JP2005521395A - 水分含有空気衝突を行うコンベヤ式オーブンおよび方法 - Google Patents

Abstract

加熱室（２２）およびオーブン室（２４）を有するコンベヤ・オーブンである。コンベヤ（２６）は、入口ポート（２８）、出口ポート（３０）間で食品を搬送するようにオーブン室（２４）内に配置されている。空気衝突組立体（３２）が食品に向かって衝突空気の噴流を与えるように配置されている。ファン・ブロワ（５８）、ヒータ（７４）および水分給送装置（７５）が、空気の噴流が加熱され、水分を含まされ、食品の表面のところでブランケット状の空気、水分の混合物となるように空気衝突組立体に移動する空気流に熱および水分を与えるように配置されている。

Description

本発明は、コンベヤ・オーブンとコンベヤ・オーブンを操作する方法に関する。特に、本発明は、加熱した衝突空気によって食品を調理するコンベヤ・オーブンおよび方法に関する。

ベーカリ製品、ピザおよびその他の種々の食品を含む種々の製品を調理するために衝突空気を使用するコンベヤ・オーブンは知られている。衝突空気を使用する代表的なコンベヤ・オーブンが、米国特許第４,７０１,３４０号、同第４,８７３,１０７号および同第５,８３２,８１２号に記載されている。米国特許第４,７０１,３４０号は、コンベヤ経路に沿って順次に配置された３つの調理ゾーンを含むコンベヤ・オーブンを開示している。２つの端部ゾーンでは、コンベヤ上を運ばれる食品に加熱衝突空気の噴流を吹き付ける。中間ゾーンでは、食品に水蒸気の噴流を吹き付ける。中間ゾーンは、端部ゾーンのための空気衝突組立体から完全に独立している別体の蒸気給送装置を必要とする。この別体の蒸気給送装置は、蒸気発生器と、多数の蒸気給送チューブを必要とする。この別体の蒸気給送装置がコンベヤ・オーブンのコストを高めている。

水分および加熱衝突空気の両方で食品を調理する経済的なコンベヤ・オーブンについての要望がある。

本発明によるコンベヤ・オーブンは、入口ポートと出口ポートの間で食品を搬送するコンベヤを含む。空気衝突組立体が、入口ポートと出口ポートの間に設置されており、食品に向かって空気の噴流を吹き付けるように配置されている。ファン・ブロワ、ヒータおよび水分給送装置が、空気衝突組立体に加熱された水分含有空気流を与えるように配置されており、空気の噴流を加熱し、水分を含ませるようになっている。

第１の実施形態においては、水分はファン・ブロワの吸込み側に給送される。ファン・ブロワはその周縁まわりに配置された複数のブレードを含む。水分がファン・ブレードに向けて半径方向内方へ吹き付けられると好ましい。

第２の実施形態においては、水分はファン・ブレードの吐出側に給送される。水分はファン・ブレードと接触するように与えると好ましい。

第１または第２の実施形態のいずれにおいても、水分給送装置は、空気流に給送される水分の量を変化させる手段を含む。好ましくは、ヒータも、空気流に与える熱を変化させるように制御可能である。
また、第１または第２の実施形態のいずれにおいても、空気と水分の混合物が食品の表面のところで発生すると好ましい。

さらに、第１、第２の実施形態のいずれにおいても、混合物は、好ましくは、食品表面のところで合体する空気流パターンを有する、空気と水分の噴流によって発生する空気と水分のブランケット状混合物である。あるいは、混合物は水分含有空気柱の形を採る。

本発明のコンベヤ・オーブンは、さらに、オーブン室と加熱室とを含む。ファン・ブロ
ワは、加熱室内に配置されており、空気衝突組立体を経て加熱室とオーブン室との間で空気流を循環させるようになっている。

好ましくは、空気衝突組立体は、コンベヤ上方および／またはコンベヤ下方に配置された１つまたはそれ以上の噴流フィンガを含む。本発明のいくつかの実施形態において、衝突フィンガは、コンベヤに沿って複数の調理ゾーンに配置される。好ましくは、異なったゾーンの熱および水分は個別に制御するとよい。

他の実施形態では、コンベヤは積み重ねた状態で配置された複数のコンベヤを含む。空気衝突組立体は、コンベヤの各々によって運ばれる食品に加熱された水分含有衝突空気の噴流を与える。

本発明の方法はコンベヤで食品を搬送する。空気流は、食品に向かって吹き付けられる衝突空気の噴流に変換される。空気流は、加熱され、水分が与えられる。その結果、衝突空気の噴流が加熱され、水分を含ませられる。

好ましくは、空気と水分の混合物は食品の表面のところで発生される。
混合物は、好ましくは、食品表面のところで合体する空気流パターンを有する、空気と水分の噴流によって発生する空気と水分のブランケット状混合物である。あるいは、混合物は水分含有空気柱の形をしている。
好ましくは、空気流に与えられる水分の量および／または空気流に加えられる熱は制御可能である。

コンベヤ・オーブンおよび方法の実施形態において、水分は、好ましくは水であるが、代わりに、水蒸気であってもよい。

本発明の他のさらなる目的、利点および特徴は、添付図面に関連した以下の明細書を参照することで理解されよう。図面において、同様の参照符号は同様の構造要素を示している。

図１は、本発明のコンベヤ・オーブンの頂面図であり、上部カバーを取り除いた状態を示す図である。
図２は、図１のライン２に沿った図である。
図３は、図１のライン３に沿った図である。
図４は、図１コンベヤ・オーブンの給送チューブの別の位置を示している。
図５は、水分含有空気と共に図１のコンベヤ・オーブンを示す図である。
図６は、本発明のコンベヤ・オーブンの他の実施形態の断面図である。
図７は、給送チューブの別の位置を示している、図６のコンベヤ・オーブンの断面図である。

図１〜３を参照して、本発明のコンベヤ・オーブン２０は、加熱室２２、オーブン室２４およびコンベヤ２６を含む。コンベヤ２６は、オーブン室２４の入口ポート２８に入り、出口ポート３０を出ることによって加熱室２２を通して食品（たとえば、ピザ）を搬送するように配置されている。すなわち、コンベヤ２６は図１、２で左から右の方向に食品を運ぶのである。コンベヤ２６は、現在知られているか、または、将来現れるかもしれない任意適当なコンベヤ移動組立体（図示せず）によって移動させたり、回転させたりしてもよい。当業者にとって明らかなように、単にコンベヤ移動組立体の駆動モータの回転方向を変えるだけでコンベヤ方向を逆にすることができる。

衝撃空気ダクト組立体３２は、上方衝突フィンガ３４と、上方衝突フィンガ３６と、下方衝突フィンガ３８と、下方衝突フィンガ４０と、戻りダクト４２、４６、４８、５２とを含む。上方衝突フィンガ３４は、コンベヤ２６上方でオーブン室２４内に配置されており、そして、下方衝突フィンガ３８は、コンベヤ２６下方でかつ上方衝突フィンガ３４の直ぐ下方でオーブン室２４内に配置されている。上方衝突フィンガ３６は、コンベヤ２６上方でオーブン室２４内に配置されており、そして、下方衝突フィンガ４０は、コンベヤ２６下方でかつ上方衝突フィンガ３６の直ぐ下方でオーブン室２４内に配置されている。

上方衝突フィンガ３４、３６および下方衝突フィンガ３８、４０は、各々、コンベヤ２６に向かって衝突空気の噴流を吹き付けてコンベヤ上を運ばれる食品に衝突させるように形作った複数の噴流開口を含む。たとえば、上方衝突フィンガ３６および下方衝突フィンガ４０は噴流開口６４を含み、これらの噴流開口６４はコンベヤ２６に面するそれぞれの表面にわたって分布しており、コンベヤ２６上の食品に対して均一な衝突空気分布を与える。

当業者にとって明らかなように、衝撃空気ダクト組立体が図１〜３に示す４つより多い、または４つより少ない空気噴流フィンガを持っていてもよい。たとえば、空気ダクト組立体は、互いに対向して配置された単一の上方噴流フィンガと単一の下方噴流フィンガとを有することができる。

コンベヤ２６は、下方衝突フィンガ３８、４０からの空気流をコンベヤ上を運ばれる食品に衝突、浸透させる開口（図示せず）を含む。たとえば、コンベヤ２６は一対の無端チェーンを含んでいてもよい。これらの無端チェーン間には複数のストリップまたはロッドが配置してあり、食品が無端チェーン上に位置してオーブン室２４を通って移動できるようになっている。

戻りダクト４２、４６は、コンベヤ２６上方でオーブン室２４に配置され、戻りダクト４８、５２は、それぞれ、コンベヤ２６下方でかつダクト４２、４６の直ぐ下方でオーブン室２４内に配置されている。戻りダクト４２、４８は、上下の衝突フィンガ３４、３８と入口ポート２８との間でオーブン室２４内に配置されている。戻りダクト４６、５２は、上下の衝突フィンガ３６、４０と出口ポート３０の間でオーブン室２４内に配置されている。戻りダクト４２、４６、４８、５２は、各々、戻り空気がオーブン室２４からそこを通って入る１つまたはそれ以上の開口５４を含む。

オーブン壁５６がオーブン室２４を加熱室２２から隔離している。上方衝突フィンガ３４、３６および下方衝突フィンガ３８、４０は、オーブン壁５６にある開口（図示せず）を通って加熱室２２内へ延びている。戻りダクト４２、４４、４６、４８、５０、５２はオーブン壁５６の開口と係合し、加熱室２２と流体連通している。オーブン壁５６は、衝突フィンガ３４、３８と衝突フィンガ３６、４０の間に配置された開口４４を含み、この開口４４は、コンベヤ２６の上方、下方で延びている。あるいは、上下の空気戻りダクトを開口４４と流体連通状態で設け、戻り空気流の釣合いを向上させてもよい。

ファン・ブロワ５８が加熱室２２内に配置されており、これは、上下の衝突フィンガ３４、３８を経てオーブン室２４に加熱空気を与える。ファン・ブロワ６０が加熱室２２に配置されており、これは、上下の衝突フィンガ３６、４０を経てオーブン室２４に加熱空気流を与える。

衝撃空気ダクト組立体３２は延長ダクトを含み、これらの延長ダクトは、加熱室２２内へ延びていて、ファン・ブロワ５８と上下の衝突フィンガ３４、３８の間およびファン・ブロワ６０と上下の衝突フィンガ３６、４０の間のダクト経路となっている。たとえば、
図３を参照して、シュラウド６８がファン・ブロワ６０の周縁を取り囲んでおり、それぞれ、一対の上下のダクト部分７０、７２を経て上下の衝突フィンガ３６、４０と接続している。同様のシュラウドおよび上下のダクト部分（図示せず）がファン・ブロワ５８についても設けてある。

ファン・ブロワ５８、６０は、衝撃空気ダクト組立体３２および開口４４を経て加熱室２２、オーブン室２４間で空気を循環させるように作動可能である。たとえば、図２、３を参照して、ファン・ブロワ６０は、シュラウド６８、上下のダクト部分７０、７２、上下の衝突フィンガ３６、４０、上下の戻りダクト４６、５２および開口４４を経て空気を循環させている。ファン・ブロワ５８、６０は、好ましくは、後方に傾斜したブレードを有し、モータ（図示せず）によって駆動される。たとえば、図３を参照して、ファン・ブロワ６０は、駆動モータに連結したシャフト６１と、その周縁まわりにある複数の後方に傾斜したブレードとを有する。

適当な熱源６６が加熱室２２内の所望位置に配置されていて循環している空気を加熱するようになっている。熱源６６は、所望に応じて、電気ヒータでもよいし、ガスバーナであってもよい。熱源６６は、ファン・ブロワ５８、６０の吸込み側にまたはその吐出側に配置してもよい。あるいは、別々の熱源を各ファン・ブロワについて設けてもよい。その場合、上下の衝突フィンガ３４、３８間のゾーンまたは領域は上下の衝突フィンガ３６、４０間のゾーンまたは領域とは独立して温度制御され得る。

食品の底面、頂面に給送される衝突空気の温度は、同じ温度にも異なった温度にも制御できる。たとえば、図３を参照して、１つまたはそれ以上の電気ヒータ７４を下方ダクト部分７２に配置して、食品の底面に下方衝突フィンガ４０によって与えられる衝突空気にさらに熱を加えてもよい。好ましくは、熱源６６は、空気流に加えられる熱を変化させるように制御できるとよい。

本発明によれば、水分が循環している空気流に与えられ、その結果、衝撃空気ダクト組立体によって食品に給送される空気の噴流が加熱されるだけでなく、水分も含ませられる。図１、３を参照して、加熱衝突空気がオーブン室２４に給送されるにつれて水分を含ませられるようにファン・ブロワ５８、６０の内部の循環している加熱空気流に水分が導入される。水分含有空気は、乾燥空気の熱移動率と比較して約３００％熱移動率が高まる。

水分給送装置７５は、ファン・ブロワ５８、６０の低圧側に配置された複数の給送チューブ７６を含む。図３に示すように、水分給送装置７５は、送水管８０にチューブ７６を接続する弁７８を含む。弁７８は、各対の上方噴流フィンガ、下方噴流フィンガの衝突空気噴流によって与えられる湿度を調整するように制御できる。水分給送装置７５は、衝突空気噴流の含水量をゾーン毎に個別に制御するよう、各ゾーンについて個別の弁７８を含んでいてもよい。

当業者には明らかなように、コンベヤ・オーブン２０は、コンベヤ２６、衝撃空気ダクト組立体３２、ファン・ブロワ５８、６０および水分給送チューブ７６を所定位置に保持するための支持構造を含む。この支持構造は、現在公知であるか、または、将来現れるであろう任意適当な支持構造体でよい。

図４を参照して、あるいは、給送チューブ７６はファン・ブロワ５８または６０の外部ブレードのところで水を加熱空気流に導入するように位置している。
あるいは、蒸気発生器（図示せず）によって与えられる水蒸気を給送チューブ７６を経て循環している加熱空気流に導入してもよい。いずれにせよ、水または水蒸気は、調節されながらファン・ブロワ５８、６０の吸込み側またはブレードに導入されて、ファンの高
圧側で半径方向に流出する空気に水分を与える。水を使用したとき、ファン・ホイールまたはブレードの高温面と水の接触によって水から水蒸気への迅速な気化が生じる。

図５を参照して、ここには、加熱されかつ水分を含有する空気流が、衝撃空気ダクト組立体３２を通って循環し、加熱されかつ水分を含有する空気の噴流として送出される状態が示してある。

本発明のコンベヤ・オーブンにおいては、水分を含有する加熱空気内でほとんど直ちに調理が始まる。食品用の調理なべ（図示せず）は、水分からの熱移動が大きいことにより、乾燥空気よりも水分含有空気内でより迅速に加熱される。たとえば、ピザまたは他の食品用のチーズ・トッピングはほぼ直ちに溶け始める。水分を含んだ衝突空気の柱または噴流を与えるという点で加熱空気流に水分を導入することによって、水分含有空気の混合物が食品の表面に与えられ、均質な調理が行われる。混合物は、食品の表面に衝突する水分含有空気の柱の形をしていてもよい。

また、たとえば、「High Speed Cooking device and Method」という名称で２００２年６月１１日に出願され、本出願人に譲渡された係属中の米国出願、通し番号第１０／１６７,３３５号に記載されているように、食品の表面で加熱された水分含有空気のブランケット状混合物を形成すべく合体、拡散または整流する重なった噴流の空気流パターンを与えるように噴流孔を形作り、位置決めすることができる。たとえば、噴流孔は、食品の表面でブランケット状効果を達成するドッグ・ボーン、ジャッキ、星形その他の形状の噴流横断面を持っていてもよい。これらのタイプの噴流横断面によって与えられる空気のブランケットにより、加熱された水分含有空気の給送率を、単にファン速度を調節するだけで、異なった高さの食品を燃やすことなく調理できる範囲内で調整できる。

空気衝突柱間に配置されたチューブを経て水蒸気を導入する在来のコンベヤ・オーブンでは、水分含有空気の均一な混合物を与えることができなかった。

本発明のコンベヤ・オーブンにおいては、食品のカラメル化にはより寛大である。通常、カラメル化（すなわち、褐色化）は蒸気キャビネットで生じることはない。しかしながら、本発明のコンベヤ・オーブンによって創り出される湿潤環境における均一な混合により、迅速な調理時間を得ると共にカラメル化も可能となる。

図６、７を参照して、本発明の別のコンベヤ・オーブン８２は加熱室８４およびオーブン室８６を含む。オーブン室８６には重なった状態で上方コンベヤ８８および下方コンベヤ９０が配置されている。上下のコンベヤ８８、９０は、図面の平面に対して直角な方向にオーブン室８６を通して食品を搬送するように作動可能である。

衝撃空気ダクト組立体９１は、上方噴流フィンガ９２、下方噴流フィンガ９４および中間噴流フィンガ９６を含んでいる。上方噴流フィンガ９２は上方コンベヤ８８の上方に配置されていて、このコンベヤ上に置かれた食品の頂面に衝突空気の噴流を与えるようになっている。下方噴流フィンガ９４は下方コンベヤ９０の下方に配置されていて、このコンベヤ上に置かれた食品の底面に衝突空気の噴流を与えるようになっている。中間噴流フィンガ９６は上方コンベヤ８８、下方コンベヤ９０間に配置されており、上方コンベヤ８８上の食品の底面、そして、下方コンベヤ９０上に置かれた食品の頂面に衝突空気の噴流を与えるようになっている。

後方に傾斜したブレードを有する遠心ファン・ブロワ９８が加熱室８４内に配置されている。ファン・ブロワ９８は、それぞれ、オーブン室８６に向かって、そして、オーブン室８６から離れる方向に低圧側、高圧側が向くように上下のコンベヤ８８、９０の動きに
対して直角なシャフト１００を有する。当業者であればわかるように、２つまたはそれ以上のファン・ブロワを設けてもよい。ファン・ブロワ９８は、流体連通、たとえば、空気衝突組立体９１の戻りダクト（図示せず）を通して、加熱室８４、上中下の噴流フィンガ９２、９４、９６からオーブン室８６へ、そして、加熱室８４に戻るという循環を行う加熱空気流を与える。バーナ・チューブ１０２が循環している空気流を加熱する。水分が給送チューブ１０４を経て加熱空気流に導入される。水分は、図６の実施形態ではファンの内部に、そして、図７の実施形態ではファン・ブレードの外面に給送される。いずれにせよ、水源または水蒸気源は、たとえば、コンベヤ・オーブン２０のための図３に示すような弁を経て調節しながら水分を与えることができる。

本発明をこうしてその好ましい形態を特に参照しながら説明してきたが、特許請求の範囲に定義されているような本発明の要旨および範囲から逸脱することなく種々の変更、修正を行えることは明らかであろう。

本発明のコンベヤ・オーブンの頂面図であり、上部カバーを取り除いた状態を示す図である。 図１のライン２に沿った図である。 図１のライン３に沿った図である。 図１コンベヤ・オーブンの給送チューブの別の位置を示している。 水分含有空気と共に図１のコンベヤ・オーブンを示す図である。 本発明のコンベヤ・オーブンの他の実施形態の断面図である。 給送チューブの別の位置を示している、図６のコンベヤ・オーブンの断面図である。

Claims (24)

1. 入口ポートと出口ポート間で食品を搬送するコンベヤ；
   該入口ポートと該出口ポート間に設置されており、かつ該食品に向かって空気の噴流を与えるように配置された空気衝突組立体；ならびに、
   該空気噴流を加熱し、水分を含ませ、食品の表面のところで空気と水分の混合物を発生させるように該空気衝突組立体に加熱された水分含有空気流を与えるように配置された、ファン・ブロワ、ヒータおよび水分給送装置
   を含む、コンベヤ・オーブン。
2. 混合物が水分含有空気柱の形をしている、請求項１記載のコンベヤ・オーブン。
3. 空気および水分からなる噴流が食品表面のところで合体する空気流パターンで食品の表面に衝突し、混合物が空気と水分からなるブランケット状混合物である、請求項１記載のコンベヤ・オーブン。
4. 水分給送装置がファン・ブロワの吸込み側に水分を与える、請求項１記載のコンベヤ・オーブン。
5. ファン・ブロワがその周縁のまわりに配置された複数のブレードを有し、水分が該ファン・ブレード上に向かって半径方向内方へ噴射される、請求項４記載のコンベヤ・オーブン。
6. 水分給送装置がファン・ブロワの吐出側に水分を与える、請求項１記載のコンベヤ・オーブン。
7. ファン・ブロワがその周縁のまわりに配置された複数のファン・ブレードを有し、水分が該ファン・ブレードと接触するように与えられる、請求項６記載記載のコンベヤ・オーブン。
8. 水分が水と水蒸気とからなる群から選ばれる、請求項１記載のコンベヤ・オーブン。
9. 水分給送装置が空気流に水分を給送し、該水分給送装置が該空気流に給送された該水分の量を変化させる手段を含む、請求項１記載のコンベヤ・オーブン。
10. ヒータおよび／または給送装置が水分含有空気流の温度および／または湿度を変化させるように制御され得る、請求項１記載のコンベヤ・オーブン。
11. オーブン室と加熱室とをさらに含み、ファン・ブロワが空気衝突組立体を経て該加熱室と該オーブン室間で空気流を循環させるように該加熱室内に配置されている、請求項１記載のコンベヤ・オーブン。
12. 空気衝突組立体がコンベヤの上方および／または下方に配置された１つまたはそれ以上の噴流フィンガを含む、請求項１１記載のコンベヤ・オーブン。
13. 衝突フィンガがコンベヤに沿って１つまたはそれ以上の調理ゾーンに配置されている、請求項１２記載のコンベヤ・オーブン。
14. ゾーンにおいて衝突フィンガに与えられた熱および水分が個別に制御可能である、請求項１２記載のコンベヤ・オーブン。
15. コンベヤが積み重なった状態で配置された複数のコンベヤを含み、空気衝突組立体が該コンベヤの各々によって運ばれる食品に加熱された水分含有衝突空気の噴流を与える、請求項１記載のコンベヤ・オーブン。
16. 空気と水分の混合物が食品の表面のところで発生させられる、請求項１記載のコンベヤ・オーブン。
17. コンベヤで食品を搬送し；
    空気流を該食品に向かって与えられる衝突空気の噴流に変換し；そして、
    該衝突空気噴流を加熱し、水分を含ませるように、該空気流を加熱し、該空気流に水分を与える
    ことからなるコンベヤ・オーブンを操作する方法。
18. 混合物が水分含有空気柱の形をしている、請求項１７記載の方法。
19. 空気の噴流が食品表面のところで合体する空気流パターンで該食品の表面に衝突し、この混合物が空気と水分とからなるブランケット状混合物である、請求項１７記載の方法。
20. 水分が水と水蒸気とからなる群から選ばれる、請求項１７記載の方法。
21. 空気流に与えられる水分の量を制御する工程をさらに含む、請求項１７記載の方法。
22. 衝突組立体が、ブランケット状混合物を与えるべく空気の噴流を重ねるように形作られ、位置決めされた複数の噴流孔を含む、請求項１７記載の方法。
23. 噴流孔の１つまたはそれ以上が、ドッグ・ボーン、ジャッキおよび星形からなる群から選ばれた横断面を有する、請求項２２記載の方法。
24. 空気と水分の混合物が食品の表面で発生させられる、請求項１７記載の方法。

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