JP2008522135A - 対流式高速オーブン - Google Patents

Abstract

マイクロ波エネルギーを使用することなく、効果的で高速に調理できる対流式加熱装置である。オーブン装置は、外部キャビネット、ドアおよび調理チャンバを有し、調理チャンバは、内部側壁、後壁および下側ジェットプレートを有する。さらに、オーブンは下側ジェットプレートから調理チャンバに向かってガスを循環させる送風機を有する。オーブンは、調理チャンバ内で前記下側ジェットプレートより上に配置された製造物支持体を有する。製造物支持体は、空気を循環させるときに下側ジェットプレートを所定の位置に保持するように置かれたレール上に配置される。オプションとして、オーブンは、さらに調理チャンバ内で製造物支持体より上に配置された上側ジェットプレートを有する。温度制御されたガスは、上側ジェットプレートから製造物支持体および製造物支持体上に配置された食品に向かって循環する。また、オーブンは食品をより一様に加熱するために、調理動作中に、製造物支持体に運動を付与する手段も有する。触媒コンバータ材料は、送風機の下流で戻しプレートの上流に配置され、戻しプレートは、調理空洞からのガス流の方向を調整し、触媒コンバータ材料を保護する。
【選択図】図３

Description

本発明は対流式高速オーブンに関し、より詳細には、食品を調理するために加熱した空気噴流を利用する高速伝熱の対流式オーブンに関する。

本明細書に開示されたオーブンは、主に民間外食産業、例えば、用意する食品が非常に多岐にわたり、食物を素速く加熱する必要があり、空間的に制約があるファーストフード店および他の食品サービスの用途などにおける使用に適したオーブンに関する。様々なオーブン設計が知られており、民間食品サービスの用途で利用されているが、それでもなお、様々な食品を高速で調理できる効率的でコスト対効果の高いオーブンが必要である。マイクロ波を利用するオーブンを含む対流式の調理用オーブンは利用可能であり、公知である。このようなオーブンは、迅速な加熱および調理を可能にすることで特定の民間食品サービス用途における要求を満たすが、マイクロ波を利用するとオーブン設計が複雑になり、オーブンにコストが余分にかかる。

本発明は、オーブンに対する外食産業の要求を満たすことのできるオーブンを提供し、そのオーブンは、コスト対効果が高い上に、調理速度を加速するマイクロ波エネルギーを必要とすることなく迅速な加熱／調理を可能にする。

本発明は、マイクロ波による機能強化の必要がなく、高速で調理できる対流式オーブンに関する。好ましい実施形態において、オーブンは、外部キャビネットと、ドアと、内部側壁、後壁および下側ジェットプレートを有する調理チャンバとを含んでいる。オーブンは、さらに下側ジェットプレートから調理チャンバに向かってガスを循環させる送風機を有する。さらに、オーブンは、調理チャンバ内で前記下側ジェットプレートより上に配置された製造物支持体を有する。製造物支持体は、空気を循環させるときに下側ジェットプレートを所定の位置に保持するように置かれたレール上に配置されている。製造物支持体はラックとすることが好ましい。

別の好ましい実施形態において、上記のオーブンは、さらに調理チャンバ内で製造物支持体より上に配置された上側ジェットプレートを有している。温度制御されたガスは、上側ジェットプレートを通って、製造物支持体と製造物支持体上に配置された食品に向かって循環する。

本発明のさらに別の実施形態において、オーブンは、食品をより一様に加熱するために、調理動作中に製造物支持体に運動を付与する手段を有する。製造物支持体に運動を付与する手段は、支持体に側方運動を付与することが好ましく、前後方向が最も好ましい。

本発明のさらに別の好ましい実施形態において、製造物支持体に運動を付与する手段は、調理チャンバ内に配置された少なくとも１つのピンを有し、製造物支持体は下方に延びる１対の突起を有しており、この突起間にピンが置かれるようになっている。最も好ましくは、突起は、ピンを案内して突起間に置かれるように外側に広がった下側端部を有している。

さらに別の態様では、オーブンは下側ダクトを有し、下側ダクトは、（ａ）送風機に隣接する近接端部と、（ｂ）先端部と、（ｃ）近接端部に隣接した入り口開口であり、その入り口開口を通ってガスが下側ダクトに向かって循環する入り口開口と、（ｄ）下側ジェットプレートによって画定された上部面と、（ｅ）下側ダクトの先端部における断面積よりも、入り口開口に近接した位置における下側ダクトの断面積が大きくなるように湾曲している底部壁とを備えている。最も好ましい態様は、底部壁を湾曲させることにより、入り口開口から約１／３の距離のところで、断面積が入り口開口の面積の約５０％に低減されることである。

本発明のさらなる態様において、オーブンは、複数のオリフィスを有する上側ジェットプレートと上側ダクトとを有し、上側ダクトは、（ａ）送風機に隣接した近接端部と、（ｂ）先端部と、（ｃ）近接端部に隣接した入り口開口であり、この入り口開口を通ってガスが上側ダクトに向かって循環する入り口開口と、（ｄ）上側ジェットプレートによって画定された底部面と、（ｅ）上側ダクトの先端部における断面積よりも、入り口開口に近接した位置における上側ダクトの断面積が大きくなるように湾曲した上部壁とを備えている。

本発明のさらに別の態様において、オーブンは、下側ジェットプレートの開口の下に配置された取り外し可能なドレイン管を有し、下側ジェットプレートの上面に集積した液体は、ドレイン管を通って、オーブンの底部に貫通して配置されたドレイン開口に向かって進むことができる。より好ましい実施形態では、オーブンの底部に配置されたドレイン開口は、オーブン内でジェットプレートの下にある液体がドレイン開口を流れることを可能にするように構成されている。

本発明の別の態様において、オーブンは調理チャンバにガス戻し開口を有し、ガスはこのガス戻し開口から調理チャンバを出て、送風機に戻る。調理チャンバからの空気流の方向を調整する形状とされた戻しプレートが、戻し開口に隣接して配置されている。このプレートは、形状がほぼ砂時計形となっていることが好ましい。あるいは、戻しプレートは、わずかな穴があるか、または穴が全くない中央部分と、多数の穴がある側端部とを有している。本発明の別の態様において、オーブンは、前記送風機の上流で、好ましくは戻しプレートの下流に触媒コンバータ材料を有している。

以下に提示する本発明の好ましい実施形態に関する説明は、添付の図面を参照して行われる。図面は図１〜図２１Ｄの連続番号となっている。本発明の様々な代替の実施形態において、共通の参照数字を使用している場合は、それらの実施形態の間で構造が共通していることを表している。

図１〜図４では、本発明のオーブン１０の好ましい実施形態を示している。オーブン１０は、外部側壁１４、１６によって画定された外部キャビネット１２、外部上壁１８および外部底壁２０、外部後壁２２およびドア２４を有する。前記壁は、ステンレス鋼材から形成されていることが好ましい。ドア２４は、ヒンジ２５でオーブン１０に取り付けられており、調理チャンバ３０へのアクセスを可能にする。ヒンジ２５は、スプリングがかけられており、ドアが開いた状態または閉じた状態を維持できるようにする。取手２８はドア２４に固定されて、ドアの開け閉めを可能にする。

図２および図３を参照すると、オーブンの内部チャンバ３０は、内部側壁６０Ａ、６０Ｂ、後壁６２（まとめて内部オーブン壁）、上側（もしくは上部）ジェットプレート６４、下側（もしくは底部）ジェットプレート６６およびドア２４の内面３２によって画定されている。内部オーブン壁、ジェットプレートおよびドア内面はステンレス鋼材から形成されていることが好ましい。

製造物支持体７０は、内部チャンバ内でジェットプレート６４、６６の間に配置されている。好ましい実施形態では、図３に最も良好に示すように、製造物支持体７０はラックとされる。ラック７０は、それぞれ側壁６０Ａ、６０Ｂに隣接して、オーブンチャンバの両側に配置されたレール７２、７４に置かれている。また、ラックを支持するのに加えて、レール７２、７４は、このほかに下側ジェットプレートを持ち上げる傾向のある空気循環が行われた際に、下側ジェットプレート６６を所定の位置に保持するためにも寄与している。また、レール７２、７４はジェットプレートとレール表面の間に封止面を形成し、この封止面は、レールとジェットプレートの間の空気逃げを防止するか、または空気逃げの量を低減するように働き、それによってジェットプレートオリフィスを通る空気流の量を増加させる。同様に、レール７１、７３は、上側ジェットプレート６４の下に設けられて、上側ジェットプレートを支持するように機能し、レールとジェットプレートの間を封止する。

オーブンの１つの好ましい実施形態では、ラック７０は、食品をより一様に加熱するために、調理動作中にラックに対して運動を付与するためのラック機構の一部を構成している。図５および図５Ａは、好ましいラック移動機構を示している。図示するように、ラック機構は、クランク８２およびシャフト８４が動作可能に連結されたギヤモータ８０を有している。実質的に垂直な揺動アーム８８に連結された実質的に水平なアーム８６が、クランク８２に連結されている。揺動アーム８８は点９０でピボットピン９２を軸として回転する。ラックピン９３は、揺動アーム８８に取り付けられ、オーブン側壁６０Ｂの開口９５を通って調理チャンバ３０に延びている。側壁開口９５に隣接した封止面を有するプレート９７は、ラックピン９３と揺動アーム８８の間に配置されている。プレート９７およびその封止面は、揺動アームの揺動運動の全範囲にわたって開口９５を覆い、実質的に封止するために十分な大きさとなっている。好ましい実施形態では、封止面はテフロン（登録商標）材料で作られている。

シャフト９４は、揺動アーム８８に取り付けられ、側壁６０Ｂの開口９６を貫通し、オーブンを横断して反対側の側壁６０Ａの開口９８を貫通するように配置されている。第２の揺動アーム１０２は、シャフト９４の反対側の端部に取り付けられている。第２の揺動アーム１０２は、ピボットピン１００でオーブンに回転可能に取り付けられている。ラックピン１０４は、シャフト９４とピボットピン１００の間で第２の揺動アーム１０２に取り付けられている。ラックピン１０４は、第２の揺動アーム１０２から側壁６０Ａの開口１０６を貫通してオーブン調理チャンバに延びている。ラックピン１０４と揺動アーム１０２の間には、側壁開口１０６に隣接した封止面を有するプレート９９が配置されている。プレート９９およびその封止面は、揺動アームの揺動運動の全範囲にわたって開口１０６を覆い、実質的に封止するために十分な大きさとなっている。好ましい実施形態では、封止面はテフロン（登録商標）材料で作られている。

図２および図３に示すように、ラック７０はラックピン９３、１０４上に配置され、ラックピン９３は側壁６０Ｂに隣接してラック７０から下方に延びている突起１１０の間に配置され、ラックピン１０４は側壁６０Ａに隣接してラックから下方に延びている突起１１２の間に配置されている。好ましい実施形態では、図３に示すように、突起１１０、１１２の下側端部は外側に広がり、ラック７０がラックピン９３、１０４上に着座するように案内するために役立っている。

運転時において、上記のラック機構は調理動作中に、ラックに前後運動を付与し、加熱空気が食品（またはパン）の表面上を流れることができるようにしており、加熱の一様性を高めている。上記の機構は、実質的に前後方向の運動をもたらすが、ジェットプレートに対してラックまたは製造物支持体を移動させる他の手段、例えば、ラックまたは製造物支持体に左右運動または回転運動をもたらす手段などを適用することも適切である。

調理動作中に、ラックに前後運動を付与するよう同様に設計された代替の好ましいラック移動機構を図１７および図１８に示す。図示するように、ラック機構は、クランク８２ａおよびシャフト８４ａが動作可能に連結されたギヤモータ８０ａを備えている。実質的に垂直な揺動アーム８８ａに連結された実質的に水平なアーム８６が、クランク８２ａに連結されている。揺動アーム８８は、点９０ａでピボットピン９２ａを軸として回転する。ラックピン９３ａは揺動アーム８８ａに取り付けられ、オーブン側壁の開口を貫通して調理チャンバ３０に延びている。側壁開口９５ａに隣接した封止面を有するプレート９７ａは、ラックピン９３ａと揺動アーム８８ａの間に配置され、ラックピンは側壁開口９５ａを貫通して調理チャンバに突出している。プレート９７ａおよびその封止面は、揺動アームの揺動運動の全範囲にわたって側壁開口を覆い、実質的に封止するために十分な大きさとなっている。好ましい実施形態では、封止面はテフロン（登録商標）材料で作られている。

図１７および図１８をさらに参照すると、シャフト９４ａは、揺動アーム８８ａに取り付けられ、オーブンの底部を横断し、反対側の側壁の開口を貫通するように配置されている。第２の揺動アーム１０２ａは、シャフト９４ａの反対側の端部に取り付けられている。ラックピン１０４ａは、シャフト９４ａより上で第２の揺動アーム１０２ａに取り付けられている。ラックピン１０４ａは、第２の揺動アーム１０２ａから側壁の封止された開口を通ってオーブン調理チャンバに延びている。側壁開口１０６ａに隣接した封止面を有するプレート９９ａは、ラックピン１０４ａと揺動アーム１０２ａの間に配置されている。プレート９９ａおよびその封止面は、揺動アームの揺動運動の全範囲にわたって開口１０６ａを覆い、実質的に封止するために十分な大きさとなっている。好ましい実施形態では、封止面はテフロン（登録商標）材料で作られている。第１のラック移動機構に関連させて上記に説明したように、ラックピン９３ａ、１０４ａはラック７０から下方に延びる突起１１０、１１２の間に配置され、ラック７０はラックピン９３ａ、１０４ａの上に置かれている（図２および図３を参照のこと）。

図３、図５、図８Ａ、図８Ｂおよび図９を参照しながら、オーブン１０の送風システムを説明する。温度制御された空気は、送風機３００による送風システムを通って循環される。図３に示すように、送風機３００はファンホイール３０２を有する。送風機３００は、後部プレナム壁３０４に取り付けられ、温度制御された空気をプレナム２００に向かって循環させる。１／２馬力のモータが送風機を駆動するのに適切であると発見したが、他のモータも適切であり、オーブンの寸法、送風機の設計および他の公知の工学的考察に基づいて選択もしくは設計することができる。後方傾斜タイプの送風ホイールが特に適切であることも発見したが、他の送風ホイール構造も使用することができる。特に適切な送風機は、直径が６．７５インチ（１７．１４５ｃｍ）で幅が１．５５インチ（３．９３７ｃｍ）のホイールと７００ＲＰＭのブラシレス直流モータ（容量が３６０ワット）を有し、４５０ｃｆｍ（７６５ｍ^３／時）の空気流量を発生させるアスペン社製の送風機である。調理チャンバ３０からの空気は、加熱要素４００を通過した後で開口３０６（図２）を通って送風機３００に引き込まれる。

本発明の最も好ましい実施形態では、送風機３００は、図８Ａ、図８Ｂおよび図９に示すように、容易に取り外し可能な送風機アセンブリの一部となっており、オーブンを大幅に分解しなくても送風機３００を取り外して修理し、および／または交換することができる。図８Ａ、図８Ｂおよび図９を参照すると、取り外し可能な送風機アセンブリは、オーブンの外部キャビネットの後壁２２に取り外し可能に取り付けられ、通気孔を備えた背面プレートもしくはシールド３１０を有している。シールド３１０は、ねじなどの公知の手段によって後壁２２に取り外し可能に取り付けることができる。シールド３１０の後ろには、ねじ３１４によってオーブンに取り外し可能に取り付けられた送風モータ３１２が配置されている。送風モータを取り外すには、最初にシールド３１０を取り外し、次いでねじ３１４を取り外してモータ（および送風ホイール）を解放する。送風機を修理した後または交換した場合に、モータ−送風機の送風ホイール端部は、開口３１８に通して簡単に再挿入され、アセンブリはねじ３１４でオーブンに固定される。

図は、送風システムが単一の送風機を有するオーブンを示しているが、送風システムは、１つまたは複数の送風機を有することができ、これらの送風機を駆動するモータを送風機がそれぞれ備えているか、または共通のモータを１つ備えている。さらに、送風モータは、単一速度かまたは速度を複数有する交流タイプまたは直流タイプとすることができる。さらに、好ましい実施形態では、モータおよび使用するモータ制御部は、空気流および空気速度を最適に管理するために、送風機を定速制御または可変速制御する。

図５、図５Ａおよび図３を参照すると、プレナム２００内には、プレナムの上側出口開口２０４および下側出口開口２０６に空気を向けるように設計されたベーン２０２が配置されている。上側出口開口２０４を通過した空気は、上側（または上部）供給ダクト２１０の入り口開口２１２を通って前記ダクトに向かって循環する。下側出口開口２０６を通過した空気は、下側（底部）供給ダクト２１４の入り口開口２１６を通って前記ダクトに向かって循環する。図５は、プレナム内の空気を案内する好ましいベーン構成を示している。図示するように、４つの湾曲したベーン２２０Ａ〜２２０Ｄがプレナム２００内に配置され、プレナム内の空気を偏向させ、プレナムの上側および下側出口開口に向かわせている。この好ましいベーン構成により、循環性が大いに高まり、上側ジェットプレートから調理チャンバに供給される空気量は、下側ジェットプレートから供給される空気量に実質的に等しくなることを発見した。一方、状況によっては、食品の上面への伝熱性がより高いことが望ましいか、もしくは正反対側、すなわち食品の底部への伝熱性がより高いことが望ましいこともある。そのような場合には、所望の結果をもたらすために、プレナムベーンの数量、設計および構成を変えることができる。

図３を参照すると、上側送風ダクト２１０および下側送風ダクト２１４が、それぞれ調理チャンバ３０の上下に、プレナム２００と流体連通して配置されている。上側ダクト２１０は、プレナム２００から入り口開口２１２を通って来た、温度制御された空気を受け入れている。上側ダクト２１０に入った空気はプレート６４のオリフィス２３０から出て、ラック７０に配置された食品の上部に向かう。下側ダクト２１４は、プレナム２００から入り口開口２１６を通って来た空気を受け入れる。下側ダクト２１４に入った空気は、プレート６６のオリフィス２４０から出て、ラック７０に配置された食品（またはパン）の底部に向かう。上側および下側ダクトは、オーブンが高温になった状態のもとで耐えることができ、機能することができる幾つかの公知の材料の中のいずれか、例えば、アルミニウムめっき鋼やステンレス鋼などから形成することができる。図示するように、ダクト２１０、２１４は、ダクトの各長手方向軸に沿って先細りとなるように形成され、ダクトの（長手方向軸に対して垂直な）断面積は、ダクトの各入り口開口（２１２および２１６）の断面積が、ダクトの各先端部２２４、２２６の断面積よりも大きくなっていることが好ましい。上記のように、各ダクト２１０、２１４は、ラック７０の方向を向いた穴あき面すなわちジェットプレートを有する。オリフィス２３０、２４０は、ラックに配置された食品またはパンに加熱空気流が当たるように向けられた設計となっている。好ましい実施形態では、ジェットプレートオリフィスは、図２〜図４に示すような円形ノズルで構成されている。さらに、図示した好ましい実施形態では、上部ジェットプレートのオリフィス２３０は、下側ジェットプレートのオリフィス２４０よりも数量が少なく、直径が大きくなっている。

図３は、幅（側壁から側壁まで）が約１８インチ〜約１９インチ（約４５．７２ｃｍ〜約４８．２６ｃｍ）、奥行き（ドアの内面からオーブンの背面）が１５インチ〜１８インチ（３８．１ｃｍ〜４５．７２ｃｍ）、高さ（ジェットプレート６４、６６の間）が約７インチ〜約９インチ（約１７．７８ｃｍ〜約２２．８６ｃｍ）の小形電気オーブン用の好ましいエアダクトの構成を示している。

本発明の最も好ましい実施形態では、上側ダクト２１０および下側ダクト２１４は、湾曲した先細り構成となっている。図３に示すように、ジェットプレート６４に対向する湾曲壁２５０は、実質的に正弦曲線の形状と一致し、ダクト長の約１／３のところで、断面積が入り口開口面積の約５０％に低減されている。同様に、ジェットプレート６６に対向する湾曲壁２６０は、実質的に正弦曲線の形状と一致し、ダクト長の約１／３のところで、断面積が入り口開口面積の約５０％に低減されている。

別の好ましい設計では、図３に示すように、下側ジェットプレート６６は、二重ドレイン６００を有する。図示するように、ドレイン６００は、下側ジェットプレート６６の開口６０２の下に配置された取り外し可能なドレイン管６０４によって形成されている。下側ジェットプレート６６の上面に集積したグリースや他の液体は、導管６０４とオーブンの底部にある開口６０６を通ってオーブンから直接排出される。さらに、下側ダクト２１４の下のオーブン底部に堆積したグリースまたは他の液体は、開口６０６を通って排出され、それによって、二重ドレイン設計を形成している。開口６０６からオーブンを出たグリースおよび他の液体は、ドレインパン４０に廃棄される。上記のドレインシステムにより、オーブンチャンバをグリースおよび他の液体が比較的少ない状態に維持することができ、清浄中に水または清浄液でオーブンを洗い流すことができる。

さらに別の好ましい構成では、送風システムは、プレナム出口開口２０４、２０６と、上側ダクトへの入り口開口２１２および下側ダクトへの入り口開口２１６との間に配置された整流板７００、７０２を有する。図１１に示すように、整流板７００、７０２は、一連の垂直ベーンおよび水平ベーンとして構成されている。整流板７００、７０２は、送風ダクトに入る温度制御された空気の乱流を抑えるように働く。送風ダクトに入る空気の乱流を抑えることによって、空気がより効果的にオーブンの調理チャンバに供給されることが認められた。

オーブンのさらに別の好ましい実施形態（図２、図３、図６および図７を参照のこと）では、調理チャンバの後壁６２は、空気が送風機に戻る流路を調整するように成形され、配置された開口８０２のあるプレート８００を備えている。プレート８００は、触媒コンバータ材料８１０の上流に配置されている。プレート８００は、取り外しと清浄が容易な場所にはめ込むか、またはねじ留めするように設計されていることが好ましい。図２および図６に示すように、好ましいプレート構造は、オーブン側壁６０Ａ、６０Ｂに隣接したｕ字形状の切取部がプレートに含まれている。この構成において、プレート８００は、形状がほぼ砂時計の形状をなしている。このような設計により、送風機に戻る空気流をバランスさせるため、戻り空気が上側ダクト２１０および下側ダクト２１４を出た調理空気流もしくはジェット流を乱すことはほとんどないことを発見した。さらに、プレート８００は、分解中、清浄中および別の態様で触媒材料が物理接触を受ける恐れがある他の作業中に、媒体コンバータ材料を貫通もしくは損傷から保護するように働く。

図３、図６および図７に示す好ましい実施形態では、触媒コンバータ材料８１０は、別の態様で加熱要素に接触したグリースおよび食物粒子から発生することがある煙を低減するために設けられている。図３、図６および図７に示すように、触媒コンバータ材料８１０が中に配置されたスリーブまたはボックス８１２は、プレート８００の後ろ（すなわち下流）に取り付けられている。触媒材料は、薄片タイプの触媒的に被覆され、当技術分野で公知の材料とすることが好ましい。好ましい触媒コンバータ材料としては、貴金属ベースの材料、例えば、カタリティック・コンバスチョン・コーポレーション社またはエングルハード社によって製造されたパラジウムまたはプラチナ／パラジウムベースの材料などがある。本明細書に示した好ましい設計では、触媒コンバータ材料は、使用する空気流に応じて、好ましくは面積密度が約７５〜約１２５セル／平方インチとなるように構成された空気流路（セル）のあるセル配列を有する。加熱空気は触媒コンバータ材料を通過するので、循環空気流内の煙および蒸気（すなわち、揮発性有機化合物）は、ＣＯ_２およびＨ_２Ｏにより完全に酸化されて、煙が調理チャンバに向かって再循環することを防止する。触媒を使用することにより、オーブンは（示すように）「排出口なし」とすることができる、すなわち、オーブンは、廃棄フードの使用を必要とするような相当量の調理空気を通気または排気する必要がない。この点について、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、小形の排気管１０００が調理空気循環路からオーブンの外に延びて、温度制御された調理空気をわずかに排出する。シールド１００８は導管１０００を覆って配置され、排気を上方に向けて偏向させている。

以下に図１２〜図２１Ｄを参照して、本発明のオーブンの代替の実施形態および態様を説明する。上記の説明は、同じ参照数字を使用する図１２〜図２１Ｄにも当てはまり、上記の説明を繰り返して述べることはしない。

図１２〜図１６に示すように、砂時計形状のプレート８００（図１、図６〜図７を参照のこと）の代替案が提示されている。図１２〜図１６を参照すると、調理チャンバの後壁６２は、送風機に戻る空気の流路を確保し、調整するように設計された複数の穴８０２ａがあるプレート８００ａを備えている。図示するように、プレート８００ａは、その側端部に多数の穴（すなわち、通じた領域）を有し、中心部付近には穴がわずかにあるかまたは全くない領域８０１ａを有する。穴のあいた領域を合わせると、触媒材料の露出した表面領域の表面積の少なくとも７０％〜８０％になることが好ましい。プレート８００の設計と同様に、プレート８００ａの上記の穴構成は、空気が触媒材料の集中化部分に戻ることを防止するように設計されている、すなわち、穴構成は、触媒材料の表面領域のより広い部分にわたって戻り、空気流を分散させるように働き、それによって触媒材料の寿命を引き延ばし、触媒性能を改良している。また、図１４および図１６に示すように、プレート８００ａは、凹面の中央部分８０５ａを備え、これは、食品または食物トレイ用のオーブンチャンバ内により大きい空間を生み出す。図１４および図１６に示す好ましい実施形態では、凹面部分８０５ａは大きく丸みを付けられ、丸いピザおよびピザトレイを収容できるように設計されている。

循環する空気またはガスの温度は、任意の公知の手段で制御することができる。空気を加熱して空気の温度を制御する１つの適切な手段には、公知の電気加熱ロッド４００（すなわち、キャルロッド（Calrod））がある。好ましい実施形態では、加熱要素は、出力管理のために別々にまたは同時に作動させることができる二重要素からなるヒータ設計となっている。加熱ロッド４００は、任意の適切な位置に配置することができ、オープンコイルタイプまたは被覆タイプとすることができる。図３に示す実施形態では、加熱ロッドは、戻り空気流路内に送風機吸気部に隣接し、かつ触媒コンバータ８１０の下流に置かれている。しかし、加熱要素は、エンドユーザの特定の要求に従って、触媒材料の上流もしくは下流に置くことができる。良好な浄化率は、加熱要素をコンバータの上流に取り付けて、浄化プロセスの温度を上げた場合に得ることができる。しかし、エンドユーザが清浄や他の目的のために、触媒を容易に取り出せることを要求した場合、図３に示すように、触媒コンバータの上流で取り外し可能な空気バランスプレート８００を使用し、コンバータの下流で加熱要素を使用することが好ましい。

図９に示す最も好ましい実施形態では、加熱要素の保守および／または交換の際に、オーブンを分解する必要のない容易なものにするために、加熱要素４００はカートリッジアセンブリ４１０の一部となっている。図示するように、加熱カートリッジアセンブリ４１０は、加熱要素４００が取り付けられた塞ぎプレート４１２を有する。塞ぎプレート４１２は、オーブンの側壁６０Ｂにある加熱カートリッジ開口４１４を覆い、ねじまたは他の取り外し可能な固定手段を用いて、オーブンの側面に取り外し可能に取り付けられている。加熱要素を交換または修理するために、塞ぎプレート用のねじは簡単に取り外され、電気配線を切り離した後に、加熱要素を有するカートリッジ全体を取り外すことができる。交換または修理すると、すぐに電気配線は再接続され、カートリッジは開口４１４から再挿入される。

図４および図５に示すオーブンの別の好ましい実施形態では、電話、モデム、無線通信技術および診断装置などの電気通信およびデータ処理技術で使用するために、ポート９００が設けられている。例えば、図４および図５に示すように、「スマートカード」が用意されている。この構成では、磁気ストリップを有するカード９０２は、塞ぎプレート９０４に取り外し可能に取り付けられている。カード９０２のデータを読み込むことができる読み取り装置または検出装置がポート内に配置されている。カード９０２は、様々な食品献立に対する加熱および調理時間の設定、電圧検出などの調理動作に役立つ任意のデータを収容することができる。図示するように、塞ぎプレート９０４は、オーブン前面の通気穴付きパネルの後ろでポート９００を覆い隠し、ねじまたは他の取り外し可能な固定手段でオーブンに取り外し可能に固定されている。スマートカードを交換または修理するために、塞ぎプレートのねじは簡単に取り外され、電気配線を切り離した後で、カード９０２が付いたカートリッジ全体を取り外すことができる。交換すると、スマートカードアセンブリはポート９００に再挿入され、塞ぎプレートがねじでオーブンに取り付けられる。

多くの製造物にとって、食品の上部へ必要とされる伝熱速度は、製造物（例えば、ビスケットおよびマフィン）の底部に対して必要とされる伝熱速度よりはるかに遅い。したがって、食品の上部および底部への相対的な伝熱速度を管理するか、または調整する何らかの手段に柔軟性をもたせることが望ましい。本発明の好ましい実施形態では、取り外し可能な拡散プレート５００（図１９）を使用してそのような管理を行う。図１９に示すように、拡散プレート５００は、複数の開口を有するメッシュ材料である。あるいは、拡散プレートは、穴のあいたステンレス鋼のような材料で構成することもできる。図１９に示すように、好ましい拡散プレートは、その強度を高めるために複数の折り部を有する。しかし、図２０に示すように、拡散器は実質的に平面状であってもよい。拡散プレート５００は、オーブンのドアを開け、拡散プレートをレール７１、７３上の所定の位置にスライドさせることにより、上側ジェットプレート６４の下に挿入されるように設計され、それによって拡散プレートは、上側ジェットプレートの下の（すなわち下流の）所定の位置に保持される。この好ましい実施形態では、拡散プレートは、オーブンが熱いか冷たいかにかかわらず、挿入したり、または取り外したりすることができる（すなわち、プレートは「ホットスワップ可能」である）。オーブンに挿入されると、拡散プレートはラックに向かう空気流を制限し、それによって、ラック上に配置された食品の上部への空気流（および伝熱）を低減させる。好ましい実施形態では、拡散プレートの穴（開口）は、拡散プレートの全面積の５０％〜６０％に相当する。しかし、調理の柔軟性を最大限にするために、それぞれ開口面積のパーセントが異なる一連のプレート（例えば、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％および８０％のプレート）をオーブンに付属させることもできる。

上側ジェットプレートからの空気流を拡散させる好ましいオプションとして、上記に拡散プレートを説明したが、同じプレートを使用して下側ジェットプレートからの空気流を拡散させ、食物ラックの底部への伝熱率を調整することもできる。その構成では、拡散プレートを挿入し、レール７２、７４に設けたチャネル７５、７７によって所定の位置に保持する。

オーブンの最も好ましい実施形態では、オーブンの洗浄性および調理空洞内の輻射熱を高めるために、ジェットプレート、ラックおよび調理空洞壁の内面を高輻射率で高遊離性のコーティングで被覆する。そのようなコーティングは当業者には公知であり、例えば、テフロン（登録商標）ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、テフロン（登録商標）ＦＥＰ（フッ素化エチレンプロピレン共重合体）、テフロン（登録商標）ＰＦＡ（ペルフルオロアルキル）、テフロン（登録商標）ＥＴＦＥ（エチレンおよび四フッ化エチレンの共重合体）、ウィットフォード社から提供のエクスキャリバ（Ｅｘｃａｌｉｂｅｒ）ブランドのコーティング、エンデュラ社から提供のシリーズ３００フッ素重合体コーティング、フィリップス・ペトローリアム・カンパニ社から提供のリトン（Ｒｙｔｏｎ、登録商標）ブランドのコーティング、フェロコーポレーション社から提供のリアリース（Ｒｅａｌｅａｓｅ、登録商標）ブランドのコーティングなどが含まれる。オーブンのさらに別の好ましい態様では、図２１Ａ〜図２１Ｄに示すように、ラック７０は、高い位置と低い位置の２つの位置をとれるように反転可能に設計されている。図２１Ａ〜図２１Ｄに示すように、反転可能なラック７０は、ラックの両側に配置されたプレート７０１、７０２を有する。プレート７０１、７０２はそれぞれ、ラックピン９３、１０４をそれぞれ受け入れるように設計された上側ノッチ７０３および下側ノッチ７０４を有する。ラックプレート７０１、７０２はまた、各ノッチの両側に傾斜のついた縁部７０５、７０６を有する。図示するように、傾斜のついた縁部は、隣接するノッチに向かって上方に傾斜し、それによって、ラックを取り付けるときに、ラックがラックピンにより容易に着座できるだけでなく、ラックピンがノッチからずれた場合に、ラックが自動着座動作をとるようになる。支持レール７１０はラックの側端部から上方に延びている（図２１Ａ）。第２の支持レールセット７１２は、ラックの側端部から反対方向（下方）に延びている。図示するように、支持レール７１０は、支持レール７１２より背が高い、すなわち、支持レール７１０は、支持レール７１２よりも主ラック面から遠い距離まで延びている。また図示するように、支持レール７１０の上縁部７１６は、ノッチ７０３の底部と高さが実質的に一致している。支持レール７１２の下縁部７１８は、ノッチ７０４の底部と高さが実質的に一致している。図２１Ａに示す姿勢では、ラックピンはノッチ７０４と係合され、ラックは支持レール７１２で支持されて、調理空洞内で低い方の位置に設置される。ラックを相対的に高い方の位置に置くためには、ラックをひっくり返し、ラックピンをノッチ７０３と係合させて「背の高い」レール７１０でラックを支持する。

ここで、上記開示した装置では、加熱した空気を調理コンパートメントに供給するために加熱要素を装備したオーブンとして説明したが、製造物を冷却するか、冷凍するか、または制御しながら解凍するために、加熱要素を置き換えて、冷気を前記コンパートメントに向かって循環させる冷却要素とすることも意図されている。さらに、本明細書に開示したオーブンの設計は、マイクロ波エネルギーがない状態で急速な加熱を可能にするが、オーブンは、当技術分野で公知のマイクロ波エネルギー手段を装備することができる。

当業者が、本発明から逸脱することなく、代用物または等価物を使用できることは当然のことであるが、本発明は上記の実施例に限定されるものではない。よって、本発明を好ましい実施形態に関連させて説明したが、当業者ならば、本発明の様々な変更、代用および修正を思いつくであろうし、本発明が添付の請求項の範囲に入るような変更、代用および修正を包含することが意図されている。

図１は、本発明を具現化するオーブンの外部斜視図である。 図２は、本発明を具現化するオーブンの斜視図である。 図３は、本発明を具現化するオーブンの断面図である。 図４は、本発明を具現化するオーブンの部分分解図である。 図５は、本発明のラック移動機構およびプレナムベーンの構成を示す部分分解図である。 図５Ａは、外部ハウジングを取り除いたオーブンの斜視図であり、本発明のラック移動機構およびプレナムベーンの構成を示す。 図６は、本発明の空気戻しプレートおよび触媒コンバータアセンブリの斜視図である。 図７は、本発明の空気戻しプレートおよび触媒コンバータアセンブリの断面図である。 図８Ａは、外部ハウジングを分解した本発明のオーブンを示す部分分解図である。 図８Ｂは、本発明を具現化したオーブンの背面外壁の部分分解図である。 図９は、外部ハウジングを取り除いたオーブンの部分分解図である。 図１０は、本発明の制御部ハウジングとディスプレイパッドの部分分解図である。 図１１は、外部ハウジングを取り除いたオーブン後部の図であり、送風システムの空気プレナムおよび空気整流板の態様を示している。 図１２は、代替の戻し空気プレート８００ａを有するオーブンの斜視図である。 図１３は、代替の戻し空気プレート８００ａを有するオーブンの断面図である。 図１４は、代替の戻し空気プレート８００ａの斜視図である。 図１５は、代替の戻し空気プレート８００ａの断面図である。 図１６は、代替の戻し空気プレート８００ａの上面図である。 図１７は、代替のラック移動機構を示したものであり、外部ハウジングを取り除いたオーブンの斜視図である。 図１８は、代替のラック移動機構を示す部分分解図である。 図１９は、空気拡散プレートの斜視図である。 図２０は、代替の空気拡散プレートの斜視図である。 図２１Ａは、反転可能な代替ラックの斜視図である。 図２１Ｂは、反転可能な代替ラックの平面図である。 図２１Ｃは、反転可能な代替ラックの側面図である。 図２１Ｄは、反転可能な代替ラックの正面図である。

Claims (20)

1. 外部キャビネットと、
   ドアと、
   第１および第２の内部側壁、後壁ならびに下側ジェットプレートを有する調理チャンバと、
   前記下側ジェットプレートから前記調理チャンバに向かってガスを循環させる送風機と、
   前記調理チャンバ内で前記下側ジェットプレートより上に配置された製造物支持体とを備え、前記製造物支持体はレール上に配置され、前記レールは、空気を循環させるときに前記下側ジェットプレートを所定の位置に保持するように置かれているオーブン。
2. 前記調理チャンバ内で前記製造物支持体より上に配置された上側ジェットプレートをさらに備えた請求項１に記載のオーブン。
3. 調理動作中に前記製造物支持体に運動を付与する手段をさらに備えた請求項１または請求項２に記載のオーブン。
4. 前記製造物支持体に運動を付与する手段は、前記製造物支持体に側方運動を付与する請求項３に記載のオーブン。
5. 前記製造物支持体はラックで構成されている請求項３または請求項４に記載のオーブン。
6. 前記ラックに運動を付与する手段は、前記調理チャンバ内に配置された少なくとも１つのピンを備え、前記ラックは下方に延びた１対の突起を備え、前記少なくとも１つのピンが前記突起の間に位置するように設置されている請求項５に記載のオーブン。
7. 前記突起は、前記ピンを案内して前記突起間に置かれるように外側に広がった下側端部を備えている請求項６に記載のオーブン。
8. 前記製造物支持体に運動を付与する手段は、実質的に前後方向の運動を付与する請求項４または請求項６に記載のオーブン。
9. 外部キャビネットと、
   ドアと、
   第１および第２の内部側壁、後壁ならびに複数のオリフィスを有する下側ジェットプレートを含む調理チャンバと、
   前記下側ジェットプレートから前記調理チャンバに向かってガスを循環させる送風機と、
   前記調理チャンバ内で前記下側ジェットプレートより上に配置された製造物支持体と、
   下側ダクトとを備え、
   この下側ダクトは、（ａ）前記送風機に隣接した近接端部と、（ｂ）先端部と、（ｃ）前記近接端部に位置する入り口開口であって、この入り口開口を通って前記ガスを前記下側ダクトに向かって循環させる入り口開口と、（ｄ）前記下側ジェットプレートによって画定された上部面と、（ｅ）前記入り口開口に隣接した前記下側ダクトの断面積が、前記先端部における前記下側ダクトの断面積よりも大きくなるように湾曲した底部壁とを備えたオーブン。
10. 前記下側ダクトの前記湾曲した底部壁は、前記入り口開口から約１／３の距離のところで、断面積が前記入り口開口の断面積の約５０％に低減されている請求項９に記載のオーブン。
11. 複数のオリフィスを有する上側ジェットプレートと上側ダクトとをさらに備え、前記上側ダクトは、（ａ）前記送風機に隣接した近接端部と、（ｂ）先端部と、（ｃ）前記近接端部に位置する入り口開口であって、この入り口開口を通って前記ガスを前記上側ダクトに向かって循環させる入り口開口と、（ｄ）前記上側ジェットプレートによって画定された底部面と、（ｅ）前記入り口開口に隣接した前記上側ダクトの断面積が、前記先端部における前記上側ダクトの断面積よりも大きくなるように湾曲した上部壁とを備えた請求項９または請求項１０に記載のオーブン。
12. 前記上側ダクトの前記湾曲した上部壁は、前記入り口開口から約１／３の距離のところで、断面積が前記入り口開口の断面積の約５０％に低減されている請求項１１に記載のオーブン。
13. 前記下側ジェットプレートの開口の下に配置された取り外し可能なドレイン管をさらに備え、前記下側ジェットプレートの上面に集積した液体が、前記ドレイン管を通って、前記オーブンの底部に貫通して配置されたドレイン開口に向かって進むことができる請求項１または請求項９に記載のオーブン。
14. 前記オーブンの底部に貫通して配置されたドレイン開口は、前記オーブン内で前記下側ジェットプレートの下にある液体が前記ドレイン開口を流れることができるように構成されている請求項１３に記載のオーブン。
15. 外部キャビネットと、
    ドアと、
    第１および第２の内部側壁と後壁とを備えた調理チャンバと、
    前記調理チャンバ内に配置された製造物支持体と、
    複数のオリフィスのあるジェットプレートを備えたダクトと、
    前記ダクトに入ったガスを前記ジェットプレートの前記オリフィスから前記調理チャンバに前記製造物支持体に向かって循環させる送風機と、
    前記調理チャンバ内にあるガス戻し開口であって、このガス戻し開口を通って前記ガスを前記送風機に戻すガス戻し開口と、
    前記ガス戻し開口に隣接して配置された戻しプレートであって、この戻しプレートの周りで前記ガスが前記ガス戻し開口を通って戻され、砂時計の形状に形成された取り外し可能な戻しプレートとを備えたオーブン。
16. 前記送風機の上流に触媒コンバータ材料をさらに備えた請求項１５に記載のオーブン。
17. 前記取り外し可能な戻しプレートは、前記触媒コンバータ材料の上流に隣接して配置されている請求項１６に記載のオーブン。
18. 外部キャビネットと、
    ドアと、
    第１および第２の内部側壁と後壁とを備えた調理チャンバと、
    前記調理チャンバ内に配置された製造物支持体と、
    複数のオリフィスのあるジェットプレートを備えたダクトと、
    前記ダクトに入ったガスを前記ジェットプレートの前記オリフィスから前記調理チャンバに前記製造物支持体に向かって循環させる送風機と、
    前記調理チャンバ内にあるガス戻し開口であって、このガス戻し開口を通って前記ガスを前記送風機に戻すガス戻し開口と、
    前記ガス戻し開口に隣接して配置され、側端部と中央部分があり、さらに複数の穴を有する戻りプレートとを備え、
    前記穴は前記中央部分よりも各前記側端部に近接した部分の方で数が多くなっているオーブン。
19. 前記送風機の上流に触媒コンバータ材料をさらに備えた請求項１８に記載のオーブン。
20. 前記戻しプレートは、前記触媒コンバータ材料の上流に隣接して配置されている請求項１９に記載のオーブン。

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