具有線性逆流式熱交換器的對流烤箱的制作方法

交叉引用

本申請要求2015年2月3日提交的題為rackoven的具有代理人案號0084101-001pro的美國臨時專利申請號62/111,577的優先權和2016年2月1日提交的題為convectionovenwithlinearcounter-flowheatexchanger的具有代理人案號0084101-001us0的美國非臨時專利申請號15/012,710的優先權，后者是2015年2月3日提交的美國臨時專利申請號62/111,577的非臨時申請并且要求其權益。這些申請都出于所有目的以引用的方式整體并入本文。

發明領域

本發明涉及使加熱空氣循環通過烹飪室的對流烤箱。

背景

對流烤箱使加熱空氣在烹飪室內循環，以將加熱的工藝用風均勻地分布在食物產品周圍。一些對流烤箱使用火焰元件產生熱量。先前使用火焰元件來實現的對流烤箱通常是以下兩種類型中的一種：直接火烤或間接火烤。在直接火烤烤箱中，火焰元件產生的燃燒產物可直接排放到工藝氣流中并且與烹飪室中的食物接觸。在間接火烤的烤箱中，燃燒產物可與工藝氣流分離并且不接觸烹飪室中的食物。對流烤箱的間接火烤在烤箱中可以是優選的，其中氣流中的水分含量的控制對烹飪過程的質量至關重要。通過直接火烤法添加燃燒排氣可增加或減少水分含量，并且由此改變烘烤或烹飪過程。

由于在燃燒過程中需要氧氣，所以在任何燃料燃燒過程中存在固有的低效率。氧氣幾乎總是由環境空氣供應，所述環境空氣可能處于或大約處于環境溫度下。由燃料供應的能量的一部分用來加熱氧氣和相關聯的空氣，所述相關聯的空氣在燃燒過程中大部分是惰性的。當諸如烘烤和烹飪烤箱中的處理溫度升高時，其中工藝用風可能在高于環境溫度的150℃與250℃之間，低效率狀況加重。在此類情況下，低效率至少部分地是由于將用于燃燒的空氣從環境溫度加熱到高于所需烹飪過程溫度的溫度所需的能量。

先前實現的解決方案已通過提高從燃燒過程到工藝用風的熱傳遞的有效性來解決燃燒效率低的問題。一些解決方案已使用“交叉流”，其中火焰、燃燒產物和排氣被橫向于工藝用風的流動而引導，以提高熱傳遞效率。其他解決方案已使用“交叉逆流”，其中火焰流、燃燒產物和排氣被在與工藝用風流動相反的方向上行進的連續通路中橫向于工藝用風的流動而引導。雖然先前實現的解決方案已取得了一定程度的成功，但它們未能完全克服常規烤箱尺寸內的空間的物理限制，以及相關聯的成本和構建難度。

附圖說明

圖1示出根據第一實施方案的對流烤箱的截面前側視圖。

圖2示出圖1的對流烤箱的透視圖。

圖3示出圖1的對流烤箱的截面透視圖。

圖4示出圖1的對流烤箱的熱交換器殼體的第一放大截面透視圖。

圖5示出圖1的對流烤箱的第一截面左側視圖。

圖6示出圖1的對流烤箱的熱交換器殼體的第二截面透視圖。

圖7示出圖1的對流烤箱的第二截面左側視圖。

圖8示出根據第二實施方案的對流烤箱的截面前側視圖。

圖9示出根據第三實施方案的對流烤箱的截面前側視圖。

具體實施方式

在對流烤箱中，將熱量傳遞到產品(通常是食物產品)的過程是借助于以下來進行的：對流；工藝用風a在烤箱室內的移動。工藝用風a可通過各種方式被加熱，包括電加熱元件、一個或多個直接火烤燃燒器或者間接使用熱交換器。本申請涉及間接火烤對流烤箱以及利用熱交換器來分配熱量的方法，所述熱交換器用于加熱在其中循環的工藝用風a。通過使用本文中描述的對流烤箱和方法，可以以比先前實現的解決方案更有效的方式來在對流烤箱中將熱能傳遞到食物產品中。

通過使用線性逆流、先前未在對流烤箱中使用的方法，本發明的對流烤箱和方法在先前實現的解決方案的基礎上推進熱傳遞過程。在線性逆流方法中，熱量流動(例如，熱交換管道中的經加熱流體f、燃燒產物)與工藝用風a的(線性)流動平行，但是熱量流動與工藝用風a流動的方向是相反的方向(逆流)。這種方法使逆流熱交換的益處最大化。

根據本文公開的對流烤箱，每個熱交換管道的單個加熱元件(例如，燃燒器)可比其他先前使用的方法更能增強益處。例如，本發明的對流烤箱的每個熱交換管道的單個加熱元件限制了現有熱交換器中固有的結構應力，在所述現有熱交換器中單個加熱元件將燃燒產物饋送到多個熱交換管道中。先前實現的多管道熱交換器的單個燃燒器通常將高溫的燃燒產物施加到形成多個熱交換管道的分配裝置(通常稱為“管道板”)的材料上。相比之下，本文公開的每個管道熱交換器的一個燃燒器不會將燃燒產物碰撞在管道板上，并且從而消除了先前設計中固有的結構應力。

線性逆流設計還有效地使用空間，因為熱交換管道遵循工藝用風a流動的路徑，而不是交叉通過工藝用風a的流動路徑。在先前的交叉逆流設計中，熱交換管道通過彎曲或借助于收集和分配管道而轉入工藝用風a的流動路徑中；在對流烤箱中，這都需要額外的空間。

圖1中示出根據第一實施方案的對流烤箱10。對流烤箱10具有用于烹飪食物產品14的烹飪室12。烹飪室12的尺寸和形狀可被設定成容納用于在烹飪期間保持食物產品14的烤架16。可選擇性地打開或關閉對流烤箱10的前側上的門11(參見圖2)以插入烤架16。例如，控制面板13可設置在對流烤箱10的外表面上，以控制烹飪過程的各個方面，例如像烹飪溫度、烹飪時間、對流特征和烤架16的旋轉。當啟動對流烤箱10時，對流烤箱可使經加熱的工藝用風a循環通過烹飪室12以烹飪食物產品14。經加熱的工藝用風a進入烹飪室12的工藝用風入口18，接觸食物產品14，并且隨后通過工藝用風出口20離開烹飪室。工藝用風a在循環通道22中沿著循環路徑移動，所述循環通道22朝向工藝用風入口18連接工藝用風出口20。沿著循環通道22定位的空氣循環器24使工藝用風a沿著循環路徑在第一方向上從工藝用風出口20移動到工藝用風入口18。

在工藝用風沿著循環路徑移動時，熱交換器26加熱循環通道22中的工藝用風a。熱交換器26具有一個或多個熱傳遞管道28，所述一個或多個熱傳遞管道28沿著并且基本上平行于循環通道22中的循環路徑的長度縱向地延伸。一個或多個熱傳遞管道28在對流烤箱10中垂直地定向。一個或多個熱傳遞管道28可由具有相對較高熱傳導性的材料(諸如，銅或鋁)組成。

第一方向被定義為工藝用風a沿著循環路徑通過循環通道22從工藝用風出口20移動到工藝用風入口的方向。在本實施方案中，例如，在循環通道22的第一通道部分22a中，第一方向最初向下并且基本上平行于分隔壁42。隨后第一方向圍繞分隔壁42的遠端彎曲。在循環通道22的第二通道部分22b中，第一方向是向上方向并且基本上平行于分隔壁。第一方向在對流烤箱10的頂部附近改變成水平方向，隨后通過空氣循環器24改變成遵循流動路徑的方向。在工藝用風a離開空氣循環器24之后，第一方向是水平方向，隨后在工藝用風a進入工藝用風入口18之前，第一方向改變成向下方向。取決于工藝用風a通過循環通道22的循環路徑，其他實施方案中的第一方向可能不同。

一個或多個加熱元件30加熱在第二方向上循環通過每個熱傳遞管道28的流體，所述第二方向被限定為與工藝用風a移動的第一方向相反。具體地，經加熱流體f在每個熱傳遞管道28的第一端處從加熱元件30循環到管道入口32中。每個熱傳遞管道28與循環通道22分開密封，使得經加熱流體f不直接接觸沿著循環路徑循環的工藝用風a或烹飪室12中的工藝用風a。經加熱流體f基本上與沿著循環路徑在第一方向上移動的工藝用風a平行地移動通過每個熱傳遞管道28。經加熱流體f沿著每個熱傳遞管道28的整個長度行進，并且在每個熱傳遞管道的與第一端相反的第二端處從管道出口34離開。

第二方向被定義為經加熱流體f在暴露在循環通道22中的一個或多個熱交換管道28中從管道入口32流動到管道出口34的方向。在本實施方案中，第二方向最初向下通過第二通道部分22b。隨后第二方向圍繞分隔壁42的遠端彎曲。第二方向通過第一通道部分22a改變成向上方向。取決于工藝用風a通過循環通道22的循環路徑，其他實施方案中的第二方向可能不同。

當經加熱流體f在第二方向上移動時，來自經加熱流體f的熱量被傳導通過一個或多個熱傳遞管道28的壁。沿著每個熱傳遞管道28的基本上整個長度的外壁暴露于工藝用風a。沿著循環路徑移動的工藝用風a接觸每個熱傳遞管道28的暴露的外壁并從其吸收熱量。經加熱流體f在熱傳遞管道28中的線性逆流布置允許工藝用風a比在先前實現的對流烤箱中能吸收更多的熱量，并且還表現出比先前實現的對流烤箱提高的熱傳遞效率。

間接火烤對流烤箱中的熱傳遞效率至少部分地隨著熱交換器26中的經加熱流體f與循環通道22中的工藝用風a之間的溫度差而改變：在經加熱流體f與工藝用風a之間的溫度差越大，從經加熱流體f傳遞到工藝用風a的熱量的量越多。因為工藝用風a的溫度和經加熱流體f的溫度都在第一方向上增加，所以沿著線性逆流設計中的一個或多個熱傳遞管道的長度所維持的工藝用風a與經加熱流體f之間的溫度差比先前實現的設計中的溫度差更大。也就是說，熱傳遞管道28中的經加熱流體f的溫度在管道入口32處最大，并且隨著經加熱流體f行進遠離一個或多個加熱元件30而降低(即，溫度隨著經加熱流體f在第二方向上行進而降低)。相反，當離開烹飪室12的工藝用風出口20時，工藝用風a的溫度沿著循環路徑處于最低溫度，并且溫度隨著工藝用風a沿著一個或多個熱傳遞管道28的長度在第一方向上行進而增加。線性逆流設計在使對流烤箱的可用空間最大化的同時提高了熱傳遞效率。

當存在多于一個熱交換管道28時，熱交換管道沿著循環通道22彼此平行延伸，如圖3、圖4和圖5所示。熱交換管道28在循環通道22中垂直地定向，并且從對流烤箱10的前側到后側進行布置。鄰近的熱交換管道28由間隙35(見圖5)間隔開，使得工藝用風a可接觸暴露在循環通道22中的熱交換管道的整個表面區域。在一些實施方案中，熱交換管道28可從對流烤箱10的前側到后側相繼地布置，而沒有間隔開熱交換管道28的間隙35。如以下所述，熱交換管道28可具有與對流烤箱10中的熱交換管道不同的取向或布置。

一個或多個加熱元件30可各自包括用于產生經加熱流體f的熱源。在本實施方案中，一個或多個加熱元件30中的每一個可以是產生火焰以用于點燃從流體供應歧管36供應的可燃流體的燃燒器。一個或多個加熱元件30中的每一個與加熱元件中的另一個鄰近，使得一個加熱元件的點燃可點燃鄰近的一個加熱元件。因此，一個加熱元件30的點燃可依次點燃剩余的加熱元件。

流體供應端口38可被設置用于一個或多個加熱元件30中的對應一個并且與其對準，如圖4和圖5所示。一個或多個加熱元件30中的每一個可被對準，以在每個熱傳遞管道28的對應管道入口32中供應經加熱流體f。可燃流體可被推進通過流體供應歧管36，并且使用正壓從供應端口38排出(參見圖4和圖6)。可燃流體隨后被一個或多個加熱元件30點燃，并且至少部分地作為經加熱流體f投射到每個熱傳遞管道28的管道入口32中。

在本實施方案中，可燃流體是可燃氣體，諸如丙烷或丁烷，所述可燃氣體燃燒以產生包含經加熱流體f的火焰或排氣(“燃燒產物”)。可使用流體循環器40使經加熱流體f被推進通過熱傳遞管道28的整個長度。本實施方案的流體循環器40包括連接到每個熱傳遞管道28的管道出口34側的排氣鼓風機或風扇，以幫助拉動或牽引通過其的經加熱流體f，如圖4和圖6所示。在一些實施方案中，泵或鼓風機可設置在每個熱傳遞管道28的管道入口32側上，或甚至在每個熱傳遞管道本身中，以幫助在第二方向上將經加熱流體f輸送出每個管道出口34。經加熱流體f可在不使用活性流體循環元件的情況下利用施加在經加熱流體f上的正壓或由于經加熱流體f本身的自然通風而通過每個熱傳遞管道28進行輸送。

代替或除了上述可燃氣體系統之外，可使用其他流體和相關聯系統。通過非限制性實例，經加熱流體f可包括通過流體供應歧管36注入或從供應端口38注入到加熱元件30上的可燃液體。在一些實施方案中，一個或多個加熱元件30可包括加熱不可燃流體的電或感應加熱元件，所述不可燃流體隨后在第二方向上通過每個熱傳遞管道28進行輸送。本領域普通技術人員將理解，在不脫離本文描述的對流烤箱的范圍的情況下，可實現許多系統和流體，以使經加熱流體f移動通過每個熱傳遞管道28。

空氣循環器24使工藝用風a從工藝用風入口18朝向工藝用風出口20循環通過烹飪室12。空氣循環器24使工藝用風a循環離開工藝用風出口20，并進入循環通道22中。本實施方案的空氣循環器24沿著循環路徑定位在一個或多個熱傳遞管道28的下游。空氣循環器24包括圍繞電動機軸驅動循環元件44的電動機43。本實施方案的循環元件44是在徑向方向上加速并排出空氣的離心風扇。在其他實施方案中，通過非限制性實例，空氣循環器24可具有不同的循環元件44，諸如在軸向旋轉方向上加速并排出空氣的機械風扇。

空氣循環器24使工藝用風a在循環室22中沿著循環路徑在第一方向上從工藝用風出口20并朝向工藝用風入口18移動。當工藝用風a在循環通道22中沿著第一方向移動時，工藝用風a接觸暴露在工藝用風出口20與工藝用風入口18之間的循環通道22中的熱傳遞管28的長度并且從其吸收熱量。一個或多個熱傳遞管道28的第一管道部分28a沿著循環路徑比一個或多個熱傳遞管道28的第二管道部分28b更靠近工藝用風入口18，所述第二管道部分28b沿著循環路徑更靠近工藝用風出口20。本實施方案中的工藝用風出口20位于烹飪室12的頂部附近，并且與第二管道部分28b鄰近。離開工藝用風出口20的工藝用風a首先接觸第二管道部分28b，并且隨后當工藝用風a在第一方向上移動時來接觸第一管道部分28a。

在本實施方案中，分隔壁42使循環通道22中的每個熱傳遞管道28的第一管道部分28a與第二管道部分28b分離，如圖1和圖3所示。分隔壁42基本上與第一管道部分28a和第二管道部分28b平行地延伸。每個熱傳遞管道28可具有u形或發夾形狀，所述u形或發夾形狀形成具有圍繞分隔壁42的遠端彎曲的彎曲管道部分28c，這使得經加熱流體f從第一管道部分28a過渡到第二管道部分28b。分隔壁42允許產生工藝用風a的細長循環路徑，以增加工藝用風a沿著循環路徑行進時所暴露至的每個熱傳遞管道28的長度和表面積，并且以使工藝用風從每個熱傳遞管道吸收的熱量的量最大化。每個熱傳遞管道28可另外包括第三管道部分28d，所述第三管道部分28d在第一方向上橫向延伸穿過內壁45并穿過第一管道部分28a下游的循環通道22，以提供用于經加熱流體f的返回路徑(參見圖1)。可替代地，每個第二管道部分28b可終止于管道出口34處而不延伸穿過內壁45。例如，每個第二管道部分28b可彎曲并延伸到對流烤箱12的工藝用風出口20附近的前壁或后壁中。

離開烹飪室12的頂部附近的工藝用風出口20的工藝用風a首先沿著第二管道部分28b的長度接觸并吸收熱量。隨后，在沿著第一管道部分28a的長度接觸并吸收熱量之前，工藝用風a從彎曲管道部分28c吸收熱量，同時圍繞分隔壁42的下端行進。使工藝用風a暴露于第一管道部分28a和第二管道部分28b以及彎曲管道部分28c的長度增加了工藝用風a從熱傳遞管道28吸收的熱量的量，同時有效地利用對流烤箱10中的可用空間。經加熱的工藝用風a流動通過空氣循環器24、通過其余的循環通道22，并且通過工藝用風入口18回到烹飪室12中。在經加熱的工藝用風a循環通過烹飪室12來加熱食物產品14之后，經加熱的工藝用風a再次從工藝用風出口20離開烹飪室12，并且開始再次沿著循環路徑行進通過循環通道22。

熱交換器殼體46可位于一個或多個熱傳遞管道28的兩端處，如圖1、圖3、圖4和圖6所示。熱交換器殼體46具有下壁46l，下壁46l具有一對或多對鄰近的孔口，所述口孔用于分別接收一個或多個熱傳遞管道28的每個端部。每對鄰近的孔口可沿著下壁46l上的同一平面彼此緊密定位，如圖1和圖6所示。鄰近的孔口對從對流烤箱12的前側到后側相繼地布置，以實現期望寬度的間隙35。一個或多個熱傳遞管道28的端部緊密地定位以提供緊湊的設計，這降低了對流烤箱10的成本和總體尺寸。熱交換器殼體46的下壁46l圍繞一個或多個熱傳遞管道28形成密封，以幫助防止循環通道22中的工藝用風a與熱交換器殼體46的內部中的經加熱流體f之間的流體連通。在本實施方案中，管道入口32和管道出口34位于熱交換器殼體46的下壁46l的上方，但是在其他實施方案中管道入口32或管道出口34可替代地位于下壁46l處。

熱交換器組件46包括用于接收由一個或多個加熱元件30加熱的流體的一個或多個流體攝入端口48，如圖4和圖6所示。在進入一個或多個流體攝入端口48之后，流體可流動通過熱交換器組件46的內部中的攝入腔50，以到達一個或多個加熱元件30。由一個或多個加熱元件30加熱的經加熱流體f進入一個或多個熱傳遞管道28的管道入口32中。在本實施方案中，一個或多個加熱元件30產生加熱通過一個或多個流體攝入端口48接收的空氣的火焰。來自一個或多個流體攝入端口48的空氣可被吸入加熱元件組件52中，所述加熱元件組件52具有至少部分地包圍一個或多個加熱元件30的壁。空氣可通過沿著加熱元件組件52的一個或多個上壁布置的一個或多個第一通風孔54a而被吸入加熱元件組件52中，并且與來自供應端口38的可燃流體結合以產生用于點燃加熱元件火焰的適當混合物。第一通風孔54a或第二通風孔54b可連續布置成一排或多排。加熱元件火焰可加熱被吸入到沿著加熱元件組件52的一個或多個下壁布置的一個或多個第二通風孔54b中的空氣。燃燒產物(例如，來自一個或多個流體攝入端口48的空氣、火焰和火焰排氣)流動進入管道入口32并且循環通過一個或多個加熱管道28。在其他實施方案中，熱交換器組件46可設置成不具有加熱元件組件52。

收集箱56可定位在一個或多個熱傳遞管道28的管道出口34處或附近，以收集從一個或多個熱交換管道28離開的經加熱流體f，如圖4和6所示。收集箱56包括封閉收集腔60的箱壁58。箱壁58中的一個或多個可形成界面，所述界面使收集腔60中的經加熱流體f與攝入腔50中的流體分離并且密封收集腔60中的經加熱流體f。界面箱壁58可由具有相對較高熱傳導性的材料(諸如，銅或鋁)組成。在循環通過一個或多個熱傳遞管道28的整個長度之后，經加熱流體f流出管道出口34并且收集在收集腔60中。來自收集在收集腔60中的經加熱流體f的熱量被箱壁58吸收并且引導通過箱壁58。攝入腔50中的流體沿著由收集箱56的側面、頂部、底部、前部或后部上的箱壁58形成的界面流動。在流體進入加熱元件組件52或者與一個或多個加熱元件30相互作用之前，箱壁發出的熱量對攝入腔50中的流體進行預加熱。通過回收否則在其他設計中將損失的熱量，從收集箱56中的經加熱流體f傳遞到攝入腔50中的流體的這種預燃燒熱顯著地減少了燃燒過程中消耗的能量。預燃燒熱傳遞還可在低于工藝用風a溫度的溫度下有效地燃燒流體，從而降低在烹飪室12中烹飪食物產品14所需的熱應力和總能量。

在本實施方案中，熱交換器26加熱從攝入端口48吸入的氣體(例如，環境空氣)，但是在其他實施方案中，熱交換器26可加熱液體。通過非限制性實例，在液體流入一個或多個熱傳遞管道28之前或之時，液體(例如，水、油)可循環進入攝入腔50中并且由一個或多個加熱元件30產生的火焰進行加熱。可替代地，一個或多個加熱元件30中的每一個可包括加熱流入一個或多個熱傳遞管道28中的液體的電或感應加熱元件。液體可從外部來源泵入或者循環通過連接到對流烤箱的外部罐。離開出口管道34的流體可從熱交換殼體46的出口端口62排出。在本實施方案中，流體循環器40是有助于將燃燒產物從熱交換殼體46排出的排氣鼓風機。

熱物質64可布置成鄰近循環通道22中的一個或多個熱傳遞管道28，如圖1、圖3、圖8和圖9所示。熱物質64被布置成靠近或鄰近工藝用風出口20，以在工藝用風被一個或多個熱交換管道28明顯加熱之前從離開烹飪室12的工藝用風a中吸取熱量。熱物質64可用來產生用于輔助烹飪過程的蒸汽并且在工藝用風接觸一個或多個熱傳遞管道28的大部分之前，降低工藝用風a的溫度。熱物質64被定位來從離開烹飪室12的工藝用風a中吸取熱量，使得最初接觸工藝用風出口20附近的一個或多個熱傳遞管道28的工藝用風a處于循環路徑中的最低溫度下。即使處于循環路徑中的最低溫度下，熱物質64也可有效地產生蒸汽，這是因為水在低于進入烹飪室12的工藝用風入口18的工藝用風a的溫度的溫度下可蒸發。熱物質64的位置提高了對流烤箱10的效率，因為即使熱物質的溫度低于烹飪食物產品14所需的溫度，熱物質也可從一個或多個熱傳遞管道28吸取熱量。

熱物質64可沿著循環通道22中的循環路徑平行于一個或多個熱交換管道28布置。熱物質64可包括各自在對流烤箱10的前側與后側之間延伸的一排或多排條或桿，如圖7所示。一個或多個噴灑器66可將水噴灑到熱物質64上，以在循環通道22中產生蒸汽。一個或多個噴灑器66可位于循環通道22的循環路徑中的熱物質64的上方或上游，以幫助水均勻分布在熱物質上。

對流烤箱10可包括位于烤架16上方的烤架旋轉裝置67(見圖1和圖2)，并且被配置來使烹飪室12中的烤架旋轉。烤架旋轉裝置67包括使向下延伸的軸69旋轉的電動機68。軸69在烹飪過程期間使烤架16旋轉，以促進經加熱的工藝用風a在食物產品14上均勻分布。軸69的遠端可使用附接特征與烤架16接合，以允許烤架與軸一起旋轉。附接特征可以是固定到軸69的成形形狀、溝槽或板，所述軸69與固定到烤架16頂部的成形形狀或溝槽互鎖。在一些實施方案中，烤架旋轉裝置67可附接到烤架16并且使用設置在軸69的遠端附近的凸緣來向上提升烤架16。遠端上的凸緣可接合在烤架16的一部分的下方，以幫助提升烤架16。附接特征沒有特別限制，并且通過另外的非限制性實例，可以是本領域普通技術人員已知的任何特征，包括夾具、鉤或環。控制面板13可被操作來控制烤架旋轉裝置67的操作方面，例如像提升、旋轉速度和旋轉持續時間。

對流烤箱10可具有與圖1和圖3所示的熱交換器26不同的熱交換器配置。在另一實施方案中，對流烤箱70被設置有線性延伸穿過循環通道22并且不具有u形或發夾形狀的一個或多個熱傳遞管道68，如圖8所示。工藝用風a通過位于烹飪室12的底部附近的工藝用風出口74排出。工藝用風a沿著一個或多個熱傳遞管道68的軸向長度在第一方向上(即向上)移動。經加熱流體f進入管道入口32并且在與第一方向相反的第二方向上(即，向下)行進通過一個或多個熱傳遞管道68。一個或多個熱傳遞管道68加熱沿著循環通道22中的循環路徑移動的工藝用風a。一個或多個熱傳遞管道68彼此平行地布置，并且基本上平行于循環通道22中的循環路徑延伸。

經加熱流體f在一個或多個熱傳遞管道68的與管道入口32相反的端部處從管道出口34排出。管道出口34可連接到出口組件76，以用于處理經加熱流體f或使其循環。一個或多個熱傳遞管道68可在循環通道22中彎曲，以將經加熱流體f輸送通過對流烤箱10的外壁78并且輸送到出口組件76中。可替代地，出口組件76可至少部分地設置在循環通道22中，以接收離開一個或多個熱傳遞管68的經加熱流體f。

在另一實施方案中，對流烤箱80可具有與烹飪室12的工藝用風入口18鄰近的熱交換器82，如圖9所示。工藝用風入口18可設置在一個或多個熱傳遞管道84附近，所述一個或多個熱傳遞管道84線性地延伸并且基本上平行于循環通道22中的工藝用風a的循環路徑。工藝用風a沿著循環通道22中的循環路徑在第一方向上從工藝用風出口20朝向設置在對流烤箱80的底部附近的工藝用風入口18循環。對流烤箱80中的空氣循環器24沿著循環路徑設置在一個或多個熱傳遞管道84的上游。在工藝用風a循環通過空氣循環器24之后，工藝用風a朝向烹飪室12的底部附近的工藝用風入口18在第一方向上(即向下)移動。經加熱流體f在與第一方向相反的第二方向上(即，在逆流方向上向上)流入每個管道入口32中并且流動通過一個或多個熱傳遞管道84。線性延伸的熱傳遞管道84不具有u形或發夾形狀。

一個或多個加熱元件30安裝在對流烤箱80的底部附近。在本實施方案中，一個或多個加熱元件30被垂直定向并且設置在循環通道22中。在一些實施方案中，一個或多個加熱元件30可水平地定向并且設置在對流烤箱80的側壁86中或者延伸穿過側壁86。在另外的實施方案中，一個或多個熱傳遞管道84可延伸穿過側壁上的孔口，并且連接到設置在側壁86的外表面上的一個或多個加熱元件30。當一個或多個加熱元件30不垂直定向時，一個或多個熱傳遞管道84中的每一個可具有在對流烤箱80的底部附近的彎曲部分，以將每個管道入口32連接到加熱元件30中的相應元件。

經加熱流體f在第二方向上流動通過一個或多個熱傳遞管道84，并且通過在對流烤箱80的頂部附近的管道出口34排出。管道出口34可連接到對流烤箱80的頂部附近的出口組件88。在本實施方案中，管道出口34被連接到循環通道22中的出口組件88。在其他實施方案中，一個或多個熱傳遞管道84可延伸穿過上壁90或側壁86的上部部分，以將管道出口34連接到設置在循環通道22外部的出口組件88。

熱物質92鄰近循環通道22中的在對流烤箱80的頂部附近的一個或多個熱傳遞管道84。熱物質92有助于在工藝用風a由一個或多個熱傳遞管道84明顯加熱之前從工藝用風a中吸取熱量。熱物質92可用來產生用于輔助烹飪過程的蒸汽并且在工藝用風a接觸一個或多個熱傳遞管道84之前，降低工藝用風a的溫度。在其他方面，熱物質92可具有與熱物質64基本相同的配置。熱物質92以與對流烤箱10中的熱物質64類似的方式來提高對流烤箱80的效率。一個或多個噴灑器94可鄰近熱物質92設置，以將水噴灑到熱物質92上，從而在循環通道22中產生蒸汽。

可在不脫離本文描述的線性逆流設計的范圍的情況下，實現對流烤箱的其他配置。通過非限制性實例，一個或多個熱傳遞管道可在對流烤箱的烹飪室12上方的循環通道22的一部分中水平地定向。可替代地，一個或多個熱傳遞管道28/68/84可以是l形，具有鄰近工藝用風入口18或工藝用風a出口的第一垂直定向部分和位于烹飪室上方的循環通道的一部分中的第二水平定向部分。對流烤箱10的熱交換器26和分隔壁42可設置在循環通道22的工藝用風入口18側上，而不是設置在循環通道的工藝用風出口20側上。

上文以詳細描述描述了本發明的各種實施方案。盡管這些描述直接描述以上實施方案，但應了解本領域技術人員可設想本文所示以及所述的特定實施方案的修改和/或變化。屬于本描述的范圍內的任何所述修改或變化都也意圖包括在本描述中。除非特別指出，否則發明者的意圖在于，給予說明書和權利要求書中的詞和短語以普通意義和適用領域的一般技術人員慣用的意義。

已遞呈在提交申請案時為申請者所知的本發明的各種實施方案的先前描述，且旨在說明和描述性目的。本描述不意圖是詳盡的，也非將本發明限于公開的精確形式，且根據以上教導，許多修改和變化是可能的。所述實施方案用于解釋本發明的原理和本發明的實際應用，且用于使本領域其他技術人員能夠以各種實施方案且在如適于涵蓋的特定用途的各種修改下利用本發明。因此，意圖本發明不限于所公開的用于執行本發明的特定實施方案。

盡管已示出并且描述本發明的特定實施方案，但本領域技術人員將顯而易知的是，基于本文中的教義，可在不脫離本發明和其更廣泛方面的情況下進行改變和修改，且因此隨附權利要求將在其范圍內涵蓋如在本發明的真實精神和范圍內的所有所述改變和修改。本領域技術人員應了解，一般而言，本文使用的術語通常意圖為“開放”術語(例如術語“包括”應解釋為“包括但不限于”，術語“具有”應解釋為“具有至少”，術語“包括”應解釋為“包括但不限于”等)。

權利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種對流烤箱，其包括：

烹飪室，所述烹飪室具有工藝用風入口和工藝用風出口；

循環通道，所述循環通道連接所述工藝用風入口和所述工藝用風出口；

空氣循環器，其被配置來使工藝用風沿著循環路徑在從所述工藝用風出口到所述工藝用風入口的第一方向上移動通過所述循環通道，并且被配置來使工藝用風循環通過所述烹飪室；以及

熱交換器，所述熱交換器包括沿著所述循環路徑縱向布置在所述循環通道中的一個或多個熱交換管道，所述一個或多個熱交換管道中的每一個與所述烹飪室和所述循環通道分開密封，一個或多個加熱元件被配置來加熱所述一個或多個熱交換管道中的流體，所述熱交換器被配置來使所述經加熱流體在第二方向上移動通過所述一個或多個熱交換管道，所述第二方向是與所述第一方向相反的相反方向。

2.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述一個或多個熱交換管道中的每一個包括從所述加熱元件接收所述經加熱流體的第一管道部分，所述第一管道部分平行于所述循環路徑延伸并且沿著所述循環路徑延伸；以及平行于所述循環路徑延伸并且沿著所述循環路徑延伸的第二管道部分，所述第二管道部分沿著所述循環路徑在所述第一方向上定位在所述第一管道部分的上游，并且所述第二管道部分與所述第一管道部分間隔開。

3.如權利要求2所述的對流烤箱，其中所述一個或多個熱交換管道中的每一個的所述第一管道部分具有管道入口，所述經加熱流體從所述加熱元件進入所述管道入口中。

4.如權利要求2所述的對流烤箱，其中所述第二管道部分被定位成沿著所述循環路徑比所述第一管道部分更靠近所述工藝用風出口。

5.如權利要求4所述的對流烤箱，其中所述第二管道部分被定位成鄰近所述循環通道中的所述工藝用風出口。

6.如權利要求2所述的對流烤箱，其中所述第一管道部分沿著所述循環路徑比所述第二管道部分更靠近所述工藝用風入口。

7.如權利要求6所述的對流烤箱，其中所述第一管道部分被定位成鄰近所述循環通道中的所述工藝用風入口。

8.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述熱交換器包括多個加熱元件，并且所述熱交換器包括多個熱交換管道，每個熱交換管道具有管道入口，所述經加熱流體從所述多個加熱元件中的對應一個進入所述管道入口中。

9.如權利要求8所述的對流烤箱，其中所述多個加熱元件中的每個加熱元件被布置成鄰近所述多個加熱元件中的另一加熱元件，使得點燃一個加熱元件會點燃所述加熱元件中的鄰近一個加熱元件。

10.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述一個或多個熱交換管道中的每一個還包括管道入口和管道出口，所述管道入口從所述一個或多個加熱元件中的至少一個接收所述經加熱流體，所述經加熱流體被從所述管道出口移除。

11.如權利要求10所述的對流烤箱，其還包括：

流體循環器，所述流體循環器被配置來使所述經加熱流體循環通過所述一個或多個熱交換管道，所述流體循環器被連接到所述一個或多個熱交換管道的管道出口側處。

12.如權利要求10所述的對流烤箱，其還包括：

流體循環器，所述流體循環器被配置來使所述經加熱流體循環通過所述一個或多個熱交換管道，所述流體循環器被連接到所述一個或多個熱交換管道的管道入口側處。

13.如權利要求1所述的對流烤箱，其還包括熱物質，所述熱物質鄰近在沿著所述循環路徑的所述循環通道中的所述一個或多個熱交換管道，所述熱物質被配置來從所述循環通道中的所述工藝用風吸收熱量。

14.如權利要求13所述的對流烤箱，其中所述熱物質被鄰近所述烹飪室的所述工藝用風出口定位。

15.如權利要求13所述的對流烤箱，其中所述熱物質被鄰近所述烹飪室的所述工藝用風入口定位。

16.如權利要求13所述的對流烤箱，其還包括液體噴灑器，所述液體噴灑器被配置來將液體噴灑到所述熱物質上，以在所述熱物質從所述工藝用風吸收熱量時產生蒸氣。

17.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述熱交換器還包括出口端口，所述經加熱流體中的至少一些被通過所述出口端口從所述熱交換器移除；收集室，所述收集室布置在所述一個或多個熱交換管道的管道出口與所述出口端口之間，并且被配置來收集從所述一個或多個熱交換管道移除的所述經加熱流體；以及流體入口，所述流體入口接收由所述一個或多個加熱元件加熱的所述流體，其中所述收集室被定位在所述流體入口附近并且被配置來在所述一個或多個加熱元件加熱所述流體之前對接收在所述流體入口中的所述流體進行預加熱。

18.如權利要求17所述的對流烤箱，其中所述收集室包括室壁，所述室壁接觸被接收在所述流體入口中的所述流體，并且從所述收集的經加熱流體輻射熱量以加熱接收在所述流體入口中的所述流體。

19.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述一個或多個熱交換管道包括被布置在彼此基本上平行的布置中的多個熱交換管道。

20.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述循環通道具有位于所述烹飪室與所述空氣循環器之間的空氣加熱段，所述一個或多個熱交換管道沿著所述空氣加熱段布置。

21.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述一個或多個熱交換管道中的每一個包括設置在所述熱交換管道的第一管道部分與所述熱交換管道的第二管道部分之間并且將它們進行連接的彎曲部分，所述第二管道部分沿著所述循環路徑比所述第一管道部分更靠近所述工藝用風出口。

22.如權利要求21所述的對流烤箱，其還包括所述循環通道中的分隔壁，其中所述第一管道部分和所述第二管道部分通過所述分隔壁而分開。

23.如權利要求22所述的對流烤箱，其中所述分隔壁平行于所述第一管道部分和所述第二管道部分延伸。

24.如權利要求21所述的對流烤箱，其中所述一個或多個熱交換管道中的每一個包括從所述第二管道部分延伸并且在管道出口處終止的第三管道部分，所述經加熱流體被通過所述管道出口從所述熱交換管道移除，所述第三管道部分在所述第一管道部分的所述第一方向上在所述循環路徑中定位在下游。

25.如權利要求24所述的對流烤箱，其中所述第三管道部分跨所述循環通道橫向地布置。

26.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述一個或多個熱交換管道將所述經加熱流體保持在其中以隔離與所述工藝用風的直接接觸。

27.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述一個或多個熱交換管道中的每一個包括具有基本上u形的彎曲部分。

28.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述對流烤箱還包括：

烤架旋轉裝置，所述烤架旋轉裝置被配置來使軸旋轉延伸進入所述烹飪室中，所述軸具有被配置來附接到所述烹飪室中的烤架的遠端。

29.如權利要求1所述的對流烤箱，其中所述一個或多個熱交換管道被在所述循環通道中垂直定向。

30.一種對流烤箱，其包括：

烹飪室，所述烹飪室具有工藝用風入口和工藝用風出口；

循環通道，所述循環通道連接所述工藝用風入口和所述工藝用風出口；

空氣循環器，所述空氣循環器被配置來使工藝用風沿著循環路徑在從所述工藝用風出口到所述工藝用風入口的第一方向上移動通過所述循環通道，并且被配置來使工藝用風循環通過所述烹飪室；

分隔壁，所述分隔壁使所述循環通道的第一通道區段與所述循環通道的第二通道區段分開，所述第一通道區段沿著所述循環路徑在所述第二通道區段的下游；以及

熱交換器，所述熱交換器包括：

一個或多個熱交換管道，所述一個或多個熱交換管道各自與所述烹飪室和所述循環通道分開密封，所述一個或多個熱交換管道中的每一個具有在所述第一通道區段中沿著所述循環路徑縱向延伸的第一管道部分，并且具有在所述第二通道區段中沿著所述循環路徑縱向延伸的第二管道部分；以及

一個或多個加熱元件，所述一個或多個加熱元件被配置來加熱所述一個或多個熱交換管道中的流體。

31.如權利要求30所述的對流烤箱，其中所述分隔壁在遠端處終止，并且所述一個或多個熱交換管道中的每一個具有彎曲部分，所述彎曲部分圍繞分隔壁的所述遠端彎曲并且將每個熱交換管道的所述第一管道部分和所述第二管道部分連接在一起。

32.如權利要求30所述的對流烤箱，其中所述分隔壁在基本上平行于所述一個或多個熱交換管道中的每一個的所述第一管道部分和所述第二管道部分的方向上延伸。

33.如權利要求30所述的對流烤箱，其還包括：

流體循環元件，所述流體循環元件被配置來使所述經加熱流體在第二方向上從所述一個或多個熱交換管道的所述第一管道部分移動到所述第二管道部分，所述第二方向是與所述第一方向相反的相反方向。

34.如權利要求33所述的對流烤箱，所述熱交換器還包括熱交換器殼體，所述熱交換殼體容納所述一個或多個加熱元件和所述流體循環元件，并且所述一個或多個熱交換管道包括設置在所述一個或多個熱交換管道的第一端處的管道入口和設置在所述一個或多個熱交換管道的第二端處的管道出口，并且所述一個或多個熱交換管道的所述第一端和所述第二端被連接到所述熱交換器殼體。

35.一種對流烤箱，其包括：

烹飪室，所述烹飪室具有工藝用風入口和工藝用風出口；

循環通道，所述循環通道連接所述工藝用風入口和所述工藝用風出口；

空氣循環器，所述空氣循環器被配置來使工藝用風沿著循環路徑在從所述工藝用風出口到所述工藝用風入口的第一方向上移動通過所述循環通道；

熱物質，所述熱物質被沿著所述循環路徑鄰近所述烹飪室定位，所述熱物質被配置來從所述工藝用風吸收熱量；以及

熱交換器，所述熱交換器包括：

一個或多個熱交換管道，所述一個或多個熱交換管道沿著所述循環路徑縱向布置在所述循環通道中，所述一個或多個熱交換管道中的每一個與所述烹飪室和所述循環通道分開密封，

一個或多個加熱元件，所述一個或多個加熱元件被配置來加熱所述一個或多個熱交換管道中的流體；以及

流體循環元件，所述流體循環元件被配置來使所述經加熱流體在第二方向上移動通過所述一個或多個熱交換管道，所述第二方向是與所述第一方向相反的相反方向。

36.如權利要求35所述的對流烤箱，其中所述熱物質在所述循環通道中被設置在所述一個或多個加熱元件與所述烹飪室之間。

37.如權利要求35所述的對流烤箱，其中所述熱物質鄰近所述烹飪室的所述工藝用風出口。