CN102300492B - 用于从燃烧对流产物中生成红外辐射的方法和装置 - Google Patents

用于从燃烧对流产物中生成红外辐射的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种红外放射器(34)至少部分地界定出内部空间，内部空间至少部分地包含燃烧对流产物。一种燃烧器(32)向燃烧提供可燃气体和一次空气的混合物，同时也向燃烧提供二次空气。红外放射器的第一侧与内部空间成相对的面对面关系以使红外放射器的第一侧被暴露给燃烧对流产物并由其加热。由此，红外放射器的第二侧放射出红外辐射。在内部空间内并且靠近红外放射器第一侧的位置处测量的静表压在燃烧器工作时可不超过约0.009英寸水柱。在燃烧器工作时存在于从内部空间排出的气体中的过量空气可小于300%。

Description

用于从燃烧对流产物中生成红外辐射的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请是2007年9月25日提交的、申请号为11/903,818的美国专利申请的部分继续申请，其要求2006年9月26日提交的申请号为60/847,281的美国临时申请的权益。本申请是2007年11月8日提交的、申请号为11/983,375的美国专利申请的部分继续申请，其要求2006年11月10日提交的申请号为60/858,152的美国临时申请的权益。本申请要求2008年12月1日提交的申请号为61/200,554的美国临时专利申请的权益。通过引用将以上提及的每一篇专利申请的全部公开内容并入本文。
技术领域
本发明主要涉及辐射加热器，并且更具体地涉及用红外辐射能量进行烹饪的烤炉和其他烹饪设备。
背景技术
已知可以利用红外辐射能量进行加热、干燥和烹饪。特别地，利用红外辐射能量进行烹饪的燃气烤炉是公知的。对于提供不同平衡特性(例如可以节约生产成本和高效工作)的燃烧器和辐射加热器一直都有需求。
发明内容
本公开的一种应用是提供方法和装置，利用来自于端口型对流燃烧器的燃烧高温产物来加热表面以生成红外能量用于烧烤食物。
本公开的另一种应用是提供一种装置，用于通过可燃气体、一次空气和二次空气的混合物引起燃烧，并且从燃烧对流产物中生成红外辐射。该装置包括界定出用于至少部分容纳燃烧的内部空间的腔室，以及具有开向内部空间的端口的燃烧器。燃烧器用于为内部空间中的燃烧提供气体燃料和一次空气的混合物。腔室包括用于允许二次空气流入内部空间并将其提供给内部空间中的燃烧的至少一个进气口(例如进气端口)。腔室还包括用于从内部空间中排出燃烧产物的排气口(例如排气端口)。腔室包括至少部分地界定腔室内部空间的红外能量放射器。红外能量放射器用于被内部空间中的燃烧对流产物接触并由其加热，并且用于放射出红外辐射。红外能量放射器可以从腔室中放射出红外辐射。为了最优性能并且举例而言，腔室可以被设置用于增强可燃气体和空气的混合而不会熄灭燃烧的火焰，可以充分地限制过量二次空气的提供，和/或腔室内部空间中的压力可以与腔室所处的环境的压力(例如外界压力)基本相同。
本公开的一种应用包括通过利用腔室围绕燃烧器(或具有一个空气和燃料供应口的燃烧器的多个部分)来限制并引导二次空气，从而提高将对流能量转化为红外能量的效率和性能。腔室通常被设置为与燃烧器有一定间隔的关系以消除会允许二次空气绕过燃烧过程的过大空间或容积。腔室还可以被设置用于限制烧向腔室内部表面的火焰的任何熄灭。
根据本公开的一种应用，装置(例如燃烧器)被设置用于以每立方英寸的腔室内部空间容积至少约14BTU/HR的能量输入进行工作。
根据本公开的一种应用，装置(例如燃烧器)被设置用于以每平方英寸的腔室排气区域至少约1000BTU/HR的能量输入进行工作。
根据本公开的一种应用，接触并加热红外能量放射器内侧的燃烧对流产物与红外能量放射器基本稳定的工作温度相比温度可以高出至少约100oF。
根据本公开的一种应用，至少一块挡板可以被设置在腔室的内部空间中以将挡板的相对两侧用于暴露给腔室内部空间中的燃烧对流产物并由其加热。挡板被设置用于向红外能量放射器放射出红外辐射以用于加热红外能量放射器。
燃烧器可以被设置用于促使大部分燃烧火焰与燃烧器间隔开(例如燃烧器可以是端口型对流燃烧器)。对流燃烧器可以具有良好的调节比(例如比至少部分常规红外燃烧器更好的调节比，其中一部分常规红外燃烧器可能只有约2.5到1的调节比)。
本公开的另一种应用是提供一种燃烧器，可操作用于限制逆燃和/或可操作用于有利地分配火焰，并且燃烧器可以在多种不同的应用中使用(例如不同于那些从燃烧对流产物中生成红外辐射应用的应用)。
本发明的其他应用和优点将根据下文而变得显而易见。
附图说明
已经概括性地介绍了本公开的某些应用之后，现在参照附图进行说明，附图并非一定是按比例绘制并在以下进行简要说明。
图1是根据本公开第一实施例的烤炉示意性的、部分分解、部分切除的示图。
图2是图1的烤炉中的燃烧器装置示意性的、单独的顶部俯视图。
图3是图1的烤炉中的复合加热器示意性的、部分切除的正视图。
图4是基本上沿图2中的线4-4截取的复合加热器截面的示意性截面图。
图5是在图1-4中部分示出了的燃烧器壳体的顶部透视图。
图6是结合有第一实施例中其他特征的燃烧器壳体的左侧顶部透视图。
图7是结合有第一实施例中不同特征的包括燃烧器在内的燃烧器壳体的左侧顶部透视图。
图8是燃烧器单独的左视图。
图9是燃烧器将其右端和左端面板移除后的单独的左视图。
图10是燃烧器将其右端和左端面板移除后的单独的、部分分解的左视图。
图11是燃烧器单独的、完全分解的正视图。
图12是根据第一操作示例的第一实施例第一方案中的一部分复合加热器上的被加热模块的示意性顶部俯视图。
图13是根据第二操作示例的第一实施例第二方案中的一部分复合加热器上的被加热模块的示意性顶部俯视图。
图14是根据本公开第二实施例的燃烧器装置示意性的、单独的顶部俯视图。
图15是根据第二实施例的复合加热器示意性的、部分切除的正视图。
图16是基本上沿图14中的线16-16截取的第二实施例中复合加热器截面的示意性截面图。
图17是根据本公开第三实施例的复合加热器的示意性截面图。
图18是根据本公开第四实施例的复合加热器的示意性截面图。
图19是根据本公开第五实施例的燃烧器装置示意性的、单独的顶部俯视图。
图20是第五实施例中的复合加热器示意性的、部分切除的正视图。
图21是基本上沿图19中的线21-21截取的第五实施例中复合加热器截面的示意性截面图。
图22是图19中所示的一部分燃烧器装置的左侧顶部透视图。
图23是根据本公开第六实施例的燃烧器装置示意性的、单独的顶部俯视图。
图24是第六实施例中的复合加热器示意性的、部分切除的正视图。
图25是基本上沿图23中的线25-25截取的第六实施例中复合加热器截面的示意性截面图。
图26是根据本公开另一个实施例的一部分复合加热器的左侧顶部透视图，其中放射器面板具有界定出某种带有凸肋的波纹形状的上表面。
图27是根据本公开另一个实施例的一部分复合加热器的正面顶部透视图，复合加热器包括具有波纹形状的放射器。
图28是根据本公开另一个实施例的一部分复合加热器的左侧顶部透视图，复合加热器具有开孔的放射器。
具体实施方式
现参照附图更加详细地公开几个示范性实施例，其中在若干视图中相同的附图标记均表示相同的部件。
图1是根据本公开第一实施例在下文中介绍的烤炉20的部分分解、部分切除的示图。烤炉20包括由支架24支撑的上壳体22。烤炉20的壳体22构成了向上开口的容器(例如空腔)，用于至少部分地包含以下主要参照图1之后的附图更加详细介绍的部件。由烤炉20的壳体22构成的向上开口的容器通常可以被称作外部容器26。正如参照图1通常可以理解的那样，烤炉的外部容器26至少部分地包含有安装至烤炉20的壳体22的燃烧器壳体30，由燃烧器壳体容纳并安装至燃烧器壳体的燃烧器32，由燃烧器壳体支撑并位于燃烧器壳体上方的放射器面板34，以及位于放射器面板上方并由放射器面板支撑的烹饪格栅36。放射器面板34在图1中被部分切除，并且烹饪格栅36被向上远离放射器面板地分解示出。烹饪格栅36的下表面通常安放在放射器面板34的上表面上或者以其他方式充分接近地靠近放射器面板34的上表面，例如像在公开号为2006/0021517的美国专利申请中介绍的那样，通过引用将其全部公开内容并入本文。可选地，烹饪格栅36的下表面可以与放射器面板34间隔开以使烹饪格栅不会安放到放射器面板34的上表面上并与其间隔开。
更具体地，关于烤炉的壳体22，其包括至少部分地构成烤炉外部容器26的框架37。烤炉的壳体22还包括从框架37的上表面向上伸出的前壁、右壁、左壁和后壁38,40,42,44。竖直的壁部38,40,42,44一起延伸围绕(例如界定出)烤炉外部容器26的上开口。竖直的壁部38,40,42,44以使得它们可以遮蔽烤炉外部容器26的上开口免受至少部分风力影响的方式设置。为了便于理解，竖直的壁部38,40,42,44分别被称作用于界定出参考框架的前壁、右壁、左壁和后壁，参考框架将贯穿本公开的该详细说明部分被频繁使用。但是，本发明并不局限于任何特定的参考框架。例如，烤炉20可以是圆形或任意其他合适的形状，并且烤炉的部件可以被用于多种不同的取向、组合和子组合中。
烤炉20通常进一步包括被可枢转地安装至壳体22(例如可枢转地安装至竖直的右壁和左壁40,42)的炉罩46，用于打开和关闭烤炉外部容器26的上开口。在很多情况下，可以省略炉罩46。如图1中所示，炉罩46包括用于在打开和关闭炉罩时使用的前侧把手。把手也可以被设置在框架37的右端和左端或框架37上或任意其他合适的位置。在图1中，框架37左端的把手被部分切除以示出手动控制旋钮48和点火器50的按钮部分。控制旋钮48可以被用于调节给燃烧器32的气体燃料/气体燃料-空气混合物的供应，而点火器50可以被用于点燃离开燃烧器的气体燃料-空气混合物，正如将在下文中更加详细介绍的那样。
图1中切除了支架24的下部。支架24可以是被安装至底座(未示出)的炉柜的形式，底座由脚轮/滚轮(未示出)支撑。当支架24是炉柜的形式时，炉柜内部可以装有丙烷罐(未示出)，除非使用的是另外一种可燃气体源。可以通过可枢转地安装至炉柜的门(未示出)来对炉柜内部进行操作。炉柜内部可以通过通风口(未示出)来通风。
烤炉的壳体22/框架37通常被设置为使烤炉的外部容器26例如通过壳体22和支架24之间的间隙51、支架内的通风口和/或任意其他合适的通道而被至少部分地向下开口并与外界环境流体连通。烤炉20可以包括可收回的托盘52，托盘52可以被安装在壳体22和支架24之间，例如被安装在壳体22和支架24之间的前部间隙51或后部间隙内。托盘52通常被设置用于至少部分地阻挡烤炉外部容器26的下开口。托盘52在图1中被示出为部分收回/伸出，并且它可以被手动地基本上完全收回到(例如推入)前部间隙51内，用于收集落到放射器面板34边缘上的任何小物品(例如烹饪残留物，譬如烹饪的食物的烤焦的残留物的小颗粒和/或炉灰)。托盘52可以从前部间隙51中手动取出，目的是为了倒出托盘上的东西。
壳体22和支架24可以是任意合适类型的壳体、框架等。例如，壳体22和支架24与烤炉20中的很多其他部件相类似，可以由不锈钢或任意其他合适的材料制成。应该理解的是，贯穿本公开始终，介绍的一种或多种部件都可以被修改或省略(例如支架24即可被省略)。而且，也可以包括其他的特征。例如，烤炉20也可以包括一个或多个搁架(未示出)。
图2是燃烧器装置示意性的、单独的顶部俯视图，燃烧器装置包括燃烧器壳体30、燃烧器32、交叉式通道58、管状空气喷射器62(例如文氏管)以及通过安装托架66安装至燃烧器壳体的控制阀64。供应的可燃气体(例如丙烷、天然气或任意其他合适的气体燃料)通过供气管或导管(未示出)被送至控制阀64，并且通过控制旋钮48(图1)操纵控制阀64以使可燃气体和一次空气通过空气喷射器62被送入燃烧器32内部。在图2中，虚线示意性地示出了空气喷射器62伸入燃烧器32内的隐藏部分。正如将在以下更详细介绍的那样，燃烧器壳体30是容器的形式，其包括前壁74(图4)并包含前挡板和后挡板70,72。
图3是与放射器面板34相结合的燃烧器装置(其包括燃烧器壳体30、燃烧器32、空气喷射器62和控制阀64)示意性的、部分切除的正视图。在图3中，燃烧器壳体30中的前挡板70(图2和4)与前壁74(图4)以及任何相关联的隔热层75(图4)都被切除以示出燃烧器壳体内的燃烧器32。尽管在图3中示意性地示出了托盘52和一部分烤炉壳体22(也就是示意性地示出了烤炉壳体22内部的右壁和左壁54,55)，但是在图3中并未示出烤炉壳体的其余部分，目的是为了示出燃烧器壳体30和燃烧器32。燃烧器壳体30通常都通过安装至烤炉壳体22壁部或其他框架部分的托架和/或横向元件(未示出)而被安装在烤炉的外部容器26内。
虚线在图3中示意性地示出了空气喷射器62伸入燃烧器32内的隐藏部分。正如将在以下更详细介绍的那样，燃烧器装置(其包括燃烧器壳体30、燃烧器32、空气喷射器62和控制阀64)和放射器面板34一起工作以构成复合加热器76，用于将燃烧对流产物转化为红外辐射。正如将在以下更详细介绍的那样，由放射器面板34提供的红外辐射可以被用于多种用途，例如但不限于加热(譬如烹饪)物品(譬如食物)。尽管复合加热器76在此被示出和描述为烤炉20的一部分，但是复合加热器并不是必须要被装入烤炉内，而是可以在多种不同的应用中使用。
图4是基本上沿图2中的线4-4截取的复合加热器76的截面的示意性截面图。放射器面板34与燃烧器壳体30一起构成了复合加热器76的腔室(例如燃烧室80)。也就是说，放射器面板34与燃烧器壳体30的壁部74,96,102,104,106(也可参见图5)就是燃烧室80的壁部。以下简要介绍复合加热器76的操作，然后首先是更加详细地介绍复合加热器的结构，并且其次才是更加详细地介绍复合加热器的操作。
燃烧室80或者更加具体地说是燃烧室的内部空间是用于容纳在图4中示意性示出的燃烧产物。燃烧产物包括火焰82和火焰下游(例如上方)的燃烧对流产物。在图4中，部分燃烧对流产物示意性地用火焰82下游的箭头84表示。为了努力简化视图，在图4中只用其附图标记表示出了燃烧对流产物/箭头84中很少的一部分。燃烧对流产物84通过燃烧室中的排气端口86离开燃烧室80。可燃气体和一次空气的混合物从燃烧器32中的至少两组狭长排列的排放端口88提供给火焰82。为了努力简化视图，在部分附图中只用其附图标记表示出了很少的几个排放端口88。根据本公开的一种应用，燃烧器32与燃烧室80的内部空间流体连通(例如燃烧器32位于燃烧室80的内部空间内)，用于将可燃气体和一次空气的混合物(例如气体燃料-空气混合物)提供用于燃烧(例如火焰82)。
在图4中，支持燃烧的二次空气被示意性地用火焰82上游(例如下方)的箭头90表示。二次空气90通过进气口进入燃烧室80内部，进气口的形式可以是燃烧室80中的至少两组狭长排列的进气端口92。为了努力简化视图，在部分附图中只用其附图标记表示出了很少的几个进气端口92和一部分二次空气90。
根据第一实施例，复合加热器76与位于放射器面板34上方并由其支撑的烹饪格栅36(图1)一起构成了由烹饪格栅支撑并位于其上方的用于烹饪(例如烧烤)食物(未示出)的烹饪装置。放射器面板34是由燃烧室80内部空间中的燃烧产物(例如通过接触燃烧对流产物84)加热的红外能量放射器。响应于燃烧产物的加热，放射器面板34的上表面从燃烧室80向外并且朝向由烹饪格栅36支撑并位于其上方的食物放射出红外辐射。也就是说，并且根据第一实施例，放射器面板34的上表面与烹饪格栅36成相对的面对面关系(例如相对的面对面与其接触的关系)并且向着烹饪格栅36释放出红外辐射能量。烹饪格栅36可以被替换为单个烹饪格栅、多于两个的烹饪格栅、烤肉架机构或任意其他类型的用于支撑待烹饪食物的支撑元件。可选地，可以省略用于支撑食物的机构，并且复合加热器76可以被用于除烹饪食物以外的多种用途，例如但不限于干燥涂层(譬如颜料)。
图5是燃烧器壳体30的顶部透视图，具有安装其上的阀门安装托架66。燃烧器壳体30包括底壁96，底壁96包括燃烧室的进气端口92。进气端口92是延伸穿过底壁96的孔的形式。根据第一实施例，进气端口92包括设置在前排进气端口和后排进气端口之间的若干进气端口。进气端口92可以被设置为与图5中所示不同。图5示出了延伸穿过底壁96内的孔的螺栓100。螺栓可选地可以延伸穿过垫圈。垫圈可以是垫片、螺帽101或任意其他合适的垫圈的形式。为了努力简化视图，在附图中只用其附图标记表示出了很少的几个螺栓100和螺帽101。燃烧器壳体30的前壁74从底壁96的前侧边缘向上伸出。类似地，燃烧器壳体30的右壁、左壁和后壁102,104,106从底壁96的右侧、左侧和后侧边缘向上伸出。
左壁104包括空气喷射器62(例如参见图2-4)延伸穿过的孔和点火器50(图6)延伸穿过的孔。周边凸缘110从燃烧器壳体30的竖直壁部74,102,104,106的上侧边缘(例如垂直地)向外伸出。如图5中所示，凸缘110包括延伸穿过凸缘的孔，正如以下将要更加详细介绍的那样。除了进气端口92以及壁部74,102,104,106的上侧边缘之间界定出的向上的开口之外，燃烧器壳体30内的其他开口均被关闭以在第一实施例中的燃烧器装置被完整组装时基本上避免空气从中流过。
图6是燃烧器壳体30的顶部透视图，加装有阀门的安装托架66、点火器50以及挡板70,72，并且进一步加装有用于放射器面板34(图1,3和4)的安装托架112。挡板70,72和放射器的安装托架112通过延伸穿过凸缘内开口的螺栓114被连接至凸缘110。螺栓114还可以延伸穿过垫圈。垫圈可以是垫片、螺帽116或任意其他合适垫圈的形式。为了努力简化视图，在附图中只用其附图标记表示出了很少的几个螺栓114和螺帽116。
正如参照图4和6可以清楚理解的那样，挡板70,72中的每一块都包括倾斜部分、水平的上凸缘和竖直的下凸缘。每一块挡板70,72中的倾斜部分都倾斜地伸入燃烧室80内部。对于每一块挡板70,72，其上凸缘都被安装至燃烧器壳体的凸缘110并与其相对的面对面接触。对于每一块挡板70,72，其下凸缘都竖直延伸，并且下凸缘的下侧边缘非常靠近燃烧器壳体30的底壁96但是通常与其间隔开。如上所述，燃烧器壳体30可以装衬有隔热层75。例如并且像图4中示意性示出的那样，隔热层75可以被包含在挡板70,72和燃烧器壳体30的相应壁部(例如前壁和后壁74,106)之间界定出的子腔室内。第一实施例的第一方案和第二方案中省略了隔热层75。
前挡板70彼此间隔开以在前挡板70之间界定出间隙，后挡板72彼此间隔开以在后挡板72之间界定出间隙，间隙分别被界定在挡板70,72的下侧边缘和燃烧器壳体30的底壁96之间，还有间隙分别被界定在燃烧器壳体30的前壁和后壁74,106以及挡板70,72之间；并且燃烧对流产物84能够通过这些间隙流入挡板70,72和燃烧器壳体30的相应壁部(例如前壁和后壁74,106)之间界定出的子腔室内。由此，挡板70,72的相对两侧就被暴露给燃烧对流产物84并由其加热。
从图4中可以明显看出并且如上所述，燃烧室80界定出内部空间，且挡板70,72伸入燃烧室内以使它们将燃烧室内部空间相应地分隔为内侧内部空间117，前外侧内部空间118和后外侧内部空间119。根据以上说明可以明显看出，内侧内部空间117和外侧内部空间118,119通常都是彼此流体连通的，以使得至少有部分燃烧对流产物84从内侧内部空间流入外侧内部空间中，正如以下将要更加详细介绍的那样。
图7是燃烧器壳体30的顶部透视图，加装有阀门的安装托架66、燃烧器32和空气喷射器62。图8是燃烧器32单独的左视图。图9是燃烧器32将其右端和左端面板120,122移除后的单独的左视图，并且右视图应该与图9相同。图10是燃烧器32将其右端和左端面板120,122移除后的单独的、部分分解的左视图，并且右视图应该与图10相同。图11是燃烧器32单独的、完全分解的正视图，并且右视图应该与图11相同。为了简单起见并且为了表明示出的长度和其他尺寸是可以改变的，图11中没有示出燃烧器32的中间部分。
正如参照图8-11可以清楚理解的那样，燃烧器32包括近似n形的内部通道124，安装在近似n形的外部通道126和扁平的底板128之间(例如嵌套在两者之间)。每一条燃烧器的通道124,126都包括分别从上壁(例如水平延伸的上壁)的前侧和后侧边缘(例如竖直,垂直地)向下伸出的前壁和后壁，以及从前壁和后壁的下侧边缘(例如竖直,垂直地)向外伸出的前侧和后侧下凸缘。更具体地并且正如参照图10可以清楚理解的那样，内部通道124包括前壁129、后壁130、上壁131、前侧凸缘132和后侧凸缘133。类似地，外部通道126包括前壁134、后壁135、上壁136、前侧凸缘137和后侧凸缘138。
正如参照图11可以清楚理解的那样，对于外部通道126的每一个前壁134和后壁135(也可参见图10)，壁部都包括延伸穿过壁部并且作为燃烧器32的排放端口88的孔。对于外部通道126的每一个前壁134和后壁135，排放端口88都被设置为连续的上排以及在上排下方并相对上排偏离的较短的右侧下排和左侧下排。正如参照图7可以清楚理解的那样，外部通道126的上壁136通常都不包括排放端口88，除非是它可以包括靠近左端的侧排“交叉式”排放端口88，正如以下将要更加详细介绍的那样。排放端口88可以有不同的设置。例如，外部通道126的上壁136除了在外部通道上壁内的“交叉式”排放端口88以外还可以包括一个或多个(例如很多个)排放端口(未示出)。
正如参照图11可以清楚理解的那样，对于内部通道124的每一个前壁129和后壁130(也可参见图10)，壁部都包括延伸穿过壁部并且通常都大于排放端口88且位于更低高度的孔140。可选地，孔140与排放端口88相比也可以位于更高的高度或相同的高度。对于内部通道124的每一个前壁129和后壁130，延伸穿过壁部的孔140通常都在壁部的内侧面上由可以被用于禁止任何逆燃的内部封盖142等覆盖(例如遮挡)。封盖142分别被安装至前壁和后壁129,130的内侧(或可选地安装至外侧)。封盖142包括通常小于排放端口88的多个孔并且被这多个孔穿透。例如，每一个封盖142都可以是金属筛网、穿孔金属板或适合用于允许气体燃料从中流过同时例如禁止逆燃的任意其他类型材料的形式。后侧内部封盖142在图11中从前侧内部封盖142的视角看被隐藏。前侧内部封盖142内的多个孔在图11中可能并非是按比例示出。
燃烧器32的各个部件例如通过焊接或利用任意其他合适的连接方式被相应地彼此连接。正如参照图9可以清楚理解的那样，内部通道124的高度和宽度小于外部通道126的高度和宽度，以使得在组装好的燃烧器32中，上侧间隙被界定在上壁131,136之间，前侧间隙被界定在前壁129,134之间，并且后侧间隙被界定在后壁130,135之间。上侧间隙可以比前侧和后侧间隙的每一个都更窄。上侧、后侧和前侧间隙向彼此开放/彼此流体连通并且共同构成燃烧器32的外部风室150。外部风室150被界定在内部和外部通道124,126之间。燃烧器32的内部风室152被界定在内部通道124和底板128之间。内部和外部风室150,152通过封盖142以及内部通道124的前壁和后壁129,130内的孔140彼此流体连通。
外部风室150的右端和左端由端板120,122封闭。内部风室152的右端由右端板120封闭，但是内部风室的左端仅由左端板122部分遮挡，原因在于有孔延伸穿过左端板用于接纳空气喷射器62。
正如参照图2可以清楚理解的那样，外部通道126顶壁内的侧排“交叉式”排放端口88(图7)被安装至外部通道顶壁的向下开口的交叉式通道58(图2和3)所覆盖。如果图2不是示意性的，那么外部通道126顶壁内的侧排“交叉式”排放端口88从低于交叉式通道58的视角看应该是隐藏的。但是，在图2中还是示意地示出了外部通道126顶壁内的侧排“交叉式”排放端口88，目的是为了示出侧排的“交叉式”排放端口88与在交叉式通道58和外部通道顶壁之间界定出的“交叉式”通道流体连通。更具体地，交叉式通道58包括分别从上壁的右侧边缘和左侧边缘向下延伸的右壁和左壁。单独地考虑交叉式通道58，其底端、前端和后端是开口的。如图2中示意性示出的那样，外部通道126顶壁内的侧排的“交叉式”排放端口88位于交叉式通道58的右壁和左壁之间，以使得“交叉式”排放端口88与延伸穿过交叉式通道58并且在交叉式通道的前端和后端处开口的“交叉式”通道流体连通，正如以下将要更加详细介绍的那样。
正如参照图4和7可以清楚理解的那样，通过将燃烧器放在燃烧器壳体的底壁96上而将组装好的燃烧器32安装至燃烧器壳体30，以使得螺栓100的上端分别延伸穿过燃烧器内的安装孔和垫圈(例如图4和5中标注的螺帽101)，垫圈在燃烧器壳体30的底壁96上方支撑燃烧器32的底板128，从而限制底板和燃烧器之间的热传导。也就是说并且根据第一实施例，在燃烧器32的底板128和燃烧器壳体30的底壁96之间界定出间隙，但是，间隙也可以被省略。随后并且为了进一步固定燃烧器32，可以将螺帽或其他合适的紧固件连接至螺栓100的上端。
更具体地关于燃烧器接收螺栓100的安装孔，每一个燃烧器的前面的安装孔都是由同轴设置底板128内的前面的孔、内部通道124的前侧凸缘132内的孔以及外部通道126的前侧凸缘137内的孔而形成的组合孔。类似地，每一个燃烧器的后面的安装孔都是由同轴设置底板128内的后面的孔、内部通道124的后侧凸缘133内的孔以及外部通道126的后侧凸缘138内的孔而形成的组合孔。燃烧器32可以通过任意其他合适的方法进行安装。
正如参照图3-5可以清楚理解的那样，放射器面板34边缘区域的下表面搁置在支撑件(例如螺栓114头部的上表面或任意其他合适的支撑件)上以使得放射器面板的下表面悬置在燃烧器壳体30、燃烧器32和挡板70,72的上方并与其成相对的面对面关系。更具体地，放射器面板边缘区域的下表面被悬置在燃烧器壳体30的凸缘110以及挡板70,72的上凸缘上方并与其成相对的面对面关系。更加具体地，在燃烧器壳体30的前侧相应的支撑件(例如图6中示出和标注的螺栓114和螺帽115)之间，竖直的间隙被界定在放射器面板34边缘区域的下表面和前挡板70的上凸缘(或者在省略了前挡板70的第一实施例第二方案中则是燃烧器壳体30的凸缘110)之间，并且这些间隙就是位于燃烧器壳体前方的排气端口86。类似地，在燃烧器壳体30的后侧相应的支撑件(例如螺栓114和螺帽115)之间，竖直的间隙被界定在放射器面板34边缘区域的下表面和后挡板72的上凸缘(或者在省略了后挡板72的第一实施例第二方案中则是燃烧器壳体30的凸缘110)之间，并且这些间隙就是位于燃烧器壳体30后方的排气端口86。类似地，在燃烧器壳体30的右端和左端相应的支撑件(例如螺栓114和螺帽115)之间，竖直的间隙被界定在放射器面板34边缘区域的下表面和燃烧器壳体30的凸缘110之间，并且这些间隙就是分别位于燃烧器壳体30右端和左端的排气端口86。根据第一实施例，放射器面板34是实心的，并且在复合加热器76的顶部俯视图中，放射器面板的外周边缘覆盖燃烧器壳体30的凸缘110的外周边缘；因此，放射器面板覆盖(或者是至少部分地阻挡)燃烧器壳体30的整个上开口并保护燃烧器32避免一些物体(例如雨水、湿气、油脂、灰尘和/或食物的小颗粒(例如被烹饪食物的烧烤残余物)等)落入燃烧器壳体的上开口内。
如上所述并且根据第一实施例，燃烧器装置包括燃烧器壳体30、燃烧器32、空气喷射器62和控制阀64；复合加热器包括燃烧器装置和发射器面板34；并且烹饪装置包括复合加热器和用于支撑待烹饪食物的某种部件(例如烹饪格栅36)。以下将更加详细地介绍第一实施例中燃烧器装置、复合加热器和烹饪装置的某些操作应用。
在工作中，当调节控制旋钮48以使得控制阀64为空气喷射器62提供可燃气体时，空气喷射器就将可燃气体和一次空气的混合物(气体-空气混合物)送至燃烧器的内部风室152。随后通过内部风室中的通道以及由穿过封盖142的孔和燃烧器内部通道124中的孔140界定出的通道将气体燃料-空气混合物从内部风室152送至燃烧器的外部风室150。封盖142可以省略，在此情况下内部风室中的通道通常仅由燃烧器内部通道124中的孔140界定，在此情况下可以有更多数量的孔140，并且每一个孔都更小。
气体燃料-空气混合物通过燃烧器的排放端口88从外部风室150送往燃烧室80内部。根据一个可选实施例，内部通道124和封盖142可以从燃烧器32中省略，在此情况下，空气喷射器62将气体燃料-空气混合物送往外部通道126和底板128之间界定出的唯一的燃烧器风室，并且随后通过燃烧器的排放端口88将气体燃料-空气混合物从唯一的风室送往燃烧室80内部。气体燃料-空气混合物通常会冷却燃烧器32。
在燃烧室80内部离开排放端口88的气体燃料-空气混合物可以用任意合适的方式点燃以使得在每一个排放端口88下游形成火焰82。根据第一实施例，点火器50可操作用于为靠近燃烧器32前侧左端的排放端口88提供火花，以使得火焰82首先在靠近燃烧器的前侧左端处形成/燃起，并且随后在燃起的排放端口处的火焰通常会在相邻的排放部分依次点燃火焰(例如火焰通过由交叉式通道58界定的“交叉式”通道从前向后行进，并且火焰沿着燃烧器外部通道126的前壁和后壁134,135从左到右行进)。火焰82和燃烧对流产物84被包含在燃烧室80内部。根据第一实施例，气体燃料-空气混合物通过排放端口88的速度要大于火焰的速度(例如用于甲烷的火焰速度是2.2英尺/秒，而用于丙烷的火焰速度是2.7英尺/秒)，以使得火焰82通常是与燃烧器32充分地间隔开(例如燃烧器32是端口型对流燃烧器而不是红外燃烧器)。
二次空气90从进气端口92进入燃烧室80内部。燃烧对流产物84通过排气端口86从燃烧室80内部离开。根据第一实施例，放射器面板34是实心的，并且排气端口86沿周边设置，以使离开燃烧室80的燃烧对流产物84通过自由对流从燃烧室流出，并且这种流动的方向是远离正在烹饪(例如烹饪格栅36上)的任何食品。因此，正在烹饪的食物不会被燃烧对流产物84干燥。而且，用在烹饪格栅36(图1)上支撑食品进行烹饪的平面处提供合理良好的红外能量分配这样的方式沿放射器面板34的长度和宽度对其进行加热。
根据第一实施例，燃烧器32在燃烧室80内工作，燃烧室80除了排气端口86和进气端口92以外都是封闭的。空气喷射器62延伸穿过燃烧室80的壁部以从燃烧室80外侧带入一次空气。通常燃烧室80内燃烧高温产物的高火温度(例如在燃烧器32以其最高设定/最高能量输出工作时)可以超过1200oF；因此，燃烧器32的至少一部分表面将会暴露于该范围内的温度中，并且通常燃烧器32都会被暴露给相对少量的(冷却)过量二次空气92，目的是为了有助于燃烧室80内的高温。根据第一实施例，以在燃烧室80包含的燃烧产物处于高达1400oF的温度下时设法避免气体燃料-空气混合物在燃烧器内自动引燃的方式来设计燃烧器32。
根据第一实施例，在燃烧器通道124,126的壁部之间是间隔开的关系，以使它们之间如上所述有间隙。这些间隙/燃烧器的外部风室150用作燃烧器内部通道124和内部风室152的隔热层。因此，内部风室152内包含的气体燃料-空气混合物通常都保持为温度远低于内部风室内的燃料和空气混合物的自动引燃温度。
根据第一实施例，通道124,126的壁部之间的容积(也就是燃烧器外部风室150的容积)被限制为如果在通道124,126之间的间隙内引发燃烧不会供气体膨胀的量。这就迫使燃烧要在外部通道126的排放端口88的出口处才得以继续。安装至内部通道146的板142(例如筛网或穿孔板等)内的孔(例如端口或小孔)比排放端口88更小，以使得经过板内的孔发生的压降较小，从而改善流动至排放端口88的气体燃料-空气混合物的分配。只要通过排放端口88的压降足以确保气体燃料-空气混合物通过全部排放端口88的良好分配，板142的混合流动区域即可超过排放端口88的流动区域。尽管内部通道124中的板142两端的一些压降有助于提供气体燃料-空气混合物更好的分配，但是这不是必需的(例如，只要通过排放端口88的分配可以由通过排放端口88的压降控制即可)。
如以上重申的那样，根据第一实施例的第一方案，从燃烧室80中省略了隔热层75(图4)。根据第一实施例的第二方案，从燃烧室80中省略了隔热层75和挡板70,72。
以下是用于对根据第一实施例的第一方案的复合加热器76具有的燃烧器32在22000BTU/HR的能量输入下工作时进行典型燃烧分析的近似值(通过分析从排气端口86排出的气体来确定各种化学组分的量)：
● 一氧化碳的量为10PPM；
● 存在的氧气(O2)量为容积的5.6%；
● 存在的二氧化碳的量为容积的8.6%；
● 存在的过量空气的量为32.6%(也就是存在的空气比用于化学计量燃烧所需的空气计算量要多出32.6%)；
● 环境空气温度为78.7oF；
● 无空气的一氧化碳的量为14PPM；
● 作为通过排气端口86从燃烧室80中排出的燃烧对流产物84中能量输入百分比的焓为28.4%；
● 通过排气端口86从燃烧室80中排出的燃烧对流产物84的温度为1256oF；以及
● 放射器面板34的温度为961oF。
更一般地关于上述的工作条件，从排气端口86中排出的气体中存在的过量空气可以是小于300%、小于250%、小于200%、小于150%、小于100%、小于50%、小于45%、小于40%或小于35%。理论上，这些工作特性可以在一个较宽的燃烧器工作范围内进行设置，例如但不限于，当燃烧器32已经处于至少约为预定百分比的高火下并且继续工作时，其中的预定百分比可以是25%、50%、70%、80%、90%和/或100%。贯穿本公开的该具体实施方式部分始终，过量空气都是超出用于化学计量燃烧所需的计算空气量的空气百分比。
通常描述过的并且根据第一实施例的第一和第二方案，燃烧器32和燃烧室80被设置为使得燃烧室内的燃烧不会熄火，排气端口86的尺寸合适，将受控和有限量的二次空气90提供给燃烧室，并且绝大部分二次空气通过自由对流与燃烧室内的燃烧未燃尽产物相混合并为燃烧室内的完全燃烧提供所需的空气，从而使得只有少量的过量空气没有在燃烧室内的燃烧中被使用。也就是说，燃烧器32和燃烧室80被设置为使得燃烧室内部的燃烧接近于(例如充分地接近于)化学计量燃烧。通过定义，化学计量燃烧是在混合物能够完全燃烧而没有未使用的燃料或空气时得到的。换一种说法，化学计量燃烧是在提供了化学上准确比例并且混合燃料和空气时实现的。
以下更加详细地介绍对于在燃烧室80中获得近似化学计量燃烧中起作用的特征(例如应用)示例。正如以下更加详细介绍的那样，有若干种特征会在促使燃烧室80内部内的燃烧接近于化学计量燃烧中起到作用。尽管以下非常详细地介绍了这些特征中的几种，但是在本公开的范围内可以程度有所变化地使用这些特征，以及可以用各种组合和子组合来使用这些特征(例如在某些情况下，可以根据所需的平衡特性(例如成本)来省略或修改一个或多个特征)。
根据第一实施例的一种应用，燃烧室80包围燃烧器32以改善二次空气90与燃料(例如可燃气体/气体燃料-空气混合物)以及燃烧未燃尽产物的混合，最小化燃烧室内对于过量空气的需求。燃烧室80与燃烧器32成间隔开的关系，目的是为了确保改善燃烧未燃尽产物与二次空气90的混合。这种间隔开的关系有助于促进未燃烧气体燃料与可用空气的混合从而完成燃烧室80中的燃烧过程。在这方面，燃料和空气的混合可以在有限空间内更好地实现，只要燃烧过程中不会发生熄灭即可。在有限容积内的混合提高了氧气和燃料分子的混合度。增强的混合就允许能够达到化学计量燃烧。
根据第一实施例，燃烧室80内的热气被迫使改变其流动方向，以使未完全燃烧组分与二次空气90的混合得以进行。根据第一实施例，燃烧器的排放端口88沿水平方向排放气体燃料-空气混合物。然后，燃烧产物就会在燃烧过程的初始阶段期间垂直升高。随后，它们将转至更水平的方向以通过腔室的水平排气端口86离开。这种思想因为延长了完成燃烧过程的停留时间而提供了间接的好处。未燃烧气体被暴露在燃烧过程能够继续的环境中。燃烧室80内的气体燃料温度在高火运行期间一般或者通常会大于燃料(通常是甲烷或丙烷)的引燃温度。燃烧室80有限空间内的气体燃料的高火温度在保持完全燃烧时通常会超过1200oF。在高火运行期间从腔室的水平排气端口86中排出的废气的总能量(焓)通常是能量输入的大约(或者至少约)30-40%。
关于第一实施例的第二方案(省略了挡板70,72和隔热层75)，正如参照图2-4和7可以理解的那样，燃烧器壳体30的壁部74,96,102,104，106/围绕燃烧器32的燃烧室80都充分靠近燃烧器的排放端口88以允许(例如迫使)从燃烧过程中排出的气体与二次空气90混合，但是提供足够的距离以防止壁部74,102,104,106上的火焰冲击从而避免火焰82熄灭的可能。如果火焰82被壁部74,96,102,104,106熄灭，那就就会出现不完全燃烧并且可能会在壁部74,96,102,104,106上形成碳。
根据第一实施例，随着燃烧室80容积的减小可以通过自由对流得到空气与燃烧未燃尽产物更好的混合。根据第一实施例，利用燃烧室80每立方英寸的内部容积高达40BTU/HR的能量输入即可获得很好的结果。也就是说，复合加热器76可以被设置用于对燃烧室80每立方英寸的内部容积提供40BTU/HR的能量输入。根据第一实施例，该能量输入可以低至燃烧室80每立方英寸的内部容积14BTU/HR的能量输入。根据本公开的另一个实施例(例如至少是类似于图23-25中所示实施例的实施例)，用复合加热器对燃烧室每立方英寸的内部容积提供50.9BTU/HR的能量输入即可获得很好的结果。
根据本公开的一种应用：复合加热器76(例如燃烧器32)可以用燃烧室80内部空间每立方英寸的容积至少约14BTU/HR的能量输入进行工作；复合加热器(例如复合加热器腔室内的燃烧器)可以在从腔室内部空间每立方英寸的容积至少约14BTU/HR的能量输入到腔室内部空间每立方英寸的容积至少约40BTU/HR的能量输入的范围内进行工作；复合加热器(例如复合加热器腔室内的燃烧器)可以在从腔室内部空间每立方英寸的容积至少约14BTU/HR的能量输入到腔室内部空间每立方英寸的容积至少约50BTU/HR的能量输入的范围内进行工作；复合加热器(例如复合加热器腔室内的燃烧器)可以在从腔室内部空间每立方英寸的容积至少约14BTU/HR的能量输入到腔室内部空间每立方英寸的容积至少约50.9BTU/HR的能量输入的范围内进行工作；和/或复合加热器(例如复合加热器腔室内的燃烧器)可以用腔室内部空间每立方英寸的容积约14BTU/HR的能量输入、腔室内部空间每立方英寸的容积约40BTU/HR的能量输入、腔室内部空间每立方英寸的容积约50BTU/HR的能量输入和/或腔室内部空间每立方英寸的容积约50.9BTU/HR的能量输入进行工作。
燃烧器的排放端口88和侧壁74,102,104,106之间的距离可以处于从约1.5英寸到约6英寸的范围内，并且从燃烧器排放端口88的中心到放射器面板34底侧的距离可以处于从约1英寸到约3.5英寸的范围内。随着燃烧室80尺寸的减小，混合得以改善，但是如果火焰82冲击到燃烧器壳体的壁部74,96,102,104,106或放射器面板34的底面上，那么就可能会发生不完全燃烧。当表面温度低于燃料的引燃温度时，就可能会导致不完全燃烧和碳的生成。
能量以红外辐射的形式从放射器面板34释放，伴有来自于燃烧器壳体30/燃烧室80的壁部74,96,102,104,106的各种损失。根据第一实施例，壁部74,96,102,104,106可以处于比放射器面板34的温度更低的温度下。壁部74,96,102,104,106的外侧被暴露给更低的温度(例如周围空气的环境温度)。因此，对于第一实施例的第二方案(省略了挡板70,72和隔热层75)来说，基于Stefan Boltzmann定律的对燃烧室80内部的辐射能量正交换将会是从放射器面板34到壁部74,96,102，104,106的内表面。为此，壁部74,96,102,104,106的内表面通常是具有低放射率的材料，目的在于能量可以被反射回到放射器面板34。通常燃烧室80的壁部74,96,102,104,106是用具有低放射率的材料制成或者是涂有低放射率的材料(例如反射性材料)，以使由燃烧室80壁部74,96,102,104,106造成的红外辐射损失得以减少。
根据第一实施例以及一种可接受的工作方法，制成燃烧器壳体30/燃烧室80的材料应该能够在高达800oF或更高的温度下工作。这样的材料可以是镀镍钢、镀铬钢、不锈钢、渗铝钢或可以承受温度限制的其他材料。通过对内部的壁部74,96,102,104,106进行隔热即可降低该温度限制从而提高效率。根据第一实施例，构成燃烧器壳体30的材料的放射率通常都小于0.3。例如，燃烧器壳体30可以由涂有高温反射漆(1000oF)的碳素钢构成。其他合适材料的例子有渗铝钢和304号不锈钢。
根据第一实施例中复合加热器76的一种可接受的工作方法，为了保持燃烧室80内的完全燃烧，燃烧室80内(例如恰好在放射器面板34下方并且由此在燃烧器32外侧)的压力不得超过或者只能略微高于燃烧室80所处环境的压力(例如外界的大气压)。在复合加热器76工作时(例如能量输入为22000BTU/HR并且具有以上给出的“典型燃烧分析”中的其他特征)，优选的是燃烧室80内(例如恰好在放射器面板34下方并且由此在燃烧器32外侧)的压力和燃烧室外侧的压力(例如外界的大气压)之间的压差为零英寸水柱(静表压)，或者是燃烧室80内(例如恰好在放射器面板34下方并且由此在燃烧器32外侧)的静压仅略微高于或者略微低于(例如基本相同)燃烧室外侧的压力(例如外界的大气压)。
根据第一实施例，已经确信在需要最优地操作复合加热器76时，保持燃烧室80内(例如恰好在放射器面板34下方并且由此在燃烧器32外侧)接近中性的表压或者略负的表压是很重要的。尽管与燃烧室80以外的压力相比，保持燃烧室80内(然而是燃烧器32外侧)零英寸水柱的静表压可能是最理想的，但是为了最优地操作第一实施例中的复合加热器76，已经确信的是燃烧室80内(例如恰好在放射器面板34下方并且由此在燃烧器32外侧)的压力与燃烧室80以外的压力(例如外界的大气压)相比在任何工作状态下都应该始终不超过0.009英寸水柱的静表压；否则就可能会发生不正常和不完全的燃烧。根据本公开的一种应用，在燃烧室80内部空间内并且靠近放射器面板34内侧的位置处测量的静表压在燃烧器32工作时可以处于从约-0.015英寸水柱到约0.009英寸水柱的范围内。
根据本公开的一种应用，(例如在复合加热器76工作时(譬如能量输入为22000BTU/HR并且具有以上给出的“典型燃烧分析”中的其他特征))，燃烧室80内(例如恰好在放射器面板34下方并且由此在燃烧器32外侧)的压力与燃烧室80以外的压力(例如外界的大气压)相比(也就是相对而言)约为0.009英寸水柱(静表压)或更低。根据本公开的其他应用，在复合加热器76工作时(例如能量输入为22000BTU/HR并且具有以上给出的“典型燃烧分析”中的其他特征)，燃烧室80内(例如恰好在放射器面板34下方并且由此在燃烧器32外侧)的静表压与燃烧室80以外的压力(例如外界的大气压)相比小于约0.009英寸水柱、或者小于约0.008英寸水柱、或者小于约0.007英寸水柱、或者小于约0.006英寸水柱、或者小于约0.005英寸水柱、或者小于约0.004英寸水柱、或者小于约0.003英寸水柱、或者小于约0.002英寸水柱、或者小于约0.001英寸水柱、或者小于约0.0009英寸水柱、或者小于约0.0005英寸水柱、或者小于约0.0001英寸水柱。在复合加热器76工作时，上述燃烧室80内的静表压可以基本上在燃烧室80的整个内部空间中存在(例如上述静表压通常在燃烧室32内并不存在，并且在燃烧室80内部空间中距离排气端口86约0.5英寸以内的位置也可以不存在)。理论上，上述静表压可以在一个较宽的燃烧器工作范围内进行设置，例如但不限于，当燃烧器32已经处于至少约为预定百分比的高火下并且继续工作时，其中的预定百分比可以是25%、50%、70%、80%、90%和/或100%。可选地，可以有这样的情况：可能需要在不同的工作条件下/用与上述内容不同的相对压力来运行燃烧室80。
根据本公开的一种应用：燃烧室80的内部空间用于至少部分地容纳燃烧对流产物84；红外放射器面板34的第一侧(例如内侧)部分地界定出(例如至少部分地界定出)燃烧室的内部空间并且与燃烧室的内部空间成相对的面对面关系，以使红外放射器的第一(例如内)侧用于被暴露给腔室内部空间中的燃烧对流产物并由其加热；红外放射器面板的第二侧(例如外侧)用于放射出红外辐射；并且在燃烧器工作时(例如理论上当燃烧器32已经处于至少约为预定百分比的高火下并且继续工作时，其中的预定百分比可以是25%、50%、70%、80%、90%和/或100%)，复合加热器76被设置为使得在腔室内部空间内并且靠近红外放射器第一(例如内)侧的位置处测量的静表压不会超过约0.009英寸水柱。根据本公开的一种应用，燃烧室80内部空间内的静表压例如可以通过控制提供给燃烧室80内部空间的二次空气92和/或通过(譬如利用排气端口86)控制从燃烧室80内部空间排出的燃烧对流产物84来进行控制。
在复合加热器76用送至燃烧器32内风室152的气体燃料-空气混合物进行工作时，燃烧器风室152内的静表压通常为正值。当燃烧器32为低温时(流过的气体燃料和空气没有燃烧)，燃烧器风室152内的静表压相对于燃烧室80以外的压力(例如外界的大气压)通常处于0.015到0.02英寸水柱的范围内。在引燃之后，燃烧器风室152内的静表压相对于燃烧室80以外的压力(例如外界的大气压)通常会(由于加热和气体膨胀而)升高并且可以在0.015到0.04英寸水柱之间变化。
根据第一实施例，排气端口86被以这样的方式成形和设置：试图允许燃烧室80内(例如恰好在放射器面板34下方并且由此在燃烧器32外侧)的压力如上所述约等于(例如基本相同)燃烧室80所处位置的压力(例如外界的大气压)。因此，燃烧对流产物84即可很好地分配在放射器面板34的下表面上(与之成传热关系)。因此，红外能量在放有食物的格栅36的平面上的分配就是基本均匀的，正如以下参照图12和13更加详细介绍的那样。
作为对比，当通过由处于过量的排气端口86提供的开放区域提供了过量流动区域时，就会有更多的高温气体离开燃烧室80或者在放射器面板34的下面上用更少的洗气作用即可排出，在增加过量空气以降低温度的同时也减少了对流能量到红外能量的转化。如果由排气端口86提供的开放区域被减小到极限，那么燃烧室80内的压力就会增加并且排气产物的自由流量就会减少，从而导致不完全燃烧以及形成游离碳的可能。
采用具有的排气端口86为每一平方英寸排气区域提供1560BTU/HR能量输入的复合加热器76即可获得很好的运行结果。在复合加热器76的排气端口86为每一平方英寸的排气区域提供1000BTU/HR的能量输入时，效率会由于过量空气的增加而下降。在复合加热器76的排气端口86为每一平方英寸的排气区域提供2891BTU/HR的能量输入时，可以观察到不同程度的不完全燃烧。也就是说，复合加热器76可以用提供了约每一平方英寸的排气区域1000BTU/HR到约每一平方英寸的排气区域2891BTU/HR能量输入范围的排气端口86进行工作。更具体地，复合加热器76可以用提供了约每一平方英寸的排气区域1280BTU/HR到约每一平方英寸的排气区域2226BTU/HR能量输入范围的排气端口86进行工作。更具体地，复合加热器76可以用提供了约每一平方英寸的排气区域1560BTU/HR能量输入的排气端口86进行工作。
根据本公开的一种应用，复合加热器76(例如燃烧器32)可以：以腔室80每平方英寸的排气区域至少约1000BTU/HR的能量输入进行工作，在从每平方英寸的腔室排气区域至少约1000BTU/HR到每平方英寸的腔室排气区域至少约2891BTU/HR的能量输入范围内进行工作，在从每平方英寸的腔室排气区域至少约1280BTU/HR到每平方英寸的腔室排气区域至少约2226BTU/HR的能量输入范围内进行工作，以每平方英寸的腔室排气区域约1000BTU/HR的能量输入进行工作，以每平方英寸的腔室排气区域约1280BTU/HR的能量输入进行工作，以每平方英寸的腔室排气区域约1560BTU/HR的能量输入进行工作，以每平方英寸的腔室排气区域约2226BTU/HR的能量输入进行工作和/或以每平方英寸的腔室排气区域约2891BTU/HR的能量输入进行工作。
在一种极端情况下，可以通过将排气端口86的面积限制为不完全燃烧超出标准限制(800PPM的游离CO-空气)的数值来减少过量空气。但是，如果目标是最高效地操作复合加热器76，那么排气端口86的面积就不应该被减小到会有不完全燃烧或燃烧室80内的压力明显超出燃烧室80外侧的压力(例如外界的大气压)的程度。如上根据第一实施例所述的内容，复合加热器76在使用的过量空气少于40%时即可以基本完全燃烧地进行工作。
根据第一实施例，燃烧器壳体的壁部74,96,102,104,106被暴露于燃烧室80周围的空气温度(例如环境温度)中，因此壁部74,96,102，104,106就会在低于燃料引燃温度的温度下变化。如前所述，希望燃烧器32周围的空间足以避免任何火焰82或者燃烧未燃尽产物撞击在壁部74,96,102，104,106上。一种减小容积并且避免撞击问题的解决方案是用可以提供比燃料或燃烧未燃尽产物的引燃温度更高的内表面温度的材料来隔离壁部74,96,102,104,106的内侧面。
在第一实施例第二方案的一种变形中，用能够在2500oF以上工作的陶瓷纤维材料(例如Fiberfrax牌的陶瓷纤维隔热层)来隔离壁部74,96,102,104,106的内侧面，以使燃烧室80内的表面区域高于燃料和未燃尽产物的引燃温度。当燃烧室80内的表面区域高于燃料和未燃尽产物的引燃温度时，火焰82即使撞击燃烧室80内的表面区域也不会熄灭；因此，就不会由于撞击而发生不完全燃烧。尽管这是一种用于减小燃烧室80容积的可选方法并且在很多应用中都会很有效，但是使用这种陶瓷纤维材料会增加成本并且可能不如高温金属表面耐用。
尽管如上所述，但是在像第一实施例中那样在燃烧之前并未提供燃料和空气100%完全对流混合的燃烧器装置中，要消除提供的全部过量空气是不实际的。需要用过量空气来补偿燃烧未燃尽产物和空气中氧气的不完全混合。在这方面，从燃烧室80内的高温气体向放射器面板34的能量传输速率与从燃烧室80内的高温气体到放射器面板34之间的温差成正比。燃烧室80内的过量空气降低了放射器面板34和燃烧室80内高温气体之间的温差。因此并且根据第一实施例中复合加热器76的一种可接受的工作方法，以这样的一种方式来限制过量空气的使用：使得在复合加热器76工作时，燃烧室80内并且靠近放射器面板34的气体温度不会被降低到小于比放射器面板34的期望温度高的100oF。
根据本公开的一种应用，二次空气90可以被提供用于燃烧(例如可以限制二次空气90的供应)以使接触并加热放射器面板34内侧面的燃烧对流产物84，并且通常也使通过排气端口86离开燃烧室80的燃烧对流产物84都至少比放射器面板34的稳定工作温度高出至少约100oF。理论上，当放射器面板34达到其稳定工作温度时，放射器面板的温度既不会降低也不会升高。例如，燃烧器32可以以固定的设置(例如全火或全火的预定百分比)工作足够长的时间段以使放射器面板34的温度达到稳定。通常，在放射器面板处于其稳定工作温度时，放射器面板34的温度可以在有限程度内改变，以使稳定的工作温度可以更为准确地被描述为基本稳定的工作温度。例如，即使在燃烧器32处于固定设置时(例如由未被调节的控制阀64确定)，由燃烧器提供的热量输出也仍然可能会由于例如外界环境中的变化而在有限程度内改变。类似地，即使由燃烧器32提供的热量输出不会波动，放射器面板34的温度也仍然可能会由于例如外界环境中的变化而在有限程度内改变。例如，放射器面板34基本稳定的工作温度可以是至少约400oF、至少约600oF、至少约700oF、至少约800oF、至少约900oF、至少约950oF，或者是约为这些温度中的任意一个，或者是任意其他合适的温度。
根据本公开，在需要保存能量时，燃烧室80内的过量空气就被保持为最少量并且燃烧室的容积就被限制为可以增强燃料和空气混合的容积。但是，这两种设置并非关键，原因在于例如在某些情况下需要的可能是平衡特性，其中保存能量并不是最重要的。例如，第一实施例的一种应用主要是将对流能量转化为特定波长范围内的红外能量。根据第一实施例的一种变形，其中在从燃烧室80排出的废气中有300%(或更多的)过量空气，在燃烧室内的气体燃料-空气混合物中包含的燃料(例如甲烷或丙烷)里面有足够多的可用能量以使得传输给放射器面板34足够能量以用于使其放射出充足的红外能量以满足烹饪食物或多种其他用途的需求。
正如根据前文应该显而易见的那样并且举例来说，减小燃烧室80的内部容积并非改进复合加热器76操作的唯一方法。例如，在第一实施例的第一方案中，盘状挡板70,72(图1-4和6)就在复合加热器76的操作中起到了有利的作用。挡板70,72从燃烧室80的侧壁延伸至非常靠近燃烧器32。挡板70,72与燃烧器32之间的空间提供了用于引入二次空气90的通道。在工作中，挡板70,72的表面温度可以高于燃料和未燃尽产物的引燃温度。由于挡板70,72的所有表面(例如其上侧凸缘除外)都被暴露在燃烧室80内包含的高温气体的温度下，因此挡板就会被加热至比放射器面板34更高的温度，并且挡板会远高于可以促使火焰82或燃烧未燃尽产物熄灭的温度。挡板70,72向放射器面板34的下侧辐射出红外能量。而且，挡板70,72还减小了燃料、未燃尽产物和空气的混合体积而不会使火焰82或未燃尽产物熄灭。挡板70,72可以由304号不锈钢或任意其他合适的材料制成，例如但不限于其他类型的不锈钢、涂有陶瓷的钢板、陶瓷或高温玻璃等。
燃烧室80内的挡板70,72还可以改善高温气体在放射器面板34内表面(下侧表面)上的流动。挡板70,72能够以相对于燃烧器32和燃烧室80的侧壁倾斜的角度设置，目的是为了减小高温气体沿其路径到达排气端口86的流动面积，从而提高高温气体的流速。气体流速的提高能够通过增加传热系数而提高到放射器面板34的传热速率。放射器表面的温度由于高温气体在放射器面板34下侧表面上流动的改善(速度更高)并且还因为从挡板70,72到放射器下侧的红外能量正交换而升高。
尽管第一实施例中的挡板70,72是倾斜延伸，但是可以省略其中的一块或多块挡板和/或挡板可以设置得有所不同(例如角度不同)。作为一个可选示例，倾斜的挡板70,72可以用位于燃烧室80内部空间中的一块可选挡板代替。可选挡板可以位于燃烧器32和放射器面板34之间，并且可选挡板可以平行于放射器面板延伸。通常可选挡板应该充分远离燃烧器32以使其不会限制二次空气90到达燃烧处，并且通常可选挡板不会挡住排气端口86。位于燃烧室80内部空间中的挡板(例如挡板70,72)可以具有各种不同的形状并且可以处于不同位置，并且其中每一块挡板都可以具有相对的侧面用于被暴露给腔室内部空间中的燃烧对流产物84并由其加热，并且挡板可以与放射器面板34成相对的面对面关系。
根据操作第一实施例中具有挡板70,72且不具有隔热层75的复合加热器76的第一操作示例，燃烧器32利用控制阀64内的45号孔和以6英寸水柱的表压提供的天然气以22000BTU/HR的能量输入工作30分钟。以下介绍第一操作示例 。红外能量分布以及红外能量水平在放有食物的格栅36的平面处加以确定。25块涂有高放射率材料的铝块(每一块都是2英寸乘2英寸和半英寸厚)被均匀地间隔放在烹饪格栅表面上，正如图12中示意性示出的那样。图12是示意性示出的烹饪格栅36上的模块的示意性顶部俯视图，并且放射器面板34的周边被以虚线示意性地示出。烹饪格栅36的前侧边缘大约在放射器面板34前侧边缘的前方约1.0英寸，并且放射器面板的前侧边缘大约在铝块组的前方约0.5英寸。烹饪格栅36的后侧边缘大约在放射器面板34后侧边缘的后方约1.5英寸，并且放射器面板的后侧边缘大约在铝块组的后方约0.5英寸。右烹饪格栅36的右侧边缘大约在放射器面板34右侧边缘的右侧约0.125英寸，并且放射器面板34的右侧边缘大约在铝块组的右侧约0.875英寸。左烹饪格栅36的左侧边缘大约在放射器面板34左侧边缘的左侧约0.125英寸，并且放射器面板34的左侧边缘大约在铝块组的左侧约0.875英寸。测量块的稳定温度以确定红外能量分布，并且在图12中的块上分别示出了用华氏度表示的稳定温度。用装有热电偶的红外线高温计来进行上述测量。输送往块的能量速率与红外能量的通量密度直接相关。
除了去掉了挡板70,72以外，第二操作示例与第一操作示例相同。图13类似于图12，不过图13是用于第二操作示例。例如，对于图13，测量块的稳定温度以确定红外能量分布，并且在图13中的块上分别示出了用华氏度表示的稳定温度。对第一和第二操作示例(图12和13)的比较表明挡板70,72提高了对流能量到红外能量的转换性能。对于第一和第二操作示例，图12和13示意性地示出了在放置食物的格栅36的平面上的红外能量分布是基本均匀的。
第三和第四操作示例分别类似于第一和第二操作示例，除了使用了另外一种方法来评估对流能量到红外能量的转换效率。以下介绍用于第三和第四操作示例的方法。制造出一种包括托盘的热量计，托盘的底面(在顶部俯视图中)具有与放射器面板34相同的尺寸。热量计托盘具有4英寸的深度、22英寸的长度和11英寸的宽度。热量计托盘的底面涂有放射率为0.94的高放射率涂层。预定量的水被放入热量计托盘内，并记录水和热量计托盘的准确重量。还要记录水和热量计托盘的初始温度。然后将热量计托盘放在烹饪格栅36上以使热量计托盘居中地位于放射器面板34上方，并通过已经并且持续以高火工作的复合加热器76来充分地加热放射器面板。(混合之后)按时记录水温。确定一分钟内输送给水的平均能量并利用以下的传热公式来计算输送给水和热量计托盘的能量：
Q=WCp(T2-T1)(60)
Q=BTU/Hr
W=水的重量
T2=最终温度(一分钟的平均值)
T1=初始温度
Cp=定压比热
对于第三操作示例，水的初始重量和温度是10磅和73oF，并且在一分钟、两分钟和三分钟之后的水温分别是88oF、102oF和115oF，因此一分钟内的平均温度变化是14.13oF。利用以上的传热公式，计算得到的总传热速率是9789.9BTU/HR(也就是说，水的计算传热速率是8478BTU/HR，而热量计托盘的计算传热速率是1311.9BTU/HR)，因此计算的效率为44.4%。用相同的方式确定第四操作示例的效率，并且由于第四操作示例中去掉了挡板70,72，所以第四操作示例的效率大约比第三操作示例的效率低了10个百分点。
正如参照图8-11可以清楚理解的那样并且根据第一实施例的一种变形，内部通道124和封盖142可以从燃烧器32中省略。当省略了内部通道124和封盖142时，外部通道126的凸缘137,138的下表面就与底板128的上表面成相对的面对面接触。
根据第一实施例的另一种变形，成排的进气口92被分别包括在燃烧器壳体30的前壁和后壁74,106内而不包括在燃烧器壳体的底壁96内。在该变形中，所有隔热层75都被设置为不会过度地阻碍二次空气90的流动，并且二次空气90通过流经挡板70,72下侧边缘和燃烧器壳体30的底壁96之间的间隙而流向燃烧器32。
至此已经在烤炉20中有单个复合加热器76的背景下介绍了第一实施例。但是，在同一烤炉20中也可以有两个或多个复合加热器76(例如并排设置)。即使同一烤炉20中的复合加热器76可以彼此十分接近，但是通常每一个复合加热器76都会以某种方式彼此间相对隔离。例如，每一个复合加热器的燃烧室80通常都具有其自身独立供应的燃料和空气。在需要多个燃烧器时，特别是在一个烤炉中时，通常就会使用分别含有燃烧器的多个燃烧室。例如而非限制性地，如果在单个燃烧室中使用了多个单独供料的燃烧器，那么就会在一定程度上不利于本发明设计的目的，原因在于当工作期间有部分燃烧器未被使用时，可以提供给未使用燃烧器的二次空气就会严重稀释使用中的燃烧器的燃烧产物。如果在单个燃烧室中使用了多个独立受控的燃烧器，那么为燃烧器提供的二次空气可以被分离/控制，以在其中有的燃烧器没有工作时努力限制提供过多的二次空气。例如，这样的二次空气分离和/或控制可以通过使用挡板、隔板、气门或其他合适的构件实现，以努力避免用于未使用燃烧器的二次空气稀释使用中燃烧器的燃烧产物。尽管有以上内容，但是在单个燃烧室内使用多个独立受控的燃烧器而并不分离/控制提供的二次空气以限制在其中有的燃烧器没有工作时提供过多的二次空气，这也仍然在本发明的保护范围之内。
根据第一实施例的变形，燃烧器32可以被替换为其他的燃烧器。例如，燃烧器32可以被替换为常规的端口型对流燃烧器，并且燃烧器可以是圆形、正方形、矩形或其他形状。将燃烧器32更换为常规的端口型燃烧器在某些应用中可能是合适的。但是，在需求更多的应用中，将燃烧器32更换为常规的端口型对流燃烧器可能会造成常规的端口型对流燃烧器的故障。这些故障可能是由于常规燃烧器内的气体燃料-空气混合物达到了燃料的自燃温度使得出现“逆燃”而造成的。
图14-16示出了本公开的第二实施例。除了说明的变形以及对于本领域技术人员来说显而易见的变形以外，第一和第二实施例相似。因此，用于至少是基本类似于第一实施例中对应特征的第二实施例中特征的附图标记被增加了两百。作为第一和第二实施例如何相似的一个示例，第二实施例中的复合加热器276可以装入烤炉20中以代替第一实施例中的复合加热器76。作为第一和第二实施例如何不同的一个示例，第二实施例并不包括与第一实施例中的前后挡板70,72相对应的挡板。
图14是根据第二实施例的燃烧器装置示意性的、单独的顶部俯视图，其包括燃烧器壳体230、管状燃烧器232、空气喷射器262以及通过安装托架266安装至燃烧器壳体的控制阀264。图15是第二实施例中与放射器面板234相结合的燃烧器装置示意性的、部分切除的正视图。在图15中，燃烧器壳体230的前壁274(图16)被切除以示出燃烧器壳体内的燃烧器232。图16是基本上沿图14中的线16-16截取的复合加热器276截面的示意性截面图。放射器面板234与燃烧器壳体230一起构成了复合加热器276的燃烧室280。
以下根据本公开的第二实施例介绍操作复合加热器276的可接受方法。在复合燃烧室276工作期间，燃烧室280包含火焰282和燃烧对流产物284，以使放射器面板234被加热并释放出红外辐射。从燃烧器232的排放端口288向火焰282提供可燃气体和一次空气的混合物。二次空气290通过燃烧室80的进气端口292进入燃烧室280内部，并且二次空气290通过自由对流与燃烧室内的其他内含物相混合以至少部分地促进燃烧室内的燃烧。燃烧对流产物284通过燃烧室中的排气端口286离开燃烧室280。
正如根据前述内容应该是显而易见的那样，可以省略第一实施例中的挡板70,72。作为示例，当省略挡板70,72时，可以修改燃烧器壳体的形状以争取至少部分地补偿挡板70,72的省略。例如，图17是与图4中的截面图相对应的截面图，不过图17示出的是本公开的第三实施例。除了说明的变形以及对于本领域技术人员来说显而易见的变形以外，第一和第三实施例相似。因此，用于至少是基本类似于第一实施例中对应特征的第三实施例中特征的附图标记被增加了四百。作为第一和第三实施例如何相似的一个示例，第三实施例中的复合加热器476可以装入烤炉20中以代替第一实施例中的复合加热器76。作为第一和第三实施例如何不同的一个示例，第三实施例并不包括与第一实施例中的前后挡板70,72相对应的挡板。根据第三实施例，燃烧器壳体430的前壁和后壁474,506彼此相对会聚地向下延伸，并且它们倾斜的延伸至放射器面板434，目的是为了至少部分地补偿挡板70,72的取消。
图18是与图4中的截面图相对应的截面图，不过图18示出的是本公开的第四实施例。除了说明的变形以及对于本领域技术人员来说显而易见的变形以外，第一和第四实施例相似。因此，用于至少是基本类似于第一实施例中对应特征的第四实施例中特征的附图标记被增加了六百。作为第一和第四实施例如何相似的一个示例，第四实施例中的复合加热器676可以装入烤炉20中以代替第一实施例中的复合加热器76。
根据第四实施例，燃烧器的排放端口688分别位于燃烧器632的前壁和后壁734,735内，前壁和后壁734,735相对于放射器面板634的下表面倾斜地延伸并且与其成相对的面对面关系。也就是说燃烧器632的顶部是有角度的，从而影响其中的火焰682和燃烧对流产物684流动的方向。图18中在挡板670,672和燃烧器壳体630之间示出的隔热层675是可选的。
除了说明的变形以及对于本领域技术人员来说显而易见的变形以外，第一和第五实施例相似。因此，用于至少是基本类似于第一实施例中对应特征的第五实施例中特征的附图标记被增加了八百。作为第一和第五实施例如何相似的一个示例，第五实施例中的复合加热器876可以装入烤炉20中以代替第一实施例中的复合加热器76。
图19-22示出了第五实施例的各个部分，其中复合燃烧器包括其中设有排放端口88的多个燃烧器部分832。图19是燃烧器装置示意性的、单独的顶部俯视图，其包括燃烧器壳体830、复合燃烧器、空气喷射器862和控制阀864。可燃的气体-空气混合物通过空气喷射器862被送至复合燃烧器的管状供料风室801内部。在图19中，虚线示意性地示出了伸入复合燃烧器风室内的空气喷射器862。供料风室801除了其中伸入空气喷射器862的开口以及燃烧器部分832和供料风室之间的开口802以外都是封闭的。开口802从图19中的视角看是隐藏的，但是用虚线将其示意性地示出。可以用与将第一实施例中的燃烧器32安装至第一实施例中的燃烧器壳体30相同的方式将供料风室安装至燃烧器壳体830。
图20是复合加热器876(也就是燃烧器装置与放射器面板834相结合)示意性的、部分切除的正视图。在图20中，燃烧器壳体830的前壁834被切除以示出燃烧器壳体内的燃烧器。虚线在图20中示意性地示出了伸入燃烧器风室内的空气喷射器862。
图21是基本上沿图19中的线21-21截取的复合加热器876截面的示意性截面图。图22是图19中所示燃烧器装置的一部分的透视图。
每一个燃烧器部分832都可以类似于第一实施例中的燃烧器32，包括第一实施例中介绍的用于燃烧器32的变形/可选实施例在内，除了封闭燃烧器部分832相对末端的两块相对端板都没有开口/完全封闭燃烧器部分832的末端，并且燃烧器部分中的内部风室(例如参见图9中的风室152)通过图19中示意性示出的燃烧器部分中的开口802与供料风室801流体连通。
燃烧器的供料风室801通过供料开口802为多个横向延伸的安装至供料风室的燃烧器部分832提供气体燃料-空气混合物。也就是说，每一个燃烧器部分832都在相同的控制阀864和空气喷射器862下游/由其供料。
从燃烧器部分832中的排放端口888向火焰882提供气体燃料-空气混合物。二次空气890通过进气端口892进入燃烧室880内部。燃烧对流产物884通过排气端口886离开燃烧室880。
燃烧器部分832可以被设置为不同结构。例如，除了说明的变形以及对于本领域技术人员来说显而易见的变形以外，图23-25中示出的各个部分的另一个实施例与第五实施例相似。图23-25分别类似于图19-21，只是在图23-25中，并非具有四个平行的燃烧器部分832，而是有彼此平行的第一对燃烧器部分832a，以及彼此并行并且垂直于第一对燃烧器部分832a的第二对燃烧器部分832b。燃烧器的供料风室801'向安装至风室的一对横向延伸的燃烧器部分832a提供气体燃料-空气混合物。横向延伸的燃烧器部分832a的内部通过图23中示意性示出的供料开口802与供料风室内部流体连通。一对纵向延伸的燃烧器部分832b被安装至横向延伸的燃烧器部分832a以使得纵向延伸的燃烧器部分832b的末端被分别开向横向延伸的燃烧器部分832a的末端并与其流体连通。每一个燃烧器部分832a,832b都在相同的控制阀864和空气喷射器862下游/由其供料。
燃烧器部分832a,832b一起构成了围绕燃烧室880内部空间中心区域延伸的矩形复合燃烧器。图23和25中仅仅示意性地示出了几个火焰882。每一个燃烧器部分832a,832b都包括沿其相对侧面延伸的一系列排放端口888以使火焰882从相对侧面附近发出。因此，燃烧器中的排放端口888内部系列围绕燃烧室880内部空间的中心区域延伸并向其中排放；而燃烧器中的排放端口888外部系列围绕燃烧室880内部空间的中心区域延伸并向燃烧室内部空间的周边区域内排放。
燃烧器的设计和形状能够影响能量分布。例如，矩形或正方形的燃烧器可以有助于简化输送到放射器面板834下侧的对流能量分布。在更宽的燃烧器例如矩形燃烧器内，较多的能量会被引向放射器面板834的外侧边缘，而较少的能量会被引向放射器面板的中央。也就是说，很多种不同的设置方式都落在本公开的保护范围之内。例如，不同燃烧器之间的排放端口设置可以根据能量需要被集中到放射器面板下侧的什么位置而有所变化。
上述放射器面板34,234,434,634,834中的每一种都可以是高温玻璃类型的实心板，不具有延伸穿透板的孔。(可选地，放射器面板等可以具有延伸穿过其中的孔(例如参见图28))。这样的玻璃放射器通常在加热和冷却期间不会有明显程度的膨胀或收缩。这就避免了放射器表面翘曲的可能性。但是，对于放射器来说，可以承受高达最大设计使用温度(例如在烤炉内)、具有良好的辐射质量(例如放射率高于约0.7)以及应用所必须的强度的任何材料都可以使用。通常上述实施例中的每一种放射器无论用何种材料制成，都具有高于约0.7的放射率。例如但非限制性地，上述实施例中的放射器可以是涂有玻璃的金属、涂有陶瓷的金属、陶瓷、瓷砖和氧化金属(例如氧化可以至少部分地通过金属表面的喷砂处理来实现)。
根据上述实施例，上述放射器面板34,234,434,634,834中的每一种都可以是平面(例如基本平坦)并且具有平坦(例如基本平坦)的放射表面(例如上表面)。可选地，放射器表面可以是不规则的(例如波纹状)和/或放射器(例如放射器面板)的整体形状可以是不规则的(例如波纹状)。
例如，图26是根据本公开一个可选实施例用于代替第一实施例中放射器面板34的固态玻璃、具有向上的凸肋的放射器面板34'的透视图。也就是说，有凸肋的放射器面板34'边缘区域的下表面安放在支撑件(例如螺栓114头部的上表面或任意其他合适的支撑件)上以使有凸肋的放射器面板34'的下表面悬置在燃烧器壳体30、燃烧器32和挡板70,72(如果有的话)的上方并与其成相对的面对面关系。有凸肋的放射器面板34'中狭长的上凸纹或凸起通常是由有凸肋的放射器面板34'上表面内的一系列狭长的V形部分构成。当放射器表面是由一系列V形部分构成时，放射出的红外能量可以变得更加分散和均匀。放射器表面内的凹槽还可以增加有凸肋的放射器面板34'的强度并且有助于避免放射器表面的翘曲。这些凹槽在形状和形式上可以是凸起或凹陷。
作为另一个示例，图27是根据另一个可选实施例具有波纹形状并且用于代替第一实施例中放射器面板34的放射器1034的透视图。波纹状放射器1034可以由并排设置的一系列大致为W形的狭长放射器元件1003构成。波纹状放射器1034在每一个元件1003相对末端的最低点可以直接安放(也就是被支撑)在挡板70,72的上凸缘(或者如果不存在挡板70,72则是燃烧器壳体的凸缘110)上。因此，波纹状放射器1034的上部/尖顶形状部分和挡板70,72的上凸缘(或者如果不存在挡板70,72则是燃烧器壳体的凸缘110)之间的间隙界定出排气端口86'。波纹状放射器1034的最高点可以支撑烹饪格栅36，其中烹饪格栅36的栅格垂直于波纹状放射器1034的狭长元件1003延伸。除了由并排设置的一系列狭长元件1003构成的波纹状放射器1034以外，波纹状放射器1034还可以是不存在可分离部分的整体式部件。
上述每一种放射器(例如放射器面板)优选地(例如可选地)不具有任何一直延伸穿透放射器的孔，以使得燃烧室中的燃烧产物不会流过放射器；并且上述的每一种排气端口都被设置为引导从燃烧室排出的气体从烹饪格栅上正在烹饪(例如烧烤)的食物避开。也就是说，放射表面通常是实心的(没有孔)。高温废气通常被引导从正在烹饪的食物避开是因为高温干燥的废气如果暴露给食物的话就会在烹饪过程期间比以长波长放射的红外能量带走更多的湿气。干燥的高温废气是用于吸收湿气的有效手段。本公开的一种应用就是引导高温废气从食物避开，并且促使以来自放射器(例如放射器面板)的红外能量的形式向食物传输能量，其中红外能量的85%或更多是大于3微米的波长。
通过对流、传导和红外辐射的结合来烹饪食物也落在本公开的保护范围之内。任何对流都倾向于从食物移走更多湿气，但是通过使放射表面(例如放射面板)内有孔使得部分高温废气能够由此通过而改进对流和辐射型烤炉的设计和性能，这也落在本公开的保护范围之内。在这些可选实施例中，通过混合能量源(例如对流和红外能量的组合)来烹饪食物。尽管这些可选实施例可能并非最优选的实施例，但是减少过量空气与生成用于烹饪食物的红外能量相结合的构想仍然是对常规烤炉的改进。
作为另一个示例，图28是根据另一个可选实施例用于代替第一实施例中放射器面板34的有孔放射器1134的透视图。有孔放射器1134可以由并排设置的一系列大致为U形的狭长元件1103构成。作为一个示例，狭长元件1103的倾斜凸缘1104/位于狭长元件相对末端可以直接安放(也就是被支撑)在挡板70,72的倾斜部分上。狭长元件1103的倾斜凸缘1104阻挡排气端口86/排气端口86未定义。因此，狭长元件1104内的孔1105(例如排气孔和/或排气穿孔)界定出用于燃烧室1180的排气端口，并且废气被引导至覆盖在有孔放射器1134上的烹饪格栅36上支撑的食物。在某些情况下，燃烧室1180内的部分火焰可以通过孔1105伸出。烹饪格栅36可以与有孔放射器1134间隔几英寸，或者处于任何其他合适的位置。有孔放射器1134可以是不存在可分离部分的整体式部件。
与烹饪格栅36基本开放式的实质相比，有孔放射器1134内的孔1105通常都足够小和/或数量足够少，以使有孔放射器充分覆盖(或者至少基本上挡住)燃烧器壳体1130中的上侧开口。例如，有孔放射器1134内的孔1105可以占据有孔放射器的相对较小的百分比，例如但不限于小于有孔放射器的约40%、小于约30%、小于约20%、小于约10%、小于约5%或者小于约2.5%。其他的结构也落在本发明的保护范围之内。
例如但非限制性地，在并非烹饪食物的应用中使用有孔放射器1134或其他的非实心放射器可能是有利的(不过实心放射器也可以用于这样的应用)，例如在要加热(譬如干燥)物品和/或涂层(例如油漆等)的应用中，在此情况下烹饪格栅可以省略或者用任何类型的可以被用于支撑待加热物品的设备代替。也就是说，本发明并不局限于烹饪食物的应用(即本发明中的特征可以具有广泛的应用范围，而不应限制为本公开中提供的示例)。
尽管在本公开的大多数实施例中，放射表面为实心(没有孔)可能是优选的，但是在每一个公开实施例的变形中，放射表面也可以包括孔，高温废气可以通过这些孔流出燃烧室到达食物的平面。无论高温废气如何从燃烧室排放，只要排气端口、排气孔、排气穿孔等以及其他特征被设置为使得燃烧室内(例如恰好在放射器面板下方并因此在燃烧器外侧)的静表压如上所述在运行(例如高火)期间为中性(例如零英寸水柱)或至少基本上为中性，那么就都落在本公开的保护范围之内。更具体地并且根据一种可接受的操作方法，无论高温废气如何从燃烧室排出，只要排气端口、排气孔、排气穿孔等以及其他特征被设置为使得燃烧室内(例如恰好在放射器面板下方并因此在燃烧器外侧)的静表压如以上详细介绍的那样与燃烧室所处环境的压力(例如外界的大气压)基本相同，那么就都落在本公开的保护范围之内。
根据本公开的一种应用，烹饪装置被操作为使得输送至放置食物/暴露食物的表面的平面处的辐射能量(通量密度)为大约2000BTU/HR/FT2，其中接近100%的用于烹饪的能量是红外能量的形式(也就是对流能量/废气都被转移避开了食物)。在这种期望的红外能量水平下，放射器的温度可以产生红外能量，其中多于85%的能量以长于3微米的波长放射。也就是说并且根据本公开的一种应用，高温废气被引导从正在烹饪的食物避开，并且传输给食物的能量是红外能量的形式，其中红外能量的85%或更多是大于3微米的波长。不过，在某些实施例中，高温废气是被引向正在烹饪的食物，尽管这可能会减缓烹饪过程并且可能会使正在烹饪的食物变干。
本领域普通技术人员应该理解的是尽管已经参照示范性实施例介绍了本公开，但是仍然可以对其进行各种增补、变形和修改而并不会背离所附权利要求的实质和保护范围。

Claims (52)

1.一种用于从燃烧对流产物中生成红外辐射的装置，其中可燃气体、一次空气和二次空气被提供用于燃烧，所述装置包括：
燃烧器组件，其包括至少一个燃烧器和燃烧器容器；
界定出用于至少部分地容纳燃烧和燃烧对流产物的内部空间的腔室，其中腔室包括：
    所述燃烧器容器，该燃烧器容器具有内侧底部和上端，燃烧器容器的内侧底部界定出内部空间的下端；以及
    具有相对的第一侧和第二侧的红外放射器，红外放射器的第一侧至少部分地界定出腔室的内部空间的上端并且与腔室的内部空间成相对的面对面关系，以使红外放射器的第一侧用于被暴露给腔室内部空间内的燃烧对流产物并由其加热，并且红外放射器的第二侧用于放射出红外辐射；
燃烧器在燃烧器容器的上端下方位于燃烧器容器内，所述燃烧器具有多个排放端口，用于排放且至少部分地在燃烧器容器内燃烧可燃气体和一次空气的混合物；并且
燃烧器容器具有至少一个二次空气进气口，用于在比燃烧器的至少大多数排放端口更低的高度将二次空气提供至内部空间，且用于至少部分地在燃烧器容器内燃烧二次空气，
其中所述装置被设置为使得在腔室内部空间内并且靠近红外放射器第一侧的位置处测量的静表压在燃烧器工作时不超过0.009英寸水柱。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述装置被设置为使得在腔室内部空间内并且靠近红外放射器第一侧的位置处测量的静表压大约为中性。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述红外放射器具有至少为0.7的放射率。
4.如权利要求1所述的装置，其中：
所述装置是用于烹饪食物的烤炉；
烤炉进一步包括壳体以及用于支撑食物的支撑元件；
燃烧器组件被安装在所述壳体内；并且
红外放射器位于支撑元件和腔室的内部空间之间，以使红外放射器的第二侧用于朝向支撑元件放射出红外辐射。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述装置被设置为使得在燃烧器工作时存在于从腔室排出的气体中的过量空气小于300%。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述燃烧器为管状燃烧器。
7.如权利要求1所述的装置，其中：
腔室包括壳体；
壳体包括围绕腔室内部空间延伸且部分地界定出腔室内部空间的多个壁部；并且
多个壁部包括倾斜地延伸至红外放射器且与红外放射器的第一侧成相对的面对面关系的壁部。
8.如权利要求1所述的装置，其中：
燃烧器包括分布在腔室内部空间内的多个燃烧器部分；并且
每一个燃烧器部分都包括：
相对的末端和延伸在燃烧器部分相对的末端之间的长度，以及
沿燃烧器部分的长度延伸的多个排放端口，用于排放可燃气体和一次空气的混合物。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述二次空气进气口包括穿过燃烧器容器的内侧底部形成的多个进气端口。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述红外放射器的第二侧背对腔室的内部空间，用于远离腔室的内部空间放射出红外辐射。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述燃烧器包括用于排放可燃气体和一次空气的混合物的多个排放端口，并且燃烧器和多个排放端口都基本上围绕腔室内部空间的中心区域延伸。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述多个排放端口基本上围绕腔室内部空间的中心区域延伸，用于将可燃气体和一次空气的混合物排放到腔室内部空间的中心区域内。
13.如权利要求1所述的装置，进一步包括位于腔室内部空间内的挡板以使挡板的相对两侧用于被暴露给腔室内部空间内的燃烧对流产物并由其加热，其中挡板与红外放射器的第一侧成相对的面对面关系。
14.如权利要求13所述的装置，其中：
所述挡板至少部分地将腔室内部空间分隔为内侧内部空间和外侧内部空间；
所述挡板位于内侧内部空间和外侧内部空间之间；并且
内侧内部空间和外侧内部空间彼此流体连通以使至少一部分燃烧对流产物流入外侧内部空间内。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述燃烧器位于内侧内部空间内。
16.如权利要求1所述的装置，其中：
所述燃烧器位于腔室内部空间内；
所述燃烧器包括狭长竖直的第一壁部以及与第一壁部相对的狭长竖直的第二壁部；
第一壁部包括沿着并且穿过第一壁部延伸的第一组多个排放端口，用于将可燃气体和一次空气的混合物从燃烧器排放到腔室的内部空间内；以及
第二壁部包括沿着并且穿过第二壁部延伸的第二组多个排放端口，用于将可燃气体和一次空气的混合物从燃烧器排放到腔室的内部空间内。
17.如权利要求16所述的装置，其中：
对于燃烧器的第一壁部和第二壁部中的每一个，壁部的外侧都倾斜地延伸至红外放射器且与红外放射器的第一侧成相对的面对面关系；
第一壁部的外侧背对第二壁部的外侧；并且
第二壁部的外侧背对第一壁部的外侧。
18.一种用于从燃烧对流产物中生成红外辐射的装置，其中可燃气体、一次空气和二次空气被提供用于燃烧，所述装置包括：
燃烧器组件，其包括至少一个燃烧器和燃烧器容器；
界定出用于至少部分地容纳燃烧和燃烧对流产物的内部空间的腔室，其中腔室包括：
    所述燃烧器容器，该燃烧器容器具有内侧底部和上端，燃烧器容器的内侧底部界定出内部空间的下端；以及
    具有相对的第一侧和第二侧的红外放射器，红外放射器的第一侧至少部分地界定出腔室的内部空间的上端并且与腔室的内部空间成相对的面对面关系，以使红外放射器的第一侧用于被暴露给腔室内部空间内的燃烧对流产物并由其加热，并且红外放射器的第二侧用于放射出红外辐射；
燃烧器在燃烧器容器的上端下方位于燃烧器容器内，所述燃烧器具有多个排放端口，用于排放且至少部分地在燃烧器容器内燃烧可燃气体和一次空气的混合物；
燃烧器容器具有至少一个二次空气进气口，用于在比燃烧器的至少大多数排放端口更低的高度将二次空气提供至内部空间，且用于至少部分地在燃烧器容器内燃烧二次空气；并且
位于腔室内部空间内的挡板以使挡板的相对两侧用于被暴露给腔室内部空间内的燃烧对流产物并由其加热，并且挡板用于向腔室内部空间内放射出红外辐射。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述挡板被定向成用于向红外放射器的第一侧放射出红外辐射，并且红外放射器的第一侧被定位成用于吸收由挡板放射出的至少部分红外辐射，以使红外放射器的第一侧通过由挡板放射出的至少部分红外辐射而被加热。
20.如权利要求18所述的装置，其中:
所述挡板是第一挡板；
所述装置进一步包括第二挡板；
第二挡板位于腔室的内部空间内以使第二挡板的相对两侧用于被暴露给腔室内部空间内的燃烧对流产物并由其加热，并且
第一和第二挡板中的每一个都倾斜地延伸至红外放射器的第一侧并与其成相对的面对面关系，用于向红外放射器的第一侧放射出红外辐射。
21.如权利要求20所述的装置，其中所述燃烧器位于腔室的内部空间内，并且所述燃烧器位于第一和第二挡板之间。
22.如权利要求18所述的装置，其中：
所述挡板至少部分地将腔室内部空间分隔为第一部分内部空间和第二部分内部空间；
所述挡板的相对两侧分别是挡板相对的第一侧和第二侧；
挡板的第一侧与第一部分内部空间和红外放射器的第一侧都成相对的面对面关系，用于向红外放射器的第一侧放射出红外辐射；
挡板的第二侧与第二部分内部空间和部分界定出第二部分内部空间的腔室表面都成相对的面对面关系；
部分界定出第二部分内部空间的腔室表面具有小于0.3的放射率并且与第二部分内部空间和挡板的第二侧都成相对的面对面关系。
23.一种用于以从燃烧对流产物中生成的红外辐射来烹饪食物的装置，其中可燃气体、一次空气和二次空气被提供用于燃烧，所述装置包括：
燃烧器组件，其包括至少一个燃烧器和燃烧器壳体；
    燃烧器壳体至少部分地界定出内部空间，其中内部空间用于至少部分地容纳燃烧、燃烧对流产物以及可燃气体，一次空气和二次空气的混合物中的每一种，其中燃烧器壳体包括界定出内部空间的下端的内侧底部，且燃烧器壳体还包括上侧开口；
    燃烧器在上侧开口的下方位于燃烧器壳体内，所述燃烧器具有多个排放端口，用于排放且至少部分地在燃烧器壳体内燃烧可燃气体和一次空气的混合物；
具有相对的第一侧和第二侧的红外放射器，其中：
    红外放射器的第一侧至少部分地阻挡燃烧器壳体的上侧开口，至少部分地界定出内部空间并且与内部空间成相对的面对面关系，以使红外放射器的第一侧用于被暴露给内部空间内的燃烧对流产物并由其加热，并且
    红外放射器的第二侧用于放射出红外辐射；
燃烧器壳体具有至少一个二次空气进气口，其定位成用于在比燃烧器的至少大多数排放端口更低的高度将二次空气输送到内部空间内，且用于至少部分地在燃烧器壳体内燃烧二次空气；以及
支撑元件，其定位成用于在其中通过由红外放射器第二侧放射出的至少部分红外辐射烹饪食物的位置处支撑食物，其中红外放射器位于内部空间和支撑元件之间，并且
其中所述装置被设置为使得在燃烧器工作时存在于从所述燃烧器壳体排出的气体中的过量空气小于300%。
24.如权利要求23所述的装置，其中所述红外放射器具有至少为0.7的放射率。
25.如权利要求23所述的装置，其中所述装置被设置为使得在内部空间内并且靠近红外放射器第一侧的位置处测量的静表压在燃烧器工作时不超过0.009英寸水柱。
26.如权利要求23所述的装置，其中所述燃烧器为管状燃烧器，其具有沿所述管状燃烧器的右侧延伸的第一排排放端口和沿所述管状燃烧器的左侧延伸的第二排排放端口。
27.如权利要求23所述的装置，包括位于壳体和红外放射器第一侧之间的排气端口，其中所述装置被设置为使得在燃烧器工作时存在于通过排气端口从壳体排出的气体中的过量空气小于300%。
28.如权利要求27所述的装置，其中：
壳体包括围绕开向内部空间的开口延伸且至少部分地界定出开向内部空间的开口的周边凸缘；并且
通过每一个周边凸缘和红外放射器第一侧部分地界定出排气端口。
29.如权利要求27所述的装置，其中：
所述壳体包括围绕内部空间延伸且至少部分地界定出内部空间的多个竖直壁部；
竖直壁部的上侧边缘至少部分地界定出围绕开向内部空间的开口延伸且至少部分地界定出开向内部空间的开口的壳体周边；并且
通过每一个壳体周边和红外放射器第一侧部分地界定出排气端口。
30.一种用于从燃烧对流产物中生成红外辐射的装置，其中可燃气体、一次空气和二次空气被提供用于燃烧，所述装置包括：
燃烧器组件，其包括至少一个燃烧器和燃烧器容器；
界定出用于至少部分地容纳燃烧和燃烧对流产物的内部空间的腔室，其中腔室包括：
    所述燃烧器容器，该燃烧器容器具有内侧底部和上端，燃烧器容器的内侧底部界定出内部空间的下端；以及
    具有相对的第一侧和第二侧的红外放射器，红外放射器的第一侧至少部分地界定出腔室的内部空间的上端并且与腔室的内部空间成相对的面对面关系，以使红外放射器的第一侧用于被暴露给腔室内部空间内的燃烧对流产物并由其加热，并且红外放射器的第二侧用于放射出红外辐射；
燃烧器在燃烧器容器的上端下方位于燃烧器容器内，所述燃烧器具有多个排放端口，用于排放且至少部分地在燃烧器容器内燃烧可燃气体和一次空气的混合物；并且
燃烧器容器具有至少一个二次空气进气口，用于在比燃烧器的至少大多数排放端口更低的高度将二次空气提供至内部空间，且用于至少部分地在燃烧器容器内燃烧二次空气，
其中腔室的内部空间具有容积，并且所述装置被设置用于以每立方英寸的腔室内部空间容积中至少14BTU/HR的能量输入进行工作。
31.如权利要求30所述的装置，其中所述燃烧器被设置用于以每立方英寸的腔室内部空间容积中至少14BTU/HR的能量输入进行工作。
32.如权利要求30所述的装置，其中所述装置被设置用于在从每立方英寸的腔室内部空间容积至少14BTU/HR到每立方英寸的腔室内部空间容积至少50BTU/HR的能量输入范围内进行工作。
33.一种用于从燃烧对流产物中生成红外辐射的装置，其中可燃气体、一次空气和二次空气被提供用于燃烧，所述装置包括：
燃烧器组件，其包括至少一个燃烧器和燃烧器容器；
界定出用于至少部分地容纳燃烧和燃烧对流产物的内部空间的腔室，其中腔室包括：
    所述燃烧器容器，该燃烧器容器具有内侧底部和上端，燃烧器容器的内侧底部界定出内部空间的下端；以及
    具有相对的第一侧和第二侧的红外放射器，红外放射器的第一侧至少部分地界定出腔室的内部空间的上端并且与腔室的内部空间成相对的面对面关系，以使红外放射器的第一侧用于被暴露给腔室内部空间内的燃烧对流产物并由其加热，且红外放射器的第二侧用于放射出红外辐射，并且
腔室界定出排气区域，燃烧对流产物通过排气区域从腔室内部空间中排出；
燃烧器在燃烧器容器的上端下方位于燃烧器容器内，所述燃烧器具有多个排放端口，用于排放且至少部分地在燃烧器容器内燃烧可燃气体和一次空气的混合物；并且
燃烧器容器具有至少一个二次空气进气口，用于在比燃烧器的至少大多数排放端口更低的高度将二次空气提供至内部空间，且用于至少部分地在燃烧器容器内燃烧二次空气，
其中所述装置被设置用于以每平方英寸的腔室排气区域中至少1000BTU/HR的能量输入进行工作。
34.如权利要求33所述的装置，其中所述装置被设置用于在从每平方英寸的排气区域中至少1000BTU/HR到每平方英寸的排气区域中至少2891BTU/HR的能量输入范围内进行工作。
35.如权利要求33所述的装置，其中所述燃烧器被设置用于以每平方英寸的排气区域至少1000BTU/HR的能量输入进行工作。
36.如权利要求33所述的装置，其中所述腔室包括界定出排气区域的多个排气端口。
37.一种用于提供红外辐射的方法，包括：
在燃烧器组件的燃烧器容器内提供燃烧，包括在燃烧器容器内提供气体-空气混合物和二次空气用于燃烧；其中，
    燃烧器容器具有内侧底部和上端，
    燃烧器组件还包括在燃烧器容器的上端下方位于燃烧器容器内的燃烧器，所述燃烧器具有多个排放端口，
    气体-空气混合物从排放端口排放并点燃，以在燃烧器容器的上端下方在燃烧器容器内产生燃烧器火焰，并且
    二次空气在比燃烧器的排放端口更低的高度流入燃烧器容器中，且在燃烧器容器中向上流动而与燃烧器火焰接触；
在界定于燃烧器容器的内侧底部与位于燃烧器上方的红外放射器之间的腔室的内部空间内至少部分地容纳燃烧对流产物，以使红外放射器的第一侧与腔室的内部空间成相对的面对面关系，红外放射器的第一侧被暴露给腔室内部空间中的燃烧对流产物并由其加热，并且红外放射器的第二侧放射出红外辐射；以及
控制腔室内部空间内的压力，以使得在腔室内部空间内并且靠近红外放射器第一侧的位置处测量的静表压在燃烧期间不超过0.009英寸水柱。
38.如权利要求37所述的方法，包括控制过量空气使得在燃烧期间存在于从腔室内部空间排出的气体中的过量空气小于300%。
39.一种用于提供红外辐射的方法，包括：
在包括红外放射器的腔室内部空间内至少部分地燃烧可燃气体和一次空气的混合物，以生成燃烧对流产物，以使红外放射器的第一侧与腔室的内部空间成相对的面对面关系，并且
由腔室内部空间内的燃烧对流产物接触并加热，以使红外放射器被加热至基本稳定的工作温度；并且
以如下方式为燃烧提供二次空气：使接触并加热腔室内部空间内的红外放射器第一侧的燃烧对流产物与在红外放射器处于稳定工作温度时红外放射器基本稳定的工作温度相比温度高出至少100oF。
40.如权利要求39所述的方法，包括从腔室排出燃烧对流产物，其中实现燃烧对流产物的排出与二次空气的提供以使得从腔室排出的燃烧对流产物与红外放射器处于稳定工作温度时红外放射器基本稳定的工作温度相比温度高出至少100oF，并且红外放射器基本稳定的工作温度至少是400oF。
41.如权利要求39所述的方法，进一步包括烹饪食物，包括将食物设置为与红外放射器的第二侧成相对的面对面关系，以使红外辐射器的第二侧向食物放射出红外辐射并且通过由红外放射器第二侧放射出的至少部分红外辐射来加热食物。
42.一种烹饪食物的方法，包括：
在燃烧器组件的燃烧器容器内燃烧可燃气体、一次空气和二次空气，其中，
    燃烧器容器具有上端，
    燃烧器组件还包括在燃烧器容器的上端下方位于燃烧器容器内的燃烧器，所述燃烧器具有多个排放端口，
    可燃气体和一次空气的混合物从排放端口排放并点燃，以在燃烧器容器的上端下方在燃烧器容器内产生燃烧器火焰，并且
    二次空气在比燃烧器的排放端口更低的高度流入燃烧器容器中，且在燃烧器容器中向上流动而与燃烧器火焰接触；
一次空气和二次空气被按量输送到燃烧器容器内且以如下方式与可燃气体燃烧：使在燃烧期间存在于从燃烧器容器上端排出的燃烧产物气体中的过量空气小于300%；
通过由于燃烧而在燃烧器容器中产生的对流产物来加热红外放射器的下侧，以使红外放射器的上侧放射出红外辐射；以及
放置食物以使红外放射器位于食物和燃烧器之间，并且通过由红外放射器放射出的至少部分红外辐射来烹饪食物。
43.一种用于以红外辐射来烹饪食物的装置，包括：
燃烧器组件，其包括：
    燃烧器容器，其具有上端、底部和内部容积；
    燃烧器构件，其在燃烧器容器的上端下方位于燃烧器容器内，所述燃烧器构件具有多个排放端口，用于排放且在燃烧器容器内燃烧可燃气体和一次空气的混合物；以及
    二次空气进气口，其在比燃烧器构件的排放端口更低的高度位于燃烧器容器内；和
红外发射器，其位于燃烧器构件上方，使得在燃烧器容器中产生的燃烧对流产物将接触并加热红外发射器的下侧，
其中，内部容积和燃烧器容器的二次空气进气口尺寸设置成使得当燃烧器构件在其全高火量的50%至100%下工作时，在燃烧器容器中产生的燃烧对流产物在离开燃烧器容器的上端时将具有小于300%的过量空气含量。
44.如权利要求43所述的装置，其中：
燃烧器构件是管状燃烧器；
第一排排放端口沿管状燃烧器的右侧延伸；并且
第二排排放端口沿管状燃烧器的左侧延伸。
45.如权利要求43所述的装置，其中，二次空气进气口穿过燃烧器容器的底部而形成。
46.如权利要求43所述的装置，其中，燃烧器构件位于燃烧器容器的内部容积的下半部内。
47.如权利要求43所述的装置，其中，内部容积和燃烧器容器的二次空气进气口尺寸设置成使得当燃烧器构件在其全高火量的50%至100%下工作时，燃烧对流产物在离开燃烧器容器的上端时将具有小于250%的过量空气含量。
48.如权利要求43所述的装置，其中，内部容积和燃烧器容器的二次空气进气口尺寸设置成使得当燃烧器构件在其全高火量的50%至100%下工作时，燃烧对流产物在离开燃烧器容器的上端时将具有小于200%的过量空气含量。
49.如权利要求43所述的装置，其中，内部容积和燃烧器容器的二次空气进气口尺寸设置成使得当燃烧器构件在其全高火量的50%至100%下工作时，燃烧对流产物在离开燃烧器容器的上端时将具有小于150%的过量空气含量。
50.如权利要求43所述的装置，其中，内部容积和燃烧器容器的二次空气进气口尺寸设置成使得当燃烧器构件在其全高火量的50%至100%下工作时，燃烧对流产物在离开燃烧器容器的上端时将具有小于100%的过量空气含量。
51.如权利要求43所述的装置，其中，内部容积和燃烧器容器的二次空气进气口尺寸设置成使得当燃烧器构件在其全高火量的50%至100%下工作时，燃烧对流产物在离开燃烧器容器的上端时将具有小于50%的过量空气含量。
52.如权利要求43所述的装置，还包括：
烤炉壳体，燃烧器组件安装在该烤炉壳体内；和
位于红外发射器上方的食物支撑结构。
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