CN1871875A - 具有槽形微波天线的快速烹调烤炉 - Google Patents

Abstract

一种快速烹调烤炉(1)具有烹调腔(2)和具有槽形天线(70)的微波波导管(20a)，所述波导管高效地发射电磁能量(51a)以协助食品的快速烹调。

Description

具有槽形微波天线的快速烹调烤炉

相关申请的交叉引用

本申请要求下述申请的权益：2003年10月21日申请的题为“SLOTTEDANTENNA(槽形天线)”的第60/513,110号美国临时申请；2004年3月8日申请的题为“ANTENNA COVER(天线护盖)”的第60/551,268号美国临时申请；2004年9月30日申请的题为“SLOT ANTENNA(槽形天线)”的第60/614,877号美国临时申请；以及2004年3月5日申请的题为“SPEED COOKING CONVEYOROVEN(快速烹调链条式平炉)”的第60/550,578号美国临时申请。

本申请还是当前待审的2003年7月7日申请的题为“SPEED COOKING OVEN(快速烹调烤炉)”的序列号为10/614,479的美国申请的部分接续，该申请要求2002年7月5日申请的题为“RAPID COOKING OVEN(快速烹调烤炉)”的第60/394,216号美国临时申请的权益；当前待审的2003年7月7日申请的题为“MULTI RACK SPEED COOKING OVEN(多架快速烹调烤炉)”的序列号为10/614,268号美国申请的部分接续申请，该申请要求2002年7月5日申请的题为“RAPID COOKING OVEN(快速烹调烤炉)”的第60/394,216号美国临时申请的权益；当前待审的2003年7月7日申请的题为“SPEED COOKING OVEN WITHGAS FLOW CONTROL(具有气流控制的快速烹调烤炉)”的序列号为10/614,710的美国申请的部分接续，该申请要求2002年7月5日申请的题为“RAPIDCOOKING OVEN(快速烹调烤炉)”的第60/394,216号美国临时申请的权益；当前待审的2003年7月7日申请的题为“SPEED COOKING OVEN(快速烹调烤炉)”的序列号为10/614,532的美国申请的部分接续，该申请要求2002年7月5日申请的题为“RAPID COOKING OVEN(快速烹调烤炉)”的第60/394,216号美国临时申请的权益。

本申请要求当前待审的2003年7月5日申请的题为“SPEED COOKING OVEN(快速烹调烤炉)”的PCT/US03/21225的权益，所述申请要求2002年7月5日申请的题为“RAPID COOKING OVEN(快速烹调烤炉)”的第60/394,216号美国临时申请的权益。在此将所有这些申请的全部结合进来作为参考。

技术领域

本发明涉及烹调用具技术领域，特别是涉及利用槽形天线将微波能量高效分配到快速烹调烤炉的烹调腔室内的食品的快速烹调烤炉。本发明对于食品进行非常高质量标准的高速烹调具有特定应用。

此处使用的术语“传统烹调烤炉”、“传统烹调”以及“传统手段”具有相同的意思并且是指在质量水平和当前广泛采用的速度方面的烹调。

背景技术

适当快速烹调的一个重要方面是在快速烹调烤炉(传统烤炉时间的七分之一到十分之一)中制作的食品在口味、外观、质量和性能水平方面等于或高于用传统手段烹调的相同食品。

已经研发了2到3倍速度范围的快速烹调烤炉，但由于其效率低而受到限制。第一个限制是微波发射系统不能够平均地照射多个架或平锅的食物。所以，必须故意地降低(限制)微波能量系统的效率从而避免热点(hot spots)和差的烹调质量。第二，在顶部(顶面)发射或底部(底面)发射微波系统中，容纳食物的烹调平锅或其他烹调容器直接位于微波发射系统的上面(在底部发射系统中)或直接位于微波发射系统的下面(在顶部发射系统中)。这使得来自远离微波照射源的平锅的微波能量变微弱。为了补偿烤炉腔内的微波的不均匀照射，故意限制了微波系统的设计以实现均匀性。所以，最传统的微波对流烤炉实际是单架烤炉。许多这些顶部或底部发射系统需要机械装置(通常被称为模式搅动器)、或旋转其上放有食物的大浅盘或盘子的转盘(在顶部发射微波系统中)、或在某些情况下同时采用模式搅动器和旋转托盘，从而搅动由磁控管产生的电磁能量场(“e场”)。此处使用的术语“微波能量”、“电磁能量”、“e场”和“多个e场”具有相同的意思。

底部发射微波系统的缺点是其难以向腔底面提供微波密封(微波能量经由圆形波导管发射通过烤炉底面)以避免波导腔室的油脂和液体污染。必须使用波导发射器密封材料以使得e场从密封材料中通过而没有任何密封的泄漏。这点很重要，因为微波波导管的油脂、水蒸气或其他微粒污染可以导致用来在波导管内产生e场的磁控管的过早破坏。一些快速烹调烤炉使用冲击方法(impingement approach)，其中同时从烤炉腔顶面和底面产生垂直空气喷射。烤炉腔底部空气喷射(底面冲击喷射)提供底侧烹调和烘焦(browning)，而烤炉腔顶面喷射提供顶侧烹调和烘焦。在这些装置中，从食品上面发射e场，但是因为普通烤炉结构复杂并且通向顶面空气板的供应管也必须用作e场的波导发射器，所以该方法具有缺点。此处使用的术语“微波波导管”、“波导管”、“波导发射器”、“引导器”和“发射器”具有相同的意思。这需要顶面喷射板对于e场是透明的(例如，具有喷射冲击孔的瓷盘)，从而可以通过瓷盘来发射e场。此外，在底面管被设计为清洗和/或维修时被去除的情况下，底面管可以被制造成为复杂零件。

通常，在传统的烹调中习惯地使用金属烹调装置，例如烹调平锅、烹调板以及其他金属烹调用具。因为e场不能穿透这些金属装置，所有微波能量必须进入食品的顶部和侧部表面并且由于使用金属平锅而因此减缓了快速烹调，因为e场不能穿透金属平锅而是在烤炉腔内被金属平锅偏转(再分配)。为了克服该缺点，一些烤炉使用顶部发射微波系统。该原理是提供微波能量通过食品的顶部表面，但是微波能量的这种应用将过量的微波能量施加到食品的顶部，从而导致过度烹调，产生硬而强韧的食品。当烹调例如肉类的蛋白质时，过度烹调问题显得尤其尖锐。为了避免这种微波过度烹调的情况，过去曾经采用的一种方法是减少用于烹调食品的微波能量。对食品限制微波能量的结果是微波能量更均匀地分配在烹调腔，但是所施加的微波能量的这种减少导致较慢的烹调过程，与快速烹调烤炉的愿望向悖。

分配微波能量的其他方法从食品的下面发射e场。这并不是最适宜的，因为要进入到食品上表面的微波能量必须以随意和低效率的方式在烤炉烹调腔内来回反弹以进入食物的顶部。

因此，本发明的目的是提供用于在单架和多架烤炉内进行快速烹调的高效的电磁分配，所述烤炉能够用比传统烹调快5到10倍的速度烹调大多数食品。

另一个目的是提供具有连续底面的这种快速烹调烤炉，所述连续底面不被微波发射系统打断并且便于用户清洗和维护。

又一个目的是提供能够在金属平锅、壶、板状平锅(sheet pan)以及其他在居住用和商用厨房中普遍使用的金属烹调装置内高质量快速烹调的快速烹调烤炉。

再一个目的是提供一种具有微波分配系统的烤炉，其可以最成本有效地被制造并且较易被清洗和维护。

另一个目的是提供一种微波分配系统，其由于改进和简化而变得更可靠。

又一个目的是提供一种微波分配系统，其消除了视距(line of sight)槽形天线干扰。

其他的目的、特征和优点将会在下面的书面说明书中变得明显。

发明内容

现在已经发现，在提供有使用槽形天线的侧壁安装的微波系统的快速烹调烤炉中可以实现上述目的。快速烹调烤炉的示例性实施方式具有沿左侧壁设置的具有槽形天线的第一传统微波波导管、以及沿烤炉腔的右侧壁设置的具有槽形天线的第二传统微波波导管。微波供应(槽)位于烹调架上方居中，从而槽的底部位于烹调架的上方大约0.5英寸到大约2.0英寸。可以使用标准的2.45GHz微波产生磁控管(管体)用于产生大约1950瓦(传递给食物)或按每微波磁控管大约950瓦的烤炉的最大功率水平。此处使用的术语“磁控管”、“磁控管体”和“管体”具有相同的意思，并且术语“槽”、“多个槽”和“天线”具有相同的意思。

制造高效而不昂贵的微波分配系统的其他重要设计参数包括槽的长度、槽的宽度、槽间间距、端部间距、相对于波导管的长轴的槽的角度、每波导管的槽的数目以及槽的取向。成功的槽形天线设计可以产生低于2的电压驻波比，产生良好的水升(water rise)，并产生微波电磁能量分配中的均匀性且避免磁控管体的振荡中断区。

本发明的其他目的、特征和优点将从连同附图一起的示例性实施方式的详细描述中变得明显，其中相同的附图标记在不同的视图中表示相应的部件。

附图说明

本发明的新颖的特征和可信的特性将在所附权利要求中阐述。然而，当结合所附附图阅读时，发明本身以及其优选实施方式、另外的目的和优点将参照下面说明性的实施方式的详细描述被最好地理解，其中：

图1示出了根据本发明的单架烤炉的正视图；

图2示出了烤炉的顶视图；

图3示出了微波能量分配的正视图；

图4示出了说明微波天线的左侧烤炉壁的正视图；

图5A示出了说明槽形护盖的左侧烤炉壁的正视图；

图5B示出了槽的分解图；

图6示出了双架烤炉的正视图；

图7示出了说明微波系统的双架烤炉的右侧的正视图；

图8示出了说明有角度的波导管的烤炉腔的正视图；

图9示出了说明垂直移位的波导管的烤炉腔的正视图；

图10示出了说明不同的槽角度取向的左和右侧波导管的正视图；以及

图11示出了说明水平移位的槽形天线的左和右侧波导管的正视图。

具体实施方式

在独立商用烹调用具中示出了示例性实施方式的快速烹调烤炉的槽形天线微波分配系统，但是该独立快速烹调用具可以存在于许多其他的商用和居住用实施例中(例如，台面烤炉(counter-top oven)、壁式烤炉、单架烤炉、多架烤炉、链条式平炉、使用在售货操作和自动售货机中的烤炉)，因为快速烹调烤炉是可以按比例增大或按比例缩小的。此处使用的术语“按比例缩放”的意思是可以对于商用的和居住用的应用来研发额外较大、较小和变化的实施例。当然，各实施例或版本可以具有不同的尺寸特性，并要求不同的电力电压——因为对于不同类型的商用烤炉商用电源通常是不同的并且商用电源通常与居住用电源不同。实际上，可以在许多不同的商用和居住用电源水平上实施本发明。因此，本发明的快速烹调烤炉不仅仅限于商用，也不限于此处示出为商用台面批量烤炉的示例性实施方式，并且也适用于居住用(家用)。参照图1至图5，按照独立商用台面快速烹调用具的形式示意性地示出了快速烹调用具1。此处使用的术语“商用”包括但不限于：商用食品行业、饭店、快餐机构、快速服务饭店、自助食品商店(仅列出一些)以及其他群众供食机构，并且术语“居住用”通常是指：居住应用(家用)，虽然该术语并不局限于居住，而是指快速烹调烤炉的非商用应用。

用具1包括通常由图1中的顶壁3、底壁4、左侧壁5、右侧壁6以及图2中的后壁94和前壁95限定的烤炉腔2。烤炉腔2与图2中的进入口7相结合，通过该进入口，食品10可以放置在图1中的烹调架8a以及图6中的烹调架8a和8b上的烤炉腔2内。虽然示例性实施方式示出为具有一个用侧壁5和6支撑的架8a的台面烤炉，但是可以将烤炉制造成具有多个架。烹调架8a示出为用侧壁5和6支撑，但是架8a可以是不用侧壁支撑的自立式烹调架。烹调用具1具有图2中的铰链门9，其枢轴地连接到烤炉前面用于在烹调操作期间关闭烹调部开口7。铰链门9可以在该门允许进入烤炉腔2的打开位置与该门封盖进入到烤炉腔2的开口的关闭位置之间旋转。虽然示出的铰链门枢轴地连接在烤炉前面的左侧，门可以铰接到右侧、底部或顶部。也可以用链条式平炉来实施本发明，其中在所述链条式平炉中经由连续传送带、间歇系统(indexingsystem)或其他手段来提供到烹调腔的进入和从烹调腔的离开，从而将食品移动入烤炉腔以及移动出烤炉腔，其中在烹调期间没有门可以旋转打开和关闭。可选的，可以使用但并不一定需要门。链条式平炉可以包含一个或多个不连续烹调区，其中最简单的区设计可以一次仅处理一个物品。‘n’区的多区设计可以在给定时间在烤炉中具有最多‘n’个物品。因为快速烹调链条式平炉是结合了微波能量的混合烤炉，在烹调通道内隔离微波能量的需要是绝对必须的。在美国，食品及药物管理局已经建立了用于烤炉的非常严格的微波泄漏级别(例如，对于工厂的新烤炉每平方厘米1毫瓦)。在过去，结合有微波能量的传送带使用长的进入和离开通道以减轻从打开的通道端漏出的微波泄漏。这些长通道不仅需要大量的额外底面空间，而且其仅对于几英寸的烹调腔高度有效。这样低的烹调腔高度将不同食品严格限制为可以通过这种限制的烹调腔的食物(例如，小三明治)。虽然可以用这种通道来实施本发明，但是本发明也可以消除对长的进入和离开通道的需要，并且可以通过采用与通道门结合的间歇传送带方法来使用相对于控制微波泄漏的低通道高度。如上所述的间歇动作使得传送带在烹调循环期间停止。照这样，在烹调循环期间门可以在打开的通道端处关闭。使用门的优点是消除了长的进入和离开通道的需要，并且其消除了仅仅几英寸的烤炉进入高度的需要；并且这样的快速烹调链条式平炉可以因此容易地处理超过6英寸高的食品。

本发明的烤炉使用微波能量来至少部分地烹调食品，其中微波能量从图10中的磁控管100发射到波导腔室。微波能量沿波导腔室传播并通过波导管中的槽70离开腔室，并且与烹调腔室中的食品结合。本发明可以用下述烤炉来实施：采用两个波导管的单架烤炉、采用四个波导管的双架快速烹调烤炉、或每烹调架使用两个波导管的多架烤炉。如图1所示，在烤炉腔2内，左侧微波发射波导管20a连接到顶部左侧气体传送部17a和底部左侧气体传送部18a之间的左侧壁5。在烤炉腔2内，右侧微波发射波导管20b连接到顶部右侧气体传送部17b和底部右侧气体传送部18b之间的右侧壁6。波导管被设计为在烤炉烹调腔室2内从后到前以及从一侧到另一侧均匀地分配微波能量。如图3所示，这样的结构促使微波能量均匀地照射到烹调腔室的右侧和左侧，因为来自侧壁的微波能量是附加到食物上的。波导管20a和20b在腔底壁4上面的垂直距离是这样的，在一般烹调条件下，大约超过三分之一的微波能量在图1中的烹调架8a下面是可用的，并与烹调架8a上面的可用微波能量达到平衡。图6示出了具有与架8a结合的波导管20a和20b以及与架8b结合的波导管46a和46b的双架烤炉。如图6所示的双架烤炉需要对单架快速烤炉进行较小的修改以实现第二个顶架，该修改对于图6中的烹调腔2在微波能量分配的功能方面有很小影响或没有影响。

如图1和图6所示，微波能量从图1中的波导管20a、20b以及图6中的波导管20a、20b、46a和46b经由图4中的槽形天线70传播到烤炉腔2，其中沿波导管设置窄缝、槽70。每个波导管的槽的数目会根据此处另外描述的波导管的长度和烤炉腔的深度而不同。图10中的槽之间的距离108也是重要的。因为槽形天线是将微波能量引入烤炉的烹调腔中并将其在烹调腔内从前向后以及从一侧到另一侧均匀分配的高效部件，这种方法产生了在烹调过程中测量的或通过水升测试测量的可接受的微波能量均匀性。根据1和5之间的腔深度，槽形天线可以放置在烤炉腔室的各侧面。

图5中的示例性的槽70被限定为具有近端80和远端81，从而近端和远端之间的距离被定义为槽长度并且沿长轴82被测量；并且沿轴83测量槽宽度，其中垂直轴83垂直于长轴82。图5中的中心点84被定义为垂直轴和长轴的交叉点。槽70包括在近端和远端的半径，所述半径在长度上大约等于垂直轴83的距离的一半。槽70对于烹调腔室环境是开放的，并且必须被密封以防止食物微粒、水、油、清洁剂或其他物质沉积在波导管内，因为由这些物质引起的波导管内部的污染可以缩短磁控管体的寿命，降低管体产生的有用能量，和/或增加来自烤炉的热损失。因为快速烹调烤炉可以在大约将近500华氏度的温度下工作，槽形天线必须通过图5A中的必须是非常耐用的槽形天线护盖106来保护。此处使用的术语“槽形天线护盖”、“多个槽形天线护盖”、“槽护盖”、“护盖”以及“多个护盖”具有相同的意思。槽形天线护盖106被设计为盖住槽70。可以用高温硅橡胶室温硫化(“RTV”)密封剂将这些护盖粘附到波导管。这种密封方法在护盖和波导管之间产生高温防水密封。护盖材料必须是：适合于高温操作，相对于微波传输具有低损耗特性，便于清洗的，耐用的，并且不昂贵的。为了良好的微波相容性，优选具有低于6的介电常数和低于0.2的损耗因数的材料。这种材料必须是薄的，厚度低于0.15英寸，并且适于使用硅橡胶RTV来粘附。可以使用特氟纶、聚四氟乙烯(“PTFE”)/玻璃纤维织品，例如由Saint Gobain(ChemFab material 10BT)制造的具有一侧加工为可接受的硅橡胶并且厚度为0.01英寸的那种。这种材料对e场具有很小的影响。(对于槽角度大于17度的)具有和不具有护盖的波导管/天线阻抗的水升测试和史密斯圆图显示为是相似的。在窄的槽角度，护盖显示为对e场性能上具有小的负影响。具有粘接在PTFE/玻璃纤维织品上的0.002层硅橡胶的相同材料在微波配套元件的阻抗(史密斯圆图)上具有可测量的负影响。这种槽前面的薄的橡胶层将微波电路阻抗拉到相对于管体的期望工作点较不有利的条件。在高温硅橡胶层中使用的氧化铁填充物是这种性能问题的根源。薄云母片可以产生良好的微波性能(0.015英寸)但是其耐用性和清洗可能是有问题的。

已经发现对于深度少于15英寸以及整体用具深度少于24英寸的烤炉腔，槽70的特定的设计参数产生最佳微波能量分配：

槽长度：如图5中的81所示，大约2.397英寸，其比自由空间波长少0.5。

槽宽度：如图5中的84所示，在大约0.25到0.35英寸之间。

槽间间距：如图10中的108所示，对于波导矩形(WR)340波导管，大约3.42英寸，其大约为引导波长的0.5。

端部间距：如图10中的99所示，3.42英寸，其为引导波长的0.5。

槽的角度：根据食物装载在大约10到45度之间。对于大于大约350克的较大装载，大于大约25度的槽角度是优选的。对于普通快速烹调，槽角度大于20度，并且对于大约250克或更少的小装载，此时要求烹调的速度，大约12-15度的窄角是优选的。

槽的数目：根据烤炉烹调腔的深度，可以按每个波导管采用1到5个槽形天线，并且已经发现3个槽在烹调腔深度(前到后)少于15英寸的烤炉中产生最佳微波能量分配。

槽的取向：为了同相地激发槽并产生具有传播到各波导管的最大电磁放射的方向性图，将具有交替角度或具有前槽的取向(槽朝向烤炉2的前壁7)的槽70倾斜，从而离前壁7最近的槽端沿图10中的波导水平轴96以图10中的大于零度的角度98倾斜。

槽端半径：如图10中的99所示，大约为槽宽度的0.5倍。

图1中的食品10以及图6中的10a、10b放置在烤炉腔2内，距离左侧壁5和右侧壁6至少2.4英寸(为了最佳烹调均匀性)。2.4英寸的尺寸对应于微波波长的一半或2.45GHz微波管体频率的2.4英寸(为了最佳烹调均匀性)(E场为零)。该间距使得图3中的E场51a和51b(在单架中所示)在与食品结合之前扩张并变得更均匀。在例如图6中双架烤炉的多架烤炉中也发生相似的e场分配。

在当烹调腔没有装载很多的食品、根本没有装食品，或当少量食品装载在偏离腔中央的位置时的那些情况下，从图1中的波导管20a以及图6中的波导管20a、46a的槽形天线发射的微波能量可以对由图1中相对的波导管20b或图6中相对的波导管20b、46b产生的e场产生负影响。这种干扰可以产生能损坏磁控管的磁控管工作不稳定性。因此有益的是减少来自图1中的波导管20a与20b、图6中的波导管20a与20b、以及图6中的波导管46a与46b之间的相互作用的槽形天线放射干扰的影响，下文将其称为“视距槽形天线干扰”。该不稳定性开始于波导管中的E和H场以及它们与波导管的相互作用。在波导管壁内存在电磁能量的流动方向，平行于流动线切开的槽不会打断电磁能量。这些槽是“非放射”槽。然而，如果槽打断电流的流动线，电流不得不环绕槽，这样产生了波导管内的电场和磁场方向图的变形，并且在槽的中间产生槽的相对边缘之间的电压差。槽因此起到偶极天线的作用并会辐射，而且微波能量从波导管中泄漏出来。如果来自槽形天线的束(E和H场)被另一束所影响，其可能中断波导管内的电流流动线。该中断能具有将磁控管体拉入到不稳定性能区的效果。事实上，管体的阻抗不再与天线和波导管匹配。当该中断发生时，磁控管可能改变模式、形成电弧，或者其它方式的不能正常工作。

为了减少视距槽形天线干扰，图8中，包含槽形天线70的波导管可以朝烤炉顶面向上或朝烤炉底面向下地倾斜或成角度。通过倾斜波导管，在烹调腔的一个侧壁上的槽形天线不再和位于相对的烤炉腔侧壁上的槽形天线具有直接的视距。例如，将图1、图6中的包含槽形天线70的波导管20a、20b倾斜例如图8中的倾斜角度110所示的10度，可以消除波导管20b的视距槽形天线干扰。除了最小化相对的槽形天线的干扰之外，额外的益处是当束指向食物时，微波能量更有效地与食品结合。

减少视距槽形天线干扰的影响的第二个方法是图9中的将左波导管20a从右波导管20b垂直地偏离。这可以通过降低右波导管20b来实现，从而波导管20a位于波导管20b的高度之上。当然可选的，可以抬升波导管20b，或者可选的可以将波导管20a降低或抬升，从而实现图9中的波导管20a和20b的期望偏离。相同的方法可以使用在图6中的多架烤炉以及上波导管46a和46b。已经发现图9中的大约1.2英寸的波导管的偏离101(约波长的四分之一)在减少所述干扰方面是有效的。因此，图3、图9所图示为51a的波导管20a的电磁能量与图3、图9中波导管20b的电磁能量51b相偏离。

减少视距槽形天线干扰的另一个方法是提供图10中的具有不同倾斜角度的槽形天线。例如，图10中具有槽形天线70的左侧波导管20a可以具有图10中的15度的槽角度98，其中离磁控管最远(离前壁最近的)的槽具有向上的或正的斜度。图10中的右侧波导管20b可以具有含有向下的或负的斜度的20度的倾斜槽角度97。波导管20a的槽形天线不再与波导管20b的槽形天线对准，并且电磁能量束彼此扭曲。除了最小化相对的槽形天线的干扰之外，该方法相对于将更均匀的微波覆盖提供到烹调表面上也具有益处，因为来自相对壁的束现在以不同的方式(束取向)照射。如图10所示以交替角度方式实施倾斜槽形天线70。

减少视距槽形天线干扰的又一个方法是图11中的从右侧槽水平移位左侧槽70。例如，参见图11中的109，左侧壁槽形天线可以具有相对于右侧波导管上槽位置的波长的四分之一(约1.2英寸)的水平移位的槽位置。除了最小化相对的槽形天线的干扰之外，该方法相对于将更均匀的微波覆盖提供到烹调表面上的方法也具有益处，因为来自相对壁的束现在以不同的方式(束取向)照射。

上述方法可以按任何组合方式进行组合，以作为减少从烤炉一侧产生的微波能量束影响位于相对的烤炉侧壁上的天线束的稳定性的影响的手段。

在装载少或没有装载的条件下，一个或两个管体可能经历稳定性问题。来自不稳定的管体的阳极电流不再处于可接受的工作范围。例如，如果用于正常运转管体的阳极电流是约350毫安的直流电(“DC”)，那么为经历天线干扰的波导管供电的管体可以具有低于250毫安DC的阳极电流。反常阳极电流的检测以及将右侧或左侧磁控管的电源关断可以消除不稳定性。该检测-控制方法包括测量高压二极管和地之间的阳极电流的电流传感器以及当检测到反常阳极电流时将(为磁控管供电的)高压变压器的电流关断的功率继电器。

与管体的开关相关联的微波能量的减少会需要烹调时间修改或烹调循环的终止以避免食品的烹调不足。如果管体被关断以避免不稳定性，那么可以通过图1中的控制器34通过增加工作管体的功率水平(例如，从大约30％到大约60％)、通过增添单类型微波(microwave only event)以补偿单管体工作、或者增加的功率设定和新的单类型微波的组合来修改使用在烹调食谱中的微波功率设定。

因为图1和图6中的波导管20a和20b位于烤炉的左和右侧壁上，波导管不妨碍烤炉腔废气排放，并且不会被食物溢出物、油脂污染物、清洁剂污染物或通常影响底部发射微波系统的其他污染物所影响。因此，本发明的微波系统将不容易被油脂、溢出物、清洗材料以及其他污染所穿透，因为该系统不是直接位于热的污染物会滴落的食品的下方。如图1和图6所示，底壁4具有光滑连续的底面，没有烤炉腔底面内的加热元件、回气管或微波发射器，其易于清洗。在回气部件、加热元件和微波发射器从烤炉底面突出的情况下，操作者难以清洗和维护烤炉以保持卫生条件。在底部发射微波系统中，波导发射器通常位于烤炉腔底壁的中间部分中。当在正常烹调期间释放油脂、油和其他烹调过程中的副产品时，其滴落并溅到微波发射器上。发射器必须被保护，并用例如石英的微波透明材料覆盖并且用粘合剂或其他密封剂密封，从而避免污染物进入发射器引起磁控管的过早破坏。此外，一些快速烹调烤炉具有位于底壁上的辐射元件协助底部进行烘焦。对于商用应用，当油脂堆积在热元件周围时，暴露的下辐射元件可以导致安全问题。图1和图6中的排气板27a和27b位于具有设置在烤炉底面上方的孔29a、29b的烤炉的角部。孔29a和29b位于烤炉底壁4的上方并且因此可以容易地实现烤炉底面的清洗。此外，可以将板27a和27b制造为可从下气体传送部18a和18b移动的，用于清洗或更换。

总的来讲，本单架和多架快速烹调发明提供了利用热气流的快速烹调烤炉，热气流与微波能量结合从而实现了比传统烹调方法快五到十倍的食品的快速烹调，并且质量、口味和外观水平也等于或超过传统烹调。在不同的版本中，烤炉在标准的商用电源上是可工作的并在制造、使用和维护方面是简单和经济的，并且可以直接按比例增大或缩小为商用实施例以及增大或缩小为居住用实施例。快速烹调烤炉可以工作作为仅用空气的快速烹调烤炉、微波炉、或空气和微波结合的快速烹调烤炉。

虽然参照特定的优选版本已经用大量细节描述了本发明，其他版本也是可能的。例如，可以制造不同尺寸的商用和居住用快速烹调烤炉。在这些情况下，可以采用较大或较小的零部件，并且可以使用较少或较多的部件。在希望制造较小的快速烹调烤炉的情况下，可以采用一个气流加速部件以取代两个；采用一个微波系统以取代两个；较小或较少的加热装置，可以使用电阻或烧燃气。在希望获得较大的快速烹调烤炉的情况下，可以研发多架单元并且可以添加额外的气流系统和微波系统以实现较大腔、多架快速烹调烤炉。可以根据应用的版本的气流要求将孔制造得较大或较小。加热部件可以合并为一个加热部件，或者可以采用多于两个加热部件。

当进入美国时，没有清楚地指明执行一特定功能的“部件”或执行一特定功能的“步骤”的权利要求中的任何元件都不能被解释为美国法律，35USC第112节第6款中当前规定的“部件”或“步骤”条款。具体地，此处权利要求中“步骤”的使用不旨在援引35USC第112节的规定。

基于本发明的其他变型和改进对于本领域技术人员是很明显的。因此本发明的精神和范围要被广泛地考虑并且仅由所附的权利要求限制，而不被前述的说明书所限制。

Claims (28)

1、一种用于烹调食品的快速烹调烤炉，包括：

烤炉腔；

至少一个烹调架；

至少一个用于产生微波的磁控管；

至少一个与所述磁控管可操作地结合的矩形波导腔室，所述波导腔室具有邻近所述磁控管的近端、相对的远端、以及腔室长轴；

在具有沿所述长轴设置的中心点的波导腔室中的至少一个槽开口，所述中心点位于离所述波导腔室的远端一选择的距离，所述槽具有少于0.5自由空间波长的沿所述腔室长轴的槽长度。

2、根据权利要求1所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述各槽通过用半圆形的端部在各端部连接的一对延长的平行侧边来限定，所述各槽具有槽长轴和垂直于所述槽长轴的槽垂直轴，从而所述中心点位于槽长轴和槽垂直轴的交叉点。

3、根据权利要求1所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述各波导腔室包括第一、第二、和第三槽开口。

4、根据权利要求3所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述第一槽开口的中心点的选择的距离是波导管波长的0.5倍。

5、根据权利要求3所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述槽的宽度在0.25英寸到0.35英寸之间。

6、根据权利要求5所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述第一槽相对于腔室长轴倾斜，从而离所述波导管的远端最近的第一槽的端部高于第一槽的另一端。

7、根据权利要求6所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述第一槽的倾斜角度在10到45度之间。

8、根据权利要求7所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述各槽之间的间距沿腔室长轴是波导管波长的0.5倍。

9、根据权利要求8所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述第二槽与所述第一槽成90度取向。

10、根据权利要求9所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述第三槽与所述第二槽成90度取向。

11、根据权利要求10所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述各腔室长轴位于各相应的烹调架上方0.5到2.0英寸之间。

12、根据权利要求1所述的快速烹调烤炉，其特征在于，还包括：

用于减少从相对的波导腔室的槽发射的e场之间的干扰的部件。

13、根据权利要求12所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述用于减少e场之间的干扰的部件为向内倾斜的相对的波导腔室。

14、根据权利要求12所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述用于减少e场之间的干扰的部件为垂直偏离的波导腔室。

15、根据权利要求12所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述用于减少e场之间的干扰的部件是相对的波导腔室中的槽，该槽沿相对的波导腔室的腔室长轴偏离。

16、根据权利要求12所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述用于减少e场之间的干扰的部件是用于选择性地调整磁控管的功率输出的控制系统。

17、一种用于烹调食品的快速烹调烤炉，包括：

烤炉腔；

至少一个烹调架；

至少一个用于产生微波的磁控管；

至少一个与所述磁控管可操作地结合的矩形波导腔室，所述波导腔室具有邻近磁控管的近端、相对的远端、以及腔室长轴；

在具有沿腔室长轴设置的中心点的波导腔室中的至少一个槽开口，所述中心点位于离波导腔室的远端一选择的距离；以及

用于密封所述槽的薄的、不易碎的槽护盖。

18、根据权利要求17所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述槽护盖由聚四氟乙烯形成。

19、根据权利要求17所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述槽护盖由玻璃纤维材料形成。

20、根据权利要求17所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述槽护盖由云母片形成。

21、根据权利要求17所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述槽护盖通过硅橡胶材料粘附到波导管。

22、一种用于烹调食品的快速烹调烤炉，包括：

烤炉腔；

至少一个烹调架；

至少一个用于产生微波的磁控管；

与所述磁控管可操作地结合的两个相对的矩形波导管，所述各波导管具有邻近磁控管的近端、相对的远端、以及腔室长轴；

在具有沿腔室长轴设置的中心点的各波导管中的至少一个槽开口，所述中心点位于离波导管的远端一选择的距离。

23、根据权利要求22所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述相对的波导管向内倾斜，从而减少从相对的波导管的槽发射的e场之间的干扰。

24、根据权利要求22所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述相对的波导管垂直偏离，从而减少从相对的波导管的槽发射的e场之间的干扰。

25、根据权利要求22所述的快速烹调烤炉，其特征在于，所述相对的波导腔室中的槽沿着相对的波导腔室的腔室长轴偏离，从而减少从相对的波导管的槽发射的e场之间的干扰。

26、根据权利要求22所述的快速烹调烤炉，其特征在于，还包括：

用于选择性地调整所述磁控管的功率输出的控制系统。

27、根据权利要求22所述的快速烹调烤炉，其特征在于，还包括：

用于密封所述各波导管的槽的薄的、不易碎的槽护盖。

28、一种用于烹调食品的快速烹调烤炉，包括：

烤炉腔；

至少一个烹调架；

至少一个用于产生微波的磁控管；

至少一个与所述磁控管可操作地结合的矩形波导腔室，所述波导腔室具有邻近磁控管的近端、相对的远端、以及腔室长轴；

在具有沿长轴设置的中心点的波导腔室中的至少一个槽开口，所述中心点位于离波导腔室的远端一选择的距离，所述槽具有少于0.5自由空间波长的沿腔室长轴的槽长度。

Images