CN1342257A - 食品干燥机 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种组合式食品干燥机(380),它采用设置在一干燥机组合件的顶面上的一加热器风扇组件。该加热器风扇组件包括一由电动机驱动的风扇(358)、一加热元件和一将热空气引导掠过诸支承面的空气分配部分。加热器风扇组件(360)最好能够可拆地安装于干燥机组合件的罩盖。在一优选实施例中,罩盖和干燥机组合件在外周面上具有与加热器风扇组件流体相通的空气管道,用于将加压热空气径向朝外引导至组合件的外周边和径向朝内引导掠过多个支承面。干燥机组合件具有一中央开口,它基本竖直地延伸通过诸支承面而与各支承面之间的空间流体相通,用于排出热空气或使其再循环。加热器风扇组件容纳于罩盖内,从而提供一更紧凑的单元。

Description

食品干燥机
                        发明领域
本发明涉及一种在顶部安装有一加热器风扇组件的组合式食品干燥机。
                        发明背景
通过干燥对食品进行保存，这在现有技术中是公知的。以前对食品的干燥通常是通过将食品放在开口的容器中、使其暴露于空气和太阳而实现的。近年来，开发出了机械食品干燥机供家庭使用。这些食品干燥机通常具有多个容纳于一机柜内的搁架，之后放置待干燥的食品。干燥机通常使用由电动机驱动的风扇来将空气吸过开口，使空气通过干燥机循环。通常设置一加热器，用于在空气由风扇循环之前对其进行加热，诸如在美国专利No.5,458,050中所揭示的那种。
目前相当数量的食品干燥机是将加热元件和风扇设置在底盘。加热的空气竖直地流动通过一系列打孔的托盘。空气在第一个托盘处最热、最干，然后在到达后面的托盘时逐渐变冷、变湿。因此，最靠近热空气源的托盘上的食品变得非常干，而远离于热空气源的食品的干燥速度却较慢。将空气竖直引导通过一系列托盘会使干燥不均匀。
将加热元件和风扇电机设置在底盘也会造成清洁方面的问题。这种底盘通常对洗碗机来说是不安全的。另外，底盘会因食品从托盘孔的滴落物而受污染。如果是对肉制品进行干燥，油滴可能会造成火灾。
许多食品干燥机需要使加热的空气在到达食品之前通过不同的管道。这些管道通常有许多弯头，造成热空气在到达食品之前的速度损耗和热量散失。因此，通常使用功率更大的加热元件和风扇来弥补这种空气流动路线在干燥机中的盘绕。最终，目前的大多数干燥机都很大、很笨重，给家庭使用和存放带来困难。
                      发明概要
本发明涉及一种组合式食品干燥机，它采用设置在一干燥机组合件的顶面上的一加热器风扇组件。该加热器风扇组件包括一由电动机驱动的风扇、一加热元件和一将热空气引导掠过诸支承面的空气分配部分。该加热器风扇组件最好能够可拆地安装于干燥机组合件。
在第一实施例中，干燥机组合件具有一中央开口，它基本竖直地延伸通过诸支承面而与加热器风扇组件流体相通，用于将加压、加热空气径向朝外引导掠过多个支承面。该干燥机组合件最好在外周面上具有通风出口，用于排出热空气。最好，至少有一个通风出口设置在各支承面之间。
在第二实施例中，干燥机组合件在外周面上具有与加热器风扇组件流体相通的空气管道，用于将热空气径向朝内引导掠过多个支承面。该干燥机组合件具有一中央开口，它基本竖直地延伸通过支承面而与各支承面之间的空间流体相通，用于排出热空气。热空气的一部分可以被再循环。
食品干燥机的该第一实施例具有一加热器风扇组件，它包括设置在一壳体中的一由电动机驱动的风扇和加热元件。该壳体在中央部分上具有一空气通风入口，通过它外界空气可被吸到加热元件。该壳体还具有设置在一空气分配部分上的吹风口，加压热空气可引导通过该吹风口。干燥机组合件具有一底盘、至少一个食品托盘和一罩盖。食品托盘具有一支承面，该支承面有一用于接纳空气分配部分的中央开口。食品托盘能够与底盘竖直叠置，使得当处于叠置状态时在底盘和食品托盘之间形成一通风出口。罩盖可竖直叠置在食品托盘上。罩盖也具有一用于接纳空气分配部分的中央开口。空气分配部分以接合方式向下延伸通过接合状态下的罩盖和食品托盘中的中央开口，使吹风口设置成将热空气轴向朝外引导掠过食品托盘的支承面。至少有一部分热空气通过通风出口排到外界。
加热器风扇组件可以可拆地或永久性地安装于干燥机组合件。可以用多种不同的机构将加热器风扇组件可拆地固定于干燥机组合件。空气分配部分最好包括第一吹风口和第二吹风口，第一吹风口用于将热空气轴向朝外引导掠过底盘的表面并引导掠过支承面的底板，第二吹风口用于将热空气轴向朝外引导掠过支承面的顶面。可以在第一吹风口下方可选性地设置一分流器。支承面最好是一网孔结构，使热空气可接触食品的顶部和底部。或者，支承结构可以是实心的，用于干燥液态或半液态食品。
通风出口可以设置在罩盖上或设置在形成于罩盖与顶部食品托盘之间的间隙中。罩盖可具有一底缘张开(扩口)的侧壁。可以沿扩口底缘的内周边可选地设置间隔支承件。间隔支承件能够在叠置状态的食品托盘的顶缘与扩口底缘之间形成一个间隙。食品托盘具有一相应的带间隔支承件的扩口底缘。间隔支承件能够在叠置状态的相邻食品托盘的顶缘与扩口底缘之间形成一个间隙。因此，多个食品托盘可以叠置起来，并在它们之间形成通风出口。干燥机组合件的诸构件最好对洗碗机来说是安全的，并可浸入水中。
本发明还涉及一种用于装配具有至少两个食品托盘的食品干燥机的套件。
本发明还涉及一种操作食品干燥机的方法。该方法包括将至少一个食品托盘和一罩盖竖直叠置于一底盘上，使底盘与食品托盘之间以及在相邻食品托盘之间形成通风出口。将加热器风扇组件的空气分配部分向下插设通过罩盖和食品托盘的支承面中的中央开口。将外界空气通过空气通风入口吸入到加热元件并加压，并将热空气通过吹风口轴向朝外引导掠过食品托盘的支承面。将至少一部分热空气通过通风出口排到外界。
在第一实施例中，将加热器风扇组件靠近食品托盘中央设置，可使到达食品的路线最短，并可使空气速度和热量损耗达到最小程度。电动机产生的热量也可保持在干燥机组合件内。在热空气到达食品之前，气流中仅有一个直角弯转，从而使速度损耗达到最小。基本上所有的热空气都直接来自干燥机组合件，而不是来自相邻的托盘，这样便使托盘与托盘之间的空气温度和湿度的差异降低到最小限度。
在第二实施例中，使一部分热空气再循环可节约能量，这是因为虽然该空气含有较高的水分，但该空气已被加热。从食品托盘的外周边提供加热空气可确保使最热、最干的空气在食品托盘周边处遭遇支承面的更大的表面积。空气在径向朝内移动的同时冷却和吸收水分。然而，热空气随着径向朝内移动其速度增大，从而大部分弥补了空气水分含量的增加和温度的降低。
在第三实施例中，加热器风扇组件容纳于罩盖内，而不竖直延伸入支承面。该食品干燥机类似于第二实施例，其干燥机组合件具有多个支承面，这些支承面具有一基本竖直延伸通过它们的开口，该组合件在外周面上还具有与加热器风扇组件流体相通的空气管道。可安装在顶部的罩盖在外周面上具有空气通风入口和一空气管道，它们与加热器风扇组件和干燥机组合件的空气管道流体相通。干燥机组合件的底盘具有一用于排出热空气的通风出口。在叠置状态下，罩盖和食品托盘围绕支承面的外周边形成多个吹风口，用以将热空气径向朝内和基本水平地引导掠过支承面。在工作中，空气通过空气通风入口吸入，通过风扇而吸到加热元件，并且加压热空气径向朝内和基本水平引导掠过支承面。
一种用于装配第三实施例的食品工作机的套件包括：一具有一通风出口的底盘；至少一个食品托盘，它具有一带一中央开口的支承面，并能够与底盘竖直叠置；一罩盖，它能够与食品托盘竖直叠置，并具有一空气通风入口；以及一加热器风扇组件，它包括一由电动机驱动的风扇和可拆地安装于罩盖中的加热元件。在接合状态下，罩盖和食品托盘围绕支承面的周边形成一吹风口，用以将热空气流径向朝内和基本水平地引导掠过食品托盘的支承面。
在第三实施例的食品工作机的操作中，将至少一个食品托盘竖直叠置于一底盘上，并将装有加热器风扇组件的罩盖竖直叠置于食品托盘上。在叠置状态下，罩盖的空气管道与加热器风扇组件和食品托盘的空气管道流体相通。空气通过罩盖的空气通风入口吸入到加热元件；并且热空气朝外引导入罩盖的空气管道、引导入食品托盘的空气管道、以及径向和基本水平地引导掠过食品托盘的支承面。至少一部分空气通过通风出口排到外界，一部分空气由风扇工作所产生的负压通过食品托盘的中央开口竖直朝上吸入风扇。然后，该空气通过加热元件，从而通过系统进行再循环。
关于第一、第二和第三实施例的食品工作机，空气从电热丝线圈行进到食品托盘、直到通过通风出口排出的路线的总长度对各托盘最好都大致相同，以利于实现均匀加热。使热空气水平流过食品而非竖直流过托盘，这还可使托盘与托盘之间对食品的干燥更为均匀。水平的空气流动还可以在不阻碍空气运动的情况下实现液态或半液态物质在实心或无孔支承面上的干燥。诸干燥机组合件的对称性也有助于均匀分配热空气和使食品更均匀地干燥。可拆加热器风扇组件的可拆性可实现对食品干燥机的方便存放。可以预见，相对较紧凑、可拆式加热器风扇组件可与其它厨具一起存放，而较坚固、较大的托盘可存放在其它地方，不用担心灰尘和水分。一旦将可拆式加热器风扇组件从干燥机组合件上拆下，所有其它的构件对洗碗机来说都是安全的，并可完全浸入水中。
有利的是，第三实施例的食品干燥机的加热器风扇组件的紧凑性使其可完全容纳于罩盖内，而不会向下延伸入食品托盘的中央。加热器风扇组件包括一小型无刷直流电动机，该电动机容纳于一离心(径流)式风扇的轮毂内，这样便提供了一低型面的组件。这种结构将电动机重新布置在从食品托盘返回的热空气流以外，并通过来自风扇的气流使电动机冷却，便于在工作过程中将电动机维持在合适的温度。另外，离心式风扇是竖直地吸入空气，并将其水平地排入干燥机的周边空气管道，使用这种风扇便无需使用单独的导向器了。在工作中，离心式风扇还可产生负压，自然地将空气从食品托盘向上吸，从而通过系统实现再循环。使用无刷直流电动机可降低工作过程中的噪声级，延长产品的使用寿命。
第三实施例的食品干燥机的另一个优点在于加热器组件的结构和位置。使用多个固定件将电热丝线圈安装于矩形绝缘平板上，可降低电热丝在装配和干燥机工作过程中受损的可能性，无需用玻璃纤维纱对线圈进行强化。加热器组件平行于风扇出流气流的设置可大大降低空气噪声和气流阻力。将加热器设置在由风扇向上抽吸的再循环空气的路线中，有助于维持系统中均匀的空气温度。
第三实施例的食品干燥机的还有一个优点在于，设置有一恒温器，用以使混合在一起的加热吸入空气和再循环空气便于受监控和进行准确控制。在干燥机装置的顶部安装一温度调节钮也可便于使用者调节循环空气的温度。
                    附图简述
图1a是本食品干燥机的、其加热器风扇组件处于接合状态的侧视剖视图。
图1b是本食品干燥机的、其加热器风扇组件处于分离状态的侧视剖视图。
图2a是本食品干燥机的底盘的仰视立体图。
图2b是图2a的底盘的俯视立体图。
图3a是本食品干燥机的一示例性食品托盘的俯视立体图。
图3b是图3a的食品托盘的仰视立体图。
图4a是本食品干燥机的罩盖的俯视立体图。
图4b是图4a的罩盖的仰视立体图。
图5是本食品干燥机的加热器风扇组件的立体图。
图6是图5的加热器风扇组件的分解立体图。
图7是本食品干燥机的立体图。
图8a是图7的食品干燥机的正视图。
图8b是图7的食品干燥机的侧视图。
图8c是图7的食品干燥机的侧视图。
图8d是图7的食品干燥机的后视图。
图8e是图7的食品干燥机的俯视图。
图8f是图7的食品干燥机的仰视图。
图9是一备选食品干燥机的分解侧视剖视图。
图10是图9的食品干燥机的、增加一食品托盘状态的侧视剖视图。
图11是另一备选食品干燥机的侧视图。
图12是图11的食品干燥机的俯视图。
图13是图11的食品干燥机的侧视剖视图，表示通过干燥机的空气流动。
图14是图13的加热器风扇组件的侧视剖视图。
图15是图11的加热器风扇组件沿15-15线的剖视图。
图16a是图13的食品干燥机的恒温器的侧视图。
图16b是图16a的恒温器的端视图。
图17a是图14的加热器风扇组件的风扇和电动机壳体的俯视图。
图17b是图17a的风扇和电动机壳体的侧视剖视图。
图17c是图17a的风扇和电动机壳体的仰视图。
                    发明详细描述
图1a和1b是本发明优选的食品干燥机20的侧视剖视图。食品干燥机20包括一干燥机组合件36和一可拆式加热器风扇组件34。干燥机组合件36包括一底盘22，上面可叠置一系列食品托盘24、26和28。一罩盖30横跨食品托盘28的顶部而延伸。可拆式加热器风扇组件34通过罩盖30中的一中央开口32(见图4a)和食品托盘24-28中的诸中央开口71而向下延伸入一中央腔室38(见图1b中的虚线)。在一备选实施例中，加热器风扇组件34永久性地安装于干燥机组合件36。底盘22和食品托盘24-28可以由一合适的热塑性材料模制而成，诸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯腈树脂(SAN)或苯乙烯。
图2a和2b分别是底盘22的仰视图和俯视图。底盘22的底部具有一系列连接于底板42下表面的支脚40。围绕底板42的周边延伸有侧壁44。侧壁44具有一顶缘46，它与食品托盘24(见图3a和3b)的扩口底缘64相接合。底板42的顶面具有一系列径向支承件48，使热空气可自由地流过待干燥食品的下方。径向支承件48还可使食品的滴落物收集在底盘22的底板42上，而不会污染位于其上的食品。因此，底盘22可用作一附加的食品托盘。在底板42的中央设置有一分流器50，用于将热空气水平地引导掠过底盘22。
图3a和3b分别是食品托盘24、26和28的俯视图和仰视图。食品托盘24-28最好是相同的。侧壁60具有一顶缘62和一扩口底缘64。支承面66包括一系列径向支承件68和位于侧壁60内周上的肋条70。支承面66最好是一网孔结构，允许热空气到达位于其上的食品的下侧。或者，水平的空气流也允许支承面66为实心的或无孔的，以对液态或半液态物质径向干燥，而不会阻塞空气运动。中央开口71最好位于支承面66的中央。
在图3b的仰视立体图中可清楚地看到，食品托盘24-28具有一系列间隔支承件72，它们延伸于由扩口底缘64所形成的一突脊74上方。间隔支承件72设置成与底盘22的顶缘46或一相邻食品托盘的顶缘62相接合。在图1所示的叠置状态下，食品托盘24的扩口底缘64围绕底盘22的顶缘46而延伸，但间隔支承件72防止突脊74直接与顶缘46接合。因此，在食品托盘24与底盘22之间保持有一个小的间隙。同样，食品托盘26-28上的间隔支承件72分别使叠置状态的食品托盘24-26之间保持一个小的间隙。这些小间隙用作通风出口150-156(见图1)。
图4a和4b分别是罩盖30的俯视立体图和仰视立体图。围绕中央开口32的周边82设置有一系列槽口80。部分周边82相邻于槽口80而形成突脊84，用于与可拆式加热器风扇组件34(见图5)上的相应突起124相配合。在突脊84下面设置有止挡件86，用以限制突起124的移动。相邻于槽口80与突脊84相对地设置有滑动表面88，以便于与突起124的配合。
在图4b中可清楚地看到，罩盖30具有一扩口底缘90，它具有设置成与食品托盘28的顶缘62相配合的一系列间隔支承件92。间隔支承件92延伸于由扩口底缘90所形成的一突脊94的上方，使突脊94与食品托盘28的顶缘62之间形成一个小间隙。该间隙形成通风出口156(见图1)。在一备选实施例中，罩盖30可选择地具有位于扩口底缘90附近的通风出口96。
图5是可拆式加热器风扇组件34的立体图。壳体100包括一手柄102、一中央部分104以及一分配部分106。中央部分104具有一系列顶部分通风入口108和侧部通风入口110，通过它们外界空气可被吸入可拆式加热器风扇组件34。中央部分104的底部设置有突起124，用于与罩盖30上的中央开口32中的槽口80相配合。
如图6中所示，空气分配部分106的底面112具有第一吹风口114。空气分配部分106的圆柱形侧部116围绕其圆周设置有第二吹风口118和第三吹风口120。靠近中央部分104、围绕空气分配部分106的圆周设置有第四吹风口122。空气分配部分106用作一气室，用于将加压热空气导入干燥机组合件36，最好是在支承面66的上方和下方沿水平地引导。
壳体100包括一左侧部分130和一右侧部分132。右侧部分132具有一系列孔134，用于接纳与左侧部分130相接合的螺钉。手柄102的末端具有一电源线开口136。一标准的电源线、插头和应力消除器(未图示)延伸通过中空的手柄102而与一加热器风扇组合件138相接合。电源可以直接连接，也可以在手柄上加装一个开关(未图示)。
加热器风扇组合件138包括一连接于一风扇叶片142的电动机140。一支承结构围绕电动机140并将其牢固地保持于壳体100中。围绕支承结构146上的一系列槽口148缠绕有一电热丝线圈144。支承结构最好由高温材料构成，诸如金云母或白云母。在优选实施例中，支承结构146是0.81毫米(0.032英寸)厚的云母。壳体100最好由高温热塑性材料构成，诸如聚丙烯。图1a和6中所示的支承结构146通常是手持式头发吹干机中所使用的那种，其中将三个或更多个X形云母板147装配起来，并将电热丝线圈144缠绕于板上。通常将一段玻璃纤维纱(未图示)手工穿过线圈而作为强化措施，以防止电热丝线圈断裂并造成电力事故。
电动机140最好是轴流式的，其额定值约为12伏(直流)，在约9伏(直流)的驱动下可得到约4000转/分钟。电热丝线圈144最好是一电阻元件，其发热能力约为360瓦，120伏(交流)，50-60赫兹。电热丝线圈144可分成两部分，一部分与电动机140串联工作，一部分并联工作。这种结构可降低电动机上的电压，使电热丝线圈144的输出温度约为63℃(145°F)。电阻线圈144与电动机140串联的部分约为37欧姆。电阻线圈144并联的部分约为3.33欧姆。可以理解，这些值可以对应于各种因素而进行调节，诸如相应于通风或风扇设计的调整。相邻于电热丝线圈144最好设置一保险丝(未图示)，用以在干燥机20中的温度超过预定值时切断电源。也可以采用恒温器或热控管来维持干燥机内的目标温度。
图7是本食品干燥机20的立体图。图8a到8f是图7的食品干燥机的各面视图。食品干燥机20的直径约为30.5厘米(12英寸)，高约为19.05厘米(7.5英寸)。加热器风扇组件34在罩盖30上方延伸约6.35厘米(2.5英寸)。
如图1a和1b中清楚示出的，将空气分配部分106插设通过通过罩盖30的中央开口32，从而使可拆式加热器风扇组件34与干燥机组合件36相接合。空气分配部分向下延伸通过食品托盘24-28的中央开口71。中央部分104上的突起124与罩盖30上的槽口80对齐并插入于其中。然后，将可拆式加热器风扇组件34沿逆时针方向转动，使突起124沿突脊84的底部滑动，直到它们与止挡件86相接合。滑动表面88可防止加热器风扇组件沿顺时针方向转动。
当可拆式加热器风扇组件34与干燥机组合件36完全接合时，第一吹风口114位于分流器50的上方，使热空气114a引导掠过底盘22的底板并沿食品托盘24的支承面66的底面引导(见图5和6)。第二吹风口118设置成将热空气118a引导掠过食品托盘24的支承面66的顶侧和食品托盘26的支承面66的底侧。第三吹风口120设置成将热空气120a引导掠过第三食品托盘26的支承面66顶侧和第四食品托盘28的支承面66的底侧。第四吹风口122设置成将热空气122a引导掠过食品托盘28的支承面66。空气分配部分将热空气分成分开的各部分。吹风口114、118、120、122最好将热空气分成相等的部分，使每个托盘22-28接纳到基本相同速度下的基本相同量的空气。
如上所述，间隔支承件72与底盘22的顶缘46相接合，使得围绕侧壁44的周边形成一第一通风出口，如箭头150所示。同样，围绕食品托盘24-28的侧壁60的周边形成通风出口，分别如箭头152、154和156所示。或者，直接形成于罩盖30中的通风出口96补充和/或替代通风出口156(见图4a)。
将加热器风扇组合件138靠近于食品托盘22-28的中央设置，可使到达食品的路线最短，并可使空气速度和热量损耗达到最小程度。电动机140产生的热量也保留在干燥机组合件36内。在热空气到达食品之前，气流中仅有一个直角弯转，因而使速度损耗达到最小。另外，热空气在通过通风出口150一156中的一个排出之前仅通过托盘22-28中的一个，因而使湿空气与食品的接触降低到最少程度。
图9是本发明一备选的食品干燥机200的分解侧视剖视图。该食品干燥机200包括一干燥机组合件202和一可拆式加热器风扇组件204。干燥机组合件202包括一底盘206，上面可叠置一系列食品托盘208、210和212。一罩盖216横穿食品托盘212的顶部而延伸。可拆式加热器风扇组件204向下延伸通过罩盖216中的一中央开口218和食品托盘212中的中央开口220。在一备选实施例中，加热器风扇组件204永久性地安装于干燥机组合件202，如上面所描述的。
罩盖216具有一内壁222，它形成一空气管道224。同样，围绕食品托盘208-214的周边在内壁228与外壁230之间形成一空气管道226。内壁228和外壁230可通过各种不同的支承件(未图示)连接，这些支承件对流过空气过得去226的气流施加最小的阻力，诸如在美国专利NO.5,423,249(Meyer)中所揭示的。当处于图10中所示的叠置状态时，空气管道224与空气管道226流体相通。内壁228最好短于外壁230，从而围绕支承面234的外周边形成多个吹风口270、272、274、276，用于将热气流径向朝内引导。在一备选实施例中，内壁230可具有多个用作吹风口的通孔。大体可参见美国专利No.4,190,965(Erickson)；4,224,743(Erickson 等人)；4,536,643(Erickson)；5,420,393(Dornbush等人)；5,423,249(Meyer)。
支承面234从内壁228延伸到位于食品托盘208-214中央处的轮毂状壁240。轮毂状壁240用于形成一内管道244。轮毂状壁240具有多个与内管道244流体相通的槽口242。
可拆式加热器风扇组件204包括一壳体250，它具有一系列顶部通风入口252和侧部通风入口254，通过它们外界空气可被吸入可拆式加热器风扇组件204(见图10)。设置有突起256，用于与罩盖216上的中央开口118中的相应槽口(未图示)相接合。位于壳体250底部的是一空气分配部分258，它将热空气导入空气管道224和226。
加热器风扇组合件260包括一连接于一风扇叶片264的电动机262。一支承结构266围绕电动机140并将其牢固地保持于壳体250中。支承结构266上的一系列槽口270支承有一电热丝线圈268。支承结构266最好由高温材料构成，诸如金云母或白云母。
也可以采用恒温器或热控管来维持干燥机内的目标温度。恒温器可设置在加热器风扇组合件260内靠近电热丝线圈268处，并暴露于流入加热器风扇组合件138的新鲜吸入空气。
图10示出了一食品干燥机200’，它是食品干燥机200的一种变型。食品干燥机200’包括一第四食品托盘214，以强调食品干燥机200的流动路线的设计与所使用的食品托盘数量无关。食品干燥机200、200’在其它方面均相同，并使用相同的标号。
如图10中清楚示出的，当可拆式加热器风扇组件204与干燥机组合件202完全接合时，第一吹风口270将热空气270a引导掠过食品托盘208的支承面234的顶侧并沿食品托盘210的支承面234的底侧引导。第二吹风口272将热空气引导掠过食品托盘210的支承面234的顶侧并沿食品托盘212的支承面234的底侧引导。第三吹风口274将热空气274a引导掠过食品托盘212的支承面234的顶侧并沿食品托盘214的支承面234的底侧引导。第四吹风口276将热空气276a引导掠过食品托盘214的支承面234的顶侧。当托盘208-214叠置于一起时，空气管道226形成围绕诸托盘并基本从干燥机组合件202的顶部延伸到底部的一连续的加压气室。由于在空气管道226内的基本均匀的压力分配，吹风口270-276最好将热空气分成相等的部分，使各托盘208-214接纳到基本相同速度下的基本相同量的空气。
然后，热空气270a-276a通过槽口242流入内管道244。热空气270a-276a通过底盘206底部中的一通风出口278排到外界环境。底盘206上的支脚280可保持一个间隙，允许热空气270a-276a自由流动。热空气270a-276a的一部分最好通过伯努利效应经一开口282被回吸入空气管道224。具体地说，通过加热器风扇组件204到空气管道的相对较高的气流速度产生一个低压状况，将空气抽吸或虹吸通过开口282。使一部分热空气再循环而非排出通风出口278，可使顶部托盘212、214附近的背压达到最低程度，尤其是在食品托盘的数量较多时。
食品的干燥速度主要受三个因素的影响：空气水分含量、空气温度和气流速度。从食品托盘208-214的外周边提供热空气270a-276a可确保最热、最干的空气在食品托盘208-214的周边处遭遇支承面234的更大的表面积。空气在径向朝内移动的同时冷却和吸收水分。然而，热空气随着径向朝内移动其速度增大，从而大部分弥补了空气水分含量的增加和温度的降低。使一部分热空气270a-276a再循环还可节约能量，这是因为虽然该空气含有较高的水分，但该空气已被加热。
图11-17示出了本发明的一备选的食品干燥机300。食品干燥机300包括一干燥机组合件302、一加热器风扇组件304和一罩盖306。干燥机组合件302包括一底盘308，上面可叠置一系列食品托盘310、312、314和316。罩盖306具有一中央部分和一外侧部分320。罩盖306可包括一便于抓持罩盖的结构部分322，例如一由结构橡胶弹性材料制成的环形把手。
罩盖306包括一或多个侧部通风口324，通过它们外界空气可被吸入一空气吸入槽口326并吸到加热器风扇组件304。罩盖306包括一内壁328和一外壁330，它们形成一空气管道332。围绕底盘308和食品托盘310-316在内壁336与外壁338之间形成一空气管道334。当诸食品托盘叠置于底盘上时，空气管道332与空气管道334流体相通。底盘和食品托盘的内壁336最好短于外壁338，以围绕支承面348的外周边形成多个吹风口339、340、342、344、346，用于将热气径向朝内引导。内壁336可具有多个用作吹风口的通孔，如以上针对图9所描述的。食品干燥机300的诸食品托盘310-316的支承面348在食品托盘的中央处具有轮毂状壁350，它们形成一内管道352。轮毂状壁350的多个槽口354与内管道352流体相通。
加热器风扇组件304包括一电动机356、一风扇358和一加热器组件360。食品干燥机300的电动机356最好是一无刷直流电动机，诸如计算机冷却风扇中所使用的那种，例如可从Sunonwealth电气机械工业有限公司购得。这种电动机是小型的，并在声频噪声和电气干扰方面均相对较为安静。降噪在食品干燥机中是一个需要的特性，因为干燥机一次可能工作几小时到几天。另外，电动机中不设电刷也有助于显著延长电动机使用寿命。
风扇58是一种离心(径流)式风扇，它包括一系列安装于一壳体366中的叶片362。壳体366具有一内表面370，并且尺寸制成其中可容纳电动机356。电动机356以及与电动机356成一体地构制于一轮毂368中的风扇358的结构可提供一低型面的组件，并可在工作过程中由通过风扇358流经电动机的空气来冷却电动机356。
参见图15，加热器组件360包括一系列矩形绝缘平板372，它们装配起来而形成一平环。绝缘板372最好由高温材料构成，诸如金云母或白云母。孔374在加热器组件装配过程中作对齐之用。金属线环或其它合适的固定件372将基本相等的电热丝线圈段连接于多段加热器组件360的各绝缘板372，并将诸绝缘板372彼此连接。
由于使用多个固定件376将电热丝378安装于加热器组件360中，因而在装配和使用过程中几乎不会有电热丝线圈378发生断裂或错位的危险。因此，不需要使用玻璃纤维纱段来加强电热丝线圈。而且，由于绝缘板372是矩形的而非X形，因而在制造绝缘板372过程中，浪费的云母材料很少或甚至没有。此外，平环加热器组件360平行于沿圆周方向送出风扇358的气流的方向而安装，因而与图9-10的加热器风扇组件260相比使空气噪声和气流阻力达到最小。
环形加热器组件360沿叶片362的外周边设置在风扇和电动机组件356、358的下方。绝缘板372安装在连接于罩盖306内壁328的支承件380上。支承件380构制成将绝缘板372保持在距离内壁328表面约0.125英寸(3毫米)处。延伸于加热器组件360上方并支承该组件的罩盖306的中央部分318的内、外壁328、330由阻燃塑料构成。罩盖306的外侧部分320可由低成本的ULHB级塑料构成。
加热器风扇组件304安装在罩盖306的中央部分318的内壁328上。最好，电动机356通过一其中可拆地容纳电动机356的固定机构382或者通过诸如螺栓、夹头或其它固定件之类的连接件而安装于罩盖306。
一环形热屏蔽件384从罩盖306延伸到叶片362的端部附近，用作加热器组件360的一覆盖物。热屏蔽件384用于容纳在空气从风扇358离开罩盖306向外朝空气管道332、334流动的区域内由电热丝378产生的热量。热屏蔽件384还有助于将气流朝空气管道方向引导。
如图13-16中所示，在热屏蔽件384上设置有一恒温器386。接触恒温器386的空气被一由金属或塑料制成的、向下延伸入气流的小叶片或鱼鳞板388从其路线转向到食品托盘。空气被引导通过一双金属感应片390并吸入进入的空气流，从而再循环进入风扇358。感应片390对在系统中循环的空气读取温度。恒温器386通过一延伸通过罩盖306中的开口395的轴394而连接于一温度调节旋钮392。使用者可以通过将温度调节旋钮392设定到标于旋钮上的所需温度来调节加热器组件360的温度。
在工作中，离心式风扇358通过罩盖306的侧部通风入口324将空气吸入空气吸入槽口326，并沿其轴线396吸入风扇358。然后，空气通过加热器组件360并相对于轴线396成一直角而排出风扇，直接进入空气管道332、334。吹风口339-346将热空气339a-346a引导掠过底盘308和食品托盘310-316的支承面348。热空气339a-346a通过槽口354向内流入内管道352。热空气339a-346a通过底盘308底部中的通风出口397排到外界。安装于底盘308的支脚398可保持一个空气间隙，让空气339a-346a自由流出干燥机。空气339a-346a的一部分最好由风扇358所产生的负压通过空气管道352并通过开口399而向上吸入风扇358的下侧。而后，回流的空气与进入空气吸入槽口326的新鲜空气相混合，吹过加热器组件360，然后通过系统再循环。
由于加热器风扇组件304较为紧凑，因而该组件可容纳于罩盖306内，而不需要将其嵌入食品托盘的中央，同时使食品干燥机300的总高度能够为消费者所接受。将电动机356设置于食品干燥机300的罩盖306中也可将电动机移出从食品托盘返回的热气流，以便于在工作过程中将电动机维持在一个合适的温度。
有利的是，食品干燥机300不象食品干燥机200那样需要单独的分流器。食品干燥机200的轴流式风扇将空气沿其轴线261吹，并使用一空气分配部分256来将竖直气流改变成进入空气管道224和226的水平气流。在食品干燥机300中使用沿轴线396吸入空气并沿与轴线396成直角方向朝外排出空气的离心(径流)式风扇，可提高风扇效率和免去使用单独分流器的必要，从而可提供一更为紧凑的系统。热屏蔽件384使气流从叶片362向外引导至空气管道332、334的附加引导功能也可提高系统的效率。
离心式风扇358能够在至少约为0.15英寸水柱、最好为0.5英寸水柱的静压下供给空气，从而均匀地将吸入或再循环空气分配到各食品托盘。与之相比，轴流式风扇可在约0.1英寸水柱或更低的压力下供给空气。
食品干燥机300还可提供对循环空气温度的高精度控制。在使用中，离心式风扇358从侧部通风入口324和围绕风扇358设置成圆形的空气吸入槽口326吸入空气。另外，风扇358产生负压，将空气从内管道352向上吸过风扇358的下侧。该回流空气与通过空气吸入槽口326和风扇358顶部进入的新鲜空气相混合，而后，混合的新鲜和再循环空气被吹过加热器组件360而被加热。该系统可提供对循环空气的改进的温度控制以及诸食品托盘310-316的更有效的加压，与食品干燥机200，很少或甚至不依赖于虹吸/伯努利效应来使空气沿向上方向再循环。
干燥均匀性的关键因素是汇聚气流，通过它空气随着向中央汇聚而加速，从而弥补了冷却和升高的水分含量。使热气流水平移动掠过食品而不是竖直通过托盘，还可使托盘与托盘之间的食品干燥更为均匀。水平气流还允许对实心或无孔支承面66、234、348上的液态或半液态物质进行干燥，而不会阻塞空气流动。干燥机组合件36、202、302的对称性也有利于热空气的均匀分配以及食品更均匀的干燥。
可拆式加热器风扇组件34、204的可拆性以及加热器风扇组件304的紧凑性和可拆性有利于方便地存放和维修食品干燥机20、200、300。可以预见，相对较紧凑的可拆式加热器风扇组件34、204、304可以与其它厨具存放于一起，而较坚固、较笨重的托盘22-28、208-214、310-316可存放在其它地方，不用担心灰尘和水分。一旦将可拆式加热器风扇组件从干燥机组合件上拆下，所有其它的构件对洗碗机来说都是安全的，并可完全浸入水中。实例
将基本示于图1中的、采用罩盖中的通风出口96而没有采用通风出口156的食品干燥机(实例1)的干燥性能与四个比较装置进行对比，如下面的表1中所示。C1和C2分别是明尼苏达州Chaska的American Harvest Inc.的FD-20和FD-50型产品，C3是俄亥俄州Bedford Heights的Mr.Coffee的FD-15型产品，C4是加利福尼亚州Beverly Hills的Ronco的产品。C1-C4的范围、平均干燥时间和系统规格是取自随各装置一起提供的说明书和/或食谱。
                                        表1
    实例1      C1      C2      C3      C4
风扇 有 有 有 有 无
  恒温器      无      无      有      无      无
 托盘数量      4      4      4      5     4，5
   瓦数     360     300     550     260    68/80
 工作温度     145    145-150    95-147    151-166   150-153
   实例1      C1     C2      C3     C4
小时干燥时间(平均)
  水果卷(平均)   (6.5小时)   8-12小时(10小时)   4-8小时(6小时)   8-15小时(11.5小时)   24-36小时(30小时)
  牛肉干(平均)   (7.0小时)   4-15小时(9.5小时)   4-15小时(9.5小时)   8-15小时(9.5小时)   24-48小时(36小时)
   苹果(平均)   (6.5小时)   8-12小时(10小时)   4-8小时(6小时)   4-15小时(9.5小时)   24-48小时(36小时)
   香蕉(平均)   (5.9小时)   12-16小时(14小时)   6-10小时(5.5小时)   8-36小时(22小时)   24-36小时(30小时)
   菠萝(平均)   (6.5小时)   12-20小时(16小时)   8-12小时(6小时)   8-20小时(14小时)   24-72小时(48小时)
   番茄(平均)   (10.8小时)   10-14小时(12小时)   8-12小时(10小时)   6-20小时(13小时)   36-72小时(54小时)
由于C4没有风扇，并且加热元件的功率为60-80瓦，因而C4的性能显著低于实例1和C1-C3。另外，C4要求托盘转动，以实现合适水平的干燥均匀性。
应参见各装置的瓦数。实例1的加热元件的功率低于C2的功率34.5％，而对实例1来说，所列食品的平均干燥时间仅比C2长8.0％。同样，实例1的瓦数仅比C1的瓦数高20％，而实例1的干燥机对食品的干燥速度显著要快，如下面表2中所示。
                       表2
    食品     采用实例1的干燥时间比采用C1的干燥时间的百分比减少量
    水果卷     45％
    牛肉干     26％
苹果 45％
    香蕉     58％
    菠萝     59％
    番茄     10％
可以认为，可拆式加热器风扇组件的插入安装性以及热空气掠过食品托盘的较短流动路线允许使用低瓦数的加热元件而提供与现有技术的具有较高瓦数加热元件的干燥机同等的性能。
本文所揭示的专利和专利申请援引在此供参考。本发明还可以有其它的实施例。应予理解，以上描述是示例性的而不是限制性的。本技术领域的技术人员在参阅以上描述后将明白许多其它的实施例。因此，本发明的范围应参照所附权利要求书以及该权利要求书的等价内容在全部范围来确定。

Claims (27)

1.一种食品干燥机，包括：
一干燥机组合件，它包括一外壳，该外壳含有多个基本水平的支承面，并包括一基本竖直延伸通过这些支承面的开口；
一能够可拆安装的罩盖，它设置在干燥机组合件的顶面上；以及
一加热器风扇组件，它包括一由电动机驱动的风扇和一加热元件，该风扇适于将加压热空气径向朝内引导并基本水平地掠过诸支承面。
2.一种食品干燥机，包括：
一干燥机组合件，它包括一底盘和一侧壁，它们形成一含有多个支承面的外壳，底盘具有一通风出口，诸支承面具有中央开口而形成一中央腔室；
一可安装在顶部的罩盖，它具有一通风空气入口；以及
一设置在罩盖中的加热器风扇组件，它包括一由电动机驱动的风扇和一加热元件；
其中，在工作中，空气通过通风空气入口吸入到加热元件，并且加压热空气被径向朝内引导和基本水平掠过诸支承面。
3.一种食品干燥机，包括：
一干燥机组合件，它包括一具有一通风出口的底盘和至少一个食品托盘，该食品托盘具有一带有一中央开口的支承面，并能够与底盘竖直叠置；
一能够与食品托盘竖直叠置的罩盖；以及
一加热器风扇组件，它包括设置在罩盖中的一由电动机驱动的风扇和一加热元件，罩盖具有一通风空气入口，通过它空气可被吸到风扇和加热元件；
其中，风扇适于将加压热空气轴向朝内引导掠过食品托盘的支承面，至少一部分热空气通过通风出口排到外界。
4.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，加热器风扇组件可拆地安装于罩盖的内表面。
5.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，罩盖在外周面上包括一与加热器风扇组件流体相通的、将热空气径向朝外沿罩盖的外周面引导的空气管道。
6.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，干燥机组合件在外周面上包括一与加热器风扇组件流体相通的、将热空气沿组合件的外周面引导的空气管道。
7.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，干燥机组合件在外周面上包括空气管道；并且
罩盖在外周面上包括一与加热器风扇组件和干燥机组合件的空气管道流体相通的、将热空气径向朝外沿组合件的外周面引导的空气管道。
8.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，它围绕诸支承面的外周边具有多个用于将热空气径向朝内并基本水平引导掠过诸支承面的吹风口。
9.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，风扇由安装在一壳体内的一轮毂和多个叶片构成，电动机设置在风扇的轮毂内。
10.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，风扇是一离心式风扇。
11.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，电动机是一无刷电动机。
12.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，加热元件包括一由多个互连的矩形绝缘板和安装于各板上的一段没有玻璃纤维纱加强件的电热丝线圈构成的平的环形组件。
13.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，它还包括一设置在罩盖中的恒温器，通过干燥机循环的空气经过该恒温器。
14.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，干燥机组合件的开口提供一基本竖直延伸通过诸支承面而与加热器风扇组件流体相通的中央开口，用于将热空气径向朝内引导掠过该多个支承面。
15.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，干燥机组合件包括一底盘，该底盘具有一排出热空气的通风出口。
16.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，罩盖具有一供空气通过的通风入口。
17.如权利要求1、2或3所述的干燥机，其特征在于，干燥机的开口提供一基本竖直延伸通过诸支承面而与各支承面之间的空间流体相通的中央开口，用于将热空气排入该中央开口。
18.如权利要求2或3所述的干燥机，其特征在于，至少一部分热空气通过组合件的底盘中的通风出口被排到外界。
19.如权利要求2或3所述的干燥机，其特征在于，干燥机组合件包括：
一将热空气径向朝内引导掠过底盘的底板并掠过支承面的底面的第一吹风口；以及
一将热空气径向朝内引导掠过支承面的顶面的第二吹风口。
20.一种用于装配食品干燥机的套件，包括：
一底盘，它具有一通风出口；
一食品托盘，它具有一带一中央开口的支承面，并能与底盘竖直叠置；
一罩盖，它能与食品托盘竖直叠置，并具有一通风空气入口；
一加热器风扇组件，它包括能够可拆地安装于罩盖中的一由电动机驱动的风扇和加热元件；
其中，接合状态的食品托盘和罩盖围绕支承面的周边形成一吹风口，用于将热气流径向朝内引导和基本水平地掠过食品托盘的支承面。
21.如权利要求20所述的套件，其特征在于，食品托盘在外周面上包括空气管道，在装配状态下，食品托盘的空气管道与加热器风扇组件流体相通。
22.如权利要求20所述的套件，其特征在于，罩盖在外周面上包括一空气管道，在装配状态下，罩盖的空气管道与加热器风扇组件和食品托盘的空气管道流体相通。
23.一种操作食品干燥机的方法，包括以下步骤：
将至少一个食品托盘竖直叠置于一底盘上，该食品托盘具有一带一中央开口的支承面以及位于外周面上的空气管道，该底盘具有一通风出口；
将一罩盖叠置于该食品托盘上，该罩盖具有一通风空气入口和一位于外周面上的空气管道，其中可拆地安装有一加热器风扇组件，该加热器风扇组件包括一由电动机驱动的风扇和加热元件，其中，在叠置状态下，罩盖的空气管道与加热器风扇组件和食品托盘的空气管道流体相通；
通过罩盖的通风空气入口将空气吸入到加热元件；以及
将热空气径向朝外引导入罩盖的外周空气管道，引导入食品托盘的外周空气管道，并径向朝内引导掠过食品托盘的支承面，并且将至少一部分空气通过通风出口排到外界。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，由电动机驱动的风扇是一离心式风扇。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，它还包括：使用一无刷电动机来驱动风扇。
26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，它还包括：用一加热元件来加热空气，该加热元件包括一由多个互连的矩形绝缘板和安装于各板上的一段没有玻璃纤维纱加强件的电热丝线圈构成的平的环形组件。
27.如权利要求23所述的方法，其特征在于，它还包括：通过设置在罩盖内的恒温器测量空气的温度。
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