DE69133536T2

DE69133536T2 - Verkaufsautomat mit Mikrowellenheizung

Info

Publication number: DE69133536T2
Application number: DE69133536T
Authority: DE
Inventors: Donald P. Dallas Smith; Michael J. Dallas Dobie; Alden B. Plano Sparman Sr.; John R. Plano Norris
Original assignee: ENERSYST DEV CT Inc; Enersyst Development Center Inc Dallas
Current assignee: ENERSYST DEV CT Inc; Enersyst Development Center Inc Dallas
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: ATE199988T1; EP0437344A2; AU651074B2; EP1011297A3; EP1011297B1; ES2265863T3; EP0437344A3; JP3145719B2; US5310978A; DE69132559T2; AU5489094A; AU6752694A; US5147994A; WO1993001019A1; AU675259B2; EP1011082A2; CA2032588C; CA2032588A1; US5582758A; US5210387A

Description

Technisches Sachgebiet
Die offenbarte Erfindung betrifft eine Verkaufsvorrichtung für heiße Mahlzeiten, bei der eine Kombination von Mikrowellen- und Konvektionserhitzung verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Verkaufsmaschinen für das Abgeben von heißen und kalten Getränken, Süßigkeiten, Keksen, Kartoffelchips und anderen Imbiss-Lebensmitteln erfreuen sich eines bedeutenden kommerziellen Erfolgs. Verkaufsmaschinen für das Abgeben von Mahlzeiten waren jedoch auf Abgabevorrichtungen für gekühlte Lebensmittel beschränkt, wie zum Beispiel Sandwiches, Salate und ähnliches.
Vorrichtungen, die bisher für die Integration von elektronischen Öfen in Lebensmittelverkaufsmaschinen konstruiert worden sind, sind im US-Patent Nr. 3,333,666; im US-Patent Nr. 3,343,479; im US-Patent Nr. 3,386,550; im US-Patent Nr. 3,397,817; im US-Patent Nr. 3,534,676; im US-Patent Nr. 4,004,712; im US-Patent Nr. 4,398,651; im US-Patent Nr. 4,592,485; im US-Patent Nr. 4,762,250; im US-Patent Nr. 4,783,582 und im US-Patent Nr. 4,784,292 offenbart.
Verkaufsmaschinen für heiße Mahlzeiten weisen allgemein ein Kühlfach zum Konservieren des Lebensmittels, eine Mikrowellenofen-Kammer für das schnelle Kochen und eine Fördereinrichtung für das Transportieren des Lebensmittels aus dem Kühlfach in den Mikrowellenofen auf. Da sich jedoch Verkaufsmaschinen für heiße Lebensmittel nur eines begrenzten kommerziellen Erfolges erfreut haben, werden in Geschäften für Waren des täglichen Bedarfs, in Flughäfen, Cafeterias und anderen Verkaufsunternehmen getrennte Mikrowellenöfen für das Erhitzen von aus einem Kühlschrank entnommenen Lebensmitteln verwendet.
Das Mikrowellen-Erhitzen von bestimmten Lebensmitteln, einschließlich Pizza und Sandwiches, die Teig- und Bäckereiprodukte umfassen, lässt normalerweise die Oberflache zu feucht und weniger wohlschmeckend zurück, als gleiche Lebensmittelprodukte, die in anderen Typen von Öfen gekocht werden.
Öfen des Typs, wie sie in dem US-Patent Nr. 3,884,213; im US-Patent Nr. 4,154,861; im US-Patent Nr. 4,289,792; im US-Patent Nr. 4,409,453 und im US-Patent Nr. 4,835,351 offenbart sind, verwenden Luftstrahlen, die auf die Oberfläche eines Lebensmittelprodukts auftreffen, um eine Oberflächenerhitzung des Produkts in Kombination mit der Mikrowellen-Erhitzung zu erzielen. Luftstrahl-Auftreff-Öfen erfreuen sich im kommerziellen Lebensmittelservice und bei kommerziellen Lebensmittel-Verarbeitungsvorgängen eines großen Erfolgs. Schon lange ist jedoch ein Bedarf für eine Vorrichtung zum schnellen und effektiven Erhitzen von Lebensmittelprodukten mit wenig oder keiner Vorbehandlung für die Verwendung in einer Verkaufsmaschine für heiße Mahlzeiten vorhanden.
In der US-A-4,154,861 ist ein Ofen des Typs offenbart, wie er im Oberbegriff des beiliegenden Anspruchs 10 genannt ist. Es sind auch Verfahren offenbart, wie sie in den Oberbegriffen der beiliegenden Ansprüche 1 und 8 angeführt sind.
In der US-A-4,728,762 ist eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Lebensmittelprodukts offenbart, und zwar durch eine Kombination aus Mikrowellen- und Konvektionserhitzung.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung der Temperatur und Oberflächen-Textur von einem Produkt (30) vorgesehen, das eine obere und eine untere Oberfläche hat, die durch seitliche Oberflächen begrenzt sind, mit den Schritten: Bereitstellen eines Behälters (18), der sich nach oben erstreckende Seiten (20; 21) und einen geschlossenen Boden (24) mit sich nach oben erstreckenden Vorsprüngen (25) aufweist, wobei die sich nach oben erstreckenden Seiten (20; 21) des Behälters obere Kanten haben; Anordnen des Produkts (30) auf den Vorsprüngen (25), so dass die untere Oberfläche des Produkts über dem Boden (24) des Behälters (18) beabstandet ist; Anordnen des Behälters (18) in einer temperaturgesteuerten Atmosphäre; und Ausbilden von Gebieten mit gesteuertem Luftdruck in dem Behälter; dadurch gekennzeichnet, dass sich die obere Oberfläche des Produkts unterhalb der oberen Kanten der sich nach oben erstreckenden Seiten des Behälters befindet, und dass die Gebiete mit gesteuertem Luftdruck abwechselnd in der Nähe zu den sich nach oben erstreckenden Seiten des Behälters gebildet sind, so dass die temperaturgesteuerte Luft in der Nähe zu einer der sich nach oben erstreckenden Seiten des Behälters nach unten, zwischen der unteren Oberfläche des Produkts (30) und dem Boden (24) des Behälters (18), sowie in der Nähe zu der anderen der sich nach oben erstreckenden Seiten (20; 21) des Behälters (18) nach oben strömt.
Gemäß der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Steuerung der Temperatur und Oberflächen-Textur von einem Produkt (30) vorgesehen, das eine obere und eine untere Oberfläche hat, die durch seitliche Oberflächen begrenzt sind, mit den Schritten: Bereitstellen eines Behälters (18), der sich nach oben erstreckende Seitenwände (20; 21) und eine geschlossene Bodenwand (24) mit sich nach oben erstreckenden Vorsprüngen (25) aufweist; Anordnen des Produkts (30) auf den Vorsprüngen (25), so dass die untere Oberfläche des Produkts über der Bodenwand (24) des Behälters (18) beabstandet ist; Anordnen des Behälters (18) in einer temperaturgesteuerten Atmosphäre (120); und Ausbilden eines Gebiets mit gesteuertem Luftdruck; dadurch gekennzeichnet, dass eine Sammelflächeneinrichtung in der Nähe zu dem Behälter angeordnet ist und dass das Gebiet mit gesteuertem Luftdruck abwechselnd in der Nähe der gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen des Produkts gebildet ist, so dass temperaturgesteuerte Luft in der Nähe zu einer der Seitenwände des Behälters nach unten, zwischen der unteren Oberfläche des Produkts (30) und dem Boden (24) des Behälters (18), sowie in der Nähe zu der anderen Seitenwand (20, 21) des Behälters nach oben strömt, dass Luft von der temperaturgesteuerten Atmosphäre in der Nähe der Sammelflächeneinrichtung zirkuliert wird, und dass die Sammelflächeneinrichtung eine Temperatur der zirkulierenden Luft hat, um in der Luft schwebendes Material aus der zirkulierender Luft in der Nähe der Sammelfläche aufzusammeln.
Weitere bevorzugte Aspekte der erfindungsgemäßen Verfahren sind in den beiliegenden Ansprüchen 2 bis 7 und 9 angeführt.
Gemäß der Erfindung ist außerdem ein Ofen vorgesehen, mit einem Gehäuse, durch das eine Backkammer (120) gebildet ist; einem Lebensmittelprodukt (30), das eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche hat; einem Behälter (18), der eine Abstützeinrichtung an einer Bodenwand (24) und sich nach oben erstreckende Seiten (20, 21) mit oberen Kanten hat, so dass das Produkt über dem Boden des Behälters beabstandet ist; einer Luftausgabeeinrichtung (125) in dem Gehäuse, die dazu ausgestaltet ist, um eine Luftströmung in Richtung auf die obere Oberfläche des Lebensmittelprodukts (30) in dem Behälter zu leiten; und einer Einrichtung, um die Luftausgabeeinrichtung (125) relativ zu dem Behälter (18) zu bewegen, so dass die Luftströmung so geleitet wird, dass die Luftströmung zwischen der unteren Oberfläche des Lebensmittelprodukts (30) und der Bodenwand (24) des Behälters induziert wird; dadurch gekennzeichnet, dass sich die obere Oberfläche des Produkts unterhalb der oberen Kanten der sich nach oben erstreckenden Seiten (20, 21) des Behälters (18) befindet, und dass die Bewegungseinrichtung die Luftausgabeeinrichtung (125) abwechselnd von einer ersten Position, in der die Luftströmung auf eine der sich nach oben erstreckenden Seiten (20, 21) auftrifft, in eine zweite Position bewegt, in der die Luftströmung gegen eine andere sich nach oben erstreckende Seite (20, 21) des Behälters auftrifft, wobei die Luftströmung ein Querschnittsgebiet hat, das kleiner ist als das gesamte Gebiet der Oberfläche des Lebensmittelprodukts in dem Behälter (18).
Weitere bevorzugte Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der beiliegenden Ansprüche 11 bis 17.
Beschreibung der Zeichnungen
Zeichnungen von einer bevorzugten Ausführung der Mikrowellen-Verkaufsmaschine sind hierzu beigefügt, so dass die Erfindung besser und vollständiger verstanden werden kann, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung für das Handhaben einer Verpackungseinheit und eines Ofengehäuses in einer Verkaufsmaschine ist, wobei das äußere Gehäuse der Verkaufsmaschine weggebrochen ist, um die Einzelheiten der Konstruktion deutlicher darzustellen;
2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 von 1 ist;
3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 von 2 ist;
4 eine perspektivische Explosionsansicht der Luftabgabevorrichtung ist;
5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 von 1 ist;
6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 von 1 ist;
7 eine perspektivische Explosionsansicht von einem Behälter und einer Schutzumhüllung ist, die eine Verpackung für das Lebensmittelprodukt bilden;
8 eine Draufsicht der in 7 gezeigten Verpackungseinheit ist, wobei Teilbereiche weggebrochen sind, um die Einzelheiten der Konstruktion deutlicher darzustellen;
9 eine schematische Teilansicht ist, die eine modifizierte Form von einem Lebensmittelbehälter mit einer darin angeordneten empfindlichen Folie darstellt;
10 eine schematische Teilansicht von einem Lebensmittelbehälter mit einer unteren Schicht von Pommes-Frites-Lebensmittelmaterial und einer oberen Schicht eines anderen Lebensmittelprodukts ist;
11 eine schematische Ansicht ist, die den Luftstrom während eines ersten Stadiums des Kochprozesses darstellt; und
12 eine schematische Ansicht ähnlich zu 11 ist, die den Luftstrom während eines zweiten Stadiums des Kochprozesses darstellt;
13 eine perspektivische Ansicht des Außengehäuses der Verkaufsmaschine ist;
14 eine Querschnittsansicht durch die elektromechanische lineare Betätigungseinrichtung ist;
15 eine schematische Ansicht ähnlich zu 11 ist, die den Luftstrom durch ein spezielles Lebensmittelprodukt darstellt;
16 eine perspektivische Ansicht von einem Behälter mit einer gitterförmigen Überbrückung seiner oben offenen Seite ist;
17 eine perspektivische Ansicht des Bodens von dem in 16 dargestellten Behälter ist;
18 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 18-18 von 16 ist; und
19–21 Querschnittsansichten ähnlich zu 18 sind, die schematisch das fortschreitende Erhitzen einer Folie darstellen, die den Behälter abdichtet, um das Lebensmittelprodukt in dem Behälter freizulegen.
Es werden Bezugszahlen verwendet, um gleiche Teile in den verschiedenen Figuren der Zeichnung zu kennzeichnen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführung
Auf die 1, 4, 7 und 13 der Zeichnungen Bezug nehmend, bezeichnet die Zahl 10 allgemein eine Verpackungseinheit, die durch eine Verpackungseinheit-Handhabungsvorrichtung 40 in einen und aus einem Ofen 70 in einer Verkaufsmaschine 200 bewegt wird. Wie hierin später ausführlicher erläutert wird, werden eine elektromagnetische Strahlungsquelle 90 und eine Zirkulationsvorrichtung 100 für das Erhitzen eines Lebensmittelprodukts 30 verwendet, das durch einen Verbraucher nach dem Einzahlen des Kaufpreises für das Lebensmittelprodukt in der Verkaufsmaschine 200, die in 13 dargestellt ist, ausgewählt wird. Wie am besten in 13 dargestellt, ist die Verkaufsmaschine 200 vorzugsweise dazu ausgestaltet, um zum Beispiel einen Kunden innerhalb von eineinhalb bis zwei Minuten mit einem heißen Lebensmittelprodukt 30 zu bedienen. In den dargestellten Ausführungen können die Lebensmittelprodukte 30 zum Beispiel Pommes Frites, Geflügelstücke, Pizza und Sandwiches mit Meeresprodukten sein.
Die Verkaufsmaschine 200 ist in einem Umhüllungsgehäuse montiert, das eine Rückwand 201, beabstandete Seitenwände 202 und 204, eine Vorderwand 205, eine obere Wand 206 und eine untere Wand 208 aufweist. Die Vorderwand 205 ist vorzugsweise schwenkbar an der Seitenwand 202 angebracht und mit einem schlüsselbetätigten Schloss 210 versehen, das die Vorderwand 205 in einer geschlossenen und verriegelten Position sichert, um einen unbefugten Zugang zu dem Inneren des Gehäuses zu verhindern. Ein Geldaufnahmemechanismus 212, der dazu ausgestaltet ist, um sowohl Münzen als auch Geldscheine aufzunehmen, ist an der Vorderwand 205 zusammen mit einem Münzrückgabeschlitz 214 für die Rückgabe von Wechselgeld an den Kunden montiert.
Auswahltasten 216, 218, 220 und 222 sind an der Vorderwand 205 für die Verwendung durch den Kunden angebracht, um das Lebensmittel auszuwählen, das erhitzt und durch einen Ausgabedurchgang 224, der durch eine Schutztür 225 verschlossen ist, abgegeben werden soll. Produkterkennungstafeln 215, 217, 219 und 221 sind den Auswahltasten 216, 218, 220 bzw. 222 zugeordnet, um den Kunden zu informieren, welches Lebensmittel durch Berühren einer der Auswahltasten ausgewählt werden kann. Die Erkennungstafel 215 ist mit einer grafischen Darstellung von Pommes Frites versehen, wodurch die Nutzung der Verkaufsmaschine 200 durch Personen ermöglicht, die eine spezielle Sprache nicht sprechen oder lesen können. Zusätzliche Angaben, einschließlich Wörter, Zahlen oder anderes und grafische Darstellungen können auf jede der Tafeln 215, 217, 219 und 221 aufgetragen sein.
Eine Gewürzaufnahmekammer 209 ist für das Aufnehmen von Verpackungseinheiten von Salz, Pfeffer, Zucker, Ketchup, Senf und Barbecue-Sauce vorgesehen.
Wie hierin später ausführlicher erläutert wird, ist ein Lagergehäuse für gekühlte Lebensmittel 170 vorzugsweise im unteren Bereich des Inneren des Umhüllungsgehäuses 200 angebracht, und eine Verpackungseinheit-Handhabungsvorrichtung 40 sowie ein Ofen 70 sind darüber angeordnet und dazu ausgestaltet, die ausgewählten Verpackungseinheiten von Lebensmittelprodukten aus dem Fach für gekühlte Lebensmittel 170 aufzunehmen, die durch einen Elevator 180 transportiert werden.
Jede Auswahltaste 216, 218, 220 und 222 ist vorzugsweise mit einer elektrischen Schaltung verbunden, die dazu ausgestaltet ist, eine Folge von Ereignissen einzuleiten, vorausgesetzt, dass die Bezahlung für das Lebensmittel 30 in den Geldaufnahmemechanismus 212 erfolgt ist. Wie hierin später ausführlicher erläutert wird, zeigt die Berührungs-Auswahltaste 220 an, dass Pizza, die grafisch auf der Produkterkennungstafel 219 dargestellt ist, abgegeben werden soll. Ein Behälter 10, der Pizza enthält, wird automatisch aus dem Kühllagerungsfach 170 auf einen Elevator 180 bewegt und der Handhabungsvorrichtung für die Verpackungseinheit 40 zugeführt, welche die Verpackungseinheit 10 zu dem Ofen 70 zum Erhitzen bewegt und dann das erhitzte Produkt 30 durch den Ausgabedurchgang 224 abgibt, der dem Kunden durch das Anheben der Tür 225 zugänglich ist.
Die elektrische Schaltung, die das Erhitzen des ausgewählten Lebensmittelprodukts 30 steuert, enthält vorzugsweise drei programmierte Elemente für das Bewirken eines vorbestimmten Typs der Erhitzung für ein vorprogrammiertes Zeitintervall für das ausgewählte Lebensmittelprodukt. Die programmierbare Schaltung enthält zum Beispiel vorzugsweise Vorrichtungen, um den Heizzyklus durch Koordinieren mit der Position des ausgewählten Lebensmittels in dem Lagerfach 170, einem Strichcode oder einem anderen lesbaren Mechanismus auf der Verpackungseinheit und Symbolen zu programmieren, die auf den oder in der Nähe der Auswahltasten 215 bis 221 für den Benutzer hinsichtlich der Tastenberührung angeordnet sind. Aus den vorhergehenden Ausführungen sollte es leicht erkennbar sein, dass das Berühren einer der Auswahltasten 216, 218, 220 oder 222 auf der Basis einer visuellen Auswahl eines Lebensmittels, das grafisch auf den Produkterkennungstafeln 215, 217, 219 oder 221 dargestellt ist, eine programmierte Folge einleitet, um den Heizzyklus für das ausgewählte Lebensmittelprodukt 30 zu steuern.
Die Verpackungseinheit 10, die am besten in den 7 und 8 dargestellt ist, umfasst eine röhrenförmige Umhüllung 12 mit offenen Enden 13a und 13b. Die Umhüllung 12 wird durch eine Oberseite 14, einen Boden 15 und die Seitenwände 16a und 16b gebildet, welche Umfangskanten aufweisen, die verbunden sind, um einen inneren Hohlraum 17 für einen Behälter 18 zu bilden. Der Boden 15 ist schmaler als die Oberseite 14, und die Seitenwände 16a und 16b sind zu den vertikalen Ebenen geneigt.
Der Behälter 18 ist eine oben offene Schale, die durch die Seitenwände 20 und 21, welche Endwände 22 und 23 aufweisen, die zwischen den gegenüberliegenden Enden davon angebracht sind, und eine Bodenwand 24 gebildet wird. Versteifungsrippen 25 oder andere geeignete Vorsprünge erstrecken sich von der Bodenwand 24 nach oben, um ein Lebensmittelprodukt 30 abstützend zu halten, das von der Bodenwand 24 beabstandet ist, um einen Raum vorzusehen, der einen Pfad 28 bildet, welcher sich zwischen der unteren Oberfläche 31 des Lebensmittelprodukts 30 und der oberen Oberfläche 25a der Bodenwand 24 des Behälters 18 erstreckt.
Die Verpackungseinheit 10 trägt das Lebensmittelprodukt 30 in dem oben offenen Behälter 18, der in die röhrenförmige Umhüllung 12 eingeschlossen ist, die vorzugsweise aus Zellulose oder aus einem anderen Material mit schlechter Leitfähigkeit besteht. Das Lebensmittelprodukt 30 ist in dem Gehäuse 170 in dem Behälter 18 innerhalb der Umhüllungsabdeckungen 12 gelagert. Der Behälter 18 wird vor dem Erhitzen des Lebensmittelprodukts 30 aus der Umhüllung 12 herausgezogen. Dann werden das Lebensmittelprodukt 30 und der Behälter 18 in die Umhüllung 12 zurückgeführt, um die Wärme in dem Lebensmittel zu erhalten, bis die Verpackungseinheit 10 durch den Kunden geöffnet wird.
Es sollte leicht zu erkennen sein, dass das Kühlen des Lebensmittelprodukts 30 nicht notwendig ist, wenn das Lebensmittelprodukt 30 nicht leichtverderblich ist oder wenn die Verpackungseinheit 10, die das Lebensmittelprodukt enthält, behandelt worden ist, um zu gewährleisten, dass das Lebensmittelprodukt 30 eine ausreichende Lagerfähigkeit aufweist. Das Gehäuse 170 kann gekühlt oder in Fächer unterteilt sein, von denen einige, je nach der Art des durch die Verkaufsmaschine 200 abzugebenden Lebensmittelprodukts, gekühlt sind.
Die relativ nichtleitende Umhüllung 12 dient als eine bequeme Halterung für den heißen Behälter 18 und das Lebensmittel 30.
Die Abdeckung für den Behälter 18, der einen Rand 19 aufweist, welcher rund um den Umfang der oberen Kanten der Wände 20, 21, 22 und 23 verläuft, wird durch die Oberseite 14 der Umhüllung 12 gebildet, um einen Überschiebedeckel zur Verfügung zu stellen, der die offene Oberseite des Behälters 18 abdeckt und der zum Erhitzen abgenommen werden kann und der anschließend eine isolierte kühle Handhabung des heißen Produkts 30 durch Umschließen des Randes 19 des Behälters 18 gewährleistet.
In 9 bezeichnet das Bezugszeichen 18a allgemein eine modifizierte Form des Behälters, der einen Suszeptorstreifen 27 aufweist, der in der Nähe des Bodens 24 des Behälters angeordnet ist, welcher daran ausgebildete Rippen 25 hat. Die Beschichtung des Suszeptorstreifens 27 ist aus Polyethylenterephthalat gebildet und ist kommerziell von einer Vielzahl von Bezugsquellen erhältlich, einschließlich von Frigigold, England, und wird für die Verwendung für Mikrowellen-Kochgeschirr aus wiederverwendbarem Kunststoff oder Karton in einem empfohlenen Temperaturbereich bis zu 450°F empfohlen. Der Suszeptorstreifen 27 wird durch die Mikrowellenenergie schnell erhitzt, bis er eine maximale Temperatur von zum Beispiel 350°F erreicht, und der Temperaturpegel wird aufrechterhalten, um Strahlungshitze und leitende Bodenhitze für das Lebensmittelprodukt 30 zur Verfügung zu stellen.
In der Ausführung des Behälters 18, der in 10 dargestellt ist, ist eine Schicht 29 eines speziellen Lebensmittelprodukts, wie beispielsweise Nudelstreifen oder Kartoffelscheiben, zwischen der Bodenwand 24 des Behälters 18 und der unteren Oberfläche des Lebensmittelprodukts 30 angeordnet. Wenn die Schicht 29 aus Kartoffelscheiben besteht und das Produkt 30 ein Fleischprodukt ist, kommen die Säfte, die von der unteren Oberfläche des Lebensmittelprodukts 30 abtropfen, mit der Schicht 29 in Berührung und werden von ihr aufgenommen, um das Kochen sowohl der Kartoffelscheiben als auch des Fleischprodukts zu verbessern. Die flüssigen Säfte verbessern den Geschmack und das Aussehen der Kartoffeln, wobei die Zirkulation der Luft durch die Durchgänge 28 zwischen den Kartoffelscheiben zu einem gesteuerten Trocknen und zu einer Verdampfung der Feuchtigkeit von der Unterseite des Lebensmittelprodukts 30 führt, um eine annehmbare Struktur, einen annehmbaren Geschmack und Geruch sowie ein annehmbares Aussehen zu erzielen, die besser sind, als es in den dem Stand der Technik entsprechenden Mikrowellenofen erreicht wird.
Wie in den 15–21 dargestellt ist, kann das Lebensmittelprodukt 30a aus speziellem Material bestehen, wie zum Beispiel Scheiben von Bratkartoffeln. Ein gewellter Suszeptorstreifen 27 ist in der Nähe des Bodens 24 angeordnet, um Rippen 25 auszubilden. Da der Suszeptorstreifen 27 durch die Mikrowelle steuerbar erhitzt wird und Teile der sich nach oben erstreckenden Rippen 25 die untere Oberfläche des Lebensmittelprodukts berühren, simuliert die Struktur einen Grillvorgang und ermöglicht es den Säften, in den Bereich zwischen den Rippen zu fließen.
Der Behälter 18b, der in 15 dargestellt ist, ist mit einem Bogen 27a einer wärmeschrumpfbaren Folie versehen, die zum Abdichten des Lebensmittelprodukts 30a in dem Behälter 30b an den Rand 19a geklebt ist. Ein Bogen 27a, der vorzugsweise aus polymeren Verbindungen und Materialien hergestellt ist, zum Beispiel aus synthetischen thermoplastischen Harzen des Typs, wie er kommerziell von E.I. DuPont de Nemours and Co., Wilmington, Delaware, zur Verfügung steht, wird verwendet, um eine Polyesterfolie zu bilden, die schmilzt, wenn sie mit Luft bei einer Temperatur von weniger als 400°F in Berührung kommt, was zur Folge hat, dass die Folie 27a perforiert wird und sich in Richtung zu dem Rand 19 hin aufrollt, der sich rund um den Umfang des Behälters 18b erstreckt. Die kohäsive Eigenschaft des Polyestermaterials verhindert, dass es in den Lebensmittelbehälter tropft. Es sollte leicht zu erkennen sein, dass durch die Verwendung der Polyesterfolie 27a eine Abdichtung zur Verfügung gestellt wird, die ein Verderben des Lebensmittelprodukts 30a über einen längeren Zeitraum in einem Kühlschrank oder in einem Gefrierschrank verhindert.
Ein perforiertes Gitter oder Gitternetz 27b, dargestellt in 16 und in den 18–21, kann zwischen der oberen Oberfläche des Randes 19 und der unteren Oberfläche des Bogens 27a angeordnet werden. Die Schenkel 27c und 27d, die sich über die Oberseite des Behälters 18b erstrecken, stützen die Folie 27a, um zu gewährleisten, dass Teilbereiche der Folie 27a nicht nach unten fallen, um das Lebensmittelprodukt in dem Behälter 18b nicht zu berühren.
Wie schematisch in den 18–21 dargestellt ist, sind die Folie 27a und das Gitternetz 27b an den Rand 19, der sich rund um den Umfang der offenen Oberseite des Behälters 18b erstreckt, geklebt oder in anderer Weise dichtend daran befestigt, um ein Austrocknen zu verhindern und um das Lebensmittelprodukt 30 in dem Behälter 18b in anderer Weise zu schützen. Das Lebensmittelprodukt 30 ist auf dem Suszeptorstreifen 27 gelagert, der sich nach oben erstreckende Vorsprünge 25 aufweist, die daran ausgebildet sind, um die untere Oberfläche des Lebensmittelprodukts 30 über dem Boden des Behälters 18b beabstandet zu halten, um Luftdurchgänge dazwischen zu bilden, wie es hierin vorher beschrieben ist.
Wie in 19 dargestellt ist, bewirkt das Auftreffen der Luftströmung 28a auf die obere Oberfläche der Folie 27a, dass ein mittlerer Bereich der Folie 27a perforiert und eine Öffnung 27a' in einem mittleren Bereich der Folienzwischenkanten des Behälters 18b gebildet wird.
Wie in 20 dargestellt ist, wird die Öffnung 27a' vergrößert, wenn Wärme zu der Folie 27a übertragen wird, wobei diese dazu tendiert, zurückzurollen, wie es bei 27a'' dargestellt ist, wenn das Folienmaterial schrumpft und verzerrt wird.
Wie in 21 der Zeichnungen dargestellt ist, bewirkt die Wärme, die zu der Folie 27a übertragen wird, dass sich die schmelz- und schrumpfbare Folie 27a in die Position zurückzieht, die mit 27a''' bezeichnet ist, wodurch die obere Oberfläche des Lebensmittelprodukts 30 in dem Behälter 18b freigelegt wird.
Es sollte erkennbar sein, dass der Behälter 18b vorzugsweise in einer röhrenförmigen Umhüllung 12 des Typs gelagert wird, wie er hier vorher beschrieben wurde, um eine Perforation der Abdichtfolie 27a während der Handhabung des Behälters beim Transport zu dem Vorratslagergehäuse 170 zu verhindern. Wie hier nachfolgend ausführlicher erläutert, wird, nachdem der Behälter 18b in eine Wärmeaustauschrelation mit der Strömung 128a aus erhitzter Luft bewegt worden ist, der von der Luftzirkulationsvorrichtung 100 ausgestoßen wird, der Behälter 18b vor dem Abgeben des Lebensmittelprodukts an den Kunden wieder in die röhrenförmige Umhüllung 12 eingesetzt, so dass der heiße Behälter 18b und das Lebensmittelprodukt 30 darin durch den Kunden gehandhabt werden können und die Notwendigkeit des Bereitstellens von "Heizkissen" oder einer anderen Vorrichtung für das Handhaben des heißen Behälters ausgeschlossen wird.
Wie am besten in 1 und 14 dargestellt ist, weist die Verpackungseinheit-Handhabungsvorrichtung 40 eine Behälter-Beschickungsvorrichtung 50 und eine Behälter-Entleerungsvorrichtung 60 auf. Die Beschickungsvorrichtung 50 und die Entleerungsvorrichtung 60 weisen im Wesentlichen die gleiche Konstruktion auf, und sie enthalten die Motoren 51a bzw. 51b, die antreibend durch Synchron-Treibriemen 52 mit dem Ende von Antriebsspindeln 56 verbunden sind. Jede Antriebsspindel 56 hat Gewinde, die auf ihrer Außenfläche ausgebildet sind und die mit dem Innengewinde der Antriebsmutter 55 eingreifen, die sich linear entlang der Antriebsspindel 56 bewegt, wenn sich die Antriebsspindel dreht. Der Schub wird von der Antriebsmutter 55 zu einem Übergangsrohr 57 übertragen. Die gesamte Baugruppe der Spindel 56 und der Mutter 55 ist gegen Verschmutzung und Umweltelemente durch ein Abdeckungsrohr 58 und eine End-Abstreifdichtung 59 geschützt. Rotations-Drucklager 54 gestatten der Spindel 56 unter Belastungsbedingungen eine freie Drehung.
Die elektromechanischen linearen Betätigungseinrichtungen 50 und 60 sind kommerziell von Jasta Inc., San Jose, Kalifornien, und von der Dayton Electric Manufacturing Co., Chicago, Illinois, erhältlich und sind nicht Bestandteil der Erfindung, außer in der beanspruchten Kombination.
Die Motoren 51a und 51b sind vorzugsweise Synchrongetriebe-Motoren mit veränderlicher Drehzahl und Drehrichtung. Es sollte leicht zu erkennen sein, dass die Motoren 51a und 51b das Drehmoment über den Riemen 52 übertragen, um die Antriebsspindel 56 zu drehen. Die Drehung der Antriebsspindel 56 bewirkt, dass die Antriebsmutter 55, die an dem inneren Ende des Übergangsrohrs 57 befestigt ist, das Übergangsrohr 57 so bewegt, dass das Rohr 57 in Bezug auf das Abdeckungsrohr 58 ausgefahren oder zurückgezogen wird.
Wie schematisch in 5 der Zeichnungen dargestellt ist, ist die elektromechanische Betätigungseinrichtung 60 mit einer daran angebrachten Räumerplatte 57b schwenkbar zwischen einem Paar von Haltern 60a angebracht und wird durch einen Magneten 60b, der mit einem Betätigungsarm 60c verbunden ist, der an dem Abdeckungsrohr 58 des Betätigungseinrichtung 60 angebracht ist, in einer vertikalen Ebene hin- und herbewegt.
Wenn sich die Räumerplatte 57b in ihrer zurückgezogenen Ausgangsposition befindet, die bei 57b in 5 in gestrichelter Kontur dargestellt ist, ist die Räumerplatte 57b vorzugsweise in einem Höhenabstand über dem Behälter 18 positioniert, so dass, wenn das Verschiebungsrohr 57 bis zu der Position ausgefahren ist, die durch eine durchgehende Kontur gekennzeichnet ist, sich die Unterkante 57b über die Oberkante des Behälters 18 bewegt. Wenn die Räumerplatte 57b die in 5 dargestellte Position erreicht, die durch eine durchgehende Kontur gekennzeichnet ist, wird der Magnet 60 betätigt, um die Räumerplatte 57b nach unten bis auf eine Höhenlage unterhalb des Randes zu bewegen, der sich rund um den Behälter 18 erstreckt, so dass, wenn das Verschiebungsrohr 57 bis auf die Position der gestrichelten Kontur zurückgezogen ist, der Behälter 18 durch den Durchgang 48 zu dem Produktführungsbauteil 46 und in das Innere der röhrenförmigen Umhüllung 12 zurückgeführt wird. Nachdem der Behälter 18 in der röhrenförmigen Umhüllung 12 abgesetzt ist, wird der Magnet 60b erneut betätigt, um die Räumerplatte 57b auf eine Position über der oberen Kante der Öffnung 48 anzuheben, so dass die Stoßplatte 57a betätigt werden kann, um den nächsten Behälter 18 in den Ofen zu bewegen.
Eine Fördereinrichtung 65 enthält einen flexiblen Gurt 66, der sich um eine Antriebsrolle 66a und eine angetriebene Rolle 25 66b erstreckt, wobei die Antriebstrolle 66a durch einen Motor 68 mit veränderbarer Drehzahl und Drehrichtung angetrieben wird.
Die Beschickungs-Fördereinrichtung, allgemein mit dem Bezugszeichen 42 gekennzeichnet, weist ein Paddel 43 auf, das zwischen den Ketten 43a und 43b aufgehängt ist, die sich um Antriebs-Kettenzahnräder erstrecken, welche auf einer durch einen Motor 43d angetriebenen Welle montiert sind. Die Beschickungs-Fördereinrichtung 42 ist zwischen den Führungsbauteilen 44 und 46 montiert. Wie in 5 dargestellt ist, weist das Führungsbauteil 44 ein im Allgemeinen L-förmiges Bauteil auf, das durch im Wesentlichen senkrecht angeordnete Schenkel 44a und 44b gebildet ist, die durch einen Übergangsabschnitt 44c verbunden sind. Das Produktführungsbauteil 44 ist durch eine vordere Befestigungsplatte 42f und eine hintere Befestigungsplatte 42r mit einem zweiten Produktführungsbauteil 46 verbunden. Wie in 1 der Zeichnungen dargestellt ist, ist ein Beschickungs-Antriebsmotor 43d an dem Führungsbauteil 46 angebracht, und das Paddel 43 wird durch die Ketten 43a und 43b zwischen den Führungsbauteilen 44 und 46 bewegt.
Das Produktführungsbauteil 46, das am besten in 5 dargestellt ist, wird durch im Allgemeinen senkrecht angeordnete Schenkel 46a und 46b gebildet, die durch einen Übergangsabschnitt 46c verbunden sind. Ein dritter Schenkel 46d erstreckt sich im Allgemeinen parallel zu dem Schenkel 46b und hat ein Ende, das durch ein Anschlagbauteil 45 an einem Ende des Schenkels 46b angebracht ist. Wie hierin später vollständiger erläutert wird, funktioniert das Anschlagbauteil 45 als ein Anschlag, um die Bewegung der Verpackungseinheit 10 zu begrenzen.
Der Schenkel 46b des Produktführungsbauteils 46 hat einen ersten darin ausgebildeten Durchgang 47, während der Abschnitt 44d einen zweiten darin ausgebildeten Durchgang 48 aufweist. Wie hierin später vollständiger erläutert wird, ist, wenn die Fördereinrichtung 65 die Verpackungseinheit 10 in Berührung mit dem hinteren Anschlag 45 bewegt, das offene Ende 13a der rohrförmigen Umhüllung 12 in der Nähe der Öffnung 47 positioniert, während das offene Ende 13b der Umhüllung 20 in der Nähe des Durchgangs 48 positioniert ist. Wenn der Motor 51a der linearen Betätigungseinrichtung der Beschickungsbaugruppe 50 eingeschaltet ist, bewegen sich das Rohr 57 und die Stoßplatte 57a an dem Ende davon durch den Durchgang 47 und durch das offene Ende 13b der Umhüllung 12, um den Behälter 18 durch das offene Ende 13a der Umhüllung 12 und durch den Durchgang 48 in eine Koch-Kammer in dem Ofen 70 zu bewegen. Nachdem der Behälter 18 in der Koch-Kammer positioniert ist, wird der Motor 51a umgeschaltet und zieht dadurch das Verschiebungsrohr 57 und die Stoßplatte 57a in die Position zurück, die in 1 dargestellt ist.
Nachdem das Produkt 30 in dem Behälter 18 erhitzt ist, wird der Motor 51b der linearen Betätigungseinrichtung der Entleerungsbaugruppe 60 in Betrieb gesetzt, um das Verschiebungsrohr 57 der Entleerungsbaugruppe 60 auszufahren und dadurch die Räumerplatte 57b in die Koch-Kammer über dem Behälter 18 zu bewegen und danach nach unten zu schwenken, um mit dem Rand 19 an der Endwand 21 an dem Behälter 18 einzugreifen. Der Motor 51b wird dann für das Zurückziehen des Rohrs 57 und der Räumerplatte 57b in Betrieb gesetzt, um den Behälter 18 durch den Durchgang 48 und das offene Ende 13a der Umhüllung 12 aus dem Ofen 70 herauszudrücken. Wenn der Motor 68 in Betrieb gesetzt ist, wird das erhitzte Lebensmittelprodukt 30 in dem Behälter 18, das wieder in der Umhüllung 12 positioniert ist, in Richtung auf das Ausgabeende der Fördereinrichtung 65 bewegt.
Die Produktführungsbauteile 44 und 46 sind mit der oberen Oberfläche des Beschickungsbasisbauteils 42a, auf dem die Beschickungsfördereinrichtung 42 und die Ausgabefördereinrichtung 65 montiert sind, verschraubt oder in anderer Weise befestigt.
Der Ofen 70 weist beabstandete Seitenwände 72 und 74, eine Rückwand 76 und eine Vorderwand 78 auf. Die Vorderwand 78 hat eine darin ausgebildete Zugriffsöffnung 79, die durch eine Tür geöffnet oder geschlossen werden kann. Eine Mikrowellensperre ist rund um die Tür 80 herum ausgebildet und dazu ausgestaltet, um den Durchgang von Mikrowellenenergie durch den Raum zwischen dem Umfang der Tür 80 und den Wänden des Ofens 70 zu verhindern. Die obere Wand 71 und die untere Wand 73 schließen das obere und das untere Ende des Ofens 70. Jede Wand des Ofens ist vorzugsweise durch beabstandete Metallbleche ausgebildet, und der Raum zwischen den Blechen ist mit Wärmeisolierungsmaterial gefüllt.
Eine Betätigungseinrichtung 82, die an der Montageplatte 82a angebracht ist, ist über ein Verbindungsglied 84 mit der Tür 80 verbunden, um die Tür 80 bezüglich der Zugriffsöffnung 79 vertikal zu bewegen. Die Betätigungseinrichtung 82 ist vorzugsweise eine elektromechanische Betätigungseinrichtung des in 14 dargestellten Typs und wird durch einen Motor 51a angetrieben.
Bezug auf 1 und 2 der Zeichnungen nehmend, weist die elektromagnetische Strahlungseinrichtung, die in den dargestellten Ausführungen im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 90 gekennzeichnet ist, ein Paar von Magnetronen 92 auf, die mit den Wellenleitern 93 verbunden sind, welche in den Seitenwänden 72 und 74 des Ofens 70 ausgebildet sind. Die Magnetrone 92 liefern elektromagnetische Energie an die Wellenleiter, welche die Energie zu der Koch-Kammer übertragen. Eine bevorzugte Mikrowellenfrequenz ist 2450 MHz. Die Magnetrone 92 sind übliche Vakuumröhren in dem Mikrowellenofen, die elektrische Energie in elektromagnetische Energie innerhalb der Mikrowellenfrequenzspektren umwandeln. Die Wellen der Mikrowellenenergie sind Funkwellen ähnlich, außer dass sie eine höhere Frequenz als Funkwellen und eine niedrigere Frequenz als gewöhnliche Lichtwellen aufweisen. Die Mikrowellenenergie wird über die Wellenleiter 93 von den Magnetronen 92 in die Koch-Kammer 120 geleitet.
Wie in 2 dargestellt ist, sind die Seitenwände 72 und 74 durch beabstandete Bleche 74a und 74b gebildet und Isoliermaterial 74c ist so ausgestaltet, dass es ein Führungsrohr 93 mit einem unteren Ende 94 bildet, das unter einem Winkel 95 bezüglich einer vertikalen Ebene 96 in einem Winkel in der Größenordnung zwischen 15° und 75° geneigt ist. In der dargestellten Ausführung beträgt der Winkel 95 etwa 45°.
Die Zuführung der Mikrowellen-Strahlungswärme erfolgt von zwei Seiten und Winkeln her nach unten in Richtung zu dem Lebensmittel 30 in einem oben offenen Behälter 18. Da der Behälter und das Lebensmittel in dem Behälter die Mikrowelle nicht in bedeutendem Maße reflektiert und da der Raum unter dem Behälter die Mikrowelle zerstreut, die durch den Behälter oder nahe dem Behälter verlauft, wird der Strahl von einem Wellenleiter nicht direkt in den anderen reflektiert, sondern wird zum größten Teil in der Heizkammer zurückgehalten.
Da der Behälter 18 aus nichtmetallischem Material besteht, werden Reflexionen von einem Wellenleiter 93 nicht in den anderen reflektiert, um die Mikrowelle in der Kammer 120 zu halten, um das Lebensmittel 30 effektiver zu erhitzen. Der Behälter ist vorzugsweise aus Material hergestellt, das weniger als 25% der Mikrowellenenergie reflektiert, wobei ein solches Material durch die Mikrowelle erhitzt wird, um die Oberflache des Lebensmittelprodukts dort zu erhitzen, wo es die Oberflache des Behälters berührt.
Die Halterung für die offene Verpackungseinheit reflektiert vorzugsweise weniger als 25% der Mikrowellenenergie.
Die reflektierende Fläche des Bodens 24 des Behälters 18 ist größer als ein Viertel der Wellenlange, für die 2450-MHz-Mikrowelle ein Viertel von 13 cm, unter der Fläche des Lebensmittels, das erhitzt wird. Der Winkel und die Entfernung reduzieren die stehenden Wellen in dem kleinen Heizhohlraum.
Eine Röhre 103 ist über ein Ventil 103a mit einer Zuführung von Wasser oder Dampf verbunden, die für das Liefern eines Sprühnebels von Wasser oder Dampf in die Luftklimatisierungs-Kammer 115 zur Steuerung der relativen Feuchtigkeit und des Taupunktes der Luft, die durch die Luftklimatisierungs-Kammer 115 und die Koch-Kammer 120 zirkuliert, verwendet werden kann.
Bezug auf 2, 3 und 4 der Zeichnungen nehmend, weist die Luftzirkulationsvorrichtung, allgemein durch Bezugszeichen 100 bezeichnet, ein Gebläsegehäuse 102 mit einer Einlassöffnung 104 und einer Auslassöffnung 106 auf. Wie in 2 und 4 dargestellt ist, hat das Gebläsegehäuse 102 die Form einer Spirale, und ein Luftkammerbereich 108 ist in der Nähe der Auslassöffnung 106 ausgebildet.
Ein Radialgebläserad 110 saugt Luft axial durch die Einlassöffnung 104 und stößt Luft radial durch den Luftkammerbereich 108 und die Auslassöffnung 106 aus.
Ein Heizelement 112, das Spulen 113 einer ersten Stufe und Spulen 114 einer zweiten Stufe aufweist, ist angebracht, um die Luft zu erhitzen, die in das Gebläsegehause 102 gesaugt wird.
Wie am besten in 3 der Zeichnungen dargestellt ist, ist das Innere des Gehäuses 70 durch eine perforierte Platte 75 geteilt, um eine Luftklimatisierungskammer 115 und eine Koch-Kammer 120 zu bilden. Die perforierte Platte 75 ist aus einem metallischen Material hergestellt und hat Perforationen 76 mit relativ kleinen Öffnungen, die mehr als 50% des Oberflächenbereichs einnehmen. Das perforierte Metallblech 75 verhindert, dass Mikrowellenenergie in die Luftklimatisierungs-Kammer 115 gelangt.
Wie am besten in 3 der Zeichnungen dargestellt ist, ist die erste Stufe der Spulen 113 in der Luftklimatisierungs-Kammer 115 25 außerhalb des Gebläsegehäuses 102 angebracht, während die zweite Stufe der Spulen 114 innerhalb des Gebläsegehäuses 102 montiert ist. Die Endstücke 112a und 112b des Heizelementes 112 können an eine geeignete Elektrizitätsquelle angeschlossen werden.
Wie am besten in 4 der Zeichnungen dargestellt ist, ist eine Montageplatte 116 mit einer in ihrem Umfang ausgebildeten Einkerbung 117 und einer mittleren Öffnung 118 an dem Gebläsegehäuse 102 verschraubt oder in anderer Weise daran angebracht, um das Heizelement 112 zu halten. Die Platte 116 ist in zwei Teilen ausgebildet, die entlang einer Trennlinie 119 verbunden werden können.
Wie in 3 dargestellt ist, ist das Gebläse 110 auf einer Welle montiert, die über eine Kupplung 111 durch einen Motor 110a angetrieben wird.
Die Spulen 109 einer dritten Stufe des Heizelements sind in dem Luftkammerbereich 108 des Gebläsegehäuses 102 angebracht und so positioniert, dass die Luft, die radial von dem Gebläse 110 geliefert wird, sofort erhitzt wird, bevor sie durch die Auslassöffnung 106 ausgestoßen wird. Es sollte leicht zu erkennen sein, dass nur die Spulen 109 aktiviert werden können, während die Spulen 113 und 114 sich außer Betrieb befinden, wenn das je nach den Erhitzungsanforderungen eines speziellen Lebensmittelprodukts als zweckmäßig erscheint.
Ein Luftabgabekanal, der allgemein mit dem Bezugszeichen 125 gekennzeichnet ist, ist an der Luftkammer 108 befestigt, um Luft von der Auslassöffnung 106 aufzunehmen.
Wie am besten in 3 und 4 der Zeichnungen dargestellt ist, weist die Luftabgabevorrichtung 125 einen konischen Kanal auf, der durch eine perforierte Platte 126 gebildet wird, die eine Anordnung von darin ausgebildeten Durchgängen hat, die mit den Röhren 128 in Verbindung stehen. Eine Vorderwand 130 und eine Rückwand 132 erstrecken sich von der perforierten Platte 126 nach oben und stellen eine Verbindung zwischen den Seitenwänden 134 und 136 dar. Eine geneigte obere Wand 138 erstreckt sich zwischen der Vorderwand 130 und einem Flansch 140, der das untere Ende der Luftkammer 108 umgibt und die Auslassöffnung 106 von dem Gebläsegehäuse 102 umschließt.
Wie in 3 der Zeichnungen dargestellt ist, erstrecken sich Luftablenkplatten 143 zwischen den Seitenwänden 134 und 136 des konischen Kanals, um die Luft entlang der Länge des Inneren von dem konischen Kanal zu verteilen.
Die Luftabgabevorrichtung 125 ist mittels eines Lagerzapfens 142, der sich durch die ausgerichteten Öffnungen 144 in dem Flansch 140 erstreckt, schwenkbar an dem Kanal 108 angebracht. Der Lagerzapfen 142 erstreckt sich in eine Öffnung 145, die in dem Halter 146 auf der Welle 148 ausgebildet ist, welche sich in die Öffnung 149 in einem Verbindungsglied 150 erstreckt. Das Verbindungsglied 150 weist einen darin ausgebildeten länglichen Schlitz 152 auf, in den sich ein Zapfen 154 der Kurbel 155 erstreckt.
Der Kurbelarm 155 hat eine Öffnung, welche eine über ein Untersetzungsgetriebe 161 durch einen Motor 160 angetriebene Antriebswelle aufnimmt.
Ein Radialgebläse 110 stößt seine Höchstgeschwindigkeitsluft von dem äußeren Bereich der Spirale nach unten durch geformte Öffnungen in den Röhren 128 aus, damit sie auf ein schmales Lebensmittelprodukt 30 in dem oberen offenen Behälter 18 auftrifft.
Der Luftabgabekanal 125 wird relativ zu dem Produkt 30 bewegt, um eine gleichmäßige Überdeckung durch die Luftströmungen zu erreichen. Wie am besten in 11 und 12 dargestellt ist, bewirken die Seiten 22 und 23 des Behälters 18, dass ein Teil der Luftströmung abgelenkt wird, um die Seiten und den Boden 31 des Produkts 30 in dem Behälter zu erhitzen. Die Bewegung führt die Luftströmung nahe einer Seite des Behälters in der Nähe der Seitenwand 23 zu, so dass Teile der Luftströmungen abwechselnd den gegenüberliegenden freiliegenden Seiten des Produkts 30 zugeführt werden und bewirkt wird, dass die seitliche Strömungen durch lose Stapel von Lebensmittelprodukten 30 wechselt, wie zum Beispiel geringelte oder zufällige Längen von Pommes Frites. Diese wechselnde Seitenluftströmung durch die Pfade 28 zwischen den Stützrippen 25 strömt unten durch und erhitzt die Unterseite 31 von unregelmäßig geformten Produkten, wie zum Beispiel nicht entbeinte Hähnchenstücke.
Die Effektivität der Seitenweg-Lufterhitzung der unteren Flächen 31 kann durch Rippen 25 erhöht werden, um Luftdurchgänge unter flachen Produkten zur Verfugung zu stellen.
Ferner stellt die sich bewegende Luftabgabevorrichtung 125 sich bewegende, reflektierende Oberflächen zur Verfügung, die als Verteiler dienen, um die Verteilung der Mikrowellenenergie in der Koch-Kammer 120 zu unterstützen.
Die Kombination von ausgedehnten Öffnungen durch die Röhren 128 und den oben offenen Behälter 18 wird ein Luftaustrittspfad 129 zur Verfügung gestellt, wobei die Öffnung in einen optimalen Abstand von dem Produkt 30 gebracht wird. Es sollte bemerkt werden, dass sich die oberen Kanten der Seiten 20 und 21 und die Enden 22 und 23 des Behälters 18 über die Höhe des darin enthaltenen Produkts 30 hinaus erstrecken, um die Luftströmung zwischen der unteren Fläche 31 des Produkts 30 und dem Boden 24 des Behälters 18 zu verstärken.
Wie in 2 der Zeichnungen dargestellt ist, treffen die Luftströmungen, die von dem Luftabgabekanal 125 über die hohlen Luftabgaberöhren 128 abgegeben werden, auf die obere Fläche eines Lebensmittelprodukts 30 in dem Behälter 18. Die verbrauchte Luft bewegt sich durch den Raum 129 zwischen den Röhren 128, wie in 11 und 12 dargestellt ist. Die verbrauchte Luft bewegt sich in der Nahe der Leitbleche 162 nach oben und wird dann durch eine gekrümmte Fläche 164 entlang eines Pfades zwischen dem Leitblech 162 und dem Leitblech 166 in Richtung zu den Schmutzsammelpfannen 165 nach unten geleitet. Die Schmutzsammelpfannen 165 sind vorzugsweise abnehmbar angebracht, und sie werden bei einer Temperatur gehalten, die niedriger ist als die Temperatur jeder anderen Fläche in dem Ofen 70, um zu bewirken, dass die sehr feinen, rauchartigen Partikel in der sich bewegenden Luft an der kältesten Flache in dem Rezirkulationspfad gesammelt werden. Von den Schmutzpfannen 165 wird die rezirkulierende Luft zwischen der Außenfläche des Leitblechs 166 und dem Blech 74b der Seitenwand 74 durch in der perforierten Platte 75 ausgebildete Durchgange nach oben geleitet.
Die Leitbleche 162 und 166 sind vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das für Mikrowellenenergie relativ durchlässig ist. Um sicherzustellen, dass die Schmutzsammelpfannen 165 kühler gehalten werden als die anderen Flächen in dem Ofen 70, können die Pfannen durch Außenluft oder Wasser gekühlt sein, um das Ansammeln des Aerosols aus der rezirkulierenden Luft zu 10 erleichtern.
Aus den vorhergehenden Ausführungen sollte leicht zu erkennen sein, dass das offenbarte Verfahren zum Steuern der Temperatur und der Oberflächenstruktur eines Lebensmittel produkts, das aus einer Verkaufsmaschine 200 ausgegeben werden soll, allgemein die Ausgabe eines geeignet verpackten und konservierten Lebensmittelprodukts aus einem Lagerfach 170 zu einem Ofen 70 umfasst. Die Verpackungseinheit 10 wird durch das hintere Anschlagbauteil 45 in eine vorbestimmte Beziehung zu den linearen elektromechanischen Betätigungseinrichtungen 50 und 60 und zu der Zugriffsöffnung 79 positioniert, die mit der Koch-Kammer 120 in dem Ofen 70 in Verbindung steht.
Die Betätigung der Betätigungseinrichtung der Beschickungsvorrichtung 50 bewirkt eine Bewegung der Stossplatte 57a durch die röhrenförmige Umhüllung 12, um den Behälter 18 aus der Umhüllung 12 heraus und in die Koch-Kammer 120 zu stoßen. Die Strömungen 28a der Luft, die durch die Röhren 128 der Luftzirkulationsvorrichtung 100 ausgestoßen werden, schmelzen und schrumpfen die Folie 27a, um das Lebensmittelprodukt 30 in dem oben offenen Behälter 18 freizulegen.
In der in 15 dargestellten Ausführung werden eine Luftströmung oder mehrere Luftströmungen 128a, nachdem bewirkt wurde, dass das Lebensmittelprodukt 30a in dem Behälter 18 freigelegt wurde, durch die offene Oberseite des Behälters 18b zugeführt. Wenn es sich bei dem Lebensmittelprodukt 30a in dem Behälter um Streifen oder Scheiben von Nudeln, Kartoffeln oder eines anderen speziellen Materials handelt, wird die Luftströmung 128a durch das gestapelte Material in Wärmeübertragungsrelation mit der Oberfläche der Stücke des Lebensmittelprodukts zugeführt.
Wenn das Lebensmittelprodukt 30 ein fester Artikel ist, wie es in 11 und 12 durch das Bezugszeichen 30 gekennzeichnet ist, wird der Luftabgabekanal 125 vorzugsweise hin- und herbewegt, und dadurch wird erreicht, dass die Luftströmungen 128a und 128b sich über die Oberfläche des Lebensmittelprodukts zwischen seinen Seitenkanten bewegen, so dass die Bereiche des gesteuerten Luftdrucks abwechselnd in der Nähe der gegenüberliegenden Seiten des Produkts 30 so gebildet werden, dass die temperaturgesteuerte Luft durch den Durchgang 28 zwischen der unteren Fläche 31 des Lebensmittelprodukts und der oberen Fläche 25a des Bodens 24 des Behälters 18 strömt.
Nachdem die Oberfläche des Lebensmittelprodukts 30 durch die Luftströmungen 128a und 128b erhitzt wurde, bewirkt die Rezirkulationsluft, dass das örtliche Erhitzen des Produkts durch die von den Magnetronen 92 gelieferte Mikrowellenenergie begrenzt wird. Spitzen und dünne Bereiche des Produkts, die durch die Mikrowellenenergie schnell erhitzt werden, können tatsachlich die Wärme in die Luft der Strömungen 128a und 128b zerstreuen, um ein Abkühlen von bestimmten Teilbereichen des Lebensmittelprodukts zu gewährleisten.
Nachdem das Lebensmittelprodukt 30 in dem Behälter 18 ausreichend erhitzt ist, wird die Luftströmung durch die Luftzirkulationsvorrichtung 100 beendet, die Magnetrone 92 werden abgeschaltet und die Gebläsebetätigungseinrichtung 82 wird eingeschaltet, um die Tür nach oben in die Position zu bewegen, die in 1 dargestellt ist. Die elektromechanische Betätigungseinrichtung der Entleerungsvorrichtung des Behälters 60 wird dann betätigt, um die Räumerplatte 57b aus der Position, die in 5 als gestrichelter Umriss dargestellt ist, in die Position zu bewegen, die als durchgehender Umriss dargestellt ist. Die Räumerplatte 57b wird dann abgesenkt und zurückgezogen, um den Behälter 18 aus dem Ofen heraus zu bewegen und den heißen Behälter und das darin befindliche Lebensmittel wieder in der röhrenförmigen Umhüllung 12 zu positionieren.
Nachdem das erhitzte Lebensmittelprodukt und der Behälter 18 in die röhrenförmige Schutzumhüllung 12 bewegt worden sind, wird die Fördereinrichtung 65 eingeschaltet, um das erhitzte Lebensmittelprodukt in Richtung zu dem Ausgabedurchgang 124 der Verkaufsmaschine 200 zu bewegen, so dass das Produkt für den Kunden durch Öffnen der Schutztür 225 zugänglich ist.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Temperatur und Oberflächen-Textur von einem Produkt (30), das eine obere und eine untere Oberfläche hat, die durch seitliche Oberflächen begrenzt sind, mit den Schritten: Bereitstellen eines Behälters (18), der sich nach oben erstreckende Seiten (20, 21) und einen geschlossenen Boden (24) mit sich nach oben erstreckenden Vorsprüngen (25) aufweist, wobei die sich nach oben erstreckenden Seiten (20, 21) des Behälters obere Kanten haben; Anordnen des Produkts (30) auf den Vorsprüngen (25), so dass die untere Oberfläche des Produkts über dem Boden (24) des Behälters (18) beabstandet ist; Anordnen des Behälters (18) in einer temperaturgesteuerten Atmosphäre; und Ausbilden von Gebieten mit gesteuertem Luftdruck in dem Behälter; dadurch gekennzeichnet, dass sich die obere Oberfläche des Produkts unterhalb der oberen Kanten der sich nach oben erstreckenden Seiten des Behälters befindet, und dass die Gebiete mit gesteuertem Luftdruck abwechselnd in der Nähe zu den sich nach oben erstreckenden Seiten des Behälters gebildet sind, so dass die temperaturgesteuerte Luft in der Nähe zu einer der sich nach oben erstreckenden Seiten des Behälters nach unten, zwischen der unteren Oberfläche des Produkts (30) und dem Boden (24) des Behälters (18), sowie in der Nähe zu der anderen der sich nach oben erstreckenden Seiten (20, 21) des Behälters (18) nach oben strömt.
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem zusätzlichen Schritt: Anwenden von Mikrowellenenergie auf das Produkt (30), um das Produkt zu erhitzen, so dass die Strömung der temperaturgesteuerten Atmosphäre eine lokale Erhitzung des Produkts durch die Mikrowellenenergie begrenzt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Schritt des Ausbildens von Gebieten mit gesteuertem Luftdruck beinhaltet: abwechselndes Ausbilden von beabstandeten Gebieten mit Unterdruck in der Nähe der gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen des Produkts (30).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Ausbildens von Gebieten mit gesteuertem Luftdruck außerdem den Schritt beinhaltet: Leiten von Luft, um abwechselnd in der Nähe zu den sich nach oben erstreckenden Seiten (20, 21) des Behälters (18) zu strömen, um ein Gebiet mit Unterdruck in der Nähe zu einer ersten seitlichen Oberfläche des Produkts (30) und ein Gebiet mit Überdruck in der Nähe zu einer zweiten seitlichen Oberfläche des Produkts zu bilden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Ausbildens von Gebieten mit gesteuertem Luftdruck den Schritt beinhaltet: Leiten von Luft, um abwechselnd in der Nähe von gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen des Produkts (30) zu strömen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Ausbildens von Gebieten mit gesteuertem Luftdruck die Schritte beinhaltet: Liefern einer Luftströmung von einer Luftzirkulationsvorrichtung (100) in Richtung auf das Produkt (30); und Oszillieren der Luftzirkulationsvorrichtung um eine Achse, um zu bewirken, dass sich die Luftströmung relativ zu einer seitlichen Oberfläche des Produkts bewegt, so dass ein Gebiet mit gesteuertem Luftdruck in der Nähe der seitlichen Oberfläche des Produkts gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, mit dem zusätzlichen Schritt: Anwenden von Mikrowellenenergie auf das Produkt, um das Produkt zu erhitzen, wobei die Luftzirkulationsvorrichtung (100, 125) aus Mikrowellen reflektierendem Material hergestellt ist, so dass durch die Oszillation der Luftzirkulationsvorrichtung in der Nähe des Produkts Mikrowellenenergie verwirbelt wird.
Verfahren zur Steuerung der Temperatur und Oberflächen-Textur von einem Produkt (30), das eine obere und eine untere Oberfläche hat, die durch seitliche Oberflächen begrenzt sind, mit den Schritten: Bereitstellen eines Behälters (18), der sich nach oben erstreckende Seitenwände (20, 21) und eine geschlossene Bodenwand (24) mit sich nach oben erstreckenden Vorsprüngen (25) aufweist; Anordnen des Produkts (30) auf den Vorsprüngen (25), so dass die untere Oberfläche des Produkts über der Bodenwand (24) des Behälters (18) beabstandet ist; Anordnen des Behälters (18) in einer temperaturgesteuerten Atmosphäre; und Ausbilden eines Gebiets mit gesteuertem Luftdruck; dadurch gekennzeichnet, dass eine Sammelflächeneinrichtung in der Nähe zu dem Behälter angeordnet ist und dass das Gebiet mit gesteuertem Luftdruck abwechselnd in der Nähe der gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen des Produkts gebildet ist, so dass temperaturgesteuerte Luft in der Nähe zu einer der Seitenwände des Behälters nach unten, zwischen der unteren Oberfläche des Produkts (30) und dem Boden (24) des Behälters (18), sowie in der Nähe zu der anderen Seitenwand (20, 21) des Behälters nach oben strömt, dass Luft von der temperaturgesteuerten Atmosphäre in der Nähe der Sammelflächeneinrichtung zirkuliert wird, und dass die Sammelflächeneinrichtung eine Temperatur hat, die geringer ist als die Temperatur der zirkulierenden Luft, um in der Luft schwebendes Material aus der zirkulierender Luft in der Nähe der Sammelfläche aufzusammeln.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei sich die sich nach oben erstreckenden Seitenwände (20, 21) des Behälters über die obere Oberfläche des Produkts (30) hinaus erstrecken.
Ofen, mit einem Gehäuse, durch das eine Backkammer (120) gebildet ist; einem Lebensmittelprodukt (30), das eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche hat; einem Behälter (18), der eine Abstützeinrichtung an einer Bodenwand (24) und sich nach oben erstreckende Seiten (20, 21) mit oberen Kanten hat, so dass das Produkt über dem Boden des Behälters beabstandet ist; einer Luftausgabeeinrichtung (125) in dem Gehäuse, die dazu ausgestaltet ist, um eine Luftströmung in Richtung auf die obere Oberfläche des Lebensmittelprodukts (30) in dem Behälter zu leiten; und einer Einrichtung, um die Luftausgabeeinrichtung (125) relativ zu dem Behälter (18) zu bewegen, so dass die Luftströmung so geleitet wird, dass die Luftströmung zwischen der unteren Oberfläche des Lebensmittelprodukts (30) und der Bodenwand (24) des Behälters induziert wird; dadurch gekennzeichnet, dass sich die obere Oberfläche des Produkts unterhalb der oberen Kanten der sich nach oben erstreckenden Seiten (20, 21) des Behälters (18) befindet, und dass die Bewegungseinrichtung die Luftausgabeeinrichtung (125) abwechselnd von einer ersten Position, in der die Luftströmung auf eine der sich nach oben erstreckenden Seiten (20, 21) auftrifft, in eine zweite Position bewegt, in der die Luftströmung gegen eine andere sich nach oben erstreckende Seite (20, 21) des Behälters auftrifft, wobei die Luftströmung ein Querschnittsgebiet hat, das kleiner ist als das gesamte Gebiet der Oberfläche des Lebensmittelprodukts in dem Behälter (18).
Ofen nach Anspruch 10, außerdem mit einer Mikrowellen-Heizeinrichtung (90), die mit der Backkammer (120) in Verbindung steht, wobei zumindest ein Bereich des Behälters (18) aus einem Material hergestellt ist, das durch Mikrowellen-Heizenergie erhitzt wird, wobei dieses Material durch die Mikrowellenenergie erhitzt wird, um die Bodenfläche des Lebensmittelprodukts zu erhitzten, wo es mit dem Behälter Kontakt hat.
Ofen nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Behälter (18) metallisch und leitfähig ist, um Hitze von den Seiten des Behälters zur unteren Oberfläche des Lebensmittelprodukts zu übertragen, um das Erhitzen des Lebensmittelprodukts zu unterstützen.
Ofen nach einer der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Zirkulationseinrichtung (125) aufweist: eine Einrichtung, die beabstandete Öffnungen (128) bildet, die ausgestaltet sind, um eine Vielzahl von Strömungen in Richtung auf den Behälter (18) auszugeben.
Ofen nach einem der Ansprüche 10 bis 13, außerdem mit einer Einrichtung (90), um Mikrowellenenergien in die Backkammer (120) durch einen Wellenleiter (94) zu strahlen, der mit einem Winkel zwischen 15° und 75° bezüglich einer Ebene geneigt ist, die senkrecht zu der Bodenwand (24) des Behälters (18) verläuft.
Ofen nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der Behälter aus einem Material hergestellt ist, das Mikrowellenenergien absorbiert.
Ofen nach einem der Ansprüche 10 bis 15, außerdem mit: einem Gebläsegehäuse (102) mit Einlassöffnungen (104) und Auslassöffnungen (106), die mit der Backkammer (120) in Verbindung stehen; wobei die Gebläseeinrichtung (110) in dem Gebläsegehäuse (102) dazu ausgestaltet ist, um temperaturgesteuerte Luft von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung zu zirkulieren; einer Luftrückführeinrichtung (166), die mir der Einlassöffnung (104) in Verbindung steht; einer Sammeleinrichtung (165) in der Luftrückführeinrichtung; und einer Einrichtung, um die Sammeleinrichtung auf einer Temperatur zu halten, die geringer ist als die Temperatur der zirkulierenden Luft, um in der Luft schwebende Partikeln zu sammeln.
Ofen nach Anspruch 16, außerdem mit: einer Luftausgabeeinrichtung (125), die mit der Auslassöffnung (106) in Verbindung steht, und einer Einrichtung, um die Luftströmung zu leiten, die eine Einrichtung (142) aufweist, um die Luftausgabeeinrichtung (125) relativ zu dem Gebläsegehäuse (102) für eine oszillierende Bewegung schwenkbar zu befestigen.