冲击式烘烤炉的气流装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术可用于下列情况，其中，热和质量传递改进的产品（例如个人用的小型比萨饼）将可以在相当短的时间内（例如在１至５分钟内）制成。凭借结构设计的特点和对空气的控制，本发明专利技术的实施例提供了优于现有技术的许多明显的优点，包括：通过增加横跨烘烤炉以及在每个特定产品内的加热均匀性而改进了质量控制，通过空气的振动和脉动使冲击空气射流的有效性增加而减少了所需的烘烤时间，以及保持气流的均匀性，以便大体上垂直于烘烤产品表面与该产品相接触。具有冲击喷嘴的管子或管道允许使用压缩空气来代替风扇。本发明专利技术的实施例可以实现烘烤炉的结构更加紧凑，对空气射流参数的更好控制和烘烤炉的运行更加寂静，以及其他优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及在热和质量传递过程，例如烘烤，冷冻或干燥)中的气流的改进，更具体地说，涉及通过空气脉动改进冲击气流，增加气流的均匀性以及加强对气流的控制。本专利技术的实施例特别适合与设计用来烘烤比萨饼的烘烤炉一起使用，尤其是与饭店的烘烤炉一起使用，这样就可以更有效地利用有限的使用空间，并且能更加寂静地运行，以便获得一个更协调的工作环境。2.相关技术说明可以获得产品的热和质量传递改进的冲击加工特别具有吸引力，因为空气的冲击射流可以使围绕在产品的表面的静止气体层破裂，由此增加了热对流和质量传递。后者还可以通过以下方法得到增加使声波振动和脉动，使空气射流的膛线更接近于圆柱形和更远离圆锥形，使射流围绕其轴线转动，或者使空气射流回旋等。见授予Huang，L等人的“Heat Transfer and Flow Visualization Experiments ofSwirling，Multi-Channel，and Conventional Impinging Jets”Int.J.Heat Mass Transfer第41卷，第3册中的第583-600页(1998)，其内容结合于此用作参考，以及在空气射流喷嘴的附近设置一个返回空气导管，以便使射流更加有效，如同根据英国专利U.K.914,546中的图1所说明的那样，此内容也结合于此用作参考。许多冲击式烘烤炉由于例如设计的局限因缺乏气流的均匀性而阻碍其发展。不均匀的冲击气流可能在烘烤炉内，在烘烤产品内以及在同时被烘烤的产品之间产生反常的情况。例如，在不均匀气流的某些情况下，比萨饼的右手侧可能比左手侧烤得更干，或者，同样的未加工的比萨饼在同一个烘烤炉的不同区域中可能会被烘烤到不同的程度。对于热和质量传递将产生有害影响的三种重要的不均匀性类型是(1)由于不规则的气流进出充气室而在不同的喷嘴处造成的空气绝对速度的不同；(2)空气从喷嘴中以不垂直于热和质量传递改性产品的表面的取向排出；以及(3)空气射流展开成一个加宽锥形的趋势比所要求的更快。以前的热和质量传递冲击装置曾经试图通过使空气穿过长而薄的直管，这可能使排出空气产生膛线效应，来补偿某些缺陷。空气流过这些管子将会遇到流动阻力并且会通过管子产生一个压差。使管子的长度延长有助于平衡来自管子的排出空气。但是，这种加工设备往往会很大，并且在管子直径为2厘米左右时需要管子的长度在约50-60厘米的范围内。在烘烤炉内的气体的冲击射流可以通过在管子中的喷嘴射出，气流通过喷嘴将处于压力作用之下，如同在英国专利U.K.985,443中所说明的那样，此文的内容结合于此用作参考。此外，一股被推进的高速气流可以通过产生文氏效应来推进其他气体的流动，如同Newberry，Desmond在“Vacuum Cooling”一文中所举例证明的那样，此文刊载于伊利诺伊州，芝加哥的1996年3月的Proceedings of72nd AnnualConference of the American Society of Bakery Engineers，Chicago，IL，中的第81-86页，其内容结合于此用作参考。在两种情况下，气流比使用充气室时更加寂静并且更便于控制，空气借助于大型风扇和大型空气循环室被推进到该充气室中。这是因为，与通过调整风扇速度来调节气体的推进相比较，在压力作用下的气体的推进可以更方便地通过调整阀的开口进行，而没有在大型室内空气动力气流的固有的复杂情况以及风扇和所述气流在所述室内的噪音。因此，与利用风扇使循环空气进入充气室相比，一种使用带有喷嘴的管子中的压缩空气或者使用通过文氏装置所推进的空气的冲击装置将有可能成为更寂静，更紧凑和更容易控制的装置。现有技术的一个特殊的缺点是它不能在某些应用场合更有效地使用冲击加工，这一缺点是本专利技术的实施例所要着手解决的问题，这些应用场合要求烹调烘烤产品，例如比萨饼在一个受饭店厨房限制的有限空间内在传送带上通过烘烤炉。即使在那些使用了传送带的情况下，在每个烘烤炉中只可能装有一个支架，因为在常用的烘烤炉中，在沿着垂直方向互相隔开的烘烤产品之间将会发生堵塞。使用单层传送带的烹调用的烘烤炉的实例可以在Ovadia，David Z等人的“Impingementin Food Processing，”一文中找到，该文刊载于“Food Technology”期刊第52卷，第4册中的第46-50页(1998年4月)，其内容结合于此用作参考。
技术实现思路
本专利技术的实施例打算在下述情况下使用，其中热和质量传递改性产品，例如个人用的小型比萨饼要在相当短的时间周期内，例如在1至5分钟制成。凭借结构设计的特点和对空气的控制，本专利技术的实施例提供了优于现有技术的许多明显的优点，这包括通过增加横跨烘烤炉以及在每个特定产品内的加热均匀性而改进了质量控制，通过空气的振动和脉动使冲击空气射流的有效性增加而减少了所需的烘烤时间，以及保持气流的均匀性，以便以大体上垂直于烘烤产品的表面的取向与该产品相接触。此外，使用具有下文中所描述的冲击喷嘴的管子或管道允许使用压缩空气来代替风扇并且实现了相关的优点，例如可以实现更加紧凑的烘烤炉结构，对空气射流参数的更好控制以及使烘烤炉的运行更加寂静等。为了克服现有技术的缺点，本专利技术的实施例利用了多个短而薄的直管来实现一个柱状的气流，该气流垂直地冲击在热和质量传递改性产品的表面上。管子被构形成可获得一个预定的长径比以及在相应的管子两端产生所需要的压差。为了便于实现一个紧凑的烘烤炉，使用了许多相邻的小管，同时仍保持冲击射流的膛线效应所需的长径比。虽然这小管可以是直的，但它们也可以是螺旋形的，以便产生旋涡的射流。或者，其总长度大体上相等的管子应被构形成便于实现加热的形状，其中，一个或一组管子被折回在其本身上，或相反，将管子构形成便于实现小型的热和质量传递的加工装置，例如一个烘烤炉。在另一个实施例中，利用一个关闭器，阀瓣或其他装置实现了在空气脉动方面的变化，这些装置都可用来交替地规定空气通过气流导管通向在加工室内的不同的充气室或区域的路线，以便改进和加速热和质量传递。在一个实施例中，使用了一个电磁线圈来交替地打开或关闭两个空气交替地通过其中的通道。在另一个实施例中，一个低频的气笛机构设置在被导入加工空腔内的气流的对面，但是贴近加工室内的充气室或其他区域，以便产生低频的空气振动，由此使在气流中的脉动增加。虽然本专利技术能特别适合于制作个人用的小型比萨饼，但是本专利技术并不局限于这些实施例。较大的比萨饼，其他的比萨饼类型和与比萨饼相关的食品，以及其他的食品和非食品(例如，干燥纸，织品，木料的干燥以及电子线路板的烘烤等)也可以根据本专利技术的实施例进行制作。更具体地说，根据本专利技术的一个实施例的喷嘴插入件是用于冲击式烘烤炉的，该喷嘴插入件包括一个外壳，可操作地与该外壳相连接的连接结构，该结构构造成可将该喷嘴插入件定位成把气流导向冲击式烘烤炉的一个加工室，以及多个配置在该外壳内的导管，该多个导管构造成当气流通过该多个导管中时能产生一种膛线效应，由此产生用来对在该加工室内的产品进行冲击的多个气体射流。根据一个实施例，该外壳大体上为圆柱形，以及该多个导管包括多个大体上圆柱形的管子。该连接结构可以构造成在该烘烤炉内将该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冲击式烘烤炉的喷嘴插入件，该喷嘴插入件包括：一个外壳；可操作地与该外壳相连接的连接结构，该结构构造成可将该喷嘴插入件定位在把气流导向冲击式烘烤炉的一个加工室的位置；以及多个配置在该外壳内的导管，该多个导管构造成当气流通过 该多个导管中时能产生一种膛线效应，由此产生了用来对在该加工室内的产品进行冲击的多个气体射流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DZ奥瓦蒂尔，
申请(专利权)人：必胜客公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]