DE69431917T2

DE69431917T2 - Schnellkochofen

Info

Publication number: DE69431917T2
Application number: DE69431917T
Authority: DE
Inventors: R Mckee; R Winkelmann
Original assignee: TurboChef Technologies Inc
Current assignee: TurboChef Technologies Inc
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: DE69431917D1; EP0724821A1; US5558793A; CA2172714C; JPH09503334A; ES2188620T3; WO1995009519A1; ATE230198T1; CA2172714A1; EP0724821B1; RU2122772C1; AU676388B2; US5434390A; EP0724821A4; AU7879194A; BR9407674A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hybridofen zum Kochen mittels Heißlufteinwirkung und Mikrowellen und einen nicht hybriden Ofen zum Kochen mittels Heißlufteinwirkung und insbesondere einen Ofen, der in der Lage ist, Nahrungsmittelprodukte schnell zu kochen.
Die "Fastfood"-Industrie betreibt ihr Geschäft unter der Voraussetzung, dass Nahrungsmittel hergestellt werden können, bevor eine Bestellung dafür aufgegeben worden ist, wegen des erwarteten Verkaufsvolumens während der Spitzenzeiten. Dies führt zu dem Ergebnis, dass das Essen dem Kunden üblicherweise innerhalb von 30 Sekunden nach der Bestellung ausgehändigt wird, da das Essen bereits zubereitet war, typischerweise innerhalb der vergangenen fünf Minuten, so dass seine Qualität nicht verschlechtert ist. Dieses führt jedoch zu einem beträchtlichen Lagerverlust, wenn der Kundenverkehr geringer als angenommen ist, ebenso führt es zu beträchtlichen Verspätungen, wenn der Kundenverkehr stärker als angenommen ist, insbesondere außerhalb der Spitzenzeiten.
Ein ähnliches Problem existiert an den Orten, an denen Dienstleistungen im Zusammenhang mit Nahrungsmitteln erbracht werden, die sich von typischen "Fastfood"-Restaurants unterscheiden. Beispielsweise wird zubereitete Nahrung, die in Lebensmittelgeschäften und ähnlichen Geschäften verkauft wird, typischerweise mehrere Stunden bevor die Nahrung von dem Käufer gekauft wird, zubereitet. Dieses führt nicht nur zu einem beträchtlichen Lagerverlust, wenn der Kundenverkehr geringer als erwartet ist, sondern die Nahrung weist oft eine geringere Qualität auf, als die, die in einem Restaurant erhältlich ist, da sie lange vor dem Verkauf an den Kunden zubereitet wurde und in Erwartung des Verkaufs aufbewahrt wurde. Diese verringerte Qualität, ebenso die Vermutung der verringerten Qualität in der Einschätzung der Konsumenten resultiert in geringeren Verkäufen im Vergleich zu denen, die eintreten würden, wenn die Nahrungsmittelqualität derjenigen Nahrung entsprechen würde, die gekocht und unmittelbar (oder beinahe unmittelbar) in Restaurants verkauft wird.
Versuche, "auf Bestellung gekochte" Nahrungsmittel von hoher Qualität innerhalb eines akzeptablen Zeitfensters zu liefern waren nicht vollständig erfolgreich. Tatsächlich ist es genau dieser Nachteil, der die Schaffung von akzeptablen Verkaufsgeräten für heißes Essen (hinsichtlich der Größe und des Konzepts ähnlich zu den wohlbekannten Softdrinkverkaufsgeräten) verhindert hat, die Essen in der Qualität nationaler Fastfood-Ketten aus einer vollständig automatisierten Maschine ausgeben können.
Ein zufriedenstellender schnellkochender Ofen muss in der Lage sein, Nahrungsmittelprodukte zu heizen oder zu kochen, die in einem gefrorenen oder gekühlten Temperaturzustand sind oder die Umgebungstemperatur besitzen, egal ob sie bereits zubereitet sind (zum Beispiel gefrorene frittierte Chicken Nuggets), teilweise zubereitet (zum Beispiel gefrorene vorgebackene Pizza) oder roh (zum Beispiel Brötchen, Fisch), wobei der Zubereitungsvorgang im allgemeinen innerhalb solcher Zeiträume abgeschlossen ist, an die sich der Fastfood-Kunde als Wartezeit gewöhnt hat (im allgemeinen weniger als 30-50 Sekunden für die meisten Nahrungsmittelprodukte). Es ist ohne Weiteres verständlich, dass ein Ofen, der den Zubereitungsvorgang in 30 Sekunden beenden kann, es ermöglicht, Nahrungsmittel während der Spitzenzeiten mit der doppelten Geschwindigkeit zu verkaufen als eine Maschine, die eine Minute benötigt, egal ob der Ofen in einem Fast Food Restaurant aufgestellt ist, an einem zusätzlichen Nahrungsmittelverkaufsort wie in einem Lebensmittegeschäft oder als Teil einer automatischen Verkaufsmaschine. Darüber hinaus gibt es einen Grenzwert für die Zeit, die die meisten Kunden warten würden, bis ein Nahrungsmittelprodukt ausgehändigt wird. Auch wenn man über den Grenzwert dieses Zeitraums diskutieren kann, ist es klar, dass sehr viel weniger Kunden bewusst 90 Sekunden bis zur Lieferung ihres Essens wissentlich warten würden im Vergleich zu denen, die 30 Sekunden lang warten würden. Diese marginale Kundengruppe wird ebenso zu zusätzlichen Verkäufen führen.
Es ist einzusehen, dass ein schnellkochender Ofen auch für viele Nahrungsmittelprodukte wünschenswert ist, da unterschiedliche Eigenschaften, die sich während des Kochprozesses ändern (wie Oberflächenbeschaffenheit, Geschmack, Geruch und Aussehen) auf unterschiedliche Weisen während des Kochvorgangs beeinflusst werden - damit ist gemeint, dass schnellere Kochzeiten in bestimmten Fällen ein Nahrungsmittelprodukt mit einer höheren Gesamtqualität erzeugen als langsame Kochzeiten.
Herkömmliche Mikrowellenherde können große Hitzemengen während kurzer Zeiträume liefern, aber sie führen zu einem "synthetischen" Produkt, das nicht gebräunt und knusprig ist. Obwohl dieses für einige Produkte wie Popcorn akzeptabel ist, ist es im allgemeinen für eine breite Vielfalt von Nahrungsmittelprodukten nicht akzeptabel wie Pizzen, frittiertes Hähnchen, Toast usw. Herkömmliche Heißluftherde können Nahrungsmittelprodukte sehr schnell kochen, indem sie bei hohen Geschwindigkeiten erhitzte Luft auf die Nahrungsmitteloberfläche leiten, und dementsprechend die Hitze in das Lebensmittelprodukt "treiben". Versuche zur Reduzierung der Kochzeiten bei herkömmlichen Heißluftherden sind jedoch hinsichtlich ihrer Wirksamkeit begrenzt durch die Verschlechterung des Nahrungsmittelprodukts, die auftritt, wenn die Temperatur und die Geschwindigkeit der Luft, die auf das Nahrungsmittelprodukt einwirkt, erhöht wird.
Eine der großen Herausforderungen beim schnellen Kochen ist es, eine konsistente Zufuhr von Energie durch Zuführen von heißer Luft zu dem Nahrungsmittelprodukt zu erzeugen, insbesondere wenn es um aufeinanderfolgende Kochvorgänge identischer Nahrungsmittelprodukte geht. Diese Sache betrifft die Kochqualität, Wenn große Hitzemengen in ein System schnell eintreten und es wieder verlassen, entsteht beinahe immer ein "Sinuswelleneffekt" Das wäre nicht notwendigerweise sehr schlecht, wenn der Punkt auf der Sinuskurve, bei dem das Kochen des Lebensmittels beginnt und endet, bei jedem Kochzyklus präzise wiederholbar wäre, aber es ist ein wichtiges Ziel, dass jede Kochstelle identisch zu der letzten ist. Sogar wenn dieselbe durchschnittliche Kalorienanzahl während jedes Kochzyklus abgegeben wird (zum Beispiel durch Beginnen bei einer niedrigen Temperatur und Beenden bei einer hohen Temperatur auf einer Kochstelle und umgekehrt auf der nächsten Kochstelle), können zwei unterschiedliche Produkte hergestellt werden. Dementsprechend muss die an das Nahrungsmittelprodukt abgegebene Hitze entlang einer relativ flachen Linie vorhersagbar sein.
Herkömmliche Hybridherde, die sowohl die Einwirkung von Heißluft als auch Mikrowellenkochtechniken kombinieren, können schneller heizen und kochen als jedes Kochverfahren für sich. Die bekannten Hybridherde sind jedoch entweder zu langsam (zum Beispiel erfordern sie einen langen Zeitraum, der bis zu fünf Minuten betragen kann, um eine gefrorene Pizza zu backen) oder, wenn sie einen ausreichenden elektrischen Stromanschluss (220 Volt) und/oder versehen sind mit einer beträchtlichen Aufwärmzeit (häufig 15 Sekunden oder ähnlich), können sie dasselbe Nahrungsmittelprodukt während eines schnelleren aber immer noch inakzeptabel langsamen Zeitraums (zum Beispiel 180 Sekunden) kochen. Die 180 Sekunden-Herde benutzen typischerweise Heizspulen als Heizelemente, ähnlich wie bei einem Haartrockner, die mehrere Sekunden benötigen, um die Spitzentemperaturen zu erreichen und die Luft lediglich dann aufheizen, wenn sie über die Heizspulen streicht. Dementsprechend erfordern derartige Herde eine beträchtliche Aufwärmzeit, um die Spulen bis auf die Spitzentemperaturen aufzuheizen und anschließend eine zusätzliche Zeit, um die Luft aufzuheizen, die bereits in dem Ofen ist durch Umströmen der Spulen. (Es sollte bedacht werden, dass die anfängliche Menge der heißen Luft, die die Heizspulen verlässt, schnell abgekühlt wird, wenn sie sich mit dem kalten Nahrungsmittelprodukt und der Luft, die bereits in dem Kochraum vorliegt, vermischt.) Während ein Fast Food Restaurant im allgemeinen über ausreichende Energie verfügt, um einen leistungsfähigen Hybridofen (220 Volt) zu betreiben, kann an anderen Örtlichkeiten, die von dem schnellen Kochen profitieren würden (wie der Aufstellort einer typischen Verkaufsmaschine) lediglich eine 110 Volt Spannungsversorgung verfügbar sein und dementsprechend kann dort ein Hybridofen nicht genutzt werden, der eine 220 Volt Spannungsversorgung erfordert.
Da die Heizspulen und Magnetrons, die gleichzeitig an einer 110 Volt Spannungsversorgung betrieben werden könnten, von einer beträchtlich reduzierten Größe wären im Vergleich zu Heizspulen und Magnetrons, die jeweils eine eigene 100 Volt Spannungsversorgung benötigen, um effizient zu arbeiten, wäre eine stärkere Spannungsversorgung (z. B. 220 Volt) erforderlich, um bei den bekannten Hybridherden eine ähnliche Kochenergie zu erzeugen.
Nichthybride Heizluftherde werden typischerweise nicht bei Anwendungen benutzt, die ein unmittelbares Kochen und Ausliefern an den Kunden erfordern, da die einwirkende heiße Luft lediglich eine begrenzte Fähigkeit hat, das Innere des Nahrungsmittels zu kochen, insbesondere wenn das Produkt beträchtliche Ausmaße hat. Ebenso besitzt der nichthybride Heißluftherd, der herkömmlich aufgebaut ist, viele derselben Nachteile wie der Hybridofen, und insbesondere erfordert er mehrere Minuten, um das Essen lediglich durch Heißlufteinwirkung zu kochen. Diese Öfen, wie die 180 Sekunden Öfen, erfordern eine Aufwärmzeit von mehreren Sekunden, um die Spitzentemperaturen in den Heizspulen zu erreichen, und anschließend noch mehr Zeit, um die Luft aufzuheizen, die bereits in dem System ist durch Umströmen der Heizspulen.
Gewisse Schritte wurden unternommen, um die Kochzeiten in herkömmlichen Mikrowellenherden, Heißluftherden und Hybridherden zu verringern. Beispielsweise kann die Mikrowellenenergie erhöht werden als ein Mittel, um mehr Mikrowellenenergie an ein Nahrungsmittelprodukt während eines bestimmten Zeitraums zu übertragen, wodurch die Temperatur des Nahrungsmittelprodukts während dieses Zeitraums schneller erhöht wird. Diese erhöhte Wärmeübertragung wegen der erhöhten Mikrowellenenergie erhöht jedoch auch die Degradation des Produkts, die auftritt, wenn Mikrowellen benutzt werden, um Nahrungsmittelprodukte aufzuheizen. Luftgeschwindigkeiten und Temperaturen können bei herkömmlichen Heißluftherden ebenso als ein Mittel zur Reduzierung der Kochzeiten erhöht werden. Im allgemeinen resultiert die Erhöhung der Geschwindigkeiten der säulenartigen Heißluftströmungen ebenso wie die Erhöhung der Temperatur der Luft in einer erhöhten Wärmeübertragung. In einem Punkt werden die Vorteile der schnelleren Wärmeübertragung in das Warenprodukt jedoch aufgehoben durch eine Reduzierung der Qualität des Nahrungsmittelprodukts. Tatsächlich benötigen die meisten herkömmlichen Heißluftherde irgendeine Bewegung des Nahrungsmittelprodukts relativ zu den säulenartigen Strahlen der aufgeheizten Luft, die auf die Nahrungsmitteloberfläche einwirken, zumindest teilweise zu dem Zweck der Minimierung der Degradation des Essens direkt neben den säulenartigen Strahlen. Als Ergebnis dieser und anderer Beschränkungen haben die schnellsten Mikrowellenöfen, Heißluftöfen und Hybridenöfen der herkömmlichen Art alle Schwierigkeiten beim Kochen von Lebensmittelprodukten auf einem Qualitätsniveau, das mit dem von Fastfood-Restaurants übereinstimmt.
Herkömmliche Mikrowellenherde besitzen die Fähigkeit, unterschiedliche Mengen von Mikrowellenenergie an Nahrungsmittelprodukte innerhalb ihrer Zwischenräume zu übertragen, und für unterschiedlich lange Kochzeiten in Abhängigkeit von der Eingabe eines Bedieners. Dieses Merkmal ermöglicht es herkömmlichen Mikrowellenherden benutzt zu werden, um verschiedenartige Lebensmittelprodukte aufzuheizen, eins nach dem anderen, und die Menge der Mikrowellenenergie, die an den bestimmten Typ des Lebensmittelprodukts abgegeben wird, einzustellen, gemäß der Eingabe des Bedieners. Dementsprechend kann der Bediener den "Kartoffeln"-Knopf drücken, wenn Kartoffeln aufgeheizt werden sollen, und den "Suppe"-Knopf, wenn Suppe aufgeheizt werden soll, und er kann unterschiedliche Mengen an Mikrowellenenergie erwarten, die an die Lebensmittelprodukte abgegeben werden, basierend auf diesen unterschiedlichen Eingaben des Bedieners. Eine besondere Schwierigkeit trat jedoch auf bei der konsistenten Aufheizung von Lebensmittelprodukten desselben Typs, die sich hinsichtlich der Größen unterschieden (wie 6 Unzen gegenüber 7 Unzen Kartoffeln), mit Mikrowellenenergie bei einer festgelegten Einstellung. Herkömmliche Heißluftöfen besitzen eine sehr geringe Flexibilität sowohl hinsichtlich der Quantität und Dauer der Wärmeübertragung wegen der Tatsache, dass die Nahrung typischerweise durch den Kochraum auf einem Lagermittel (wie bei einem Förderband) mit einer bestimmten Geschwindigkeit wandert. Dieses macht es nicht nur schwierig, die Luftgeschwindigkeit von einem Produkt zum nächsten zu variieren, sondern es ist auch schwierig, die Dauer der Kochzeit zu variieren. Versuche zur Lösung dieser Probleme durch die Kombination von heißer Luft und Mikrowellen in herkömmlichen nichtgeförderten Systemen durch die Veränderung der Luftgeschwindigkeiten und der Mikrowellenenergie unter Computerkontrolle waren nicht vollständig erfolgreich. Sogar der am meisten fortgeschrittene Aufbau von herkömmlichen Hybridherden mit Kochsteuerungen gemäß dem Stand der Technik erfuhr besondere Schwierigkeiten beim Kochen einer Reihe von Produkten (wie Hähnchen, Pizza, Brötchen und Pommes frites) eines nach dem anderen, hinsichtlich der Qualität und der Geschwindigkeit, die von den Kunden gefordert wird und ohne Konsistenz beim Betrieb.
Ein bekannter Ofen von der oben erwähnten Art ist in der Druckschrift US-A- 4338911 beschrieben. Ein derartiger Ofen umfasst die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Ofen der beschriebenen Art zu schaffen, der ein schnelleres und vielseitigeres Kochen als bekannte Öfen ermöglicht.
Dieses Ziel wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 erreicht.
Weitere bevorzugte Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden zur Erläuterung unter Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten, wenngleich beschreibenden, Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert, in denen:
Fig. 1 ist eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ofens;
Fig. 2 ist eine Draufsicht von Fig. 1, entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine geschnittene Seitenansicht des Kochraums und seiner Umgebung entlang der Linie 3-3 von Fig. 2 und zeigt die abwärtsgerichteten Fließwege der heißen Luft (durchgezogene Pfeile) und die aufwärtsgerichteten Pfade der Mikrowellen (gestrichelte Pfeile) während der Benutzung;
Fig. 4 ist eine Explosionsansicht und zeigt schematisch die wichtigen Systeme des Ofens;
Fig. 5 ist eine Vorderansicht des Hitzespeicher- und Übertragungsapparates;
Fig. 6 ist ein Flussdiagramm des primären Betriebsablaufs; und
Fig. 7A und 7B bilden gemeinsam ein Flussdiagramm der Prüfreihenfolge beim Kochen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf einen freistehenden schnellkochenden Ofen beschrieben wird, wie er in einem Selbstbedienungsladen (z. B. ein Lebensmittelgeschäft) angetroffen werden kann oder in einer Einrichtung mit vollem Service (wie ein Restaurant oder ein Cafe), ist es für einen Fachmann auf dem Gebiet der Verkaufsmaschinen klar, dass ein erfindungsgemäßer Ofen einfach in eine freistehende Verkaufsmaschine eingegliedert werden kann, die einem Verkaufsautomaten für Softdrinks oder Zigaretten ähnlich ist, wobei der Benutzer ein bestimmtes Lebensmittelprodukt wählt und bezahlt, das dann auf herkömmliche Weise von einem Vorrat von derartigen Lebensmittelprodukten in den Kochraum abgegeben wird, schnell gemäß den passenden Anweisungen für das ausgewählte Lebensmittelprodukt gekocht wird und anschließend aus dem Kochraum entnommen und an den Käufer ausgegeben wird, wobei alle Schritte ohne menschliche Eingriffe und durch die Benutzung von Techniken von automatischen Verkaufsautomaten ablaufen, die den Fachleuten auf dem Gebiet der Verkaufsautomaten bekannt sind.
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen und insbesondere auf die Fig. 1-4, in denen ein Hybridofen gemäß der Erfindung dargestellt ist, der im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, zum Kochen eines Lebensmittelprodukts 12 (in Fig. 1 separat von dem Ofen 10 dargestellt), sowohl durch Heißlufteinwirkung als auch durch Mikrowellenkochen. Der Ofen 10 umfasst im wesentlichen ein Gehäuse, das insgesamt mit 14 bezeichnet ist. Einen Kochraum, der im allgemeinen mit 16 bezeichnet ist und zum Aufnehmen eines Lebensmittelprodukts 12 zum Kochen vorgesehen ist, einen Heißgasraum, der im allgemeinen mit 18 bezeichnet ist und zum Aufnehmen eines Luftvolumens konfiguriert und dimensioniert ist, und Leitungsmittel, die im allgemeinen mit 20 bezeichnet sind, um wahlweise eine Gasverbindung zwischen dem Kochraum 16 und dem Heißgasraum 18 herzustellen. Obwohl der Heißgasraum 18 hinter und oberhalb des Kochraums 16 dargestellt ist, können auch alternative Anordnungen des Heißgasraums 18 relativ zum Kochraum 16 ausgeführt werden, abhängig von der gewünschten Konfiguration des Ofens (die individuell ausgeführt werden kann, um den verfügbaren Raum zu berücksichtigen). Insbesondere umfasst die gasförmige Verbindung oder das Leitungsmittel 20 sowohl eine Eintrittsleitung 22 für den Strom der heißen Luft von dem Heißgasraum 18 in den Kochraum 16 und eine Austrittsleitung 24 für den Strom der gekühlten Luft von dem Kochraum 16 in das Plenum 18. Die heiße Luft kann ebenso durch Filtermittel 300 und Impellermittel 40 fließen, die später beschrieben werden.
Der Heißgasraum 18 hat eine damit verbundene und vorzugsweise darin angeordnete thermische Energiequelle 25 zum Aufheizen der in dem Plenum 18 angeordneten Luft. Da eine herkömmliche thermische Energiequelle, die mit einer 110 -120 Volt Spannungsversorgung betrieben wird (wie sie üblicherweise in Häusern und anderen nichtgewerblichen Einrichtungen in den Vereinigten Staaten angetroffen wird) nicht den Anforderungen an den Heißgasraum zur Versorgung mit heißer Luft entspricht, die ausreicht, um eine Serie von Lebensmittelprodukten schnell und gleichmäßig zu kochen, ist es erforderlich, ein großes thermisches Reservoir aus einem Metall zu verwenden, wie Stahl oder Kupfer, das in dem Aufbau des Wärmetauschers angeordnet ist, um die Hitze einer Energiequelle zwischen den Kochstellen zu absorbieren und eine schnelle Wärmeübertragung zwischen dem Reservoir und der Umgebungsluft innerhalb des Heißgasraums während des Kochvorgangs zu ermöglichen. Sogar wenn diese Hitzezufuhr aus dem Reservoir zu dem Heißgasraum während des kurzen Zeitraums des Kochens eines einzigen Lebensmittelprodukts andauert, kann die Temperatur des Reservoirs jedoch anzunehmenderweise fallen, da die 110 Volt Spannungsversorgung typischerweise nicht in der Lage ist, eine Energiezufuhr zu erzeugen, die der Energieabgabe entspricht, die beim schnellen Kochen des Lebensmittelprodukts benutzt wird. Dementsprechend ist der Heißgasraum vorzugsweise so ausgestaltet, dass er hinsichtlich der Masse dem Kochraum zumindest entspricht und vorzugsweise größer ist. Eine große Hitzesenke ermöglicht ein relativ gleichmäßiges Kochen von einer Kochstelle zu der nächsten, aber sie schafft eine ungewünschte Beschränkung hinsichtlich der Kompaktheit des Ofens. Andererseits, dort, wo eine stärkere Spannungsversorgung (wie eine 220 Volt Spannungsversorgung) zur Verfügung steht für die thermische Energiequelle 25, die die Luft in dem Heißgasraum aufheizt (entweder mit oder ohne ein Reservoir), ist die Energiezufuhr in den Heißgasraum mehr oder weniger in der Lage, die thermischen Anforderungen zu erfüllen, so dass die Temperatur des Heißgasraums im wesentlichen konstant gehalten werden kann und daher gleichmäßige Kochstellen schafft. Dementsprechend dient der Heißgasraum in diesem Fall lediglich als Wärmetauscher und nicht als Reservoir der heißen Luft und dementsprechend kann er relativ klein sein, wodurch der Ofen relativ kompakt sein kann.
Der Aufbau und die Maße des thermischen Reservoirs werden vorzugsweise so gewählt, dass sie sowohl eine hohe spezifische Wärme als auch eine hohe Wärmekapazität relativ zu der in dem Heißgasraum eingeschlossenen Luft besitzen. Die hohe spezifische Wärme stellt sicher, dass eine Einheitsmasse des thermischen Reservoirs genügend Hitze übergeben kann, um eine höhere Zahl von Einheitsmassen der in dem Plenum eingeschlossenen Luft aufzuwärmen, und die hohe Wärmekapazität stellt sicher, dass die gesamte innerhalb des thermischen Reservoirs gespeicherte Wärme in der Lage ist, eine große Masse der in dem Heißgasraum eingeschlossenen Luft aufzuwärmen, ohne selbst unangemessen stark abgekühlt zu werden.
Bezugnehmend auf Fig. 5 wurde herausgefunden, dass die heiße Luft in dem Heißgasraum 18 bei einer im Wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden kann, trotz wesentlicher periodischer Wärmeübertragungen an Luft, die durch den Heißgasraum strömt, ohne die Benutzung eines übermäßig großen Heißgasraums und ohne dass eine 220 Volt Spannungsversorgung erforderlich ist. Dementsprechend umfasst die thermische Energiequelle 25 in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sowohl ein thermisches Reservoir, das im allgemeinen mit 26 bezeichnet ist und ein betätigbares Heizungsmittel 28 zum Halten des thermischen Reservoirs 26 auf einer hohen Temperatur, wobei beide typischerweise (aber nicht notwendigerweise) in dem Heißgasraum angeordnet sind. Das thermische Reservoir 26 umfasst eine größe thermische Metallmasse und ein geschlossenes Volumen, um die Metallmasse darin zu halten, egal, ob das Metall sich in der festen Phase, der flüssigen Phase oder in Kombinationen davon befindet. Das Metall wird vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, die aus Zink und Zinklegierungen besteht, wobei die spezifische Legierung nach den Anforderungen an ihren Schmelzpunkt ausgewählt wird (wenn ein Phasenübergang zwischen den flüssigen und festen Phasen auftritt), ebenso nach ihren Fähigkeiten zur Wärmespeicherung und Wärmeübertragung, ihrer Toxizität und dergleichen. Verschiedene andere Metalle und ihre Legierungen, deren Schmelztemperaturen in dem interessierenden Bereich liegen (näherungsweise die maximalen gewünschten Kochtemperaturen) können anstatt Zink benutzt werden. Die Zinklegierung ist in einem Rohr aus rostfreiem Stahl oder einem anderen hitzeresistenten Metall eingeschlossen, mit passenden Mitteln, die in dem Rohr vorgesehen sind, um eine Ausdehnung zu erlauben, wenn die Zinklegierung sich ausdehnt.
Dementsprechend kann sogar eine schwache thermische Energiequelle wie eine 110 Volt Spannungsversorgung über einen bestimmten Zeitraum das Metall des Reservoirs 26 mit ausreichender Energie versorgen, um zu bewirken, dass ein wesentlicher Anteil der Metallmasse einen Phasenübergang erfährt, wobei ein wesentlicher Anteil der Hitze als Schmelzwärme absorbiert wird. Wenn das Reservoir später aufgefordert wird, die durch den Heißgasraum strömende Luft aufzuheizen, kann die angesammelte Schmelzwärme benutzt werden, um die Luft aufzuheizen, ohne dass das Reservoir eine Temperaturänderung erfährt. Vorzugsweise hat das Metall des Reservoirs eine potentielle Gesamtschmelzwärme, die wenigstens ausreichend ist, eine einzelne Portion eines Lebensmittelprodukts in dem Kochraum zu kochen und es ist optimal, wenn die potentielle Gesamtschmelzwärme ausreichend ist, um nacheinander eine Mehrzahl von einzelnen Portionen Von Lebensmittelprodukten in dem Kochraum zu kochen, ohne dass eine Änderung der Temperatur eintritt.
Das Reservoir 26 funktioniert als Hitzesenke und dementsprechend kann es passend ausgebildet werden mit einer Serie von einander angrenzenden dünnen Flossen 27 oder Platten, die parallel zueinander angeordnet sind, und die optional durch Abstandshalter voneinander beabstandet sind, um Zwischenräume von näherungsweise 1/4 bis 1/8 Zoll zu schaffen, um die Luftbewegung zwischen und um die Flossen 27 herum und dementsprechend den Wärmetransport von dem Reservoir 26 an die Luft zu ermöglichen. Die zylindrischen Stäbe (z. B. metallisch umhüllte keramische Stäbe) des Heizmittels 28 sind typischerweise horizontal angeordnet, und die Flossen oder Platten 27 sind ebenso typischerweise horizontal angeordnet, aber in vertikal beabstandeten Flächen (um Interferenz mit der zirkulierenden Luft innerhalb des Heißgasraums zu minimieren) und sie sind periodisch an die elektrische Einrichtung über die Spulen des Heizmittels 28 angeschlossen. Die Wärmeübertragung wird maximiert durch Schaffen eines großen Verhältnisses der Oberfläche des Wärmereservoirs 26 zu dem Luftvolumen innerhalb des Heißgasraums 18.
Das Gehäuse des Reservoirs und die aneinander angrenzenden Flossen und Abstandshalter müssen aus einem Material hergestellt sein, das die gewünschten hohen Temperaturen während eines langen Zeitraums ohne nachteilige Wirkungen auf das Material aushalten kann, aus dem es hergestellt ist, mit einem Überzug versehenes Kupfer und Stahl befinden sich unter dem bevorzugten Materialien für diese Zwecke. Das ausgewählte Material muss auch in der Lage sein, thermische Zyklen von Umgebungstemperaturen bis zu hohen Temperaturen, vorzugsweise bis wenigstens 700ºF auszuhalten, obwohl es klar ist, dass erfindungsgemäß der thermische Zyklus sehr stark begrenzt werden kann, da das thermische Reservoir typischerweise in der Lage ist, von seiner erhöhten Vorheiztemperatur, nämlich die Phasenübergangstemperatur des Phasenübergangswärmetauschers, auf die Raumtemperatur wenigstens einmal am Tag (am Ende des Arbeitstags) abzukühlen und, tatsächlich wird es vorzugsweise konstant auf einer erhöhten Vorheiztemperatur gehalten, so dass es zu allen Zeiten für die Benutzung bereit ist (ähnlich wie ein Kühlschrank konstant auf einer abgesenkten Kühltemperatur gehalten wird). Dementsprechend hat das in dem Reservoir 26 benutzte Metall eine lange operative Lebensdauer, da es nicht in einem Zyklus zwischen kalt (Umgebungstemperatur) und heiß betrieben wird, jedes Mal, wenn Lebensmittel in dem Kochraum platziert werden, sondern vorzugsweise bleibt es heiß, wenn es einmal vorgeheizt ist. Das Reservoir 26 wird natürlich periodisch durch das Heizmittel 28, falls erforderlich, aufgeheizt, um es auf der gewünschten Temperatur zu halten.
Wenn der Phasenwechselwärmetauscher benutzt wird, kann die Anforderung, dass das thermische Reservoir ausgewählt wird, um sowohl eine hohe spezifische Hitze und eine hohe Hitzekapazität relativ zu der in dem Plenum eingeschlossenen Luft zu schaffen, unberücksichtigt gelassen werden, da die gespeicherte Schmelzwärme, die zum Aufheizen der Umgebungsluft in dem Plenum verfügbar ist, es typischerweise einer so hohen Anzahl von Einheitsmassen der Luft erlaubt aufgeheizt zu werden, wie erforderlich ist.
Das Heizmittel 28 ist so ausgewählt, dass es dem Reservoir 26 und der Luft in dem Plenum 18 erlaubt, auf eine erhöhte Temperatur aufgeheizt und dort gehalten zu werden, vorzugsweise bei 500-540ºF (obwohl optional auf 700ºF oder höher), so dass der Heißgasraum 18 als Trockenofen dient, der, wenn er einmal vorgeheizt ist, heiße Luft bei Bedarf an den Kochraum 16 abgibt, ohne jegliche Aufwärmzeit, wodurch der vorgeheizte Ofen 10 unmittelbar in die Lage versetzt wird, mit heißer Luft zu kochen und, falls vorhanden, mit Mikrowellen. Das Heizmittel 28 kann eine herkömmliche Heizspule, wie ein um einen zylindrischen Keramikstab gewickelter Draht sein, der, wenn ihm elektrische Energie zugeführt wird, während eines verlängerten Zeitraums (typischerweise eine Vorheizzeit von bis zu einer bis zwei Stunden bei einer 110-120 Volt Spannungsversorgung und lediglich 20 bis 30 Minuten bei einer 220 Volt Spannungsversorgung) ausreichend ist, um das Reservoir 26 und die Umgebungsluft in dem Kochraum 18 auf die gewünschte Betriebstemperatur zu bringen.
Der Betrieb des Heizmittels 28 kann gesteuert werden durch das Steuermittel 250, das später beschrieben wird, umfassend ein Thermostat und einen Ausschalter, der den Strom des Heizmittels 28 ausschaltet, entweder wenn die Spannungsversorgung für die Magnetrons benutzt wird oder für den Heißluftlüfter und wenn die Spannungsversorgung nicht ausreicht, um die Magnetrons, den Heißluftlüfter und das Heizmittel 28 gleichzeitig zu betreiben (nämlich bei dem hybriden Ofensystem mit 110-120 Volt), oder wenn die tatsächliche Temperatur des Heißgasraums eine "festgelegte" Temperatur, typischerweise der Schmelzpunkt der Metallmasse bei der Version mit dem Phasenübergang überschreitet. In diesem Fall ist das Reservoir mit einem Erfassungsmechanismus 30 für die Heißgasraumtemperatur (wie ein Temperaturfühler) versehen, um die Temperatur der thermischen Masse zu messen.
Während das Steuermittel 250 das Heizmittel 28 kontinuierlich einschalten kann bis zu dem Zeitpunkt, wenn das Heizmittel 28 durch den Schalter abgeschaltet wird, da die Temperatur des Reservoirs die voreingestellte Maximaltemperatur übertrifft, betätigt das Steuermittel in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Heizmittel 28 in einer Weise, die nachfolgend beschrieben wird.
Bei einem Ofen 10 mit den Abmessungen 30" · 30" · 33" kann der Heißgasraum 18, der den Phasenwechselwärmetauscher benutzt, die Abmessungen 13" · 9" · 7" für eine Gesamtkapazität von etwa 0,5 Kubikfuß haben (davon ist etwa 0,25 Kubikfuß für die Luft verfügbar), und der Kochraum 16 kann die Abmessungen eines Zylinders mit einem Durchmesser von 15" und einer Höhe von 8" für eine Kapazität von etwa 0,86 Kubikfuß haben, zum Kochen eines Lebensmittelprodukts 12, das einen maximalen Durchmesser von 12" und eine maximale Höhe von 3,0" hat.
Es wird nun auf die Fig. 2-4 Bezug genommen, ein Heißluftlüfter 40 ist vorgesehen, um die Luft in dem geschlossenen Luftsystem zwischen dem Heißgasraum 18 und dem Kochraum 16 zu zirkulieren und um die Heißluftfunktion zur Verfügung zu stellen. Der Lüfter 40 wird durch einen Lüftermotor 42 angetrieben. Der Lüftermotor 42 wird vorzugsweise mit einer 110 Volt Spannungsversorgung betrieben, obwohl eine 220 Volt (typischerweise genau 208 Volt) Spannungsversorgung benutzt werden kann, in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit der Spannungsversorgung mit der höheren Voltzahl und der Größe des Lüfters. Für einen 30" · 30" · 33" Ofen ist ein Lüfter mit einer Kapazität von 610 Kubikfuß/Minute (4 Zoll Wassersäule) geeignet.
Der Lüfter 40 nimmt die verbrauchte heiße Luft aus dem Kochraum 16 und bläst sie durch den Austritt 24 in den Heißgasraum 18 zum Aufheizen und zur Rezirkulation. (Als Sicherheitsmaßnahme wird der Lüfter 40 automatisch ausgeschaltet, wenn die Tür des Kochraums offen ist, so dass sowohl Unfälle als auch unbeabsichtigtes Ausfließen von Hitze aus dem Ofen durch die Öffnung des Kochraums 16a verhindert wird.). Die heiße Luft, die durch den Eintritt 22 einströmt, wird durch eine Heißluftleitung 52 in einen Diffuser 53 übertragen, der im allgemeinen vertikal angeordnete Öffnungen 54 in seiner Bodenplatte aufweist. Der Diffuser 53 wird benützt, um den Luftfluss, der aus der aus der Heißluftleitung 52 austritt, auszugleichen und zu verteilen. Die Luft, die durch die Eintrittsleitung 22 fließt, bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit und mit einer beträchtlichen Kraft in das Heißluftrohr 52; die Luft ist jedoch nicht gleichmäßig über die Fläche des Querschnitts des Kochraums verteilt. Dieses ist wesentlich, da der Kochraum so konfiguriert und dimensioniert werden kann, dass er entweder ein großes Nahrungsmittelprodukt oder eine Mehrzahl von separaten kleineren Lebensmittelprodukten aufnehmen kann, die auf derselben Kochfläche angeordnet sind (z. B. drei Pizzen mit einem Durchmesser von 6 Zoll, die wir ein Kleeblatt auf der hitzebeständigen Platte 64 angeordnet sind).
Von den Öffnungen 54 des Auslasses des Diffusers strömt die nun verteilte heiße Luft durch eine Einlassplatte 55 mit im allgemeinen vertikal angeordneten Öffnungen 56 hindurch (diese erzeugen säulenartige Strömungen von heißer Luft in den Kochraum 16), nah benachbart zu der Oberfläche des darin befindlichen Lebensmittelprodukts 12. In Abhängigkeit von den Anforderungen der Luftverteilung kann die Einlassplatte 55 einfach in wenigen Sekunden durch den Bediener verändert werden, wenn der Ofen kalt ist.
Für einen Fachmann auf dem Gebiet des Kochens ist es klar, dass die Erzeugung der säulenartigen Luftströme für die Heißluftbehandlung eines Lebensmittelprodukts durch herkömmliche Heißluftröhren bewirkt werden kann, die in der oben genannten Patentanmeldung offenbart sind oder durch eine herkömmliche Einlassplatte, die hier beschrieben wurde oder durch gleichartige Mittel.
Die Prinzipien des Betriebs des Heißluftkochens (entweder durch die Benutzung von Heißluftröhren oder Einlassplattenöffnungen) sind im Stand der Technik wohl bekannt und daher brauchen sie hier nicht im Detail beschrieben werden. Die heiße Luft wird durch die verengten Diffuseröffnungen 54 geblasen und anschließend durch die Einlassplattenöffnungen 56 durch den Lüfter 40 mit ausreichendem Druck, so dass die resultierenden säulenartigen heißen Luftströmungen die typische Grenze der kalten Luft in der Nähe des Lebensmittelprodukts zu einem gewissen Grad wegtreibt und die Feuchtigkeit optimal kontinuierlich wegtreibt, die sich auf der Oberfläche des Lebensmittelprodukts bildet, wodurch ein schnelles Kochen, Bräunen oder Toasten von ausgerichteten Flächen des Lebensmittelprodukts durch die heiße Luft ermöglicht wird. Wenn das Lebensmittelprodukt 12 einen ausreichend kleinen Durchmesser (oder, wenn es nicht rund ist, eine ausreichend kleine Länge und Breite) hat, relativ zu dem Feld der Einlassplattenöffnungen 56, ergibt sich der Heißlufteffekt direkt nicht nur auf der Oberfläche des Lebensmittelprodukts 12 (die Oberfläche, die den Einlassplattenöffnungen 56 gegenüberliegt), sondern auch auf den Seiten des Lebensmittelprodukts 12. Falls gewünscht, können Heißluftröhren anstelle der Einlassplatte benutzt werden.
Es gibt jedoch ein wohlbekanntes Problem beim Heißluftkochen, nämlich dass lediglich die Flächen der ursprünglichen Oberfläche des Lebensmittelprodukts, die den Heißluftröhren oder den Einlassplattenöffnungen direkt ausgesetzt sind, schnell gekocht werden, und die anderen Flächen der ursprünglichen Oberfläche, ebenso wie die verbleibenden Flächen (die gegenüberliegende Seite und möglicherweise die Seitenflächen ebenso), werden nicht so schnell gekocht. Ein solches Problem kann schwerwiegend sein, wenn das Lebensmittelprodukt 12 besonders dick ist oder wenn die nicht direkt gegenüberliegende Fläche der ursprünglichen Oberfläche des Lebensmittelprodukts oder die verbleibenden Flächen im wesentlichen dieselbe Hitze wie die direkt ausgesetzten Flächen des Lebensmittelprodukts erfordern. Beispielsweise wenn eine Pizza ein gleichmäßiges Kochen und/oder Bräunen auf der Oberfläche erfordert, können ein oder mehrere Bestandteile der Auflage (wie Käse) unterschiedlich kochen und/oder bräunen, wenn sie den Heißluftröhren oder den Einlassplattenöffnungen direkt ausgesetzt sind (ausgerichtet sind), anders als wenn sie nicht ausgesetzt sind (nicht darauf ausgerichtet). Ein weiteres Beispiel für dieses Problem ist, wenn eine Pizza mit einer dicken Kruste ein beträchtliches Backen der Kruste auf der Unterseite des Produkts erfordert, ebenso wie der Belag.
Tatsächlich, um sicherzustellen, dass nicht nur die Bereiche der Oberfläche, die den Heißluftröhren oder den Einlassplattenöffnungen direkt ausgesetzt (ausgerichtet) sind, sondern auch andere (nicht ausgerichtete) Flächen derselben Oberfläche eine vergleichbare Beheizung erfahren, sind viele der Öfen, die Heißluftkochen ermöglichen, mit einem Mittel zum Bewegen entweder des Lebensmittelprodukts relativ zu den säulenartigen Heißluftströmen) von den Heißluftröhren oder den Einlassplattenöffnungen) oder mit einem Mittel zum Bewegen der säulenartigen Heißluftströme relativ zu dem Lebensmittelprodukt versehen. In jedem Fall ermöglicht die Relativbewegung der säulenartigen Heißluftströme und des Lebensmittelprodukts es der einwirkenden Luft, unterschiedliche ausgewählte Flächen des Lebensmittelprodukts zu unterschiedlichen Zeiten zu berühren, um ein insgesamt gleichmäßiges Backen der Oberfläche zu erreichen, die den Heißluftröhren oder den Einlassplattenöffnungen direkt ausgesetzt ist und um eine Reduzierung der Backzeit zu ermöglichen, die sich vorteilhafterweise aus der Heißlufteinwirkung ergibt, wobei die heiße Luft verteilt wird, ohne dass es zu einer wesentlichen Verschlechterung des Lebensmittelprodukts kommt. Dabei handelt es sich jedoch nicht um effiziente Backverfahren, da die heiße Luft, die anfänglich auf die ausgewählten Flächen des Lebensmittelprodukts einwirkt, von dem Lebensmittelprodukt wegspringt, so dass die darin verbleibende Hitze nicht benutzt wird, um anschließend weitere Flächen des Lebensmittelprodukts zu kochen oder zu backen.
Aus diesem Grund leiten viele Öfen, die mit Heißluft arbeiten, die einwirkende Luft entweder gleichzeitig oder anschließend gegen beide gegenüberliegende Flächen des Lebensmittelprodukts, so dass beispielsweise die Oberseite und die Unterseite des Lebensmittelprodukts dieselbe oder den gleichen Backgrad erfahren. Diese Lösungen haben sich nicht als vollständig befriedigend bei der Nutzung erwiesen, da sie die Vorteile des schnellen Kochens, die durch die einwirkende Luft erzeugt werden, abschwächen und die doppelte Anzahl von Heißluftröhren oder Einlassplatten erfordern und/oder die Einbindung von Strukturelementen erfordern, um eine gewünschte Relativbewegung in dem Kochraum zwischen dem Lebensmittelprodukt und den Einlassplatten oder den Heißluftröhren zu erzeugen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung minimiert oder vermeidet diese Probleme vollständig, indem die Luft anfangs nur auf eine Seite des Lebensmittelprodukts gerichtet wird, nämlich die Seite des Diffusers 53 und die Einlassplatte 55, und ohne dass das Lebensmittelprodukt 12 oder die Einlassplatte 55 bewegt werden.
Im Folgenden wird insbesondere auf Fig. 3 Bezug genommen, der Kochraum 16 ist im wesentlichen luftdicht, so dass die gesamte Luft, die aus dem Heißgasraum 18 durch den Diffusor 53 und die Lufteinlassplatte 55 und auf wenigstens eine erste Oberfläche 12a des Lebensmittelprodukts 12 (hier die obere Seite) strömt, erst in den Heißgasraum 18 zurückströmt, nachdem sie durch den verbleibenden Abschnitt der ersten Oberfläche 12a geströmt ist und durch einen wesentlichen Anteil einer zweiten Oberfläche 12b des Lebensmittelprodukts 12 (hier die Unterseite), die der ersten Fläche gegenüber liegt. Die nach außen und nach unten abgewinkelte Konfiguration des Kochraums 16 oberhalb des Niveaus des Lebensmittelprodukts 12 erhöht die Effizienz des Mikrowellenkochens durch Reduzieren der stehenden Wellen, die typischerweise innerhalb eines rechteckigen oder zylindrischen Kochraums entstehen und es erhöht auch die Wirksamkeit des Heißluftkochens (der Wärmetransport von der einwirkenden heißen Luft an das Lebensmittelprodukt) durch Minimieren der Totluftzonen, die typischerweise innerhalb des rechteckigen oder zylindrischen Kochraums auftreten.
Eine hitzebeständige Platte 64 aus einem für Mikrowellen transparenten und hitzeresistenten Material (wie Keramik) begrenzt eine zentrale Öffnung 66 und eine Mehrzahl von sich nach oben erstreckenden Kappen 67. Die keramische Platte 64 wird durch eine Plattenhalterung 65 gehalten, die sich von der Ofentür 80 nach innen erstreckt und als Unterlage für die Lebensmittel dient. Sie ist in der Nähe aber beabstandet von der unteren Fläche 12b des Lebensmittelprodukts 12 angeordnet, das auf den Kappen 67 gelagert ist. Die Luft von der Oberfläche 12a des Lebensmittelprodukts wird gezwungen, über die Seiten und im wesentlichen über den gesamten Radius der Unterseite 12b des Lebensmittelprodukts zu strömen, bevor die Luft die zentrale Öffnung 66 der keramischen Platte 64 erreicht und am Ende in den Heißgasraum 18 geführt wird durch das Luftrückführrohr 120 und das Gebläse 40 zum Wiederaufheizen und die nochmalige Zirkulation.
Insbesondere hat der Kochraum 16, der rund oder polygonal sein kann (z. B. 12- eckig) im Querschnitt eine nach außen ansteigende obere Seitenwand 60 und eine im allgemeinen vertikale untere Seitenwand 62, die oberen und die unteren Seitenwände 60, 62 treffen sich in einem spitzen Winkel (vorzugsweise etwa 45 bis 60ºC) auf einem Niveau, das der Oberfläche 12a des Lebensmittelprodukts benachbart ist und im wesentlichen oberhalb der oberen Fläche der keramischen Platte 64. Vorzugsweise ist eine sich entlang des Umfangs erstreckende, die Luft umkehrende Nase 61 auf dem inneren Umfang der unteren Seitenwand 62 angeordnet und sie erstreckt sich einwärts, um den sich nach unten bewegenden Heißluftstrom nach innen umzuleiten (wenn er die Seitenflächen des Lebensmittelprodukts 12 umfließt) in Richtung des Raums zwischen dem Boden des Lebensmittelprodukts 12b und der oberen Fläche der keramischen Platte 64. Alternativ können die oberen und unteren Seitenwände 60, 62 eine einzige nach außen gebogene Seitenwand bilden. Da die keramische Platte 64 sich vorzugsweise im wesentlichen über den gesamten Durchmesser der Fläche des Kochraums 16 erstreckt, in dem sie angeordnet ist, ist ihre zentrale Öffnung 66 der einzige Durchgang, durch den die verbrauchte Luft den Kochraum 16 verlassen und zurück zu dem Heißgasraum 18 strömen kann und dieses nur nach dem Überströmen eines wesentlichen Anteils des Lebensmittelprodukts in dem Raum 16. Der exakte Anteil des Lebensmittelprodukts ist vorzugsweise größer als 75% der Bodenfläche des Lebensmittels, in Abhängigkeit von den relativen Größen der zentralen Öffnung 66 und der Bodenfläche des Lebensmittelprodukts 12.
Wie durch die durchgezogenen Pfeile 68 in Fig. 3 dargestellt ist, wirkt die heiße Luft, die die Einlassplattenöffnungen 56 verlässt, auf die obere Fläche 12a des Lebensmittelprodukts 12 auf den Flächen ein, die mehr oder weniger auf die Öffnungen 56 ausgerichtet sind. Ein Teil der Luft wird nach oben reflektiert auf die obere Seitenwand 60 des Kochraums 16 und dann nach unten in Richtung ihrer unteren Seitenwand 62. Wie jedoch durch die durchgezogenen Pfeile 68a dargestellt wird, wird der größte Teil der heißen Luft, die die Flächen des Lebensmittelprodukts berührt, die auf die Öffnungen 56 ausgerichtet sind, nicht nach oben reflektiert, sondern er wird eher radial nach außen über die obere Fläche 12a gezogen und in Richtung der Seite des Lebensmittelprodukts, so dass die Luft über die Flächen der oberen Fläche 12 strömt, die nicht so gut auf die Öffnungen 56 ausgerichtet ist. Die immer noch heiße Luft, die radial nach außen über die nicht ausgerichteten Flächen wandert, befindet sich in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit solchen nicht ausgerichteten Flächen, so dass ein eher gleichmäßiger Kochvorgang der gesamten oberen Fläche 12a des Lebensmittelprodukts erreicht wird ohne eine relative Bewegung der Öffnungen 56 und des Lebensmittelprodukts 12.
Die obere Fläche der keramischen Platte 64 (unterstützt durch die luftumleitende Nase 61, sofern vorhanden) fängt die immer noch heiße Luft ab (sowohl die nach unten durch die obere Seitenwand 60 reflektierte Luft des Kochraums 16 und die über die Oberfläche 12a und die Seiten des Lebensmittelprodukts 12 fließende Luft) und verhindert, dass sie den Kochraum 16 verlässt, bis, wie durch die durchgezogenen Pfeile 68b dargestellt ist, sie radial nach innen geströmt ist, zwischen der Unterseite 12b des Lebensmittelprodukts 12 und der oberen Fläche der keramischen Platte 64, und in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit der Unterseite 12b, bis sie die zentrale Öffnung 66 der Platte erreicht und dadurch nach unten fließt, wie durch die durchgezogenen Pfeile 68c dargestellt ist. Während dieses gesamten Fließvorgangs entlang der Unterseite 12b des Lebensmittelprodukts 12 kocht die heiße Luft die Unterseite 12b des Lebensmittelprodukts 12, so dass ein verbessertes Kochen oder Backen der Unterseite 12b erzielt wird. Die durch die zentrale Öffnung 66 der keramischen Platte 64 strömende Luft wird schließlich zu dem Gebläse 40 zurückgeführt über unterschiedliche Luftrückführlöcher 112, die später beschrieben werden, und dann von dem Gebläse 40 durch den Austritt 24 in den Heißgasraum 18 zur Wiederaufheizung und Rezirkulation. Die zentrale Öffnung 66 und die Luftrückkehrlöcher 112 sind wünschenswert groß genug, um das Entstehen einer Engstelle des Luftflusses zu verhindern, die zentrale Öffnung 66 ist typischerweise der steuernde Faktor, da sie am leichtesten zu entfernen und zu ersetzen ist.
Der angemessene Abstand zwischen der Unterseite 12b des Lebensmittelprodukts 12 und der Oberseite der Keramikplatte 64 ist so gewählt, dass eine maximale Kochwirkung der Unterseite 12b des Lebensmittelprodukts erreicht wird, ohne den Luftfluss durch den Ofen unangemessen zu begrenzen. Da die gesamte Luft in derselben Richtung unter das Lebensmittelprodukt 12 fließt, nämlich horizontal und radial einwärts besteht eine gute Wärmeübertragungsbeziehung zwischen dem Luftstrom und der Unterseite 12b des Lebensmittels. Vorzugsweise ist der vertikale Abstand dazwischen klein, so dass die Gasflussgeschwindigkeit relativ hoch ist und daher die Grenzschicht um die Unterseite 12b des Lebensmittels wegbläst (ähnlich wie die heiße Luft die Grenzschicht auf der Oberseite 12a des Lebensmittels wegbläst).
Um die Wärmeübertragung auf die Unterseite 12b des Lebensmittels zu erhöhen, sollte die Höhe der Kappen 67 so niedrig wie möglich sein ohne den Luftfluss zu beschränken (so dass die Größe der zentralen Öffnung 66 der begrenzende Faktor ist). Umgekehrt, um die Wärmeübertragung auf die Unterseite 12b zu reduzieren, sollte die Höhe der Kappen 67 erhöht werden, um einen geringeren Teil des heißen Luftstroms mit der Unterseite 12b des Lebensmittels in Kontakt zu bringen (bedingt durch ein größeres Volumen zwischen der keramischen Platte 64 und der Lebensmittelunterseite 12b) ohne die Luftgeschwindigkeit zu beeinträchtigen. Eine geringe Zunahme des Radius in der zentralen Öffnung 66 wird in einem wesentlichen Anstieg der Luftgeschwindigkeit resultieren, sowohl auf den oberen und den unteren Flächen 12a, 12b des Lebensmittels, da die zentrale Öffnung 66 der limitierende Faktor des Luftflusses in dem System ist (mehr als der vertikale Abstand zwischen der Unterseite 12b des Lebensmittels und der Oberseite der keramischen Platte 66).
Für einen Fachmann ist es klar, dass der oben beschriebene Luftfluss von dem Heißgasraum 18 durch den Kochraum 16 und zurück zu dem Heißgasraum 18 unter dem Einfluss des Gebläses 40 das gleichzeitige Kochen oder Backen der gesamten oberen Fläche 12a und der unteren Fläche 12b des Lebensmittelprodukts 12 ermöglicht (ebenso wie dessen Seitenflächen) ohne dass die Notwendigkeit einer Relativbewegung der Einlassplattenöffnungen 56 und des Leben mittelprodukts 12 besteht, oder dass Einlassplattenöffnungen 56 benutzt werden müssen, die an beiden gegenüber liegenden Flächen 12a, 12b des Lebensmittelprodukts angeordnet sind. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, dass das Lebensmittelprodukt 12 auf einem Förderband positioniert wird, dass das Lebensmittelprodukt hinter die Einlassplatte 55 transportiert, und die Einlassplatte 55 muss nicht in Schwingungen versetzt werden, um sicherzustellen, dass alle Flächen der oberen Fläche 12a des Lebensmittelprodukts 12 mit heißer Luft in Berührung kommen, obwohl die vorteilhaften Wirkungen des Luftflusspfades der vorliegenden Erfindung immer noch bei der Anwesenheit solcher Relativbewegungen erhalten werden. Darüber hinaus erfordert der Ofen keine Einlassplattenöffnungen 56, die auf die untere Fläche 12b des Lebensmittelprodukts gerichtet sind, ebenso wie die obere Fläche 12a. Dementsprechend kocht der Ofen der vorliegenden Erfindung nicht nur schneller und gleichmäßiger, sondern er ist auch ökonomischer herzustellen und zu betreiben, kompakter und zuverlässiger, da er weniger bewegliche Teile hat.
Die heiße Luft, die auf die obere Fläche 12a des Lebensmittelprodukts 12 einwirkt, wird dann radial nach außen gesaugt und nicht nur einfach nach oben reflektiert, wo es zu der Turbulenz beitragen würde, die üblicherweise oberhalb einer Lebensmitteloberfläche angetroffen wird, auf die Luft mit hoher Geschwindigkeit senkrecht nach unten gerichtet wird. Dementsprechend dient die Tunnelung des einwirkenden heißen Luftstroms nicht nur der wertvollen Funktion, sicherzustellen, dass alle Flächen des Lebensmittelprodukts 12 dadurch gekocht werden, sondern sie eliminiert auch eines der größeren Probleme, die mit dem Heißluftkochen verbunden sind, nämlich die Entstehung von Turbulenzen, die das nachfolgende Heißluftkochen beeinträchtigt, da sie die säulenartigen Luftstrahlen aufbricht und verteilt. Am wichtigsten ist, dass die heiße Luft, die anfänglich auf ausgewählte Flächen des Lebensmittelprodukts einwirkt, anschließend in eine Wärmeübertragungsbeziehung mit anderen Flächen des Lebensmittelprodukts gezwungen und gehalten wird, so dass der Wärmewert der heißen Luft wirksam genutzt wird, um auch andere Flächen des Lebensmittelprodukts aufzuheizen.
Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, ist ein metallischer Schirm 82 mit der Form einer Schüssel unterhalb der keramischen Scheibe 64 angeordnet, die das Lebensmittelprodukt 12 hält. Der Schirm 82 ist an dem kreisförmigen Wellenleiter 106 mit dem Luftrückkehrrohr 120 befestigt und besitzt Luftrückkehrlöcher 112, die mit der Luftrückkehrleitung 120 verbunden sind, die zu dem Gebläse 40 führen. Die Größe und der Abstand der Luftrückkehrlöcher 112 des metallischen Schirms 82 führt dazu, dass alle Mikrowellen, die durch das Lebensmittelprodukt 12 oder den oberen Abschnitt des Kochraums 16 nach unten reflektiert wurden, nach oben zurückgeleitet werden, wo sie für den Backvorgang benutzt werden.
Vorzugsweise befindet sich in dem Schirm 82 eine perforierte Schmutzschüssel 84 (am besten in Fig. 2 zu erkennen), angeordnet und gehalten durch die Oberseite der kreisförmigen Wellenführung 106. Die Schüssel 84 ist leicht aus dem Ofen 10 entnehmbar, indem einfach die Tür 80 geöffnet wird (dadurch wird die keramische Platte 64 aus dem Gehäuse 14 bewegt), Anheben der Schmutzschüssel 84 (so dass deren Boden oberhalb der Oberseite des Schirms 82 ist) und anschließendes Bewegen nach außen zur Seite durch die Öffnung 16a des Kochraums 16 (siehe Fig. 1 und 2). Dies ermöglicht es, den Schmutz, Flüssigkeiten und dergleichen, die von dem Lebensmittelprodukt 12 während des Kochens oder Backens herunterfallen und in der Schmutzschüssel 84 landen, einfach außerhalb des Ofens 10 zu entfernen.
Einem Fachmann auf dem Gebiet der Herde ist es klar, dass, soweit es für das spezielle Lebensmittelprodukt, das gekocht werden soll, angemessen ist, die gesamte operative Konfiguration des Ofens 10 umgekehrt werden kann, so dass die Einlassplatte 55 für die heiße Luft unterhalb des Lebensmittelprodukts 12 angeordnet ist, so dass die heiße Luft direkt gegen den Boden des Lebensmittelprodukts 12 gedrängt wird und die keramische Platte 64 ist oberhalb der Oberseite des Lebensmittelprodukts 12 angeordnet, um die reflektierte Luft zu zwingen, sich durch einen Radius der Oberfläche des Lebensmittelprodukts 12 zu bewegen. (Natürlich wäre in diesem Fall eine unterschiedliche Halterung für das Lebensmittelprodukt erforderlich.). Tatsächlich kann in den besonderen Fällen, in denen es gewünscht wird, das Kochen auf einer Seite auf Kosten der anderen Seite zu maximieren die Oberfläche, auf der überwiegend gekocht wird, direkt gegenüber der Einlassplatte 55 angeordnet sein und die keramische Platte 64 kann eliminiert werden, so dass die andere Oberfläche lediglich leicht gekocht wird. Es sollte auch klar sein, dass die Anzahl der Diffusoröffnungen 54 und der Einlassplattenöffnungen 56, die dargestellt sind, lediglich beispielhaft ist, sodass mehr oder weniger Öffnungen 54, 56 benutzt werden können, und dass die vertikalen Abstände der Öffnungen 54 und der keramischen Platte 64 von den benachbarten Flächen 12a, 12b des Lebensmittelprodukts 12 (z. B. etwa 4 Zoll bzw. 1/2 Zoll) nicht maßstabsgetreu dargestellt sind, da die tatsächlichen Abstände von dem speziellen beabsichtigten Anwendungsgebiet des Ofen abhängen.
Wenn eine Mehrzahl von Öfen gemäß der vorliegenden Erfindung nah beieinander existiert, sowie es in einem Restaurant der Fall sein könnte, können Einsparungen erzielt werden durch Ausstatten der verschiedenen Öfen mit einem gemeinsamen Plenum, das mit den Kochräumen der verschiedenen Öfen verbunden ist, sodass es sie mit heißer Luft für das Heißluftkochen versorgt. Das gemeinsame Plenum wäre natürlich größer im Vergleich zu dem Plenum eines einzelnen Ofens, ebenso wären die thermischen Reservoirs und die Heizmittel vergrößert. Aber, da die Anforderungen, die an das gemeinsame Plenum durch die verschiedenen individuellen Kochräume gestellt werden, sich anzunehmenderweise über die Zeit ausgleichen werden, ist es weniger wahrscheinlich, dass das gemeinsame Plenum extrem hohen Anforderungen nach heißer Luft zu irgendeiner Zeit ausgesetzt ist und dementsprechend kann es proportional weniger "Reserveheizkapazität" haben, als ein einzelnes Plenum hätte, das für einen einzigen Kochraum vorgesehen ist.
Da die Schmutzschale 84 und die Luftrückführlöcher 112 der Luftrückführleitung 120 nicht zu 100% wirksam sind beim Auffangen von Fett und anderen Verschmutzungen (insbesondere wenn der Schmutz flüssig oder gasförmig ist), ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Filterdose vorgesehen, die im Allgemeinen mit 300 bezeichnet ist. Der die Verschmutzung enthaltende Luftstrom passiert von dem Kochraum 16 durch ausgerichtete Öffnungen 302, 304 der Luftrückführleitungen 120 bzw. des Filters 300 und strömt in eine Filterleitung 306. Die Querschnittsfläche der Filterleitung 306 ist wesentlich größer als die ausgerichteten Öffnungen 302, 304, sodass die in die Filterleitung 306 eintretende Luft sich verlangsamt, sodass viele der in der Luft enthaltenden Feststoffe auf die Bodenfläche 306a der Filterleitung 306 fallen. Darüber hinaus ist die Bodenfläche 306a der Filterleitung 306 vorzugsweise kälter als der Kochraum 16 oder die Luftrückkehrleitung 120 (die typischerweise sehr stark durch den Heißluftstrom aufgeheizt wird, der den Kochraum 16 verlässt). Die relative Kälte der unteren Fläche der Leitung 306a kann erzielt werden, indem sie wohl überlegt entfernt von Hitzequellen platziert wird und, wenn Magnetrons in dem Ofen anwesend sind, und dadurch, dass die Kühllüfter der Magnetrons Luft über die untere Fläche der Leitung 306 blasen. Die relativ kalte Fläche 306a führt dazu, dass das in der Luft enthaltende Fett sich verflüssigt und darauf kondensiert, wo es bei der periodischen Reinigung einfach entfernt werden kann. Anschließend passiert der Luftstrom durch den Filter 306 einen Filterschirm 308, der zu dem Filterauslass 310 führt und dann zu dem Gebläse 40. Der Filterschirm 308 ist einfach entfernbar durch eine Durchführung 312 auf der Vorderseite des Ofens 10, die Durchführung 312 ist mit einer Abdeckung 314 versehen.
Typischerweise wird der Filterschirm 308 am Ende jedes Arbeitstags entfernt, um die Entfernung von Verschmutzungen zu ermöglichen, wobei die untere Fläche 306 des Filters 306 (ebenso zugänglich durch die Durchführung 312, wenn die Abdeckung 314 entfernt ist) eine Reinigung lediglich nach einem Betrieb von etwa einer Woche des Ofen erfordert, in Abhängigkeit von der Art des gekochten Essens. Die Schmutzschüssel 84 kann entfernt und gereinigt werden, wenn es notwendig ist, typischerweise wenigstens einmal pro Tag, wenn der Ofen kontinuierlich in Benutzung ist, aber dieses variiert in Abhängigkeit von der Art des gekochten Essens.
Obwohl der Ofen 10 der vorliegenden Erfindung ein Gebläse mit konstanter Geschwindigkeit benutzen kann (genauer gesagt ein Motor mit konstanter Geschwindigkeit, der das Gebläse antreibt) in Kombination mit einer Reihe von Türen, Lamellen, Ventilen und dergleichen zum Steuern der Verbindung des Luftstroms zwischen dem Plenum und dem Kochraum, kann lediglich ein grobes Steuerniveau durch eine derartige Struktur erreicht werden. Dementsprechend ist das Gebläse 40 in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit (genauer gesagt ein Motor mit variabler Geschwindigkeit treibt das Gebläse an), und dementsprechend gibt es keinen Bedarf an Türen, Lamellen, Ventilen oder dergleichen, um den Luftfluss zwischen dem Plenum und dem Kochraum zu steuern. Im Handel erhältliche Gebläse mit variabler Geschwindigkeit können die Verbindung der Gase zwischen dem Plenum und dem Kochraum selektiv und variabel in Inkrementen von lediglich 5% des maximalen Durchflusses erzeugen, und in manchen Fällen können die Inkremente nur 1% der maximalen Durchflussrate betragen. Dementsprechend ermöglicht das Gebläse mit variabler Geschwindigkeit eine feine Steuerung des Luftflusses zwischen dem Plenum und dem Kochraum, und dementsprechend der Wärme, die von dem Plenum in den Kochraum geleitet wird.
Es wird bevorzugt, dass ein Ofen der vorliegenden Erfindung, der einen Phasenwechselwärmetauscher benutzt, notwendigerweise nach unterschiedlichen Prinzipien als ein herkömmlicher Heißluftofen arbeitet. Bei einem herkömmlichen Heißluftofen kann man nicht nur die Kochzeit variieren, sondern auch die Heißlufttemperatur (in Grenzen) durch Steuern der in das System eingeführten Leistung zur Erzeugung der thermischen Energie über die Zeit. In der vorliegenden Erfindung ist die Heißlufttemperafur jedoch im Wesentlichen bei normalen Bedingungen auf die Phasenwechseltemperatur festgelegt. Aber es wurde nun herausgefunden, dass ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit benutzt werden kann, um die wirksame Heißlufttemperatur zu ändern - das heißt die Temperatur, die auf das Lebensmittelprodukt 12 einwirkt - durch Variieren der Geschwindigkeit der einwirkenden heißen Luft und somit der Dicke der verbleibenden Grenzschicht. Wenn die Grenzschicht dünner gemacht wird, wirkt auf das Lebensmittelprodukt eine Heißlufttemperatur ein, die höher ist, das bedeutet die Temperatur ist näher an der wahren Temperatur der heißen Luft.
Das Steuermittel 250 empfängt Signale von wenigstens zwei Temperatursensoren oder Thermofühlern. Ein Thermofühler 30 (siehe Fig. 5) ist innerhalb des Phasenwechselwärmetauschers angeordnet und informiert das Steuermittel über die Temperatur in dem Plenum, eine Temperatur, die unter normalen Bedingungen ziemlich konstant bei der Phasenwechseltemperatur bleiben sollte, wenn es einen Phasenwechselwärmetauscher gibt, wie oben diskutiert wurde, aber die Temperatur kann ansonsten vorzugsweise variiert werden (nämlich wenn es keinen Phasenwechselwärmetauscher gibt). Ein weiterer Thermofühler 32 (siehe Fig. 3) informiert das Steuermittel über die Temperatur innerhalb des Kochraums 16, und insbesondere über die Temperatur an der Oberfläche 12a des Lebensmittelprodukts 12. Dieser Thermofühler 32 für den Kochraum ist typischerweise zu der Oberseite des Kochraum 16 benachbart angeordnet und kann, wie in Fig. 3 dargestellt ist, oberhalb der Einlassplatte 55 angeordnet sein, sodass er vor den Mikrowellen in dem Kochraum geschützt ist. Da die einwirkende heiße Luft die kalte Grenzschicht um das Lebensmittelprodukt 12 sehr stark entfernt, ist der Thermofühler 32 hochgradig empfindlich zu der Temperatur auf der oberen Fläche 12a des Lebensmittelprodukts 12 und er ist typischerweise darauf bezogen (zum Beispiel misst er konstant eine feste Gradzahl oberhalb der Temperatur auf der oberen Fläche 12a).
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schafft das Steuermittel 250 "fliegend" eine automatische Steuerung des Kochbetriebs. Mit manuellen Steuermitteln gibt der Benutzer mittels eines Steuerfelds die Kochzeit und die Temperatureinstellungen ein (die Temperatureinstellungen sind sehr oft bestimmend bei einer thermostatisch gesteuerten Heißluftzuführung in dem Heißluftofen oder bei dem Niveau der Mikrowellenerzeugung in einem Mikrowellenofen). Der Benutzer eines automatischen Steuermittels muss sich jedoch die passenden Einstellungen merken und diese für bestimmte Lebensmittelprodukte eingeben. Dieses ist in der Fast Food Industrie ungewünscht, in der es sehr wichtig ist, jede Routinearbeit so stark wir möglich zu vereinfachen. Mit einem "statischen" automatischen Steuermittel muss der Benutzer lediglich die Art des zu kochenden Essens mittels eines Steuerfelds eingeben, und das Steuermittel wählt die passende Zeit und Temperatur für das spezielle Lebensmittelprodukt aus einer in dem Speicher gespeicherten Tabelle aus (mit anderen Worten, 40 Sekunden mit Luft bei einer Temperatur von 515ºF entweder alleine oder zusammen mit 40 Sekunden Mikrowellenheizung auf einem bestimmten Mikrowellenniveau, beginnend bei einem bestimmten Punkt in dem Heißluftheizzyklus). Das Steuermittel benutzt diese Temperatur und die Zeiteinstellung dauerhaft, ohne zu berücksichtigen, was tatsächlich in dem Kochraum abläuft.
Demgegenüber ermöglicht es das "fliegende" automatische Steuermittel 250 der vorliegenden Erfindung, dass die Parameter wie erforderlich fliegend variiert werden, um den optimalen Kochvorgang bei den möglichen Betriebsparametern des Ofens zu erzielen, ohne Berücksichtigung der Information, die von dem Benutzer an den Ofen gegeben werden. Das Steuermittel 250 erreicht dieses, indem in dem Speicher nicht lediglich eine einzige Einstellung für jedes Lebensmittelprodukt gespeichert ist. Vielmehr enthält die in dem Speicher gespeicherte Tabelle die passenden oder erwarteten maximalen und minimalen Temperaturwerte für unterschiedliche Zeitpunkte in dem Kochzyklus, optional können sie als unterschiedliche Bereiche zwischen der Temperatur des Plenums und der Temperatur des Kochraums gespeichert sein. Da die Temperatur des Plenums nach dem Aufheizen im Wesentlichen durch den Phasenwechselwärmetauscher konstant gehalten wird, kann das Steuermittel den Kochzyklus einstellen, indem es lediglich auf den erwarteten Einstellungen für den Thermofühler des Kochraums beruht. Bei einem fehlenden Phasenwechselwärmetauscher kann die Plenumtemperatur jedoch variieren, sodass das Steuermittel auf einem erwarteten Unterschied zwischen der Plenumtemperatur und der Kochraumtemperatur beruht, und dieser erwartete Temperaturunterschied kann in dem Speicher gespeichert werden.
Typischerweise sind die Zeitpunkte willkürlich in Intervalle von 5 bis 10 Sekunden oder dergleichen eingeteilt. Während des Kochbetriebs werden die gemessenen Temperaturwerte periodisch mit den erwarteten Werten der Temperatur verglichen und, wenn die gemessenen Werte signifikant von den erwarteten Werten abweichen, werden die Kocheinstellungen dementsprechend angepasst. Beispielsweise, wenn der Thermofühler 30 des Plenums anzeigt, dass die Temperatur in dem Plenum (nämlich die Temperatur der heißen Luft, die an den Kochraum abgegeben wird) unter den erwarteten Wert gefallen ist, wird der Heizzyklus verlängert. Wenn der Thermofühler 32 für den Kochraum anzeigt, dass die Temperatur an der Oberfläche 12a des Lebensmittelprodukts über den erwarteten Wert gestiegen ist, wird die Dauer des Kochzyklus verkürzt. Wenn der Thermofühler 32 des Kochraums eine zu geringe Temperatur relativ zu dem erwarteten Wert anzeigt, kann die Dauer des Kochzyklus verlängert werden. Dementsprechend, wenn der Benutzer einen Fehler in dem System erzeugt hat, zum Beispiel durch Platzieren eines gefrorenen Produkts in den Kochraum, und an dem Steuerfeld eingibt, dass ein gefrorenes Produkt gekocht werden soll, wird das Steuermittel 250 dieses erfassen (da die Messwerte der Thermofühler von den erwarteten Werten abweichen) und es wird die Einstellung an die tatsächlichen Verhältnisse der Situation anpassen, die durch die Temperaturprofile der Temperaturfühler bestimmt sind.
Es wird angenommen, dass die Messwerte des Thermofühlers in dem Kochraum während der ersten 10 Sekunden des Kochens durch unterschiedliche externe Kurzzeitfaktoren beeinträchtigt sind, etwa wie lange die Ofentür geöffnet war, die Wirkung der Grenzschicht um das Lebensmittelprodukt, und dergleichen. Dementsprechend unternimmt das Steuermittel 250 nichts, um den Kochzyklus von dem durch den Benutzer ausgewählten zu modifizieren (durch Eingeben der Art des Lebensmittelprodukts auf dem Steuerpanel) bis nach dem Verstreichen eines angemessenen Zeitraums (zum Beispiel 10 Sekunden). Das heißt das Steuermittel veranlasst das Gebläse 40, Gas aus dem Plenum durch die Diffusoröffnungen mit einer festgelegten Durchflussrate zu blasen, entsprechend dem jeweiligen Lebensmittelprodukt während eines ersten Abschnitts des Kochzyklus, und erst anschließend wird die Gasdurchflussrate an verschiedenen Punkten während des Kochzyklus angepasst, um eine passende Kochraumtemperatur aufrecht zu erhalten oder um passende Temperaturunterschiede zwischen der Temperatur des Plenums und der Temperatur des Kochraums zu erzeugen.
Das Steuermittel 250 umfasst ferner Mittel zum Betätigen des Heizmittels in dem Plenum als Antwort auf wenigstens einen Faktor, ausgewählt aus der folgenden Gruppe: (a) ein Absinken der Temperatur des thermischen Reservoirs, (b) ein Abfallen der Temperatur des Kochraums (und insbesondere der oberen Fläche des Lebensmittelprodukts in dem Kochraum), (c) ein kalkulierter thermischer Verlust des Ofens, und (d) Kombinationen davon. Der Abfall der Temperatur des thermischen Reservoirs und der Abfall der Temperatur des Kochraums sind natürlich festgelegt durch die Messwerte des Temperaturfühlers 30 des Plenums bzw. des Temperaturfühlers 32 des Kochraums.
Der thermische Verlust des Ofens während eines vorgegebenen Zeitraums wird aus unterschiedlichen Faktoren berechnet, umfassend wenigstens einen der folgenden: (a) der thermische Energieverlust des Kochraums an das umgebende Gas, (b) der thermische Energieverlust des Kochraums an ein in dem Kochraum gekochtes Lebensmittelprodukt, (c) die thermische Energie, erzeugt durch das Heizmittel, und (d) Kombinationen davon. Der Verlust an thermischer Energie von dem Kochraum an das umgebende Gas findet typischerweise durch die Öffnung 16a statt, wenn die Tür 80 geöffnet ist und kann vernünftig bestimmt werden als eine Funktion der Zeit, während der die Tür geöffnet ist, trotz kleinerer Abweichungen, die durch die Temperatur der umgebenden Luft bedingt sind, oder durch das Ausmaß, in dem die Tür geöffnet war (entweder voll oder halb geöffnet), und dergleichen. Die durch das Heizmittel erzeugte thermische Energie wird einfach berechnet als Funktion des Verbrauchs des Heizmittels und der Zeit während der das Heizmittel betrieben wurde. Die von dem Kochraum an das Lebensmittelprodukt, das in dem Kochraum gekocht wird, übertragene thermische Energie ist aus empirischen Tests für jedes einzelne Lebensmittelprodukt bekannt (dieses birgt eine mögliche Fehlerquelle, wenn das Lebensmittelprodukt, das durch den Benutzer auf dem Steuerpanel eingegeben wird, falsch ist, da es aus dem Speicher einen Satz von programmierten Kocheinstellungen liest). Auch der thermische Verlust des Ofens wird berücksichtigt (zum Beispiel der Hitzeverlust durch die Wände des Ofengehäuses 14), usw.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Ofens ist ein dritter Thermofühler 33 innerhalb der Luftrückführleitung 120 angeordnet, außerhalb des Pfads der Mikrowellen, die durch Pfeile 109 in Fig. 3 wiedergegeben sind. Die Kombination des zweiten Temperaturfühlers 32, der oberhalb des Kochraums angeordnet ist und des dritten Thermofühlers 33, der unterhalb des Kochraums angeordnet ist (beide sind vorzugsweise vor den Wirkungen der Mikrowellen abgeschirmt) ermöglicht eine extrem genaue Bestimmung der thermischen Energie, die von dem Kochraum an das Lebensmittelprodukt abgegeben wird, das in dem Kochraum gekocht wird, da die Temperatur der einströmenden und ausgehenden Luftströme bekannt sind. Das heißt, wenn oben beschrieben wurde, dass das Steuermittel 250 Messwerte von wenigstens zwei Temperatursensoren oder Thermofühlern empfängt, kann es auch Messwerte von drei Temperatursensoren oder Thermofühlern empfangen. Der Temperaturfühler 30, der innerhalb des Wärmetauschers angeordnet ist, ist so ausgebildet, dass das Steuermittel 250 seine Aufsichtsfunktionen im Hinblick auf den Wärmetauscher ausüben kann, während die Thermofühler 32, 33 im Kochraum benutzt werden, um die Temperatur des Kochraums zu überwachen. Dementsprechend kann das Steuermittel 250 die passenden oder erwartete maximale und minimale Temperaturwerte für verschiedene Zeitpunkte während des Kochzyklus in seinem Speicher abspeichern, vorzugsweise werden sie als ein Unterschiedsbereich zwischen der Temperatur des Gases, das in den Kochraum einströmt, durch Benutzen von Temperaturfühler 32, und der Temperatur des Gases, das den Kochraum verlässt, durch Benutzen des Temperaturfühlers 33, gespeichert. Wie oben angegeben wurde, wird dadurch ein Verfahren geschaffen, durch das das Steuermittel 250 den thermischen Energieverlust des Kochraums an das darin gekochte Lebensmittelprodukt genau verfolgen kann.
Es wird angenommen, dass, da die tatsächlichen Temperaturen gegen die erwarteten oder gespeicherten Temperaturen gemessen werden für Zeitpunkte innerhalb des Kochzyklus, es nicht notwendig ist, dass der Kochraum von einer "kalten" oder Raumtemperatur startet. Dementsprechend betätigt das Steuermittel periodisch das Gebläse, um die Kochtemperatur zumindestens auf einer festgelegten minimalen Temperatur zwischen den Kochzyklen zu halten. Beispielsweise in festgelegten Zeitintervallen (zum Beispiel etwa eine Minute) oder immer wenn der Thermofühler des Kochraums anzeigt, dass der Kochraum unterhalb einer festgelegten minimalen Temperatur ist, wird das Gebläse betätigt, sodass heiße Luft aus dem Plenum die Kochraumtemperatur oberhalb der festgelegte minimalen Temperatur bringt (typischerweise in etwa 15 Sekunden oder weniger).
Einmal eingeschaltet führt das Steuermittel 250 eine große Anzahl verschiedener Anfangstests durch, um sicherzustellen, dass jedes betätigbare Element des Ofens arbeitsfähig ist und dass der gesamte Ofen sicher betrieben werden kann. Unter den getesteten Elementen ist das sichere Schließen der Türen (um den Verlust von Mikrowellenstrahlung und thermischer Energie zu vermeiden), Mikrowelllenstrahlungsverlust, Wirksamkeit des Magnetrons, Betrieb des Wärmetauschers, Betrieb des Heizelements, Betrieb des Gebläses, Betrieb des Magnetrons und dergleichen. In Abhängigkeit von der Art der erfassten Unregelmäßigkeiten (zum Beispiel, ob sie die Sicherheit beeinträchtigen oder ob der Kochvorgang trotz der Unregelmäßigkeit durchgeführt werden kann), wird die Unregelmäßigkeit durch einen Sprachsynthesizer oder einen Nachrichtenerzeuger mit aufgenommenen Nachrichten (nicht gezeigt) mitgeteilt, oder durch eine Anzeige (zum Beispiel eine LED-Anzeige), oder durch beide und der Betrieb des Ofens wird zur Fortführung freigegeben oder sofort beendet.
Darüber hinaus wird während des laufenden Kochbetriebs ein abgekürzter Satz von "Kochüberprüfungen" beinahe kontinuierlich wiederholt, um sicherzustellen, dass die Türen sicher sind (geschlossen), dass es kein Leck der Mikrowellenleistung gibt, dass die Mikrowellenleistung innerhalb passender Grenzen ist, dass die Temperatur des Wärmetauschers geringer als ein festgelegtes Maximum ist, dass die Temperatur des Kochraums innerhalb passender Grenzen ist, usw. Wiederum, in manchen Fällen wird das Steuermittel korrigierende Handlungen anfordern (wie das Schließen der Tür) und es wird fortfahren, nachdem die korrigierende Handlung durchgeführt worden ist; in anderen Fällen wird es den Betrieb des Ofens aus Sicherheitsgründen beenden (zum Beispiel wenn es ein Leck bei der Mikrowellenleistung gibt oder wenn irgendeine der Temperaturen das Maximum überschritten hat); und in weiteren Fällen wird es eine passende Handlung selbst vornehmen (zum Beispiel durch Erhöhen der Leistung des Magnetrons oder des Heizmittels, wenn sie zu niedrig ist).
Obwohl ein ziemlich hohes Kenntnisniveau erforderlich ist, um den Ofen 10 zu initialisieren (zum Beispiel um die Kochparameter für bestimmte Lebensmittelprodukte einzugeben), ist der bereits initialisierte Ofen 10 für einen Benutzer außergewöhnlich einfach zu betreiben und sogar in der Lage, Benutzerfehler zu korrigieren. Nun Bezug nehmend auf Fig. 6 muss der Benutzer lediglich die Ofentür öffnen, das Lebensmittelprodukt auf der Kochfläche platzieren (nämlich die Erhöhungen 67 der keramischen Platte 64), und die Tür schließen. Dann drückt er den passenden Knopf auf einer Steuermitteleingabetafel, der die Art des Lebensmittelprodukts anzeigt, das er in den Ofen gelegt hat (zum Beispiel kleine Pizza, große Pizza, Hähnchenschnitzel, gefrorene Pizza oder dergleichen) und drückt schließlich einen "Start"-Knopf (siehe Feld 450). Das Steuermittel 250 antwortet durch Aussprechen des Namens des Lebensmittelprodukts ("Rezept") und wieviel Zeit benötigt wird, um das Kochen des Lebensmittelprodukts 12 abzuschließen (siehe Feld 452). Wie weiter unten beschrieben wird, wird eine Reihe von Kochüberprüfungen anschließend durchgeführt (siehe "Kochüberprüfung" Unterprogramm im Feld 454). Das Steuermittel legt dann fest, ob "Stop" durch den Benutzer gedrückt worden ist oder nicht (siehe Entscheidungsraute 456) und, falls ja, beendet die Ausführung des Rezeptprogramms (siehe Feld 458). Wenn "Stop" jedoch nicht gedrückt worden ist, bestimmt das Steuermittel, ob die Ausführung des Rezeptprogramms beendet worden ist oder nicht (siehe Entscheidungsraute 459) und, falls ja, gibt ein "Fertig" Tonsignal aus und bereitet sich darauf vor, ein neues Rezept auszuführen (siehe Feld 460). Wenn jedoch die Ausführung des Rezepts nicht beendet war, kehrt das Steuermittel zum Feld 452 zurück, der Name des Rezepts und die nun verbleibende Zeit wird wiederholt (möglicherweise modifiziert durch Abweichungen die als Teil des "Kochüberprüfung"-Unterprogramms vorgenommen wurden).
Es wird nun auf die Fig. 7a und 7b Bezug genommen, in denen ausgewählte Kochüberprüfungen dargestellt sind, die durch das Steuermittel 250 vorgenommen werden (als Teil des "Kochüberprüfung"-Unterprogramms), die entweder in einer Änderung der Kochzeit oder der Gebläsegeschwindigkeit resultieren. Bevor irgendwelche Überprüfungen vorgenommen werden, legt das Steuermittel fest, dass das Gebläse wenigstens 10 Sekunden lang eingeschaltet worden ist (siehe Entscheidungsraute 500) und dass wenigstens 10 Sekunden seit dem Start des Rezepts vergangen sind (siehe Entscheidungsraute 502), sodass anfängliche falsche Messungen ignoriert werden. Anschließend bestimmt das Steuermittel, ob die Kochraumtemperatur geringer als ein festgelegter Wert oder als die erwartete Temperatur ist, festgelegt durch Bezugnahme auf die in dem Speicher gespeicherte Tabelle (siehe Entscheidungsraute 504) und, falls ja, führt sie eine passende Handlung durch durch Erhöhen des Gebläses und der Zeiten für das Heizelement in einem Prozentsatz, in Abhängigkeit zu dem Prozentsatz des festgelegten Punkts, der in dem Test benutzt wird (siehe Feld 506). Mit anderen Worten, wenn der Kochraum mit X Prozent des festgelegten Punkts getestet worden ist, würden das Gebläse und die Zeiten des Wärmetauschers verlängert um (100 - X) Prozent. Darüber hinaus beleuchtet das Steuermittel 250 einen passenden Prüfknopf auf den Steuertafeln (siehe Feld 508) und zeigt "Kochzeit verlängert" (siehe Feld 510) entweder durch eine Sprachausgabe oder durch eine Anzeige an. Daraufhin bestimmt das Steuermittel 250, ob der Temperaturunterschied zwischen den beiden Thermofühlern 30, 32 größer als der gewählte oder gespeicherte erwartete maximale Unterschied ist (siehe Entscheidungsraute 520); falls ja, wird die Zeit für das Gebläse und den Wärmetauscher verlängert gemäß dem Verhältnis Temperaturunterschied/maximaler Temperaturunterschied (siehe Feld 522), ein passender Prüfknopf (siehe Feld 524) wird beleuchtet und durch die Sprachausgabe wird gesagt "Speisentemperatur geringer als erwartet, Kochzeit verlängert" (siehe Feld 526). Schließlich überprüft das Steuermittel 250, ob die Temperatur des Kochraums, die durch den Thermofühler 32 des Kochraums angezeigt ist, größer als der erwartete Wert in dem Speicher ist (siehe Entscheidungsraute 530); falls ja, wird die Gebläsegeschwindigkeit gemäß dem Verhältnis der für den Kochraum erwarteten hohen Temperatur geteilt durch die Kochraumtemperatur verringert (siehe Feld 532), ein passender Prüfknopf (siehe Feld 534) wird beleuchtet und die Sprachausgabe sagt "Gebläsegeschwindigkeit verringert" (siehe Feld 536). Es wird angenommen, dass die erwartete hohe Temperatur des Kochraums, gegen die die Kochraumtemperatur gemessen wird (in der Entscheidungsraute 530) eine Kochraumtemperatur ist, die geringer als die maximale Kochraumtemperatur ist. Wenn die maximale Temperatur für den Kochraum überschritten wird, wird der Ofen aus Sicherheitsgründen abgeschaltet.
Es wird nun auf das Merkmal des Mikrowellenkochens der vorliegenden Erfindung Bezug genommen. Mikrowellenherde sind im Stand der Technik wohlbekannt und bedürfen daher hier keiner detaillierten Beschreibung. Im Folgenden wird insbesondere auf Fig. 4 Bezug genommen, in der ein Paar Magnetrons 100 so angeordnet sind, dass deren abgegebene Mikrowellen sich entladen in die Zweige eines abgewinkelten, gemeinsamen Hohlleiters, der insgesamt mit 102 bezeichnet ist. Die Impedanzen der beiden Magnetrons 100 passen absichtlich nicht zusammen, um die Ausstrahlung eines Magnetrons 100 zu verhindern, die an das andere Magnetron 100 übertragen wird. Obwohl die Magnetrons 100 vorzugsweise an einer 110 Volt Spannungsversorgung betreibbar sind, kann eine Spannungsversorgung mit höherer Voltzahl benutzt werden, wenn eine Spannungsversorgung mit 220 Volt oder mehr verfügbar ist (wie in einem Restaurant oder einem Handelsgeschäft), tatsächlich können die beiden Magnetrons sogar durch ein einzelnes, großes Magnetron ersetzt werden, wodurch der Bedarf nach einem abgewinkelten Hohlleiter zwischen dem kreisförmigen Holleiter 106 und den Magnetrons entfällt. Ein Mittel zum Kühlen der Magnetrons, wie ein Gebläse (nicht gezeigt), fördert über Kühlluftführungen kühle Luft zu den Magnetrons 100.
Der gemeinsame Hohlleiter 102 hat vorzugsweise den Aufbau eines rechten Winkels, wobei jeder Zweig einen rechtwinklingen Hohlleiter besitzt und die Spitze oder Verbindung als Kopplung dient, die es den Mikrowellen ermöglicht, von jedem Zweig oder von dem rechtwinkligen Hohlleiter des abgewinkelten Hohlleiters 102 in einen kreisförmigen Wellenleiter 106 nach oben befördert zu werden. Die gemeinsamen Hohlleiter 102 und der kreisförmige Hohlleiter 106 sind miteinander verschweißt, um die Entstehung eines Lichtbogens dazwischen zu verhindern oder das Entkommen von Mikrowellen aus dem Inneren. Andererseits entlädt der kreisförmige Hohlleiter 106 die darin nach oben geförderten Mikrowellen in Richtung auf das Kochtablett und das Lebensmittelprodukt 12, wie durch die unterbrochenen Pfeile 109 in der linken Seite von Fig. 3 dargestellt ist.
Insbesondere ist an der Grundfläche des kreisförmigen Hohlleiters 106, wo dieser mit den Magnetrons 100 durch eine Kupplung und den rechteckigen Hohlleiterzweigen des abgewinkelten Hohlleiters 102 verbunden ist, eine Hitzedichtung vorgesehen, sodass die heiße Luft aus dem Kochraum 106 sich nicht den relativ empfindlichen Magnetrons 100 weiter nähern kann. Die Hitzedichtung oder Barriere 110 ist aus einem für Mikrowellen durchlässigen und hitzeresistenten Material ausgebildet, wie Keramik. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann am Ort der Herstellung der Apparat zur Erzeugung und Übertragung der Mikrowellen - einschließlich der Magnetrons 100, des gemeinsamen Hohlleiters 102, der Hitzebarriere 110 und des kreisförmigen Hohlleiters 106 - vertikal aufwärts und abwärts relativ zu dem Kochtablett 64 bewegt werden, um die Mikrowellen auf ein gedachtes Lebensmittelprodukt auf dem Kochtablett 64 zu fokussieren. Um das Entkommen der Mikrowellen aus dem Schnittpunkt zwischen dem oben beschriebenen Apparat zur Erzeugung und Übertragung der Mikrowellen und der Luftrückführführung 120 zu verhindern, durch die sich der kreisförmigen Hohlleiter 106 erstreckt, sind beide mit einer Mikrowellenabdichtung in der Form einer Metallplatte versehen, die sich darum in einer Größe von etwa 5 bis 6 Zoll erstreckt. Die Mikrowellenabdichtung des Apparats zur Erzeugung und Übertragung der Mikrowellen ist damit bewegbar, um sich der stationären Mikrowellenabdichtung der Luftrückführführung 120 anzunähern oder sich davon zu entfernen.
Um das Entkommen von Hitze aus dem Inneren des Kochraums 16 durch ihre vordere Öffnung 16a während des Kochens und zu allen Zeiten zu minimieren, in denen der Zugang dazu nicht erforderlich ist, ist der Kochraum 16 mit einer Tür 80 versehen, die in ihrer geschlossenen Position (in Fig. 3 dargestellt) das Entkommen von Hitze dadurch verhindert, und in ihrer geöffneten Position (in den Fig. 1 bis 2 dargestellt) ermöglicht sie durch ihre Öffnung 16a den Durchgang des Lebensmittelprodukts 12.
Um zu ermöglichen, dass das Lebensmittelprodukt 12 einfach, sicher und schnell in dem Kochraum 16 platziert werden kann, ist die keramische Platte 64 vorzugsweise auf einer Plattenhalterung 65 befestigt, die an der Tür 80 befestigt ist und sich mit dieser bewegt. Die Tür/Halterung-Anordnung 80/65 ist drehbar befestigt durch einen Scharniermechanismus 84 innerhalb des Inneren des Gehäuses 14 (siehe Fig. 2), sodass die keramische Platte 64 von der Beladen/Entladen- Position richtig vollständig aus dem Ofen heraus geschwenkt werden kann (wie in Fig. 1 dargestellt ist), über eine mittlere Stellung (in Fig. 2 dargestellt), in eine Kochstellung (in Fig. 3 dargestellt) in der sie insgesamt innerhalb des Kochraums 16 ist. Der Benutzer platziert das zu kochende Lebensmittelprodukt 12 auf der keramischen Platte 64 (die dann das Lebensmittelprodukt 12 stützt) und schließt die Tür 80, um das Lebensmittelprodukt in den Kochraum 16 zu bewegen.
Im Folgenden wird auf Fig. 1 Bezug genommen, dort ist eine Ofensteuertafel dargestellt, die im Allgemeinen mit 200 bezeichnet ist und eine Zustandsanzeige 202 wie ein LED-Feld umfasst, ein Dateneingabesystem 204 wie eine Tastatur mit Knöpfen, die beschriftet sind für die unterschiedlichen Nahrungsmittelarten und drei Knopfschalter, die beschriftet sind mit "Start", "Stopp" bzw. "Wartung".
Die Zustandsanzeige 202 zeigt die Daten an, die in das System über die Knöpfe 204 eingegeben worden sind, Informationsmeldungen an den Benutzer, und die gegenwärtige Funktion der Maschine. Die Tastatur 204 kann zehn digitale oder nummerische Tasten umfassen, die als Zahlen funktionieren oder alternativ kann jede der Tastaturtasten als nummerische Taste dienen, wenn der Ofen im Wartungsmodus ist. Dementsprechend kann der Wartungsschalter als Umschaltknopf dienen, um die Steuertafel zu veranlassen, um in einen speziellen Modus zum Eingeben nummerischer Daten über die Tasten der Tastatur 204 zu gehen. Die Betätigung des Wartungsknopfschalters veranlasst die Steuertafel, in den Wartungsmodus zu gehen, wobei die Anzeige 202 anzeigt, dass der Ofen im "Wartungsmodus" ist. Die Tasten sind dann in einem umgeschalteten Modus undefiniert, um unterschiedliche diagnostische und diesbezügliche Funktionen durchzuführen, die nützlich sind für die Initialisierung, Wartung, Versand und dergleichen.
Die Knopfschalter für Start und Stopp sind Funktionstasten, die keine andere Eingebe erfordern. Der Startknopf schaltet den Kochzyklus ein und der Stoppknopf stoppt den Kochzyklus und kann als eine Alternative zu der Zykluszeit benutzt werden und zählt einfach runter bis auf Null.
Das Steuermittel 250, angeschlossen an die Steuertafel 200, bietet Mittel zum Betätigen des Mikrowellenkochmittels (nämlich die Magnetrons 100) und des die heiße Luft erzeugenden Mittels (nämlich das Gebläse 40), zeitlich aufeinander abgestimmt. In Abhängigkeit von dem bevorzugten Kochzyklus für das Essen können das die heiße Luft erzeugende Mittel und das Mikrowellenkochmittel im Wesentlichen gleichzeitig betätigt werden. Da die Betätigung des Gebläses 40 im gleichen Augenblick wie die Betätigung der Magnetrons 100 jedoch in einer Spannungsschwankung resultiert und die verschiedenen Sicherheitsmechanismen auslösen kann, die wünschenswerterweise vorgesehen sind um derartige Spannungsschwankungen zu erkennen, wird es bevorzugt, dass die Gebläse 40 wenigstens etwa zwei Sekunden vor der Betätigung der Magnetrons 100 betätigt werden. Für bestimmte Lebensmittelprodukte kann sowohl die Mikrowelle als auch das Heißluftkochen während desselben Zeitraums durchgeführt werden, oder die eine oder die andere Kochfunktion kann vor der anderen Kochfunktion beginnen und/oder danach enden. Beispielsweise erfordern bestimmte Lebensmittel (zum Beispiel nicht gefrorene Lebensmittel) eine relativ kurze Mikrowellenkochzeit im Vergleich zu der Heißluftkochzeit, sodass die Heißluftkochzeit vor der Betätigung des Mikrowellenkochens beginnen kann und nach dem Abschalten des Mikrowellenkochens andauern kann. Typischerweise sind beide Funktionen wenigstens während eines Zeitraums gleichzeitig aktiv.
Das Steuermittel 250 bewirkt, dass das Heizmittel 28 das thermische Reservoir 26 und die Umgebungsluft in dem Plenum 18 vorheizt, zu einer Zeit vor der Betätigung des die heiße Luft erzeugenden Mittels 40 (und vorzugsweise vor der Betätigung des Mikrowellenkochmittels 100 und des die heiße Luft erzeugenden Mittels 40) die wesentlich größer ist als die Kochzeit, die erforderlich ist für das Lebensmittelprodukt 12. In Abhängigkeit von solchen Faktoren wie die Größe des Plenums 18, der Spannungsversorgung, die von dem Heizmittel 28 benutzt wird, der gewünschten Temperatur oder der Umgebungsluft innerhalb des Plenums, und dergleichen, wird der Ofen 10 vorgeheizt - das heißt, das Heizmittel 28 wird betätigt - einen beträchtlichen Zeitraum, bevor der Ofen tatsächlich zum Kochen benutzt wird. Wenn lediglich eine 110 Volt Spannungsversorgung für das Heizmittel 28 verfügbar ist, beginnt die Vorheizperiode typischerweise etwa ein bis zwei Stunden vor der Benutzung des Ofens. Die Einschaltung der Vorheizung kann durchgeführt werden durch einen Timer, sodass die Vorheizung des Ofens 10 durchgeführt wird, bevor Personal anwesend ist, um den Ofen zu benutzen. Typischerweise wird der Ofen 10 jedoch wie ein Kühlschrank zu jeder Zeit bereit zur Benutzung (nämlich vorgeheizt) gehalten.
Beispiele für die schnellen erreichbaren Kochzeiten mit der vorliegenden Erfindung, bei Benutzung einer 110 Volt Spannungsversorgung sind Kochzeiten von 30 bis 80 Sekunden für einzelne Portionen gefrorener vorgebackener Pizza, gefrorener roher Hähnchenbrust und rohem Steak, und Kochzeiten von 15 Sekunden für vorgebackene gefrorene Pommes Frites und rohe Brötchen. Andererseits benötigt gefrorene Hähnchenbrust oder Pizza 45 Sekunden. Das heißt, die meisten gekühlten und gefrorene Produkte von der Art, die in einem Fast Food Restaurant verkauft werden, können innerhalb von 15 bis 80 Sekunden gekocht werden, in Abhängigkeit von dem Lebensmittelprodukt und der Größe, ohne dass ein Qualitätsverlust im Vergleich zum Standardqualitätsniveau der Lebensmittelindustrie auftritt.
Für den Fachmann auf dem Gebiet des Kochens ist es klar, dass der Ofen der vorliegenden Erfindung nicht nur stark reduzierte Kochzeiten schafft im Vergleich zu traditionellen Kochmitteln, sondern auch oft eine wesentlich höhere Produktqualität als traditionelle Kochmittel. Beispielsweise kann ein großer Teil des Geschmacks und der Beschaffenheit von Gemüse verloren gehen, wenn sie zu viel Feuchtigkeit während des Kochprozesses verlieren. Die durch den Ofen der vorliegenden Erfindung möglich gemachten reduzierten Kochzeiten ermöglichen es, dass unterschiedliche Lebensmittelprodukte (wie Gemüse, Hähnchen, Wurst, usw.) mehr Geschmack und Feuchtigkeit behalten.
Wie dargestellt erreichen die Energiequellen (nämlich die Mikrowellen und die heiße Luft) den Kochraum 16 aus gegenüberliegenden Richtungen, wobei die Luft den Kochraum 16 von derselben Seite (nämlich hier dem Boden) verlässt, von der die Mikrowellen eindringen. Dem Fachmann ist es klar, dass in anderen Ausführungsbeispielen die Energiequellen aus derselben Richtung oder aus senkrechten Richtungen eindringen können.
Der Betrieb des Ofens gemäß der vorliegenden Erfindung ist einfach genug, um ihn sogar von relativ ungeschulten Angestellten benutzen zu lassen, die in dem typischen Fast Food Restaurant beschäftigt sind. Der Benutzer öffnet die Tür 80, platziert ein gekühltes oder gefrorenes Lebensmittelprodukt 12 zum Kochen auf der Platte 64, und schließt die Tür 80. Der Benutzer gibt dann die Art des Lebensmittels ein durch Drücken einer der Tasten der Tastatur 204. Der Hersteller oder der Restaurantleiter hat den Ofen bereits auf die gewünschten Zeit- Temperatur-Profile eingestellt, sodass der Benutzer jetzt lediglich den Startknopf drücken muss, um das gesamte Verfahren in Betrieb zu setzen.
Die Magnetrons 100 und das Heißluftgebläse 40 werden dann gemäß dem Steuermittel 250 betätigt. Die Mikrowellen, die erzeugt worden sind durch die Magnetrons 100 werden in die rechteckigen Hohlleiterzweige des abgewinkelten Hohlleiters 102 gelenkt, und somit in und durch die keramische Hitzeabdichtung 110 und in den kreisförmigen Hohlleiter 106, der zuvor in der Fabrik eingestellt wurde, um sicher zu stellen, dass die von dem kreisförmigen Hohlleiter 106 entladenen Mikrowellen richtig durch die keramische Scheibe 64 auf das Lebensmittelprodukt 12 fokussiert werden. Das Gebläse 40 bläst die bereits vorgeheizte Luft des Plenums 18 durch die Heißluftführung 52 und die Diffusoröffnungen 54 für die heiße Luft. Die heiße Luft bildet Strahlen, wenn sie durch die Öffnungen 56 der Einlassplatte für die heiße Luft strömt, diese Strahlen treffen dann auf die obere Fläche und die Seiten des Lebensmittelprodukts 12 auf, und sie werden über die Spitze des Lebensmittelprodukts gezogen und nach unten auf die keramische Scheibe 64.
Die reflektierte heiße Luft wird zunächst durch die Nase 61 abgefangen und dann durch die keramische Scheibe 64, die die heiße Luft radial einwärts entlang der unteren Fläche des Lebensmittelprodukts 12 leitet, bis die heiße Luft aus dem Kochraum 16 ausströmen kann durch die mittlere Öffnung 66 der keramischen Scheibe 64. Die heiße Luft, die in die mittlere Öffnung 64 eintritt wird vom weiteren Durchströmen in Richtung der Magnetrons 100 abgehalten durch die Hitzedichtung 110 und somit strömt sie durch die Luftlöcher 112 des metallischen Schirms 82 und in die Luftrückkehrführung 120, somit kehrt sie zurück über den Filter 300 und das Gebläse 40 in das Plenum 18 zum Wiederaufheizen in den Kreislauf. Sogar dort, wo die Diffusoröffnungen 54 die Seiten des Lebensmittelprodukts 12 nicht direkt der heißen Luft aussetzen führt das Gebläse 40 dazu, dass die heiße Luft, die von dem Lebensmittelprodukt 12 reflektiert wird, sowie von der oberen Seitenwandfläche 60 nach unten gezogen wird auf die Seiten des Lebensmittelprodukts und anschließend über dessen untere Fläche.
Wenn das Lebensmittelprodukt 12 gekocht ist, wie vorgeschrieben ist, durch das Ende des letzten zu beendigenden Kochmittels (oder alternativ durch die Betätigung des Stoppknopfes durch den Benutzer), wird die Beladungsfunktion umgekehrt.
Es wird angenommen, dass zu jeglicher Zeit während des Kochverfahrens oder nach der Beendigung des Kochverfahrens (aber vorzugsweise nachdem die Magnetrons und das Gebläse deaktiviert sind durch das Steuermittel 250 nach dem Kochen), die thermostatische Steuerung des Steuermittels 250 das Heiz mittel wie erforderlich betätigt, um die Luft innerhalb des Plenums zu der "eingestellten" Temperatur während oder zwischen Kochvorgängen zurück zu bringen. Für einen Fachmann auf dem Gebiet des Kochens ist es klar, dass der Ofen der vorliegenden Erfindung entweder für hybrides Kochen benutzt werden kann, indem sowohl Mikrowellen als auch Heißlufteinwirkung benutzt werden, lediglich für Mikrowellenkochen (einfach indem das Gebläse 40 nicht betätigt wird), oder lediglich für das Heißluftkochen (einfach indem die Magnetrons 100 nicht betätigt werden). Wenn der Ofen nicht für die hybride Benutzung vorgesehen ist, können diejenigen Bereiche, die für die vorgesehene Benutzung nicht erforderlich sind, eliminiert werden, um Herstellungskosten zu reduzieren oder alternativ können sie darin belassen werden, um zu ermöglichen, dass der Ofen zu einem späteren Zeitpunkt umgeschaltet wird in einen weiteren Betriebsmodus (entweder die andere Einzelfunktion oder die hybride Funktion). Natürlich treten bei einem solchen exklusiven Heißluftofen die verschiedenen angeführten Begrenzungen und Restriktionen nicht auf, die aus dem Mikrowellenkochen resultieren. Beispielsweise kann anstelle der keramischen Platte 64 (aus Keramik hergestellt, um das Durchdringen durch Mikrowellen zu ermöglichen), eine nichtkeramische Platte benutzt werden. Tatsächlich, wenn die Platte aus Metall oder einem anderen Material hergestellt ist, das große Wärmeübertragungseigenschaften besitzt, kann eine Toastwirkung erhalten werden, wobei die obere Fläche des Lebensmittels durch die einströmende Luft getoastet wird und die Unterseite des Lebensmittels durch die heiße Platte getoastet wird. In ähnlicher Weise kann der Metallschirm aus einem anderen Material hergestellt werden, da er nicht länger erforderlich ist, um die Mikrowellen zu leiten und zu reflektieren.
Ein verlängerter Kochzyklus ist bei einem nichthybriden Ofen erforderlich, der lediglich das Heißluftkochen benutzt, wenn das Lebensmittel eine große interne Beheizung erfordert (zum Beispiel wenn es gefroren ist). Ein Lebensmittelprodukt, das ein stärkeres externes Kochen als internes Kochen erfordert, wird jedoch nicht sehr an dem fehlenden Mikrowellenkochen leiden. Beispielsweise wenn das Lebensmittelprodukt ein großes Verhältnis zwischen der Oberfläche und dem Volumen hat, beispielsweise gefrorene Pommes Frites, kann die sich schnell bewegende geheizte Luft Pommes Frites mit einer knusprigen Außenseite ohne Mikrowellen in etwa 30 Sekunden erzeugen (etwa zwei Mal so lang wie es dauern würde, wenn Mikrowellen auch dabei wären). Das heißt, der nichthybride Ofen ist vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich sinnvoll bei nicht gefrorenen Lebensmitteln, obwohl bestimmte gefrorene Lebensmittel mit einem großen Verhältnis zwischen der Oberfläche zum Volumen produktiv in so einem Ofen benutzt werden können.
Zusammenfassend schafft die vorliegende Erfindung einen schnell kochenden Ofen, wie einen hybriden Ofen, der Heißlufteinwirkung und Mirkowellenkochen benutzt, um viele einzelne Portionen gefrorener oder gekühlter Lebensmittelprodukte innerhalb 30 bis 80 bzw. 15 bis 50 Sekunden zu kochen, oder einen nichthybriden Ofen, der generell in der Lage ist, die meisten gekühlten Lebensmittelprodukte innerhalb von 20 bis 60 Sekunden zu kochen, in Abhängigkeit von dem Lebensmittelprodukt und dem Volumen, die alle auf einem Qualitätsniveau gekocht sind, das dem der typischen Fast Food Restaurants entspricht, ein Produkt nach dem anderen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Ofen an einer 110 Volt Spannungsversorgung betrieben werden, er ist sicher, einfach, ökonomisch herzustellen, zu benutzen und zu warten. Der hybride Ofen kann auch als nicht hybrider Schnellkochofen benutzt werden, der lediglich mit Heißlufteinwirkung kocht, oder es kann ein separater nicht hybrider Ofen geschaffen werden, der lediglich mit Heißlufteinwirkung kocht.
Nachdem bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert gezeigt und beschrieben wurden, ist es für einen Fachmann dieses Gebietes klar, dass verschiedene Veränderungen und Verbesserungen daran vorgenommen werden können. Dementsprechend ist der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung breit, der lediglich durch die Patentansprüche begrenzt wird, nicht jedoch durch die Beschreibung.

Claims

1. Ofen, um ein Nahrungsmittelprodukt wenigstens teilweise durch Heißluft zu kochen, umfassend ein Gehäuse (14), das einen Kochraum (16) umgibt, der dafür vorgesehen ist, ein Nahrungsmittelprodukt zum Kochen aufzunehmen, einen Heißgasraum (18), konfiguriert und dimensioniert, um ein Gasvolumen aufzunehmen, und Leitungsmittel (20), um eine gasförmige Verbindung dazwischen herzustellen; Mittel (55, 56), die dem Kochraum zugeordnet sind, um eine Einwirkung des Gases des Heißgasraums auf ein Nahrungsmittelprodukt in dem Kochraum (16) zu erzeugen und Rückkehrmittei (120), um eine Rückkehr wenigstens eines Teils des Gases von, dem Kochraum (16) zu dem Heißgasraum (18) zu bewirken, eine thermische Energiequelle (28), dem Heißgasraum (18) zugeordnet, um das in dem Heißgasraum (18) befindliche Gas aufzuheizen, und Gebläsemittel (40), um den Gasstrom von dem Rückkehrmittel (120) durch den Heißgasraum (18) und zu dem die Einwirkung verursachenden Mittei (55, 56) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuermittel (250) vorgesehen ist, um das Gebläsemittel (40) variabel zu betätigen, um den Gasstrom wahlweise von dem Rückkehrmittel (120) und durch den Heißgasraum (18) variabel zu bewirken.

2. Ofen gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermittel (250) Mittel zum Aufrechterhalten einer im Wesentlichen konstanten Temperatur des von dem Heißgasraum gelieferten Gases umfasst, trotz im Wesentlichen periodischer thermischer Übertragungen auf Gas, das durch den Heißgasraum fließt.

3. Ofen gemäß Anspruch 1, wobei die thermische Energiequelle einen thermischen Vorratsraum (26) und betätigbare Heizungsmittel (28) umfasst, um den thermischen Vorratsraum (26) bei einer hohen Temperatur zu halten.

4. Ofen gemäß Anspruch 3, wobei das Steuermittel (250) Mittel (30, 32, 33) zum Betätigen des Heizmittels umfasst, als Antwort auf einen Temperaturabfall des thermischen Vorratsraums (26), eines Abfalls der Temperatur des Kochraums (16), oder als Antwort auf eine berechneten thermischen Verlust des Ofens, oder irgendeiner Kombination von diesen.

5. Ofen gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermittel (250) Mittel zum Berechnen des thermischen Verlusts des Ofens während eines Zeitraum in Abhängigkeit von unterschiedlichen Faktoren umfasst, umfassend wenigstens eines der Merkmale: den thermischen Energieverlust des Kochraums an das Umgebungsgas, den thermischen Energieverlust von dem Kochraum an ein Nahrungsmittelprodukt, das in dem Kochraum gekocht wird, die thermische Energie, die durch die thermische Energieeinsparung erzeugt wird, oder einer Kombination von diesen.

6. Ofen gemäß Anspruch 1, wobei die Anordnung derart ist, dass das Steuermittel (250) während des Betriebs das Gebläsemittel (40) wenigstens periodisch betätigt, um den Kochraum (16) zumindest bei einer festgelegten Mindesttemperatur zwischen den Kochzyklen zu halten.

7. Ofen nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel (250) derart ausgebildet ist, dass es während des Betriebs bewirkt, dass das Gas durch das die Einwirkung erzeugenden Mittel (55, 56) aus dem Heißgasraum (18) mit einer festgelegten Geschwindigkeit geblasen wird, angepasst an die jeweiligen Nahrungsmittelprodukte, die während eines ersten Abschnitts des Kochzyklus gekocht werden, und wobei anschließend die Gasströmungsgeschwindigkeit angepasst wird, um an unterschiedlichen Stellen während des Kochzyklus jeweils angepasste Temperaturunterschiede zwischen der Temperatur des Heißgasraums (18) und der Temperatur des Kochraums (16) herzustellen.

8. Ofen nach Anspruch 1, um ein Nahrungsmittelprodukt zumindest teilweise mit Mikrowellen zu kochen, wobei der Ofen zusätzlich Mittel (100, 102, 106) zur Erzeugung von Mikrowellenenergie und zum Leiten der Mikrowellenenergie zu dem Nahrungsmittelprodukt in dem Kochraum (16) umfasst, derart angeordnet, dass das Gas aus dem Heißgasraum in einer vorgegebenen Richtung durch das die Einwirkung erzeugenden Mittel (55, 56) entleert wird und die Mikrowellenenergie durch das Mikrowellen erzeugende und leitende Mittel (100, 102, 106) in entgegengesetzter Richtung übertragen wird.

9. Ofen nach Anspruch 1, derart angeordnet, dass das Gebläsemittel (40) die gasförmige Kommunikation zwischen dem Heißgasraum (18) und dem Kochraum (16) selektiv und variabel in Abstufungen zur Verfügung stellen kann, die wenigstens so gering sind, dass sie 5% der maximalen Strömungsgeschwindigkeit entsprechen.

10. Ofen nach Anspruch 1, wobei das Rückkehrmittel (120) relativ zu dem Mittel (64) zum Halten des Nahrungsmittelprodukts angeordnet ist, sodass das Gas während des Betriebs im Allgemeinen horizontal unterhalb des Nahrungsmittelprodukts strömt.

11. Ofen nach Anspruch 1, wobei das Rückkehrmittel einen Filterbehälter (300) enthält, angeordnet zwischen dem Haltemittel (64) für das Nahrungsmittelprodukt und dem Heißgasraum (18), der Filterbehälter (300) besitzt einen Abschnitt (306) mit vergrößertem Querschnitt und eine darunter liegende untere Seite (306a), die während des Betriebs kälter als das in den Behälter (300) eintretende Gas ist, wobei das Gas abgebremst und gekühlt wird, um gasförmiges Fett in eine flüssige Form umzuwandeln, das Fett in flüssiger Form wird durch die Unterseite (306a) des Filterbehälters gefangen.

12. Ofen nach Anspruch 1, derart angeordnet, dass während des Betriebs die Temperatur des Gases in dem Heißgasraum (18) im Wesentlichen konstant ist und die effektive Temperatur des Gases, das auf das Nahrungsmittelprodukt einwirkt, in dem Kochraum (16) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Gases variiert, das auf das Nahrungsmittelprodukt einwirkt.

13. Ofen nach Anspruch 1, derart angeordnet, dass während des Betriebs das die Einwirkung verursachende Mittel (55, 56) eine Einwirkung des Gases des Heißgasraums (18) auf ausgewählte Flächen eines Nahrungsmittelprodukts in dem Kochraum (16) bewirkt, und das Rückkehrmittel (120) ermöglicht die Rückkehr des Gases von den ausgewählten Flächen zu dem Heißgasraum (18) allein durch den Gasstrom über Wärmeübertragung über wenigstens einige der nicht ausgewählten Flächen des Nahrungsmittelprodukts.

14. Ofen nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Steuermittel (250) derart angeordnet ist, um das Heizungsmittel (28) und das Gebläsemittel (40) unabhängig zu betätigen.

15. Ofen nach Anspruch 14, wobei das Steuermittel Mittel zum Aufrechterhalten einer im Wesentlichen konstanten Temperatur des von dem Heißgasraum gelieferten Gases umfasst, trotz im Wesentlichen periodischer thermischer Übertragungen an das durch den Heißgasraum strömende Gas.

16. Ofen nach Anspruch 15, wobei der thermische Vorratsraum (26) eine große thermische Metallmasse und ein geschlossenes Volumen begrenzt, um diese Metallmasse darin aufzunehmen, wobei das Metall im festen Zustand, im flüssigen Zustand oder in Kombinationen von diesen sein kann, derart angeordnet, dass das betätigbare Heizungsmittel (28) die thermische Masse heizt, und das Steuermittel (250) zusätzlich Mittel zum Betätigen des Heizungsmittels umfasst, um wenigstens einen wesentlichen Teil der thermischen Masse in flüssigem Zustand zu halten.

17. Ofen nach Anspruch 16, wobei das Metall Zink oder eine Zinklegierung ist.

18. Ofen nach Anspruch 16, wobei die große thermische Metallmasse eine potentielle Gesamtschmelzwärme hat, die zumindest ausreichend ist, um ein bestimmtes Nahrungsmittelprodukt in dem Kochraum zu kochen.

19. Ofen nach Anspruch 16, wobei die große thermische Metallmasse eine potentielle Gesamtschmelzwärme hat, die wenigstens ausreichend ist, um nacheinander eine Mehrzahl von Nahrungsmittelprodukten in dem Kochraum zu kochen.

20. Ofen nach Anspruch 14, wobei das Steuermittel (250) Mittel zum Betätigen des Heizungsmittels als Antwort auf wenigstens einen Temperaturabfall des thermischen Vorratsraums (26) umfasst, auf einen Abfall der Temperatur der Oberfläche eines Nahrungsmittelprodukts in dem Kochraum, auf einen berechneten thermischen Verlust des Ofens, oder irgendeiner Kombination davon.

21. Ofen nach Anspruch 20, wobei das Steuermittel (250) Mittel zur Berechnung des thermischen Verlusts des Ofens während eines Zeitraums umfasst, in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, umfassend wenigstens einen Faktor aus der folgenden Gruppe; der thermische Energieverlust von dem Kochraum (16) an das Umgebungsgas, der thermische Energieverlust von dem Kochraum (16) an ein in dem Kochraum (16) gekochtes Nahrungsmittelprodukt, die durch das Heizungsmittel erzeugte thermische Energie, oder einer Kombination davon.

22. Ofen nach Anspruch 20, derart angeordnet, dass das Steuermittel (250) während des Betriebs periodisch das Gebläse betätigt, um den Kochraum wenigstens bei einer vorbestimmten Mindesttemperatur zwischen den Kochzyklen zu halten.

23. Ofen nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel (250) Mittel umfasst, die das Gebläsemittel (40) veranlassen Gas von dem Heißgasraum (18) mittels des die Einwirkung erzeugenden Mittels (55, 56) mit einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit zu blasen, angepasst an ein bestimmtes Nahrungsmittelprodukt zum Kochen während eines Anfangsabschnitts eines Kochzyklus', und anschließendes Einstellen der Gasströmungsgeschwindigkeit, um an unterschiedlichen Punkten während des Kochzyklus' geeignete Temperaturunterschiede zwischen der Temperatur des Heißgasraums (18) und der Temperatur der Oberfläche des bestimmten Nahrungsmittelprodukts in dem Kochraum für das bestimmte Nahrungsmittelprodukt zu erzeugen.

24. Ofen nach Anspruch 23, wobei das Steuermittel (250) ein Speichermittel zum Speichern umfasst, für unterschiedliche Arten des Nahrungsmittelprodukts, für die passenden Temperaturunterschiede zwischen der Temperatur des Heißgasraums und für die Temperatur auf der Oberfläche eines Nahrungsmittelprodukts des Typs in dem Kochraum an unterschiedlichen Punkten während des Kochzyklus'.

25. Ofen nach Anspruch 23, wobei das Steuermittel (250) ein Speichermittel zum Speichern umfasst, für unterschiedliche Typen des Nahrungsmittelprodukts, für die passende Temperatur an der Oberfläche eines Nahrungsmittelprodukts des Typs in dem Kochraum an unterschiedlichen Punkten in einem Kochzyklus.

26. Ofen nach Anspruch 23, wobei das Steuermittel (250) zusätzlich Mittel zum Einstellen der Dauer des Kochzyklus' umfasst.

27. Ofen nach Anspruch 23, wobei das Steuermittel (250) zusätzlich Mittel zum Einstellen der Dauer des Kochzyklus' umfasst, in Abhängigkeit von der Temperatur an der Oberfläche eines bestimmten Nahrungsmittelprodukts in dem Kochraum (16).

28. Ofen nach Anspruch 1 zum Kochen eines Nahrungsmittelprodukts zumindest teilweise durch Mikrowellenkochen und ferner umfassend Mittel (100, 102, 106) zum Erzeugen von Mikrowellenenergie und zum Leiten der Mikrowellenenergie zu einem Nahrungsmittelprodukt in dem Kochraum (16); derart angeordnet, dass während des Betriebs das Steuermittel die thermische Energiequelle (250), das Mikrowellen erzeugende Mittel (100), und das Gebläsemittel (40) unabhängig betätigt; das Gas wird von dem Heißgasraum (18) in einer bestimmten Richtung durch das die Einwirkung erzeugende Mittel (55, 56) entleert und die Mikrowellenenergie von dem Mikrowellen erzeugenden und leitenden Mittel (100, 102, 106) wird in umgekehrter Richtung entladen.

29. Ofen nach Anspruch 28, wobei das die Einwirkung erzeugende Mittel (55, 56) oberhalb eines Mittels (64) zum Halten des Nahrungsmittelprodukts angeordnet ist, wobei es während des Betriebs eine abwärts gerichtete Einwirkung des Gases von dem Heißgasraum auf ein Nahrungsmittelprodukt in dem Kochraum (16) erzeugt, und das Mikrowellen erzeugende und leitende Mittel (100, 102, 106) ist unterhalb des Haltemittels (64) angeordnet und während des Betriebs bewirkt es, dass die Mikrowellenenergie aufwärts in Richtung auf das Nahrungsmittelprodukt in dem Kochraum (16) gerichtet wird.

30. Ofen nach Anspruch 1, wobei das Rückkehrmittel (120) einen Filterbehälter (300) umfasst, angeordnet zwischen dem Haltemittel (64) für das Nahrungsmittelprodukt und dem Heißgasraum (18), der Filterbehälter (300) hat einen Querschnitt, der größer ist als der aufwärts strömende Abschnitt des Rückkehrmittels (120) und eine Unterseite (306a), die während der Benutzung kälter als das in den Filterbehälter (300) einströmende Gas ist, wobei das Gas verlangsamt und gekühlt wird, um gasförmiges Fett in die flüssige Form umzuwandeln, das Fett in flüssiger Form wird durch die Unterseite (306a) des Filterbehälters gefangen.

31. Ofen nach Anspruch 30, zusätzlich umfassend einen Fettfilter (308), angeordnet zwischen der Unterseite (306) des Filterbehälters und dem Heißgasraum (18), wobei jegliches verbleibende gasförmige Fett in dem Gas durch den Filter (308) entfernt wird.

32. Ofen nach Anspruch 1, derart angeordnet, dass der Kochraum (16) dazu vorgesehen ist, das Nahrungsmittelprodukt während des Kochens ruhend aufzunehmen, das die Einwirkung erzeugende Mittel (55, 56) bewirkt die Einwirkung des Gases aus dem Heißgasraum auf ausgewählte Flächen des ruhenden Nahrungsmittelprodukts in dem Kochraum, das die Einwirkung erzeugende Mittel ruht während des Kochens, und das Rückkehrmittel (120) ermöglicht die Rückkehr des Gases von den ausgewählten Flächen in den Heißgasraum (18), allein durch das Überströmen des Gases darüber und durch eine Wärmeübertragungsbeziehung mit wenigstens einigen der nicht ausgewählten Flächen des Nahrungsmittelprodukts.

33. Ofen nach Anspruch 32, derart angeordnet, dass sowohl die ausgewählten Flächen als auch die nicht ausgewählten Flächen auf der Oberfläche des Nahrungsmittelprodukts angeordnet sind.

34. Ofen nach Anspruch 33, derart angeordnet, dass das Gas als Ganzes darüber fließt und sich in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit allen oberen Flächen des Nahrungsmittelprodukts befindet.

35. Ofen nach Anspruch 33, derart angeordnet, dass das Rückkehrmittel (120) die Rückkehr von Gas von den ausgewählten Flächen und den nicht ausgewählten Flächen allein durch das Überströmen von Gas darüber und durch eine Wärmeübertragungsbeziehung mit einem wesentlichen Abschnitt der unteren Seite des Nahrungsmittelprodukts ermöglicht.

36. Ofen nach Anspruch 35, wobei der Abschnitt der unteren Seite im Wesentlichen ein Radialabschnitt davon ist.

37. Ofen nach Anspruch 32, wobei das Rückkehrmittel (120) relativ zu dem Mittel (64) zum Halten des Nahrungsmittelprodukts angeordnet ist, derart, dass das Gas einen im Allgemeinen horizontalen Fluss unterhalb des Nahrungsmittelprodukts erfährt.

38. Ofen nach Anspruch 32, wobei das Rückkehrmittel (120) eine zentrale Öffnung darin begrenzt und die Rückkehr von Gas von dem Kochraum (16) zu dem Heißgasraum (18) lediglich über die zentrale Öffnung ermöglicht.

39. Ofen nach Anspruch 38, wobei die mittlere Öffnung die Fließgeschwindigkeit des Gases durch den Kochraum (16) begrenzt.

40. Ofen nach Anspruch 32, wobei das Rückkehrmittel (120) ein Mittel zum oberseitigen Beabstanden des Nahrungsmittelprodukts aufweist und die Rückkehr von Gas von dem Kochraum zu dem Heißgasraum über den Abstand ermöglicht.

41. Ofen nach Anspruch 40, wobei der Abstand die Fließgeschwindigkeit des Gases durch den Kochraum begrenzt.