CN107105940A - 食品加热装置 - Google Patents

Abstract

一种用于烘烤食品(8)的装置(2)，其布置为在烘烤期间接收和支撑所述食品(8)。装置(2)包括加热元件组件，其被布置为通过辐射热加热食品(8)的表面。装置(2)被布置为以其中加热元件组件以第一功率运行的第一模式以及其中加热元件组件以第二功率运行的第二模式运行。该装置还包括具有第一位置和第二位置的热敏致动器(20)，并被布置为通过从第一位置移动到第二位置，在预定温度下从第一模式切换到第二模式。装置(2)还包括用于迫使致动器(20)返回到其第一位置的装置。

Description

食品加热装置

本发明涉及用于食品干燥加热的装置，例如烤面包机。

使用包括一个或多个用于接收面包片的垂直槽并将面包加热成烤面包的专用设备进行烤面包，仍然非常受欢迎。申请人已经认识到，烤面包的过程主要涉及两个阶段。第一个阶段是干燥面包的表面。第二个是被称为美拉德效应的褐变过程。许多烹饪过程背后存在美拉德效应，并且是烹饪时某些食物(例如肉类、洋葱或面包)的褐变和味道的变化的原因。美拉德效应包括氨基酸(通常来自蛋白质)和羰基化合物(通常为糖)之间的一组化学反应。它们在加热情况下反应以形成风味化合物，其又分解形成不同的化合物。所得化合物的组合在烹饪完成时决定食物的味道和气味。

在烤面包时，面包加热的时间长短会影响美拉德效应进行的程度，从而最终导致烤面包褐变的程度。然而，对于给定程度的褐变，通过增加元件功率来减少所需的时间量其范围是有限的，因为这将会产生更大的燃烧风险。因此，这些年来烤面包花费的基本时间几乎没有变化。

进一步出现的复杂性是，常规的烤面包机达到工作温度所花费的时间量根据烤面包机的初始状态，即最近是否被使用，以及烘烤空间是否已经温暖，而显著变化。这使得不依靠复杂和昂贵的传感器和电子控制器难以实现一致的褐变程度，因为烘烤时间设定为允许烘烤空间从冷(例如20摄氏度室温)加热，然后将烤面包褐变至所需的水平，如果烘烤空间开始于先前循环的60摄氏度，面包将会在更长的时间内经历更高的温度，将会导致褐变过度或烤焦。

当从第一方面看时，本发明提供了一种用于烘烤食品的装置，其布置为在烘烤期间接收和支撑所述食品，并且包括加热元件组件，其布置为通过辐射热加热食品的表面，其中，所述装置布置为以其中所述元件组件以第一功率运行的第一模式运行，以及以其中所述加热元件组件以第二功率运行的第二模式运行，所述装置还包括具有第一和第二位置的热敏致动器，并且布置为通过从第一位置移动到第二位置从而在预定温度下从第一模式切换到第二模式，所述装置还包括用于迫使致动器返回到其第一位置的装置。

因此，本领域技术人员将会看到，根据本发明，提供了以两种不同功率模式运行的烘烤装置。第一模式和第二模式之间的切换由达到预定温度的热敏致动器来实现。申请人发现，这是确保装置在每个功率模式下花费最佳时间量的有效方法，允许更快的整体烘烤时间和一致的褐变，而不增加燃烧的风险。使用热敏致动器而不是热敏电阻或热电偶，可以在确保可靠性的同时最大限度地减少装置的成本。

申请人意识到，本发明在自动计算电源电压的变化方面也可能是有利的。由于在第一模式中所花费的时间由热敏致动器所经历的温度决定，如果电源电压相对较低，并且因此加热元件以较低的功率工作，则该装置在第一模式中花费更长的时间，因为达到预定温度将需要更长的时间。另一方面，如果提供较高的电压，则加热元件功率将增加，但是由于烘烤空间将更快地达到预定温度，装置在第一模式中花费更少的时间。

在一组实施例中，热敏致动器是双金属致动器。双金属致动器的使用是有利的，因为致动器的形状和材料可被调整以使其在特定温度(在制造公差内)运行和复位。与电子电路和检测器相比，双金属致动器是相对便宜的部件，并且是非常可靠的。

在一组实施例中，热敏致动器布置为当其从其第一位置移动到其第二位置时作用在推杆上，以使推杆打开或关闭一对触点。这些触点可以通过向控制一个或多个元件或元件部分的电子电路提供输入信号而间接地引起加热元件组件的功率变化。然而，在一组实施例中，触点直接制造或断开为构成加热元件组件的一部分并与其中一种模式相关联的元件或元件部分供电的电路。例如，触点可以布置为与构成加热元件组件的一部分的元件或元件部分电串联。然而，在一组实施例中，触点的状态还向控制装置操作的一个或多个方面的电子电路提供输入信号，例如，当第二模式应该完成时。在一组实施例中，触点由板簧提供。这些可以安装在印刷电路板组件(PCBA)上。

该装置包括用于复位致动器(通过迫使其返回到其第一位置)以允许装置被快速重新使用的装置。复位致动器可能在循环结束时发生，以及在致动器低于其工作温度但仍高于其自然复位温度时可实现。该装置可以是手动的，即需要用户进行干预，例如通过复位按钮。然而，在一组实施例中，热敏致动器布置为在烘烤循环结束时自动复位。在如上所述的任一种方法中，只有当致动器冷却到其工作温度以下时才能完全复位。可以向致动器施加复位压力，直到跨过该阈值。

烘烤装置较佳地包括可垂直移动的托架，如本领域所公知的。例如，这可以以公知的方式通过与加热元件串联的电磁体抵抗弹出弹簧的力而保持在操作位置。在一组实施例中，可移动托架布置为使热敏致动器复位。在这样的实施例的示例性集合中，复位构件有弹性地偏置至热敏致动器以提供能够将热敏致动器从其第二位置移动到其第一位置的复位力。复位构件可以布置为使得当托架处于操作位置时，其被保持远离致动器，但是当托架被释放以弹出烤面包时，该复位构件在其弹性偏置下作用在致动器上。这是有利的，因为当致动器低于其工作温度但仍高于其自然复位温度时，其提供用于复位热敏致动器的简单且可靠的方法。

通常，烘烤装置包括容纳加热元件并接收面包的内部隔室，并且通常称为“热箱”。通常控制组件位于热箱外，以用于保护。然而，在本发明的一组实施例中，热敏致动器位于热箱的内部。这是有益的，因为它提供了对面包经历的温度的精确响应。

可以通过改变对单个加热元件的电流(或平均电流)来改变两种模式之间的功率。然而，较佳地，加热元件组件包括至少两个加热元件，并且通过选择性地向加热元件供能来改变两种模式之间的功率。这是有利的，因为它是改变每种模式之间的功率的简单方法。

元件可以各自具有小的空间体积，但是在优选的一组实施例中，它们空间分布在整个烤面包机(例如，整个热箱)中。元件可以布置为使得它们加热食品的不同侧面，但是在一组实施例中，它们布置为使得两个元件分布在食品的所有侧面周围。可选地，元件可以各自保持小的空间体积，与多个元件串联连接以形成有效的第一元件，以及第二组元件连接以形成有效的第二元件。因此，这些可以作为两个整体(有效元件)被控制，或者可以单独地控制每个元件以改变有效元件的总功率。

在一组实施例中，第二功率低于第一功率。具有高功率的第一模式可能是有益的，因为其允许烘烤空间被快速加热，烘干食品的表面并使得美拉德效应更快地开始，但是然后在第二模式中允许烘烤发生而不燃烧。

在一组实施例中，第一功率在1.8kW与2.6kW之间，较佳为2.2kW。在一组实施例中，第二功率在0.9kW与1.3kW之间，较佳为1.1kW。

在一组实施例中，与第二模式相比，在第一模式中功率至少改变50％。

在一组实施例中，第二模式的持续时间由电子控制器控制。在第二模式结束时，加热元件可以被关闭并且食品被弹出(如上所述)，尽管这不是必须的。例如，可以想到可以采用非常低功率的保温模式。第二模式的持续时间可以是固定的或变化的，例如取决于用户设定的褐变程度。在一组实施例中，第二模式的持续时间(也)根据第一模式的持续时间而改变。这可能有利于确保不依赖起始条件(对于给定的用户设置)实现一致的烘烤程度。如前所述，这将促进对于元件的功率由电子控制器控制而不是由致动器直接切换。

在一组实施例中，热敏致动器的放置和工作温度使得食品表面的温度在140℃至180℃的范围内，例如，在150℃和170℃之间，例如约160℃。如果致动器被放置在物理上靠近食品的地方，则实现致动器的必要工作温度可能相对接近，或者如果致动器远离则可能会明显更高。

在一组实施例中，孔设置在装置的外壁中，例如，在其基部附近靠近热敏致动器。这允许空气在致动器周围循环，有助于将致动器冷却到其工作温度以下，从而允许致动器更快地复位。在一组实施例中，当所述装置运行以加热所述食品时，选择性地提供挡板以闭合所述孔；以及当装置没有运行以加热食品时，打开孔，从而允许空气在致动器周围循环。例如，挡板可以方便地耦合到上述可移动托架(如果提供的话)。例如，挡板可以有弹性地偏置到其打开位置，但是当托架处于其操作(低)位置时，挡板保持关闭。

在另一组实施例中，第二加热模式中的功率足够低于第一加热模式中的功率，并且在第二模式中花费的时间使得热敏致动器能够在第二模式期间冷却至低于其工作温度，并且因此能够在发送第二模式时立即复位。

在一组实施例中，提供了风扇，其布置为引导空气穿过食品的表面。这可能会促进水分从食品表面更快地蒸发，并减少整体烹饪时间。在一组实施例中，风扇在第一模式中运行并且在第二模式中降低速度或关闭。较佳地，通过减少或关闭第二模式的风扇，可以以正常方式使用美拉德效应从元件的辐射热加热食品。在一组这样的实施例中，风扇可以在加热循环结束时运行，以帮助热敏致动器的冷却。

较佳地，该装置包括用于接收例如一片面包的食品的一个或多个垂直槽。较佳地，该食品被支撑在装置中的垂直位置，即其最大横截面积由垂直面限定。

如本领域技术人员将理解的，本发明的一个方面的特征和实施例也适用于技术相关的本发明的其它方面。

现在将仅通过示例的方式参考附图来描述本发明的实施例，其中：

图1示出了本发明的实施例的示意性侧视剖视图，为了清楚起见，外壳被去除；

图2示出了双金属致动器和控制壳体的局部剖视图以及致动器的单独的前视图；

图3示出了当烤面包托架处于上位置时推杆和致动器的位置；

图4示出了当烤面包托架处于下位置时推杆和致动器的位置；

图5示意性地示出了在装置基部的挡板，挡板开启以允许空气在双金属致动器周围循环；以及

图6示出了与图5类似的但挡板关闭的视图。

图1示出了以烤面包机2的形式的本发明的实施例的示意性侧视剖视图。为了清楚起见，外部装饰外壳已经被移除，但是可以看到内壁4，其形成所谓的“热箱”6，其接收一片或多片要被烘烤的面包8。尽管在附图中未示出，但是两个独立的电阻加热元件布置为围绕热箱的边缘以及在各个槽之间的任何隔板的两侧设置。例如，每个元件的标称功率为1.1kW。

内壁4在一侧的下部限定了一个开口，通过该开口安装塑料控制壳体10。壳体支撑推杆12，其穿过侧壁4伸入热箱6中以与位于热箱中的双金属致动器20接合，如下面将参照图2更详细地描述的。推杆12的另一端与连接到印刷电路板组件(PCBA)16的一对板簧14中的一个接合。板簧14在其远端处装载相应的触点18。PCBA 16承载微控制器和各种分立元件以控制装置的操作，特别当烘烤周期应该终止时。

图2是安装推杆12和双金属致动器20的控制壳体10的更详细的视图。从双金属致动器的单独描述可以看出，这是一个具有在点24处固定到控制壳体10的限定中心舌片22的切口的卡扣式双金属致动器22。例如，这可以通过桩、铆钉或“点击适配(click-fit)”布置。推杆12布置为与双金属致动器的上缘26接合，从而当卡扣从图2所示的其第一环境位置到当其达到其工作温度时的第二反向曲率位置时，获得最大行程。该行程足以将板簧14中的一个移动得足够远以分离它们各自的电触点18。

下面将参照图3和图4更详细地解释，当双金属致动器20的复位机制运行时，致动器20可能被迫从第二反向曲率位置复位回到其第一位置，该复位机制对致动器周边的另一个侧部28施加压力。只有双金属制动器冷却到低于其工作温度时，才能复位双金属制动器。图3和图4示出了通过控制壳体10的不同横截面，以示出与致动器28的周边的侧部接合的第二推杆30。

在图3和图4中也示出了烤面包机的垂直移动的托架机构的一部分，其包括支撑面包4的托盘(未示出)，使得当托架降低时，面包8下降到热箱6中并且在烘烤完成之后被自动弹出。该托架系统包括安装用于在立轴34上滑动的凸轮构件32。通过烤面包机的外壳(未示出)中的狭槽延伸到烤面包机的外部的杆36也连接到凸轮构件32。这允许用户操作机制从图3所示的上部位置移动到图4所示的较低的操作位置。

复位机构包括通过枢轴40安装到塑料控制壳体10的复位构件38。复位构件38具有从枢轴40延伸出的彼此成直角的两个臂42、44，以形成直角杠杆。其中一个臂42接合推杆30，同时另一个臂44由压缩弹簧46作用，压缩弹簧46向复位构件38提供顺时针偏置压力，该复位构件38推动上臂42抵靠推杆30。如图4所示，突出部48从构件38向后延伸，使得当凸轮构件32移动到其下部操作位置时，突出部48被移动的托架机构的凸轮构件32接合。这使得复位构件的上臂42抵抗来自弹簧46的偏压而远离推杆30。

图5和图6进一步示出了与托架机构相关联的通风机构。这包括在烤面包机2的外壳52的基部中的孔50以及在热箱6的基部56中的孔54。这些孔50、54的目的在于提供空气入口，烤面包机2外面的空气进入以在双金属致动器20运行后帮助其冷却至低于其工作温度，从而使其复位。因为烘烤空间外部(例如热箱6下面)的空气的温度明显低于内部的空气，当孔50打开时，随着热空气从烤面包机2的顶部逸出，较冷的空气通过孔50、54被吸入热箱6中，这使得双金属致动器20快速冷却到低于其工作温度，因此其可以通过复位机构返回到其第一位置。

提供了能够关闭孔50的水平滑动挡板58。这由拉力弹簧60起作用，其用于将挡板58偏压到其打开位置。然而，如图6所示，当用户向下按压手柄36开始烘烤操作时，凸轮构件32上的凸轮表面62与挡板构件上的对角表面64接合，以使其抵抗弹簧偏压关闭孔50。这防止当面包被加热时热空气通过孔50泄漏。

在烤面包机2的操作中，面包8插入到壳体顶部的一个或多个槽中，以便被形成托架机构的一部分的托盘(未示出)接收，并且杆36被压下。这使得面包8被降入热箱6中。这也使得凸轮构件32向下移动轴34，轴34将复位臂38推离推杆30(图4)。凸轮构件32还用于水平推动挡板52以覆盖孔50(图6)。

如通常通过杆36降低托架还关闭开始烘烤循环的电路，并借助于电磁体(未示出)将托架向下闩锁。

在这个阶段，双金属致动器20应处于例如图3中所示的第一位置，并且因此板簧触点18闭合。这使得微控制器对给定加热功率为2.2kW的两个加热元件通电。因此热箱6内的温度会迅速增加并干燥面包表面。一旦热箱6内的温度已达到对应于面包表面约160℃的温度，装置进入第二模式，其中双金属致动器20卡入其第二反向曲率位置，水平地推动推杆12，并且因此分离板簧触点18，该弹簧触点18断开加热元件中的一个，仅留下一个加热元件通电。因此，热箱6仅以1.1kW的功率加热。随之而来的对微控制器的信号中断使得其记录第一模式的时间并开始第二模式的计时器。

第二模式的持续时间由微控制器决定。所述时间基于用户选择的褐变程度和第一模式的持续时间来选择。例如，如果热箱由于之前的烘烤循环仍然温暖，面包只会短时间经历较高功率的第一模式，并且与如果烤面包机从冷开始面包在第一模式花费更长的时间相比，面包在第二模式中可能需要稍长的时间。

一旦已经经过预定时间，将托架保持在较低位置的电磁铁被断电，释放托架返回其初始位置，并且使其余的加热元件断电。当托架向上移动时，其升高凸轮构件32，并且因此允许弹簧60作用在挡板58上以朝外壳壁52缩回，这样打开孔50以允许冷空气进入孔54并且因此进入热箱6以冷却双金属致动器20(图5)。此外，当构件32向上移动时，这允许复位臂38被复位弹簧46推动以承载推杆30，然后推杆30按压双金属致动器20的边缘28。一旦双金属致动器20已经冷却到低于其工作温度，由复位臂38提供的力足以迫使双金属致动器20回到其第一位置并复位。

如果用户希望在使用烤面包机2后不久的一段时间再次使用它，则他们只需插入更多的面包8并按压杆36。热箱6已经高于环境室温。例如可能在大约60℃。与上述相同的过程发生，然而，因为双金属致动器20将更快地达到其工作温度，在两个加热元件都通电的情况下，在第一模式中花费的时间将被减少，如上所述，这可能导致第二模式稍微延长，但整体烘烤时间可能比烤面包机是冷的时更短。

因此，可以看出，所描述的实施例提供了一种简单而有效的方式来实现比常规烤面包机更快的烘烤循环时间，而不会相应地增加燃烧风险。

在本发明的范围内，许多变化和修改是可能的。例如，这些原理可用于加热/烹调其他食品。可以使用风扇来进一步加速第一模式。可能没有孔或挡板机构。例如，这可能是因为第二模式的功率和持续时间使得双金属致动器的冷却低于其工作温度在第二模式期间自然发生。

Claims (33)

1.一种用于烘烤食品的装置，其布置为在烘烤期间接收和支撑所述食品，并且包括加热元件组件，所述加热元件组件布置为通过辐射热加热所述食品的表面，其中所述装置布置为以其中所述加热元件组件以第一功率运行的第一模式以及其中所述加热元件组件以第二功率运行的第二模式运行，所述装置还包括具有第一位置和第二位置的热敏致动器，并布置为通过从所述第一位置移动到所述第二位置，在预定温度下从所述第一模式切换到所述第二模式，所述装置还包括用于迫使所述致动器返回到其第一位置的装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述热敏致动器为双金属致动器。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述热敏致动器布置为当其从所述第一位置移动到所述第二位置时作用在推杆上，以使所述推杆打开或关闭一对触点。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述触点直接连通或断开为构成所述加热元件组件的一部分并与所述第一模式和第二模式之一相关联的元件或元件部分供电的电路。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述触点的状态还向控制所述装置的操作的一个或多个方面的电子电路提供输入信号。

6.根据权利要求3,4或5中任一项所述的装置，其中所述触点由板簧提供。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述热敏致动器布置为在烘烤循环结束时自动复位。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置包括可垂直移动的托架。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述可垂直移动的托架布置为使所述热敏致动器复位。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括有弹性地偏置到热敏致动器的复位构件，以提供能够将所述热敏致动器从所述第二位置移动到所述第一位置的复位力。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述复位构件布置为当可垂直移动的托架或所述可垂直移动的托架位于操作位置时，所述复位构件被保持为远离所述致动器，但是当所述可垂直移动的托架被释放以弹出所述食品时，所述复位构件被允许以其弹性偏置作用在所述致动器上。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述热敏致动器位于容纳所述加热元件组件的内部隔室内。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述加热元件组件包括至少两个加热元件，并且通过选择性地对所述加热元件供给能量来改变所述第一模式和所述第二模式之间的功率。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述加热元件空间分布在整个所述装置中。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其中所述元件布置为使得两个所述元件都分布在所述食品的所有侧面周围。

16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第二功率低于所述第一功率。

17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第一功率在1.8kW与2.6kW之间。

18.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第二功率在0.9kW和1.3kW之间。

19.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中与所述第二模式相比，所述第一模式中所述功率改变至少50％。

20.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第二模式的持续时间由电子控制器控制。

21.根据前述权利要求中任一项所述的装置，布置为在所述第二模式结束时以关闭所述加热元件组件并弹出所述食品。

22.根据前述权利要求中任一项所述的装置，布置为根据所述第一模式的持续时间改变所述第二模式的持续时间。

23.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述热敏致动器的放置和工作温度使得在使用中，所述食品的表面的温度在140℃至180℃的范围内。

24.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括在所述装置的外壁中的靠近所述热敏致动器的孔。

25.根据权利要求24所述的装置，包括挡板，所述装置布置为当所述装置运行以加热所述食品时选择性地关闭所述孔；以及当装置不运行以加热所述食品时，打开所述孔，从而允许空气在所述致动器周围循环。

26.根据权利要求25所述的装置，其中所述挡板耦合到所述可垂直移动的托架。

27.根据权利要求26所述的装置，其中所述挡板有弹性地偏置到其打开位置，但当所述托架处于其操作位置时保持关闭。

28.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第二模式中的所述第二功率足够低于所述第一模式中的所述第一功率，并且在所述第二模式中花费的时间使得所述热敏致动器能够在所述第二模式期间冷却至其工作温度以下，以及因此能够在所述第二模式结束时立即复位。

29.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括布置为引导空气穿过所述食品的表面的风扇。

30.根据权利要求29所述的装置，布置为在所述第一模式下操作所述风扇，并且在所述第二模式中降低速度或关闭所述风扇。

31.根据权利要求29或30所述的装置，布置为在加热循环结束时操作所述风扇以有助于冷却所述热敏致动器。

32.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括用于接收所述食品的一个或多个垂直槽。

33.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述食品被支撑在所述装置中的垂直位置。