(57)【要約】  本発明は、高温空気の吹付けとマイクロ波加熱との組み合わせにもとづく従来の高速調理オーブンを、オーブン内の食品へと加えられる正味の空気の吹付けおよび／または正味のマイクロ波エネルギに時間依存性の空間的調整をもたらすことによって改善を図る。これは、高速調理オーブンにおいて熱伝達およびマイクロ波の効率を最適化し、それにより従来の高速調理オーブンと比べて最適な調理効率をもたらすオーブンを可能にすることを目的としている。さらに、本発明の実施形態のもとで、調理室の各々の壁とオーブンのハウジングとの間に空間を備えることによって、調理効率をさらに最適化することができる。
2012524232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部と、底部と、後壁と、１対の側壁とによって定められた調理室と、
前記調理室に気体を供給する１つ以上のブロアと、
前記調理室を実質的に囲む複数の空間と
を備え、前記気体が、前記１つ以上のブロアへと戻る前に、前記空間を通って前記１つ以上のブロアから前記調理室の外側を流れるときに、前記上部、前記底部、前記後壁、および前記側壁の各々の少なくとも一部分に接触するオーブン。
【請求項２】
前記複数の空間が、前記調理室へと気体を供給する少なくとも１つの空間を含む請求項１に記載のオーブン。
【請求項３】
前記複数の空間が、前記調理室からの気体が前記１つ以上のブロアへと戻される少なくとも１つの空間を含む請求項１に記載のオーブン。
【請求項４】
前記少なくとも１つの空間が、前記調理室の上に配置される請求項２に記載のオーブン。
【請求項５】
前記少なくとも１つの空間が、前記調理室の直下に配置される請求項２に記載のオーブン。
【請求項６】
前記少なくとも１つの空間が、前記調理室の前記側壁のうちの１つに隣接して配置される請求項３に記載のオーブン。
【請求項７】
前記側壁が、互いに前記調理室を挟んで位置しており、
第１の空間が、前記１対の側壁のうちの一方に隣接して配置され、
第２の空間が、前記１対の側壁のうちの他方に隣接して配置される請求項１に記載のオーブン。
【請求項８】
前記１対の側壁の各々の側壁に、気体が前記調理室から前記第１の空間または前記第２の空間へと流れる戻り空気開口が配置される請求項７に記載のオーブン。
【請求項９】
前記戻り空気開口が、前記調理室の前記底部の付近に位置している請求項８に記載のオーブン。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの空間が、前記調理室の後ろに配置される請求項３に記載のオーブン。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの空間が、前記調理室の後ろに配置される請求項２に記載のオーブン。
【請求項１２】
第１の側壁と、前記第１の側壁から前記調理室を挟んで位置する第２の側壁とを備える調理室であって、
１つ以上のマグネトロンと、
前記１つ以上のマグネトロンによって生成されたマイクロ波エネルギを前記調理室へと導くための１つ以上のマイクロ波共振器と、
前記第１の側壁に隣接、前記調理室に気体連通して配置される第１の空間と、
前記第２の側壁に隣接、前記調理室に気体連通して配置される第２の空間と
を備えるオーブン。
【請求項１３】
前記第１の側壁が、前記気体連通を可能にする開口を備える請求項１２に記載のオーブン。
【請求項１４】
前記第２の側壁が、前記気体連通を可能にする開口を備える請求項１３に記載のオーブン。
【請求項１５】
前記調理室が底部をさらに備え、前記開口が、前記調理室の前記底部の付近に位置する請求項１３に記載のオーブン。
【請求項１６】
前記調理室が底部をさらに備え、前記開口が前記調理室の前記底部の付近に位置する請求項１４に記載のオーブン。
【請求項１７】
前記調理室の後ろに配置され、前記第１および第２の空間に気体連通している第３の空間をさらに備える請求項１２に記載のオーブン。
【請求項１８】
前記調理室の上に配置され、前記調理室に気体連通する第４の空間をさらに備える請求項１２に記載のオーブン。
【請求項１９】
前記調理室の直下に配置され、前記調理室に気体連通する第５の空間をさらに備える請求項１２に記載のオーブン。
【請求項２０】
第１の側壁及び前記第１の側壁から調理室を挟んで位置する第２の側壁を有する調理室と、
前記調理室の後ろに配置される後部空間と、
前記調理室の上に配置され、前記調理室に気体連通している少なくとも１つの上部空間と、
前記調理室の直下に配置され、前記調理室に気体連通している底部空間と、
前記第１の側壁に隣接して配置され、前記調理室および前記後部空間に気体連通する第１の側方空間と、
前記第２の側壁に隣接して配置され、前記調理室および前記後部空間に気体連通する第２の側方空間とを備えるオーブン。
【請求項２１】
前記上部空間が、前記調理室へと気体を供給するための空間を備える請求項２０に記載のオーブン。
【請求項２２】
前記底部空間が、前記調理室へと気体を供給するための空間を備える請求項２０に記載のオーブン。
【請求項２３】
前記第１の側方空間が、気体を前記後部空間へと戻すための空間を備える請求項２０に記載のオーブン。
【請求項２４】
前記第２の側方空間が、気体を前記後部空間へと戻すための空間を備える請求項２０に記載のオーブン。
【請求項２５】
１つ以上のブロアをさらに備え、前記後部空間を通過して流れる気体が前記１つ以上のブロアへと戻される請求項２０に記載のオーブン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くには、食品を調理するためのオーブンに関する。さらに詳しくは、本発明は、最適化された調理効率を有する高速調理オーブンに関する。
【背景技術】
【０００２】
高温空気の吹付けおよびマイクロ波の放射が、異なる物理的原理にもとづいて食品を加熱および調理するための２つの異なる手段である。高温空気の吹付けは、熱力学の第一法則に従って空気および物体の内部エネルギを変化させるという、より高い温度を有している高温の空気から、より低い温度を有している物体へと熱を移動させることにもとづいている。他方で、マイクロ波の放射は、食品中の水、脂肪、および糖分子の誘電加熱を生じさせることができる、１２．２４ｃｍ、または４．８２インチの典型的な波長と２，４５０ＭＨｚの周波数とを有する電磁波で構成される。
【０００３】
当初は、高温空気の吹付けにもとづくオーブンと、マイクロ波によるオーブンとが、別々に開発および市販されていた。しかしながら、後になって、オーブンにおいて高温空気の吹付けとマイクロ波の放射との組み合わせを使用することで、高速かつ高品質の調理を促進できることが明らかにされた。例えば、ＭｃＫｅｅらの米国特許第５，２５４，８２３号、ＭｃＫｅｅらの米国特許第５，４３４，３９０号、ＭｃＫｅｅらの米国特許第５，５５８，７９３号、およびＭｃＫｅｅらの米国特許第６，０６０，７０１号を参照されたい。これが、高温空気の吹付けおよびマイクロ波の放射の両方にもとづく高速調理ハイブリッド式オーブンの開発および市販につながり、高速調理技術における新たな水準の確立をもたらした。
【０００４】
オーブンにおいて高温空気の吹付けとマイクロ波による加熱とを組み合わせて高速な調理を実現する技術は、これまでに充分に確立されてきているが、現在の技術は、既存の高速調理オーブンにおける非効率的なエネルギの使用およびその結果としての最適とは言えない調理効率の問題など、このような組み合わせによって生じる多数の新たな課題に取り組んでいない。調理オーブンの基本原理は、利用可能なパワー（例えば、電力）を、オーブン内の食品の内部温度を高めるために、オーブン内の食品へと向けられ、そして吸収される熱エネルギへと変換することにある。したがって、オーブンの最適な調理効率は、所与のパワーから変換される熱エネルギの量を最大にし、オーブン内の食品へと向けられる熱エネルギの量を最大にし、食品によって吸収されて保持される熱エネルギ量を最大にすることを必要とする。しかしながら、高温空気の吹付けおよびマイクロ波の放射の両方を使用する高速調理オーブンの現在の技術は、そのような最適な調理効率の達成には向けられていない。
【０００５】
食品がオーブンの高温環境に存在するとき、温度勾配またはいくつかの境界層が、より低温である食品の周囲に形成される。オーブンは、熱エネルギをこれらの温度勾配を介して食品へと移動させることによって食品を調理する。例えばファンによる空気の強制対流によって、食品の周囲の温度勾配を「払拭」し、より高温の空気を食品へと近付けることによって、熱の移動を改善することが可能である。高温空気の吹付けが、高温空気の噴流によって温度勾配を「貫通」し、より高温の空気を食品の表面の近くにもたらすことによって、熱の移動をさらに改善することが可能である。しかしながら、電力および高温空気の吹付けからの熱エネルギのかなりの部分が、プロセスにおいて、オーブンの壁、種々の開口、ならびにオーブンの空気循環および配送系統を形成している空間および空気ブロアへと失われてしまう。さらに、調理室にマイクロ波の放射装置が存在することで、高温空気の吹付けによる熱の移動の効率がさらに低くなる可能性がある。
【０００６】
高温空気の吹付けの技術における他の周知の問題は、高温空気の噴流が直接吹付ける領域に「スポット」を形成し、むらのある加熱、または商品の表面を焼き焦がす原因となる。この問題は、例えば高温空気の速度を下げ、および／または吹付ける高温空気のコラムの直径を大きくすることによって、解決することができるが、そのような解決策は、高温空気の吹付けの効率をさらに下げてしまう可能性がある。
【０００７】
さらに、高温空気の吹付けのコラムの直径／断面積は、通常は高温空気の噴流の出口からの距離が長くなるにつれて大きくなり、結果として高温空気の吹付けの効率が低下する。この問題は、高温空気の速度を高めることによって解決することができるが、上述のように、そのような解決策は、スポット形成の問題をさらに悪化させる可能性がある。
【０００８】
従来の高速調理オーブンのマイクロ波部分に関しては、電力の一部が、マイクロ波を生成するプロセスの際に変圧器およびマグネトロンによる加熱によって失われる。さらに、マイクロ波エネルギの一部が、空洞の壁からマグネトロンへと跳ね返され、冷却ファンによって消散させられるときに失われる。これは、マイクロ波の送出システムとマイクロ波の負荷との間の整合が一様でない場合に生じうる。
【０００９】
さらには、マイクロ波が、調理空間全体にわたる均一でない熱エネルギ分布をもたらすこともよく知られている。水平方向の非一様性は、多くの従来のマイクロ波オーブンにおいて行われているように、オーブン内で垂直軸の周囲に食品を回転させることによって取り除くことができるが、そのような解決方法は、熱エネルギの分布の垂直方向の非一様性を軽減しない。
【００１０】
従来の高速調理オーブンには、さらに別の非効率の原因も存在する。調理プロセス中に食品のいずれかの部分の温度がオーブン内で食品内の水分子が蒸気へと変換され始める摂氏２１２度に達するまでは、食品によって吸収されるエネルギの量が、食品に向けられるエネルギの量におおむね等しい。しかしながら、水が蒸気へと変換され始める時点の後では、食品に向けられたエネルギの一部が食品によって吸収されないが、水を蒸気へと変換させるエネルギとして失われ、次いで蒸気が食品から逃げ出すことで、熱エネルギの一部が食品から奪われる。この現象は、食品の表面において吸収された熱エネルギが、食品の熱伝達係数（または、熱伝導率）の限界のため、すぐには表面の下方へと広がらず、食品の内部が表面との熱平衡に達するまでに或る程度の時間を要するという事実ゆえに、さらに悪化する。したがって、食品の表面の温度が摂氏２１２度に達し、食品の内部の温度よりも高い温度の蒸気が生じることにより食品から熱エネルギを運び去るとき、オーブン内の食品への熱伝達の効率が低下する。
【００１１】
考えられるさらに別の非効率の原因が、従来の高速調理オーブンに存在する。従来技術のオーブンにおいては、調理室の少なくとも１つの側壁、典型的には、両方の側壁が、オーブンの（おそらくは、調理室の壁とオーブンの外表面との間に絶縁体またはマイクロ波導波路が配置される）外表面へと露出され、あるいはオーブンの制御部へと露出されている。
【００１２】
要約すると、高温空気の吹付けとマイクロ波の放射との組み合わせにもとづく現在の高速調理技術における問題点は、そのような組み合わせが、決してオーブンの調理効率を最適化する方法では行われていないことである。電力の熱への変換に種々の非効率の原因が存在している最適とは言えない調理効率によって、現時点において利用可能な高速調理オーブン（市販のものまたは住居用のもの）は、２２０Ｖボルト以上にもとづく電源で動作する。結果として、高速調理オーブンの動作に必要なこの比較的大きな電力が、考えられる用途および顧客基盤の広がり、特には１２０ボルトにもとづく電源がより一般的である住居の地域を制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、従来の高速調理オーブンに存在する熱伝達のいくつかの非効率の解消または軽減することにある。
【００１４】
さらに本発明の別の目的は、高速調理オーブンの調理効率を最適化することにある。
【００１５】
さらに本発明の別の目的は、従来の高速調理オーブンにおいて可能とされる以上にさらに高い調理効率を追求するため、高温空気の吹付けとマイクロ波との組み合わせを最適化することにある。
【００１６】
さらに本発明の別の目的は、高温空気の吹付けの調理効率を最適化することにある。
【００１７】
さらに本発明の別の目的は、マイクロ波加熱の調理効率を最適化することにある。
【００１８】
さらに本発明の別の目的は、高温空気の吹付けの調理効率を損なうことなく、スポットの形成の問題を解決することにある。
【００１９】
さらに本発明の別の目的は、従来の高速調理オーブンと比べてより均一なマイクロ波加熱分布をもたらすことにある。
【００２０】
さらに本発明の別の目的は、高速調理オーブンの空洞をマイクロ波の負荷に整合させることにある。
【００２１】
さらに本発明の別の目的は、摂氏２１２度において食品から逃げ出す水蒸気に起因する熱損失ならびに有限の熱伝達係数に起因する食品内部への熱エネルギの分配の時間差によって生じる非効率を克服することによって、オーブン内の食品への熱伝達の効率を最適化することにある。
【００２２】
さらに本発明の別の目的は、２２０ボルト未満の電圧にもとづく電源にて動作することができる高速調理オーブンを提供することにある。
【００２３】
さらに本発明の別の目的は、１１０〜１２５ボルトの間の電圧にもとづく電源にて動作することができる高速調理オーブンを提供することにある。
【００２４】
さらに本発明の別の目的は、１２０ボルトの電圧および３０アンペアの電流にもとづく電源にて動作することができる高速調理オーブンを提供することにある。
【００２５】
さらに本発明の別の目的は、高速調理オーブンの動作コストを下げることにある。
【００２６】
本発明の他の目的および利点が、以下の説明から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の上述、および関連する目的が、現在、食品を少なくとも部分的に高温の空気の吹付けによって調理し、および／または少なくとも部分的にマイクロ波によって調理するためのオーブンを含むいくつかの別々ではあるが関連している態様の形式で得られることを、発見した。
【００２８】
より詳しくは、本発明の典型的な実施形態によるオーブンは、上部と、底部と、後壁と、１対の側壁とによって囲まれた調理室、上記調理室に気体を供給する１つ以上のブロア、および、上記調理室を実質的に囲む複数の空間を備え、上記気体が、上記１つ以上のブロアへと戻る前に、上記１つ以上のブロアから上記調理室の外側を上記空間を通って流れるときに、上記上部、上記底部、上記後壁、および上記側壁の各々の少なくとも一部分に接触する。
【００２９】
少なくとも１つの実施形態においては、上記複数の空間が、上記調理室へと気体を供給する少なくとも１つの空間を含む。
【００３０】
少なくとも１つの実施形態においては、上記複数の空間が、上記調理室から上記１つ以上のブロアへと気体を戻す少なくとも１つの空間を含む。
【００３１】
少なくとも１つの実施形態においては、上記少なくとも１つの空間が、上記調理室の上に配置される。
【００３２】
少なくとも１つの実施形態においては、上記少なくとも１つの空間が、上記調理室の直下に配置される。
【００３３】
少なくとも１つの実施形態においては、上記少なくとも１つの空間が、上記調理室の上記側壁のうちの１つに隣接して配置される。
【００３４】
少なくとも１つの実施形態においては、上記側壁が、互いに上記調理室を挟んで位置し、第１の空間が、上記１対の側壁のうちの一方に隣接して配置され、第２の空間が、上記１対の側壁のうちの他方に隣接して配置される。
【００３５】
少なくとも１つの実施形態においては、上記１対の側壁の各々の側壁に、上記調理室から上記第１の空間または上記第２の空間へと気体を流す戻り空気開口が配置される。
【００３６】
少なくとも１つの実施形態においては、上記戻り空気開口が、上記調理室の上記底部の付近に位置する。
【００３７】
少なくとも１つの実施形態においては、上記少なくとも１つの空間が、上記調理室の後ろに配置される。
【００３８】
本発明の別の典型的な実施形態によるオーブンは、第１の側壁と、第２の側壁が上記第１の側壁から該調理室を挟んで位置する調理室、上記第１の側壁に隣接して配置され、上記調理室に気体連通している第１の空間、および、上記第２の側壁に隣接して配置され、上記調理室に気体連通している第２の空間を備える。
【００３９】
少なくとも１つの実施形態においては、上記第１の側壁が、上記気体連通を可能にする開口を備える。
【００４０】
少なくとも１つの実施形態においては、上記第２の側壁が、上記気体連通を可能にする開口を備える。
【００４１】
少なくとも１つの実施形態においては、上記調理室が、底部をさらに備え、上記開口が、上記調理室の上記底部の付近に位置する。
【００４２】
少なくとも１つの実施形態においては、このオーブンが、上記調理室の後ろに配置され上記第１および第２の空間に気体連通している第３の空間をさらに備える。
【００４３】
少なくとも１つの実施形態においては、このオーブンが、上記調理室の上に配置され上記調理室に気体連通している第４の空間をさらに備える。
【００４４】
少なくとも１つの実施形態においては、このオーブンが、上記調理室の直下に配置され上記調理室に気体連通している第５の空間をさらに備える。
【００４５】
本発明の別の典型的な実施形態によるオーブンは、第１の側壁と、上記第２の側壁が上記第１の側壁から上記調理室を挟んで位置する調理室、上記調理室の後ろに配置された後部空間、上記調理室の上に配置され、上記調理室に気体連通している少なくとも１つの上部空間、上記調理室の直下に配置され、上記調理室に気体連通している底部空間、上記第１の側壁に隣接して配置され、上記調理室および上記後部空間に気体連通している第１の側方空間、および、上記第２の側壁に隣接して配置され、上記調理室および上記後部空間に気体連通している第２の側方空間を備える。
【００４６】
少なくとも１つの実施形態においては、上記上部空間が、上記調理室へと気体を供給するための空間を備える。
【００４７】
少なくとも１つの実施形態においては、上記底部空間が、上記調理室へと気体を供給するための空間を備える。
【００４８】
少なくとも１つの実施形態においては、上記第１の側方空間が、気体を上記後部空間へと戻すための空間を備える。
【００４９】
少なくとも１つの実施形態においては、上記第２の側方空間が、気体を上記後部空間へと戻すための空間を備える。
【００５０】
少なくとも１つの実施形態においては、このオーブンが、１つ以上のブロアをさらに備え、上記後部空間を通過して流れる気体が上記１つ以上のブロアへと戻される。
【００５１】
本発明のこれらの特徴および他の特徴が、本発明の種々の典型的な実施形態についての以下の詳細な説明に記載され、あるいは以下の詳細な説明から明らかである。
【００５２】
本発明の上述の目的、特徴、および利点、ならびに関連の目的、特徴、および利点が、添付の図面を併用し、以下の言及、例示ではあるが本発明の好ましい実施形態の詳細な説明によって、さらに充分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の典型的な実施形態の断面図を示している。
【図２】本発明の典型的な実施形態について、図１の線２−２に沿って得た別の断面図を示している。
【図３】本発明の典型的な実施形態について、図１の線３−３に沿って得たさらに別の断面図を示している。
【図４Ａ】空気の吹付けのためのノズルの流量を制御するための空気調節カバーの位置を示している。
【図４Ｂ】空気の吹付けのためのノズルの流量を制御するための空気調節カバーの位置を示している。
【図４Ｃ】空気の吹付けのためのノズルの流量を制御するための空気調節カバーの位置を示している。
【図５Ａ】上方から見た別の実施形態の空気調節カバーの位置を示している。
【図５Ｂ】上方から見た別の実施形態の空気調節カバーの位置を示している。
【図５Ｃ】上方から見た別の実施形態の空気調節カバーの位置を示している。
【図６Ａ】さらに本発明の別の代案の実施形態において高温空気の吹付けに使用される管を示している。
【図６Ｂ】さらに本発明の別の代案の実施形態において高温空気の吹付けに使用される管を示している。
【図６Ｃ】さらに本発明の別の代案の実施形態において高温空気の吹付けに使用される管を示している。
【図６Ｄ】さらに本発明の別の代案の実施形態において高温空気の吹付けに使用される管を示している。
【図７Ａ】本発明の別の代案の実施形態におけるマイクロ波共振器の図を示している。
【図７Ｂ】本発明の別の代案の実施形態におけるマイクロ波共振器の図を示している。
【図７Ｃ】本発明の別の代案の実施形態におけるマイクロ波共振器の図を示している。
【図８Ａ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図８Ｂ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図８Ｃ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図８Ｄ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図８Ｅ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図８Ｆ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図８Ｇ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図９Ａ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図９Ｂ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図９Ｃ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図１０Ａ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図１０Ｂ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図１０Ｃ】本発明の別の実施形態の図を示している。
【図１１Ａ】本発明の少なくとも１つの実施形態において２つの管によって生成されるプルームの配列を示している。
【図１１Ｂ】本発明の少なくとも１つの実施形態において２つの管によって生成されるプルームの配列を示している。
【図１１Ｃ】本発明の少なくとも１つの実施形態において２つの管によって生成されるプルームの配列を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
本発明は独立または調理台上の高速調理オーブンという意味で説明されるが、本発明によるオーブンを、壁ユニット、床へと置かれるように構成された足を有するコンソール型、自動販売機の一部分、あるいはこれらの他の変種として実施されてもよいことは、当業者にとって明らかであろう。
【００５５】
ここで図面、特には図１〜図３を参照すると、広く参照番号１００によって指し示される高温空気の吹付けとマイクロ波との組み合わせにもとづく本発明の典型的な実施形態によるハイブリッド式オーブンが、図示されている。最初に、これらの図は種々の断面図にもとづいた本発明の典型的な実施形態の概略図にすぎず、当業者にとって明らかなはずであるオーブン１００またはオーブン１００の構成要素の正確な寸法、規模、または相対割合、あるいはそれらの完全な工学的な仕様を示そうとしたものではないことに、注意すべきである。図１が、オーブンの正面からの断面図である一方で、図２は、図１の線２−２に沿って得たオーブンの側面断面図であり、図３は、図１の線３−３に沿って得たオーブンの別の側面断面図である。オーブン１００は、全体が１０１で指し示されている調理室を備え、調理室１０１が、食品１１４を調理のための支持部１１２に載せて収容するように構成されている。図２および図３は、食品１１４を調理室１０１へと受け入れることができるドア２０１を示している。
【００５６】
支持部１１２は、食品１１４および食品１１４の底面を支持するための水平方向に平坦な上面を備えることができる。さらに支持部は、支持部１１２の上面の上方と下面の下方との間の気体連通を促進するために、１つ以上の穴または開口を備えることができる。支持部１１２は、一般的な形状として、矩形または円形を含む実現可能な任意の形状であってよい。図１を参照すると、以下の説明において言及される支持部１１２の「右側」および「左側」という呼び方は、図１において見たときの支持部１１２の向かい合う両側を指しており、「右」および「左」は、調理室１０１の右側および左側の側壁によって定義される。別の実施形態においては、調理室１０１に食品を受け入れて保持するための支持部１１２は、水平または垂直に配置されたスキュアーなど、非平面の形状であってよい。これらの場合、支持部の「右」および「左」側は、スキュアーの両端に対応する。本明細書において、支持部の「左」および「右」側が、支持部および調理室の物理的な構成に依存することが理解されるべきである。
【００５７】
本発明の少なくとも１つの別の実施形態においては、調理室の上部および底部に対する支持部１１２の高さを調理の最中に動的に調節できるよう、支持部１２２が、エレベータの形状であってよく、あるいは昇降機構に組み合わせることができる。さらに後述されるように、調理オーブンの動作の最中の支持部１１２の高さの動的な調節が調理オーブンの調理効率および電力消費を最適化するために使用されてもよい。
【００５８】
調理室１０１、戻り空気空間１１９、１２０、空気路２０２、および空気導入ハウジング１１１が、オーブン１００の空気の循環および配送系統を形成している。本明細書においては、指摘がない限り、「空気」および「気流」という言葉は、「ガス」および「ガス流」と入れ換え可能に使用される。図１に示されるとおり、戻り空気空間１１９、１２０は調理室１０１の底部に隣接配置され、戻り空気出口穴１１５、１１６を介して調理室１０１と気体連通するように構成することができる。図１は、これらの戻り空気出口穴１１５、１１６が、支持部１１２の下方かつ左側および右側の付近にそれぞれ配置される旨を示している。戻り空気出口穴１１５、１１６は、調理室１０１から空気路２０２へと導くように空気の流れを受け取るために構成されている。図には示されていないが、戻り空気出口穴１１５、１１６は、外部の制御にもとづいて開閉することができるゲートを備えてもよい。
【００５９】
戻り空気空間１１９、１２０は、オーブンのドア２０１の反対側のオーブン１００の後ろ側に垂直に配置することができる空気路２０２（図２に示されている）へと接続されている。空気路２０２は、戻り空気空間１１９、１２０と調理室１０１の上部に配置された空気導入ハウジング１１１との間の気体連通を可能にする。簡単にするために、空気路２０２、戻り空気空間１１９、１２０、および空気導入ハウジング１１１を互いに接続してなる空気循環および配送系統は導管として言及する。図には示されていないが、並列な加熱コイルなどの熱エネルギの源は空気路２０２に位置する空気を加熱するために、空気路２０２に組み合わせ、あるいは配置されることができる。別の実施形態においては、単一の共有の空気路２０２に代えて、戻り空気空間１１９、１２０の各々が、空気導入ハウジング１１１との気体連通のためのそれ専用の空気路を有してもよい。図２および図３が、調理室１０１と、戻り空気空間１１９、１２０と、戻り空気路２０２と、空気導入ハウジング１１１とによって定められる空気循環および配送系統の空気を循環させ、調理室１０１の支持部１１２に配置された食品１１４へと所望の高温の気流をもたらす高温空気ブロア２０３を示している。
【００６０】
調理室１０１の上部に配置された空気導入ハウジング１１１が、少なくとも２つのノズル（または、吹付け管）１０８および１０９を通じて調理室１０１へと空気の吹付け形状の高温の気流をもたらす。２組のノズル１０８および１０９が、空気導入ハウジング１１１内の調理室１０１の上部の半円筒形のベース１２６（図１の断面図では半円として示されている）の両側にそれぞれ配置されている。図３はベース１２６の片側に６個のノズル１０９からなる列を示している。いずれに図にも示されていないが、６個のノズル１０８からなるもう１つの列は、ベース１２６の片側に位置するノズル１０８の各々がベース１２６の反対側のノズル１０９の内の対応する１つに直接向かい合うベース１２６の反対側に存在する。各々のノズル１０８、１０９は、所与の高さの管状の構造を有しており、一端が空気導入ハウジング１１１内に位置する円形の入り口オリフィス１１７によって定められ、他端が調理室１０１に突き出した円形の出口オリフィス１１８によって定められている。ノズルの出口オリフィスが、高温空気（空気の吹付け）のコラム状の流れを調理室１０１へと導く。ノズルは、好ましくは、ノズルを通って流れ、あるいは吹き出す高温の空気の温度および圧力に耐えることができる適切に丈夫かつ頑丈な材料（例えば、鋼）で製作される。
【００６１】
本発明の少なくとも１つの別の実施形態においては、図１に示されているノズル１０８および１０９あるいは調理室１０１の上部から実質的に突き出している他の高温空気の吹付けの手段に加えて、１つ以上の空気導入口または別のノズルの一組を、高温の気流または高温空気の吹付けを支持部１１２の下面へと移動させるように、調理室１０１の底部において、実質的に支持部１１２の下方に配置することができる。この典型的な実施形態においては、導管が、加熱された空気を１つ以上の空気導入口または底部ノズルを介して支持部１１２の下面へと移動させることができる底部空気空間をさらに備えることができる。底部空気空間は、加熱された空気の一部を調理室の底部へと導くために、空気路２０２および／または空気導入ハウジング１１１へと接続される。
【００６２】
空気路２０２／空気導入ハウジング１１１から底部空気空間へと導かれる加熱された空気の量を、ダンパバルブまたは底部空気ダイバータを使用することによって制御または調節することができる。これに代え、あるいはこれに加えて、空気導入ハウジング１１１が、底部空気空間へと導かれる加熱空気の量を、調理室の上部からの高温空気の流れの量に対応して調整することができるデフレクタをさらに備えることができる。底部空気空間への加熱空気の分流を制御することによって、例えば上部ノズル１０８および１０９を通って調理室１０１の上部から導入される加熱空気の量を制御し、その流量および速度を調節することができる。このようにして、たとえ高温空気ブロア２０３が単一速度のモータによって駆動される場合でも、大幅に高価な可変速のブロアによって達成できる高温空気の流れの調節と実質的に同様の種類の調節を達成することができる。
【００６３】
本発明の少なくとも１つの別の実施形態においては、導管全体のためのただ１つの高温空気ブロア２０３の代わりに、一方が導管内の加熱された気体を調理室１０１の上部の空気導入ハウジング１１１へと導き、他方が加熱された気体を底部空気空間へと導く２つの個別に制御できる高温空気ブロアが存在してもよい。
【００６４】
さらに、支持部１１２の高さを動的に調節することで、底部空気導入口またはノズルに対する上部ノズル１０８および１０９までの食品１１４の距離を変化させることによって、支持部１１２を一定の高さに保ちながら上部ノズル１０８および１０９を通って流れる高温空気の量を底部空気導入口またはノズルを通って流れる高温空気の量に対応して変化させることによって達成される効果と、実質的に同様の効果を実現することができることを、理解するべきである。
【００６５】
さらに本発明の別の代案の実施形態（例えば、調理室内の食品の支持部は水平に配置されたスキュアーである）においては、調理室１０１の上部から突き出すノズル１０８および１０９に加え、あるいはそのようなノズルに代えて、２組の対応するノズルを、調理室１０１の底部から突き出すように配置し、水平なスキュアーによって支持された食品に向かって上方へと空気の吹付けを噴出することができる。さらに本発明の別の代案の実施形態（例えば、調理室内の食品の支持部は垂直に配置されたスキュアーである）においては、調理室の上部から突き出すノズル１０８および１０９に代えて、２組のノズルを、例えば調理室の側壁の上部および下部からそれぞれ突き出すように配置することができる。調理室および調理室内の食品の支持部の物理的な構成に応じて、空気の吹付けのための２組のノズルを、後述される「掃引」効果と実質的に同様の効果を達成するために、調理室内の種々の可能な場所に配置できることを、理解すべきである。
【００６６】
後出の図１を参照すると、ベース１２６の両側の２組のノズル（すなわち、左ノズル１０８および右ノズル１０９）が、それぞれの出口オリフィスから出る破線によって示されているとおり、それぞれの方向１２３および１２４に空気の吹付けを導くように構成されている。これらの方向１２３および１２４は、調理室１０１の垂直軸（または、支持部１１２の水平面）に対して斜めであり、好ましくは支持部１１２の左側と右側との間の中点の垂直上方、かつ好ましくは支持部１１２に配置される食品１１４の上面の上方の支持部１１２の上方の点１２７で交わっている。この構成において、所与の角度で同時に左側および右側のノズル１０８および１０９から出るそれぞれの空気の吹付けが、支持部１１２から離れた交点１２７において吹付ける。両方のノズル１０８および１０９からの空気の吹付けのエネルギが等しい（すなわち、両方のノズル１０８および１０９の流量が同じである）場合、そのような吹付けの正味の結果は、交点１２７から交点１２７の直下の支持部上の点（好ましくは、支持部１１２の左側と右側との間の中点）に向かって実質的に垂直下方に向かう正味の空気の吹付けになると考えられる。２組のノズルが調理室の底部から突き出すように配置され、上方へと空気の吹付けを発射するように構成されている別の実施形態においては、それぞれの空気の吹付けの交点を、調理室内の食品のための支持部の下方に位置させることができる。支持部が垂直に配置され（例えば、垂直なスキュアー）、２組のノズルが調理室の側壁から突き出すように配置されているさらに別の代案の実施形態においては、それぞれの空気の吹付けの交点を、支持部の垂直方向における中点から水平方向に離れた位置に位置させることができる。
【００６７】
方向１２３によって示されるとおり、ベース１２６の左側のノズル１０８が、調理室１０１の右半分に向かって、好ましくは支持部１１２の右側の付近の全体的領域に向けて空気の吹付けを導く。鏡像対称にて、ベース１２６の右側のノズル１０９は、方向１２４によって示されるとおり、調理室１０１の左半分に向かって、好ましくは支持部１１２の左側の付近の全体的領域に向けて空気の吹付けを導く。したがって、左側および右側のノズル１０８および１０９は、それぞれの空気の吹付けを、支持部１１２に配置された食品１１４の互いに反対の部位へとおおむね導くように構成されている。それぞれのノズル１０９および１０８からの空気の吹付けがおおむね導かれる支持部１１２の「左側」および「右側」が、支持部に配置または保持された食品の任意の互いに反対の部位に対応できることを、理解すべきである。支持部および調理室の物理的な構成に応じて、支持部の「左側」および「右側」について可能なさまざまな選択肢が存在しうる。
【００６８】
方向１２３および１２４が調理室１０１の垂直軸に対してなす角度は、それぞれのノズル１０８および１０９からの空気の吹付けがどこを目標とするかによって決定される。例として、図１は、方向１２３および１２４が、調理室１０１の垂直軸に対しておおむね４５度の角度をなしており、交点１２７においておおむね９０度の角度で交わることを示している。しかしながら、これらの角度は、調理室１０１および支持部１１２の寸法ならびにノズル１０８および１０９の相対位置に応じて、さまざまであってよい。
【００６９】
ノズルの流量を、ノズルの寸法およびノズルへの高温空気の圧力によって決定することができる。高温空気を流すためのノズルの入力面積を制御することで、ノズルの寸法を実質的に変化させることによって、ノズルの流量を調節し、したがって調理室１０１内の食品１１４へと加えられる空気の吹付けを調節することができる。この空気の調節を、手動および自動の両方の制御手段など、さまざまな手段によって達成することができる。例として、図１は、オーブン１００が空気を通さないカバー１２５の形状に空気調節部を有しており、そのような空気調節部が、２列のノズル入り口オリフィス１１７を備える半円筒形のベース１２６の外面を回転によってスライドできるように構成されていることを示している。この空気調節カバー１２５は、半円筒形のベース１２６の表面の内の１列のノズル入り口オリフィス１１７を備えている部位を、一度に完全に覆うように寸法付けられており、したがって空気導入ハウジング１１１内の高温の空気は、これらのノズルへと流れることはできないが、ベース１２６の反対側に位置するノズルへは流入することができる。この状況が、図４Ａおよび図４Ｃに示されている。図４Ａにおいては、空気調節カバー１２５が、ベース１２６の左側のノズル入り口オリフィスの列を覆うように位置しており、空気の吹付けは、ベース１２６の右側のノズル１０９によってのみ生成される。図４Ｃにおいては、直ちに空気調節カバー１２５がベース１２６の右側のノズル入り口オリフィスの列を覆うように位置しており、空気の吹付けは、ベース１２６の左側のノズル１０８によってのみ生成される。空気調節カバー１２５を、適切に配置されたときに空気導入ハウジング１１１の高温空気の等しい量をベース１２６の両側に位置する両方の列のノズル１０８および１０９の各々のノズルへと流すことができるように、寸法付けることができる。これが、図４Ｂに示されている。
【００７０】
図１に示されるとおり、ベース１２６の外面における空気調節カバー１２５の位置を、枢支点１２８によって空気調節カバー１２５へと接続されたハンドル１１０によって手動で制御することができる。この構成においては、手動によるトルクをハンドル１１０に加え、枢支点１２８を中心として空気調節カバー１２５の位置を回転させることができる。
【００７１】
別の実施形態においては、空気調節カバー１２５の位置を、例えば当業者にとって公知の適切な電気機械制御装置によって自動的に制御することができる。そのような自動制御手段は、カバー１２５の位置の周期的な変化を容易にし、ベース１２６の左側のノズル１０８およびベース１２６の右側のノズル１０９のそれぞれの流量について、時間において周期的な調節（例えば、正弦曲線による調節、周期的な階段関数による調節など）を生み出すことができる。ベース１２６の左側のノズル１０８およびベース１２６の右側のノズル１０９を時間において交互に覆う空気調節カバー１２５の位置のこの周期的な変化は、左側および右側のノズル１０８および１０９の組の流量に、同じ振幅および周期を有するが、位相が１８０度だけ異なるそれぞれの周期的な調節をもたらすことができる。空気導入ハウジング１１１に配置される高温空気の総量が一定に保たれる場合、周期的に調節された両方のノズル１０８および１０９の組の流量の合計も、時間において一定なままである。
【００７２】
他の代案の実施形態においては、それぞれの流量の調節の際に左側および右側のノズル１０８および１０９の入り口オリフィスを覆うようにそれぞれスライドする空気調節カバー１２５の側縁を、時間においてより緩やかな流量の調節およびノズルの開放と閉鎖との間の緩やかな移行を促進するために、特別な形状とすることができ、あるいは切り欠くことができる。図５Ａ〜図５Ｃが、ベース１２６の表面のノズル入り口オリフィスに対応する位置に三角形の切り欠きを有する側縁を備えている１つの典型的な空気調節カバー１２５の種々の位置を、上方から見て示している。図５Ａは、左側のノズル１０８の入り口オリフィスを部分的に覆い始めようとしている空気調節カバー１２５の左側縁を示している。もし側縁が図３に示されるように真っ直ぐであるならば、空気調節カバー１２５は、左側のノズル１０８の入り口オリフィスの入り口面積の半分を覆っていると考えられるが、側縁の三角形の切り欠きゆえに、空気調節カバー１２５は、入り口オリフィスのわずかな部分しか覆っていない。図５Ｂは、左側のノズル１０８の入り口オリフィスを部分的に覆っている空気調節カバー１２５の左側縁を示している。やはり、もし側縁が真っ直ぐであるならば、空気調節カバー１２５は、入り口オリフィスを完全に覆っていると考えられるが、三角形の切り欠きゆえに、空気調節カバー１２５と入り口オリフィスとの間に高温空気を流す小さな開口がある。図５Ｃは、左側のノズル１０８の入り口オリフィスを最終的に完全に覆う空気調節カバー１２５の位置を示している。三角形の切り欠きの代わりに、楕円形の切り欠き、半円形の切り欠き、あるいは空気調節カバー１２５によるノズル１０８および１０９の入り口オリフィスの開放および閉鎖の間の緩やかな移行を促進できる空気調節カバー１２５の側縁の他の任意の形状を、使用することが可能である。
【００７３】
さらに本発明の別の代案の実施形態においては、空気調節カバー１２５の代わりに、空気調節部が、各ノズルを通過する高温空気の流量を制御する他の実現可能な手段を備えることができる。例えば、各々のノズルが、外部のスイッチまたは外部の制御ユニットからの指令にもとづいて開け閉めすることができるゲート状の構造を有することができる。そのようなゲート状の構造を、ノズルの入り口オリフィスまたはノズルの出口オリフィス、あるいはノズル内の任意の他の適切な場所に配置することができる。他の例では、ゲート状の構造が、ノズルを通過する流量の所望の調節を可能にするために、外部の制御部を通じて開口のサイズを（おそらくは、周期的に）変更または調節することが可能であってよい。
【００７４】
図１に示して上述したとおりのノズル１０８、１０９および各ノズルの流量を制御するための空気調節カバー１２５の構成を、以下の典型的な方法で調理室１０１の支持部１１２に配置された食品１１４へと加えられる空気の吹付けの正味の影響または正味のエネルギプロファイルに時間依存性の空間的変化を生じさせるように動作させることができる。図１および図４Ａの両方を参照すると、所定の期間について、空気調節カバー１２５が、ベース１２６の左側に配置されて左側のノズル１０８の入り口オリフィスを完全に覆い、右側のノズル１０９だけが調理室１０１へと空気の吹付けをもたらすことができる。右側のノズル１０９からの空気の吹付けの全体的な方向１２４によって示されるとおり、この構成は、ノズルからの空気の吹付けの正味の影響またはエネルギを、右側のノズル１０９が向けられている調理室１０１の左半分の領域、好ましくは、支持部１１２の左側の付近の全体的な領域に集中させる。
【００７５】
この期間の後で、空気調節カバー１２５が左側のノズル１０８の入り口オリフィスから離れるように右方へと回転によってスライドするにつれ、左側のノズル１０８へと導入される高温空気の量が０から増加すると同時に、右側のノズル１０９にとって利用可能な高温空気の量が減少し始める。結果として、左側のノズル１０８からの全体的な方向１２３の空気の吹付けの勢いが増し、これが交点１２７において右側のノズル１０９からの空気の吹付けと吹付けることで、空気の吹付けの正味の影響またはエネルギが集中する領域が、支持部１１２の右方へと集中すると考えられる。
【００７６】
次に図１および図４Ｂを参照すると、別の所定の期間について、空気調節カバー１２５が、左側および右側のノズル１０８および１０９の入り口オリフィスの間に位置し、したがって等しい量の高温空気が、左側および右側の両方のノズル１０８および１０９へと流れることができる。上述のように、同時に左側および右側のノズル１０８および１０９から出る同じエネルギを有するそれぞれの空気の吹付けが、交点１２７において吹付けし、結果として、正味の空気の吹付けは、交点１２７から支持部１１２、好ましくは、支持部１１２の左側と右側との間の中点へと垂直下方に向かう。したがって、空気の吹付けの正味の影響またはエネルギが集中する領域が、左方から移動し、直ちに支持部１１２の中央の全体的領域またはこの全体的領域の上方の食品１１４の上面に位置する。この期間の後で、空気調節カバー１２５がさらに右方へと回転によってスライドし、右側のノズル１０９の入り口オリフィスを覆うにつれ、右側のノズル１０９へと導入される高温空気の量は、着実に０へと減少する。結果として、右側のノズル１０９からの全体的な方向１２４の空気の吹付けの勢いが減ることで、空気の吹付けの正味の影響の領域が、支持部１１２の右方に向かってさらに移動する。
【００７７】
ここで図１および図４Ｃを参照すると、さらに別の所定の期間について、空気調節カバー１２５が、直ちにベース１２６の右側に配置されて右側のノズル１０９の入り口オリフィスを完全に覆い、したがって左側のノズル１０８だけが調理室１０１へと空気の吹付けをもたらすことができる。左側のノズル１０８からの空気の吹付けの全体的な方向１２３によって示されるとおり、この構成は、ノズルからの空気の吹付けの正味の影響またはエネルギを、左側のノズル１０８が向けられている調理室１０１の右半分の領域、好ましくは、支持部１１２の右側の付近の全体的な領域に集中させる。
【００７８】
このようにして、ノズルからの空気の吹付けの正味の影響／エネルギの集中を、制御された様相で時間につれて左方から右方、または逆方向も同様に調理室１０１の食品１１４を横切って「掃引」し、それにより空気の吹付けからの食品への熱エネルギの伝達の水平方向の一様な分布を促進でき、オーブン１００の調理効率をさらに改善することができる。さらに、空気の吹付けにもとづく従来の高速調理オーブンと比べて、空気の吹付けの正味の影響／エネルギプロファイルに時間依存性の空間的変化をもたらすことができるというこの能力は、調理室１０１の壁への熱エネルギの喪失を少なくし、高温空気ブロア２０３のための可変速モータ、ダンピングによる空気の速度の調節、または導管２０２内の熱エネルギ源の出力を調節することによる空気の熱の調節の必要性を最小限にするのに役立つ。これらのすべてが、最終的にオーブン１００の全体としての調理効率の最適化をもたらす。
【００７９】
空気の吹付けの正味の影響／エネルギプロファイルに時間依存性の空間的変化をもたらすことができるという能力を、「背景技術」の箇所で説明した摂氏２１２度の温度で始まって食品から熱エネルギを運び去る水蒸気に起因する非効率を克服または軽減するために適用することもできる。例えば、図１および図４Ａ〜図４Ｃを参照し、空気調節カバー１２５が、空気の吹付けの正味のエネルギが食品１１４の左側の表面の付近に集中するように、最初は図４Ａに示されるとおりに配置される。この構成が、食品１１４の左側が摂氏２１２度をわずかに下回る温度に達するまで維持される。次に、空気調節カバー１２５が、図４Ｂに示されるとおりに配置され、空気の吹付けの正味のエネルギが、おおむね食品１１４の中央に集中させられる。食品１１４の中央部の表面が摂氏２１２度をわずかに下回る温度に達するとき、空気調節カバー１２５が、図４Ｃに示されるようにさらに右方へと回転によってスライドし、空気の吹付けの正味のエネルギを食品１１４の右側の表面の付近に集中させる。この構成が、食品１１４の右側の表面の温度が摂氏２１２度をわずかに下回る温度に達するまで維持される。一方で、先に食品１１４の左側および中央部の表面へと伝達された熱エネルギが、表面の下方へと広がり、食品１１４の内部を加熱する。上述の空気調節の工程を、調理室１０１内の食品１１４の内部の温度が所望の水準に達するまで、時間に関して周期的に繰り返すことができる。
【００８０】
食品１１３の表面の種々の部位の温度を摂氏２１２度をわずかに下回る温度に保ち、伝達された熱エネルギが異なる時点において交互に食品の内部へと広がることができるようにすることで、食品の表面からの水蒸気への熱エネルギの喪失を最小限にすることができ、したがって食品への空気の吹付けによる熱伝達の効率を最適化することができる。これを、後述されるように、マイクロ波の調節と併せて行うことも可能である。
【００８１】
さらに、図１に示して上述したとおりのノズル１０８、１０９および各ノズルの流量を制御するための空気調節カバー１２５の構成を、以下のように支持部１１２の底部の下方の気流を調節するために、戻り空気出口穴１１５、１１６と併せて機能させることができる。例えば、空気調節カバー１２５を、左側および右側のそれぞれの戻り空気出口穴１１５および１１６のゲートの開閉に同期して動作させることができる。空気調節カバー１２５が、空気の吹付けが調理室１０１の左半分に向かって右側のノズル１０９だけから到来するよう、図４Ａに示されるとおりに配置されるとき、結果として、支持部１１２の右側の周囲の最小限の空気の流れと比べ、支持部の左側の辺りに空気の流れの集中が存在する。左側の戻り空気出口穴１１５のゲートを閉じた状態に保ち、右側の戻り空気出口穴１１６のゲートを開いた状態に保つことで、支持部１１２の左側の周囲からの空気の流れの集中を、左端から右端へと支持部１１２の水平方向の全幅の下方に強制的に流し、右側の戻り空気出口穴１１６を通って出すことができる。他方で、空気調節カバー１２５が、空気の吹付けが調理室１０１の右半分に向かって左側のノズル１０８だけから到来するよう、図４Ｃに示されるとおりに配置されるとき、結果として、支持部１１２の左側の周囲の最小限の空気の流れと比べ、支持部１１２の右側の辺りに空気の流れの集中が存在する。右側の戻り空気出口穴１１６のゲートを閉じた状態に保ち、左側の戻り空気出口穴１１５のゲートを開いた状態に保つことで、支持部１１２の右側の周囲からの空気の流れの集中を、右端から左端へと支持部１１２の水平方向の全幅の下方に強制的に流し、左側の戻り空気出口穴１１５を通って出すことができる。このようにして、空気調節カバー１２５および戻り空気出口穴１１５、１１６のゲートを開閉するためのコントローラによって、支持部１１２の下方の戻りの空気の流れの方向を調節することで、戻り空気空間１１９、１２０へと戻る空気を最大限に利用し、支持部１１２の底部（また、結果として支持部１１２に置かれた食品１１４の底部）への熱の伝達を促進し、オーブン１００の調理効率をさらに最適化することができる。本発明の別の実施形態においては、オーブン１００が、オーブン１００の調理効率をさらに向上させるべく支持部１１２の底部へとさらなる高温空気の流れまたは空気の吹付けをもたらすための別のノズルの組をさらに備えることができる。
【００８２】
ノズル１０８、１０９は、調理室１０１への空気の吹付けの最適化、さらに重要には、オーブン１００の全体としての調理効率に鑑みて設計される。この点に関し、種々の因子を、ノズル１０８、１０９の設計において考慮することができる。「背景技術」の箇所で述べたとおり、空気の噴流または高温空気のコラムの断面がノズルの出口オリフィス１１８から遠ざかるにつれ、その直径／断面積が大きくなり、空気の吹付けの効率が低下する。そのような空気の噴流の広がりを、ノズルから流出する高温空気の速度を高める（あるいは、ノズルの流量を増やす）ことによって少なくすることができ、それは、ノズル１０８、１０９の形状および寸法の適切な構成をすることによって達成可能である。例えば、ノズルの高さを大きくすることで、ノズルを通って流れる空気の速度の増大を促進することができる。
【００８３】
しかしながら、ノズルの流量は、高温空気ブロア２０３の容量、サイズ、および／または電力の要件によって制限される可能性がある。さらに、ノズルの流量を増やすことで、空気の吹付けの効率を向上させることが可能かもしれないが、「背景技術」の箇所で述べたスポット形成の問題についての懸念、および高速で移動する高温空気によって食品１１４、特には、見た目を傷める可能性についての懸念との釣り合いをとる必要がある。さらには、流量を増やすためにノズル１０８、１０９の高さを増やしたいという希望は、全体としての調理および動作の効率を最適化するためにオーブン１００の高さ、したがって、サイズを最小に保つ必要性との釣り合いをとる必要がある。これらの因子を考慮したとき、空気の吹付けにおける最適な効率および最適な調理効率を、食品１１４がノズル出口オリフィスから４〜１２インチの間にあるときに、約３インチの高さおよび毎時約２５マイルというノズル出口オリフィスにおける空気の速度を有するノズル１０８、１０９によって達成できることが明らかになった。
【００８４】
また、空気の噴流または空気の吹付けの効果的な長さが、一般に、ノズル出口オリフィス１１８の面積に対するノズル入り口オリフィス１１７の面積の比が大きくなるにつれて大きくなることも明らかになった。したがって、空気の吹付けの効率およびオーブン１００の全体としての調理効率を最適化するとき、この比を考慮する必要がある。３インチの高さを有するノズルにおいて、ノズル出口オリフィス１１８の面積に対するノズル入り口オリフィス１１７の面積の最適な比が、おおむね４：１であることが明らかになった。この最適比よりも大きい比は、依然として空気の噴流の有効長の増大につながるが、比のさらなる増大からもたらされる見返りは少ないように見受けられる。
【００８５】
本発明の少なくとも１つの別の実施形態においては、例えば図３に示されているようなノズル１０９の列に代えて、図６Ｂに示されるような管を、高温空気の流れまたは吹付けをオーブンの調理室へともたらすために使用することができる。図６Ａおよび図６Ｂが、考えられる管の一例を、組み立て前および後についてそれぞれ示している。図６Ａが、管本体の部品６０８および６０９ならびに１つ以上の羽根板またはスペーサ６１０を示している。これらの部品は金属薄板で製作することができる。図６Ｂが、これらの部品を組み立てた後の管６００を示している。各々の管は、加熱された気体を受け取るべくオーブンの空気路および／または空気導入ハウジングへと接続された管入り口６０１と、加熱された空気を高温空気の噴流配列の形状で調理室へともたらすためにオーブンの調理室へと接続された管出口６０２とを有している。図６Ｂの管６００は、実質的に同様の性能をもたらしつつ、ノズルの列のより安価な代案となることができる。
【００８６】
この典型的な実施形態において、管６００は、逆さにされた突端を切り落とされた三角プリズムの形状であってよく、管入り口６０１がプリズムの底に対応し、管出口６０２がプリズムの突端を切り落とされた先端に対応する。図６Ｂに示されるとおり、管入り口６０１は、加熱された気体の漏れのない噴流が形成されるように最適化された比にて、管出口６０２よりも大きい。好ましくは、管６００の寸法は、加熱された気体の噴流配列の形成と、それによる調理オーブンの性能を最適化するように設計される。管の長さは、好ましくは、噴流の形状内で加熱された気体の方向性のある流れを確立させるために充分に長いが、コストおよびサイズという観点から、好ましくない調理オーブンの高さを要求するような長さではない。各々の管は、調理オーブン内の食品を素早く調理できるよう、充分な量の加熱された気体を調理室へと導入できるように充分に幅広いのが好ましい。同時に、管出口６０２は、好ましくは、漏れのない噴流の形成を促進するために狭い。図６Ｂに示されている管６００は、これらの上述の考慮事項に鑑みた典型的な実施形態である。図３に示したノズル１０９の列によって生成されるような円形の断面の列を有する加熱された空気のコラムと異なり、図６Ｂの管６００によって生成される噴流配列は、矩形の断面を有する移動する加熱された気体の平面的な帯であり、一方向においてきわめて狭いが、垂直な方向においてはきわめて幅広い。
【００８７】
図６Ａおよび図６Ｂに示されるとおり、羽根板またはスペーサ６１０を、平行に一様な間隔にて管６００の内部に配置することができる。スペーサ６１０は、調理室のマイクロ波エネルギの管６００への進入を防止するように機能する。この目的のために、スペーサ６１０は、好ましくは互いの間隔が１．２インチ未満である。図６Ａおよび図６Ｂが、各々のスペーサ６１０が管出口６０２から管入り口６０１まで延びてよいことを示している。別の実施形態においては、各々のスペーサ６１０が、例えば管出口６０２から内側へと半インチだけ延びていてもよい。どちらの例も、管６００へのマイクロ波の進入を実質的に防止するように機能するが、図６Ａおよび図６Ｂに示されるように管出口６０２から管入り口６０１まで延びるより長いスペーサ６１０の方が、より短いスペーサ６１０に比べて、管の幅に沿った高温空気流の一様性をより良好に可能にできると思われる。
【００８８】
図１の空気調節カバー１２５と同様に、図６Ｃに示されるとおりのフラップ６０３を、管入り口６０１を閉鎖および開放することによって管６００を通過する空気の流れを制御するために使用することができる。フラップ６０３を、ソレノイド６０４によって駆動することができるレバーアーム６０５によって管６００を開閉すべく動かすことができる。図６Ｃが、開位置にあるフラップ６０３を示しており、図６Ｄが、閉位置にあるフラップ６０３を示している。ブラケット６０６を、ソレノイド６０４およびレバーアーム６０５を保持するために設けることができる。好ましくは、ブラケット６０６が、オーブンの空間からソレノイド６０４への熱の伝達を最小化するように設計される。図６Ｄに示されるとおり、フラップ６０３は、好ましくは、閉鎖時のフラップを通過する空気の漏れを最小にするために、実質的にルーバ状のエッジ６１０または他の手段を有している。
【００８９】
図には示されていない他の実施形態においては、フラップの開閉を、１つ以上のモータによって駆動することができる。他の代案の実施形態においては、２つの管を備えるオーブンが、２つの管の２つのフラップを駆動する１つのモータを有することができる。モータが一方の管のフラップを開く一方で、他方の管を閉じた状態に保ち、２つの管の間の交互の開閉を可能にするように構成することができる。
【００９０】
加熱された空気の一部を調理室の底部へと導くことができる底部空気空間を有する調理オーブンにおいては、フラップ６０３が、ダンパバルブまたは底部空気ダイバータとしても機能することができる。加熱された空気を管６００に通すためのフラップ６０３の開放の程度を制御することによって、底部空気空間へと導かれる加熱空気の量も同時に制御することができる。
【００９１】
再び図６Ｃを参照すると、調理室の上部を管６００が貫通する周囲の領域６０７は、好ましくは調理室への空気の漏れを防止するために堅固に封じられる。
【００９２】
高温空気の吹付けの手段として管６００を取り入れている本発明の典型的な実施形態は、管６００によって生成された噴流の配列からの気体を調理室から空気路へと戻すことができる戻り空気開口をさらに備えることができる。そのような戻り空気開口の一例が、図１に示した戻り空気出口穴１１５、１１６である。他の例は、１つ以上の矩形の開口である。好ましくは、戻り空気開口は、実質的に、噴流の配列の方向と調理室の壁との交点に、あるいは交点に沿って配置される。この構成において、管６００によって生成された噴流の配列からの加熱空気は、斜めに食品にぶつかり、食品の表面を横切って食品のエッジおよび支持部のエッジに向かい、最終的に戻り空気開口に向かって吸い出される。この構成が、加熱された気体と食品との間の熱伝達をさらに向上させることが明らかになっている。
【００９３】
再び図１および図２を参照し、今度は本発明のマイクロ波調理の特徴に目を向けると、ハイブリッド式オーブン１００は、空気の循環および吹付けの手段に加えて、マグネトロン１０２および１０３によってそれぞれ生成されるマイクロ波エネルギを調理室１０１へと発射するために、調理室１０１の上部の両方の角にそれぞれ配置された１対のマイクロ波共振器１０４および１０５をさらに備える。マイクロ波共振器１０４および１０５は、スロット導波管など、導波路の形状であってよい。図１の典型的な実施形態によるオーブン１００は、２つのマグネトロン１０２および１０３を使用しているが、本発明は、必ずしもマイクロ波共振器１０４および１０５によって調理室１０１へと案内および発射されるマイクロ波エネルギを生成するためのマグネトロンの数によって限定されない。さらに、オーブンの支持部および調理室の物理的な構成に応じて、マイクロ波共振器の位置を、種々の可能な選択肢から選択することができる。例えば、別の実施形態においては、１対のマイクロ波共振器を、それぞれ調理室の底部の両方の角に配置することができる。さらに別の代案の実施形態においては、１対のマイクロ波共振器を、スキュアーなどの垂直に配置された支持部によって保持された食品に横からマイクロ波エネルギを加えるために、それぞれ調理室の側壁の上部および下部に配置することができる。
【００９４】
各々のマイクロ波共振器１０４および１０５は、該当のマグネトロン１０２、１０３に接続されてそこからマイクロ波を受け取る上側共振器１３０、１３２と、調理室１０１に接続される下側共振器１３１、１３３とを備えることができる。上側共振器１３０、１３２は、該当のマグネトロン１０２、１０３に整合し、マグネトロンからのマイクロ波エネルギを下側共振器１３１、１３３へと導くように機能する。下側共振器１３１、１３３は、上側共振器１３０、１３２を調理室１０１に整合させ、上側共振器１３０、１３２からのマイクロ波エネルギを調理室１０１へと発射するように機能する。下側共振器１３１、１３３の調理室１０１への開口を、石英で作られた蓋で覆うことができ、下側共振器から蓋を通って送り出されるマイクロ波の放射を偏光させることができる。下側共振器１３１、１３３の垂直高さが自由空間におけるマイクロ波の波長の４分の１（およそ１．２インチ）に等しく、下側共振器１３１、１３３の少なくとも１つの水平幅が上側共振器１３０、１３２における定常マイクロ波の波長（例えば、上側共振器の適切な寸法にもとづくと約６．２インチ）に等しい場合に、最適なマイクロ波の効率を達成できることが明らかになっている。
【００９５】
マイクロ波共振器の別の典型的な構成が、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃに示されている。図７Ａが、マイクロ波共振器７００の側面図であり、図７Ｂが、マイクロ波共振器７００の底面図であり、図７Ｃが、マイクロ波共振器７００の側方からの斜視図である。マイクロ波共振器７００の構成は、マイクロ波−熱エネルギの変換効率を最適化するように設計されている。マイクロ波共振器７００は、マグネトロンに接続される上側共振器７０１と、オーブンの調理室への開口を有する２つのフィードホーン７０２および７０３の形状の下側共振器とを備えている。
【００９６】
図７Ｃに示されるとおり、各々のフィードホーン７０２は、断頭矩形ピラミッドの形状であり、断ち落とされた上部が、フィードホーン７０２の上部矩形開口７０４を形成し、ピラミッドの底が、底部矩形開口７０５を形成している。上部開口７０４が、上側共振器７０１の空洞へと開き、底部開口７０５が、調理室へと開いている。上部開口のサイズは下部開口のサイズよりも小さく、フィードホーン７０２、７０３の高さと同様にそれらの寸法および比ならびを、マイクロ波の効率を最適化するように調節することができる。図７Ｂが、上側共振器７０１へと接続された２つのフィードホーン７０２および７０３が、実質的に平行に、しかしお互いに対して斜めにずらして配置されていることを示している。マイクロ波の効率をさらに最適化することができる２つのフィードホーン７０２および７０３の他の代案の配置も存在しうる。
【００９７】
再び図１および図２を参照すると、１対のマイクロ波共振器１０４および１０５、特には、これらのそれぞれの下側共振器１３１および１３３が、マイクロ波の放射およびエネルギを、下側共振器１３１および１３３から出ている破線によって示されているとおりのそれぞれの全体的方向１２１および１２２を向くように構成されている。これらの方向１２１および１２２は、調理室１０１の垂直軸（または、支持部１１２の水平面）に対して斜めであり、好ましくは支持部１１２の左側と右側との間の中点の垂直上方で、支持部１１２から離れた点１２９で交わっている。オーブン１００を、このマイクロ波の交点１２９を支持部１１２に置かれた食品１１４の上面の上方に生じさせることができるような方法で構成することができる。マイクロ波共振器が調理室の底部の両方の角にそれぞれ配置される別の実施形態においては、マイクロ波の交点を、支持部から下方に離して位置させることができる。マイクロ波共振器が調理室の側壁に配置されるさらに別の代案の実施形態においては、マイクロ波の交点を、垂直配置の支持部の垂直方向における中点から水平方向に離して位置させることができる。
【００９８】
方向１２１によって示されるとおり、調理室１０１の左上の角のマイクロ波共振器１０４を、調理室１０１の右半分に対して、好ましくは支持部１１２の右側の付近の全体的な領域に向けて、マイクロ波の放射を向けるように構成することができる。図１に見られるとおりの鏡像対称にて、調理室１０１の右上の角のマイクロ波共振器１０５は、全体的な方向１２２によって示されるとおりに調理室１０１の左半分に対して、好ましくは支持部１１２の左側の付近の全体的な領域に向けて、マイクロ波の放射を向けるように構成される。したがって、左側および右側のマイクロ波共振器１０４および１０５は、それぞれのマイクロ波エネルギを支持部１１２に置かれた食品１１４の反対の部位へとおおむね向くように構成されている。マイクロ波共振器１０４および１０５からのそれぞれのマイクロ波エネルギがおおむね向けられる支持部１１２の「左側」および「右側」が、支持部に配置または保持された食品の任意の互いに反対の部位に対応できることを、理解すべきである。支持部および調理室の物理的な構成に応じて、支持部の「左側」および「右側」について可能なさまざまな選択肢が存在しうる。
【００９９】
方向１２１および１２２が調理室１０１の垂直軸に対してなす角度は、マイクロ波共振器１０４および１０５からのそれぞれのマイクロ波の放射がどこを目標とするかによって決定される。例として、図１は、マイクロ波の方向１２１および１２２が、調理室１０１の垂直軸に対しておおむね４５度の角度をなしており、交点１２９においておおむね９０度の角度で接触することを示している。しかしながら、これらの角度は、調理室１０１および支持部１１２の寸法ならびにマイクロ波共振器１０４および１０５の相対位置に応じて、さまざまであってよい。
【０１００】
オーブン１００は、マイクロ波の放射の量ならびに調理室１０１へと各々のマイクロ波共振器１０４および１０５から出るマイクロ波のエネルギを制御するためのマイクロ波調節部（図には示されていない）をさらに備えることができる。マイクロ波の調節を、さまざまな手段によって達成することができる。マイクロ波の調節の一例を、単純に各々のマグネトロン１０２および１０３への電力を単純なオンまたはオフ切り替え、または何らかの適切な自動制御手段によって実現することができる。他の例では、マイクロ波の調節を、各々のマグネトロン１０２および１０３へと加えられる電圧を制御された方法で変化させることができる電圧調節器によって実現することができる。自動制御手段を有するマイクロ波調節部は、各々のマグネトロン１０２および１０３へと加えられる電力または電圧の周期的な変化を容易にし、各々のマイクロ波共振器１０４および１０５から放射されるマイクロ波エネルギの時間における周期的調節（例えば、正弦曲線による調節、周期的な階段関数による調節、など）を生み出すことができる。マイクロ波変調部は、左側および右側のマグネトロン１０２および１０３を周期的に交替させることによって、左側および右側のマイクロ波共振器１０４および１０５のそれぞれからのマイクロ波エネルギに、同じ振幅および周期を有するが位相が１８０度異なる周期的な調節をもたらすことができる。さらに、左側および右側の両方のマグネトロン１０２および１０３によって生成される全体としてのマイクロ波エネルギを（例えば、一方のマグネトロンをオフにする一方で、他方のマグネトロンをオンにし、あるいは同じ振幅および周期を有するが位相が１８０度異なるマグネトロン１０２および１０３に供給される電圧に、周期的な調節をもたらすことによって）一定に保つことによって、左側および右側の両方のマイクロ波共振器１０４および１０５からの周期的に調節されたマイクロ波エネルギの合計が、やはり一定に保たれる。
【０１０１】
図１および図２に示した、上述のマイクロ波調節部と併せたマイクロ波共振器１０４および１０５の構成を、以下の典型的な方法で調理室１０１の支持部１１２に配置された食品１１４へと加えられる正味のマイクロ波エネルギに時間依存性の空間的変化を生じさせるように動作させることができる。再び図１を参照すると、所定の期間において、マイクロ波調節部が、右側のマグネトロン１０３をオフの状態に保ちつつ、左側のマグネトロン１０２だけをオンにすることで、マイクロ波エネルギを左側のマイクロ波共振器１０４だけから放射することができる。左側のマイクロ波共振器１０４からのマイクロ波の放射の全体的な方向１２１によって示されるとおり、この構成は、正味のマイクロ波エネルギを調理室１０１の右半分の領域、好ましくは、支持部１１２の右側の付近の全体的な領域に集中させる。
【０１０２】
この期間の後に、別の所定の期間において、マイクロ波変調部が左側および右側の両方のマグネトロン１０２および１０３をオンに保つことで、左側および右側の両方のマイクロ波共振器１０４および１０５から調理室へとマイクロ波エネルギを放射することができる。一般に、左側および右側の両方のマイクロ波共振器１０２および１０３から放射されるマイクロ波が、正味のマイクロ波エネルギを打ち消すような互いの干渉を生じないことが明らかになっている。したがって、この構成において、正味のマイクロ波エネルギが支持部１１２の中央部に、好ましくは支持部１１２の左側と右側との間の中点の周囲の全体的な領域に、また好ましくは調理室１０１の支持部１１２に配置された食品１１４の中央におおむね集中することが観察される。
【０１０３】
次に、さらに別の所定の期間において、マイクロ波調節部は、左側のマグネトロン１０２の電力をオフの状態に保ちつつ、右側のマグネトロン１０３だけをオンに保つことで、右側のマイクロ波共振器１０５だけがマイクロ波エネルギを調理室１０１へと放射することができる。右側のマイクロ波共振器１０５からのマイクロ波の放射の全体的な方向１２２によって示されるとおり、この構成は、正味のマイクロ波エネルギを調理室１０１の左半分の領域、好ましくは、支持部１１２の左側の付近の全体的な領域に集中させる。
【０１０４】
このようにして、左側および右側のマイクロ波共振器１０４および１０５から放射される正味のマイクロ波エネルギの集中を、制御された方法で時間をかけて右方から左方、およびその逆の向きへと調理室１０１の食品１１４を横切って「掃引」し、マイクロ波の放射からの食品への熱エネルギの伝達の水平方向の一様な分布を促進でき、マイクロ波の効率およびオーブン１００の全体としての調理効率をさらに改善することができる。さらに、マイクロ波にもとづく従来の高速調理オーブンと比べて、この正味のマイクロ波エネルギの選択的な方向性は、調理室１０１の壁または他の空間へのマイクロ波の放射の損失を少なくし、マイクロ波の効率およびオーブン１００の全体としての調理効率を最適化するのに役立つ。
【０１０５】
正味のマイクロ波エネルギに時間依存性の空間的変化をもたらすことができるという能力を、「背景技術」の箇所で説明した摂氏２１２度の温度で始まって食品から熱エネルギを運び去る水蒸気に起因する非効率を克服または軽減するために適用することもできる。例えば、図１を参照すると、マイクロ波調節部が、最初は正味のマイクロ波エネルギが食品１１４の右側の付近に集中するように、右側のマグネトロン１０３をオフに保ちつつ、左側のマグネトロン１０２をオンに保つ。この構成が、食品１１４の右側が摂氏２１２度をわずかに下回る温度に達するまで維持される。次に、マイクロ波調節部は、左側および右側の両方のマグネトロン１０２および１０３をオンに保ち、正味のマイクロ波エネルギを食品１１４の中央におおむね集中させる。食品１１４の中央部が摂氏２１２度をわずかに下回る温度に達するとき、マイクロ波調節部は、右側のマグネトロン１０３をオンに保ちつつ、左側のマグネトロン１０２をオフにし、正味のマイクロ波エネルギを食品１１４の左側の付近に集中させる。この構成が、食品１１４の左側の温度が摂氏２１２度をわずかに下回る温度に達するまで維持される。一方で、先に食品１１４の右側および中央部へと伝達された熱エネルギが、食品１１４の内部の全体に広がる。上述のマイクロ波の調節の工程を、調理室１０１内の食品１１４の内部の温度が所望の水準に達するまで、時間に関して周期的に繰り返すことができる。
【０１０６】
食品１１４の表面の種々の部位の温度を摂氏２１２度をわずかに下回る温度に保ち、伝達された熱エネルギが異なる時点において交互に食品の内部へと広がることができるようにすることで、食品の表面からの水蒸気への熱エネルギの喪失を最小限にすることができ、したがって食品へのマイクロ波エネルギからの熱伝達の効率を最適化することができる。
【０１０７】
本発明のもとでは、オーブン１００の動作の設定が、左側および右側のノズル１０８および１０９の開閉の状態、ならびに左側および右側のマグネトロン１０２および１０３のオン／オフの状態について可能なさまざまな組み合わせおよび順序を含むことができる。さらに、空気の吹付けを制御するための空気調節部（例えば、図１の可動式の空気調節カバー１２５の形状で）およびマイクロ波の放射を制御するためのマイクロ波調節部の動作を、所望の熱伝達効果を達成するために互いに協調および同期させることができる。考えられる１つの構成においては、空気調節部およびマイクロ波調節部が、以下の典型的な方法で同期して動作することができる。図１を参照すると、所定の期間について、空気調節カバー１２５が、右側のノズル１０９を開いた状態に保ち、左側のノズル１０８を閉じた状態に保つように（図４Ａに示されているように）配置される一方で、マイクロ波調節部が、右側のマグネトロン１０３をオンに保ち、左側のマグネトロン１０２をオフに保つ。次の所定の期間において、空気調節カバー１２５が、右側および左側の両方のノズル１０９および１０８を開いた状態に保つように（図４Ｂに示されているとおりに）配置される一方で、マイクロ波調節部は、右側および左側の両方のマグネトロン１０３および１０２をオンに保つ。第３の所定の期間において、空気調節カバー１２５が、左側のノズル１０８を開いた状態に保ち、右側のノズル１０９を閉じた状態に保つように（図４Ｃに示されているように）配置される一方で、マイクロ波調節部が、左側のマグネトロン１０２をオンに保ち、右側のマグネトロン１０３をオフに保つ。結果として、時間につれて一方の側から他方の側へと食品１１４を横切って「掃引」される正味の空気の吹付けおよびマイクロ波エネルギの効果が同期し、したがって増幅される。
【０１０８】
他方で、空気の吹付けによる加熱とマイクロ波による加熱とは、食品１１４において異なる種類の影響を生じるため、調理室１０１内の食品１１４の同じ部位または同じ側が空気の吹付けおよびマイクロ波エネルギの両方によって同時に加熱されることがないように、空気調節部およびマイクロ波調節部を非同期にて動作させることを望むことも可能である。空気調節部およびマイクロ波調節部の非同期動作の一例を説明するために、左側および右側の両方のノズル１０８および１０９を同時に開閉できる別の実施形態が使用される。第１の所定の期間について、空気調節部が、右側のノズル１０９を開いた状態に保ち、左側のノズル１０８を閉じた状態に保つ一方で、マイクロ波調節部が、左側のマグネトロン１０２をオンに保ち、右側のマグネトロン１０３をオフに保つ。次の所定の期間において、空気調節部が、右側および左側の両方のノズル１０９および１０８を閉じた状態に保つ一方で、マイクロ波調節部は、右側および左側の両方のマグネトロン１０３および１０２をオンに保つ。第３の所定の期間において、空気調節部が、左側のノズル１０８を開いた状態に保ち、右側のノズル１０９を閉じた状態に保つ一方で、マイクロ波調節部が、右側のマグネトロン１０３をオンに保ち、左側のマグネトロン１０２をオフに保つ。第４の所定の期間においては、第１の所定の期間と同様に、空気調節部が、右側のノズル１０９を開いた状態に保ち、左側のノズル１０８を閉じた状態に保つ一方で、マイクロ波調節部が、左側のマグネトロン１０２をオンに保ち、右側のマグネトロン１０３をオフに保つ。第５の所定の期間においては、空気調節部が、右側および左側の両方のノズル１０９および１０８を開いた状態に保つ一方で、マイクロ波調節部は、右側および左側の両方のマグネトロン１０３および１０２をオフに保つ。第６および１つのサイクルの最後の所定の期間においては、第３の所定の期間と同様に、空気調節部が、左側のノズル１０８を開いた状態に保ち、右側のノズル１０９を閉じた状態に保つ一方で、マイクロ波調節部が、右側のマグネトロン１０３をオンに保ち、左側のマグネトロン１０２をオフに保つ。この空気調節部およびマイクロ波調節部の非同期動作の結果として、食品１１４の同じ部位または同じ側が、空気の吹付けおよびマイクロ波エネルギの両方によって同時に加熱されることがない。
【０１０９】
ハイブリッド式オーブン１００の他の特徴も、マイクロ波の効率の最適化に鑑みて設計され、すなわち食品１１４へと向けられるマイクロ波エネルギの量を最大にし、空洞、空間、マグネトロンなどへと失われ、あるいは食品１１４から離れて放射されるマイクロ波エネルギの量を最少にする。例えば、ノズル出口オリフィス１１８の直径が、マイクロ波エネルギがノズルへと進入して食品１１４へと加えられることなく消えてしまうことがないように、寸法付けられる。約０．７５インチというノズル出口オリフィス１１８の直径が、マイクロ波エネルギのノズルへの進入を防止し、オーブン１００のマイクロ波の効率を最適化できることが、明らかになっている。
【０１１０】
支持部１１２を、支持部１１２の中心に位置する垂直軸１３５の周囲に回転するように構成することができる。そのような支持部１１２の回転は、マイクロ波の熱エネルギの分布の水平方向における非一様性の問題を軽減するのに役立つ。さらに、オーブン１００は、調理室１０１の上部および底部に対する支持部１１２の高さを制御および調節するためのエレベータまたは昇降機構をさらに備えることができる。例として、図１が、軸１３５に沿って垂直方向に高い位置１１３へと持ち上げられた支持部１１２を示している。これを、手動または適切な電気機械式の高さ制御手段によって達成することができる。このような支持部１１２の高さの調節を、マイクロ波の熱エネルギの分布の垂直方向における非一様性の問題を軽減するために使用することができる。
【０１１１】
また、最適なマイクロ波の効率を、調理室１０１のサイズをマイクロ波の負荷に整合させることによって達成することができる。調理室１０１の（図１に見られるように）垂直方向の高さならびに水平方向の幅および奥行きの少なくとも１つ、好ましくは、すべてを、マイクロ波の波長（自由空間において約４．８２インチ）の整数倍の寸法とすることによって、最適な整合を達成できることが明らかになっている。調理室１０１のそのような寸法は、調理室１０１への定常マイクロ波の受け入れを促進することで、調理室の壁におけるマイクロ波の反射を最小限にし、結果として空洞、空間、マグネトロン、などへのマイクロ波のエネルギの喪失を最少にする。したがって、マイクロ波の効率を最適化するために、オーブン１００の調理室１０１の垂直方向の高さならびに水平方向の幅および奥行きの少なくとも１つ、好ましくは、すべてが、マイクロ波の波長の整数倍の寸法とされ、あるいは４．８２インチ、９．６４インチ、１４．４６インチ、１９．２８インチ、２４．１０インチ、などのうちの１つから選択される。
【０１１２】
本発明は、種々のサイズおよび容量の調理オーブンに対応する。図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、および図８Ｅが、高温空気の吹付けおよびマイクロ波の組み合わせにもとづくハイブリッド式調理オーブンの典型的な小型版の種々の部分図を示しており、図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃが、図１〜図３に示したものと多くの点で類似する典型的な中型版の種々の部分図を示しており、図１０、図１０Ｂ、および図１０Ｃが、典型的な大型版の種々の部分図を示している。これらの図は、あくまでも種々の部分図にもとづく略図にすぎず、当業者にとって明らかなはずであるオーブンまたはオーブンの構成要素の正確な寸法、規模、または相対割合、あるいはそれらの完全な工学的仕様を網羅または反映しようとしたものではない。さらに、これらの図は、図示目的のために外部に露出された種々のオーブン内部の構成要素を示しているが、これらのオーブンの市販版は、おそらくは安全、見栄え、および他の理由で、これらの構成要素を囲むためのハウジングを有すると考えられる。さらに、本発明のこれらの典型的な実施形態は、高温空気の吹付けの手段として図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄに示した形式の２つの管を使用し、マイクロ波エネルギの伝播の手段として図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃに示した形式の１つ以上のマイクロ波共振器を使用するものとして示されているが、これらに代えて他のさまざまな代案の形式および構成を使用してもよいことを、理解すべきである。
【０１１３】
ここで、図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃを参照すると、ハイブリッド式調理オーブン８００の典型的な小型版が示されている。図８Ａは、ドア８０１が開かれた状態のハイブリッド式オーブン８００の前方からの斜視図であり、図８Ｂが、マグネトロン８０４およびマイクロ波共振器８０５が図示するために引用された図８Ａのオーブン８００の一部分の正面断面図であって、図８Ｃは、オーブン８００の左後ろからの斜視図である。オーブン８００は、食品を調理のための支持部８０３に載せて収容するように構成された調理室８０２を備えている。ハイブリッド式調理オーブン８００の典型的な外寸は、幅１４インチ、奥行き２８インチ、および高さ２２インチであり、調理室８０２の典型的な寸法は、幅９．６インチ、奥行き１２インチ、および高さ９．６インチである。
【０１１４】
調理室の上部から高温空気の吹付けをもたらすための手段として、オーブン８００は、加熱された気体の噴流の配列を生成して調理室８０２へと導入するための２つの管８０６および８０７を有している。これらの管８０６および８０７を、図８Ｂに示されるように調理室の上部に配置することができる。管８０６および８０７の各々は、空気導入ハウジングに接続された管入り口と、調理室８０２に接続された管出口とを備えている。管８０６および８０７は、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄに示した形式および構成であってよく、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄに示されるように、管８０６、８０７を通過する加熱空気の流れを制御すべく管入り口を閉鎖および開放するために、各々の管にフラップをさらに備えることができる。ソレノイド８０８および８０９を、フラップを駆動して開閉するために使用することができる。上述のように、オーブンの空間からソレノイドへの熱の伝達を最小限にできるようにソレノイド８０８および８０９をそれぞれ保持するために、ブラケット８１３および８１４を使用することができる。
【０１１５】
この典型的な実施形態においては、２つの管８０６および８０７の管入り口が、空気路８１２によって接続された別々の空気導入ハウジング８１０および８１１にそれぞれ囲まれている。管８０６および８０７は、それぞれの噴流の配列を、支持部８０３の表面に対して０度ではない９０度未満の角度で、支持部８０３の実質的に互いに反対側の部位に対してそれぞれ向かうように構成されている。この構成において、管８０６および８０７からの噴流の配列の方向は、支持部８０３に置かれた食品の上方で互いに交差する。
【０１１６】
さらに、オーブン８００は、調理室８０２の両方の側壁に戻り空気開口８１５および８１６を備えている。戻り空気開口８１５は、好ましくは、実質的に、管８０７によって生成される噴流の配列の方向と調理室８０２の側壁との交点に、あるいは交点に沿って位置する。同様に、戻り空気開口８１６は、好ましくは、実質的に、管８０６によって生成される噴流の配列の方向と調理室８０２の側壁との交点に、あるいは交点に沿って位置する。戻り空気開口８１５および８１６は、管８０７および８０６によって生成された噴流の配列からの気体を、それぞれ戻り空気空間８１７および８１８ならびに１つ以上の中間の経路を介して調理室８０２から空気路８１２へと戻すことを可能にする。
【０１１７】
空気路８１２は、オーブンの他の部分から２つの空気導入ハウジング８１０および８１１へ気体連通できる。図には示されていないが、並列な加熱コイルなどの熱エネルギ源を、空気路８１２に位置する空気を加熱するために、空気路８１２に組み合わせ、あるいは空気路８１２に配置することができる。オーブン８００は、調理室８０２と、戻り空気空間８１７および８１８と、空気路８１２と、空気導入ハウジング８１０および８１１との間で空気を循環させるように機能する高温空気ブロア８１９を有している。高温空気ブロア８１９は、単一の速度または可変の速度であってよいブロアモータ８２４によって駆動する。
【０１１８】
さらにオーブン８００は、支持部８０３の下面へと高温空気の流れを向かわせるために、実質的に調理室８０２の底部で支持部８０３の下方に配置された底部空気導入口８２０を有している。この底部空気導入口８２０への高温空気は、空気路８１２へと接続されて空気路８１２から加熱された気体を迂回させる底部空気導入空間８２１によって供給される。このオーブン８００においては、高温空気ブロア８１９が、加熱された気体を調理室８０２の上部の空気導入ハウジング８１０および８１１だけでなく、調理室の底部の下方の底部空気導入空間８２１へも循環させるように機能する。
【０１１９】
ハイブリッド式オーブン８００は、マイクロ波エネルギを生成するための１つのマグネトロン８０４をさらに有している。マグネトロン８０４は、マイクロ波エネルギを調理室８０２へと調理室の上方から真っ直ぐに下方へと伝播させるように構成されたマイクロ波共振器８０５に接続されている。マイクロ波共振器８０５は、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃに示した形式であってよく、上側共振器（図８Ａおよび図８Ｃに示されている）と、下側共振器としての２つのフィードホーン（図には示されていない）とを備えることができ、フィードホーンの下端が、それぞれ図８Ｂに示されているとおりの調理室の上部の２つの矩形の開口８２２および８２３を通って調理室８０２へと突き出す。あるいは、マイクロ波共振器８０５は、当技術分野において公知の任意の他の導波路であってよい。
【０１２０】
本発明の発明者は、図８Ａ〜図８Ｅに示した実施形態によるオーブンが、従来技術の高速調理オーブンよりも効率的であることを、実験的に発見した。例えば、従来技術の高速調理オーブンは、約２６アンペアの最大電流を（２２０ボルトの電源線から）引き出し、待機エネルギ損失（休止、非調理モードにあるときのオーブンが消費するエネルギの量）が毎時約１．７キロワット（華氏５００度の調理室内部の温度において）を示す。対照的に、本発明の発明者は、図８Ａ〜図８Ｅに示した実施形態によるオーブンが、最大で約１３．５アンペアを（２０８〜２４０ボルトの電源線から）引き出し、待機エネルギを毎時約０．９キロワットしか消費しないことを実験的に究明した。すなわち、この待機エネルギ損失は、従来技術の高速調理オーブンが消費するエネルギの約５５％である。
【０１２１】
この効率の向上の一部は、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、および図８Ｅに示した実施形態に従って製作されたオーブンの調理室のサイズが小さいことによるものかもしれないが、本発明の発明者は、本発明の実施形態によるオーブンにおける種々の空間（すなわち、空気路、空気導入ハウジング、底部空気導入空間、後部空間、および戻り空気空間）の特定の配置が、本発明に従って製造されるオーブンの調理効率の向上のこれまでは認識されていなかった態様であることを発見した。従来技術のオーブンにおいては、調理室の少なくとも１つの側壁、典型的には、両方の側壁が、オーブンの外表面へ、あるいはオーブンの制御部へ（おそらくは、調理室の壁とオーブンの外表面との間に絶縁体またはマイクロ波導波路が配置される）、と露出されている。
【０１２２】
対照的に、本発明の実施形態によれば、調理室のすべての壁が、それ自体とオーブンのハウジングとの間に少なくとも１つの空間を有しており、したがって調理室のすべての壁が熱に曝されている。図８Ｂに示されるとおり、加熱された気体（例えば、空気）を管８０６および８０７を介して調理室８０２へと供給する空気導入ハウジング８１０および８１１が、調理室８０２の上に位置している。調理室８０２の上部のうちで空間によって覆われていない唯一の部分は、マイクロ波共振器８０５（図８Ｃを参照）を受ける部分である。しかしながら、マイクロ波共振器８０５そのものが、相当の量の熱の源であることは、当業者にとって容易に明らかであろう。したがって、調理室８０２の上部のこの部分は、たとえ空間によって覆われていなくても、熱に曝されている。マイクロ波共振器８０５がオーブン８００のどこか別の場所に位置する場合には、調理室８０２の上部のこの部分を、空気導入ハウジング８１０および８１１のいずれかまたは両方を使用して覆うことを、当業者であれば選択できるであろう。
【０１２３】
さらに、各々の空気導入ハウジング８１０、８１１の一部分は、調理室８０２の該当の側壁にも隣接して位置する。現時点の好ましい実施形態においては、空気導入ハウジングのこの部分が、側壁のおよそ上部２０％を覆う。
【０１２４】
底部空気導入口８２０を備える調理室８０２の底部は、その直下に配置された底部空気導入空間８２１を有している。さらに、底部空気導入空間８２１は、底部空気導入口８２０を介して調理室８０２へと空気を供給する。
【０１２５】
調理室８０２を実質的に囲む空間の残りの部分は、調理室からオーブン８００によって使用される１つ以上のブロア（例えば、図８Ｃに示した高温空気ブロア８１９）へと気体（例えば、空気）を戻すように機能する。戻り空気空間８１７が、調理室８０２の左側の側壁に隣接して配置されている。戻り空気空間８１８が、左側の側壁から見て調理室８０２の向こう側に位置する調理室８０２の右側の側壁に隣接して配置されている。現時点の好ましい実施形態においては、各々の戻り空気空間８１７、８１８が、調理室のそれぞれの側壁の下部約７５％を覆う。したがって、調理室８０２の各々の側壁に、空気導入ハウジング８１０、８１１または戻り空気空間８１７、８１８によって覆われていないわずかな部分が存在する。しかしながら、当業者であれば、調理室８０２の各々の側壁のこのわずかな部分を、空気導入ハウジング８１０、８１１、戻り空気空間８１７、８１８、または何らかの他の適切な空間を使用して覆うことを、選択することができる。
【０１２６】
戻り空気空間８１７、８１８は、（戻り空気開口８１５および８１６をそれぞれ通る）調理室８０２からの空気を後部空間８２５へと戻す。後部空間８２５は、戻り空気空間８１７、８１８からの戻りの空気を集め、高温空気ブロア８１９（図８Ｃを参照）を介して空気路８１２へと送り、そこから２つの経路、すなわち（１）空気導入空間８１０、８１１およびそれらのそれぞれの管８０６、８０７を通る経路、ならびに（２）底部空気導入空間８２１および底部空気導入口８２０を通る経路によって、再び調理室８０２へと供給する。
【０１２７】
図８Ｆが、図８Ａ〜図８Ｃに示した実施形態において底部空気導入空間８２１および底部空気導入口８２０を通って調理室８０２へともたらされる空気の供給および戻りの気流の経路を示している。図８Ａ〜図８Ｃおよび図８Ｆに示されるとおり、空気は、調理室８０２の後方に接触して位置する供給空間８２９を通り抜ける経路８２８を通って、空気路８１２から底部空気導入空間８２１へと送られる。空気は、戻り空気開口８１５、戻り空気空間８１７、および後部空間８２５を通り抜ける経路８３０に沿って、調理室８０２からブロア８１９へと戻される。空気が、戻り空気開口８１６（図示されていない）、戻り空気空間８１８、および後部空間８２５を通り抜けるオーブンの他方の側の並列な経路８３１に沿って調理室８０２からブロア８１９へも戻されることを、当業者であれば理解できるであろう。
【０１２８】
オーブン８００の別の実施形態が、図８Ｄ、図８Ｅ、および図８Ｇに示されている。オーブン８００のこの実施形態は、調理室８０２の上部が各々の側壁に直角では交わっていない点を除き、図８Ａ〜図８Ｃおよび図８Ｆに示した実施形態と基本的に同じである。代わりに、図８Ｄおよび図８Ｅにおいては、調理室８０２の上部および各々の側壁が、斜めの部位８２６、８２７を共有しており、この斜めの部位８２６、８２７を貫いてそれぞれの管８０６、８０７が調理室８０２へと突き出している。図８Ａ〜図８Ｃに示したオーブン８００の実施形態のように、図８Ｄおよび図８Ｅに示した実施形態は、調理室８０２の上方に位置する空気導入ハウジング８１０、８１１を有している。調理室８０２の上部のうちの空間によって覆われていない唯一の部分は、マイクロ波共振器８０５を受ける部分である。各々の空気導入ハウジング８１０、８１１の一部分は、調理室８０２の該当する側壁にも隣接して位置している。
【０１２９】
図８Ｇが、図８Ｄおよび図８Ｅに示した実施形態において底部空気導入空間８２１および底部空気導入口８２０を通って調理室８０２へともたらされる空気の供給および戻りの気流の経路を示している。図８Ｄ、図８Ｅ、および図８Ｇに示されるとおり、空気は、ブロア８１９に隣接しているがブロア８１９から離れている垂直落下口８３３を通り抜ける供給経路８３２を通って、空気路８１２から底部空気導入空間８２１へと送られる。並列な供給経路（図示されていない）が、オーブンの他方の側に位置する第２の垂直落下口８３３を通って延びていることを、当業者であれば理解できるであろう。空気は、戻り空気開口８１５、戻り空気空間８１７、および調理室８０２の後方に接触して位置する空気集合空間８３５を通り抜ける経路８３４に沿って、調理室８０２からブロア８１９へと戻される（調理室８０２の後方に接触させて空気集合空間８３５を設けることで、既存の調理台に容易に納めることができるように、オーブンの長さを短くすることができる）。空気が、戻り空気開口８１６、戻り空気空間８１８、および空気集合空間８３５を通り抜けるオーブンの他方の側の並列な経路８３６に沿って調理室８０２からブロア８１９へと戻されることを、当業者であれば理解できるであろう。
【０１３０】
図８Ａ〜図８Ｇに示した本発明の実施形態によれば、調理室８０２の後方に接触して位置する空間が高温の空気で満たされ、調理室８０２を熱の損失から絶縁する。これは、空間が底部空間８１２への空気の供給に使用される（例えば、図８Ｆに示した供給空間８２９）か、あるいは側方の戻り空間８１７、８１８からの空気を集めるために使用される（例えば、図８Ｆに示した集合空間８３５）かにかかわらず、正確な状態である。
【０１３１】
このように、本発明の実施形態によれば、オーブンの種々の空間が、共に調理室８０２を実質的に囲むように配置されている。調理室８０２の各々の壁が、それに隣接した空間を有している。結果として、ブロア８１９によってオーブン８００へともたらされる気体（例えば、空気）が、ブロア８１９へと戻る前に、上記空間を通ってブロア８１９から調理室８０２の外側を流れるときに、調理室８０２の上部、底部、後壁、および側壁の各々の少なくとも一部分と接触する。このようにして、調理室８０２の各々の壁に隣接する空間の存在が、調理室を高温の空気で「絶縁」し、オーブン８００の調理効率を高めるように機能する。
【０１３２】
次に、図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃを参照すると、ハイブリッド式調理オーブン９００の典型的な中型版が示されている。この典型的な実施形態は、多くの点で図１〜図３に示したハイブリッド式オーブン１００に類似している。図９Ａは、ハイブリッド式オーブン９００の前方からの斜視図であり、図９Ｂが、図９Ａのオーブン９００の一部分の正面断面図であって、マグネトロン９３０、９３１およびそれらに組み合わせられた、図示するために引用されたマイクロ波共振器９３２、９３３、９３４、９３５であり、図９Ｃは、オーブン９００の右後ろからの斜視図である。オーブン９００は、食品を調理のための支持部９０３に載せて収容するように構成された調理室９０２を備えている。ハイブリッド式調理オーブン９００の典型的な外寸は、幅２８インチ、奥行き２７インチ、および高さ２４インチであり、調理室９０２の典型的な寸法は、幅１４．４インチ、奥行き１４．４インチ、および高さ１０．２インチである。
【０１３３】
調理室の上部から高温空気の吹付けをもたらすための手段として、オーブン９００は、加熱された気体の噴流の配列を生成して調理室９０２へと導入するための２つの管９０６および９０７を有している。これらの管９０６および９０７を、図９Ｂに示されるように調理室の上部に配置することができる。管９０６および９０７の各々は、空気導入ハウジング９１０に接続された管入り口と、調理室９０２に接続された管出口とを備えている。管９０６および９０７は、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄに示した形式および構成であってよく、管９０６および９０７を通過する加熱空気の流れを制御すべく管入り口を閉鎖および開放するために、それぞれフラップ９２７および９２８をさらに備えることができる。ソレノイド９０８および９０９を、フラップ９２７および９２８をそれぞれ駆動して開閉するために使用することができる。上述のように、オーブンの空間からソレノイドへの熱の伝達を最小限にできるようにソレノイド９０８および９０９をそれぞれ保持するために、ブラケット９１３および９１４を使用することができる。
【０１３４】
この典型的な実施形態においては、２つの管９０６および９０７の管入り口が両方とも、ただ１つの空気導入ハウジング９１０に囲まれている。管９０６および９０７は、それぞれの噴流の配列を、支持部９０３の表面に対して０度ではない９０度未満の角度で、支持部９０３の実質的に互いに反対側の部位に向かってそれぞれ導くように構成されている。この構成において、管９０６および９０７からの噴流の配列の方向は、支持部９０３に置かれた食品の上方で互いに交差する。
【０１３５】
さらにオーブン９００は、調理室９０２の両方の側壁に戻り空気開口９１５および９１６を備えている。戻り空気開口９１５は、好ましくは、実質的に、管９０７によって生成される噴流の配列の方向と調理室９０２の側壁との交点にし、あるいは交点に沿って位置する。同様に、戻り空気開口９１６は、好ましくは、実質的に、管９０６によって生成される噴流の配列の方向と調理室９０２の側壁との交点にし、あるいは交点に沿って位置する。戻り空気開口９１５および９１６は、管９０７および９０６によって生成された噴流の配列からの気体を、それぞれ戻り空気空間９１７および９１８を介して調理室９０２から空気路９４０へと戻すことを可能にする。
【０１３６】
図には示されていないが、並列な加熱コイルなどの熱エネルギ源を、空気路９４０内の空気を加熱するために、空気路９４０に組み合わせ、あるいは配置することができる。オーブン９００は、調理室９０２と、戻り空気空間９１７および９１８と、空気路９４０と、空気導入ハウジング９１０との間で空気を循環させるように機能する高温空気ブロア９１９を有している。高温空気ブロア９１９は、単一の速度または可変の速度であってよいブロアモータ９２４（図９Ｃには示されていない）によって駆動される。
【０１３７】
さらにオーブン９００は、支持部９０３の下面へと高温空気の流れを向かわせるために、実質的に調理室９０２の底部で支持部９０３の下方に配置された底部空気導入口９２０を有している。この底部空気導入口９２０への高温空気は、底部空気導入空間９２１によって供給される。このオーブン９００においては、高温空気ブロア９１９が、加熱された気体を調理室９０２の上部の空気導入ハウジング９１０だけでなく、調理室の底部の下方の底部空気導入空間９２１へも循環させるように機能する。高温空気ブロア９１９からの加熱された空気の一部が、底部空気路９１２を介して底部空気導入空間９２１へと導かれる。
【０１３８】
ハイブリッド式オーブン９００は、マイクロ波調理のためのマイクロ波エネルギを生成するための２つのマグネトロン９３０および９３１をさらに有している。マグネトロン９３０および９３１の各々が、マイクロ波エネルギを調理室９０２へと伝播させるためのマイクロ波共振器に組み合わせられている。またマイクロ波共振器は、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃに示した形式であってよく、マグネトロン９３０、９３１に接続された上側共振器９３２、９３４と、調理室９０２への開口を有する２つのフィードホーン９３３、９３５の形状の下側共振器とを備えることができる。あるいは、マイクロ波共振器は、当技術分野において公知の任意の他の導波路であってよい。
【０１３９】
図９Ａは、マグネトロン９３０によって生成されて上側共振器９３２によって導かれたマイクロ波エネルギの伝播を、調理室９０２の上部の左上角から実質的に支持部９０３の右側部分に向かわせるフィードホーン９３３の底部開口９３６を示している。図９Ａに示したとおりのこの典型的な実施形態においては、調理室９０２の上部の左上角のマイクロ波共振器９３２、９３３および調理室９０２の上部の右上角のマイクロ波共振器９３４、９３５が、おおむね支持部９０３の表面に対して０度ではない９０度未満の角度で支持部９０３の実質的に互いに反対側の部位に向かって伝播するようにマイクロ波エネルギをそれぞれ向かわせるように構成されている。この構成においては、両側からのマイクロ波共振器からのマイクロ波エネルギの伝播の方向は、調理室９０２内の支持部から離れた位置で互いに交差する。
【０１４０】
次に、図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃを参照すると、ハイブリッド式調理オーブン１０００の典型的な大型版が示されている。図１０Ａが、ドア１００１が開かれた状態のハイブリッド式オーブン１０００の前方からの斜視図であり、図１０Ｂが、図１０Ａのオーブン１０００の一部分の正面断面図であって、マグネトロン１０３０、１０３１およびそれらに組み合わせられた、図示するために引用されたマイクロ波共振器１０３２、１０３３、１０３４、１０３５であり、図１０Ｃは、オーブン１０００の右後ろからの斜視図である。オーブン１０００は、食品を調理のための支持部１００３に載せて収容するように構成された調理室１００２を備えている。この典型的な大型版は、支持部１００３の高さをオーブン１０００の動作の最中に動的に調節できるよう、エレベータの形状の支持部１００３または支持部１００３に追加の昇降機構を備えることができる。ハイブリッド式調理オーブン１０００の典型的な外寸は、幅３０インチ、奥行き２６インチ、および高さ２３インチであり、調理室１００２の典型的な寸法は、幅１６．８インチ、奥行き１６．８インチ、および高さ１２．６インチである。
【０１４１】
調理室の上部から高温空気の吹付けをもたらすための手段として、オーブン１０００は、加熱された気体の噴流の配列を生成して調理室１００２へと導入するための２つの管１００６および１００７を有している。これらの管１００６および１００７を、図１０Ｂに示されるように調理室の上部に配置することができる。管１００６および１００７の各々が、空気導入ハウジング１０１０に接続された管入り口と、調理室１００２に接続された管出口とを備えている。管１００６および１００７は、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄに示した形式および構成であってよく、管を通過する加熱空気の流れを制御すべく管１００６および１００７の管入り口をそれぞれ閉鎖および開放するために、フラップ１０２７および１０２８をさらに備えることができる。ソレノイド１００８および１００９はフラップ１０２７および１０２８をそれぞれ駆動し、管１００６および１００７への空気の入り口を開閉するために使用することができる。上述のように、オーブンの空間からソレノイドへの熱の伝達を最小限にできるようにソレノイド１００８および１００９をそれぞれ保持するために、ブラケット１０１３および１０１４を使用することができる。
【０１４２】
この典型的な実施形態においては、２つの管１００６および１００７の管入り口が両方とも、ただ１つの空気導入ハウジング１０１０に囲まれている。管１００６および１００７は、それぞれの噴流の配列を、支持部１００３の表面に対して０度ではない９０度未満の角度で、支持部１００３の実質的に互いに反対側の部位に向かってそれぞれ導くように構成されている。この構成において、管１００６および１００７からの噴流の配列の方向は、支持部１００３に置かれた食品の上方で互いに交差する。
【０１４３】
さらにオーブン１０００は、調理室１００２の両方の側壁に戻り空気開口１０１５および１０１６を備えている。戻り空気開口１０１５は、好ましくは、実質的に、管１００７によって生成される噴流の配列の方向と調理室１００２の側壁との交点にし、あるいは交点に沿って位置する。同様に、戻り空気開口１０１６は、好ましくは、実質的に、管１００６によって生成される噴流の配列の方向と調理室１００２の側壁との交点にし、あるいは交点に沿って位置する。戻り空気開口１０１５および１０１６は、管１００７および１００６によって生成された噴流の配列からの気体を、それぞれ戻り空気空間１０１７および１０１８を介して調理室１００２から空気路１０５５へと戻すことを可能にする。
【０１４４】
図には示されていないが、並列な加熱コイルなどの熱エネルギ源を、空気路１０５５に位置する空気を加熱するために組み合わせ、あるいは配置することができる。
【０１４５】
さらにオーブン１０００は、支持部１００３の下面へと高温空気の流れを向かせるために、実質的に調理室１００２の底部で支持部１００３の下方に配置された底部空気導入口１０２０を有している。底部空気導入口１０２０を通って流れる高温の空気は、底部空気導入空間１０２１によって供給される。図１０Ｃに示されるとおり、オーブン１０００は、２つの別個独立に制御することができる高温空気ブロア１０１９および１０５０を有している。上側ブロアモータ１０２４によって駆動される上側ブロア１０１９が、空気路１０５５の加熱された気体を、上側ブロア出口１０５２を通って空気導入ハウジング１０１０へと向かわせるように機能する。一方で、下側ブロアモータ１０５１によって駆動される下側ブロア１０５０が、空気路１０５５に位置する加熱された気体の一部分を、下側ブロア出口１０５３を通って底部空気導入空間１０２１へと向かわせるように機能する。各々のブロアモータ１０２４、１０５１は、単一の速度または可変の速度であってよい。
【０１４６】
ハイブリッド式オーブン１０００は、マイクロ波調理のためのマイクロ波エネルギを生成するための２つのマグネトロン１０３０および１０３１をさらに有している。マグネトロン１０３０および１０３１の各々が、マイクロ波エネルギを調理室１００２へと伝播させるためのマイクロ波共振器に組み合わせられている。マイクロ波共振器は、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃに示した形式であってよく、マグネトロン１０３０、１０３１に接続された上側共振器１０３２、１０３４と、調理室１００２への開口を有する２つのフィードホーン１０３３、１０３５の形状の下側共振器とを備えることができる。あるいは、マイクロ波共振器は、当技術分野において公知の任意の他の導波路であってよい。
【０１４７】
この典型的な実施形態において、調理室１００２の上部の左上角の上側共振器１０３２と下側共振器１０３３とを備えるマイクロ波共振器、および調理室１００２の上部の右上角の上側共振器９３４と下側共振器９３５とを備えるマイクロ波共振器が、おおむね支持部１００３の表面に対して０度ではない９０度未満の角度で支持部１００３の実質的に互いに反対側の部位に向かって伝播するようにマイクロ波エネルギをそれぞれ導くように構成されている。この構成においては、両側からのマイクロ波共振器からのマイクロ波エネルギの伝播の方向は、調理室１００２内の支持部から離れた位置で互いに交差する。
【０１４８】
図８〜図１０に示して上述した本発明の種々の典型的な実施形態によって共有される１つの共通な特徴は、調理室の上部に配置された高温空気の吹付けのための２つの管の配置である。２つの管が、加熱された空気の噴流の配列または平面状の噴流を、それぞれ食品のための支持部の実質的に互いに反対側の部位に向かわせ、２つの管からの噴流の配列の方向が食品の上方で交差するように構成されている。この特徴が、図１１Ａ〜１１Ｃにさらに示されている。
【０１４９】
図１１Ａにおいて、調理室の上部の左側の管１１０１が、加熱された空気の噴流の配列１１０４を生成し、調理オーブン１１００の支持部１１０３の右側部分へと向けられている。噴流の配列１１０４は、調理室を通って移動するにつれて広がるが、管１１０１が、噴流の配列１１０４の影響が実質的に支持部１１０３の右側の部分に集中するように構成および設計されている。同様に、図１１Ｂにおいては、調理室の上部の右側の管１１０２が、加熱された空気の噴流の配列１１０５を生成し、支持部１１０３の左側部分へと向けられている。管１１０２も、噴流の配列１１０５の影響が実質的に支持部１１０３の左側の部分に集中するように構成および設計されている。両方の管１１０１および１１０２が開かれ、それぞれの噴流の配列を調理室へと向けるとき、それぞれの噴流の配列が支持部１１０３の上方で吹付けし、正味の結果は、これらの噴流の配列１１０６の合計の影響が、図１１Ｃに示されるとおり実質的に支持部１１０３の中央に集中する。
【０１５０】
１つ以上の噴流の配列の影響を実質的に支持部１１０３の選択された部位に集中させることができるという管１１０１および１１０２の上述の能力は、新たな自由度をもたらすだけでなく、食品の調理における所与の量の加熱された空気の利用も最適化する。例えば、支持部１１０３の中央に置かれた食品の表面積が支持部の表面積よりも大幅に小さい場合（例えば、６インチのサブ（ｓｕｂ）が１４．４インチ×１４．４インチの支持部に置かれた場合）に、図１１Ｃに示されるように、噴流の配列形状の加熱された空気を実質的に支持部の中央に集中させることによって、加熱された空気と支持部上の食品との間の接触を最大にすることができる。このようにして、加熱された空気が必要とされない（すなわち、食品が存在していない）支持部の領域への加熱された空気の適用を最小化しつつ、食品の調理における加熱された空気の利用を最適にすることができる。
【０１５１】
これに比べ、典型的な従来の高速調理オーブンは、食品の表面に対して実質的に垂直な角度で食品に吹付けるように設計された加熱された空気のコラムを使用する。その設計ゆえ、従来技術の高速オーブンは、加熱された空気を支持部の選択された部位へと集中させる能力を持たず、加熱された空気のコラムを支持部の表面全体に適用する。したがって、本発明と比べ、従来技術の高速オーブンは、はるかに柔軟性を欠くだけでなく、吹付ける空気の多くが食品には接触しないため、食品の調理における所与の量の加熱された空気の利用においてはるかに非効率的である。
【０１５２】
比較的大きな表面積の食品においても、図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１１Ｃに示した２つの管からなる構成は、加熱された空気の利用において従来の高速オーブンよりもはるかに効率的である。管１１０１、１１０２からの加熱された空気の噴流の配列の方向が、支持部１１０３の表面に対して０度ではない９０度未満の角度であるため、加熱された空気が、吹付け後に食品の表面を側方へと横切るように引かれ、支持部１１０３の側縁に向かって移動する。加熱された空気がこのように食品の表面を横切って側方へと引き寄せられることで、加熱された空気から食品への熱の伝達が促進される。上述のように、戻り空気開口を、管１１０１、１１０２からの噴流の配列の方向と調理室の側壁との交点に、あるいは交点に沿って配置することで、加熱された空気を食品の表面を横切って側方へと引き寄せる効果をさらに高め、調理効率を最適化することができる。
【０１５３】
本発明による上述の特徴および改善は、高温空気の吹付けとマイクロ波との組み合わせにもとづく高速調理オーブンが、最適な調理効率をもたらすことを可能にする。高速調理技術における調理効率のこの改善の目に見える利益は、所与の電力供給における調理時間の短縮であり、あるいは所与の調理能力（すなわち、所与の調理時間）のために高速調理オーブンを動作させるために必要な電力の削減である。「背景技術」の箇所で述べたように、従来の高速調理オーブンは、最適とは言えない調理効率ゆえに、２２０Ｖボルト以上にもとづく電源で動作させなければならない。本発明のもとで調理効率をさらに改善および最適化することによって、２２０ボルト以上にもとづく電源で動作する高速調理オーブンを、今や３０アンペア未満の電流、好ましくは約１３．５アンペアの電流ですることができる。さらに、今や空気の吹付けとマイクロ波との組み合わせにもとづく高速調理技術を、２２０ボルトにもとづく電源よりも幅広く利用することができる２２０ボルト未満、好ましくは１１０〜１２５ボルトの間の電圧および３０アンペア以下の電流にもとづく電源で動作するオーブンへと、より生産的な結果を伴って広げることができる。したがって、本発明は、高速調理技術が、最適とは言えない調理効率の従来の高速調理技術と比べて、幅広い範囲の応用および顧客基盤を見つけることを可能にする。
【０１５４】
本発明を、上述および図面に示した典型的な実施形態に関して説明したが、多数の代案、変更、および変種が当業者にとって明らかであることは、言うまでもない。したがって、上述した本発明の典型的な実施形態は、あくまでも例示を目的とするものであって、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想および技術的範囲は広く解釈されなければならず、以上の詳述によってではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年2月15日(2011.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部と、底部と、後壁と、１対の側壁とによって定められた調理室と、
前記調理室に気体を供給する１つ以上のブロアと、
前記調理室を実質的に囲む複数の空間とを備え、前記気体が、前記１つ以上のブロアへと戻る前に、前記１つ以上のブロアから前記調理室の外側を前記空間を通って流れ、前記上壁が、第１の側面上に第１の傾斜壁を９０度より広い角度で接続し、かつ前記上壁が第１側面とは反対の第２の側面上に第２の傾斜壁を９０度より広い第２角度で接続し、前記第１の傾斜壁が、前記上壁と前記１対の側壁のうちの一方の側壁との間に位置し、前記第２の傾斜壁が、前記上壁と前記１対の側壁のうちの第２の側壁との間に位置し、前記第１の傾斜壁および前記第２の傾斜壁の少なくとも一方が、前記ブロアからの前記気体を前記調理室へと気体連通させるように前記調理室へと突き出す少なくとも１つの管を貫通させているオーブン。
【請求項２】
前記複数の空間が、前記調理室へと気体を供給する少なくとも１つの空間を含む請求項１に記載のオーブン。
【請求項３】
前記複数の空間が、前記調理室からの気体が前記１つ以上のブロアへと戻される少なくとも１つの空間を含む請求項１に記載のオーブン。
【請求項４】
前記少なくとも１つの空間が、前記調理室の上に配置される請求項２に記載のオーブン。
【請求項５】
前記少なくとも１つの空間が、前記調理室の前記側壁のうちの１つに隣接して配置される請求項３に記載のオーブン。
【請求項６】
前記側壁が、互いに前記調理室を挟んで位置しており、
第１の空間が、前記１対の側壁のうちの一方に隣接して配置され、
第２の空間が、前記１対の側壁のうちの他方に隣接して配置される請求項１に記載のオーブン。
【請求項７】
前記１対の側壁の各々の側壁に、気体が前記調理室から前記第１の空間または前記第２の空間へと流れる戻り空気開口が配置される請求項６に記載のオーブン。
【請求項８】
前記戻り空気開口が、前記調理室の前記底部の付近に位置している請求項７に記載のオーブン。
【請求項９】
前記少なくとも１つの空間が、前記調理室の後ろに配置される請求項３に記載のオーブン。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの空間が、前記調理室の後ろに配置される請求項２に記載のオーブン。
【請求項１１】
第１の側壁及び前記第１の側壁から調理室を挟んで位置する第２の側壁を有する調理室と、
前記調理室へと気体を供給する１つ以上のブロアと、
前記調理室の後ろに配置される後部空間と、
前記調理室の上に配置され、前記調理室に気体連通している少なくとも１つの上部空間と、
前記調理室の直下に配置され、前記調理室に気体連通している底部空間と、
前記第１の側壁に隣接して配置され、前記調理室および前記後部空間に気体連通している第１の側方空間と、
前記第２の側壁に隣接して配置され、前記調理室および前記後部空間に気体連通する第２の側方空間と、
前記１つ以上のブロアに隣接し、前記底部空間が複数の底部空気導入口を介して前記調理室へと空気を供給するように前記底部空間へと前記上部空間からの空気を気体連通させ、前記１つ以上のブロアから離れている側部導管と、
を備えるオーブン。
【請求項１２】
前記上部空間が、前記調理室へと気体を供給するための空間を備える請求項１１に記載のオーブン。
【請求項１３】
前記底部空間が、前記調理室へと気体を供給するための空間を備える請求項１１に記載のオーブン。
【請求項１４】
前記第１の側方空間が、気体を前記後部空間へと戻すための空間を備える請求項１１に記載のオーブン。
【請求項１５】
前記第２の側方空間が、気体を前記後部空間へと戻すための空間を備える請求項１１に記載のオーブン。
【請求項１６】
前記後部空間を通過して流れる気体は、前記１つ以上のブロアへと戻される請求項１１に記載のオーブン。
【国際調査報告】
2012524232.tif 000035