JP2023511738A - エアフライシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、RFエネルギを併用して高温の空気で調理することによる食品調理の分野に関する。食品を調理するためのシステム(100)は、通気性を有する側面(121)を有する食品を保持するためのホルダ(120)と、RF不透過であり、且つ好ましくは通気性を有さないように設けられる処理室(145)、処理室の内部でホルダを保持するための保持手段(192,192’,148,148’)、ホルダ内部の食品を加熱するために処理室の内部にRFエネルギを放射するように配置されるRFアンテナ(155,155’)、通気性を有する側面を介して、且つホルダを介して処理室内の空気を循環させるためのファン(156)、循環される空気に熱を与えるために配置されるヒータ(157)を備える装置(140)と、を備え、ファン及びヒータは、ホルダ内部の食品をエアフライするために配置され、処理室は、上内部空間及び上内部空間へのアクセス開口を形成する上部リムを有する上部シェル(146)、及び下内部空間及び下内部空間へのアクセス開口を形成する下部リムを有する下部シェル(147)を有し、上部シェル及び下部シェルは、閉鎖位置において、上内部空間及び下内部空間を含む内部空間(193)を包囲するように互いに配置され、放射されるRFエネルギはRF波を発生させ、処理室は、RF波が、実質的に、閉鎖位置にある上部リム(190)及び/または下部リム(191)にノードを有するように形成される。
Description
[発明の分野]
本発明は、例えば、エアフライヤ及びエアフライの方法など、高温の空気を用いて調理することによる食品調理の分野に関し、より詳細には、食品をエアフライすること、及び食品をエアフライするための方法の分野に関する。
[発明の背景]
エアフライヤは、対流機構を用いて食品の周囲に高温の空気を循環させることによって調理するキッチン家電である。機械的なファンは、230℃までの高温の空気を、食品の周囲に高速で循環させて食品を調理し、クリスピーな層を作り出す。クリスピーな層は、食品の中心部に水分を保持する一方で、クリスピーな効果をもたらすために通常は薄い。食品の中心部は、通常は伝導によって熱くなる。
本発明は、例えば、エアフライヤ及びエアフライの方法など、高温の空気を用いて調理することによる食品調理の分野に関し、より詳細には、食品をエアフライすること、及び食品をエアフライするための方法の分野に関する。
[発明の背景]
エアフライヤは、対流機構を用いて食品の周囲に高温の空気を循環させることによって調理するキッチン家電である。機械的なファンは、230℃までの高温の空気を、食品の周囲に高速で循環させて食品を調理し、クリスピーな層を作り出す。クリスピーな層は、食品の中心部に水分を保持する一方で、クリスピーな効果をもたらすために通常は薄い。食品の中心部は、通常は伝導によって熱くなる。
エアフライヤ内で調理される食品としては、通常、キッシュ、パイ、春巻き、コロッケ、及びさらにはロールパンやクロワッサンだけでなく、予め高温の油の中で揚げられることが多いポテトチップスなどの菓子、チキン、チキンウィング、フィッシュ、フィッシュスティック、ステーキ、スペアリブ、またはフライドポテトである。これらの食品は、大抵は急速冷凍されて保存される。
欠点は、かなりの量の冷凍食品が一度に揚げられるとき、周知のエアフライヤが、食品の中心部がまだ冷たい、または凍結してさえいる一方で、外側が揚げられ、または焦げてさえいる食品を作り出すことか、または周知のエアフライヤでは調理に長時間かかることである。この問題を回避するために、最近のエアフライヤの食品を保持する部屋は小さく設計されるが、別の欠点を加えている。別の欠点とは、最近のエアフライヤは、食品を保持する庫のサイズに起因して家庭での使用に適するのみであり、例えばレストラン、バー、カフェ、ブラッセリ、カフェテリア、ファストフード店などにおける業務用としては適さないことである。
[発明の概要]
本発明の目的は、上述の欠点を軽減することである。本発明の第1の態様によれば、食品を調理するためのシステムは、高周波(RF)不透過層と、通気性を有する側面を有する、食品を保持するためのホルダと、RF不透過であり、且つ好ましくは通気性を有さないように設けられる処理室、処理室の内部でホルダを保持するための保持手段、ホルダ内部の食品を加熱するために処理室の内部にRFエネルギを放射するように配置されるRFアンテナ、通気性を有する側面を介して、且つホルダを介して処理室内の空気を循環させるためのファン、循環される空気に熱を与えるために配置されるヒータ、を備える装置と、を備え、ファン及びヒータは、ホルダ内部の食品をエアフライするために配置され、RF不透過層はまた通気性も有し、且つ少なくとも使用中にホルダの通気性を有する側面と略平行に配置され、RF不透過層は、使用中に処理室をRFアンテナからのRFエネルギの影響を受けやすい第1領域と、RFアンテナからのRFエネルギに対して遮蔽される第2領域とに分離し、ファンは第2領域に配置される。
[発明の概要]
本発明の目的は、上述の欠点を軽減することである。本発明の第1の態様によれば、食品を調理するためのシステムは、高周波(RF)不透過層と、通気性を有する側面を有する、食品を保持するためのホルダと、RF不透過であり、且つ好ましくは通気性を有さないように設けられる処理室、処理室の内部でホルダを保持するための保持手段、ホルダ内部の食品を加熱するために処理室の内部にRFエネルギを放射するように配置されるRFアンテナ、通気性を有する側面を介して、且つホルダを介して処理室内の空気を循環させるためのファン、循環される空気に熱を与えるために配置されるヒータ、を備える装置と、を備え、ファン及びヒータは、ホルダ内部の食品をエアフライするために配置され、RF不透過層はまた通気性も有し、且つ少なくとも使用中にホルダの通気性を有する側面と略平行に配置され、RF不透過層は、使用中に処理室をRFアンテナからのRFエネルギの影響を受けやすい第1領域と、RFアンテナからのRFエネルギに対して遮蔽される第2領域とに分離し、ファンは第2領域に配置される。
エアフライの工程は、システムの内部で、食品の周囲に高温の空気を循環させることによる調理である。高温の空気の循環は、空気を移動させるファンによって強制される。ファンは、230℃まで加熱され得る高温の空気を、食品の周囲に高速で循環させ、旋回させ、且つ/または推進し、食品を調理してクリスピーな層を作り出す。
通気性を有する側面は、エアフライヤ内で用いられるように、通常、高速で高温の空気を透過できるべきである。通気性を有する側面の例は、高温の空気に耐え得る特定のプラスチックのメッシュ、開口を有する金属層、または金属、または例えばセラミックまたは他のものから作られる他の材料のメッシュである。
通気性を有さない側面または壁は、エアフライヤ内で高速で循環する高温の空気を透過させないだけでよい。必ずしも気密である必要は無い。通気性を有さない側面または壁は、少なくとも、内部からの高温の空気がシステムの外側にいる人に害を与えたりまたは火傷させたりすることを防ぐ必要がある。
RF不透過層または壁は、ある特定の周波数または周波数帯域のRF波の伝播を遮断する層である。RF不透過層または壁は、反射、吸収、拡散してもよく、またはそれらの組み合わせでもよい。RF不透過層は、RFアンテナより放射されるRFエネルギの少なくとも一部、好ましくは全ての周波数について、通常、RF不透過である。RF不透過層は、金属層、金属のメッシュなどであってもよい。RF不透過層は、RF波がその層を通って漏出することを防止するのに適したサイズの開口を有する金属層であってもよい。
処理室は通常、壁を有する。処理室の壁はRF不透過であり、且つ通気性を有さない。これは、使用中に、処理室の外側、及び、システムの傍らに立っている人が、全ての危険なRF放射及び/または高温の空気に晒されることを防止する。食品は処理室に持ち込まれ、再び取り出される必要があるため、処理室は通常、開口を有する。処理室は、例えば、強固に組み合わさる2つの半シェル(shell halves)を備えてもよい。2つの半シェルは、組み合わされたとき、RF不透過であり、且つ通気性を有さない処理室を提供する。一方、2つの半シェルが分離されるとき、食品を保持する半シェルは、この食品への容易なアクセスをもたらす。特別な形状及び材料考察は、RF不透過壁が、処理室の開口のため、またはモータ、温度センサ、またはアンテナへのアクセスのために分割される領域へのRF漏出を防止し、またそれは、RF波をRF不透過境界内に制限することにより、それらの領域でのRF漏出を防止する。
発明者の洞察は、食品の密包装、及び/または大量の食品の片は、内部が冷たいまたは凍結してさえいるままである一方で、外側は調理されまたは焦げてさえいる食品をもたらす結果となることである。冷凍食品の熱伝導性は、非冷凍食品の熱伝導性と比較して異なる。発明者の洞察は、大量の食品の片または密包装された食品の外側が熱くなれば、周囲の空気の温度が高すぎる場合には、伝導性の相違により、食品の外殻のみが調理されることである。この悪影響は、食品の体積が大きくなる場合に増幅され、例えば、レストラン、バー、カフェ、ブラッセリ、カフェテリア、ファストフード店などで用いられるような業務用の従来技術のエアフライヤの使用を妨げる。
発明者の洞察は、食品が凍結状態から非凍結状態に均一に遷移するとしたら、エアフライは、一般的なエアフライ食品を大量に得るために、非凍結状態で用いられ得ることである。さらに、エアフライ食品は、外側がクリスピーに近くなり、均一に調理された内部も得るであろう。発明者のさらなる洞察は、比較的短時間で大量の食品を均一に遷移させることが、通常、大量の食品を透過可能なRF波を用いて達成されるであろうことである。冷凍食品を透過するRF波は、均一にまたは少なくとも食品の内部についても、凍結から非凍結状態への食品のより均一な遷移のために食品を加熱するであろう。
周知のファンは、製造が容易であり低コストのファンを提供するため、通常は、鋼などの金属からなる。これらのファンは、RF波を歪ませる。そしてファンが、周囲の空気とは著しく異なる比誘電率を有するプラスチック製であったとしても、ファンはRF波を妨害するであろう。さらに、ファンの軸は、通常、金属製であり、これもまたRF波を妨害する。エアフライヤがRFエネルギで食品を加熱することを取り入れ得るように、エアフライヤの構成部品の配置を変更することは、発明者の洞察である。
本システムは、処理室の内部で食品を保持するための処理室を備え、本システムは、食品が、エアフライヤの効果だけでなくRFエネルギにも晒され得るように配置される構成部品を備える。これは、比較的短時間で、調理済み食品の調理の均一性を向上させる技術的効果を奏する。
RFエネルギ、またはRF波を全く妨害しないか最小限にしか妨害しないような低レベルのRFエネルギに、全く晒されないか最小限にしか晒されない処理室の領域にファンは配置されるため、RFエネルギは、効率的に食品へ伝達され得る。請求項の文脈において、領域という語句は、RFエネルギのあるところ、またはRFエネルギが主にあるところの境界を特定するために用いられる。領域に関する代替の表現は、処理室の一部、処理室の部分、処理室の空洞(cavity)、処理室の空間とされ得る。RF不透過層が通気性も有し、少なくとも使用中にホルダの通気性を有する側面と略平行に配置されることの技術的効果は、閉鎖空間が2つの領域に分離され得ることである。第1領域はエアフライ効果を奏する高温の空気と、食品を加熱するRFエネルギとにアクセス可能である。そして、第2領域は、エアフライ効果を奏する高温の空気にアクセス可能である。ここで、第1領域に食品を配置し、第2領域にファンを配置することにより、RF波を妨害することなくファンから技術的効果が得られる。
さらに、この発明の文脈において、略平行または平行という用語は、互いに重なり合って、またはある距離だけ間隔を空けて置かれる2つの層、または層及び側面として理解される。平行な2つの層は、互いに対して、例えば数度の小さい角度を有し得る。通常、これらの平行からのずれは、製品の限度内である。
本発明の実施形態において、ホルダ内部の食品へのRFエネルギの供給は、ホルダ内部の食品への加熱された空気の供給に依存しない。これは、凍結から非凍結への食品の相変化の間に食品がRFエネルギに晒されることができ、一方、高温の空気の循環が停止または最小限に抑えられ得るといった利点をもたらす。このことはまた、高温の循環空気及び/またはRFエネルギによってなされ得る非凍結状態において食品を調理する設定に依存するといった利点ももたらす。
本発明の実施形態において、通気性を有する側面は、ホルダを通る空気の垂直な流れを可能にするように配置される。空気は有利には、食品を通る空気の垂直な流れである。システムの設定、及び/または機能に応じて、食品を通る空気の垂直な流れは、上方から下方、または下方から上方にされてもよい。代替として、システムは、食品を通る空気の流れの垂直方向を、例えば、パルス状の1つの垂直方向、そしてその後反対の垂直方向に変更してもよい。
本発明の実施形態において、ホルダの通気性を有する側面は、有利には、通気性を有する底面として配置される。これは、食品への空気の流れのための有利な進入点をもたらす。
本発明の実施形態において、ホルダは、RF不透過層を有する。本発明の有利なさらなる実施形態において、RF不透過層はホルダの底面であり、好ましくは、RF不透過層と通気性を有する側面とは一体にされる。これは、RF不透過層を通る空気の伝導性を最適化するための設計により、RF不透過層及び通気性を有する側面を整列させるといった利点をもたらす。
本発明の実施形態において、ホルダは、RF不透過層を有する。本発明の有利なさらなる実施形態において、RF不透過層はホルダの底面であり、好ましくは、RF不透過層と通気性を有する側面とは一体にされる。これは、RF不透過層を通る空気の伝導性を最適化するための設計により、RF不透過層及び通気性を有する側面を整列させるといった利点をもたらす。
発明の実施形態において、RF不透過層はホルダの上面である。通常、ホルダの底面はまた、空気がホルダを垂直に通過し、それゆえにホルダ内部に保持される食品を垂直に通過することを可能にするために、通気性を有する底面も含む。
本発明の実施形態において、保持手段は、使用中に、RF不透過層と共に処理室内のRF分離を形成するために、少なくとも部分的にRF不透過である。ホルダは、通常、空気がホルダを通過した後に還流できるように、ホルダと処理室との間に空間を残す。RFエネルギは、この空間を通って、第1領域から第2領域へ漏出し得る。保持手段は、通常、ホルダから延在し、ホルダと処理室との間の空間を少なくとも部分的に埋める。保持手段は、それゆえに、有利には、RFエネルギの第2領域への漏出を低減するために、RF不透過層を拡張してもよい。
本発明の実施形態において、ヒータは、有利には、第2領域に配置される。ヒータは、通常、金属部品または少なくともRF波に影響を与える部品を備える。ヒータは、最適には、それゆえに、RFエネルギが無い、または量が少ないことにより、ヒータがRF波の妨害をほとんど引き起こさない第2領域の内部に配置される。特に、ヒータの接地は、ヒータがRF波から遮蔽された領域に無い場合に、RF波の妨害を引き起こし得ることが知られている。代替の実施形態において、ヒータは間接ヒータであり、ヒータは処理室の少なくとも一部を加熱し、すると処理室の少なくとも一部は、処理室の少なくとも一部に沿って通る空気に熱を伝導する。これは、ヒータが処理室の外側のどのような位置にも事実上配置され得るといった利点をもたらす。
本発明の実施形態において、ヒータは、使用中に、RF不透過層と共に処理室内のRF分離を形成するために、少なくとも部分的にRF不透過である。さらなる実施形態において、保持手段も、有利には、第2領域のRFエネルギの低減のためにRF遮蔽を向上させるように、RF分離手段の一部となっており、それにより第2領域内の構成部品のRF波に関する妨害を最小限に抑える。
本発明の実施形態において、システムは、RFエネルギをRFアンテナに供給するために設けられるRF源と、ファンを駆動するためのモータと、ヒータにエネルギを供給するための加熱源と、RF源からのRFエネルギの量、モータの回転数、及びヒータからの放射熱の量を制御するためのコントローラと、を備え、コントローラはRF源、モータ、及びヒータを個別に制御する。コントローラは、有利には、最適な調理結果及び、最小限の時間で食品の凍結から非凍結状態への均一な遷移をもたらす様々なパラメータを制御してもよい。
本発明の実施形態において、ホルダは食品かごである。通常、食品かごは、金属メッシュなどのRF不透過メッシュ製の底面を有し、それにより通気性を有する側面とRF不透過層とを有利に一体にする。
本発明の別の態様によれば、食品を調理するためのシステムは、RF不透過層と、通気性を有する側面を有する、食品を保持するためのホルダと、RF不透過であり、且つ通気性を有さないように設けられる処理室、処理室の内部でホルダを保持するための保持手段、ホルダ内部の食品を加熱するために処理室の内部にRFエネルギを放射するように配置されるRFアンテナ、通気性を有する側面を介して、且つホルダを介して処理室内の空気を循環させるためのファン、循環される空気に熱を与えるために配置されるヒータ、を備える装置と、を備え、RF不透過層はまた通気性を有し、少なくとも使用中にホルダの通気性を有する側面と略平行に配置され、RF不透過層は、使用中に、処理室をRFアンテナからのRFエネルギの影響を受けやすい上部領域と、RFアンテナからのRFエネルギから遮蔽される下部領域とに分離し、ファンは下部領域に配置される。本発明のこの態様は、本発明の他の態様に対する文章を通して述べたものと同様の利点をもたらす。
本発明の実施形態において、装置は、ファンを駆動するためのモータを備え、モータは、処理室の下方に配置される。モータは、通常、装置の中で最大の物体、または質量が最も大きい物体のうちの1つである。モータを装置の低い所に配置することは、重心点が低いといった利点をもたらし、それゆえに装置またはシステムの機械的な安定性を全体として向上させる。このことは、ホルダが取り付け、取り外される間、且つ/または、処理室の外側に部分的に配置されている間であるが、処理室にまだ残されているか装置に結合されているという場合に、特に有効である。ホルダ及びホルダ内の食品は、この場合装置を不安定にするか、または装置を傾け得る。モータを処理室の下方に配置することは、ホルダの取り付け、取り外し、及び/または配置の間の装置の傾きの変化を低減する。
本発明の実施形態において、処理室は、実質的に対称軸である垂直軸を規定し、モータは、この垂直軸に整列する。システムは、さらに大きな部分について、垂直軸周りに対称である。それゆえに、エアフライ効果のために処理室の内部で循環する空気の流れは、大部分が対称であり、実質的にドーナツ型をとる。この大部分を占めるドーナツ型に対してファンを配置することは、この実質的にドーナツ型の空気の流れを促進することを、有利に単純化する。さらに、このモータを、実質的に垂直軸を用いて配置することは、ファンを直接駆動するモータ軸の利点をもたらし、装置の構成部品の数だけでなく装置の設計を単純化し、それゆえに全体として、装置またはシステムの故障に関する交換を最小限に抑える。
本発明の実施形態において、処理室は、実質的に対称軸である垂直軸を規定し、処理室は、第1背面端及び第2背面端を有する背面を有し、三角形は、垂直軸の垂直投影、第1背面端、及び第2背面端を規定し、モータの重心点は、この三角形の内側に配置される。
モータを装置の低い所に配置することは、重心点が低くなるといった利点をもたらし、それゆえに、装置またはシステムの機械的な安定性を全体として向上させる。このことは、ホルダが取り付け、取り外される間、且つ/または処理室の外側及び前方に部分的に配置されている間であるが、処理室にまだ残されているか、装置またはシステムの他の部分に結合されているという場合に特に有効となる。ホルダ及びホルダ内の食品は、この場合、装置を不安定にするか、または装置を傾け得る。モータを処理室の下方に配置することは、ホルダの取り付け、取り外し、及び/または配置の間に装置の傾きの変化を低減する。
この実施形態は、ホルダが、取り付け、取り外し、及び/または配置の間に装置に結合される一方で、装置の前方に配置される場合に、モータがカウンタウエイトとして作用し、全体としてバランスを向上させ、装置またはシステムが傾くことを防止するといったさらなる利点をもたらす。
本発明の実施形態において、装置は、ファンの直接駆動のために、モータとファンとの間で共有される軸を備える。この実施形態は、構成部品の数を削減し、それゆえに故障に関する交換を低減するといった利点をもたらす。
本発明の実施形態において、ホルダは、食品かご、好ましくは金属メッシュなどのRF不透過であり、且つ通気性を有する底面、及び/または特定のプラスチックなどのRF透過であり、且つ通気性を有さない側面を有する食品かごである。
本発明の別の態様によれば、食品を調理するためのシステムは、RF不透過であり、且つ通気性を有さないように設けられ、処理室面を有する処理室と、処理室内部の食品を加熱するために処理室内部の少なくとも一部にRFエネルギを放射するように配置されるRFアンテナと、RF透過面を有し、食品を保持するために設けられる処理室の一部からRFアンテナを封鎖するRF透過層と、を備える装置を備える。処理室内部の食品の準備または調理の間に、例えば調理中の食品内部のガスの発生により、食品が飛び散ったり、パチパチ跳ねたり、泡立ったり、またはまき散らされることがある。食品の断片、または食品の跳ねが、処理室面に衝突するかもしれない。これらの食品の断片または食品の跳ねは、適切に除去されない場合には、これらが処理室の内部で後に調理される食品に関する健康問題を引き起こし得るため、時宜に、完全に除去されなければならない。
RFアンテナは、所望の効率及びRFモードでRFエネルギを放射するように、エッジが付けられ、且つ湾曲しており、通常、鋭くエッジが付けられ、且つ湾曲している。RFアンテナのエッジ及び湾曲部は、清掃を困難にする。RF透過層でRFアンテナを覆うことにより、食品の断片や食品の跳ねはRFアンテナに結合できない。この封鎖はそれゆえに、処理室内部の食品、好ましくはホルダの内部から生じる食品の残骸または断片を封じ込めるためのものである。
本発明の実施形態において、システムは、通常、本発明の他の態様で特定されるような、エアフライのために処理室内部で高温の空気を循環させるためのファン、ヒータ、及び空気路を備える。エアフライは、食品が飛び散ったり、パチパチ跳ねたり、泡立ったり、またはまき散らされたりすることを引き起こし得る。エアフライがRF調理と組み合わされるとき、改善された清掃の利点が、さらにいっそう有益となる。
処理室内部の覆われていないRFアンテナがエアフライの手段も提供し、RFアンテナ上の食品を炭化するのに十分にはRFアンテナを加熱しない一方で、RFアンテナを加熱する可能性があり、健康問題はさらにいっそう重要となる。それゆえに、覆われていないRFアンテナは、通常、清掃が困難であった。さらに、処理室内部の温度の上昇により、食品の断片または食品の跳ねは、覆われていないRFアンテナとより強固に結び付くことがあり、清掃がより困難となる。
本発明の実施形態において、RF透過層は、処理室の清掃性をさらに向上させるため、または食品の断片または食品の跳ねの除去をさらに容易にするために、処理室面とシームレスに接合される。本発明の実施形態において、RF透過面は、処理室の清掃性をさらに向上させるため、または食品の断片または食品の跳ねの除去をさらに容易にするために、処理室面とシームレスに接合される。本発明の実施形態において、RF透過面の少なくともエッジは、処理室の清掃性をさらに向上させるため、または食品の断片または食品の跳ねの除去をさらに容易にするために、処理室面と同一平面上にある。本発明の実施形態において、処理室は突出部、好ましくは外側に向かう突出部を有し、RFアンテナは、処理室の清掃性をさらに向上させるため、または食品の断片または食品の跳ねの除去をさらに容易にするために、突出部内に配置される。本発明の実施形態において、RF透過面は、処理室の清掃性をさらに向上させるため、または食品の断片または食品の跳ねの除去をさらに容易にするために、平面、略平面、わずかにうねる面、またはわずかに湾曲する面である。うねり、または湾曲の量は、処理室の湾曲部にシームレスに適合するように、処理室の形状に依存する。
本発明の実施形態において、RF透過面は、処理室の清掃性をさらに向上させるため、または食品の断片または食品の跳ねの除去をさらに容易にするために、処理室面と同一平面である。この実施形態は、RF透過面が平面である実施形態、及び/または処理室が外向きの突出部を有し、RFアンテナが、清掃されるべき平面、略平面、わずかにうねる面、わずかに湾曲する面をもたらすように突出部に配置される実施形態と特に良好に組み合わされる。
本発明の実施形態において、RFアンテナは、略平面のアンテナである。この実施形態は、処理室が外向きの突出部を有し、RFアンテナが、清掃されるべき平面をもたらすように突出部に配置される実施形態と特に良好に組み合わせられる。平面または略平面のRFアンテナは、突出部の奥行きが大きすぎる必要が無いといった利点をもたらす。
本発明の実施形態において、RFアンテナは、逆FアンテナまたはPIFAアンテナ、好ましくは、スロットアンテナとして周知の逆ダイポール(inverted dipole)、または複数のこのようなアンテナである。これらは、RFアンテナの有利な型であり、所望の周波数帯域内、または1つより多くの周波数帯域で伝送することができ、略平面である。
本発明の別の態様によれば、食品を調理するためのシステムは、RF不透過層と、通気性を有する側面を有する、食品を保持するためのホルダと、RF不透過であり、且つ通気性を有さないように設けられる処理室、処理室の内部でホルダを保持するための保持手段、ホルダ内部の食品を加熱するために処理室の内部にRFエネルギを放射するように配置されるRFアンテナ、通気性を有する側面を介して、且つホルダを介して処理室内の空気を循環させるためのファン、循環される空気に熱を与えるために配置されるヒータ、を備える装置と、を備え、ファン及びヒータは、ホルダ内部の食品をエアフライするために配置され、RF不透過層はまた通気性も有し、少なくとも使用中にホルダの通気性を有する側面と略平行に配置され、RF不透過層は、使用中に処理室をRFアンテナからのRFエネルギの影響を受けやすい第1領域と、RFアンテナからのRFエネルギから遮蔽される第2領域と、に分離し、ファンは、第2領域に配置される。本発明のこの態様は、本発明の他の態様に対する文章を通して述べたものと同様の利点をもたらす。
本発明の実施形態において、第1領域の未使用域が、RFアンテナからのRFエネルギをホルダ内の食品へ効率的に伝達するように未使用域でRF波を発生させるために、RFアンテナからのRFエネルギを受けるようにサイジングされ、且つ/または形成されるように、使用中に、ホルダが第1領域の一部のみを使用するサイズをホルダが有する。発明者の洞察は、ホルダ内に保持される食品がRF波またはRF波の形成を妨げることである。未使用域は、RFアンテナからのRFエネルギを食品に効率的に伝達するために、RFアンテナ及び食品からの有利な遷移空間をもたらす。発明者の実験及びシミュレーションでは、未使用空間は、RFエネルギが利用可能となり得る領域である第1領域の少なくとも半分が必要であることが示されている。さらなる実施形態において、ホルダの高さは、第1領域の高さの半分より低いか、または第1領域の高さの半分に等しい。さらに、実験及びシミュレーションでは、ホルダは、第1領域の幅及び長さに相当する、またはそれに近い幅及び長さを有し得ることが示されている。ホルダは、循環経路に沿った空気が、通常、ホルダと処理室との間も垂直方向に通り過ぎ、その後ホルダ内の食品を通って吹き付けられるか、または吸い込まれるエアフライ効果のために空気の循環を未だ可能にする幅及び長さを有するべきであることは心に留めておくべきである。
本発明の実施形態において、未使用域の主要なRF波は、定常RF波である。第1領域のサイズ及び/または形状は、通常、少なくとも長さ及び幅について、1つまたは2つの定常波が形成されるように、選択される。定常波は、RFアンテナからのRFエネルギを、高い電磁エネルギ密度を有する明確に規定された位置で食品に効率的に伝達するための手段をもたらす。定常波は、エネルギのホットスポットを有し得る。さらなる利点は、食品の内部により均一にRFエネルギを拡散するために、2つの主要な定常波を有することであろう。2つの主要な定常波の形成を促進するために、第1領域の長さ及び幅は、わずかに違えて選択されてもよい。
本発明の実施形態において、未使用域内の主要な定常RF波は、TEモード011、TEモード111、及び/またはTMモード110を有するRF波とされ得る。特に、TEモード011とTEモード111との組み合わせは、これらのモードが、主要な定常RF波であるために第1領域と略同一の長さ及び幅を必要とするため、有益であると思われる。
本発明の実施形態において、RFアンテナはホルダ内の食品を完全に透過する周波数帯域で動作し、ホルダ内の食品は、2Kg超、好ましくは3Kg超、より好ましくは4Kg超の重量を有する。これらの食品の量は、通常、業務用で用いられ、家庭用ではない。RF波の周波数、及び処理室のサイズ及び/または形状は、有利に選択され、ホルダ内にこの量の食品を収容するようにそれぞれサイジングされ、且つ/または形成される。
本発明の実施形態において、RFアンテナは、ホルダ内の食品を完全に透過する周波数帯域で動作し、周波数帯域は1GHz未満、好ましくは902~928MHz帯、またはおよそ915MHzである。上述のような食品の量は、食品の内部全体にRFエネルギを与えるために、RF波によって透過されなければならない。通常、用いられる2.45GHzの周波数は、透過深さ(penetration depth)がセンチメートルの範囲のみであり、それゆえに2Kg超の重量の食品ブロックを透過するのに十分でないため、あまり適切でない。より低い周波数を選択することは、食品の外層のみを加熱する代わりに、RF波が食品に深く透過することを有利に可能にする。食品を横断するRF波が部分的にのみ吸収されるほどに周波数が低く選択されると、その後、吸収されることにより食品を加熱するよう再度食品を横断するために、RF波は結果として処理室、及び/または第1領域と第2領域とを分離するRF壁から跳ね返り得る。このことは、食品が、例えば凍結から非凍結への遷移の間に、より均一に加熱されるといった利点をもたらす。このことは、食品が、定常波によって規定されるホットスポットで加熱されることが少なくなり、吸収されるRFエネルギの食品内での均一な拡散を促進するよりランダムな反射によって加熱されるといったさらなる利点をもたらす。
902~928MHzの周波数帯域が、2400~2500MHzの帯域のような他の周波数に対して1つ以上の利点を有することは、様々な食品及び状態の広範囲に及ぶ特性評価に基づく発明者の洞察である。また、様々な国において、902~928MHzのこの周波数帯域は、自由に使用することができる免許の不要な帯域である。しかしながら、他の多くの国においては、非常に厳格な規制がその周波数帯域について適用され、電磁妨害を回避するために対策が取られなければならない。それゆえに、この帯域で周波数を選択することは、それらの異なる要求の順守を有利に容易にし、特に、米国に関する915MHz帯域だけでなく、世界的なISMバンドの2.45GHzでの良好な性能を未だ実現する。それゆえに、この帯域で周波数を選択することによって製品は単純化され、一方で、この周波数帯域はまたホルダ内の食品への高い透過性といった利点ももたらす。
さらに好適な実施形態において、主要なRF波は、1GHz未満、好ましくは902~928MHz帯域内、またはおよそ915MHzの周波数を有し、主要なRF波は、TEモード011及び/またはTEモード111の少なくとも1つ、好ましくは両方を有する。発明者の実験及び試験で、上述のパラメータを用いて、処理室の長さ及び幅が250~380mmの範囲、好ましくは280~340mmの範囲、より好ましくは306mm付近に入ることが示されている。この寸法はまたホルダのRF不透過壁の特定のサイズを参照してもよく、全体として効果的な処理室に従って調節されてもよい。実験及び試験中の第1領域の高さは180mm程度で、より詳細には192mmであり、一方、ホルダの高さは、第1領域の高さの60%未満であった。さらに、空気の誘電率は1付近であり、ホルダのRF透過側面の誘電率は、例えばPTFE、PEEK、ガラス繊維、またはセラミックなどのホルダの材料に応じて3~10付近であり、非凍結ではあるが冷たい食品の誘電率が3付近であり得る一方で、冷凍食品の誘電率は80付近であると想定された。通常、温度が上昇するにつれて、食品の誘電率は、クリスピークラスト(crispy crust)が80付近に落ち着く一方で、例えば水分を内部に有するホットスナック(hot snack)食品などの大部分が水分である食品に関しては最終的に40付近となる。これらの寸法は、より多くの量の食品を保持するため、特に業務用に良く適している。この実施形態は、小型の一般的な装置またはカウンタートップ用の装置に有効となり得、上述のようにRFエネルギをより均一に有利に拡散するために特定される範囲内であるが、第1領域に関して異なる長さ及び幅を選択することによってさらに改良され得る。カウンタートップへの配置を超えるより大型の装置に関して、433MHzの周波数が、8kg以上の量の食品を支えるために選択され得る。
さらなる好適な実施形態において、主要なRF波は1GHz未満、好ましくは902~928MHzの帯域内、またはおよそ915MHzの周波数を有し、主要なRF波は、TMモード110を有する。発明者の実験及び試験では、上述のパラメータを用いて、処理室の長さ及び幅は、200~260mmの範囲、好ましくは220~240mmの範囲、より好ましくは230mm付近に入ることが示されている。実験または試験中の第1領域の高さは180mm程度で、一方、ホルダの高さは第1領域の高さの半分未満であった。さらに、空気の誘電率は1付近であり、ホルダのRF透過側面の誘電率は2(PTFE)、3~4(PEEK、ガラス繊維)、4~10付近(セラミック)であり、食品の誘電率は、非常に小さい数値が冷凍食品について成り立ち、高い数値が非凍結であるが冷たい食品について成り立ち得る一方で、3~80の非常に広範囲にわたると想定された。温度が上昇するにつれて、誘電率は、通常40付近に低下し、これは例えば水分を内部に有するホットスナック食品などの大部分が水分の食品及びクリスピークラストについて成り立つ。これらの寸法は、より多くの量の食品を保持するため、特に業務用に良く適している。
本発明の別の態様によれば、食品を調理するためのシステムは、通気性を有する側面(121)を有する、食品を保持するためのホルダと、RF不透過であり、且つ好ましくは通気性を有さないように設けられる処理室、処理室の内部でホルダを保持するための保持手段、ホルダ内部の食品を加熱するために処理室の内部にRFエネルギを放射するように配置されるRFアンテナ、通気性を有する側面を介して、且つホルダを介して処理室内の空気を循環させるためのファン、循環される空気に熱を与えるために配置されるヒータ、を備える装置と、を備え、ファン及びヒータは、ホルダ内部の食品をエアフライするために配置され、処理室は、上内部空間及び上内部空間へのアクセス開口を形成する上部リムを有する上部シェルと、下内部空間及び下内部空間へのアクセス開口を形成する下部リムを有する下部シェルとを備え、上部シェル及び下部シェルは、閉鎖位置において上内部空間及び下内部空間を含む内部空間を包囲するように互いに配置され、放射されるRFエネルギはRF波を発生させ、処理室は、RF波が、実質的に、閉鎖位置にある上部リム及び/または下部リムにノードを有するように形成される。
上部シェル及び下部シェルは、代替として、それぞれ上部パン及び下部パンとされてもよい。本発明のさらなる実施形態において、上内部空間及び下内部空間は、共に処理室の内部を形成する。
RF波のノードは、RFエネルギの最小値、及び/またはRFエネルギが例えば予め定められた基準値未満であるなど最小である空間の体積として理解されてもよい。基準値は、RFエネルギの最大値とRFエネルギの最小値との間の範囲の10%であってもよい。RFエネルギは、線形、デシベル、または対数目盛を用いてもよい。導電性壁、例えば金属壁などの壁に接触または隣接するRF波のノードは、壁内に最小電流密度領域を誘導する。例えば上部シェル及び下部シェルが、閉鎖位置において接触または隣接するところのリムで、処理室の壁内の電流の流れが妨害されることは、発明者の洞察である。そして処理室の壁内の電流の流れが妨害されるとき、RF波及び結果として定常波は妨害される。RF波のノードを、例えば2つのシェルが合致するところのリムの1つと整列することにより、RF波の妨害は低減される。この妨害の低減は、RF波に投入する放射されるRFエネルギの量を低減して、RF波、または定常RF波を形成することを可能にする。それゆえに、RF波のノードをリムの1つと配置または整列することの効果は、より効率性の高いシステム及び/または放射されるRFエネルギのRFアンテナからホルダ内の食品への改善された伝達をもたらす。
本発明の実施形態において、上部シェル及び下部シェルは、開放位置において、ホルダの処理室への取り付け及び処理室からの取り外しを可能にするように互いに配置される。これは、処理室と外部との間で食品が移送されることを有利に可能にする。
本発明の実施形態において、上部シェルは上部シェル高さを有し、下部シェルは下部シェル高さを有し、上部シェル高さ及び下部シェル高さは略同一である。この実施形態は、通常、好ましくは食品を有するホルダを保持する下内部空間における変化が、RFエネルギが下内部空間内で、通常、食品によって吸収され得るRF波から恩恵を受けるように、上内部空間における例えば定常RF波などのRF波を有利に扇動し、且つ/または促進する。好適な実施形態において、第2内部空間の直径は、10インチピザがホルダに合うように、実質的に10インチよりわずかに大きい。好適な実施形態において、上部シェル高さ及び下部シェル高さは、90mm~125mm、好ましくは90mm~115mm、より好ましくは90mm~100mmの範囲、最も好ましくはおよそ96mmである。好適な実施形態において、上部シェル及び下部シェルの直径及び高さは、上述の範囲内である。その組み合わせは、例えばホルダ内の食品などによる下内部空間によるRFエネルギの吸収を最適にする例えば定常RF波またはRFモードなどのRF波を扇動する、または促進するといった利点をもたらす。
本発明の実施形態において、上部リム及び下部リムは、閉鎖位置において、RF不透過であり、且つ好ましくは通気性を有さない処理室を形成するために、互いに接触し、互いに接合し、且つ/または互いに隣接する。リムは、通常、処理室を閉鎖し、接合部または隙間を形成するところである。さらに、RF波は、処理室の壁内に電流を誘導する。これらの電流が、RF波のノードの位置で、壁内で無くなる、または最小となり、これらの電流が、RF波のアンチノードの位置で、壁内で最大となることは、発明者の洞察である。上部リム及び/または下部リムは、ノードの位置に有利に配置され、それにより、上部リム及び/または下部リム、好ましくは接合部及び/または隙間の影響は、促進されたRF波などのRF波について影響は最小となる。現行の実施形態は、上部及び下部シェルが閉鎖位置でどのように接合されるかについて単純化し、且つ/または機械的な許容範囲を加えることを有利に可能にする。さらに、処理室、特に上部シェルと下部シェルとが接合または結合するところで、壁内のRFエネルギの損失が低減され、または最小限にされるため、RF波は有利に最適化される。特定のRFモード、この実施形態によればTEモードxx1、TMモードxx1、及びTMモードxx0、は定常RF波をもたらすことができ、さらなる高次のTE及び/またはTMモードは、通常、例えば2450MHzなどのより高い周波数で、処理室内の食品量、例えば食品の重量または食品の高さ、及び適用される食品成分の種類、例えば、水、塩、タンパク質、炭水化物、糖、または脂肪含量に応じて現れるであろう。
本発明の実施形態において、処理室、好ましくは内部空間、より好ましくは処理室内に配置されるホルダを有する内部空間は、実質的に上部シェルと下部シェルとが閉鎖位置において互いに接触し、接合し、且つ/または隣接するところに、RF波がノードを有するように形成される。この実施形態は、上述の実施形態の利点をもたらす、または利点を向上させる上述の実施形態についてさらに詳述する。
本発明の実施形態において、RF波は、実質的に上部シェルと下部シェルとが閉鎖位置において互いに接触し、接合し、且つ/または隣接する高さに平面を形成するノードを有する。この実施形態は、RF波がノードとして平面を有することを促進し、それにより、処理室の内部空間の例えば直径などの幅及び長さ、好ましくは上部シェル及び/または下部シェルの例えば直径などの幅及び長さを有利に緩和する。
本発明の実施形態において、保持手段(192,192’)は、実質的にRF波のノードでホルダに接触するために、下部リムに隣接して配置される。ホルダを保持する保持手段はまた、通常、接合部または隙間を形成する。保持手段はまた、この接合部または隙間でのRFエネルギの吸収、及び/またはこの接合部または隙間によるRF波の妨害を最小限にするために、RF波がノードを有する空間に有利に配置される。
本発明の実施形態において、処理室の内部で使用中のホルダは、保持手段から懸吊される。このことは、処理室の内部空間内における接合部または隙間に電流を誘導する位置に、いかなる接合部または隙間も作られない、または作られ得ないことを有利に可能にする。それゆえに、ホルダ及び/または保持手段によるRFエネルギの損失は、最小限に抑えられる。
本発明の別の態様によれば、システムは、独立請求項または実施形態のうちの1つに基づき、または従属請求項、従属実施形態の何れか1つまたは任意の数と組み合わされる本発明の態様に基づく。
本発明は、以下の説明において一例として、また添付図面を参照して説明される実施形態に関して明らかにされ、さらに解明されるであろう。
本発明によるシステムの第1実施形態の断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の別の断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第2断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第3断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第4断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第5断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第6断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第2実施形態の断面を概略的に示す。
本発明による装置の第1実施形態の断面を概略的に示す。
本発明による装置の第1実施形態の断面の詳細を概略的に示す。
本発明による装置の第1実施形態の上端の角部の斜視図を概略的に示す。
本発明による装置の第1実施形態のRFアンテナの断面の詳細を示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の処理室145の第7断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第8断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第9断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第3実施形態の断面を概略的に示す。
本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第10断面を概略的に示す。
[発明の詳細な説明]
図面は単に図式的なものであり、正確な縮尺率ではない。図面において、すでに記載された要素と一致する要素は、同一の参照番号を有するであろう。
[例示的な実施形態の詳細な説明]
図1は、本発明によるシステム100の第1実施形態の断面を概略的に示す。システムは、RF不透過層110、ホルダ120、装置140を備える。ホルダは、通気性を有する側面121を有する。装置は、処理室145、保持手段148,148’、RFアンテナ155,155’、ファン156、及びヒータ157,157’を備える。装置は、さらに、装置の全ての特徴を収納するハウジング141を備えてもよい。
図面は単に図式的なものであり、正確な縮尺率ではない。図面において、すでに記載された要素と一致する要素は、同一の参照番号を有するであろう。
[例示的な実施形態の詳細な説明]
図1は、本発明によるシステム100の第1実施形態の断面を概略的に示す。システムは、RF不透過層110、ホルダ120、装置140を備える。ホルダは、通気性を有する側面121を有する。装置は、処理室145、保持手段148,148’、RFアンテナ155,155’、ファン156、及びヒータ157,157’を備える。装置は、さらに、装置の全ての特徴を収納するハウジング141を備えてもよい。
装置の処理室は、上部シェル146及び下部シェル147を備えてもよい。上部シェル及び下部シェルは、上下部シェルが、RF不透過であり且つ通気性を有さない処理室の層を形成する閉鎖位置に位置付けられてもよい。装置は、処理室の内部に配置されるホルダと共に閉鎖位置で示される。ホルダは、ハンドル125を備えてもよい。ハンドルは、装置または処理室が開放位置にあるときに、ホルダの容易な取り外しのために装置から部分的に突出してもよい。装置の開放位置は、上下部シェルが分離されるとき、ホルダが、装置から、より詳細には処理室から取り外され得る、またはその中に位置付けられ得るようにされる。代替の実施形態において、ホルダに食品を載せる、またホルダから食品を降ろすとき、ホルダは下部シェル内に保持される。この代替の実施形態において、ホルダは、清掃の目的のためにだけ下部シェルから分離される。代替の実施形態において、上下部シェルは、それぞれ、前部扉及び後部シェルであってもよい。さらに別の実施形態において、上下部シェルは、それぞれ、前部シェル及び後部シェルであってもよい。ホルダの実施形態において、ホルダは、取り外し可能なハンドル125を備える。取り外し可能なハンドルは、例えば食器洗浄機または食器棚により容易に収納し得るように、ホルダの過度に突出する要素の数を最小限にするといった利点をもたらす。
保持手段は、ホルダを配置、または位置付けるために処理室の内部に配置される。ホルダは、環状または矩形であってもよく、ホルダの外側のエッジのみを支持する。ホルダは、ホルダの底部を部分的にまたは完全に覆う層であってもよい。この層は、通気性を有さず、且つ/またはRF不透過であってもよい。代替の実施形態において、上部シェルのエッジは、RF閉鎖空間を形成するためにホルダの上部エッジと結合し、一方、処理室の通気性を有さない層はRF不透過層から分離され、処理室の通気性を有さない層は、処理室のRF不透過層を包囲し、処理室のRF不透過層及びRF不透過のホルダは、共に第1領域を形成する。この代替の実施形態において、空気は、通気性を有さない層と、RF不透過層との間の空間で還流してもよい。
実施形態は、2つのRFアンテナを示したが、発明者は1つのRFアンテナのみを使用する実施形態も想定してきた。発明者はまた、RFエネルギをある特定の方向、例えばホルダ内で保持される食品の方向に向けるために複数のRFアンテナを使用することを想定してきた。さらに、2つ以上のRFアンテナの使用によって、少なくとも1つのRFアンテナをRFエネルギを供給するために用いることができ、RFエネルギを供給しない1つ以上のRFアンテナは、ホルダ内の食品に向かうRFエネルギの伝送の有効性の測定または検出のために用いられてもよく、またはホルダ内の食品の特徴の特定のために用いられてもよい。例えば、ホルダ内の食品の状態、例えば、凍結、非凍結、または部分的に凍結、そして部分的に非凍結であるなど、を特定する。また、食品の凍結から非凍結状態へのより均一な遷移のため、且つ全体として食品のより均一な調理のために、より良好にRFエネルギを食品の内部の正確な位置に向けるために、凍結及び非凍結の状態の次に、食品が液体であるか、または固体であるかを特定するような、より詳細な測定が用いられてもよい。
ファンは、空気の流れの速度を調節する。ヒータは、ファンと共に空気の流れの温度を調節する。空気の流れの温度は、例えば、空気の流れの速度が増加する場合だけでなく、ヒータのスイッチが切られた場合にも低下するであろう。空気の流れの温度は、例えば100~250℃、好ましくは150~240℃、より好ましくは230℃未満などの100℃超の温度の範囲であってもよい。ファン及びヒータは、通常、エアフライのために配置される。
ファン及びヒータが、RFアンテナからのRF波を軽減する、妨害する、または弱める材料製であるか、またはサイズ及び/または形状を有し得るとき、ファン及びヒータは、RF波から最適に遮蔽される。さらに、ファンの動作は、ファンがRF波に与える影響を悪化させる可能性がある。RF不透過層は、それゆえに、処置室の一部がこれらの1つ以上のRFアンテナ及びこれらの1つ以上のRFアンテナから放射されるRF波から遮蔽されるように処置室の内部に配置され、この処置室の一部は、第2領域151と名付けられる。これらの部分を遮蔽することによって、RF波は、RFアンテナからホルダ内の食品への改善されたRFエネルギの伝達のために、妨害されることなく、または弱められることが低減されて、ホルダ内の食品に到達し得る。RF波に晒される処置室の部分は、第1領域150とラベル付けされる。
ファン及びヒータが、RF遮蔽領域または低RFエネルギ領域に配置されるとき、ファンにより生成され、ヒータにより加熱される空気の流れは、RFエネルギと同様に、未だ食品に到達できるべきである。ファンは、ファンが、通気性を有する層、及び/または通気性を有さない側面を介して、ホルダ内の食品を通るように空気の流れを方向付けるように配置される。ファンは、食品を通して空気を吹き付けてもよく、または食品を通して空気を吸い込んでもよい。これはまた、ファンが、食品の改善された調理及び/または揚げのために、あらゆる側面及び/角度から、空気の流れの方向を変化させることを可能にする。
装置は、モータ159を備える。モータは、処理室の下方に配置されてもよい。図1は、さらに装置の垂直な対称軸Vを示す。モータは、この対称軸と整列してもよい。代替の実施形態において、モータは、特に食品をホルダ内に有するホルダの取り付け、取り外しの間の装置のバランス及び/または安定性を最適化するために装置の背面寄りに配置されてもよい。特にホルダが垂直軸Vと整列せずに装置に載せられるとき、モータの配置で、ホルダ内に食品を有するホルダの重量のバランスをとってもよい。装置は、非常に単純で確実な結合の利点をもたらす、モータをファンに結合する軸164を備えてもよい。代替として、モータはファンと間接的に結合されて、より自由にモータを配置するといった利点をもたらしてもよい。
図2は、本発明によるシステム100の第1実施形態の別の断面を概略的に示す。システムは、RF不透過層110、ホルダ120、及び装置140を備える。ホルダは、装置の外側に示される。この特定の実施形態において、RF不透過層110と、ホルダの通気性を有する底面121とが一体にされる。このことは、ホルダが取り外されるとき、ヒータ及びファンが清掃のために容易にアクセス可能になり得るといった技術的効果を奏する。
図3は、本発明によるシステムの第1実施形態の処理室145の断面を概略的に示す。処理室は、ハウジングを省略して、さらに装置または処理室内に配置されるホルダを省略して示される。この図は、RFアンテナの候補の位置を示す。この図は、RFエネルギが処理室から漏出し得る位置を詳細に示す。漏出は、1つ以上のRFアンテナ155,155’の位置に発生し得る。漏出はまた、上部シェルと下部シェルが処理室接合部144,144’を形成するところに発生し得る。さらなる漏出点は、処理室内の軸開口143であり得る。軸開口は、ファンを駆動するために軸が通り抜けることを可能にする。軸開口は、下部シェルに配置され得る。本発明について説明される技術的効果をもたらすために、このファンが、最大限にRFエネルギを無くした第2領域に配置されるとき、この軸は、RFエネルギ、通常は少量のRFエネルギを受信するアンテナとしてさらに作用することがあり、ファンの軸に沿った、または軸を通る潜在的な漏出を悪化させる。通常、軸は、RFアンテナによって放射され、調理に用いられるRFエネルギまたはRF波の特定の周波数、または複数の周波数においてRFエネルギの伝導性の低い材料を含む。また、通常、RFエネルギ及びRF波を処理室内に閉じ込めるために、RFトラップと呼ばれるものが、軸の周囲、または軸内に配置される。
通常、漏出は、RF波の周波数がISMバンド外で用いられるときに問題となる。ISMバンドは、大抵、世界中で自由に利用できるが、他の周波数は利用できない。特に、915MHz付近の周波数は、例えばヨーロッパでは自由に使用できない。このことは、好ましくは、世界中またはほぼ世界中でシステムが認められるレベルにまで漏出を最小限に抑えるべきであることを必要とする。
全ての図4は、本発明によるシステム100の第1実施形態の処理室の第2断面を概略的に示す。全ての図4に関して、さらに、ホルダ120及びファン156が、装置の内部に配置されて示される。
図4Aにおいて、RFエネルギが伝播してもよい、伝播し得る、または主に伝播し得る領域がハッチングされている。処理室の内部のこの領域は、第1領域150と名付けられる。第1領域の境界は、処理室の側面及び処理室の内部に配置されるRF不透過層を含む。第1領域の長さL及び高さHが図4Aに示される。
図4Bにおいて、空気が循環してもよい、循環し得る、または主に循環するであろう領域がハッチングされている。本発明はまた、処理室の一部のみが、調理のために高温の空気を循環するのに用いられる実施形態も含む。例示的な実施形態は、RF不透過であり通気性を有する処理室の側面が、分離されるか、または間隔が空けられるものである。RF不透過の材料はまた、高い熱伝導性も有する。この分離または間隔を空けることは、使用中に処理室の外側が高温になることを防止するために、RF不透過であり熱伝導性もある材料が用いられる場合に有利となり得る。
図4Cは、図4Aにてハッチングされた領域である第1領域から、図4Bでハッチングされた領域を引いたものを示す。引いた結果は、引いた結果は主に、または引いた結果は実質的に循環された高温の空気は達するが、RFエネルギまたはRF波は入ることができない、または大いに最小限に抑えられる領域である。この結果の領域は、第2領域151と名付けられる。
図4Dは、本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第5断面を概略的に示す。図の矢印は、食品を通り、ホルダと処理室との間の側面に沿って戻る空気循環の典型的な空気の流れAを示す。循環は処理室の底部でのファンの使用にて維持される。
図4Eは、本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第6断面を概略的に示す。図4Eは、空気の流れAの方向以外は図4Dと同一であり、空気の流れAは図4Dと比較して逆にされている。
図5は、本発明によるシステム100の第2実施形態の断面を概略的に示す。第1実施形態に加えて、この実施形態はまた、RFアンテナからRF波またはRFエネルギを放射するためのエネルギをRFアンテナに供給するRF源158も備える。さらに、システムは、コントローラ160及びモータ159を備える。モータは、ファンを駆動するために配置される。モータは、RF波を妨害するRF放射を発し得るため、モータは、有利には処理室の外側に配置される。ヒータは、処理室の外側に配置されてもよく、または処理室内部の空気の流れに熱を与えるため、例えば処理室の側面を介して熱エネルギを伝導するために、処理室の側面と一体にされてもよい。この実施形態において、ヒータは、処理室の内部に配置される。
コントローラは、オペレータからの入力を受信するために配置されてもよい。コントローラは、食品を通って、または食品に沿って流れる高温の空気の調理効果を制御するためにヒータ及びファンを制御する目的で配置されてもよい。コントローラは、食品に向けて放射されるRFエネルギの調理効果を制御するために、RFエネルギの量、RF波の周波数及び/またはRF波のRFモードを制御するため、RF源を制御する目的で配置されてもよい。RF源は、例えば放射されるRFエネルギを無段制御するなどRFエネルギを高精度で制御する、例えば固体増幅器などのRF増幅器を備えてもよい。RF源は、RF波の周波数を生成するためのRF信号生成器を備えてもよい。
コントローラは、RF源、ファン及び/またはヒータの制御または設定のためにオペレータの設定を用いてもよい。さらに、または代替として、コントローラはRF源の設定を決定するためにセンサを用いてもよい。センサは、ホルダ内部の食品の温度を検出する例えばIRセンサなどの温度センサであってもよい。センサは、測定温度を、ヒータによって導入されたエネルギの量、及びファンによって生成された空気速度と比較することによって、ホルダ内の食品の温度を非接触で特定するために、循環された高温の空気の温度を検出する温度センサであってもよい。センサは、別のRFアンテナによって放射されるRFエネルギ、及びホルダ内の食品への影響を特定するための、RFエネルギを放射しないRFアンテナであってもよい。センサとして複数のRFアンテナを用いることは、食品の質感、及び/または例えば、凍結、非凍結、または部分的に凍結及び非凍結などの食品の状態だけでなく、例えばキログラム数などのホルダ内の食品の量の正確なイメージをコントローラに提供し得る。
図6は、本発明による装置140の第1実施形態の断面を概略的に示す。断面の位置は、図1に示される。図1の断面は垂直に切断され、図6の断面は水平に切断されている。装置は処理室145を備え、処理室は上部シェル146を備えてもよい。装置はさらにハウジング141を備えてもよい。ハウジングは、通常、装置の要素を互いに配置するためのフレームまたは構造をもたらす。処理室の内部の第1領域150の長さL及び幅Wは、図6に示される。断面が切断された高さは、処理室の内部の未使用域として指定され得る高さである。
第1室の長さ、幅、及び高さの寸法は、RF波の周波数の減衰または刺激に大きく影響し、RF波のモードに大きく影響する。
未使用域における主要なRF波は、定常RF波である。第1領域のサイズ及び/または形状、通常少なくとも長さ及び幅は、1つまたは2つの定常波が形成されるように選択される。定常波は、RFアンテナからのRFエネルギを食品へ効率的に伝達する手段をもたらす。定常波は、エネルギのホットスポットを有してもよい。さらなる利点は、食品の内部により均一にRFエネルギを拡散するための2つの主要な定常波を有することであり得る。2つの主要な定常波の形成を促進するために、第1領域の長さ及び幅はわずかに違えて選択されてもよい。
未使用域における主要なRF波は、定常RF波である。第1領域のサイズ及び/または形状、通常少なくとも長さ及び幅は、1つまたは2つの定常波が形成されるように選択される。定常波は、RFアンテナからのRFエネルギを食品へ効率的に伝達する手段をもたらす。定常波は、エネルギのホットスポットを有してもよい。さらなる利点は、食品の内部により均一にRFエネルギを拡散するための2つの主要な定常波を有することであり得る。2つの主要な定常波の形成を促進するために、第1領域の長さ及び幅はわずかに違えて選択されてもよい。
未使用域内の主要な定常RF波は、TEモード011、TEモード111及び/またはTMモード110を有するRF波であってもよい。特に、TEモード011とTEモード111との組み合わせは、これらのモードが、主要な定常RF波であるために、第1領域と略同一の長さ及び幅を必要とするため、有益であると思われる。
RFアンテナは、ホルダ内の食品を完全に透過する周波数帯域で動作してもよく、ホルダ内の食品は、2Kg超、好ましくは3Kg、より好ましくは4Kg超の重量を有する。これらの食品の量は、通常、業務用で用いられ、家庭用ではない。RF波の周波数、及び処理室のサイズ及び/または形状は、有利に選択され、ホルダ内にこの量の食品を収容するようにそれぞれサイジングされ、且つ/または形成される。
RFアンテナは、ホルダ内の食品を完全に透過する周波数帯域で動作してもよく、周波数帯域は、1GHz未満、好ましくは902~928MHz帯、またはおよそ915MHzである。上述のような食品の量は、食品内部全体にRFエネルギを与えるために、RF波によって透過されなければならない。通常用いられる2.45GHzの周波数は、透過深さがセンチメートルの範囲のみであり、それゆえに2Kg超の重量の食品ブロックを透過するのに十分でないため、適切でない。より低い周波数を選択することは、食品の外層のみを加熱する代わりに、RF波が食品に深く透過することを有利に可能にする。食品を横断するRF波が部分的にのみ吸収されるほどに低く周波数が選択されると、その後、吸収されることにより食品を加熱するように再度食品を横断するために、RF波は結果として処理室、及び/または第1領域と第2領域とを分離するRF壁からから跳ね返り得る。このことは、食品が、例えば凍結から非凍結への遷移の間に、より均一に加熱されるといった利点をもたらす。このことは、食品が、定常波によって規定されるホットスポットで加熱されることが少なくなり、吸収されるRFエネルギの食品内での均一な拡散を促進する、よりランダムな反射によって加熱されるといったさらなる利点をもたらす。
902~928MHzの周波数帯域が、2390~2450MHzの帯域などの他の周波数に対して1つ以上の利点を有することは、様々な食品及び状態の広範囲に及ぶ特性評価に基づく発明者の洞察である。また、様々な国において、902~928MHzのこの周波数帯域は、自由に使用することができる免許の不要な帯域である。しかしながら、他の多くの国においては、非常に厳格な規制がその周波数帯域について適用され、電磁妨害を回避するために対策が取られなければならない。それゆえに、この帯域で周波数を選択することは、それらの異なる要求の順守を有利に容易にし、特に、米国に関する915MHz帯域だけでなく、世界的なISMバンドの2.45GHzでの良好な性能を未だ実現する。それゆえに、この帯域で周波数を選択することによって製品は単純化され、一方で、この周波数帯域はまたホルダ内の食品への高い透過性といった利点ももたらす。
主要なRF波は、1GHz未満、好ましくは902~928MHz帯内、またはおよそ915MHzの周波数を有してもよく、主要なRF波は、TEモード011及び/またはTEモード111の少なくとも1つ、好ましくは両方を有する。発明者の実験及び試験で、上述のパラメータを用いて、処理室の長さ及び幅が、250~380mmの範囲、好ましくは280~340mmの範囲、より好ましくは306mm付近に入ることが示されている。この寸法はまたホルダのRF不透過壁の特定のサイズを参照してもよく、全体として、効果的な処理室に従って調節されてもよい。実験及び試験中の第1領域の高さは、180mm程度で、より詳細には192mmであり、一方、ホルダの高さは、第1領域の高さの60%の半分未満であった。さらに、空気の誘電率は1付近であり、ホルダのRF透過側面の誘電率は、例えばPTFE、PEEK、ガラス繊維、またはセラミックなどのホルダの材料に応じて3~10付近であり、非凍結ではあるが冷たい食品の誘電率が3付近であり得る一方で、冷凍食品の誘電率は80付近であると想定された。通常、温度が上昇するにつれて、食品の誘電率は、クリスピークラストが80付近に落ち着く一方で、例えば、水分を内部に有するホットスナック食品などの大部分が水分である食品に関しては最終的に40付近となる。これらの寸法は、より多くの量の食品を保持するため、特に業務用に良く適している。この実施形態は、小型の一般的な装置またはカウンタートップ用の装置に有効となり得、上述のようにRFエネルギをより均一に有利に拡散するために特定される範囲であるが、第1領域に関して異なる長さ及び幅を選択することによってさらに改良され得る。カウンタートップへの配置を超えるより大型の装置に関して、433MHzの周波数が、8kg以上の量の食品を支えるために選択され得る。
主要なRF波は、1GHz未満、好ましくは902~928MHz帯域内、またはおよそ915MHzの周波数を有してもよく、主要なRF波は、TMモード110を有する。発明者の実験及び試験では、上述のパラメータを用いて、処理室の長さ及び幅は、200~260mmの範囲、好ましくは220~240mmの範囲、より好ましくは230mm付近に入ることが示されている。実験または試験中の第1領域の高さは180mm程度で、一方、ホルダの高さは第1領域の高さの半分未満であった。さらに、空気の誘電率は1付近であり、ホルダのRF透過側面の誘電率は2(PTFE)、3~4(PEEK、ガラス繊維)、4~10付近(セラミック)であり、食品の誘電率は、非常に低い数値が冷凍食品で成り立ち、高い数値が非凍結であるが冷たい食品で成り立ち得る一方で、3~80の非常に広範囲にわたると想定された。温度が上昇するにつれて、誘電率は、通常40付近に低下し、これは例えば水分を内部に有するホットスナック食品などの大部分が水分の食品、及びクリスピークラスト3、及び80付近の食品について成り立つ。これらの寸法は、より多くの量の食品を保持するため、特に業務用に良く適している。
実験で、第1領域の長さと幅との比は、好ましくは1付近であることが示されている。さらなる実験で、第1領域の高さと、長さまたは幅との比は、好ましくは2付近であることが示されている。さらなる実験で、ホルダ、それゆえにホルダ内に保持される食品の高さも、第1領域の高さの60%を超えるべきでないことが示されている。これらの制限は、十分に、または非常に効率的に処理室の内部でRF波を発生させるために順守される。
図6は、さらに、垂直軸が切断面と直交するように、十字を有するドットとして垂直軸Vを示す。装置はさらに装置の外縁を規定するハウジングを備えてもよい。ハウジングは、通常オペレータから見て外方に向く装置の面を規定する背面161を有してもよい。背面は、通常壁に面する。ハウジングは、前面163を有してもよい。前面は、背面とは反対であり通常オペレータと向かい合う。背面は第1背面端162及び第2背面端162’を有する。第1背面端、第2背面端及び垂直軸は三角形Tを規定する。
図7は、本発明による装置の第1実施形態の断面の詳細を概略的に示す。詳細は、図1の右上角部にあるRFアンテナ155’を示す。
RFアンテナは、スロット178、遮蔽箱175、RF透過層176、RF透過面177を有してもよい。スロット178は、図7には示されていないが、例えば図8に示される。
RFアンテナは、スロット178、遮蔽箱175、RF透過層176、RF透過面177を有してもよい。スロット178は、図7には示されていないが、例えば図8に示される。
RFアンテナは、RFケーブル170を通してエネルギまたは信号が供給される。RFケーブルは、芯線172及びシールド171を有する。芯線は通常信号を運び、一方シールドは、芯線がRFケーブルの外部へRF波を放射することを防止する。RFケーブルは同軸ケーブルであってもよい。
RFアンテナは、スロットアンテナまたは示されるように逆アンテナ(inverse antenna)であってもよい。他の種類のRFアンテナがRFエネルギを放射するために用いられてもよい。RFアンテナは、さらに、RF透過面177を有するRF透過層176を有してもよい。RF透過面は、遮蔽箱の内部の塵の蓄積を防止し、且つ/または処理室の内部の容易な清掃のために遮蔽箱の内部を封鎖する。RF透過層は、好ましくは処理室の内面とシームレスに接続する。RF透過層は、好ましくは処理室の内面と同一平面である。遮蔽箱の内部は、処理室の突起部として見られ得る。RF透過層は、通常、RF波の伝導性を容易に可能にする材料から成る。RF透過層は、それゆえに、適切な誘電率を有する。
RFアンテナは、RFケーブル芯線172を、スロットの一方の側の処理室のエッジである第2RFケーブル給電点174に連結させ、RFケーブルシールド171をスロットの反対側の処理室の別のエッジである第1RFケーブル給電点173に連結させることによりスロットアンテナに連結する。スロットは、通常、生成されるRF波の主要な波長と等しい長さλである円周を有する。
図8は、本発明による装置の第1実施形態の上端の角部の斜視図を概略的に示す。RFアンテナ155,155’は、スロット型のアンテナである。RFアンテナは、示されるように湾曲し得るスロット178を有する。例えば直線状などの他のスロット形状が、発明者によって想定される。
処理室145は、上部シェル146を備えてもよい。処理室は、側壁146’及び上壁146”を備えてもよい。RFアンテナは、代替として側壁に配置されてもよい。明確にするために、この図においては遮蔽箱が外されて、それゆえに点線で描画されているが、RF波が処理室の筐体から漏出することを防止するために、使用中に遮蔽箱がRFアンテナに配置されることを理解することは、当業者にとって明らかであろう。
図9は、本発明による装置の第1実施形態のRFアンテナの断面の詳細を概略的に示す。RFアンテナは、逆アンテナ、より詳細には平板逆アンテナまたはPIFAの例である。RFアンテナは、アンテナの全体の長さを短縮するために曲がりくねった導電性のアンテナトレース180を有する。RFアンテナは、さらに接地板181を有する。同軸ケーブルであってもよいRFケーブル170は、第2RFケーブル給電点174を介してアンテナトレース180に、第1RFケーブル給電点173を介して接地板181にそれぞれ連結される芯線172及びシールド171を有し得る。
図10Aは、本発明によるシステムの第1実施形態の処理室145の第7断面を概略的に示す。先の図面を参照して、同一の参照番号は、同一の特徴を示してもよい。処理室は下部シェル147及び上部シェル146を備える。下部シェルは下部リム191を有し、上部シェルは上部リム190を有する。処理室は、開放位置で示される。この実施形態において、上部シェルは、下部シェルから取り外され得る。下部シェルに配置される保持手段によって保持される場合のホルダ120が示される。さらに、処理室から分離された場合のホルダ120’が示される。ホルダ120は、ホルダ120’にて示される位置へR方向に移動され得る。
図10Bは、本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第8断面を概略的に示す。図10Aを参照して、同一の参照番号は同一の特徴を示してもよい。下部シェルは、上部シェルからS方向に分離するために、上部シェルから離れて水平に摺動する。
図10Cは、本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第9断面を概略的に示す。図10Aを参照して、同一の参照番号が同一の特徴を示してもよい。この実施形態において、上部シェルは、下部シェルとヒンジ結合される。
図11は、本発明によるシステムの第3実施形態の断面を概略的に示す。先の図面を参照して、同一の参照番号は、同一の特徴を示してもよい。装置は、処理室の内部に配置される保持手段192,192’を備える。保持手段は、ホルダ120を懸吊するために配置される。
図12は、本発明によるシステムの第1実施形態の処理室の第10断面を概略的に示す。先の図面を参照して、同一の参照番号は、同一の特徴を示してもよい。処理室145は、閉鎖位置で示される上部シェル145及び下部シェル146を備える。さらに、ホルダ120は、処理室の内部に少なくとも部分的に配置される。処理室によって包囲される、または閉鎖される空間は、内部空間193である。
例えば、「実質的に全ての放射」または「実質的に~から成る」などの、本明細書における「実質的に」という用語は、当業者によって理解されるであろう。「実質的に」という用語は、「全体に」、「完全に」、「全て」などを用いる実施形態も含んでもよい。それゆえに、実施形態において、形容詞的な、実質的に、は除去されてもよい。該当する場合において、「実質的に」という用語は、100%を含む90%以上、例えば95%以上、特に99%以上、さらに特に99.5%以上に関してもよい。「備える(comprise)」という用語はまた、「備える(comprises)」という用語が、「から成る(consists of)」を意味する実施形態も含む。
「機能的に」という用語は、当業者によって理解され、また明確であろう。「実質的に」という用語も「機能的に」という用語も、「全体に」、「完全に」、「全て」などを用いる実施形態を含んでもよい。それゆえに、実施形態において、形容詞的な、機能的に、は除去されてもよい。例えば、「機能的に平行」のように用いられるとき、当業者は形容詞的な「機能的に」が、上述のように実質的にという用語を含むと理解するであろう。特に、機能的に、は、形容詞的な「機能的に」が存在しないかのように、これらの特徴が機能することを可能にする特徴の構成を含むと理解されるべきである。「機能的に」という用語は、その用語が指す特徴における変形を含むことを意図しており、それらの変形は、特徴の機能的な使用において、場合によっては本発明において関連する他の特徴と組み合わせて、特徴の組み合わせが動作するかまたは機能するようなものである。例えば、アンテナが、通信機器と機能的に連結される、または機能的に接続される場合に、アンテナによって受信される受信電磁信号は、通信機器によって使用され得る。例えば「機能的に平行」のように用いられる「機能的に」という語句は、正確に平行であることだけでなく、上述の「実質的に」という語句によって含まれる実施形態も含むように用いられる。例えば、「機能的に平行」は、動作の機能において、部分が例えば平行であるかのような実施形態に関する。これは、意図する使用分野において平行であるかのように動作することが、当業者にとって明らかである実施形態を含む。
上述の明細において、本発明は、本発明の実施形態の特定の例を参照して説明されてきた。しかしながら、添付の特許請求の範囲において概説したような本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変形または変更がそこでなされ得ることは明らかであろう。例えば、形状は、所望の効果を実現するために適した任意の種類の形状であってもよい。機能的に別々の装置を形成する複数の装置は、物理的に単一の装置に統合されてもよい。
しかしながら、他の変形、変更、及び代替もまた可能である。従って、明細書及び図面は、限定的な意味というよりは例示的であると見なされる。
特許請求の範囲において、括弧内に配置されたいかなる参照符号も、請求項を限定すると解釈されるべきではない。「備える」または「含む」は、請求項に記載されたもの以外の要素またはステップの存在を排除するものではない。さらに、本明細書で用いられるような「1つの(a)」または「1つの(an)」は、1つ、または1つを超えるとして定義される。また、特許請求の範囲における「少なくとも1つの」及び「1つ以上の」などの導入句の使用は、同一の請求項が、導入句「1つ以上の」または「少なくとも1つの」、及び「1つの(a)」または「1つの(an)」などの不定冠詞を含むときでさえ、不定冠詞「1つの(a)」または「1つの(an)」による別の請求項要素の導入が、そのような導入される請求項要素を含む任意の特定の請求項を、ただ1つのそのような要素のみを含む発明に限定することを意味すると解釈されるべきではない。同様のことは、定冠詞の使用についても該当する。別段の規定がない限り、「第1の」及び「第2の」などの用語は、そのような用語が説明する要素間を任意に区別するために用いられる。それゆえに、これらの用語は、そのような要素の時間的な、または他の優先度を示すことを必ずしも意図するものではない。ある特定の測定値が、相互に異なる請求項で列挙されているという単なる事実は、これらの測定値の組み合わせを、有利に使用することができないことを示すものではない。
[実施形態]
1.食品を調理するためのシステム(100)であって、
RF不透過層(110)と、
-通気性を有する側面(121)
を有する、食品を保持するためのホルダ(120)と、
-RF不透過であり、且つ好ましくは通気性を有さないように設けられる処理室(145)、
-処理室の内部でホルダを保持するための保持手段(148,148’)、
-ホルダ内部の食品を加熱するために処理室の内部にRFエネルギを放射するように配置されるRFアンテナ(155,155’)、
-通気性を有する側面を介して、且つホルダを介して処理室内で空気を循環させるためのファン(156)、
-循環される空気に熱を与えるために配置されるヒータ(157,157’)、
を備える装置(140)と、
を備え、
ファン及びヒータは、ホルダ内部の食品をエアフライするために配置され、
RF不透過層はまた通気性を有し、且つ少なくとも使用中にホルダの通気性を有する側面と略平行に配置され、
RF不透過層は、使用中に処理室を、RFアンテナからのRFエネルギの影響を受けやすい第1領域(150)と、RFアンテナからのRFエネルギから遮蔽される第2領域(151)と、に分離し、
ファンは第2領域に配置される、
システム(100)。
2.ホルダ内部の食品へのRFエネルギの供給は、ホルダ内部の食品への加熱された空気の供給に依存しない、実施形態1に記載のシステム。
3.通気性を有する側面は、ホルダを通る垂直な空気の流れ(A)を可能にするように配置される、実施形態1~2の何れかに記載のシステム。
4.ホルダの通気性を有する側面は、通気性を有する底面(121)である、実施形態1~3の何れかに記載のシステム。
5.ホルダは、RF不透過層を有する、実施形態1~4の何れかに記載のシステム。
6.RF不透過層はホルダの底面であり、好ましくはRF不透過層及び通気性を有する側面は一体にされる、実施形態5に記載のシステム。
7.RF不透過層はホルダの上面である、実施形態5に記載のシステム。
8.保持手段は、使用中に、RF不透過層と共に処理室内のRF分離を形成するために、少なくとも部分的にRF不透過である、実施形態1~7の何れかに記載のシステム。
9.ヒータは第2領域に配置される、実施形態1~8の何れかに記載のシステム。
10.ヒータは、使用中に、RF不透過層と共に処理室内のRF分離を形成するために、少なくとも部分的にRF不透過である、実施形態9に記載のシステム。
11.-RFエネルギをRFアンテナに供給するために設けられるRF源(158)と、
-ファンを駆動するためのモータ(159)と、
-ヒータにエネルギを供給するための加熱源と、
-RF源からのRFエネルギの量、モータの回転数、及びヒータからの放射熱の量を制御するためのコントローラ(160)であって、RF源、モータ及びヒータを個別に制御するコントローラと、
を備える、実施形態1~10の何れかに記載のシステム。
12.ホルダは食品かごである、実施形態1~11の何れかに記載のシステム。
13.システムは、特許請求の範囲の章からの何れかの特徴と組み合わされる、実施形態1~12の何れかに記載のシステム。
1.食品を調理するためのシステム(100)であって、
RF不透過層(110)と、
-通気性を有する側面(121)
を有する、食品を保持するためのホルダ(120)と、
-RF不透過であり、且つ好ましくは通気性を有さないように設けられる処理室(145)、
-処理室の内部でホルダを保持するための保持手段(148,148’)、
-ホルダ内部の食品を加熱するために処理室の内部にRFエネルギを放射するように配置されるRFアンテナ(155,155’)、
-通気性を有する側面を介して、且つホルダを介して処理室内で空気を循環させるためのファン(156)、
-循環される空気に熱を与えるために配置されるヒータ(157,157’)、
を備える装置(140)と、
を備え、
ファン及びヒータは、ホルダ内部の食品をエアフライするために配置され、
RF不透過層はまた通気性を有し、且つ少なくとも使用中にホルダの通気性を有する側面と略平行に配置され、
RF不透過層は、使用中に処理室を、RFアンテナからのRFエネルギの影響を受けやすい第1領域(150)と、RFアンテナからのRFエネルギから遮蔽される第2領域(151)と、に分離し、
ファンは第2領域に配置される、
システム(100)。
2.ホルダ内部の食品へのRFエネルギの供給は、ホルダ内部の食品への加熱された空気の供給に依存しない、実施形態1に記載のシステム。
3.通気性を有する側面は、ホルダを通る垂直な空気の流れ(A)を可能にするように配置される、実施形態1~2の何れかに記載のシステム。
4.ホルダの通気性を有する側面は、通気性を有する底面(121)である、実施形態1~3の何れかに記載のシステム。
5.ホルダは、RF不透過層を有する、実施形態1~4の何れかに記載のシステム。
6.RF不透過層はホルダの底面であり、好ましくはRF不透過層及び通気性を有する側面は一体にされる、実施形態5に記載のシステム。
7.RF不透過層はホルダの上面である、実施形態5に記載のシステム。
8.保持手段は、使用中に、RF不透過層と共に処理室内のRF分離を形成するために、少なくとも部分的にRF不透過である、実施形態1~7の何れかに記載のシステム。
9.ヒータは第2領域に配置される、実施形態1~8の何れかに記載のシステム。
10.ヒータは、使用中に、RF不透過層と共に処理室内のRF分離を形成するために、少なくとも部分的にRF不透過である、実施形態9に記載のシステム。
11.-RFエネルギをRFアンテナに供給するために設けられるRF源(158)と、
-ファンを駆動するためのモータ(159)と、
-ヒータにエネルギを供給するための加熱源と、
-RF源からのRFエネルギの量、モータの回転数、及びヒータからの放射熱の量を制御するためのコントローラ(160)であって、RF源、モータ及びヒータを個別に制御するコントローラと、
を備える、実施形態1~10の何れかに記載のシステム。
12.ホルダは食品かごである、実施形態1~11の何れかに記載のシステム。
13.システムは、特許請求の範囲の章からの何れかの特徴と組み合わされる、実施形態1~12の何れかに記載のシステム。
100…システム、110…RF不透過層、120,120’…ホルダ、121(4)…通気性を有する側面、125…ホルダのハンドル、140…装置、141…ハウジング、143…軸開口、144,144’…接合シェル、145(5)…処理室、146(31)…上部シェル、146’…側壁、146”…上壁、147(32)…下部シェル、148,148’(6,6’)…保持手段、150(10)…第1領域、151(11)…第2領域、155,155’(7,7’)…RFアンテナ、156(8)…ファン、157、157’(9,9’)…ヒータ、158(15)…RF源、159(16)…モータ、160(20)…コントローラ、161…背面、162,162’…処理室の内側の角部、162”…第1背面端、162’’’…第2背面端、163…前面、164…軸、170…RFケーブル、171…RFケーブルシールド、172…RFケーブル芯線、173…第1RFケーブル給電点、174…第2RFケーブル給電点、175…遮蔽箱、176…RF透過層、177…RF透過面、178…スロット、180…アンテナトレース、181…接地面、190…上部リム、191…下部リム、192,192’…保持手段、193…内部空間、A…空気の流れ、H…第1領域の高さ、L…第1領域の長さ、R…ホルダの取り外し方向、S…シェルの分離方向、T…三角形、V…垂直軸、W…第1領域の幅
Claims (40)
- 食品を調理するためのシステム(100)であって、
-通気性を有する側面(121)
を有する、食品を保持するためのホルダ(120)と、
-RF不透過であり、且つ好ましくは通気性を有さないように設けられる処理室(145)、
-前記処理室の内部で前記ホルダを保持するための保持手段(192,192’,148,148’)、
-前記ホルダ内部の食品を加熱するために前記処理室の内部にRFエネルギを放射するように配置されるRFアンテナ(155,155’)、
-前記通気性を有する側面を介して、且つ前記ホルダを介して前記処理室内の空気を循環させるためのファン(156)、
-循環される空気に熱を与えるために配置されるヒータ(157)、
を備える装置(140)と、
を備え、
前記ファン及び前記ヒータは、前記ホルダ内部の食品をエアフライするために配置され、
前記処理室は、
-上内部空間と、前記上内部空間へのアクセス開口を形成する上部リムと、を有する上部シェル(146)、
-下内部空間と、前記下内部空間へのアクセス開口を形成する下部リムと、を有する下部シェル(147)、
を備え、
前記上部シェル及び前記下部シェルは、閉鎖位置において、前記上内部空間及び前記下部空間を含む内部空間(193)を包囲するように互いに配置され、
前記放射されるRFエネルギはRF波を発生させ、
前記処理室は、前記RF波が、実質的に、前記閉鎖位置にある前記上部リム(190)及び/または前記下部リム(191)にノードを有するように形成される、
システム(100)。 - 前記上部シェル及び前記下部シェルは、開放位置において、前記ホルダの前記処理室への取り付け、及び前記処理室からの取り外しを可能にするように互いに配置される、請求項1に記載のシステム。
- 前記上部シェルは、上部シェル高さを有し、
前記下部シェルは、下部シェル高さを有し、
前記上部シェル高さ及び前記下部シェル高さは略同一である、
請求項1~2の何れかに記載のシステム。 - 前記上部リム及び前記下部リムは、前記閉鎖位置において、RF不透過であり、且つ好ましくは通気性を有さない前記処理室を形成するために、互いに接触し、互いに接合し、且つ/または互いに隣接する、請求項1~3の何れかに記載のシステム。
- 前記処理室、好ましくは前記内部空間、より好ましくは前記処理室内に配置される前記ホルダを有する内部空間は、実質的に、前記閉鎖位置において、前記上部シェル及び前記下部シェルが互いに接触し、接合し、且つ/または隣接するところに、前記RF波がノードを有するように形成される、請求項4に記載のシステム。
- 前記RF波は、実質的に、前記閉鎖位置において、前記上部シェル及び前記下部シェルが互いに接触し、接合し、且つ/または隣接する高さに平面を形成するノードを有する、請求項1~5の何れかに記載のシステム。
- 前記保持手段(192,192’)は、実質的に前記RF波のノードで前記ホルダに接触するように、前記下部リム(191)に隣接して配置される、請求項1~6の何れかに記載のシステム。
- 前記処理室内部で使用中の前記ホルダは、前記保持手段から懸吊される、請求項7に記載のシステム。
- RF不透過層(110)を備え、
前記RF不透過層はまた通気性も有し、且つ少なくとも使用中に前記ホルダの前記通気性を有する側面と略平行に配置され、
前記RF不透過層は、使用中に、前記処理室を、前記RFアンテナからのRFエネルギの影響を受けやすい第1領域(150)と、前記RFアンテナからのRFエネルギから遮蔽される第2領域(151)と、に分離し、
前記ファンは、前記第2領域に配置される、
請求項1~8の何れかに記載のシステム(100)。 - 前記第1領域の未使用域が、前記RFアンテナからのRFエネルギを、前記ホルダ内の食品へ効率的に伝達するように前記未使用域でRF波を発生させるために、前記RFアンテナからのRFエネルギを受けるようにサイジングされ、且つ/または形成されるように、前記ホルダが、使用中に前記第1領域の一部のみを使用するサイズを前記ホルダが有する、
請求項9に記載のシステム。 - 前記未使用域における主要な前記RF波は、定常RF波である、請求項1~10の何れかに記載のシステム。
- 前記未使用域における前記主要な定常RF波は、TEモード011、TEモード111、及び/またはTMモード110を有するRF波である、請求項11に記載のシステム。
- 前記RFアンテナは、前記ホルダ内の食品を完全に透過する周波数帯域で動作し、前記ホルダ内の食品の重量は、2Kg超、好ましくは3Kg、より好ましくは4Kg超である、請求項1~12の何れかに記載のシステム。
- 前記RFアンテナは、前記ホルダ内の食品を完全に透過する周波数帯域で動作し、前記周波数帯域は、1GHz未満、好ましくは902~928MHzの帯域内、またはおよそ915MHzである、請求項1~13の何れかに記載のシステム。
- 前記RFアンテナは、2400~2500MHzまたはおよそ2450MHzの周波数帯域で動作する、請求項1~14の何れかに記載のシステム。
- 前記RFアンテナは、両方の周波数帯域内で動作するように設けられる、請求項14を組み合わせた請求項15に記載のシステム。
- 前記装置は、前記ファンを駆動するためのモータ(159)を備え、前記モータは、前記処理室の下方に配置される、請求項1~16の何れかに記載のシステム。
- 前記処理室は実質的に対称軸である垂直軸(V)を規定し、前記モータは前記垂直軸に整列する、または、
前記処理室は実質的に対称軸である垂直軸(V)を規定し、前記処理室は第1背面端(162)及び第2背面端(162’)を有する背面(161)を有し、前記垂直軸の垂直投影、前記第1背面端、及び、前記第2背面端によって三角形(T)が規定され、前記モータの重心点は、前記三角形の内部に配置される、
請求項17に記載のシステム。 - 前記装置は、前記ファンを直接駆動するために、前記モータと前記ファンとの間で共有される軸(164)を備える、請求項17~18の何れかに記載のシステム。
- 前記ホルダは、食品かごである、請求項1~19の何れかに記載のシステム。
- 前記装置(140)は、RF透過面(177)を有し且つ食品を保持するために設けられる処理室の一部からRFアンテナを封鎖する、RF透過層(176)を備える、請求項1~20の何れかに記載のシステム。
- 前記RF透過層は、処理室面とシームレスに接合する、請求項21に記載のシステム。
- 前記RF透過面は、前記処理室面とシームレスに接合する、請求項21~22の何れかに記載のシステム。
- 前記RF透過面の少なくともエッジは、前記処理室面と同一平面上にある、請求項21~23の何れかに記載のシステム。
- 前記処理室は、突出部、好ましくは外側に向かう突出部を有し、前記RFアンテナは、前記突出部に配置される、請求項21~24の何れかに記載のシステム。
- 前記RF透過面は、平面、略平面、わずかにうねる面、またはわずかに湾曲する面である、請求項25に記載のシステム。
- 前記RF透過面は、前記処理室面と同一平面である、請求項21~26の何れかに記載のシステム。
- 前記RFアンテナは、略平面のアンテナである、請求項21~27の何れかに記載のシステム。
- 前記RFアンテナは、逆Fアンテナ、好ましくはPIFAアンテナ、逆ダイポールアンテナ(inverted dipole antenna)、またはスロットアンテナである、請求項28に記載のシステム。
- 前記ホルダ内部の食品への前記RFエネルギの供給は、前記ホルダ内部の食品への加熱された空気の供給に依存しない、請求項1~29の何れかに記載のシステム。
- 前記通気性を有する側面は、前記ホルダを通る垂直な空気の流れ(A)を可能にするように配置される、請求項1~30の何れかに記載のシステム。
- 前記ホルダの前記通気性を有する側面は、通気性を有する底面(121)である、請求項1~31の何れかに記載のシステム。
- 前記ホルダは、前記RF不透過層を有する、請求項1~32の何れかに記載のシステム。
- 前記RF不透過層は、前記ホルダの底面であり、好ましくは、前記RF不透過層及び前記通気性を有する側面は一体にされる、請求項33に記載のシステム。
- 前記RF不透過層は、前記ホルダの上面である、請求項33に記載のシステム。
- 前記保持手段は、使用中に、前記RF不透過層と共に前記処理室内のRF分離を形成するために、少なくとも部分的にRF不透過である、請求項1~35の何れかに記載のシステム。
- 前記ヒータは、前記第2領域に配置される、請求項1~36の何れかに記載のシステム。
- 前記ヒータは、使用中に、前記RF不透過層と共に前記処理室内のRF分離を形成するために、少なくとも部分的にRF不透過である、請求項37に記載のシステム。
- -前記RFアンテナにRFエネルギを供給するために設けられるRF源(158)、
-前記ファンを駆動するためのモータ(159)、
-前記ヒータにエネルギを供給するための加熱源、
-前記RF源からのRFエネルギの量、前記モータの回転数、及び前記ヒータからの放射熱の量を制御するためのコントローラ(160)であって、前記RF源、前記モータ、及び前記ヒータを個別に制御する、コントローラ、
を備える請求項1~38の何れかに記載のシステム。 - 前記ホルダは、食品かごである、請求項1~39の何れかに記載のシステム。
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