se encontram, para onde a extremidade esquerda 404 e a extremidade traseira 403 do corpo 401 se encontram; ou em qualquer outro arranjo adequado para satisfazer as necessidades de cozimento do forno de convecção.
[0067] Uma placa de jato compreendendo entradas de ar estruturadas, tal como a placa de jato 400 mostrada na FIG. 4, pode ser usado em vários tipos de fornos de cozimento, tais como fornos de convecção ou combinados. Além disso, uma placa de jato e suas entradas de ar estruturadas podem ser configuradas de várias maneiras para se adaptar às diferentes configurações e dimensões do forno. Por exemplo, uma placa de jato e suas entradas de ar estruturadas podem ser configuradas para se adaptar a um forno da metade de tamanho ou a um forno de tamanho total.
[0068] As Figs. 6-8 ilustram um exemplo de um forno que usa placas de jato contendo entradas de ar estruturadas para direcionar o fluxo de ar para cavidades de cozimento do forno. Referindo-se agora à FIG. 6, é representada uma vista isométrica de um forno de convecção de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção. Como mostrado, um forno de convecção 600 inclui uma porta de forno 610, um painel de controle 618 para entrar em comandos de cozimento ou parâmetros de cozimento, e uma cavidade de forno definida por uma parede lateral esquerda 612, uma parede lateral direita (não mostrada), uma parede traseira 615, uma parede de topo (não mostrada) e uma parede de fundo (não mostrada). Na FIG. 6, a cavidade do forno é preenchida com múltiplas câmaras de ar 620, 621, 622, 623, 624, 625, que dividem a cavidade do forno em três cavidades de cozimento 650, 651, 652. Em algumas formas de realização, algumas ou todas as câmaras de ar 620, 621, 622, 623, 624, 625 podem ser removíveis e as cavidades de cozimento adjacentes podem ser combináveis. Por exemplo, removendo as câmaras de ar 623 e 624, as cavidades de cozimento 651 e 652 podem ser combinadas em uma cavidade de cozimento.
[0069] Na FIG. 6, uma placa de jato 640 é disposta ao longo do topo da cavidade de cozimento 650 para separar a cavidade de cozimento 650 da câmara de ar 620. Uma placa de jato 641 é disposta ao longo do fundo da cavidade de cozimento 650 para separar a cavidade de cozimento 650 da câmara de ar 621. De modo similar, uma placa de jato 642 é disposta ao longo do topo da cavidade de cozimento 651 para separar a cavidade de cozimento 651 da câmara de ar 622. Uma placa de jato 643 é disposta ao longo do fundo da cavidade de cozimento 651 para separar a cavidade de cozimento 651 da câmara de ar 623. Da mesma forma, uma placa de jato 644 é disposta ao longo do topo da cavidade de cozimento 652 para separar a cavidade de cozimento 652 da câmara de ar 624. Uma placa de jato 645 é disposta ao longo do fundo da cavidade de cozimento 652 para separar a cavidade de cozimento 652 da câmara de ar 623.
[0070] Com referência agora à FIG. 7, é representada uma vista lateral em seção transversal da cavidade do forno, ilustrando um conjunto de sistemas de insuflador de ar e trajetos de fluxo de ar dentro do forno de convecção 600. Como mostrado, os sistemas de insufladores de ar 710 podem estar localizados na traseira do forno de convecção 600. Como também mostrado, cada câmara de ar 620, 621, 622, 623, 624 625 pode ser conectada à parede traseira 615 da cavidade do forno através de uma abertura (ou canal de ar) para receber o fluxo de ar do sistema insuflador de ar 710.
[0071] Como a placa de jato 400 mostrada na FIG. 4, cada uma das placas de jato 640, 641, 642, 643, 644, 645 pode compreender uma ou mais entradas de ar estruturadas, tal como, entrada de ar estruturada 200 mostrada na FIG. 2. Cada uma das placas de jato 640, 641, 642, 643, 644, 645 é configurada para direcionar o fluxo de ar que a câmara de ar correspondente 620, 621, 622, 623, 624, 625 recebido do sistema insuflador de ar 710 para as cavidades de cozimento correspondentes 650, 651, 652 através de entradas de ar estruturadas. As entradas de ar estruturadas nas placas de jato 640, 642, 644 dispostas ao longo do topo das cavidades de cozimento 650, 651, 652 direcionam o ar para baixo nas respectivas cavidades de cozimento, enquanto as entradas de ar estruturadas nas placas de jato 641, 643, 645 dispostas ao longo do fundo das cavidades de cozimento 650, 651, 652 direcionam o ar para cima nas respectivas cavidades de cozimento.
[0072] A FIG. 8 ilustra o trajeto do fluxo de ar do sistema insuflador de ar 710 para a cavidade de cozimento 650 através das câmaras de ar 620 e 621 e das placas de jato 640 e 641 no forno de convecção 600 da FIG. 6, de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção. Como mostrado, o sistema insuflador de ar 710 envia ar aquecido à câmara de ar 620 acima da cavidade de cozimento 650 e da câmara de ar 621 abaixo da cavidade de cozimento 650 através das aberturas na parede traseira 615. O ar aquecido recebido na câmara de ar 620 é então direcionado para baixo para a cavidade de cozimento 650 através das entradas de ar estruturadas na placa de jato 640. O ar aquecido recebido na câmara de ar 621 é direcionado para cima para a cavidade de cozimento 650 através das entradas de ar estruturadas na placa de jato 641. Uma vez entrando na cavidade de cozimento 650, o ar aquecido entra em contato com qualquer item alimentício colocado em uma ou mais prateleiras de alimentos (não mostradas) dentro da cavidade de cozimento 650. Depois disso, o ar dentro da cavidade de cozimento 650 pode ser retirado para a(s) abertura(s) de ar de retorno em uma ou mais paredes da cavidade do forno (não mostradas) e percorrer de volta ao ar sistema insuflador de ar 710.
[0073] Em algumas formas de realização, entradas de ar estruturadas em uma placa de jato podem ser configuradas ou ajustadas de várias maneiras para abordar as forças que podem causar irregularidades na distribuição do fluxo de ar dentro de uma cavidade de cozimento de um forno de convecção. Isto pode ser feito, por exemplo, ajustando o tamanho de cada uma das porções de orifício e/ou da largura de cada porção de fenda na entrada de ar estruturada. O ajuste no tamanho e na dimensão dos orifícios e/ou das fendas pode ser feito dentro da mesma entrada de ar estruturada e/ou através das diferentes entradas de ar estruturadas em uma placa de jato.
[0074] Por exemplo, as aberturas de ar de retorno na parede da cavidade podem causar irregularidades na distribuição de fluxo de ar dentro da cavidade de cozimento porque as áreas próximas às aberturas de ar de retorno tendem a atrair mais fluxo de ar do que outras áreas da cavidade de cozimento. Em algumas formas de realização, para equilibrar esta força e eliminar a irregularidade na distribuição do fluxo de ar, as entradas de ar estruturadas podem ser configuradas para ter orifícios maiores no lado oposto das aberturas de ar de retorno e orifícios menores no lado próximo das aberturas de ar de retorno.
[0075] Outra causa possível de irregularidade na distribuição do fluxo de ar dentro da cavidade de cozimento é um gradiente na pressão do ar dentro de uma câmara de ar de um forno de convecção. Por exemplo, em um forno de convecção tendo uma largura de cavidade estreita e uma câmara de ar correspondentemente estreita com uma ventoinha empurrando o ar da traseira da câmara de ar, a pressão de ar pode se acumular na frente da câmara de ar. Uma pressão de ar maior na frente do forno força mais ar a fluir através das entradas de ar na frente do que na traseira da cavidade de cozimento. Em algumas formas de realização, para anular esta força e eliminar irregularidades na distribuição do fluxo de ar, as entradas de ar estruturadas podem ser configuradas para ter orifício maiores na traseira e orifícios menores na frente.
[0076] A FIG. 9 proporciona uma vista de topo de uma placa de jato 500 configurada de acordo com um exemplo de realização da presente invenção. Nesta forma de realização exemplificativa, o corpo 501 da placa de jato 500 é disposto ao longo de uma parede de topo ou de uma parede de fundo da cavidade de cozimento e compreende uma extremidade frontal 502 disposta próxima a uma frente da cavidade de cozimento, uma extremidade traseira 503 disposta próxima a uma traseira da cavidade de cozimento, uma extremidade esquerda 504 disposta próxima a um lado esquerdo da cavidade de cozimento, e uma extremidade direita 505 disposta próxima a um lado direito da cavidade de cozimento.
[0077] Nesta forma de realização exemplificativa, a placa de jato 500 compreende uma pluralidade de entradas de ar estruturadas 510 arranjadas em uma formação paralela. Cada uma das entradas de ar estruturadas 510 pode se estender transversalmente em paralelo a uma direção da extremidade esquerda 504 para a extremidade direita 505 do corpo 501.
[0078] A FIG. 9 também proporciona uma vista de topo em seção transversal das aberturas de ar de retorno 530, 532 localizada em uma parede lateral esquerda e uma parede traseira de uma cavidade de cozimento. Como referido acima, as aberturas de ar de retorno podem causar irregularidades na distribuição do fluxo de ar dentro da cavidade de cozimento porque as áreas próximas às aberturas de ar de retorno tendem a atrair mais fluxo de ar do que outras áreas da cavidade de cozimento. Nesta forma de realização exemplificativa, para equilibrar a força das aberturas de ar de retorno 530 na parede lateral esquerda da cavidade de cozimento e eliminar a irregularidade na distribuição de fluxo de ar, as entradas de ar estruturadas 510 podem ser configuradas para ter orifícios maiores 522 no lado oposto de aberturas de ar de retorno 530 e orifícios menores 521 no lado próximo das aberturas de ar de retorno.
[0079] Embora não seja mostrado na FIG. 9, uma câmara de ar do forno pode ser disposta acima ou abaixo da placa de jato 500, que é configurada para separar a cavidade de cozimento da câmara de ar e permitir que o ar seja introduzido na cavidade de cozimento a partir da câmara de ar. Nesta forma de realização exemplificativa, as entradas de ar estruturadas 510 são configuradas para terem orifícios maiores 524 na traseira e orifícios menores 523 na frente para equilibrarem a força que surge de uma pressão de ar mais alta presente na porção frontal da câmara de ar do que na porção traseira.
[0080] Na forma de realização exemplificativa mostrada na FIG. 9, a largura transversal do corpo 501 da placa de jato 500 da extremidade esquerda 504 para a extremidade direita 505 pode variar entre 14 polegadas (35,6 cm) e 28 polegadas (71,12 cm) (por exemplo, 14,9 polegadas (37,8 cm)) e o comprimento longitudinal do corpo 501 da extremidade frontal 502 para a extremidade traseira 503 pode variar entre 19 polegadas (48,26 cm) e 23 polegadas (58,42 cm) (por exemplo, 21,0 polegadas (53,34 cm)). O diâmetro de uma porção de orifício nas entradas de ar estruturadas 510 pode variar entre 0,30 polegada (0,76 cm) (por exemplo, para o orifício 521 ou o orifício 523) e 0,75 polegada (1,91 cm) (por exemplo, para o orifício 522 ou o orifício 524). Além disso, a largura de uma porção de fenda em entradas de ar estruturadas 510 pode variar entre 0,07 polegada (0,18 cm) e 0,10 polegada (0,25 cm), e o comprimento de uma porção de fenda pode variar entre 9,5 polegadas (24,13 cm) e 11,0 polegadas (27,94 cm).
[0081] Como foi descrito, a presente invenção proporciona um forno de convecção ou combinado com entradas de ar estruturadas proporcionando melhoria na velocidade de cozimento e eficiência de cozimento e distribuição mais uniforme do fluxo de ar dentro da cavidade de cozimento.
[0082] Embora esta invenção tenha sido descrita em conjunto com exemplos de realização delineados acima e ilustrados nos desenhos, é evidente que muitas alternativas, modificações e variações na forma e detalhe serão evidentes para os versados na técnica. Consequentemente, as formas de realização exemplificativas da invenção, como apresentadas acima, destinam- se a ser ilustrativas, não limitativas, e o espírito e escopo da presente invenção devem ser interpretados de forma ampla e limitada apenas pelas reivindicações anexas, e não pela especificação exposta acima.
Claims (14)
1. Forno (600), caracterizado pelo fato de que compreende: um alojamento vedável por uma porta (610) para criar uma cavidade de cozimento, a cavidade de cozimento proporcionando uma parede inferior e uma parede superior oposta separadas por paredes laterais verticais incluindo uma parede lateral formada pela porta (610), a parede superior proporcionando uma câmara superior (620) recebendo ar em uma entrada da câmara e conduzindo o ar para uma pluralidade de aberturas (200) distribuídas por uma superfície inferior da câmara superior (620); um insuflador (710) recebendo ar da cavidade de cozimento e insuflando o ar na câmara superior (620) para descarga através das aberturas (200); e um aquecedor para aquecer o ar antes da descarga através das aberturas (200); em que as aberturas (200) são adaptadas para produzir ventoinhas alongadas de ar divergindo ao longo de uma pluralidade de planos verticais paralelos espaçados horizontalmente sem substancialmente nenhuma sobreposição entre ventoinhas adjacentes de ar dentro da cavidade de cozimento, cada ventoinha de ar alongada se estendendo a uma distância completa entre duas paredes laterais; e, em que as ventoinhas de ar incluem um conjunto de colunas (301) e folhas (302) de ar interconectadas, em que as colunas (301) de ar são adaptadas para penetrar em gradientes de temperatura que circundam o alimento posicionado abaixo da câmara superior (620).
2. Forno (600) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ventoinhas de ar são espaçadas para proporcionar um cozimento uniforme de alimentos posicionados abaixo da câmara superior (620) nas áreas abaixo das aberturas (200) e áreas entre as aberturas (200) sem movimento do alimento.
3. Forno (600) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as aberturas (200) são um conjunto de condutos paralelos espaçados correspondendo a cada insuflador de ar, os condutos que se estendem a uma distância total entre duas paredes laterais.
4. Forno (600) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os condutos têm uma largura de conduto medida perpendicularmente a um comprimento do conduto sendo uma extensão maior do conduto, e a largura do conduto varia ao longo do comprimento do conduto para proporcionar colunas de ar (301) em porções mais largas (201) das folhas flanqueadoras de ar (302) de conduto em porções mais estreitas (202) do conduto.
5. Forno (600) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as colunas de ar (301) são adaptadas para acelerar o ar das folhas (302).
6. Forno (600) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os condutos compreendem segmentos de fenda (202) com paredes paralelas unindo uma série de múltiplos orifícios (201) distribuídos ao longo do comprimento do conduto, em que uma largura dos orifícios (201) é maior do que uma largura dos segmentos de fenda (202).
7. Forno (600) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um comprimento dos segmentos de fenda (202) entre os orifícios (201) é maior do que a largura dos orifícios (201).
8. Forno (600) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um número de orifícios (201) é maior que um número de segmentos de fenda (202).
9. Forno (600) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os condutos são retos.
10. Forno (600) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os orifícios (201) são circulares.
11. Forno (600) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma largura média do conduto diminui com a distância da entrada da câmara, sendo que opcionalmente os orifícios diminuem em área com a distância da entrada da câmara.
12. Forno (600) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a largura dos segmentos de fenda (202) é constante.
13. Placa de jato (400, 500) para direcionar um fluxo de ar para uma cavidade de cozimento de um forno (600), caracterizada pelo fato de que compreende: um corpo (401) configurado para ser disposto ao longo de uma parede de topo ou de uma parede de fundo da cavidade de cozimento, em que o corpo (401, 501) compreende uma extremidade frontal (402, 502) disposta próxima a uma frente da cavidade de cozimento, uma extremidade traseira (403, 503) disposta próxima à traseira da cavidade de cozimento, e extremidades esquerda e direita (404, 405, 504, 505) dispostas próximas aos lados esquerdo e direito da cavidade de cozimento; e uma ou mais entradas de ar estruturadas (200, 510) que é/são aberturas (200) através do corpo (401, 501), cada uma das entradas de ar estruturadas (200, 510) compreendendo uma pluralidade de orifícios (201) e fendas (202) que estão alternadamente arranjadas e conectadas em série; em que a placa de jato (400, 500) é configurada para separar a cavidade de cozimento de uma câmara de ar do forno (600) e permitir que ar seja introduzido na cavidade de cozimento a partir da câmara de ar.
14. Forno (600), caracterizado pelo fato de que compreende: uma cavidade de cozimento compreendendo uma porção horizontal para colocar um produto alimentício; uma câmara de ar para proporcionar uma cavidade de cozimento; e, uma placa de jato (400, 500) configurada para direcionar os fluxos de ar da câmara de ar para a cavidade de cozimento, a placa de jato (400, 500) compreendendo: um corpo impermeável a ar (401) disposto na horizontal ao longo do topo da cavidade de cozimento; e, entradas de ar (200, 510) compreendendo aberturas (200) através do corpo (401, 501); em que uma forma e uma dimensão de cada uma das entradas de ar (200, 510), um espaçamento entre duas entradas adjacentes das entradas de ar (200, 510) e uma distância vertical entre a placa de jato (400, 500) e a porção horizontal da cavidade de cozimento são configuradas para proporcionar uma cobertura substancialmente uniforme do ar flui sobre a porção horizontal sem substancialmente nenhuma folga ou sobreposição na cobertura pelos fluxos de ar das duas entradas adjacentes das entradas de ar (200, 510); e, em que as entradas de ar (200, 510) são adaptadas para produzir ventoinhas alongadas de ar para fornecer um conjunto de colunas (301) e folhas (302) de ar interconectadas, em que as colunas (301) de ar são adaptadas para penetrar em gradientes de temperatura que circundam o alimento posicionado abaixo da câmara superior (620).
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