CN107702167A - 用于炉灶顶部对流烹饪的盖组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于炉灶顶部对流烹饪的盖组件。一种盖组件，其可以放置在具有底部表面的锅具上，该底部表面配置为放置在炉灶顶部的燃烧器上，待烹饪的一个或更多个食物通过架子支撑在锅具的内底部表面上方。盖组件覆盖锅具，并且因此封闭待烹饪的一个或更多个食物和由锅具和盖组件界定的空腔内的架子。气流发生器安装在轴上，轴从设置在罩部分的相对侧上的马达延伸穿过盖的罩部分，马达使轴旋转以在空腔内产生气流。该盖组件使用比常规的加热炉烹饪通常所需的时间和能量少的时间和能量烹饪食物。

Description

用于炉灶顶部对流烹饪的盖组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年8月8日提交的序列号为62/371,966的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请据此通过引用以其整体并入本文。

发明背景

发明领域

本发明涉及一种盖组件，该盖组件可以与烹饪锅具一起使用以至少部分地通过对流在炉灶顶部(stove top)上烹饪食物。更具体地，本发明涉及一种盖组件，该盖组件包括由马达驱动的气流发生器，马达由盖组件的手柄组件支撑。

相关技术的简要描述

常规加热炉(oven)是用于烹饪或加热食物的厨房用具。现代加热炉通常由天然气或电力供应燃料，并且通常被包含在厨房炉灶(stove)中，厨房炉灶具有带有预界定的燃烧器的顶部表面，烹饪锅具可以放置在该顶部表面上。

大多数常规加热炉包括加热元件，该加热元件在被包含在加热炉中的食物下方提供热量，加热炉被支撑在机架上。现代加热炉还可以包括用于烘烤的顶部加热元件。

20世纪60年代，风扇被引入到常规加热炉中以循环空气，这借助于对流增加了烹饪食物的速度。其它的对流加热炉是已知的，包括台式对流加热炉(table top convectionovens)，这种对流加热炉包括风扇和热源。

加热炉，无论是常规的、对流的或台式的，都难以清洁，并且倾向于比制备大多数食物所需的容积大得多。另外，台式对流加热炉、烘烤机以及其它烹饪用具占用柜台空间和存储空间。

发明简要概述

本发明涉及一种盖组件，该盖组件可以放置在具有底部表面的烹饪锅具上，该底部表面配置为放置在炉灶顶部的燃烧器上。待烹饪的食物放置在设置在锅具内的架子上，使得待烹饪的食物被支撑在锅具的内表面上方。盖组件覆盖锅具，并且因此封闭待烹饪的一个或更多个食物和由锅具和盖组件界定的空腔内的架子。盖组件包括罩部分、气流发生器以及支撑马达的手柄组件，罩部分跨越由锅具界定的开口，气流发生器安装在延伸穿过罩的轴上，手柄组件设置在罩部分的与气流发生器相对的一侧上。通过设置在手柄组件中的马达来旋转气流发生器在空腔内产生气流，这允许支撑在空腔内的架子上的食物在较少的时间内烹饪，并且使用比常规加热炉通常所需的能量更少的能量。

在优选的实施方案中，马达是由一个或更多个电池供电的直流(DC)马达，该一个或更多个电池可以是可再充电的。应理解，可以通过替代的源例如通过来自AC插座的电源线来提供功率。轴可以由罩部分中的支承件支撑。手柄组件和气流发生器各自配置成使得它们可以与罩部分分离。这使得锅具、架子、气流发生器、手柄组件的非电气部分和罩部分能够在洗碗机中洗涤，然后重新组装使用。优选地，罩部分至少部分透明，这允许人们在烹饪时观察食物。盖组件可以作为套件的一部分提供，其包括一个或更多个气流发生器，该一个或更多个气流发生器在尺寸或构型(例如，俯仰(pitch))上可以相同或不同，从而允许单个手柄组件联接到各种的不同部分和/或气流发生器。

在各种优选的实施方案中，气流发生器是简化的高效离心风扇的形式。手柄组件支撑用于支撑电池电源的电池隔室，电池隔室优选地以如此的方式至少部分地围绕马达，使得电池大体上占据与马达相同的竖直位置。这种布置与例如主要或完全在马达上方的电池组(由此马达/手柄组件的高度至少是与马达和电池两者在高度上相加)形成对比。在说明书和权利要求书中使用的术语“电池(battery)”是指包括一个或更多个电池单元(cells)的容器，在一个或更多个电池单元中化学能被转换成电能并用作电源。

根据优选的实施方案，气流发生器是改进的离心式风扇。简单的两叶片结构提供了低成本和耐用的风扇。该风扇包括具有进气元件和排气元件的浅S平面视图形状。通过在中心处将空气向上拉动并在封闭的锅具空间的顶部处将空气向外排出，当空气也围绕锅具自旋时，会产生复杂但有效的空气运动。相比之下，普通的多叶片螺旋桨风扇主要提供竖直的空气运动。在锅具的典型宽而短的空间中，由于存在可用于空气移动的很小的竖直空间，这种竖直的空气运动是不高效的。

优选地，一个或更多个辐射屏障面向手柄组件和锅具的加热内部之间的空气间隙。在盖的罩部分由透明玻璃制成的情况下，该屏障可以是涂覆在玻璃上的反射涂层。屏障还可以是在盖的罩部分的下方或顶部上的单独的结构。屏障应该具有与手柄/马达组件大致相同或相似的直径或等同的形状，使得组件与烹饪区域中的辐射热隔离。超出手柄组件和屏障的透明罩结构可用于观察烹饪空间。

风扇和手柄组件可从罩部分拆卸，使得形成盖组件的各个部件可以分开洗涤。这些部可以通过扭转锁定动作或通过轴向按压摩擦配合而联接在一起。

优选地，大的开关按钮被装配到手柄组件上的最顶部位置。在优选的实施方案中，按钮是竖直可移动的，以便用户容易操作。例如，当用户的手被食物物质覆盖时，用户可以通过用肘部或手腕的背部接合开关来操作开关。相比之下，滑动开关或不突出的按钮需要手指操作。

可以包括可选的次级冷却系统以进一步冷却马达和/或电池。在优选的实施方案中，次级冷却系统包括装配到马达轴的上端的小风扇，该小风扇配置成从盖上方抽取环境空气作为冷却空气，并将吸入的冷却空气从设置在马达/手柄组件侧面的狭槽中排出。

本发明还提供了用于使用盖组件烹饪食物的方法，以及用于使用后拆卸和清洁盖组件的方法。

下面将在下文中更充分地描述本发明的前述和其它特征，下面的描述详细阐述了本发明的某些说明性实施方案，然而这些仅是指示可以采用本发明原理的各种方式中的一些。

附图简述

参考所附附图，请注意：

图1是盖组件的顶部透视图，该盖组件包括具有手柄/马达组件和风扇的罩部分；

图2是图1的盖组件的底部透视图；

图3是空气搅拌风扇的透视图；

图4是图3的风扇的仰视图；

图5是图3的风扇的俯视图；

图6是手柄/马达组件罩的顶部透视图；

图7是具有手柄/马达组件的盖组件和虚线形式的锅具的侧视图；

图8是手柄/马达组件的局部截面图；

图9是图7的组件的截面图；以及

图10是图1的盖组件的仰视图。

发明详述

在本发明中，盖组件将普通的锅具、罐、烹饪器具、烤盘(baking sheet)或等同的类似的食物支撑设备转换成对流烹饪用具。盖组件形成用于食物的外壳的至少一部分以及动力气流发生器，同时非一体的或可分离的热源提供烹饪食物所需的热量。在优选的实施方案中，炉灶的燃烧器用作热源。但是应理解，本发明的各种特征可以被并入到利用除炉灶的燃烧器之外的热源(例如，烤架、以丙烷为燃料的火炬、篝火、从任何一侧通过罩部分辐射热量的红外线源，等)的设备中。盖的罩部分优选地如附图所示的圆顶形状以便将食物容纳在锅具中，其可以在锅具的周缘上方延伸。然而，罩部分可以比附图中示出的更高(例如，以允许罩部分位于没有朝上延伸的侧壁的平坦的烤盘上)或更浅(例如，以搁置在具有高侧壁的汤锅或其它食物烹饪器具上)，而不脱离本发明。在一些实施方案中，盖的罩部分包括远离手柄组件定位的一个或更多个通气孔，使得蒸汽在烹饪期间可以逸出。盖的周缘11可以包括钢制对准环部分或与罩部分10不同的其它结构，由此盖是环或其它部分和罩部分的组合。

尽管便携式常规烹饪设备是已知的，但是这种设备并不紧凑、高效或方便。本发明的盖组件的一个优点是方便储存。盖组件向常规的锅具或其它烹饪器具添加对流烹饪能力，同时盖组件与其一起使用的锅具是物理上可分离的。因此，只需要将盖组件添加到家庭用具系列，就会享有对流烹饪的益处。手柄/马达组件和气流发生器优选地容易与盖分离。这允许分离的部分的特别紧凑的储存以及容易清洁。

尽管可设想其它尺寸，但是本发明的盖组件优选地与直径在约9英寸至12英寸之间的锅具一起使用。图7示出了虚线形式的示例性锅具200。以这种比例使用本文公开的结构，已经发现，使用额定电压约为4.5伏的串联的三个标准碱性AA电池，功率和电池寿命得到很好的匹配。因此，足够的对流作用将持续约1小时至约8小时。尽管其它的尺寸和形状可以被使用，但是适用于此用途的DC马达的直径和高度为约1英寸。同时，手柄/马达组件应设定尺寸和成形为使电池和马达不会过度暴露于下面的热烹饪室。手柄应易于抓握和提升盖重量，同时保持手指远离盖表面。在图示的实施方案中，马达直接驱动轴。可以以其它方式定向马达(例如，水平地定向带有直角传动装置的马达)以使轴旋转。

在上述约束条件或任何其它有关约束条件下，手柄组件优选地包括宽的基部、窄的中间区段和扩张的宽的顶部部分，如图7中所见到的。在图8和图9中可以看出，电池或电池单元81紧密地布置在马达80周围。在图9中，电池81至少大部分处在盖组件的与马达相同的竖直位置(即，高度)处。在使用图8的三角形圆周布局的情况下，这是适合实际应用的。替代地，电池可以以相邻的并行布置完全放置在马达上方。然而，这相对于图8的俯视图节省了很小的空间，并且要求手柄/马达组件以电池直径增加高度。通过图示的优选结构，存在包围马达80的至少部分封闭的电池隔室，该至少部分封闭的电池隔室被构造或配置成支撑电池并因此将电池保持在马达的顶部下方且在盖上方间隔开。因此，手柄保持合理正常的高度，同时在电池下方变窄且在该水平上方具有更大的直径以装配电池，并且还形成如下所述的提升手柄结构。

如图所示，电池81是圆柱形电池单元，布置成其圆柱形轴线平行于图8的页面。该定向还可以被描述为轴向平行于由盖周缘11描述的平面，垂直于轴86的轴线。所描述的定向与电池是竖直的情况形成对照，然而该水平的定向可以包括朝向竖直方向倾斜，例如，电池倾斜成从水平方向轴向离开上至约20度。如图所示，圆柱形电池81以相应的电池轴线角度端对端布置，在图示的紧凑型3电池构型中，这样的角度为60度。使用直径大约为一英寸的马达和AA电池单元，所示的三角形电池布置以每个电池处于最接近的适合实际应用的相切接触(nearest practical tangent contact)或在空出马达主体空间的情况下相邻地相切的方式紧密地包装。在图9中，马达主体是马达的在马达顶部80a和马达底部80b之间的结构，马达主体是通常在其内部支撑电枢和定子的部分。这可以被描述为与马达主体外部大体上相切。如图所示，这些电池还在适合实际应用的情况下彼此之间最接近，具有例如分离它们的薄绝缘体。电池周向地围绕马达的竖直轴线，并且可以被描述为在马达周围形成电池的电池单元的环。对于手柄/马达组件的结构，电池隔室形成能够支撑电池环的结构，这与电池是否存在于隔室中无关。马达轴线由轴86或链接到马达的其它旋转输出界定。因此，在示例性情况下，手柄的抓握尺寸不超过3英寸的范围。可设想的是，电池还可以轴向垂直于周缘11的平面定向。

可以使用其它电池组合、类型或电源。例如，电池可以是C电池单元、可再充电的、在远离马达或其它结构的包装中或非圆柱形的。另一个选项是使用线路供电的适配器。在这种情况下，电线将从适配器引导到手柄/马达组件。优选地，这样的电线将用含氟聚合物(例如，PTFE或PFA)或聚酰亚胺材料隔热，这些材料适用于电线经过锅具外部的热源处可能发生的高温。

如图1和图8所示，手柄20是截平的圆形，特别地是在弧形侧部分23之间的平坦侧面22处的不完全的三角形。这遵循电池的包装并且允许减小的整体手柄尺寸。因此，与简单的圆形形状相比，手柄更容易抓握，尽管圆形形状仍然能实现其功能并且可以使用。

如图所示，手柄20的壁优选地成角度以部分地面向下，侧面22也是如此成角度的。还存在更面向下的手柄20的部分24，如图7所示。面22和面24从旁边和下面一起围绕示例性电池81，在横截面视图中大体上遵循每个电池81的圆柱形形状或轮廓，如图9的右侧部分所示。这种紧凑型电池隔室容纳电池，并且形成了实用且直观的提升装置。通过握住手柄并在朝下成角度的外部面22、23和/或24上朝上拉动来容易地提起盖。用户可以确信，即使手指有食物油脂，盖也不会从手指滑落。优选地，朝下成角度的面周向围绕手柄组件，如图所示，使得所有的手指抓握位置将找到朝下的面。可选地，朝下的面可以是局部化的，例如，仅在平坦的侧部分22处朝下，并且在弧形侧部分23处接近竖直，其中，通过从上方的形状的视觉引导将用户吸引到平坦部分，具体地，与弧形部分相比，平坦部分需要较小的抓握尺寸。

根据上述替代实施方案，电池隔室完全在马达上方。在这种情况下，隔间可以保留朝下成角度的侧面22和/或23以及下侧24，其中这些结构移动到完全在图9中的马达80上方的位置。该手柄组件还具有较宽的顶部部分(电池隔室——有时在下文中称为“第二部分”)，和在马达80的水平面处的较窄的区段(有时在下文中称为“第一部分”)，因此可以通过在面向下的特征或“朝下的面”上向上拉动来容易地提升替代的手柄组件。

手柄组件包括手指护罩95和窄部分94，窄部分94围绕马达80并且位于电池隔室的朝下成角度的面的下方。这种结构为抓握侧面22或23或下侧24提供了空隙，并且更清楚地界定侧面。手指护罩95防止意外地直接接触罩部分10的表面。因此，窄部分94比装饰凹槽或浅轮廓更高和更深，由此朝下的面足够大，使得手指可以有效地抓握。

锅具的内部可能具有高达450°F的温度，这取决于烹饪的内容。因此，期望手柄/马达组件的结构在这样的程度上被热隔离：适合实际应用同时保持结构紧凑。因此，手指护罩95的另一个功能是作为辐射屏障，优选地在玻璃罩部分和/或盖下方的内部烹饪空间和手柄/马达组件之间的辐射屏障。在这种情况下，手指护罩的上部面优选地为诸如塑料的低热导体。ABS塑料可以是合乎需要的，替代地，手柄组件的手指护罩和其它元件可以是聚碳酸酯、尼龙或其它材料，以获得更高温度性能。使用低传导材料，手指护罩不会将热量过度地传递到接触手指。为了低辐射热传输，手指护罩优选地用浅色涂料、薄金属镀层或其它低发射(低辐射)材料涂覆。手指护罩95优选地延伸到与手柄20相似的直径，以提供所描述的物理和辐射保护。除了该特征之外，透明玻璃可以提供锅具200中的烹饪内容物的视野。

第二辐射屏障90被示出在盖组件的罩部分10的下面。该特征应当是具有金属或其它耐高温材料的构造，这是由于其暴露于整个内部烹饪温度环境。为了低发射率，它应该优选地是光亮表面(bright finish)。在屏障90上方看到空气间隙以减少导热传输。如图所示的屏障90可以提供第二附接功能，这将在后面讨论。屏障90可以是罩部分10的玻璃部分上的膜、镀层或其它低辐射涂层。尽管这不能提供空气间隙，但是可能是较低成本的选项。优选地，屏障90具有与手柄20相似的直径或俯视图形状，以保护手柄免受热辐射，同时维持锅具内容物的超过屏障90以外的视野。在各种可能的位置中的辐射屏障阻挡朝下成角度的外部面22、23和/或24或手柄组件的其它暴露特征竖直暴露到罩部分10下方的锅具200内的加热的内部烹饪空间。

为了获得最佳的电池寿命，电池在使用期间不应过热。如图7中所示，电池在罩部分10上方间隔开，其中马达80的至少部分长度分离这两个特征。在图9中，该间隔约为一个AA尺寸的电池直径，而电池的顶部处于马达80的顶部处或靠近马达80的顶部。具体地，电池81的示例性圆形截面与马达的顶端相切或几乎相切，电池直径或周长从马达的顶部朝下延伸。优选地，电池离开罩部分10的最近的顶部表面至少1/4到1/2英寸。更一般地，包括中心水平电池轴线的电池与马达主体处于相同的竖直水平，其中电池轴线优选地低于但接近马达主体的顶部。如本文所述，电池轴线是电池的直径或宽度的中心，这在图9中为用于81的右边的引导线的位置。由于具有如前所述的有效的辐射屏障，电池与盖的间距可能处于低端。但为了防止传导性的热传递，电池不应与盖的罩部分接触。如上面讨论的，示出的至少约一个电池直径的间距为由电池隔室形成的手柄提供远离罩部分10的自然的抓握距离。

电池罩40(图6)装配在手柄20的顶部。通过拉开卡扣配合或通过转动处于螺纹或卡口式配合的手柄20，电池罩可以从手柄20拆卸以用于电池更换。优选地，风扇60和手柄/马达组件都是可拆卸的以用于清洁和/或存储。风扇60包括用于装配马达轴86的中心孔66。弹性密封件可以围绕马达轴86，例如，在凹槽38处(图9)。密封件应该是柔顺的，使得其不会引起如下面讨论的来自装配公差的摩擦。还可以例如在手柄组件和罩之间的接口96处使用衬垫。另外的屏障90(包括凹部92和/或凸起93)可以用作罩部分10和手柄组件之间的密封衬垫。衬垫防止蒸汽(和热)通过孔上升并进入到手柄组件中。在没有衬垫或其它密封元件的情况下，蒸汽可能上升到手柄中并通过存在于手柄的部件之间的任何开口或间隙逸出。衬垫可以由硅胶、金属或其它密封材料制成。衬垫还可以集成到手柄组件中，使得其围绕马达轴86，并且因此确保任何蒸汽可能渗透到手柄中的接缝或其它区域被密封。

弹性元件(例如，弹簧线或夹子)可以装配到风扇毂65，以通过摩擦将风扇保持到轴。可以在轴86中设置平坦部，以防止马达和风扇之间的扭矩连接部旋转打滑。在图7中通过朝下拉动将风扇从马达轴移除。风扇还可以通过螺纹保持到轴86。

为了附接手柄/马达组件，屏障90可以包括凹部92。此外手柄基部35包括毂37。凹部92和毂37可以分别是带螺纹的，从而通过在罩部分10上旋拧手柄组件来经由凹部92将手柄组件固定到盖。其它结构可以将手柄组件附接到盖。例如，屏障90或等效结构可以具有中心的非圆孔，该中心的非圆孔以卡口固定作用与手柄基部35的非圆特征配合。如上所述，手柄/马达组件附接到罩部分10，并且风扇60独立地附接到手柄/马达组件。这两个操作可以作为不需要诸如螺丝刀或类似物的工具的正常操作程序来完成。随着手柄组件和风扇从罩部分10分离，风扇60可以在使用后被清洁。现有的对流烹饪用具并不建议使对流空气搅拌装置与盖正常分离的结构。

风扇60优选地为示出的长形结构以形成空气搅拌风扇。它可以由不锈钢或铝或其它耐温材料制成。它包括在相对的端部处的桨片61，并且优选地在图4和图10的视图中逆时针旋转。桨片61在这些视图中轻微弯曲以形成浅S形状，其中桨片的推进面相对于来自自旋轴线的径向方向朝外面向。桨片仅部分地沿风扇的长度延伸，终止在边缘61a处。在边缘61a之外，小的唇缘62向风扇横截面提供翼型形状(图9截面图)。唇缘62还加强了风扇的抗弯。在运转时，风扇60由于桨片61的通过桨片上的S曲线的径向偏离角(off-radial angle)增加的离心作用来朝外移动输出空气。输入空气从风扇下方在唇缘62的位置上方被吸入。效果是锅具内复杂的空气运动。在图7中，横向空气运动单元160示出了径向输入/输出空气运动。另外的空气运动相对于图10逆时针围绕自旋轴线。因此，存在来自风扇60的运动的横向径向和自旋轴线空气旋转。由此产生的高度动荡的环境确保锅具内的食物得到对流烹饪的全部益处。值得注意的是，不需要将空气驱动到风扇60上方的有限空间，或从风扇60上方的有限空间驱动。应理解，如果需要，风扇可以配置成迫使空气在如先前描述的相反方向上在界定在盖和锅具之间的空腔内流动。

可选地，可以使用普通的多叶片螺旋桨来代替空气搅拌风扇60。实验测试显示，这种普通的风扇使用大体上更多的功率来提供较不复杂的空气运动。例如，四叶片螺旋桨可以在相同电压下使用多20-30％的电流，而没有空气运动的优势。这是相关联的锅具和盖的形状约束的结果。如图7和图9所示，风扇60应尽可能靠近罩部分10，以提供距离风扇下方的食物的空隙。因此优选地，风扇60完全在罩部分10的最低周缘11的上方。风扇60与手柄组件的紧密配合还提供了风扇可以优选地直接且稳定地安装到马达轴86，其中轴被支撑在马达支承区域82上。此外，不需要中间支承件或延长器。例如，图9中的间隙68允许罩或手柄组件与风扇60或马达80之间的装配的公差，由此风扇毂或马达轴将不会由于过度摩擦而磨损。然而，如上所述，可以在此使用支承件或密封件。螺旋桨风扇主要轴向地移动空气，这就是此类风扇的目的。为了提供食物空隙，风扇邻近盖内部，因此上方存在较少的空间以允许轴向空气运动。因此，该风扇被有效地阻挡正常的功能，并且不能有效地操作。

优选的长形风扇60的另一个优点是更坚固的结构。四叶片螺旋桨风扇必须具有大的外部叶片部分，其具有窄的颈部或根部。大的外部区域容易围绕窄的根部弯曲而变形并损坏风扇。与之相比，风扇60具有沿其长度通过唇缘62的连续加强，并且较少的叶片区域是凹凸不平的。最后，由于风扇60为长形的形式，因此制造成本较低。当从扁平的金属原料冲压时，桨片部分61可以嵌套到相邻的坯料以减少材料浪费。

控制按钮30装配在手柄/马达组件顶部，以启动和停止马达操作。期望的是，马达操作不超过所需要的时间以节省电池寿命。此外，如果风扇60例如已经变得油腻，则最好在提起盖之前将其关闭，使得油不会飞溅到锅具外。因此按钮30应该快速并且容易地操作。该按钮装配在电池罩40的凸起部46上，底切卡扣(undercut snaps)优选地将按钮保持在上部受限的操作位置中。在凸起部46处的重叠或等同结构防止滴液进入马达空腔。按钮30可轴向移动，用于这种运动的空隙朝向面43，图9中可见。按钮30被弹簧偏压到所示的上部位置并且链接到通断开关(例如位于空间85中)。按钮30较大，优选地至少是如图所示的马达80的直径或更大，并且中心地对准以与马达轴86的轴线重合。按钮还是手柄/马达组件的顶部最突出的特征。利用所描述的结构，按钮30被良好地暴露并且易于单手操作或完全不用手操作。例如，如果用户的手被食物油脂覆盖，按钮30可以由肘部或手腕的背部操作，同时盖组件不会被油脂弄脏。不存在干扰这些用户臂部位的不精确的接触的相邻的结构。按钮30包括优选的圆形顶部以背离边缘朝向中心集聚压力。在集中的压力下，按钮不易倾斜而使链接的开关可能无法可靠地操作。还可设想的是，“切断”开关可以集成到手柄组件中，使得当手柄被提升时，盖的重量启动“切断”开关而关闭马达，从而防止当盖从锅具提升时风扇旋转。

在图示的实施方案中，指示了可选的次级冷却系统。小风扇可以附接到图9中的空间85中的后马达轴86a。该风扇通过图6和图9中的通气开口45从手柄组件的上方朝下抽吸空气。来自该区域的空气比靠近盖或锅具边缘的空气冷。在边缘处，例如，来自炉灶燃烧器的热量升高而在锅具周围产生集中的热环形区域。冷却空气然后经过电池并在狭槽25处向外离开。如图所示，在弧形手柄部分23下方存在三个空气出口。这种朝外的流动通过阻止热空气从锅具边缘向上和朝内移动而进一步帮助冷却。实验测试已经表明，该第二冷却特征不是必需的，但是可选地用于增加电池和/或马达的寿命。

电池罩40可以包括凹面43。如图所示，它是一种美学的形状，表明其内部的对流运动。凹部还通过具有围绕按钮30(图9)的凸起表面使冷却空气更间接地进入开口而添加一些额外的保护，以防止污染物进入马达空腔。

根据本发明的方法，具有悬挂架子的锅具放置在炉灶顶部燃烧器上。待烹饪的食物放置在架子上，优选地在食物部分之间留下开放的空间，使得空气可以在食物部分之间流动。盖组件放置在锅具的顶部上。炉灶顶部燃烧器产生能量，从而加热锅具底以及封闭的锅具空腔中的空气。启动盖组件上的开关使马达通电引起风扇旋转，从而在锅具空腔内产生气流。

来自燃烧器的热量升高到空腔中的食物烹饪温度。风扇组件使空腔中的加热空气冲击食物表面，从而通过对流加热食物。还可能的情况是，由于食物可以从架子吸收一些热量，食物同时通过传导被加热。食物可能进一步通过从锅具底穿过架子中的开放空间发出的红外(辐射)能量进一步加热。

由于食物同时通过多达三种途径(即，传导、辐射以及对流)在烹饪温度下接收热量，因此食物以比在加热炉中或在炉灶顶部上快得多的速率烹饪。作为示例，当根据包装指示在常规加热炉中烹饪冷冻炸薯条时，大约需要45分钟彻底烹熟；20分钟将加热炉预热至425°F，并且另外需要25分钟在425°F进行烹饪。根据本发明的盖组件可以放置在锅具上，并用于在10分钟内使用设定为中等的炉灶顶部燃烧器烹饪相同质量的炸薯条。总而言之，根据该示例，炸薯条在常规加热炉中烹饪所需时间的大约四分之一的时间内完成。

平均家用加热炉的额定功率为3,000瓦，并且平均炉灶顶部额定功率为1,000瓦。上述示例中烹饪炸薯条所需的能量单位如下：

·加热炉相对能量单位等于3000瓦特乘以45分钟等于135,000相对能量单位。

·炉灶顶部相对能量单位等于1,000瓦特乘以10等于10,000相对能量单位。

·所消耗的能量单位的差异——10,000除以135,000等于7.4％。

因此，根据以上示例，用盖组件制备的炸薯条比在常规加热炉中烹饪相同质量的食物所需的能量少92.6％。

另外的示例

以下示例使用根据本发明的盖组件进行制备，并且与常规加热炉相比，证明了以低的平均能量消耗的加快食物烹饪时间。

示例1-冷冻生鸡翅

在常规加热炉中推荐的烹饪时间和温度：

·烹饪时间＝23分钟

·烹饪温度＝450F

·加热炉预热时间＝20分钟

·总烹饪时间＝43分钟

使用原型盖组件的实际烹饪时间：

·炉灶顶部燃烧器＝中火

·总烹饪时间＝10分钟

·总烹饪时间减少75％

·消耗的能量减少80-90％

示例2-冷冻法式炸土豆

在常规加热炉中推荐的烹饪时间和温度：

·烹饪时间＝25分钟

·烹饪温度＝425F

·加热炉预热时间＝20分钟

·总烹饪时间＝45分钟

使用原型盖组件的实际烹饪时间：

·炉灶顶部燃烧器＝中火

·总烹饪时间＝10分钟

·总烹饪时间减少75％

·消耗的能量减少80-90％

示例3-冷冻鸡胸肉

在常规加热炉中推荐的烹饪时间和温度：

·烹饪时间＝50分钟

·烹饪温度＝350F

·总烹饪时间＝50分钟

使用原型盖组件的实际烹饪时间：

·炉灶顶部燃烧器＝中火

·总烹饪时间＝18-20分钟

·总烹饪时间减少60％

·消耗的能量减少70-80％

上述示例代表了当使用根据本发明的盖组件时食物烹饪时间和消耗的能量的正常减少。

采用本发明进一步加快食物烹饪速度的附加手段包括将导热金属插入件插入到固态食品中。使用导热金属插入件的固态食品的一些示例包括马铃薯、鸡肉部分(例如，腿部和胸部)，以及牛肉、猪肉等的各种切块。所述金属插入件被设计成与锅具的底部表面直接物理接触，并且提供物理支撑装置以在锅具的底部和固态食品之间创建空气间隙。固态食品被金属插入件的相对的端部穿透，将其保持在适当位置中。热量从锅具表面通过金属插入件传导并且传导到固态食品中。

示例4-生土豆

在每种情况下，将重15盎司的生土豆加热(烘烤)至210°F的最终内部温度。

在常规加热炉中的烹饪时间和温度：

·烹饪温度＝400F

·总烹饪时间＝50-60分钟

使用原型盖组件(不具有食物插入件)的实际烹饪时间：

·炉灶顶部燃烧器＝中火

·总烹饪时间＝35-40分钟

·总烹饪时间减少34％

使用原型盖组件(具有食物插入件)的实际烹饪时间：

·炉灶顶部燃烧器＝中火

·总烹饪时间＝25-30分钟

·总烹饪时间减少50％

在另外的方法中，根据本发明的炉灶顶部对流锅具组件的盖组件被拆卸(例如，通过将手柄部分与气流发生器部分和罩分开)，并且洗涤(例如，通过放置在常规的洗碗机中)锅具、分离的盖组件部件(除了手柄)。包含马达的手柄可以手动洗涤，并且可以储存在抽屉中。该组件的其它部件可以存储在存储常规锅具/盖的位置。因此，该装置使清洁变得容易，并且不会占用厨房的柜台空间。

本领域技术人员将容易想到额外的优点和修改。因此，本发明在其更广泛的方面不限于本文所示出和描述的具体细节和说明性示例。因此，在不脱离由所附权利要求及其等同物界定的总体发明构思的精神或范围的情况下，可以进行各种修改。

Claims (20)

1.一种用于烹饪锅具的盖组件，所述盖组件包括：

罩部分，其用于跨越和封闭由所述锅具的周缘界定的开口；

手柄组件；以及

气流发生器；

其中，所述手柄组件支撑马达和电池隔室，

其中，所述马达至少部分地设置在所述手柄组件的第一部分内，

其中，所述电池隔室至少部分地设置在所述手柄组件的第二部分中，

其中，所述手柄组件的所述第二部分在至少一些区中比所述第一部分宽，使得所述第二部分形成用于所述盖组件的提升结构，

其中，所述气流发生器是风扇的形式，其配置成在所述罩部分的与所述手柄组件相对的一侧上安装在能够通过所述马达被旋转的轴上，使得当所述盖组件搁置在所述锅具上时，所述风扇设置在由所述锅具和所述盖的所述罩部分界定的空腔内，并且

其中，所述手柄组件包括在所述第二部分和所述第一部分之间延伸的至少一个面。

2.根据权利要求1所述的盖组件，其中，所述罩部分包括周界边缘，其中，所述电池隔室至少部分地围绕所述马达，并且其中，所述电池隔室配置成支撑一个或更多个电池，使得所述一个或更多个电池中的每一个的纵向轴线平行于由所述罩部分的所述周界边缘界定的平面。

3.根据权利要求2所述的盖组件，其中，所述电池隔室配置成支撑多个电池，使得所述多个电池在与所述轴的旋转轴线垂直的平面中周向围绕所述马达。

4.根据权利要求3所述的盖组件，其中，所述电池隔室配置成以三角形布置支撑三个电池，使得所述三个电池中的每一个的所述纵向轴线与所述三个电池中的其它的所述纵向轴线以60度角相交。

5.根据权利要求4所述的盖组件，其中，所述盖组件还包括支撑在所述电池隔室中的三个电池，并且其中，所述三个电池以在空出所述马达的外部空间的情况下相邻地相切的方式通过所述电池隔室被支撑。

6.根据权利要求1所述的盖组件，其中，所述电池隔室配置成支撑多个电池，所述多个电池围绕所述马达以环形布置。

7.根据权利要求1所述的盖组件，其中，所述手柄组件还包括控制按钮，其中，所述控制按钮设置在所述手柄组件的顶侧上，其中，所述控制按钮配置成能够平行于由所述轴界定的轴线移动，其中，所述控制按钮与所述轴中心地对准，并且其中，所述控制按钮包括在所述电池隔室的顶部上方延伸的部分，以形成所述手柄组件的暴露的上部构件。

8.根据权利要求1所述的盖组件，其中，所述罩部分由玻璃形成，其中，辐射屏障附接到所述罩部分和所述手柄组件中的至少一个，并且其中，所述辐射屏障配置成当将所述锅具放置在炉灶的加热的燃烧器上时，减少从所述空腔到所述手柄组件的热传递。

9.一种盖组件，包括：

罩部分；

手柄组件；以及

气流发生器；

其中，所述手柄组件支撑马达和电池隔室，

其中，所述气流发生器是风扇的形式，其配置成在所述罩部分的与所述手柄组件相对的一侧上安装在轴上，所述轴能够通过所述马达被旋转，并且

其中，所述电池隔室配置成支撑多个电池，使得所述多个电池以环形周向地围绕所述马达。

10.根据权利要求9所述的盖组件，其中，所述电池隔室配置成支撑成三角形布置的所述多个电池。

11.根据权利要求9所述的盖组件，其中，所述电池隔室配置成支撑所述多个电池，使得所述多个电池占据所述罩部分上方的与所述马达的主体相同的竖直位置，并且其中，当所述手柄组件安装在所述罩部分上时，所述多个电池中的每一个的纵向轴线在所述马达的主体的顶部部分下方。

12.根据权利要求9所述的盖组件，还包括围绕所述轴的密封件，所述密封件防止来自所述罩部分的与所述手柄组件相对的所述侧的蒸汽和/或热量进入所述轴附近的所述手柄组件。

13.根据权利要求9所述的盖组件，其中，所述电池隔室配置成支撑大体上为圆柱形的电池，并且其中，所述电池隔室配置成使得当所述手柄组件安装在所述罩部分上时，由所述电池隔室支撑的所述电池中的每一个与所述盖的所述罩部分间隔开至少一个电池直径。

14.根据权利要求9所述的盖组件，其中，所述手柄组件还包括用于控制所述马达的操作的控制按钮。

15.根据权利要求14所述的盖组件，其中，所述控制按钮在所述手柄组件的顶侧上形成暴露的突出部。

16.一种方法，包括：

通过将手柄组件和气流发生器联接到罩部分来组装盖组件，而不使用工具，使得所述手柄组件和所述气流发生器设置在所述罩部分的相对侧上，其中，所述罩部分配置成跨越和封闭由烹饪锅具的周缘界定的开口，其中，所述手柄组件支撑马达和电池隔室，所述电池隔室包含用于为所述马达供电的至少一个电池，并且其中，所述气流发生器为风扇的形式，所述风扇安装在轴上，所述轴能够通过所述马达被旋转；

将所述烹饪锅具放置在热源的燃烧器上；

将架子放置在所述锅具中，所述架子配置成将待烹饪的食物支撑在所述锅具的内部底表面上方且允许空气流动穿过设置在所述架子中的孔；

将待烹饪的食物放置在所述架子上；

将所述盖组件放置在包含所述架子和待烹饪的食物的所述锅具上，使得所述风扇设置在界定在所述锅具和所述盖组件的所述罩部分之间的空腔内，所述空腔还包含所述架子和待烹饪的食物；

使用由所述热源发出的热量加热所述锅具和所述锅具的所述空腔中的食物以开始烹饪食物；以及

使用所述手柄部分上的开关来激活所述马达，使得所述马达使用来自所述至少一个电池的电力来旋转所述风扇，以在烹饪食物时在所述空腔内产生气流。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括使用所述开关停用所述马达以及从所述锅具移除所述盖组件。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括通过将所述手柄组件、罩部分以及气流发生器彼此分离来拆卸所述盖组件。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括在洗碗机中洗涤所述分离的罩部分和所述气流发生器。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括在所述罩部分和所述气流发生器已经在所述洗碗机中被洗涤之后重新组装所述盖组件。