CN114729754A - 具有可变风扇驱动器的移动再循环烤架 - Google Patents

Abstract

一种再循环烤架，包括灶台和具有多个板条的进气口，进气口配置为从灶台吸入烟雾；内部气压室，配置为产生真空力，以将空气和烟雾从灶台拉入进气口；扩散器，位于气压室内并向下和向外延伸；管道，配置为接收来自气压室的气流并且具有至少一个过滤器；风机外壳，包裹变速风机，变速风机配置为将空气和烟雾从灶台拉入进气口并且使得空气和烟雾通过气压室进入管道；以及可变风扇驱动器(VFD)用于控制变速风机，以提高过滤器使用寿命。进气口、气压室和风机配置为达到100％的可见烟雾捕获率。

Description

具有可变风扇驱动器的移动再循环烤架

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月7日提交的第62/884,014号美国临时申请的优先权，该美国临时申请在此通过引用而完整地合并入本申请。

技术领域

本申请大体涉及室内烤架和料理台的领域，特别是再循环烤架/台。

背景技术

在本领域餐厅和私人使用的室内烤架是众所周知的。烹饪食物会产生烟雾。传统上，使用电或燃气作为能源的室内烹饪需要排烟。这通常意味着安装昂贵、静态且坚固的通风系统，如烟橱等。烟橱的使用是暖通空调(HVAC)系统的主要负担。这些头顶位置的烟橱必须物理地放置在烹饪表面的正上方，即便如此设置其物理位置，它们仍然不能实现显著的烟雾捕获效果。因此，在这些系统附近时，暴露在气味中和呼吸时吸入因此产生的烟雾是很常见的。这也会造成气味污染。适当通风的需求进一步限制了相应烤架或烹饪表面的灵活性、创新性和设计性。

在传统的日式牛排馆或铁板烧餐厅，烤架在给定的室内占地空间中占据了相当大的面积。烤架是固定的或静止的，以适应相应的头顶通风烟橱系统。这限制了餐厅创设以及适应各种风格、座位安排和整体设计的能力。此外，如果通风不完美，顾客经常抱怨气味污染并渗入他们的衣服，从而破坏用餐体验。这些室内灶台很难清洁和操作，因为为了满足消防和安全法规的要求，它的许多结构部件是固定的。

室内循环烤架是众所周知的。这些烤架和灶台被设计为不需要头顶通风和烟橱系统。然而，商业运营这些烤架所需的安全认证通常由UL和/或ETL标准管理。UL/ETL认证要求100％的烟雾捕获率以及消防安全响应以及电子和机械的应急关闭。当烹饪设备的尺寸减小时，这可能很难实现。

尽管为解决与现有烤架相关的问题还进行了其他尝试，但这些尝试均未教导或建议具有本发明优点和特征的材料和/或方法。

发明内容

本公开提供了一种再循环烤架，包括:(a)由位于可调节加热单元上方的固定框架支撑的灶台；(b)进气口，其具有多个板条且配置为从灶台吸入烟雾；(c)内部气压室，其配置为产生真空力，以将空气和烟雾从灶台拉入进气口；(d)扩散器，位于废料舱上方，并向下和向外延伸；(e)管道，容纳有至少一个过滤器，所述至少一个过滤器配置为从来自所述气压室的循环空气和烟雾中捕获不需要的颗粒；(f)风机外壳，包裹变速风机，所述变速风机配置为响应于可变风扇驱动器(VFD)和控制过程来调节速度，所述风机配置为将空气和烟雾从灶台拉入所述进气口并且使得空气和烟雾通过所述气压室进入所述管道；以及(g)控制器，连接至所述VFD，所述控制器配置为调节所述风机的风扇速度从而调整过滤器的使用。

在一个实施例中，所述至少一个过滤器包括毛织档板过滤器。在另一个实施例中，烤架进一步包括位于所述毛织挡板过滤器下游的具有最低效率报告值(MERV)过滤器和碳过滤器的组合一次性过滤器，其中组合一次性过滤器作为单个单元提供。所述过滤器的组合配置为提供从灶台的100％的可见烟雾捕获率以及在排气口测量的低于百万分之五的蒸汽油脂含量。挡板过滤器在管道内定位为呈倾角，并配置为在气流接触组合一次性过滤器之前对气流形成阻档。在另一个实施例中，在管道中设置了气味控制消除结尾过滤器。

在另一个实施例中，控制器连接至加热单元、变速风机、位于气压室和管道内部的多个气流和温度传感器、以及安全系统。控制器配置为监控变速风机以及在管道内的所有过滤器的性能，并在超过默认风速或温度阈值时激活安全系统。VDF可以配置为监控通过至少一个过滤器的空气流量发生大于或等于10％的变化时的风机速度。控制器配置为在气流变化大于10％时关闭变速风机和烤架。

在另一个实施例中，气压室形成开放空间，开放空间配置为允许气流膨胀、冷却并且引导气流从进气口到管道。气压室形成上、下空气分隔室，所述上、下空气分隔室配置为在进气口形成真空效应，气压室配置为允许进入进气口中的空气中的大的油脂粒子凝结和脱离空气，并且在气压室壁上形成液滴。气压室壁是向位于烤架底部的油脂收集器倾斜的。进气口、气压室和风机配置为能够对可见烟雾实现100％的捕获率。

在又一个实施例中，再循环烤架还包括在灶台大部分或全部长度上延伸的狭长槽，并且狭长槽位于进气口的下方。送风管与送风机和送风口连接，所述送风口配置为从灶台的另一侧捕获灶台上方的可见烟雾，并将可见烟雾引导至所述进气口。进气口被定位成悬挂在槽的上方以增加捕获的深度。

本公开为烤架提供的控制器还包括配置为显示操作条件并向用户提示故障、诊断、所需维护以及输出指令的人机界面(HMI)屏幕。在本实施例中，VFD配置为逐渐提高变速风机的速度，以达到保持适当的空气速度和捕获能力的水平，直到所述过滤器到达使用周期的结束并且HMI通知用户更换过滤器。控制器包括配置为向移动设备发送指令或状态的无线通信模块。

本公开提供了一种操作具有可变风扇驱动器的再循环烤架的方法，包括：(a)提供一个上述的再循环烤架；(b)使用位于管道中的气流传感器测量气流，并产生输入信号；(c)将所述输入信号传送到控制器，其中所述控制器为可编程逻辑控制器(PLC)；(d)从PLC产生输出信号；(e)响应于所述输出信号来调整所述可变风扇驱动器(VFD)；和(f)调节变速风机的转速，确保气流在所需的预定速度内。气流的变化与过滤器的效率和使用周期相对应。

出于概述本公开的目的，在此对本公开的某些方面、优点和新颖特征进行了描述。应当理解，并不必须是根据本公开的任何一个实施例都可以实现所有这些优点。因此，本公开可以以实现或优化本文教导的一个优点或一组优点的方式实施或执行，而并不必须是也要同时实现本文教导或建议的其他优点。被认为是新颖的本公开的特征在说明书的结尾部分被特别指出并清楚地被要求保护。参考以下附图和详细描述，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。

附图说明

本说明书文字部分随附的附图说明了根据本发明的教导构建和操作的本发明的实施例和使用方法。

图1A示出了具有外壳的本发明再循环烤架的俯视图。

图1B示出了图1A的再循环烤架的正视图。

图1C示出了图1A的再循环烤架的等距透视图。

图1D示出了图1A的再循环烤架的侧视图。

图2A示出了图1A-1D的再循环烤架的俯视图，无外壳，暴露出具有风机外壳和风机风扇的气流管道。

图2B示出了图2A的暴露的再循环烤架的正视图。

图2C示出了图2A的暴露的再循环烤架的等距透视图。

图2D示出了图2A的暴露的再循环烤架的侧视图。

图3为本发明的再循环烤架的部件分解图。

图4A示出了具有狭长槽的再循环烤架的俯视图，其内部部件暴露在外，并通过移动平台从外壳中拉出。

图4B示出了图4A的暴露的再循环烤架的等距透视视图。

图5A示出了本发明再循环烤架的内部的气压室。

图5B示出了根据本发明的扩散器。

图6A示出了具有外壳的再循环烤架及其使用的伸出的移动平台的俯视图。

图6B示出了图6A的移动平台伸出时的再循环烤架的正视图。

图6C示出了图6A的移动平台伸出时的再循环烤架的等距透视图。

图6D示出了图6A的移动平台伸出时的再循环烤架的侧视图。

图7A示出了具有模块化框架段的图6A的移动平台的暴露侧视图。

图7B示出了图7A的移动平台的模块化框架的连接件。

图7C示出了图7A的移动平台的模块化支架。

图7D示出了图7A的模块化支架的示例侧视图。

图8A示出了与本发明的再循环烤架相关的用餐表面设计的俯视图。

图8B示出了图8A的再循环烤架的等距透视图。

图9A示出了与本发明的再循环烤架一起使用的挡板过滤器的前视图。

图9B示出了图9A的挡板过滤器的部件的分解侧视图。

图9C示出了图9B的部件分解图的等距透视图。

图9D示出了与本发明的再循环烤架一起使用的组合过滤器的正视图。

图9E示出了图9D的组合过滤器的侧视图。

图9F示出了图9D的组合过滤器的等距透视图。

图10为与本发明的再循环烤架一起使用的可变风扇驱动器(VFD)相关的流程图。

图11A示出了再循环烤架的等距透视图，其具有在本发明的再循环烤架的管道内定位为呈倾角的挡板过滤器。

图11B为图11A所示再循环烤架的侧视图。

下文将结合附图对本发明的各种实施例进行描述，其中相似的附图标记表示相似的元件。

具体实施方式

本申请提供的再循环烤架，具有至少一个或者多个以下特征：(i)扩散器和内部气压室，其可操作用于改善进入管道的气流和油脂控制；(ii)废料槽，其在烹饪表面的整个或大部分长度上延伸，并位于进气口的下方；(iii)移动平台，用于操纵和改进烹饪单元的内部部件的可触及性以进行清洁和修理；(iv)可变风扇驱动器(VFD)，用于改善通过过滤器的气流的效率和控制；和(v)组合过滤器，可用于改善过滤器的废料处理、清洁和更换。本公开提供了一种再循环烤架/烤台，其是可移动的，并且满足符合UL/ETL安全标准的具体要求。对现有烤架进行了改进，这些改进涉及易于使用/维护、高效的加热特性以及低水平的噪音/振动以不干扰用餐体验。这包括烤架/台，它是模块化的，可以有效地拆卸以便装运和运输。

术语“烤架”和“烤台”在工业中和整个说明书中可以互换使用。通常，商业厨房或铁板烧风格的餐馆将具有一个或多个具有平顶烹饪表面的烤架，该平顶烹饪表面由连接到用于调节烹饪温度的控制旋钮的多个电子或燃气燃烧器加热。烤架/烤台包括位于烹饪表面下方的内部部件。烤架/烤台可以包括外壳，外壳的尺寸和形状可以保护和隐藏内部部件。如果烤架/烤台是可移动的，或者设置在餐厅座位区从而让顾客就座于其近旁，则需要额外的安全预防措施。

参考图1A-7D，所示为示例性烹饪装置或再循环烤架或烤台100。在这个实施例中，烤架100包括灶台110，灶台110相对平坦地位于烤架内部的上方。灶台110可以由任何足以烹饪和易于清洁的材料制成。在这个实施例中，灶台110被制造成由不锈钢制成的单个板。灶台110可以具有矩形几何形状，该矩形几何形状具有沿着长边的长度“L”和沿着短边的宽度“W”。用户或厨师/主厨可以在沿着长度L的前视图位置获取和管理食物的烹饪。对于铁板烧风格的餐馆，顾客暴露于并近距离观看他们的食物的烹饪，顾客或客人可以沿着宽度W的周围以及前视图的相反侧坐着。这通常是所希望的，因为观看厨师工作的经历正是这些餐馆的娱乐和吸引人的重要部分。

再循环烤架100包括支撑灶台110的内部部件，使捕获烹饪产生的烟雾成为可能。如图1所示，烤架100由侧壁115、前盖116和后壁(未示出)包围，从而形成外壳。出于安全和美观的目的，这些壁封闭了内部部件，并且还可以用作消声器来限制、减少、消除不想要的噪音。沿着盖116定位的是挡板过滤器门118，该挡板过滤器门118是可移除的，以允许进入容纳一个或多个过滤器的管道120。在一个实施例中，可选的控制器122沿着盖116定位，其允许用户控制灶台110的加热，打开和关闭烤架100，并提供在相应屏幕上可见的基本诊断数据。在一个实施例中，控制器122包括与数字显示器一起的触摸屏控制和兼容性。在进一步的实施例中，控制器122可以是可编程的，并且包括人工智能和智能适应性，以针对特定用途进行调节，从而扩展或提高烤架效率和性能。这可以包括调节与烹饪表面相关的热点区，以及伴随某些部件的退化来调节环境条件。

烤架100的内部部件包括管道120和风机外壳121。管道120用作过滤器外壳，用于容纳可操作以过滤从灶台110抽来的烟雾和气流的过滤器。当食物在灶台110上烹饪时，烟雾和废气被通过送风管119送出的空气推动，并被拉入进气口112。在烤架100的使用过程中产生的烟雾/空气被油脂和食物颗粒污染，并且在被烤架100释放出之前必须被过滤掉。管道120包围过滤器，这些过滤器通常包括挡板过滤器和辅助过滤器(见图9-11)。送风管119连接到送风机128，送风机128直接将空气推出送风口129。送风机128产生低速空气，该低速空气被朝向进气口112推动从而横扫灶台。这在灶台110上形成了空气幕。空气幕结合风机外壳121内的抽拉式风机能够防止空气污染，并允许达到100％的可见烟雾捕获率。

风机外壳121包裹有风机风扇123，可从灶台110抽吸空气。风机必须足够强，从而以足够的速度将空气从灶台110拉入进气口112并使得空气通过气压室150进入管道120，空气在穿过风机风扇123并排出烤架100之前在管道120中被过滤。这种空气可以称为“再循环的空气”。再循环的空气被向下推动并通过地板，在使用者的脚下处排出。在一个实施例中，百叶窗式通风口127定位于朝向烤架100的前部，以在空气离开时引导空气向外并向下流出。在一个实施例中，风机风扇123包括入口环，该入口环将空气漏斗式汇聚到风机中以提高效率。风机包括具有向后的曲线形的离心式风扇，以产生捕获烟雾所需的气流。

为了加热灶台110，多个电加热元件126直接位于灶台110下方。在该实施例中，提供了三个加热元件126，以允许对灶台110顶部的区域进行烹饪或加热。这允许用户通过在表面上产生不同的温度区来以多种方式管理烹饪食物。例如，一个区域可以用来加热米饭和蔬菜，而另一个区域可以用高得多的温度来烹饪肉类和鱼类。加热元件126电耦合到用于向灶台110输送热量的能源(未示出)和用于手动控制烹饪表面温度的控制旋钮(未示出)。在另一个实施例中，采用了数字和智能控制。燃气也可以用作热源，并且在本公开的范围内。灭火喷嘴114位于进气口112附近，并指向灶台110。这是一种安全措施，当被故障安全机制触发时，会释放灭火化学物质。安全合规性要求喷嘴114以及遍及烤架100内部的相应的传感器的存在和起作用。安全传感器被配置成当超过预定的温度和/或压力阈值时触发喷嘴114。

烤架100还包括沿灶台110周边设置的防溅板113。该防溅板113被配置为减少和防止油脂和食物掉落或被推离灶台10。这在顾客就座于烹饪表面近旁的餐馆环境中尤其有用。

槽

在一个实施例中，烤架100包括狭长槽或“油脂”槽125，它被配置为在灶台110的长度L方向上延伸。在一个实施例中，灶台110沿长度L方向为48英寸，并且槽125在其大部分或整个长度L上延伸。槽125沿着正面116形成在开口内。这允许使用者将废料和食物推进开口，并将其捕获在槽125内。进气口112位于槽125的正上方，并且沿着背面具有开孔或板条152，以捕获来自烹饪表面的烟雾和废气。待被进气口112捕获的空气中所携带的额外油脂和颗粒可以被捕获在槽125中。收集在槽125中的废料被推到废料舱111中，废料舱111是可以从烤架100的前盖116打开的抽屉。废料抽屉111收集由使用者推入槽中的食物残渣和油脂。槽125允许沿宽度W方向的相对于进气口112更短的烹饪表面，从而允许空气幕完全阻止污染的空气从灶台表面逃逸。因为槽125沿着长度L方向延伸，所以用户更容易从灶台110清除废料。槽125包括向下的斜坡，该斜坡允许废料流向废料抽屉111。

烤架100的附加内部部件包括电气盒124，该电气盒124可位于风机外壳121旁边，并容纳用于烤架100的大部分或全部电气部件的电子部件和电源连接器。这些电气部件包括风机、加热元件、控制器和传感器。消防罐140携带灭火剂，当被触发时，消防罐140将灭火剂通过消防管道141输送到喷嘴114。在这个实施例中，与电气箱124相比，消防罐140位于风机外壳121的相反的另一侧。还可以提供系统释放模块142，其是当被触发时释放灭火剂的机械系统。UL/ETL合规性要求具备传感器机制和机械安全机制二者。

气压室和扩散器

特别注意图5A和5B，本发明提供了气压室150，该气压室150具有开放空间结构，该开放空间结构被配置为促成和促进空气从进气口112高效地流向管道121。气压室150将进气口112连接到管道121。这是空气被引向由管道121容纳的过滤系统时所遵循的初始路线。气压室利用扩散器151来满足在从烹饪表面(灶台110)开始到接触第一过滤器之前具有至少18英寸的距离的安全要求，这是通过迫使空气绕过扩散器151流动来实现的。扩散器151被配置形成向下和向外朝向气压室壁153的斜坡结构。在这个实施例中，扩散器包括相对平坦或水平的中心段1501和两个相对的斜坡段1502，斜坡段1502向下倾斜并远离由中心段1501限定的平面A-A。在一个实施例中，斜坡段1502朝向烤台的外壳的气压室壁153延伸，以使气流远离中心段1501。扩散器可以进一步包括竖直端部段1503，以允许被扩散的空气向下流动到气压室150的下部。

在一个实施例中，扩散器151由金属形成，例如不锈钢，例如304不锈钢或316不锈钢等。不同的段可以焊接在一起。在使用时，空气通过进气口112进入，到达扩散器151，扩散器151将空气分开以使其在至少两个不同的方向上沿着各个段1502移开并移向侧壁115。由扩散器151形成的物理存在物迫使空气在朝向管道121向下移动之前朝向气压室壁153向外移开。在此过程中，随着气压室的空间体积增加，空气膨胀并因此快速冷却，这迫使较大的颗粒在被过滤之前从空气中落下。这用作烟雾或任何通过烤架100再循环的气体的预过滤。该扩散的空气必须在扩散器151周围急转弯，这导致多余的油脂被甩到气压室150的底部，在那里油脂将排到油脂托盘154。当载有油脂的空气穿过气压室150时，由于金属的较低温度，油脂自然的凝结在最外壁153上。在一个实施例中，气压室150的底部沿着壁153的排放段1504向下倾斜，以允许重力将油脂颗粒排放到油脂托盘154。

在此实施例中，气压室壁153的几何形状是分段的，显示出尖锐的连接点，而不是平滑的曲线。虽然两者在本公开的范围内都可以被设想，但是分段曲线设计提供了制造的便利，因为各个分段可以被焊接在一起。气压室壁153被配置成引导和促进空气流和油脂向下流向气压室150的底部。

扩散器151有效形成两个空气分隔室，扩散器151上方的气压室上部室155和扩散器151下方的气压室下部室156。这些空气分隔室形成了隔室开口尺寸与隔室内立体体积尺寸的较大比例。这产生“真空”效应，该效应对于为了达到100％或接近100％的可见烟雾捕获率而在进气口112处所要产生的空气速度来说是必需的。横跨进气口112的表面积产生了空气流动比率即空气速度和空气体积的比率。这在气压室侧壁153的几何形状内被平衡，以确保对于给定尺寸的烤架100达到100％的可见烟雾捕获率。允许通过改变进气口112的表面积来操纵空气速度，并且允许通过改变气压室壁153的形状来改变空气体积，从而可以操纵真空效应。随着体积减小，速度增加。然而，体积的增加对风机和过滤器提出了更高的要求。因此，气压室150的尺寸和形状的平衡应该被优化以确保满足风机和烟雾捕获的要求。

废料抽屉111的位置应适合于气压室150的空间要求，因为气压室包围了烤台100的整个前部。因此，废料抽屉111不像现有的室内烹饪台那样直接安装在灶台110的下方。在这个实施例中，废料抽屉11被放置在气压室150的中心，延伸穿过气压室150到达灶台110的下侧。这利用了由扩散器151造成的死区来最小化对气流的阻挡效应。在这个实施例中，扩散器151形成抽屉111的顶部。

平台设计

本发明进一步提供了移动平台，其可操作以实现烤台100的高效和有效操纵，及其内部部件的可触及性和清洁。在本实施例中，移动平台包括固定框架130，其形成用于保持灶台110及其一些内部部件的结构。固定框架130由模块化框架段230形成，模块化框架段230具有在模块化框架230的长度方向上延伸的安装槽231。在这个实施例中，每个模块化框架段230具有相对正方形的横截面，并且可以被切割成任何期望的大小。在一个实施例中，框架段230由铝或可操作用于保持台100及其部件的任何材料制成。固定框架130包括水平框架段130和竖直框架段133。在本实施例中，平台进一步包括轮子117，其可以是脚轮等。轮子从水平框架段130向下延伸，并允许沿着地板或平坦表面手动操纵整个烤台100。这满足每个烤台100单元所需的移动性，这改善了清洁、设计、可触及性等。

固定框架130用作基础框架。移动框架131与固定框架130连接，并可在固定框架130内滑入和滑出。在如图1所示的闭合配置中，移动框架131整体位于固定框架130内并位于灶台110下方。在打开位置，内部组件可以从外壳中被拉出并露出，如图3、4A、4B、6A、6C、6D和7A所示。在这些实施例中，移动框架131滑出并延伸以允许触及内部部件。移动框架131支撑用于消防系统、管道和风机外壳的管路系统。在另一个实施例中，电气盒进一步位于移动框架131上。移动框架131可以由模块化框架段230构成，就像固定框架130一样。在本实施例中，移动框架131还进一步连接到滑动抽屉132，滑动抽屉132允许移动所述移动框架131以滑入和滑出导轨。

每个框架段230的每一端均可由连接件232覆盖。在这个实施例中，连接件232形成四个突起233，在它们之间限定了通道234。通道234允许连接件232通过通道231的接合而安装和连接到任何其他模块化框架段232。因此，可以形成和设计多个框架结构，用于安装和保持烤台100及其任何相应的部件。这允许改进定制和设计。

在一个实例中，平台设计由两部分组成：移动平台131和固定框架130。移动平台131通过沿着宽度W方向在烤台100的两侧滑动而连接到固定框架130上。当滑动至相互分开时，固定框架130支撑灶台110、加热元件126、电气盒124、热电偶、接线盒和送气组件128。移动平台131支撑风机123、管道组件120和消防系统部件140/141/142。在另一个实施例中，电气盒由移动框架支撑。在工作台100打开的情况下，可以容易地实现触及管道120的顶部以触及和更换过滤器。此外，电气盒124和消防系统部件140、141和142分别位于移动平台的右侧和左侧，并且加热元件126位于灶台110的下方，从而也使得维护变得更容易和更易触及。

平台设计允许更好地触及内部部件，以进行清洁、过滤器更换和维护。由于对至少18英寸的710b安全要求以及对烤台高度的要求，过滤器必须几乎与地面齐平。为了触及该区域以清洁或更换过滤器，通常需要爬在地面上。此外，由于管道两侧需要有电气和消防空间，如果没有本文所描述的移动平台，就没有触及这些系统后面的管道的容易方法。此外，在没有本发明的移动平台的情况下，消防和电气系统将需要从地面触及。本发明提供了一种可分开成两部分的烤台，以允许从顶部触及过滤器、电气和消防系统。

用固定框架隔离电气箱提供了改进的电气配置。当电气箱固定时，技术人员可以触及烤台的大部分区域，而不用改造或接触电气箱。这允许电气箱到其他部件或电源的固定连接点。电气箱可以包括两个通过线圈电缆连接的多路复用器。消防系统连接有自己的线圈电缆。

当利用移动平台时，消防管道、移动部件之间的布线以及固定/调平都需要优化。对于消防管道，固定框架进一步向内移动，以允许消防管道延伸到气压室并到达灶台。这允许消防系统搁置在移动平台上。移动部件之间的布线通过使用卷曲的电缆来解决，当不伸出时，这些电缆会恢复成类似弹簧的形状。通过将框架放置在包括支腿和轮子的调平脚轮上来实现调平。为了安全起见，平台通过滑块连接到框架上，滑块可以很好地承受平台重量。这允许平台承受额外的重量被施加到平台上的不可预见的情形，例如人倚靠在气压室上的情形。

图8示出了示例性烤台100，其具有围绕灶台110的进食或用餐表面300。因为烤台100是可移动和便携的，所以可以实现多种用餐表面设计。在一个实施例中，表面300是相对方形的。然而，其他几何形状也在本公开的范围内可以被设想，例如圆形和矩形。用餐表面300是可以与烤台100一起移动的，或者是固定的以允许烤台100从该表面移入和移出。进一步设想，用餐表面300可以实施多种材料和美学设计。

过滤器设计与可变风扇驱动器

以前的型号难以解决拥有成本高的问题，因为以适当的程序和频率清洁静电沉淀器(ESP)过滤器会产生劳动成本。员工维护和清洁这些单元的培训成本相对较高。如果处理不当，ESP很容易损坏并导致故障。本发明提供了一种使用被动过滤器的烤架。在一个实施例中，被动过滤器包括MERV(最低效率报告值)式过滤器，如Merv15和气味控制组合过滤器(组合过滤器)和毛织挡板过滤器。这些被动过滤器是一次性的，当被油脂完全饱和时就是更换的时候了。此外，需要清洁的内部隔间被设计为易于触及，以减少清洁时间。与使用静电沉淀器(ESP)相比，使用被动过滤器可以增加静压。然而，利用控制风机速度的可变风扇驱动器(VFD)(参见图10的流程图)，过滤器寿命可以增加。在一个实施例中，根据UL/ETL标准，VFD可以监测达到10％的气流变化(如果气流变化超过10％，装置关闭)。这种过滤器布置可以提供100％的可见烟雾捕获率，这是烟雾捕获所必须满足的，并且在EPA测试条件下提供在排气口测量的小于5ppm(百万分之五)的蒸汽油脂含量。这产生了彼此相反的要求：为了适当过滤的最低空气速度，以及为了捕获烟雾的高空气速度。

参考图9-11，本发明提供了一次性组合过滤器500。组合过滤器与毛织覆盖的挡板过滤器400一起工作。使用变速风扇而不是恒速风扇来延长过滤器的使用寿命。毛织挡板过滤器400包括将毛织插件412和挡板过滤器414保持在一起的框架410。挡板过滤器414可以被移出并清洗。毛织挡板过滤器400将首先捕获构成进入系统(烤台100)的油脂的大部分的大油脂颗粒。过滤器400上的毛织覆盖物412也是一次性的，应该根据需要更换。剩余的气载油脂将被收集在组合过滤器500上。

组合过滤器500由一个包装中的两个不同的过滤器512和514组成。第一个是收集物理气载油脂的MERV过滤器512。第二个是碳过滤器514。该碳过滤器514将吸附产生气味的颗粒。根据710B规范要求，如果气流变化超过10％,再循环装置必须关闭，并且可能需要对每个过滤器进行检测。可变风扇驱动器(VFD)可以增加其转速，从而在过滤器逐渐被饱和的过程中保持空气速度。由于MERV过滤器的性质，当过滤器逐渐被饱和时，过滤效率逐渐增加，因此当风扇速度上升时没有丢失捕获的风险。这使得过滤器可以在过滤器的整个使用寿命中使用，而不需要由于气流规范要求而进行更换。为了解决检测问题，组合过滤器500是为用户方便而专门设计的，并限制所需的检测量。

以前的系统利用静电沉淀器或ESP。ESP存在与清洁和可靠性相关的问题。出于安全考虑，ESP只能由专业人员操作，因为它是一个高压部件。此外，对ESP的不当操作经常会损坏内部电路板/电池。当电池弯曲或损坏时，ESP将使电源组短路，导致装置故障。由于必须频繁清洁ESP，如果没有专业人员处理，极有可能发生损坏。

过滤的另一个挑战涉及实际过滤器的给定空间。过滤器效率取决于携带油脂的空气通过过滤器的时间长度。实现这一点的两种方法是减慢空气速度或增加过滤器的深度。为了解决这个问题，气流被阻挡，并且挡板过滤器400在管道120内成角度地定位(见图11)，以增加管道120的可用深度。

图10示出了可变风扇驱动过程600的流程图。在该示例中，过程600开始于框610，在框610中，气流由气流传感器测量。在框620，气流传感器产生输入信号。在框630，可编程逻辑控制器(PLC)接收框620的输入信号。这在框640产生输出信号，然后流程进行到框650以调节可变风扇驱动器(VFD)。然后，在框660，VFD驱动风扇速度进行相应调节。

消除和减少气味是使用再循环烤架或任何室内餐厅环境时需要解决的问题。因此，在另一个实施例中，在空气已经被挡板过滤器和组合过滤器清洁之后的气流路径中配置结尾过滤器。这个结尾过滤器可以包括具有相对大的表面积的过滤材料，以捕获和/或消除任何残留的气味颗粒，例如来自肉类的脂肪酸。在另一个实施例中，结尾过滤器被特别设计成消除由牛排/牛肉、海鲜、家禽、蔬菜、大米和食用油的烹饪产生的气味。

本发明提供了一种再循环烤架/烤台，其通过将油脂排入烤架100内部来利用槽125收集油脂。如果槽125位于进气口112的正前方，这将会增加捕获烟雾所需的距离。因此，通过使得进气口112悬挂在槽125的上方以增加捕获深度来克服这一缺点。此外，可以通过调节过滤器400/500的构造来优化气流，以获得用于捕获烟雾的可接受的空气速度，与此同时平衡空气速度与体积的比率，以产生真空效应。在灶台110的与进气口112相对的另一侧上增设送风口119和送风机128可以捕获空气，这导致额外的捕获，并防止空气从烤台逃逸。这导致在进气口112的方向上引带空气，有助于捕获烟雾。

使用根据本发明的烤架也可降低服务成本。以前的型号没有诊断技术问题的指示器。例如，ESP通常由于缺乏清洁而出现故障。如果没有适当的清洁，大量的油脂/碎屑会堆积在ESP上，造成电气短路。如果不采取纠正措施，电源组将进入安全模式，并导致过滤效率和烟雾捕获率的损失。本公开结合了熔断器上的指示器、突出显示的短路指示器、以及通过人机界面(HMI)屏幕提醒用户解决特定故障和输出指令的智能系统。

本发明提供了一种烤架/烤台，具有与大多数厨房的其他单元相匹配的标准尺寸。在一个实施例中，本发明的烤架/烤台符合厨房占地的标准规格：30英寸(高)×50英寸(长)×33英寸(宽)。

本发明提供了一种重量轻、尺寸小的移动式烤架/烤台，可在无需额外劳动的情况下方便地四处移动并穿过门。通过使用铸铝加热器，取消了安装板，从而减轻了烤台的重量。进一步，从低碳钢材改为使用挤出铝材显著地有助于减轻重量。挤出铝材不仅具有重量减轻的优点，而且能够实现模块化设计。挤出铝材件及其子系统可通过螺栓拆卸，用于现场更换，而不需要专业知识。因此，它可以降低服务成本。此外，由于框架可以部分预组装，运输也得以简化。

本发明提供用户友好的特征，包括易于使用/维护。与有限自动温度控制器(“ATC”)不同，本公开的烤架利用先进的HMI(智能)系统显示器，其向终端用户提供诊断信息。这些消息可以提醒用户更换过滤器、更换保险丝或注意有效短路。其减少了大量的停机时间和维护成本。另一个优点包括清洁和过滤器更换的维护水平。如前所述，在拥有成本中，使用带VFD的被动过滤器消除了对主要的主动过滤器的清洁需求。在过滤器逐渐被油脂堵塞的过程中，VFD逐渐升高风机转速至能够维持适当的空气速度和烟雾捕获的水平。这种情况一直持续到过滤器达到其“生命周期终点”，然后HMI通知用户更换过滤器。

进一步，移动平台允许过滤器、进气口和消防系统位于移动平台上，移动平台被容纳于固定框架内，固定框架支撑电气系统、送风系统和灶台。这使得移动平台可以展开，使得过滤管道和其他基本系统可以方便地被触及以进行维护服务。对于过滤器的更换，可以很容易地执行打开管道门、丢弃旧过滤器和滑入新过滤器的简单步骤。在安全装置被正确锁定且移动平台恢复到其原始位置后，该装置可以重新打开并运行。

餐饮业烹饪器具的重要方面是其可靠性和高效加热特性，包括加热/恢复速度。对电器的普遍批评是，温度能力通常不能与燃气供能的单元相匹敌。达到并保持足够的热量可能是一个重大挑战，因为可用的安培数必须在烹饪和内置再循环烟罩系统之间进行分配。在一个实施例中，为了增强加热能力，本公开提供了50安培的灶台子单元，因此增加了可用的安培数。在一个实施例中，提供了包层灶台。包层灶台是铝、钢和其他层状金属的组合，以提高传热特性。铝具有增加热传递和减少热恢复时间的特性。铸铝加热组件还覆盖了灶台底部的大部分区域，创造了更均匀的边对边加热特性。

本发明提供了一种具有降低和消除声音和震动功能的烤台。对于再循环烤架，电机的运行以及风机产生的气流会产生较高水平的声音和振动。不正确的制造过程导致的空气泄漏/裂缝会导致高音调的哨声被感测到。在一个实施例中，基于消声器尺寸的增加会降低音调的理念，废气被排入烤架自身。较高的音调听起来比相同分贝水平的较低音调更烦人。由于没有使用传统的消音器，烤架被双层波纹板包围，从而对从烤架内产生的声音产生消音作用。此外，可以使用适当的垫圈来固定风机和所有移动部件，以产生尽可能低的声音和振动水平。烤台的内壁表面有效地用作消声器，它会作用于排出的空气。随着大量废气从框架下方的位置以任意方向离开烤架，废气被导向特定区域以控制湍流和夹带。为了实现这一点，在烤架周围提供了踢板以防止空气泄漏，并在气压室上增设了百叶窗面板和扩散器，从而以向下的角度引导废气。

本发明可利用以下方面：与固定框架配合的移动平台；结合VFD使用被动过滤器，以保持最低可能的空气速度用于捕获烟雾；利用外部框架本身作为消声器，以解决声音和空间问题；在再循环系统的进气口前设置槽；并以一定倾角放置挡板过滤器。

应注意，使用方法中所述的步骤可根据用户偏好以多种不同的顺序进行。在这里的权利要求中，“…的步骤”的用语不应解释为“用于…的步骤”，并且不旨在触发美国法典35U.S.C.§112(f)条款的规定。在阅读本说明书时，应当理解，在适当的情况下，考虑到诸如设计偏好、用户偏好、市场偏好、成本、结构要求、可用材料、技术进步等事项，可能足以采用使用方法的其它设置，例如上述所列步骤的不同顺序，删除或添加某些步骤，包括或排除某些维护步骤等。

本文所述的本发明的实施例为示例性实施例，可容易地设想多种修改、变化和重新布置，以实现基本等效的结果，所有修改、变化和重新布置均包含在本发明的精神和范围内。此外，前述摘要的目的是使美国专利商标局和一般公众，尤其是不熟悉专利或法律术语或措词的科学家、工程师和本领域的从业者，能够通过粗略的浏览而快速确定本申请的技术公开内容的性质和本质。

Claims (20)

1.一种再循环烤架，包括：

(a)位于可调节加热单元上方的灶台；

(b)进气口，其具有多个板条且配置为从所述灶台吸入烟雾；

(c)内部气压室，其配置为产生真空力，以将空气和烟雾从所述灶台拉入所述进气口；

(d)扩散器，位于所述气压室内并向下和向外延伸；

(e)管道，容纳有至少一个过滤器，所述至少一个过滤器配置为从来自所述气压室的循环空气和烟雾中捕获不需要的颗粒；

(f)风机外壳，包裹变速风机，所述变速风机配置为响应于可变风扇驱动器(VFD)和控制过程来调节速度，所述风机配置为将空气和烟雾从灶台拉入所述进气口并且使得空气和烟雾通过所述气压室进入所述管道；以及

(g)控制器，连接至所述VFD，所述控制器配置为调节所述风机的风扇速度从而调整过滤器的使用。

2.根据权利要求1所述的再循环烤架，其中，所述至少一个过滤器包括毛织挡板过滤器。

3.根据权利要求2所述的再循环烤架，还包括位于所述毛织挡板过滤器下游的具有最低效率报告值(MERV)过滤器和碳过滤器的组合一次性过滤器，其中所述组合一次性过滤器作为单个单元提供。

4.根据权利要求3所述的再循环烤架，其中，所述过滤器的组合配置为提供从所述灶台的100％的可见烟雾捕获率以及在排气口测量的低于百万分之五的蒸汽油脂含量。

5.根据权利要求4所述的再循环烤架，其中，所述挡板过滤器在所述管道内定位为呈倾角，并配置为在气流接触所述组合一次性过滤器之前对气流形成阻档。

6.根据权利要求1所述的再循环烤架，其中，所述控制器连接至所述加热单元、变速风机、位于气压室和管道内部的多个气流和温度传感器、以及安全系统。

7.根据权利要求6所述的再循环烤架，其中，所述控制器配置为监控所述变速风机以及在所述管道内的所有过滤器的性能，并在超过默认风速或温度阈值时激活所述安全系统。

8.根据权利要求1所述的再循环烤架，还包括气味控制消除结尾过滤器。

9.根据权利要求1所述的再循环烤架，其中，所述VFD配置为监控通过所述至少一个过滤器的空气流量发生大于或等于10％的变化时的风机速度。

10.根据权利要求9所述的再循环烤架，其中，所述控制器配置为在气流变化大于10％时关闭所述变速风机和烤架。

11.根据权利要求1所述的再循环烤架，其中，所述气压室形成开放空间，所述开放空间配置为允许气流膨胀、冷却并且引导气流从进气口到管道。

12.根据权利要求1所述的再循环烤架，其中，所述气压室形成上、下空气分隔室，所述上、下空气分隔室被配置为在进气口形成真空效应，所述气压室配置为允许进入进气口中的空气中的大的油脂粒子凝结和脱离空气，并且在气压室壁上形成液滴，并且其中所述气压室壁是朝向位于烤架底部的油脂收集器倾斜的。

13.根据权利要求1所述的再循环烤架，其中所述进气口、气压室和风机配置为对可见烟雾实现100％的捕获率。

14.根据权利要求1所述的再循环烤架，还包括在灶台大部分或全部长度上延伸的狭长槽，并且所述狭长槽位于所述进气口的下方。

15.根据权利要求1所述的再循环烤架，还包括与送风机和送风口连接的送风管，所述送风口配置为从灶台的另一侧捕获灶台上方的可见烟雾，并将可见烟雾引导至所述进气口。

16.根据权利要求1所述的再循环烤架，其中，所述进气口被定位成悬挂在槽的上方以增加捕获的深度。

17.根据权利要求1所述的再循环烤架，其中，所述控制器还包括配置为显示操作条件并向用户提示故障、诊断、所需维护以及输出指令的人机界面(HMI)屏幕。

18.根据权利要求17所述的再循环烤架，其中，所述VFD配置为逐渐提高所述变速风机的速度，以达到保持适当的空气速度和捕获能力的水平，直到所述过滤器到达使用周期的结束并且所述HMI通知用户更换过滤器。

19.根据权利要求1所述的再循环烤架，其中，所述控制器包括配置为向移动设备发送指令或状态的无线通信模块。

20.一种操作具有可变风扇驱动器的再循环烤架的方法，包括：

(a)提供权利要求1所述的再循环烤架；

(b)使用位于管道中的气流传感器测量气流，并产生输入信号；

(c)将所述输入信号传送到控制器，其中所述控制器为可编程逻辑控制器(PLC)；

(d)从所述PLC产生输出信号；

(e)响应于所述输出信号来调整所述可变风扇驱动器(VFD)；和

(f)调节变速风机的转速，确保气流在所需的预定速度内；

其中，气流的变化与过滤器的效率和使用周期相对应。

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