CN1596666B - 对流型烤炉及其空气流动系统 - Google Patents

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Abstract

对流型烤炉包括热交换器段和食品接受段，食品接受段包括可进入其内的门。空气流通系统包括至少一台送风机和一条空气流通路径，该空气流通路径能够使空气从其被加热的热交换器段为给食品转送热能而进入食品接受段、和为再次加热而返回热交换器段而循环流动。该空气流通路径包括保障空气从热交换器段向食品接受段流动的通道，这里，所述通道紧靠壁并构造成可使来自热交换器段的加热空气被沿壁的内向表面引导，使其接触壁的内向表面和沿壁的内向表面从食品接受段的一侧流向食品接受段的对侧。

Description

对流型烤炉及其空气流动系统
技术领域
本发明一般说涉及用来烘烤诸如面包之类物品的对流型烤炉，更具体说，涉及架式对流烤炉，它具有从热交换器区出口沿烘烤室的内壁向烘烤室对侧延伸的空气流动路径，在烘烤室对侧空气流被引导离开内壁。
背景技术
架式烤炉通常配置有一个燃料供给加热件和一台可使热空气遍及烘焙室流动以保障热空气迅速分布在食品周围的风扇。这种类型的商用烤炉包括一个烘焙室，它的大小设计成可容纳一个有轮的架，或可支承有多层装盛待烘烤食品架的组合搁架；用来转动待烘烤食品的旋转机构；诸如一或多台燃气燃烧器和排出燃烧气体的排气系统或一个电加热元件的热交换器；和引导热空气沿通过烘焙室的加热空气流动路径的循环系统。用来烘烤面包的此类对流型烤炉通常包括一台蒸汽发生器，后者在短时间内，通常是在烘烤开始时，将蒸汽导入烤炉内，以使烘焙食品有理想的外观。
在美国专利No.5,617,839中描述了对流型烤炉的一种实施方案，其中的架式烤炉包括由多个热交换管和多台燃气内引燃燃烧器(gasfired in-shot burner)构成的热交换器，其中，每台内引燃燃烧器将燃烧引入相应的一条热交换管中，一或多台送风机使空气经热交换管向烤炉烘焙室循环流动。
图4A和4B给出了另一种现有技术的架式烤炉结构100，其中，热交换器段102布置在烘焙室104的旁边。将烘焙室104与热交换器段102隔开的壁106包括一个居中布置的开口108，开口108内有一轴向风扇109。壁106还包括朝向其侧面的百叶窗110。热交换器段102包括许多沿水平方向延伸的U形交换管112，管段120和122一个放在另一个上面地沿垂直方向布置。当风扇109旋转时，来自烘焙室104的空气通过开口108流到热交换管的中心段上面，然后沿热交换管分成二个横向方向，经百叶窗110返回烘焙室，这可借助于图4A中的箭头看得最清楚。虽然图4A和4B的现有技术烤炉的空气流动系统相当有效，但总还能找到改进的地方。
发明内容
一方面，架式烤炉包括其热交换器段和搁架接受段，搁架接受段包括可进入其内的门。空气流通系统包括至少一台送风机和一条空气流通通道，使空气能够从它被加热的热交换器段为给食品传送热能而进入搁架接受段、和为再次加热而返回热交换器段而循环流动。空气流动路径包括至少一条从热交换器段至搁架接受段的通道，这里，通道靠近壁布置，它的构造应使来自热交换器段的加热空气可沿壁的内向表面导向，以接触壁的内向表面并沿壁的内向表面从搁架接受段的一侧向搁架接受段的对侧流动。
另一方面，对流型烤炉包括热交换器段和食品接受段，食品接受段包括可进入其内的门。空气流动系统包括至少一台送风机和一条空气流通通道，使空气能够从它被加热的热交换器段为给食品传送热能而进入食品接受段、和为再次加热而返回热交换器段而循环流动。空气流动路径包括提供热交换器段和食品接受段之间气流传播的垂直百叶窗系统，这里，垂直百叶窗系统靠近壁布置，它的结构使来自热交换器段的加热空气可沿壁的内向表面导向，以接触壁的内向表面并沿壁的内向表面从食品接受段的一侧向食品接受段的对侧流动。
再一方面，对流型烤炉具有热交换器段和食品接受段之间的循环空气流动，热交换器段位于食品接受段的一侧，使该循环空气流动的方法包括如下步骤：通过沿食品接受段壁的内向表面引导加热空气来实现加热空气从热交换器段向食品接受段的与上述一侧相对那侧的传送，使加热空气接触壁的内向表面并沿壁的内向表面从一侧流向对侧，并在加热空气接近对侧时将它导离该壁。
附图说明
图1是对流型烤炉一种实施方案的顶视图；
图2是沿图1中线2-2的立视图；
图3是沿图1中线3-3的立视图；
图4A是现有技术架式烤炉的顶视图；
图4B是沿图4A中线4B-4B的部分侧视图。
具体实施方式
在带蒸汽发生器的对流型烤炉的典型作业中，烤炉在一段时间内预热至某预定温度，以使蒸汽发生器达到使水汽化成蒸汽的峰值温度。在一个实施例中，待烘焙的面包或其他食品置于带齿条轮的搁架上并放入烘焙室中，然后关闭炉门。随后，搁架由提升设备提升离开底板并开始以设定速度旋转。在另一实施例中，搁架与烤炉是一个整体，而食品则放置在盘上然后再装入烤炉中，放在一体化的搁架上。汽蒸过程从向聚热件上喷水开始，以在蒸汽发生器的整个高度范围内形成均匀的蒸汽，所产生的蒸汽渗入整个烤炉并凝结在尚未烘焙的面包或其他食品的冷表面上。预定的汽蒸时间(通常是10至30秒)结束时，水不再流向蒸汽发生器，而烘焙周期则继续着。烘焙之前，相当部分的蒸汽可能通过排气孔从烘焙室中排出。烘焙期间，风扇不断将加热空气传遍整个系统。对随后的装炉料来说，除因前一次烘焙周期已提供了足够的热量而一般不再需要预热烤炉外，将重复以上作业过程。
图1的烤炉10包括靠在搁架接受段14旁边的热交换器段12，还有提供够到搁架接受段14和使搁架26可放入或从烤炉中取出的门16。搁架接受段14构造成可允许带齿条轮的搁架放入或从烤炉中取出。这种搁架除为保养偶尔取出外，通常是留在烤炉中的。壁或板20将搁架接受段14与热交换器段12隔开。热交换器段12包括热交换器22，它可以是以燃气为燃料的热交换管，电阻加热元件或可引导空气的任何其他合适热源。空气流通系统包括至少一台送风机和一条可使空气从它被加热的热交换器段12为将热能传递给食品(例如图中所示搁架26上的食品24)而进入搁架接受段14和为再次加热而返回热交换器段12而循环流动的空气流通通道。在所示实施例中，送风机是与壁20中的开口30对齐的轴向风扇28。空气流通通道包括至少一条从热交换器段12到搁架接受段14的通道，例如图中所示通道32，这里，通道靠近壁34，其构造应使来自热交换器段12的加热空气36沿壁的内向表面38引导，因而接近或沿壁的内向表面从搁架接受段14的一侧40向搁架接受段14的对侧42流动。使加热空气36接近壁的机制称为附壁效应，它大致可叙述为当空气流以某种方式沿某表面传输时趋于保持靠近该表面而与该表面的曲率无关。所传输的气流有时称为附壁气流。
如需要，还可在烤炉10中配置一或多台蒸汽发生器43，例如具有附属可控水源的一或多块铁，铝或其他金属块，它们的用途已在前面提到。在某些应用中，还可配置本领域中所公知的顶置搁架旋转机构45，但在另一些应用中则没有这种机构。
在图示实施例中，壁34是搁架接受段14的背壁并且气流是从搁架接受段的右侧流向左侧的，但可以理解，不同的方案也是可行的。这里所用的“壁”一词意在广泛包含某边界构造或界定搁架接受段14的边界的组合边界构造。在所示实施例中，壁34包括彼此有倾角关系的平面段44，46和48。但是，壁也可以是完全的平壁，完全的曲壁，或者，也可以是弧形部分和平面部分的某种组合。
在烤炉中采用沿壁34的附壁气流的目的是为了防止大量加热空气从通道32短路返回至开口30，因为理想的是确保来自热交换器段12的相当部分加热空气能到达搁架接受段14的远侧42，和搁架26的远侧，以保证搁架26上食品24的均匀烘焙。在一种实施方式中，来自热交换器段12的加热空气接近并沿壁34的内向表面流动的距离至少是从通道32至搁架接受段远侧42总距离的三分之二。还可配置转向板50，用来引导加热空气离开壁34而流向食品搁架26。一种实施方式中的转向板50相对于壁段48是可调节的，借以改变加热空气导向搁架26的角度。参见图2，转向板50也可以是多块垂直分布的可调节转向板50A-50E，这样，如果需要使食品得到更均匀的烘焙，则可实现不同高度处有不同的偏转方向。作为示例，转向板50A-50E可由可弯曲的金属板材形成或由可绕枢轴转动地安装在壁段48上的金属板形成。
参见图1和3，在所示实施例中，通道开口32取紧靠壁34的垂直朝向缝口的形式。缝口紧靠壁34的内向表面，并包括与壁的内向表面重叠的导流控制板52。导流控制板和壁的内向表面的重叠长度X可至少为2.54厘米(1英寸)，在一种实施方式中为大约5.08厘米(2英寸)。在一种实施方式中，壁34和导流控制板52之间的间距可以在大约0.635厘米(0.25英寸)至大约1.905厘米(0.75英寸)范围内，但其它情况也是可以的。在一种示例性烤炉结构中，烤炉搁架接受段的内高在大约0.762-1.2192米(2.5至4英尺)范围内，空气在送风机作用下通过烤炉的速度范围为大约11.327-16.99米3/分钟(400-600英尺3/分钟)，其中大约有一半空气通过开口32，另外一半空气通过下面将提到的开口或通道54。预计与以上尺寸和空气速度不同的情况也是可以的。
如图示实施例所示，从热交换器段12至搁架接受段14的另一通道54可布置在朝向烤炉正面部分的隔壁20上面，它可包括一个或多个可调节的百叶窗机构56。通道54可以是单个垂直缝口或多个开口或缝口。
上面提到的烤炉结构提供了包括如下步骤的方法：通过沿食品接收段(例如，架式烤炉情况下的搁架接受段)的壁的内向表面引导加热空气，将来自热交换器段的加热空气传送至食品接受段的对侧，使加热空气接近和沿壁的内向表面从一侧流向其对侧；并当接近所述对侧时引导加热空气离开所述壁。
应清楚地理解，上面的说明仅仅是为了说明和作为示例，而决无作为限制之意图。例如，虽然所示实施例中的附壁气流是沿烤炉后侧流动的，但这种空气流动也可在其他地方导向，例如，烤炉右侧，左侧，顶侧或底侧中的任一地方。还可以作出各种其他变化或改进。

Claims (15)

1.架式烤炉，包括：
热交换器段和搁架接受段，搁架接受段包括可进入其内的门；
空气流通系统包括至少一台送风机和一条空气流通路径，该空气流通路径能够使空气从其被加热的热交换器段为给食品传送热能而进入搁架接受段、和为再次加热而返回热交换器段而循环流动，其中，该空气流通路径包括至少一条从热交换器段至搁架接受段的通道，该通道靠近包括暴露于搁架接受段的搁架接受处的内向表面的壁且构造成可使来自热交换器段的加热空气被沿壁的内向表面引导以接触壁的内向表面和沿壁的内向表面从搁架接受段的一侧流向搁架接受段的对侧；
其中，所述至少一条通道包括至少一个沿垂直方向延伸的缝口，其中，所述沿垂直方向延伸的缝口形成于紧靠壁的内向表面处并包括与壁的内向表面重叠的导流控制板；
其中，导流控制板与壁的内向表面重叠的长度至少为5.08厘米。
2.如权利要求1的架式烤炉，其中，所述壁和所述导流控制板之间的间隙在0.635厘米至1.905厘米范围内。
3.如权利要求1的架式烤炉还包括布置在搁架接受段内的顶置搁架旋转机构。
4.如权利要求1的架式烤炉，其中，来自热交换器段的加热空气接触壁的内向表面和沿壁的内向表面流动的距离至少是从通道至搁架接受段对侧的总长度的三分之二。
5.架式烤炉，包括：
热交换器段和搁架接受段，搁架接受段包括可进入其内的门；
空气流通系统包括至少一台送风机和一条空气流通路径，该空气流通路径能够使空气从其被加热的热交换器段为给食品传送热能而进入搁架接受段、和为再次加热而返回热交换器段而循环流动，其中，该空气流通路径包括至少一条从热交换器段至搁架接受段的通道，该通道靠近包括暴露于搁架接受段的搁架接受处的内向表面的壁且构造成可使来自热交换器段的加热空气被沿壁的内向表面引导以接触壁的内向表面和沿壁的内向表面从搁架接受段的一侧流向搁架接受段的对侧；和
处于靠近搁架接受段对侧处的空气转向板，以引导加热空气离开壁。
6.架式烤炉，包括：
热交换器段和搁架接受段，搁架接受段包括可进入其内的门；
空气流通系统包括至少一台送风机和一条空气流通路径，该空气流通路径能够使空气从其被加热的热交换器段为给食品传送热能而进入搁架接受段、和为再次加热而返回热交换器段而循环流动，其中，该空气流通路径包括至少一条从热交换器段至搁架接受段的通道，该通道靠近壁且构造成可使来自热交换器段的加热空气被沿壁的内向表面引导以接触壁的内向表面和沿壁的内向表面从搁架接受段的一侧流向搁架接受段的对侧；和
处于靠近搁架接受段对侧处的空气转向板，以引导加热空气离开壁，其中，所述转向板包括至少一块可调节转向板。
7.如权利要求6的架式烤炉，其中，所述转向板包括多块垂直分布的可调节转向板。
8.架式烤炉，包括：
热交换器段和搁架接受段，搁架接受段包括可进入其内的门；
空气流通系统包括至少一台送风机和一条空气流通路径，该空气流通路径能够使空气从其被加热的热交换器段为给食品传送热能而进入搁架接受段、和为再次加热而返回热交换器段而循环流动，其中，该空气流通路径包括至少一条从热交换器段至搁架接受段的通道，该通道靠近包括暴露于搁架接受段的搁架接受处的内向表面的壁且构造成可使来自热交换器段的加热空气被沿壁的内向表面引导以接触壁的内向表面和沿壁的内向表面从搁架接受段的一侧流向搁架接受段的对侧；和
放置于搁架接受段内的搁架，其中，来自热交换器段的加热空气接近和沿壁的内向表面流动并被转向板偏转离开壁流向搁架远离通道的部分。
9.如权利要求8的架式烤炉，其中，所述搁架与烤炉是一个整体。
10.如权利要求8的架式烤炉，其中，所述搁架包括可移入或移出烤炉的有轮搁架。
11.对流型烤炉，包括：
热交换器段和食品接受段，食品接受段包括可进入其中的门；
空气流通系统包括至少一台送风机和一条空气流通路径，该空气流通路径能够使空气从其被加热的热交换器段为给食品传送热能而进入食品接受段、和为再次加热而返回热交换器段而循环流动，其中，空气流通路径包括保障空气从热交换器段向食品接受段流通的至少一条通道，该通道靠近包括暴露于搁架接受段的搁架接受处的内向表面的壁并构造成可使来自热交换器段的加热空气被沿壁的内向表面引导，使其接触壁的内向表面和沿壁的内向表面从食品接受段的一侧流向食品接受段的对侧；和
布置在靠近搁架接受段对侧处的空气转向板，以引导加热空气离开壁。
12.对流型烤炉，包括：
热交换器段和食品接受段，食品接受段包括可进入其中的门；
空气流通系统包括至少一台送风机和一条空气流通路径，该空气流通路径能够使空气从其被加热的热交换器段为给食品传送热能而进入食品接受段、和为再次加热而返回热交换器段而循环流动，其中，空气流通路径包括保障空气从热交换器段向食品接受段流通的至少一条通道，该通道靠近壁并构造成可使来自热交换器段的加热空气被沿壁的内向表面引导，使其接触壁的内向表面和沿壁的内向表面从食品接受段的一侧流向食品接受段的对侧；和
布置在靠近搁架接受段对侧处的空气转向板，以引导加热空气离开壁，其中，所述转向板包括至少一块可调节转向板。
13.如权利要求12的对流型烤炉，其中，所述转向板包括多块垂直分布的可调节转向板。
14.在热交换器段和食品接受段之间有循环空气流的对流型烤炉中，热交换器段处于食品接受段的一侧，使该循环空气流流动的方法包括如下步骤：
通过引导加热空气沿食品接受段的壁的内向表面实现将来自热交换器段的加热空气传送至食品接受段对侧，使加热空气接触壁的内向表面和沿壁的内向表面从一侧流向其对侧，其中，壁的内向表面暴露于搁架接受段的搁架接受处；和
当加热空气接近所述对侧时，引导加热空气离开壁；
有一从壁上伸出的转向板，用以引导加热的空气离开壁。
15.在热交换器段和食品接受段之间有循环空气流的对流型烤炉中，热交换器段处于食品接受段的一侧，使该循环空气流流动的方法包括如下步骤：
通过引导加热空气沿食品接受段的壁的内向表面实现将来自热交换器段的加热空气传送至食品接受段对侧，使加热空气接触壁的内向表面和沿壁的内向表面从一侧流向其对侧；和
当加热空气接近所述对侧时，引导加热空气离开壁；
有一从壁上伸出的转向板，用以引导加热的空气离开壁，还包括一个调整转向板相对于壁的朝向的步骤。
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