本願明細書は、2005年3月14日出願の米国仮特許出願第60/661,591号、表題「エアフライヤー(AIR FRYER)」の優先権、2005年10月5日出願の国際出願PCT/US2005/035605号の優先権、および2005年4月4日出願の米国特許出願第11/098,280号の優先権を主張する。
アメリカ合衆国国内段階移行においては、本願明細書は、2005年4月4日出願の米国特許出願第11/098,280号の一部継続出願、2003年7月7日出願の米国特許出願第10/614,268号の一部継続出願、2003年7月7日出願の米国特許出願第10/614,532号の一部継続出願、および2003年7月7日出願の米国特許出願第10/614,710号の一部継続出願である。
本願明細書は、2003年7月5日出願の国際出願PCT/US2003/021225号と共通の技術開示、2005年3月7日出願の国際出願PCT/US2005/007261号と共通の技術開示、2002年7月5日出願の米国仮特許出願第60/394,216号と共通の技術開示、2004年10月21日出願のPCT/US2004/035252号と共通の技術開示、2003年10月21日出願の米国仮特許出願第60/513,110号と共通の技術開示、2003年10月23日出願の米国仮特許出願第60/513,111号と共通の技術開示、2004年9月30日出願の米国仮特許出願第60/614,877号と共通の技術開示、2004年3月8日出願の米国仮特許出願第60/551,268号と共通の技術開示、2004年10月5日出願の米国仮特許出願第60/615,888号と共通の技術開示、および2004年3月5日出願の米国仮特許出願第60/550,578号と共通の技術開示を含む。
例示的な実施形態のエアフライヤーを、単一の調理用キャビティの、加速調理業務用エアフライヤーとして示すが、エアフライヤーを他の実施形態で組立ててもよい。なぜなら、エアフライヤーは拡大縮小可能だからである。本明細書において用語「拡大縮小」は、さらに大型化または小型化、高速または低速の調理バージョンを開発してもよく、各実施形態または変形例は異なるサイズ特性を有してよく、かつ異なる電圧、様々な形態の抵抗加熱手段を用いてよく、または天然ガス、プロパンまたはガスを加熱する他の熱的手段などの他の熱源を用いることを意味する。
本明細書では、用語「マグネトロン」、「マグネトロン管」および「管」は同じ意味であり、用語「スロット」、「複数のスロット」および「アンテナ」は同じ意味であり、用語「商業・業務(commercial)」は、商業フードサービス業、レストラン、ファーストフード施設、サービスの速いレストラン(speed service restaurant)、コンビニエンスストア(幾つか挙げると)および他の集団給食施設を含むがこれに限定されず、用語「住宅」は、一般的に言えば、住宅応用(家庭用)を指すが、用語は住宅のみに限定されずにエアフライヤーの非商業応用を指し、本発明者らのエアフライヤーは商業使用のみに限定されず、売り歩き、住宅、産業および他の調理用途に同様に適用でき、用語「エアフライヤーキャビティ」、「エアフライヤーチャンバ」「調理用キャビティ」および「調理キャビティ」は同じ意味であり、および用語「ガス」は、調理に使用されてもよく、本願出願人が、同じ機能を果たす既存のまたは将来開発される、いずれかのガスまたはガス混合物の包含を意図する、空気、窒素および他の混合物を含むいずれかの混合流体を指す。用語「従来の調理」および「従来の手段」は同じ意味であり、現在広く用いられている品質水準および速度における調理を指す。一例として、今日使用されている揚げ物用フライヤーにおいては、1.5ポンド(0.68kg)の長さ0.25インチ(0.64cm)のフライドポテトの「従来の調理時間」は、約3分30秒、または1時間あたり約60ポンド(27.22kg)のフライドポテトである。用語「調理プロファイル」および「調理法」は同じ意味である。用語「調理副産物」は煙、グリース、蒸気、空気力学的な(aerodynamic)グリース小粒子、臭気、および調理プロセスにおいて生じる他の生成物を指し、および用語「臭気フィルタ」は、排他的に臭気のろ過を指さずに、一般的に調理プロセスの副産物のろ過、減少、除去または触媒分解を指す。用語「調理する」、「エアフライする」および「フライする」は、本明細書においては同じ意味である。
本明細書では、用語「迅速な調理」および「スピード調理」は同じ意味であり、従来の調理よりも5〜10倍速い、および一部の例では10倍超速い調理を指す。用語「加速調理」は、従来の調理よりも速い速度での調理であるが、スピード調理ほどは速くないことを意味する。
例示的な実施形態は、食品が上から調理チャンバに落とされる重力送りのエアフライヤーを使用するが、食品をエアフライヤーチャンバに導入する他の手段を用いてもよい。調理時間を変えても固定してもよく、手動またはコントローラ334(図1)によって変更してもよく、限定されていない。食品に適用されるエネルギーの制御は、エアフライヤーで様々な食品を連続的に調理し、調理プロファイル、または調理法を、異なる食品をエアフライヤーチャンバに入れる場合に調整しなくてはならない時に特に重要である。エアフライヤーは、従来の、加速またはスピード調理エアフライヤーとして動作してよい。
器具301は、調理用キャビティ302を含む(図1)。調理用キャビティ302は、全体的に上壁303、底壁304、左側壁305、右側壁306および図2の後壁307によって画成される。左壁305は、上部ガス放出プレート323a、マイクロ波ランチャー320a(マイクロ波が用いられる場合)および下部ガス放出プレート327aで構成される。右側壁306は、上部ガス放出プレート323b、マイクロ波ランチャー320b(マイクロ波が用いられる場合)および下部ガス放出プレート327bで構成される(図1)。マイクロ波エネルギーがエアフライヤーにおいて用いられない場合には、左右側壁305および306は、左右の導波路320aおよび320bの代わりに金属板で構成されてもよい。
器具301は、離れた貯蔵ユニット360として示す(図1)、それに付随する食品貯蔵ユニットを有してもよく、それは、食品310を食品保持室375(図1)へ運ぶために様々な手段を用いてもよい。可動式食品貯蔵分離ドア374(開放位置で示す)(図1)、および可動式上部エアフライヤー分離ドア(閉鎖位置で示す)361(図1)によって、食品を貯蔵ユニット360からエアフライヤーチャンバ302へ運ぶことができる。食品310(図1)は、冷蔵、冷凍、室温、または室温超に維持されてよい食品貯蔵ユニット360に置かれるか、または場合によっては、食品は貯蔵ユニット360に様々な温度で保持される。マイクロ波エネルギーを使用する場合には、上部分離ドア361はエアフライヤーキャビティ302とマイクロ波シールを形成する。ドア361、374を(本明細書でさらに説明するドア369も同様に)上壁303に対して水平に可動なものとして示すが、他のドア開閉手段を用いてもよい。例えば側部ヒンジ式ドア、上部ヒンジ式ドアまたは他の取付手段またはアパーチャなど他の開閉手段を用いたドアなどであり、本願出願人は限定ではなく、ドア361、374および369と同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。
エアフライヤーは、ここでは左ガス移送システムおよび右ガス移送システムとして示す2つの独立ガス移送システムで構成され、ここで、左ガス移送システム317aは、調理用キャビティ302の左側から/左側へガスを送り(図1)、および右ガス移送システム317bは、調理用キャビティ302の右側から/右側へガスを送る。調理用キャビティ302はまた、それに付随する通気管371を有し(図2)、それによりベントガスを調理用キャビティ302から大気へ通過させる。通気管371には、調理副産物を除去するベント臭気フィルタ372が取り付けられてもよい。ベント臭気フィルタ372を、清浄や交換するために取り外し可能に作製してもよく、触媒物質を含めて様々な材料を臭気除去のために用いてもよい。場合によっては、様々な量の臭気をエアフライヤーキャビティから逃すために前記物質の効率を変えてもよい。
再び図1を参照すると、ガスは調理用キャビティ302に左ガス移送導管317aを通って移送される。上部ガス移送部分317aと流体接続しているのは、エアフライヤーキャビティ302に開口し、かつそれに後壁307を通して流体接続している後壁ガス退出口312である(図1)。後部ガス退出口312は、実質的に円形であるが、他の形状を用いてもよく、かつ後壁307内にあり、エアフライヤーキャビティ302から戻し導管手段389(図3)へガスを通過させる。戻し導管手段は、エアフライヤーキャビティ302から後部ガス退出口312を通してガスを除去する時に、ガスをエアフライヤーキャビティ302からガスフロー手段316a(図2)へ戻す。後部ガス退出口312内には、グリース抽出器313(図2)が配置されてもよい。ガスがガス退出口312を通して抜出される時に、ガスは、大きいグリース粒子を除去するグリース抽出器313を通過する。大きいグリース粒子の抽出によって、管の下流およびヒータ領域のグリースの蓄積の管理が簡単になる。調理用キャビティにグリース抽出器313を用いることは望ましいが、代わりにグリース抽出器を用いないかまたはさらに追加のグリース抽出器をガス流路にわたって配置してもよい。次にガスは加熱手段314を通過する(図2)。
通常の調理中は、ある食品の後に、続けて連続サイクルで別の種類の食品を調理するのが望ましいかもしれない。例えばまずエビなどの食品を調理し、次にフライドポテトを調理してもよい。適切なろ過をしないと、調理副産物がポテト製品を汚染し、フライに望ましくない風味および臭気をもたらすかもしれない。グリース抽出器313を用いても、追加のガスろ過が望ましく、かつ臭気フィルタ343(図2)を、調理キャビティ内か、送風機316a、316bの上流のガス導管389内に配置してもよく(本明細書でさらに説明する)、かつ触媒で被覆された波形の箔や触媒被覆スクリーンなどの触媒物質を含めて様々な物質で作られていてよい。触媒は調理副産物を燃やす(酸化させる)役割を果たす。そのような触媒物質には以下のものが含まれるが限定されない。すなわち活性炭、ゼオライトまたは紫外光(ultra violet wavelight light)である。臭気フィルタが1種または複数種の物質で構成されるのが有利であり、それがガス流速への最小限の干渉でガスフローを効果的に不純物を取り除きすなわち清浄し、かつ臭気フィルタを簡単に取り外し、簡単に清浄し、操作者が交換するのに安価であるので有利である。調理用キャビティ302からの使用済み高温ガスの最も効率的な利用は、調理サイクル中にフィルタおよびヒータを通してエアフライヤーキャビティ302へ戻す、ガスの再循環による。一部の使用では、ガス流路内のどこに配置してもよい追加の臭気フィルタを用いるのが望ましいかもしれない。調理する食品、エアフライヤーの特定の使用または管理機関の要件、または他の要因に応じた、エアフライヤーキャビティ302内の調理副産物を最小限にするための望ましい調理副産物制御の様々なレベルに応じて、ガスフロー供給導管および戻し導管は1つの臭気フィルタまたは2つ以上の臭気フィルタを含んでもよい。
本明細書では、用語「上流」は、ガスフロー手段316a、316b、391a、391bの前にくるガス流路内の位置を指す。例えば、ガスフロー手段316a、316bに供給されるガスは、ガスフロー手段316a、316bの上流にあり、ガスフロー手段316a、316bから放出されるガスは、前記ガスフロー手段の下流にある。例示的な実施形態では、ガスフロー手段を送風ホイール391a、391bとして示すが、本発明は、単一送風ホイールなどの単一のガスフローデバイスを用いてもよく、本願出願人は、316a、316bと同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。送風ホイール391a、391bは、送風機の渦巻領域においてグリース小粒子を分離して凝集して大粒子を供給領域へ放出する遠心分離機によく似た作動をする。
代替的な実施形態においては、ガスフロー手段316a、316b、391a、391bを離れるガスフローの一部は、臭気フィルタ340a、340bの配置されたガス流出チャンバ365a、365bの入口側にそらされる。前記流出チャンバにそらされたガスフローの一部を本明細書では「流出ガスフロー」と称する。流出ガスフローは、調理副産物の一部を酸化する、触媒コンバータとして示す臭気フィルタ340a、340b(図6)を通過する。臭気フィルタ340a、340bを離れる清浄なガスは、ガスフロー流に再導入されるかまたは通気管371を通って大気に排気される。小さな流出ガスフローが絶えず調理中に生成されたグリースを除去するので、臭気フィルタ340a、340bは、一回の通過中に所望量のグリースを除去する。実際に、一部の実施形態においては、臭気フィルタが、全ての、または可能な限り多くの調理副産物を除去するのが望ましいかもしれない。臭気フィルタ340a、340bの分解効率を変えると結果が変わり、臭気フィルタ340a、340bが触媒型である場合には、50%超の分解効率によって満足のいく結果が得られる。場合によっては、臭気フィルタ340aは340bとは異なる種類または型であることが望ましいかもしれない。例えば、一方の臭気フィルタは触媒型でもよく、他方は非触媒型でもよい。場合によっては、臭気フィルタ340aおよび340bが、様々な量の調理副産物を触媒するかあるいはろ過して、前記副産物を異なる割合で破壊するように作製するのが望ましいかもしれない。流出ガスフローを、主ガスフローからエアフライヤーキャビティ302へと分離する動作を行う内部清浄ガスループとして構成する。臭気フィルタ340a、40bが、調理副産物の分解効率を高くするために高性能触媒型フィルタである場合には、臭気フィルタ340a、340bの圧力が大きく低下するかもしれない。触媒コンバータの範囲の空間速度は、用いられる触媒物質、ガス流に含まれる調理副産物の量および臭気フィルタ340の入口室温に応じて一般に約60,000/時〜120,000/時の範囲である。再循環するガスフロー全体に著しい圧力低下をもたらす、主ガスフローにおける臭気フィルタ343の配置とは異なり、流出ガス触媒型フィルタ、または他の臭気フィルタの使用は、ガスフローシステムの圧力を著しく減少することはない。小さな流出ガスフローは、ガス流出システムを通るガスフロー手段のほとんど全ての圧力機能を用いるので、臭気フィルタ340への一回の通過に基づいた高分解効率に必要な触媒物質の使用を可能にする。さらに、小さな流出ガス臭気フィルタ340は据え付けが簡単であり、便利な位置に配置でき、かつ容易に利用できる。流出ガスフローは、エアフライヤーへの主ガスフローの一部であるので、入口ガス温度の予加熱をかなり達成できる。流出ガスフローシステム内の臭気フィルタ340a、340bの前に小さなガスプレヒータ341a、341b(図6)を配置することは、さらに大幅に臭気フィルタ340a、340bにおける分解効率を改善する。プレヒータ341a、341bは、ガス入口温度を100°F(37.78℃)超高くすることができ、臭気フィルタ340a、340bへの流出ガスにおけるこの温度増加によって、少ない触媒物質で所望の分解効率を達成することが可能となる。場合によっては、主ガスフローの臭気および調理副産物の浄化システムは、エアフライヤーの設定値が約425°F(218.3℃)未満である場合にガスを清浄するのが難しいことがあるかもしれない。プレヒータ341は、エアフライヤー温度が350°F(176.67℃)未満において調理副産物制御ができる。器具は、エアフライヤーの調理温度設定を低くすると同時にグリース制御を行うことによってさらに柔軟に対応できる。
流出ガスフローは、全ガスフローの約10%であり、送風機316a、316b、およびプレヒータ341a、341bはそれぞれ、ガス入口温度の100°F(37.78℃)の上昇に対して約600ワットの熱を生じる。合わせて1200ワットの熱は、エアフライヤーの各エアフライヤーキャビティに必要な総熱量の3分の1未満であり、エアフライヤーの待機損失(すなわち、伝導による熱損失、放射、大気への流出損失)を満たすのに必要な熱に非常に近い。そのようなものとして、プレヒータは、調理ニーズを満たすために使用される、大きな(この例では3000W)メインガスヒータを有する一次ガスヒータであり得る。
前述のように、戻し導管手段389と流体接続し、および戻し導管手段内に配置されるのは、左送風ホイール316a、391a(図2)として示す左ガスフロー手段である。本発明は、可変速度送風機モータおよび可変速度送風機モータコントローラを用いてもよいが、その使用に対して何の要件もないので、実際に、本発明のエアフライヤーは、一定のガスフローまたは代わりにエアフライヤーキャビティを通過する実質的に一定のガス流速を維持することによって可変速度送風機モータの問題と複雑性を回避してもよい。ガスフローは、各食品の調理要件に応じて非常に積極的でも抑えてもよく、ガスフロー調節を達成するための1つの手段は、ガスポンプ手段の使用によるものであり、例えば、送風機モータの速度を所定の一定の増分で切換できるコントローラまたは多速度スイッチを用いる送風機モータ、送風ホイールの組み合わせなどである。他のガスフロー手段を用いてガスフローを加速してもよく、および本願出願人は、さらに本明細書で説明する、316a、390a、391aおよび316b、390bおよび391bと同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。左送風ホイール391aに接続されているのは、送風機モータシャフト390aであり、このモータシャフトは電動機316a(図2)により直接駆動される。ベルト駆動などの他の手段を採用して、送風ホイール391aを電動機316aに結合してもよく、かつ駆動手段は直接駆動に限定されず、本願出願人は、同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。送風ホイール316aは、ガスを戻し導管手段389から取り出して、ガスを導管317aを経由してエアフライヤーキャビティ302へ送る。
左ガス移送部分317a(図1)は、左垂直ガス移送部分319aを介して下部左ガス移送部分318aと流体接続している。左垂直ガス移送部分319aは、左側壁305およびマイクロ波が用いられる場合は左マイクロ波導波路部分320a、および外壁366によって囲まれている。マイクロ波を使用しない場合には、導波路ランチャー320aは金属によって置換してもよい。図1からわかるように、本明細書でさらに説明するように、ガスが上部左ガス移送部分317aに供給され、ガスは、上部左ガス放出プレート323aを通してエアフライヤーキャビティ302へアパーチャ300aを経由して、食物用バスケット364内に含まれている左上および左側部分の食品310の上に放出される。アパーチャ300aは、スロット式の、規則的に形成されたかまたは不規則に形成されたアパーチャでよく、ここではノズル300aおよび300b、329a、329b(図1)として示し、本願出願人は、300a、329aおよび300bおよび329bと同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する(本明細書でさらに説明する)。上部左ガス放出プレート323aを通して放出されなかったガスは、下部左ガス移送部分318aに垂直移送部分319aを経由して流れる。下部左ガス移送部分318aに分配されたガスを、所望であれば、下部左加熱手段303a(図1、4、5)によって再加熱した後で、前記ガスを、アパーチャ329aを経由してスロット式のまたは穿孔性の下部左ガス放出プレート327aを通過させて、エアフライヤーキャビティ302内の回転スクリーン食物用バスケット364にある左底部分および左側部分の食品310の上に放出する。下部左加熱手段303aは、エアフライヤーの特定の要件に応じて一部の実施形態においては存在し、他の実施形態においては存在しない。下部左加熱手段303aを開放型電気コイルヒータ(electric open coil heater)として示すが、ガスを加熱する他の手段を使用してもよい。例えば、他の種類の電気加熱手段、電気抵抗要素、天然ガス、プロパンまたは他の加熱手段などであり、本明細書でさらに説明するように、本願出願人は、303aおよび303bと同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。アパーチャ300aおよび329aは圧力低下が低いサイズにされる一方で、約2000ft/分(609.6m/分)〜約6000ft/分(1828.80m/分)の範囲の十分なガス速度を提供および維持して、ここで説明するように食品を適切に調理する。場合によっては、本明細書でさらに説明するように、調理する特定の食品またはコントローラが実行する特定の調理法に応じて2000ft/分(609.6m/分)未満または6000ft/分(1828.80m/分)超の速度も用いてもよく、本願出願人は、ガス速度が特定の範囲内にあるようには本発明の限定を意図しない。アパーチャ300aは、大部分のガスが上部左ガス放出プレート323aから供給されるようなサイズにされる。上部左ガス放出プレート323aと下部左ガス放出プレート327aとの間のガスフローの不均衡になることが望ましい。なぜなら上部フローは積極的に、食品310の上部面および上部側面から生じて逃げた湿気を除去する必要があるからである。ガスフローの不均衡も食品310を加熱、焦げ目をつけるおよび/または加熱して焦げ目をつける働きをする。
図1を再び参照すると、ガスは、調理用キャビティ302の右側に右ガス移送導管317b(図1)を経由して移送される。上部ガス移送部分317bと流体接続しているのは、戻し導管手段389と流体接続している前述の後部ガス退出口312である。戻し導管手段389は、右送風ホイール391b(図2)として示す右ガスフロー手段と流体接続している。送風ホイール391aと同様に、ガスフロー手段316b、391bに他のデバイスを用いてガスフローを加速してもよく、本願出願人は、同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。右送風ホイール391bに接続されるのは、送風機モータシャフト390bであり、モータシャフトは電動機316bにより直接駆動される。電動機316aと同様に、他の手段を採用して送風ホイール391bを電動機316bに結合してもよい。送風ホイール316bはエアフライヤーキャビティ302から戻し導管手段389を経由してガスを取り出し、ガスを加熱手段314にわたって引き寄せて、ガスを上部移送部分317bに送る。
上部右ガス移送部分317b(図1)は右垂直ガス移送部分319bを経由して下部右ガス移送部分318bと流体接続している。右垂直ガス移送部分319bは、右側壁306(およびマイクロ波が用いられる場合は右マイクロ波導波路部分320b)および外壁366によって囲まれている。図1からわかるように、ガスが上部右ガス移送部分317bに供給され、ガスは、上部右ガス放出プレート323bを通してエアフライヤーキャビティ302へアパーチャ300bを経由して、右上および右側部分の食品310の上に放出される。アパーチャ300bは、スロット式の、規則的に形成されたかまたは不規則に形成されたアパーチャでよく、ここではノズル300bおよび329b(図1)として示し、および本願出願人は、300bおよび329bと同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。下部右ガス移送部分318bに分配されたガスを、所望であれば、下部右ガス加熱手段303b(図1、4、5)によって再加熱した後で、前記ガスを、アパーチャ329bを経由してスロット式のまたは穿孔性の下部右ガス放出プレート327bを通過させて、エアフライヤーキャビティ302の右底部分および右側部分の食品310の上に放出する。下部右ガス加熱手段303bは、エアフライヤーの特定の要件に応じて一部の実施形態においては存在し、他の実施形態においては存在せず、前述のガス加熱手段303aと同様に、ガスを加熱することができるいかなる材料で作られてもよい。アパーチャ300bおよび329bは圧力低下が低いサイズにされる一方で、約2000ft/分(609.6m/分)〜約6000ft/分(1828.8m/分)の範囲の十分なガス速度を提供および維持して、ここで説明するように食品を適切に調理する。場合によっては、2000ft/分(609.6m/分)未満および6000ft/分(1828.8m/分)超の速度も用いてもよい。アパーチャ300bは、大部分のガスが上部右ガス放出プレート323bから供給されるようなサイズにされる。左ガスシステムと同様に、上部右ガス放出プレート323bと下部右ガス放出プレート327bとの間のガスフローの不均衡になることが望ましい。なぜなら上部フローは積極的に、食品310上部面および上部側面から生じて逃げた湿気を除去する必要があるからである。不均衡も食品310を加熱、焦げ目をつけるおよび/または加熱して焦げ目をつける働きをする。
左右のガス供給システムは、ここでは独立的に説明したが、熱いガスフローを、食品の上部および上側面および底部および底側面全体に均一に循環させ、ガスを加熱機構およびガスフロー手段に戻してエアフライヤーキャビティに再び送るために、同じ構成および機能である。例示的な実施形態においては同じ構成を示すが、この対称性には要件がなく、左ガス供給システムを右供給システムと異なるように構成してもよく、かつ上部ガス供給システムを底部と異なって構成してもよい。実際、各調理用キャビティを他の調理用キャビティと異なるように構成してもよく、かつ構成を多く組み合わせたものが特定のエアフライヤーには望ましいかもしれない。
前述のように、ガスフローは、図1に示すように、各エアフライヤーキャビティ302の上部隅部および底部隅部にある4つのガス移送部分317a、317b、318a、318bを経由して送られる。ガスフロー移送部分317a、317b、318aおよび318bはエアフライヤーキャビティの全長を広げる必要はないが、ガスフロー移送部分は各エアフライヤーキャビティ302の幅を広げる。ガス移送部分317aはエアフライヤーキャビティ302の上部左隅部にあり(図1)、ここで上壁303がエアフライヤーキャビティ左側壁305と交わり、ガス移送部分317bは上部右隅部にあり、ここで上壁303は右側壁306と交わり、ガス移送部分318aはエアフライヤーキャビティ302の下部左隅部にあり、ここで底壁304が左側壁305と交わり、およびガス移送部分318bは下部右隅部にあり、ここで底壁304が右側壁306と交わる。各ガス移送部分は、用いられる特定のエアフライヤーに適したガスフローを送るようなサイズおよび構成にされる。例えば、小さなエアフライヤーにおいては、ガス供給部分、実際にはエアフライヤー全体が、特定の要件のスペースが小さいことに比例して小さいサイズにされてもよく、大きなエアフライヤーは比例的に大きなガス供給部分を有してもよい。
図1からわかるように、左側および右側のガスフローは食品310に集中して食品表面に強力な気流場を作って湿気境界層を取り去る。食品に向けられたこの乱流のように混合されたガスフローは、食品の表面積全体に空間的に平均的なガスフローとなり、食品表面において高い熱伝達および脱湿を生じるので、調理を最適にする、斜めに対向して衝突するガスフローパターンとして最もよく説明され得る。ガスフローを、エアフライヤーキャビティの左右の側面から食品の上部、底部および側部に向けるので、左右側のガスフローが食品表面に互いに対向し、衝突しおよび斜めに当たった後で、後部ガス退出口312を通ってエアフライヤーキャビティを出る。本明細書では、用語「混合」は、食品の上面、底面および左右側面においておよびその上で接触し、ガスフロー熱伝達を空間的に平均するので食品の従来の調理と加速調理の両方に高い熱伝達を生じる、斜めに対向して衝突するガスフローパターンを指す。混合ガスフローパターンはエアフライヤーキャビティ内で作られ、適切に向きをつけて偏向させると、高品質の調理された食品を提供し、それも、非常に迅速に調理され得る。高品質の食品の加速調理を本発明によって達成できるが、従来の調理およびスピード調理を、ガスフローおよびマイクロ波エネルギー(例えばマイクロ波エネルギーを用いる場合)を食品に調節することによって、またはマイクロ波エネルギーを使用せずにガスフローを単独で使用することによって、達成してもよい。非常に撹拌された、斜めに対向して衝突するガスフローを強めることは、ガスがエアフライヤーキャビティ302の後部から出るときに、ガスが、図1に示す調理チャンバ302を後部ガス退出口312を通って出る前に従う、一般的な上昇流路である。このガスフローは下部ガス放出部分318aおよび318bからもガスを引き出すので、食品の側面周囲にガスフローを引き寄せることによって食品の底部を磨き、さらに熱伝達を強めて、上部表面を磨くガスをエアフライヤーキャビティ後壁の方へ上方に引く。
図1に戻ると、上部ガス放出プレート323aおよび323bをエアフライヤーキャビティ302内に位置決めして、上部ガス移送部分317aからのガスフローが、上部ガス移送部分317bからのガスフローと食品表面の上で対向して衝突し、かつ水平な上壁を基準にして0度〜90度の角度(ここで0度は水平な上壁に平行である)で食品に当たるようにし、下部ガス放出プレート327aおよび327bをエアフライヤーキャビティ302内に位置決めして、下部ガス移送部分318aからのガスフローが、水平な底壁を基準にして0度〜90度の角度で下部ガス移送部分318bからのガスフローと食品の下部表面上で対向して衝突するようにする。様々な調理要件は、調理師または料理人がガスフロー速度の角度(ベクター)を変更して異なる調理プロファイルを生じるために、製造中に、または製造後にエアフライヤー内で調整可能であるかのどちらかで、ガス放出プレート323a、323b、327aおよび327bの角度を調整することを要求してもよい。
アパーチャ300a、300b、329aおよび329bの数と位置は、所望の特定のエアフライヤーによって変わる。操作者は調理の融通性をより望むかもしれず、この状況においては、ガス放出プレート323a、323b、327aおよび327bを、操作者によって素早くプレートを替えることができるように作製してよい。本明細書では、用語「アパーチャ」は不規則なスロット、不規則な穴または不規則なノズル、規則的に形成されたスロット、規則的に形成された穴または規則的に形成されたノズル、あるいは規則的に形成されたおよび不規則に形成されたスロット、穴またはノズルの混合を指す。図1は、上部ガス供給部分317aおよび317bにおける3列のアパーチャ300aおよび300b、および下部ガス供給システム318aおよび318bにおける2列のアパーチャの使用を示すが、それより多いかまたは少ない列および数のアパーチャを用いてもよく、本願出願人は、同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。図1に示すガス供給システムは、強力な斜めに対向して衝突するガスフローパターン330aおよび330bを生じるが、ここで強力な上部の斜めに対向して衝突するガスフローパターン330aも食品310の左上部部分および左上部側部と相互作用し、同様の右上部の斜めに対向して衝突するガスフローパターン330bは、食品310の右上部部分および右上部側部と相互作用する。強力な斜めに対向して衝突するガスフロー331aは、食品の下部左部分および側部部分と相互作用し、ガスフロー331bは、食品の下部右部分および側部部分と相互作用する。この調理プロファイルは、食品の表面を使用した高い熱伝達能力だけでなく、境界層の成長を最小限にする流れ場の干渉を作る。強力な斜めに相反するガスフローパターン330aおよび330bが食品に接触または当たった後、本明細書で説明するように、ガスフローパターンは後部退出部分312を通して排出され、エアフライヤーを通して循環する。本明細書で説明した相反するガスパターンの非常に乱れた流れにはいくつかの利点がある。まず、相反するガスフローパターンは、空間的に平均される調理用キャビティガスフローを作るか、または調理用キャビティにおける与えられた点にフローのばらつきの高低を平均する傾向のあるフロー条件は、調理キャビティ全体に均一な流れ場を与えるのに必要であった設計の複雑性を非常に少なくする。ガス移送部分317a、317b、318aおよび318bが使用中である場合には、相反するガスフローは、エアフライに必要な高い熱伝達率がスペースおよび時間にわたってフロー条件を平均する「X」型のガスフローを生じるので、均一な調理および焦げ目をもたらす。バスケットの旋回点364によって、食物用スクリーンバスケット368が食品撹拌器363によって回転できるようにする。一部の実施形態においては、単一のスクリーンバスケットを用いてもよく、他の実施形態においてはエアフライヤーは2つ以上のそのようなバスケットで構成されてもよい。
エアフライヤー内のガスフローだけでなく、調理器具301の他の機能もコントローラ334(図1)によって管理される。個々の食品のエアフライは、一般的にその食品のための別の調理プロファイルまたは調理法を要求する。エアフライヤーは様々な食品を連続的に調理可能であってもよいので、エアフライヤー制御は、食品が食品貯蔵ユニット360から選択されてエアフライヤーキャビティ302に移動された時に食品を追跡して、操作者が入力したかまたはスキャニング装置や他の装置が入力した各食品用の調理法によって調理用キャビティのガスフローエネルギーおよびマイクロ波エネルギー(マイクロ波エネルギーを使用する場合)を調整してもよい。食品用の調理プロファイル(ここでは、「調理法」とも称す)は非常に複雑であり、調理法の入力にかかる時間および労働費を、スマートカードから所定の調理法を取り込んでいるかまたは自動製品識別装置から取り込んでいるコントローラ334を使用することで最小限にしてもよいし、あるいは他のスキャニング装置および読取装置を使用してもよい。代替的な実施形態によって、操作者が食品貯蔵手段360(図1)から食品を選択できるようになり、かつ固有の製品識別コードを使用してエアフライヤーコントローラに調理法を転送できるので、手動の調理法入力をなくす。代わりに、操作者が手動の一回のボタンによる入力または多数のボタンによる入力をして調理法を入力をしてもよく、本願出願人は、調理法の制御システムの使用に関して限定を意図しない。実際には光学式スキャナーを用いてもよい。例示的な実施形態では、各食品用の正しい調理法の設定により符号化された固有の製品識別コードを説明し、かつ情報の転送は、食物、食品容器または食品包装の上に置かれた無線認証(「RFID」)タグを使用して達成される。RFIDタグは、レストランの販売時点情報管理システムからプログラムされ、エアフライヤーコントローラによって、ケーブルによる片方向通信、双方向通信、無線または他の手段(本願出願人は、通信機能を果たす既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する)などの公知のいずれかの手段により読み取られてもよい。コントローラ334によるRFIDタグの読み取りは、操作者が誤ったエアフライヤー調理法を入力することに関連するエラーを最小限にし、各食品の調理サイクル中にエアフライヤーコントローラが販売時点情報管理システムと通信するので、レストランは顧客サービスを最適にできるようになる。コントローラ334は、とりわけ、ガスフローの速度を決定し、その速度は、一定でも可変でもよく、あるいは、調理サイクルの期間中かつガスが前述の調理ノードを通して調理用キャビティ302に届くか否かにかかわらず、絶えず変えられてもよい。調理サイクル全体にわたって食品をある速度で調理するか、または所定の調理法などの条件に応じてガス速度を変えるか、または調理キャビティ内、エアフライヤーガス帰還路またはエアフライヤー内の様々な他の位置に置かれた様々なセンサに応えて、ガス速度を変えることが望ましいかもしれない。前記センサの位置および配置をエアフライヤーの特定の用途によって決定してもよい。さらに、データがコントローラ334へ送信されて、その後コントローラ334が調理法を適切な方法で調整する他の手段を用いてもよい。例えばセンサ(温度、湿度、速度、視覚およびガスで運ばれる化学物質(gas borne chemical)の混合物レベルセンサ)を用いて絶えず調理条件を管理して、調理サイクルに合わせてガスフロー、および使用する場合にはマイクロ波エネルギーを調整してもよく、ここで説明しない他のセンサも用いてもよく、かつエアフライヤーは、コストまたは他の制限(レーザー、非侵襲温度センサおよび現在のところ高価すぎて商業的に適さない他のセンサなど)によって、現在のところ商業的に実用的でないセンサを用いてもよい。多くの感知器が知られており、かつ用いられているので、エアフライヤーは本明細書で説明したものに限定されず、本願出願人は、同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。さらに、コントローラ334は、前述のように、各臭気フィルタ340a、34bを通る流出ガスフロー量を制御してもよい。例えば、エアフライヤーキャビティ302は、従来の調理、または加速調理すると大量の空気で運ばれるグリース、煙および臭気を生じる食品を含んでもよい。そのような場合においては、コントローラ334は、より多くのガスフローをエアフライヤーキャビティ302の臭気フィルタ340a、340bに通過させて、プレヒータ341a、341bを調整するようにしてもよい。
ガスフローはまた、利用可能な電力に応じて調整されてもよい。結局、例えば、全電化エアフライヤーの加熱手段は大電力(位置および局所コードおよび地方自治体の条令によって変わってもよい、利用可能な電力レベルより多い)を必要とするかまたは使用し、コントローラ334が加熱手段や他の電気部品への電力を削減して、利用可能な電力を節約するのが望ましいかもしれない。エアフライヤーにおいては、一部のシステムは電流を動力としてもよいが、電力要件は、全電化エアフライヤーに必要なほど高くはない。なぜなら、ガス加熱および調理に必要なエネルギーは、炭化水素を基にした燃料の燃焼によって得られるからである。この場合、コントローラは必要でないかもしれず、実際にはノブまたはダイアルを用いてもよい。
代替的な実施形態においては、ガスフロー制御は、ガスフロー制御手段(図4、5)によって達成されてもよい。ガスが上部左ガス移送部分317aに放出される時、前記ガスの選択された部分を、図4に開放位置で示すガス偏向手段324aによってガス放出プレート323a内のアパーチャ300aを通すように向ける。ガス偏向手段324aを、ガス放出プレート323aに枢動可能に取り付けて示すが、前記ガス偏向を達成するために他の手段を用いてもよい。例えば、通常開放、通常閉鎖、または通常部分的に開放および通常部分的に閉鎖された切換プレートなどの手段を使用してもよく(ここで前記プレートは、穿孔性のプレート323aの内部に沿って摺動して、放出プレート323aのアパーチャ開口部300aを制限する)、本願出願人は、ガス偏向手段324aと同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。アパーチャ300aを通して放出または偏向されなかったガスは、下部左ガス移送部分318aへ垂直移送部分319aを経由して流れる。導波路部分320aに(導波路を使用する場合、使用しない場合にはシートメタルに)枢動可能に取り付けられているのは、下部ガス移送部分318aへ移送されるガスの量を制限するように動作する下部ガス移送偏向機構352a(図4)である。本明細書では、用語「フロー制御手段」「ガス偏向手段」「移送偏向機構」および「フロー制御手段」は全て同じ意味であり、エアフライヤー内部のおよびエアフライヤーの様々な部分へのガスフローを制御する手段を指す。実際には、特定の調理オペレーションは、より多くのガスフローをエアフライヤーの下方部分に必要としてもよく、他のオペレーションは、食品の底部に送るためにエアフライヤーの底部側にほとんどまたは全くガスフローを必要としなくてもよい。食品の底面に、ほとんどまたは全くガスフローを望まない場合には、ガス移送偏向機構352aを閉鎖して、ガスフローを全てまたは実質的に全て上部左ガス供給部分317aへ向けてもよい。
下部左ガス供給部分118aへ流れるガスを、所望であれば下部左加熱手段303a(図4)によって再加熱してもよい。加熱素子303aを通り過ぎた後で、ガスを、開放位置で示す偏向手段328a(図4)によってさらに偏向してもよい。ガス偏向手段328aが回転すると、ガスフローの方向制御がさらに改善され、ガスフローが、食品310の底面に沿った様々な位置において下部ガスプレート327aのアパーチャの上方または下方の列を通過できるようになる(図4)。ガス偏向手段328aを、左のスロット式のまたは穿孔性のガス放出プレート327aに枢動可能に取り付けられたものとして示すが、ガス偏向手段328aは、本明細書で示し、本明細書のどこかで説明したような枢動可能に取り付けられた手段に限定されず、本願出願人は、本明細書でさらに説明するように、ガス偏向手段324a、352a、328a、324b、352bおよび328bと同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。
ガスが上部右ガス移送部分317bに放出される時、前記ガスの選択された部分を、図5に開放位置で示すガス偏向手段324bによってガス放出プレート323b内のアパーチャ300bを通すように向けてもよい。ガス偏向手段324bをガス放出プレート323bに枢動可能に取り付け、323aと同様であるが、前記ガス偏向を達成するために他の手段を用いてもよい。例えば通常開放、通常閉鎖、または通常部分的に開放および通常部分的に閉鎖された切換プレートなどの手段を使用してもよく(ここで前記プレートは、穿孔性のプレート323bの内部に沿って摺動して、放出プレート323bのアパーチャ開口部300bを制限する)、本願出願人は、ガス偏向手段324bと同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。アパーチャ300bを通して放出または偏向されなかったガスは、下部左ガス移送部分318bへ垂直移送部分319bを経由して流れる。導波路部分320bに(導波路を使用する場合、使用しない場合にはシートメタルに)枢動可能に取り付けられているとして示すのは、下部ガス移送部分318bへ移送されるガスの量を制限するように動作する下部ガス移送偏向機構352b(図5)である。左ガス移送システムと同様に、特定の調理オペレーションは、より多くのガスフローをエアフライヤーの下方部分に必要としてもよく、他のオペレーションは、食品の底部に送るためにエアフライヤーの底部側にほとんどまたは全くガスフローを必要としなくてもよい。食品の底面に、ほとんどまたは全くガスフローを望まない場合には、ガス移送偏向機構352bを閉鎖して、ガスフローを全てまたは実質的に全て上部左ガス供給部分317bへ向けてもよい。
下部右ガス供給部分118bへ流れるガスを、所望であれば下部左加熱手段303b(図5)によって再加熱してもよい。加熱素子303bを通り過ぎた後で、ガスを、開放位置で示す偏向手段328b(図5)によってさらに偏向してもよい。ガス偏向手段328bが回転すると、ガスフローの方向制御がさらに改善され、ガスフローが、食品310の底面に沿った様々な位置において下部ガスプレート327bのアパーチャの上方または下方の列を通過できるようになる(図5)。ガス偏向手段328bを、左のスロット式のまたは穿孔性のガス放出プレート327bに枢動可能に取り付けられたものとして示すが、ガス偏向手段328bは、本明細書で示し、本明細書のどこかで説明したような枢動可能に取り付けられた手段に限定されず、本願出願人は、ガス偏向手段324a、352a、328a、324b、352bおよび328bと同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。
ガスフローの方向制御が望ましい場合には、ガス偏向手段324a、324b、328a、328bおよび352aおよび352b(図4、5)を、ガスフローを選択されたアパーチャへそらすように回転させて、食品表面においておよび食品表面の上で異なるガスフローパターンおよびガス混合を生じてもよい。さらに、底部側にガスフローがないことが望ましい場合には、ガス偏向手段352a、352bを閉鎖して、ガスフローが、エアフライヤーキャビティの下位部にほとんどまたは全く通過できないようにしてもよい。ガス偏向手段の他の様々な調整が可能であり、本願出願人は、本明細書で説明した様々なガスフロー制御手段によってアパーチャ300a、300b、329aおよび329bの開閉位置を組み合わせることができる、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。ガス偏向手段324a、324b、328a、328bおよび352aおよび352bを手動で制御しても、コントローラ334によって自動制御しても、他の機械的または電気的手段によって制御しても、または自動と手動の制御の組み合わせによって制御してもよく、本願出願人は、ガス偏向手段の調整に関して本明細書で説明した機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。ガス偏向手段324aまたは324bが、ほとんどまたは全くガスをガス放出プレート323a、323bに通さず、さらに下部ガス放出プレート327a、327bを通るガスフローがほとんどないことが望ましい場合には、バイパスガスフロー戻し導管を設けて、ガスフローをガス戻し導管手段389へ戻す。さらに、ガス方向付け手段328a、328bがほとんどまたは全くガスをガス放出プレート327a、327bに通さず、かつガス放出プレート323a、323bを通るガスフローが少ないことが望ましい場合には、導管手段を設けてガスフローを戻し導管手段389へ、または代わりに大気またはさらなる臭気およびグリース浄化ための前述のガス流出システムへ戻してもよい。実際には、望ましい特定のエアフライヤーに応じてガスフロー制御の様々な多数の組み合わせが存在し、ガスフローをエアフライヤー全体にある多くの様々なアパーチャに向けて、望ましい調理済み完成品310を達成してもよい。
本発明のエアフライヤーは、マイクロ波エネルギーも用いて少なくとも部分的に食品を調理してもよい。標準的な2.45GHzマグネトロン管を使用して、約2000ワットのエアフライヤーの最大電力レベル(食品に届く)または管当たり1000ワットを提供してもよい。一般的なマイクロ波と対流熱伝達エネルギーの適合は、均一な調理条件を食品の上部と底部に得るように形作る。図1からわかるように、左側マイクロ波発射導波路320aは、エアフライヤーキャビティ302内の左側壁305の上部左ガス放出プレート323aと下部左ガス放出プレート327aとの間に取り付けられる。右側マイクロ波発射導波路320bは、エアフライヤーキャビティ302内の右側壁306の上部右ガス放出プレート323bと下部右ガス放出プレート327bとの間に取り付けられる。マイクロ波導波路を、マグネトロン100(図3)からマイクロ波電力を、均一にエアフライヤー調理用キャビティ302の右から左へ分配するように設計する。導波路320aおよび320bのキャビティ底壁304からの垂直距離は、通常の調理条件下において、食品310の上側で利用可能なマイクロ波エネルギーがバランスを取りながら、食品310の下側においてマイクロ波エネルギーの約3分の1超が利用可能であるようになっている。(スロットアンテナの)導波路320a、320bをキャビティ壁の左右に沿って位置決めする。マイクロ波の給電は、バスケットの位置の上側の中心であって、ガス放出プレート323a、323bのわずかに下側である。
図1に示すように、マイクロ波エネルギー351a、351b(図5)は、導波路320a、320bからエアフライヤーキャビティ302へスロットアンテナ370(図3)を経由して放射(broadcast)され、ここで3つまたは4つの狭いアパーチャ(スロット)370は導波路に沿って間隔を空けられている。様々な結果をもたらす様々なマイクロ波分配の構成が用いられてきており、2つ以下のスロットを用いても、または4つ以上のスロットを用いてもよく、本願出願人は、同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。
導波路320a、320bにおけるスロット370は、調理キャビティに開口しており、グリースおよび他の汚染物質が導波路に入れないように覆われるかまたは保護される必要があり、耐久性があり安価なスロットアンテナカバーを用いてそのようなスロット370を保護してもよい。スロットアンテナカバー106(図3)を、導波路320a、320bにあるスロット370を覆うように構成する。スロットアンテナカバー106を、導波路320a、320bのステンレス鋼囲いに、高温のシリコーンゴムの室温加硫(「RTV」)シーラントを使用して付着する。この封止法は、カバーと囲い金属との間に高温の水密シールを形成する。例示的な実施形態においてはRTVシーラントを説明したが、他のシーラント手段を用いて、アンテナカバー106を導波路320a、320bに付着してもよい。カバー材料は、高温作動に適合できる必要があり、マイクロ波伝送に対して損失特性が低く、簡単な清浄、耐久性、および安価である必要がある。マイクロ波適合性が良好であるために、比誘電率が6未満および誘電損失が0.2未満の材料が、そのような特性を提供することが判明した。そのような材料は薄く、一般的に0.015インチ未満の厚さであり、および接着用途(RTV)に好適である必要がある。サンゴバン(Saint Gobain)(ケミファブ製品番号(ChemFab Product Number)10BT)によって製造された、片側が許容シリコーンゴムで処理され、0.01インチ厚であるテフロン(登録商標)(Teflon)(ポリテトラフルオロエチレン(「PTFE」))/グラスファイバーファブリックが、例示的な実施形態において説明され、かつマグネトロンおよびマイクロ波導波路システムのマイクロ波特性にほとんど影響を与えないことを示した。インピーダンス試験(スミスチャート(Smith chart)の提示)、およびアンテナカバー106有りおよび無しでのスロット角度17度超(スロット370の中心線379(図3)に沿って測定)の導波路ならびに導波路アンテナのインピーダンスのウォーターライズ(water rise)実験の結果は、ほぼ同じであった。
調理キャビティにつき2つのマイクロ波導波路320a、320bおよび2つのマグネトロン100を説明するが、他の実施形態においては、導波路に1つのより大きなマグネトロンを供給してもよいし、または代わりに様々な数のマグネトロンを利用してもよく、本発明は、調理キャビティにつき2つのマグネトロンに限定するものではなく、本願出願人は、同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。
エアフライ調理を最適にするために、食品310を、エアフライヤーキャビティ302の回転スクリーン食物用バスケット368(図1)に落とす。スクリーンバスケット368を、左側壁305および右側壁306から少なくとも2.4インチ(最適な調理均一性のために)離して置く。2.45インチの寸法はマイクロ波の波長の2分の1、または2.45GHzのマイクロ波管(マイクロ波)周波のための2.4インチ(最適な調理均一性のために)(電界ゼロ(E field null))に対応する。この隙間によって、食品と結び付く前に電界が拡大し、より均一になる。他の種類のマグネトロンシステムの場合には他の側部隙間配置を用いてもよい。
右側マイクロ波導波路は、左側のシステムと同一であり、マイクロ波エネルギーは、左側について前述のように、右導波路320bからエアフライヤーキャビティ302へスロットアンテナ370を経由して放射される。導波路320aおよび320bを同じ方法で構成するが、スロット設計、スロット構成、スロット幅、スロット長さ、導波路当たりのスロットの数およびスロットの配向の無限の組み合わせが、所望のエアフライヤーの種類に応じて導波路毎に可能である。それゆえ、マイクロ波エネルギー場は、エアフライヤーキャビティを通して均一に分布したパターンで伝播し、全方向から食品に結び付き、エアフライヤーキャビティに一様な電磁エネルギー分配を提供する。これは、電磁場を伝播するための機械的な撹拌器を必要としない。導波路320aおよび320bは、エアフライヤーの左右側壁に置かれるので、エアフライヤーキャビティの使用済みガスの排出に干渉しない。マイクロ波導波路は、エアフライヤーキャビティの側壁に置かれるので、通常、底部発射マイクロ波システムに影響する、食物のこぼれ、グリース汚染、洗浄液汚染または他の汚染に影響されない。それゆえ本発明のマイクロ波システムは、グリース、こぼれ、洗浄物質および他の汚染物質によって侵入されにくい。なぜならシステムは、熱い汚染物質が滴る、食品の直ぐ下に置かれていないからである。側部発射マイクロ波導波路を用いる必要はなく、実際にはマイクロ波発射を、効率が様々である、どのエアフライヤーキャビティ表面から達成してもよい。スロットアンテナ370(図3)を有するマイクロ波導波路320a、320b(図1)を、食物用バスケット368がわずかにスロット370の下になるようにキャビティの左右の壁に沿って位置決めする。このような方法で、マイクロ波エネルギーを食品の上部および底部の方へ向ける。安全性のために、マイクロ波エネルギーは調理キャビティ302内に含まれる必要があり、それゆえエアフライヤーキャビティ302に、マイクロ波スケーリング下部分離ドア369(図1)を取り付ける。
例示的な食品の流れを図1に示す。食品貯蔵ユニット360は、調理される分割された食物をエアフライヤーキャビティ302へ分配する。貯蔵ユニット360は、バルク製品またはチキンおよびフライなどの多数の製品を分配する。貯蔵ユニットは、上部エアフライヤー分離ドア361が開放位置にある場合には、分割された量の食品を閉鎖食物用バスケット368に分配する。食品を貯蔵ユニット360から直接落としてもよいし、または代わりに、保持領域375に保持してもよい。食品310をバスケット368に落とすと、上部ドア361が閉鎖し、調理プロセスが開始する。本明細書では、調理は再加熱処理を含む。調理サイクル中、使用される場合にはマイクロ波エネルギー、および対流熱伝達を制御する。対流エネルギーを、前述のように可変速度送風機またはフロー制御ダンパーによって調整し、マイクロ波を、所望のエネルギーレベルを達成するためにデューティーサイクルにする。例示的な実施形態においてはバスケット当たり1つの食品撹拌器363(図1)が、調理サイクル中層状の製品(例えば、フライドポテトの層)を撹拌する。調理サイクル前、中または後に、ディスペンサー373(図1)によって、油または油混合物、または他のスプレーを食品に噴霧してもよいし、または施してもよい。調理サイクルが完了すると、下部エアフライヤードア369が開き、バスケット368は、調理済み食品をエアフライヤーキャビティの下にある保持領域に分配しやすいように回転する。製品310のための調理設定を、前述のように、自動的にまたは手動でコントローラ334に入力してもよい。ドア361が閉鎖した後、第2の食品を保持チャンバ375に落としてもよい。マイクロ波エネルギーを使用する場合には、エアフライヤーキャビティ302と保持チャンバ375との間に、マイクロ波反射材料で作られた前述のマイクロ波ドア361によってマイクロ波シールが得られる必要がある。
バスケット368に第1の食品310があると、コントローラ334は食品310のための調理法を開始し、第2の食品を選択して保持チャンバ375に置いてもよく、ここで第2の食品は、選択された調理法に応じて解凍されるかまたは調理前に温められてもよい。実際には、一部の実施形態においては、分離ドア361がマイクロ波透過材で作られていて、マイクロ波が保持チャンバ375に侵入できるのが望ましいかもしれない。例えばマイクロ波が保持チャンバ375に侵入できる場合には、冷凍調理製品の解凍が行われてもよいし、または冷たいが冷凍されていない食品の温めを開始してもよい。例えば、分離ドア361がマイクロ波を透過する場合には、ドア374は、マイクロ波を反射しかつチャンバ302とマイクロ波シールを形成する必要がある。前述のように、操作者が予め調理プログラムを入力していなかったか、またはプログラムが自動的に取り込まれていなかった場合に、第2の食品の調理設定をこれからコントローラ334へ入力してもよい。調理の完了後、下部分離ドア369が開き、食品は、エアフライヤーの下の保持領域へ分配されるか、またはさらに調理するために保持される。その後、ドア369は閉鎖し、第2の食品の調理が再び始まる。
例示的な実施形態は、各調理用キャビティの左側へのガスフローを提供する1つの送風機、および各調理用キャビティの右側へのガスフロー用の第2の送風機を有する2つの送風機設計の使用を示すが、1つのフロー手段のみ、送風機などを用いてもよく、または3つ以上のガスフロー手段を用いてもよく、本願出願人は、同じ機能を果たす、既存のまたは将来開発されるいずれかの構造の包含を意図する。
例示的な実施形態の調理用キャビティ当たりのガス火力要件は、電気器具に対して約3〜7kw、直接燃焼天然ガス式のヒータに対して12〜30Kbtu/時である。どちらの電源も、標準的な温度コントローラを採用可能であった(すなわち、送風機放出温度を維持する)。ガス燃料または電気燃料のどちらの器具に対しても、前述のように、器具301を、利用可能な電力供給を使用できるように拡大縮小してもよい。さらに、共通のガス加熱手段が、据え付けの簡便性、サービス、および非常に熱い燃焼生成物と接触するグリース粒子の焼却能力のために理想的である。当然、熱い調理副産物燃焼生成物を送風機に帰るガスと混合して、20°F(−6.67℃)〜60°F(15.56℃)の少量のガス温度増加をもたらすこともでき、かつ、表面型のバーナーを含めて、多くの燃焼器の種類がこの用途に好適である。
本発明は、特定の好ましい変形例を参照してかなり詳細に説明してきたが、他の変形例も可能である。例えば、様々なサイズのエアフライヤー,および様々な速度のエアフライヤーを、商業、住宅、産業または売り歩きの実施形態において製作してもよい。この場合、大きなまたは小さな構成部品を用いてもよいし、および少数のまたは多数の構成要素を採用してもよい。小さなエアフライヤーを作製することが望ましい場合には、2つの代わりに1つのガスフロー加速手段を用いてもよく、2つの代わりに1つのマイクロ波システムを用いてもよく、電気抵抗またはガス燃焼のどちらかによる、小さなまたは少数の熱装置を使用してもよい。大きなエアフライヤーが望ましい場合には、大きなガスフローシステムおよびマイクロ波システムを、より多くの食品の調理を達成するために追加してもよい。
要約すると、本発明は、高温ガスフロー、またはマイクロ波エネルギーと一体となった高温ガスフローを用いることによって、実質的にほとんどまたは全く油を用いないエアフライを提供して、質、風味および外観のレベルが従来の調理によって達成されるもの以上となる食品のエアフライを達成する。エアフライヤーは、様々な電力供給で動作可能であり、製造、使用および維持が簡単で経済的であり、大きなまたは小さな実施形態に対して直接拡大縮小可能である。エアフライヤーは、ガス燃焼、電気抵抗燃焼のエアフライヤー、マイクロ波エアフライヤーまたはガスとマイクロ波の組み合わせのエアフライヤーとして動作してもよい。エアフライヤーは、様々な油、スパイスまたは他の調理添加剤を食品に噴射または噴霧する手段を用いて、揚げ物製品の風味、テクスチャーおよび外観の特性を有する最終食品を提供する。さらに、本発明を、例示的な実施形態におけるなど、ガス偏向手段を用いずに実行してもよく、ガス偏向手段を、本明細書において説明した代替的な実施形態においては用いてもよい。
他の修正形態および改良形態が、容易に明らかになる。従って、本発明の精神および範囲は、広範に考慮されるべきであり、かつ前述の詳細な説明ではなく添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。35U.S.C.§112、*6に規定されているように、特定の機能を果たす「ための手段」、または特定の機能を果たす「ためのステップ」を明確に述べていない、請求項のいかなる要素も、「手段」または「ステップ」節と解釈されてはならない。特に、本明細書では、特許請求の範囲における「のステップ」の使用は、35U.S.C.§112の条項の発動を意図するものではない。