ES2910825T3 - Horno que usa entradas de aire estructuradas - Google Patents
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Abstract
Un horno (600) que comprende: una carcasa sellable por una puerta (610) para crear una cavidad de cocción, proporcionando la cavidad de cocción una pared inferior y una pared superior opuesta separadas por paredes laterales verticales que incluyen una pared lateral formada por la puerta, proporcionando la pared superior una cámara superior (620) que recibe aire en una entrada de la cámara y conduce el aire a una pluralidad de aberturas (200) distribuidas sobre una superficie inferior de la cámara superior (620); un soplador (710) que recibe aire de la cavidad de cocción y sopla el aire hacia la cámara superior (620) para descargarlo a través de las aberturas (200); un calentador para calentar el aire antes de la descarga a través de las aberturas (200); y en donde las aberturas (200) están adaptadas para producir ventiladores alargados de aire que divergen a lo largo de una pluralidad de planos verticales paralelos horizontalmente espaciados sustancialmente sin superposición entre ventiladores de aire adyacentes dentro de la cavidad de cocción, extendiéndose cada ventilador alargado sustancialmente una distancia completa entre dos paredes laterales; caracterizado por que cada abertura (200) está adaptada para producir un ventilador que incluye un conjunto de columnas (301) y láminas (302) de aire interconectadas, en donde las columnas (301) están adaptadas para penetrar los gradientes de temperatura que rodean los alimentos colocados debajo de la cámara superior (620).
Description
DESCRIPCIÓN
Horno que usa entradas de aire estructuradas
Campo de la invención
La presente invención se refiere a hornos de cocción en general y, en particular, a un horno de convección o combinado que usa entradas de aire estructuradas para introducir aire en una cavidad de cocción.
Antecedentes de la invención
Un horno incluye, por lo general, una cavidad de cocción configurada para recibir productos alimentarios para cocinar. El horno también incluye un elemento de calentamiento, que puede ser un elemento de resistencia eléctrica o un quemador de gas, para generar energía térmica y cocinar cualquier producto alimentario colocado dentro de la cavidad del horno. Algunos hornos pueden incluir un soplador de aire, tal como un ventilador, para forzar el movimiento del aire calentado dentro de la cavidad del horno, y esos hornos se denominan comúnmente como hornos de convección. Aunque los hornos de convección que tienen la capacidad de introducir humedad en la corriente de aire calentado se conocen comúnmente como hornos "combinados", los expertos en la materia entienden que el término horno de convección usado en el presente documento incluye tanto hornos de convección como combinados.
Cuando se cocina en un horno de convección habitual, el aire calentado dentro de la cavidad de cocción se hace circular por medio de un ventilador. El ventilador inicia un flujo de aire calentado tirando de aire en una dirección generalmente horizontal desde la cavidad de cocción a través de una o más aberturas ("aberturas de aire de retorno") que típicamente están dispuestas en una pared trasera de la cavidad de cocción. Después de calentarse por un elemento de calentamiento, el aire calentado es forzado por el ventilador hacia la cavidad de cocción a través de una o más de las paredes de la cavidad de cocción, tal como las paredes laterales izquierda y derecha. El aire calentado se mueve a través de la cavidad de cocción en una dirección generalmente horizontal para ayudar a distribuir la energía térmica a los artículos alimentarios colocados dentro de la cavidad de cocción. Un ejemplo del sistema de calentamiento de un horno de convección habitual se puede encontrar en la Patente de los Estados Unidos n.° 4.395.233 de Smith. et al.
El impacto del aire es una forma especial de cocción por convección en la que el aire ingresa a la cavidad de cocción a través de aberturas ("entradas de aire") en uno o más paneles planos ("placas de chorro") típicamente dispuestos a lo largo de las paredes superior e inferior de la cavidad de cocción. Estas aberturas tienen típicamente la forma de pequeños agujeros (p. ej., 1,27 cm (0,5 pulgadas) de diámetro)) colocados de tal manera que el aire calentado que se mueve a través de agujeros adyacentes forma columnas de aire adyacentes dirigidas hacia las superficies superior e inferior de los artículos alimentarios colocados en la cavidad de cocción. Para aumentar la tasa de transferencia de calor de estas columnas de aire calentado respecto a los alimentos, dicho aire normalmente se mueve a una velocidad más alta que el aire que se mueve en los hornos de convección típicos. Sin embargo, estas columnas de aire calentado que se mueven rápidamente causarían localización en la superficie de los alimentos si los alimentos no se movieran en relación con las placas de chorro. Un ejemplo del sistema de calentamiento y movimiento de alimentos de un horno de impacto de aire habitual se puede encontrar en la Patente de los Estados Unidos n.° 4.679.542 de Smith et al.
Una pluralidad de entradas de aire extendidas linealmente puede reducir o eliminar la localización en los hornos en los que se desean tiempos de cocción reducidos pero los alimentos no se mueven con respecto a las placas de chorro. Sin embargo, para proporcionar el nivel necesario de velocidad y direccionalidad del aire, las entradas de aire extendidas linealmente deben tener una dimensión vertical significativa, aumentando sustancialmente la altura o el tamaño del horno, lo cual no es deseable para cocinas comerciales donde los hornos de convección se usan con mayor frecuencia. Un ejemplo de entradas de aire extendidas linealmente con una dimensión vertical significativa se puede encontrar en la Patente de EE. UU. n.° 8.026.463 de McKee. et al.
Las entradas de aire extendidas linealmente sin una dimensión vertical significativa, tal como una matriz de hendiduras paralelas en una placa de chorro, tienen severas limitaciones. Por ejemplo, tal como se ilustra en la figura 1, una placa de chorro 100 tiene una pluralidad de entradas de aire 101, cada una en forma de una hendidura estrecha que tiene dos bordes sustancialmente paralelos 102 de igual longitud, Un problema de usar una hendidura estrecha en una placa de chorro para introducir aire en la cavidad de cocción es que las fricciones de aire generadas en los bordes de una hendidura estrecha reducen el volumen del aire que pasa a través de la hendidura. Sin embargo, ampliar la hendidura para aumentar el volumen de aire reduciría la velocidad del aire que pasa a través, disminuyendo así la velocidad de cocción.
Otro problema de usar una hendidura como entrada de aire es que, ya que el aire pasa a través de una abertura en una placa relativamente delgada, la hendidura por sí misma no puede proporcionar el nivel de direccionalidad del aire que puede ser necesario para penetrar los gradientes de temperatura (capas límite) que rodean los artículos alimentarios que se cocinan en la cavidad de cocción. En consecuencia, un horno de convección que usa
hendiduras como entradas de aire no es eficaz para acelerar el proceso de cocción en la cavidad de cocción.
Asimismo, puede haber otras fuerzas en la cavidad de cocción que pueden afectar al aire que pasa a través de las hendiduras y causar irregularidades en la distribución del flujo de aire dentro de la cavidad de cocción. Por ejemplo, las aberturas de aire de retorno pueden causar irregularidades en la distribución del flujo de aire dentro de la cavidad de cocción porque las áreas próximas a las aberturas de aire de retorno atraen más flujo de aire en comparación con otras áreas dentro de la cavidad de cocción. En otro ejemplo, un gradiente de presión de aire dentro de la cámara de aire puede causar irregularidades en la distribución del flujo de aire dentro de la cavidad de cocción porque una porción de la cámara de aire que tiene una presión de aire más alta fuerza más flujo de aire en el área próxima dentro de la cavidad de cocción. La irregularidad de la distribución del flujo de aire dentro de la cavidad de cocción causada por estas fuerzas no se puede eliminar fácilmente en un horno de convección que usa hendiduras como entradas de aire. Como resultado, los productos alimentarios colocados en la cavidad de cocción en un horno de convección de este tipo pueden cocinarse de manera desigual.
Por consiguiente, sería deseable proporcionar un horno de convección que use entradas de aire mejoradas que puedan eliminar los problemas antes mencionados.
Los hornos se divulgan en los documentos GB 1.379.370, FR 92009E y US 7.340.992.
Sumario de la invención
En la actualidad, se ha descubierto que los objetos anteriores y relacionados de la presente invención se obtienen en forma de varios aspectos relacionados, incluyendo un horno que usa entradas de aire estructuradas.
La invención se define en la reivindicación independiente 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas adicionales.
Las ventajas de la presente invención se harán evidentes en la siguiente descripción detallada por escrito de diversas realizaciones de ejemplo de esta invención.
Breve descripción de los dibujos
La invención en sí misma, así como un modo preferido de uso, otros objetos y sus ventajas, se entenderán mejor por referencia a la siguiente descripción detallada de realizaciones ilustrativas y de ejemplo cuando se lean junto con los dibujos adjuntos, en donde:
la figura 1 es una vista superior de una placa de chorro para un horno convencional;
la figura 2 es una vista superior de una entrada de aire estructurada de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención;
la figura 3 es una vista isométrica del aire que fluye hacia abajo desde la entrada de aire estructurada de la figura 2;
la figura 4 es una vista superior de una placa de chorro que comprende una pluralidad de entradas de aire estructuradas de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención;
la figura 5 es una vista isométrica del aire que fluye hacia abajo desde una matriz de entradas de aire estructuradas de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención;
la figura 6 es una vista isométrica de un horno de convección de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención;
la figura 7 es una vista lateral en sección transversal del horno de convección de la figura 6;
la figura 8 es una vista lateral en sección transversal del horno de convección de la figura 6, que representa trayectorias de aire de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención; y
la figura 9 es una vista superior de una placa de chorro que comprende una pluralidad de entradas de aire estructuradas de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES DE EJEMPLO
Haciendo referencia ahora a los dibujos y, en particular a la figura 2, se representa una entrada de aire estructurada 200, vista desde arriba, para introducir aire en una cavidad de cocción de un horno de convección de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención. En esta realización de ejemplo, la entrada de aire estructurada 200 comprende agujeros 201 y hendiduras 202 que están dispuestas alternativamente y conectadas en serie (p. ej., agujero interconectado, hendidura, agujero, hendidura, ... , agujero, como se muestra en la figura 2). Preferentemente, una entrada de aire estructurada comienza con una porción de agujero en un extremo y termina con una porción de agujero en el extremo opuesto, como se muestra en la figura 2.
Esta disposición alterna de agujeros y hendiduras en la entrada de aire estructurada 200 permite introducir aire en una cavidad de cocción en una formación estructurada que puede mejorar la velocidad de cocción y la eficiencia de cocción. La figura 3 proporciona una vista isométrica de tal formación estructurada de aire que fluye hacia abajo
desde la entrada de aire estructurada 200, de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención. En realizaciones alternativas, el aire puede fluir hacia arriba desde una entrada de aire estructurada. En la figura 3, el aire que pasa a través de las porciones de hendidura 202 forma láminas de aire en movimiento 302, teniendo, cada una, una estructura similar a un prisma trapezoidal con el área de base más grande que el área superior. Cada una de las láminas de aire 302 está acompañada en ambos lados por columnas de aire en movimiento 301 adyacentes, teniendo, cada una, una estructura en forma de cono truncado con el área de base más grande que el área superior, formándose por el aire que pasa a través de las porciones de agujeros 201 adyacentes. Las columnas de aire en movimiento 301 ayudan a acelerar las láminas de aire en movimiento 302, De esta manera, incluso si la entrada de aire estructurada 200 no tiene una dimensión vertical sustancial, todavía puede crear flujos de aire 301, 302 con un nivel suficiente de direccionalidad para penetrar los gradientes de temperatura que rodean el artículo alimentario que se está cocinando en la cavidad de cocción, mejorando así la velocidad de cocción y la eficiencia de cocción de un horno de convección. Por otra parte, a diferencia de las entradas de aire simples en forma de hendidura discutidas anteriormente en relación con la figura 1, la velocidad y el volumen del flujo de aire que pasa a través de la entrada de aire estructurada 200 no se ven sustancialmente afectados por las fricciones de aire en los bordes de las hendiduras.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 2, la entrada de aire estructurada 200 en esta realización de ejemplo se extiende a lo largo de una línea sustancialmente recta. Sin embargo, la presente invención no se limita solo a tal configuración. Por ejemplo, una entrada de aire estructurada en realizaciones alternativas puede comprender agujeros y hendiduras que están dispuestas alternativamente y conectadas en serie en forma de onda triangular o de diente de sierra.
Como se muestra en la figura 2, los bordes 203 de cada una de las porciones de agujero 201 de la entrada de aire estructurada 200 pueden formar arcos sustancialmente circulares. Como alternativa, los bordes de una porción de agujero de una entrada de aire estructurada pueden ser al menos parcialmente elípticos o poligonales.
Cada una de las porciones de hendidura 202 de la entrada de aire estructurada 200 puede comprender dos bordes rectos 204 sustancialmente paralelos que tienen longitudes sustancialmente iguales, como se muestra en la figura 2. En realizaciones alternativas, los bordes de una porción de hendidura de una entrada de aire estructurada pueden no ser paralelos o rectos.
Como se muestra en la figura 2, la distancia entre dos bordes opuestos 204 de la porción de hendidura 202 (o "ancho" de una porción de hendidura) es generalmente menor que la distancia entre dos bordes opuestos 203 de la porción de agujero 201 (o "diámetro" de una porción de agujero). Por otro lado, la longitud de la porción de hendidura 202 (p. ej., la longitud de su borde 204) es generalmente mayor que el diámetro de la porción de agujero 201,
Mientras que la entrada de aire estructurada 200 en la figura 2 comprende agujeros 201 de sustancialmente el mismo tamaño y dimensión y hendiduras 202 de sustancialmente el mismo tamaño y dimensión, una entrada de aire estructurada en realizaciones alternativas puede comprender agujeros de diferentes tamaños y dimensiones y/o hendiduras de diferentes tamaños y dimensiones, como se comentará adicionalmente a continuación.
En la figura 2, la entrada de aire estructurada 200 comprende cinco porciones de agujeros 201 y cuatro porciones de hendiduras 202 de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención. La presente invención no limita el número de porciones de agujeros y el número de porciones de hendiduras en una entrada de aire estructurada a ciertos números fijos. Por ejemplo, en al menos una realización alternativa, una entrada de aire estructurada puede comprender 8 porciones de agujeros y 7 porciones de hendiduras. En otra realización alternativa, una entrada de aire estructurada puede comprender 2 porciones de agujeros y una única porción de hendidura. En una realización preferida en donde una entrada de aire estructurada tiene agujeros en ambos extremos, el número de porciones de agujeros es mayor que el número de porciones de hendiduras en uno, como se muestra en la figura 2.
La figura 4 ilustra una placa de chorro 400 para dirigir un flujo de aire hacia una cavidad de cocción de un horno de convección de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención. La placa de chorro 400 comprende un cuerpo 401 y una o más entradas de aire estructuradas 200 de la figura 2, que se forman como aberturas a través del cuerpo 401. En algunas realizaciones, el cuerpo 401 de la placa de chorro 400 puede estar configurado para estar dispuesto a lo largo de una pared superior o una pared inferior de una cavidad de cocción del horno (no mostrada). En algunas realizaciones, el cuerpo 401 de la placa de chorro 400 define una pared superior o una pared inferior de una cavidad de cocción.
Como se muestra en la figura 4, cuando la placa de chorro 400 comprende múltiples entradas de aire estructuradas 200, las entradas de aire estructuradas pueden estar dispuestas en una formación paralela y la separación entre dos entradas de aire estructuradas adyacentes cualesquiera puede ser sustancialmente idéntica.
La separación entre dos entradas de aire estructuradas adyacentes también puede diseñarse para evitar un hueco o una superposición entre las coberturas de los flujos de aire de las dos entradas de aire estructuradas adyacentes en un producto alimentario colocado dentro de la cavidad de cocción. Si las entradas de aire estructuradas están
demasiado separadas, hay huecos en las coberturas del flujo de aire en el producto alimentario de tal manera que, por ejemplo, las porciones del producto alimentario próximas a las entradas de aire estructuradas se volverían más oscuras en comparación con las áreas del producto alimentario en el hueco que no reciben flujo de aire dirigido. Por otro lado, si las entradas de aire estructuradas están demasiado cerca unas de otras, luego, las coberturas de los flujos de aire de dos entradas de aire estructuradas adyacentes se superponen en el producto alimentario, provocando una franja más oscura en el producto alimentario donde se produce la superposición. Preferentemente, la separación entre las entradas de aire estructuradas está diseñada para evitar huecos o superposiciones en las coberturas del flujo de aire de las dos entradas de aire estructuradas adyacentes que causarían tales franjas en un producto alimentario. La figura 5 ilustra una matriz de entradas de aire estructuradas 450 espaciadas de manera óptima que produce una cobertura 460 sustancialmente uniforme de flujos de aire sin ningún hueco o superposición de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención.
En algunas realizaciones, la placa de chorro 400 puede estar configurada para separar la cavidad de cocción de una cámara de aire (no mostrada) ubicada encima o debajo de la cavidad de cocción y permitir que se introduzca aire en la cavidad de cocción desde la cámara de aire.
En algunas realizaciones, el cuerpo 401 de la placa de chorro 400 puede tener una forma de placa plana sustancialmente rectangular. En algunas realizaciones, el cuerpo 401 puede comprender un extremo frontal 402 dispuesto próximo a un frente de la cavidad de cocción, un extremo trasero 403 dispuesto próximo a la parte trasera de la cavidad de cocción, un extremo izquierdo 404 dispuesto próximo a un lado izquierdo de la cavidad de cocción, y un extremo derecho 405 dispuesto próximo a un lado derecho de la cavidad de cocción.
Como se muestra en la figura 4, cada una de las entradas de aire estructuradas 200 puede extenderse transversalmente en paralelo a una dirección desde el extremo izquierdo 404 hasta el extremo derecho 405 del cuerpo 401. En realizaciones alternativas, cada una de las entradas de aire estructuradas 200 puede extenderse longitudinalmente en paralelo a una dirección que se extiende desde el extremo frontal 402 hasta el extremo trasero 403 del cuerpo 401; o diagonalmente en paralelo a una dirección que se extiende desde donde se encuentran el extremo izquierdo 404 y el extremo frontal 402 del cuerpo 401 hasta donde se encuentran el extremo derecho 405 y el extremo trasero 403 del cuerpo 401; o diagonalmente en paralelo a una dirección que se extiende desde donde se encuentran el extremo derecho 405 y el extremo frontal 402 del cuerpo 401 hasta donde se encuentran el extremo izquierdo 404 y el extremo trasero 403 del cuerpo 401; o en cualquier otra disposición adecuada para satisfacer las necesidades de cocción del horno de convección.
Una placa de chorro que comprende entradas de aire estructuradas, como la placa de chorro 400 que se muestra en la figura 4, se puede usar en diversos tipos de hornos de cocción, como los hornos de convección o combinados. Asimismo, una placa de chorro y sus entradas de aire estructuradas pueden configurarse de diversas formas para adaptarse a diferentes configuraciones y dimensiones del horno. Por ejemplo, una placa de chorro y sus entradas de aire estructuradas se pueden configurar para adaptarse a un horno de tamaño medio o grande.
Las figuras 6-8 ilustran un ejemplo de un horno que usa placas de chorro que comprenden entradas de aire estructuradas para dirigir el flujo de aire hacia las cavidades de cocción del horno. Haciendo referencia ahora a la figura 6, se representa una vista isométrica de un horno de convección de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención. Como se muestra, un horno de convección 600 incluye una puerta de horno 610, un panel de control 618 para ingresar comandos de cocción o parámetros de cocción, y una cavidad del horno definida por una pared lateral izquierda 612, una pared lateral derecha (no mostrada), una pared trasera 615, una pared superior (no mostrada) y una pared inferior (no mostrada). En la figura 6, la cavidad del horno está poblada con múltiples cámaras de aire 620, 621, 622, 623, 624, 625, que dividen la cavidad del horno en tres cavidades de cocción 650, 651, 652. En algunas realizaciones, algunas o todas las cámaras de aire 620, 621, 622, 623, 624, 625 pueden ser desmontables y las cavidades de cocción adyacentes pueden ser combinables. Por ejemplo, retirando las cámaras de aire 623 y 624, las cavidades de cocción 651 y 652 se pueden combinar en una cavidad de cocción.
En la figura 6, una placa de chorro 640 está dispuesta a lo largo de la parte superior de la cavidad de cocción 650 para separar la cavidad de cocción 650 de la cámara de aire 620. Una placa de chorro 641 está dispuesta a lo largo de la parte inferior de la cavidad de cocción 650 para separar la cavidad de cocción 650 de la cámara de aire 621. De igual manera, una placa de chorro 642 está dispuesta a lo largo de la parte superior de la cavidad de cocción 651 para separar la cavidad de cocción 651 de la cámara de aire 622. Una placa de chorro 643 está dispuesta a lo largo de la parte inferior de la cavidad de cocción 651 para separar la cavidad de cocción 651 de la cámara de aire 623. De manera similar, una placa de chorro 644 está dispuesta a lo largo de la parte superior de la cavidad de cocción 652 para separar la cavidad de cocción 652 de la cámara de aire 624. Una placa de chorro 645 está dispuesta a lo largo de la parte inferior de la cavidad de cocción 652 para separar la cavidad de cocción 652 de la cámara de aire 623.
Haciendo referencia ahora a la figura 7, se representa una vista lateral en sección transversal de la cavidad del horno, que ilustra un conjunto de sistemas de soplador de aire y trayectorias de flujo de aire dentro del horno de convección 600. Como se muestra, los sistemas de soplador de aire 710 pueden estar ubicados en la parte trasera del horno de convección 600. Como también se muestra, cada una de las cámaras de aire 620, 621, 622, 623, 624,
625 puede conectarse a la pared trasera 615 de la cavidad del horno a través de una abertura (o canal de aire) para recibir el flujo de aire del sistema de soplador de aire 710.
Al igual que la placa de chorro 400 que se muestra en la figura 4, cada una de las placas de chorro 640, 641, 642, 643, 644, 645 puede comprender una o más entradas de aire estructuradas, como la entrada de aire estructurada 200 mostrada en la figura 2. Cada una de las placas de chorro 640, 641, 642, 643, 644, 645 está configurada para dirigir el flujo de aire que la cámara de aire 620, 621, 622, 623, 624, 625 correspondiente recibió del sistema de soplador de aire 710 a las correspondientes cavidades de cocción 650, 651, 652 mediante entradas de aire estructuradas. Las entradas de aire estructuradas en las placas de chorro 640, 642, 644 dispuestas a lo largo de la parte superior de las cavidades de cocción 650, 651, 652 dirigen el aire hacia abajo en las respectivas cavidades de cocción, mientras que las entradas de aire estructuradas en las placas de chorro 641, 643, 645 dispuestas a lo largo de la parte inferior de las cavidades de cocción 650, 651, 652 dirigen el aire hacia arriba en las respectivas cavidades de cocción.
La figura 8 ilustra la trayectoria del flujo de aire desde el sistema de soplador de aire 710 hasta la cavidad de cocción 650 a través de las cámaras de aire 620 y 621 y las placas de chorro 640 y 641 en el horno de convección 600 de la figura 6, de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención. Como se muestra, el sistema de soplador de aire 710 envía aire calentado a la cámara de aire 620 por encima de la cavidad de cocción 650 y a la cámara de aire 621 por debajo de la cavidad de cocción 650 a través de las aberturas en la pared trasera 615. El aire calentado recibido en la cámara de aire 620 se dirige luego hacia abajo a la cavidad de cocción 650 a través de las entradas de aire estructuradas en la placa de chorro 640. El aire calentado recibido en la cámara de aire 621 se dirige hacia arriba a la cavidad de cocción 650 a través de las entradas de aire estructuradas en la placa de chorro 641. Al entrar en la cavidad de cocción 650, el aire calentado entra en contacto con cualquier artículo alimentario colocado en uno o más estantes para alimentos (no mostrados) dentro de la cavidad de cocción 650. Después, el aire dentro de la cavidad de cocción 650 puede ser atraído hacia la(s) abertura(s) de aire de retorno en una o más paredes de la cavidad del horno (no mostradas) y regresar al sistema de soplador de aire 710.
En algunas realizaciones, las entradas de aire estructuradas en una placa de chorro pueden configurarse o ajustarse de diversas maneras para hacer frente a las fuerzas que pueden causar irregularidades en la distribución del flujo de aire dentro de una cavidad de cocción de un horno de convección. Esto se puede hacer, por ejemplo, ajustando el tamaño de cada una de las porciones de agujeros y/o el ancho de cada porción de hendidura en la entrada de aire estructurada. El ajuste en el tamaño y dimensión de los agujeros y/o hendiduras se puede realizar dentro de la misma entrada de aire estructurada y/o a través de las diferentes entradas de aire estructuradas en una placa de chorro.
Por ejemplo, las aberturas de aire de retorno en la pared de la cavidad pueden causar irregularidades en la distribución del flujo de aire dentro de la cavidad de cocción porque las áreas cercanas a las aberturas de aire de retorno tienden a atraer más flujo de aire que otras áreas de la cavidad de cocción. En algunas realizaciones, para contrarrestar esta fuerza y eliminar las irregularidades en la distribución del flujo de aire, las entradas de aire estructuradas se pueden configurar para tener agujeros más grandes en el lado opuesto de las aberturas de aire de retorno y agujeros más pequeños en el lado cercano de las aberturas de aire de retorno.
Otra posible causa de irregularidad en la distribución del flujo de aire dentro de la cavidad de cocción es un gradiente en la presión del aire dentro de una cámara de aire de un horno de convección. Por ejemplo, en un horno de convección que tiene un ancho de cavidad estrecho y una cámara de aire correspondientemente estrecha con un ventilador que empuja el aire desde la parte trasera de la cámara de aire, la presión de aire puede acumularse en el frente de la cámara de aire. Una mayor presión de aire en el frente del horno obliga a que fluya más aire a través de las entradas de aire en el frente que en la parte posterior de la cavidad de cocción. En algunas realizaciones, para contrarrestar esta fuerza y eliminar las irregularidades en la distribución del flujo de aire, las entradas de aire estructuradas se pueden configurar para tener agujeros más grandes en la parte posterior y agujeros más pequeños en el frente.
La figura 9 proporciona una vista superior de una placa de chorro 500 configurada de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención. En esta realización de ejemplo, el cuerpo 501 de la placa de chorro 500 está dispuesto a lo largo de una pared superior o una pared inferior de la cavidad de cocción y comprende un extremo frontal 502 dispuesto próximo a un frente de la cavidad de cocción, un extremo trasero 503 dispuesto próximo a la parte trasera de la cavidad de cocción, un extremo izquierdo 504 dispuesto próximo a un lado izquierdo de la cavidad de cocción, y un extremo derecho 505 dispuesto próximo a un lado derecho de la cavidad de cocción.
En esta realización de ejemplo, la placa de chorro 500 comprende una pluralidad de entradas de aire estructuradas 510 dispuestas en una formación paralela. Cada una de las entradas de aire estructuradas 510 puede extenderse transversalmente en paralelo a una dirección desde el extremo izquierdo 504 hasta el extremo derecho 505 del cuerpo 501.
La figura 9 también proporciona una vista superior en sección transversal de las aberturas de aire de retorno 530, 532 ubicadas en una pared lateral izquierda y una pared trasera de una cavidad de cocción. Como se ha señalado
anteriormente, las aberturas de aire de retorno pueden causar irregularidades en la distribución del flujo de aire dentro de la cavidad de cocción porque las áreas cercanas a las aberturas de aire de retorno tienden a atraer más flujo de aire que otras áreas de la cavidad de cocción. En esta realización de ejemplo, para contrarrestar la fuerza de las aberturas de aire de retorno 530 en la pared lateral izquierda de la cavidad de cocción y eliminar las irregularidades en la distribución del flujo de aire, las entradas de aire estructuradas 510 pueden configurarse para tener agujeros más grandes 522 en el lado opuesto de las aberturas de aire de retorno 530 y agujeros más pequeños 521 en el lado cercano de las aberturas de aire de retorno.
Aunque no se muestra en la figura 9, una cámara de aire del horno puede estar dispuesta por encima o por debajo de la placa de chorro 500, que está configurada para separar la cavidad de cocción de la cámara de aire y permitir que se introduzca aire en la cavidad de cocción desde la cámara de aire. En esta realización de ejemplo, las entradas de aire estructuradas 510 están configuradas para tener agujeros más grandes 524 en la parte posterior y agujeros más pequeños 523 en el frente para contrarrestar la fuerza que surge de una mayor presión de aire presente en la porción frontal de la cámara de aire que en la porción trasera.
En la realización de ejemplo mostrada en la figura 9, el ancho transversal del cuerpo 501 de la placa de chorro 500 desde el extremo izquierdo 504 hasta el extremo derecho 505 puede oscilar entre 35,3 cm y 71,1 cm (14 pulgadas y 28 pulgadas) (p. ej., 37,8 cm (14,9 pulgadas)) y la longitud longitudinal del cuerpo 501 desde el extremo frontal 502 hasta el extremo trasero 503 puede oscilar entre 48,26 cm y 58,42 cm (19 pulgadas y 23 pulgadas) (p. ej., 53,34 cm (21,0 pulgadas)). El diámetro de una porción de agujero en las entradas de aire estructuradas 510 puede oscilar entre 0,7 cm (0,30 pulgadas) (p. ej., para el agujero 521 o el agujero 523) y 1,9 cm (0,75 pulgadas) (p. ej., para el agujero 522 o el agujero 524). Asimismo, el ancho de una porción de hendidura en las entradas de aire estructuradas 510 puede oscilar entre 0,17 cm y 0,25 cm (0,07 pulgadas y 0,10 pulgadas), y la longitud de una porción de hendidura puede oscilar entre 24,13 cm y 27,9 cm (9,5 pulgadas y 11,0 pulgadas).
Como se ha descrito, la presente invención proporciona un horno combinado o de convección con entradas de aire estructuradas que proporcionan una mejora en la velocidad de cocción y la eficiencia de cocción y una distribución más uniforme del flujo de aire dentro de la cavidad de cocción.
Si bien esta invención se ha descrito junto con las realizaciones de ejemplo descritas anteriormente e ilustradas en los dibujos, es evidente que muchas alternativas, modificaciones y variaciones en forma y detalle serán evidentes para los expertos en la técnica. En consecuencia, las realizaciones de ejemplo de la invención, como se ha expuesto anteriormente, pretenden ser ilustrativas, no limitativas, y el alcance de la presente invención está limitado únicamente por las reivindicaciones adjuntas, y no por la memoria descriptiva anterior.
Claims (15)
1. Un horno (600) que comprende:
una carcasa sellable por una puerta (610) para crear una cavidad de cocción, proporcionando la cavidad de cocción una pared inferior y una pared superior opuesta separadas por paredes laterales verticales que incluyen una pared lateral formada por la puerta, proporcionando la pared superior una cámara superior (620) que recibe aire en una entrada de la cámara y conduce el aire a una pluralidad de aberturas (200) distribuidas sobre una superficie inferior de la cámara superior (620);
un soplador (710) que recibe aire de la cavidad de cocción y sopla el aire hacia la cámara superior (620) para descargarlo a través de las aberturas (200);
un calentador para calentar el aire antes de la descarga a través de las aberturas (200); y
en donde las aberturas (200) están adaptadas para producir ventiladores alargados de aire que divergen a lo largo de una pluralidad de planos verticales paralelos horizontalmente espaciados sustancialmente sin superposición entre ventiladores de aire adyacentes dentro de la cavidad de cocción, extendiéndose cada ventilador alargado sustancialmente una distancia completa entre dos paredes laterales;
caracterizado por que cada abertura (200) está adaptada para producir un ventilador que incluye un conjunto de columnas (301) y láminas (302) de aire interconectadas, en donde las columnas (301) están adaptadas para penetrar los gradientes de temperatura que rodean los alimentos colocados debajo de la cámara superior (620).
2. El horno de la reivindicación 1, en donde las aberturas (200) están espaciadas para proporcionar una cocción uniforme de los alimentos colocados debajo de la cámara superior (620) en áreas debajo de las aberturas (200) y áreas entre las aberturas (200) sin movimiento de los alimentos.
3. El horno de la reivindicación 1, en donde las aberturas (200) son un conjunto de conductos paralelos espaciados correspondientes a cada ventilador de aire, extendiéndose los conductos sustancialmente a una distancia completa entre dos paredes laterales.
4. El horno de la reivindicación 3, en donde los conductos tienen un ancho de conducto medido perpendicularmente a una longitud del conducto que es la extensión más larga del conducto, y el ancho del conducto varía a lo largo de la longitud del conducto para proporcionar dichas columnas de aire (301) en porciones más anchas (201) del conducto que flanquea dichas láminas de aire (302) en porciones más estrechas (202) del conducto.
5. El horno de la reivindicación 4, en donde las columnas de aire (301) están adaptadas para acelerar el aire de las láminas (302).
6. El horno de la reivindicación 4, en donde los conductos comprenden segmentos de hendidura (202) de paredes sustancialmente paralelas que se unen a una serie de agujeros múltiples (201) distribuidos a lo largo de la longitud del conducto en donde un ancho de los agujeros (201) es mayor que un ancho de los segmentos de hendidura (202).
7. El horno de la reivindicación 6, en donde la longitud de los segmentos de hendidura (202) entre los agujeros (201) es mayor que un ancho de los agujeros (201).
8. El horno de la reivindicación 6, en donde el número de agujeros (201) es mayor que el número de segmentos de hendidura (202).
9. El horno de la reivindicación 6, en donde los segmentos de hendidura (202) son sustancialmente rectos.
10. El horno de la reivindicación 6, en donde los agujeros (201) son sustancialmente circulares.
11. El horno de la reivindicación 6, en donde un ancho promedio del conducto disminuye con la distancia desde la entrada de la cámara.
12. El horno de la reivindicación 6 u 11, en donde los agujeros (201) disminuyen en área con la distancia desde la entrada de la cámara.
13. El horno de la reivindicación 6, en donde el ancho de los segmentos de hendidura (202) es sustancialmente constante.
14. El horno de la reivindicación 1, en donde dicha cavidad de cocción está configurada para recibir un producto alimentario;
en donde dicho horno (600) comprende una placa de chorro (400; 500) configurada para separar la cavidad de cocción de la cámara superior (620) y dirigir un flujo de aire desde la cámara superior (620) hacia la cavidad de cocción, comprendiendo la placa de chorro (400; 500):
un cuerpo (401) configurado para estar dispuesto a lo largo de una pared superior o una pared inferior de la cavidad de cocción, en donde el cuerpo (401; 501) comprende un extremo frontal (402; 502)
dispuesto próximo a un frente de la cavidad de cocción, un extremo trasero (403; 503) dispuesto próximo a una parte trasera de la cavidad de cocción, y extremos izquierdo y derecho (404, 405; 504, 505) dispuestos próximos respectivamente a lados izquierdo y derecho de la cavidad de cocción;
en donde dicha pluralidad de aberturas (200) se forman a través del cuerpo (401; 501) y definen entradas de aire estructuradas (200; 510) comprendidas en dicha placa de chorro (400; 500), comprendiendo cada una de las entradas de aire estructuradas (200; 510) una pluralidad de agujeros (201) y hendiduras (202) que están dispuestos alternativamente y conectados en serie.
15. El horno de la reivindicación 1, en donde dicha cavidad de cocción comprende una porción horizontal para colocar un producto alimentario;
en donde dicho horno (600) comprende una placa de chorro (400; 500) configurada para dirigir flujos de aire desde la cámara superior (620) hacia la cavidad de cocción, comprendiendo la placa de chorro (400; 500):
un cuerpo impermeable al aire (401; 501) dispuesto sustancialmente horizontalmente a lo largo de una parte superior de la cavidad de cocción, y
entradas de aire (200; 510) que comprenden dicha pluralidad de aberturas (200) a través del cuerpo (401; 501), en donde una forma y una dimensión de cada una de las entradas de aire (200; 510), una separación entre dos adyacentes de las entradas de aire (200; 510), y una distancia vertical entre la placa de chorro (400; 500) y la porción horizontal de la cavidad de cocción están configuradas para proporcionar una cobertura sustancialmente uniforme de los flujos de aire sobre la porción horizontal sin prácticamente ningún hueco o superposición en la cobertura por los flujos de aire de las dos entradas de aire adyacentes (200; 510).
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