HORNO DE COCCIÓN RÁPIDA CON ANTENA DE MICROONDAS RANURADA.

Un horno de cocina rápida provisto de sistemas de microondas montados en las paredes laterales,

que utilizan guías de ondas (20a, 20b; 46 a, 46b) que comprenden antenas provistas de ranuras o ranuradas, y provisto de una o más parrillas de cocción (8a, 8b), caracterizado por que: cada parrilla de cocción (8a, 8b) está asociada con dos guías de ondas (20a, 20b; 46a, 46b) montadas a lo lar go de paredes laterales opuestas del horno; las antenas ranuradas comprenden unas ranuras (70) que tienen una longitud de ranura de menos que 0,5 de la longitud de onda en el espacio libre; y se han proporcionado medios para reducir la interferenci a entre los campos e emitidos a través de las ranuras de guías de ondas opuestas

Esta invención se refiere a la técnica de los aparatos de cocina y, más particularmente, a un horno de cocina rápida que utiliza una antena provista de ranuras o ranurada para la distribución eficiente de la energía de microondas a un producto alimenticio situado dentro de la cámara de cocción del horno de cocina 5 rápida. La invención tiene particular aplicación en la cocina de alta velocidad de productos alimenticios con exigencias de calidad muy elevadas.

Tal y como se utilizan aquí, las expresiones “horno de cocina convencional”, “cocina convencional” y “medios convencionales” tienen el mismo significado y se refieren a la cocina con el nivel de calidad y con la velocidad que se 10 utilizan de forma generalizada en la actualidad.

Un aspecto importante de una cocina de velocidad adecuada es que el producto alimenticio producido en un horno de cocina rápida (en un tiempo entre la séptima parte y la décima parte del tiempo de un horno convencional) se encuentra en los mismos niveles de sabor, aspecto, calidad y rendimiento que tiene un 15 producto alimenticio cocinado por medios convencionales, o por encima de éstos.

Se han desarrollado también hornos de cocina rápida en el intervalo de velocidades entre 2 y 3 veces más rápidas, pero estos se encuentran limitados por ciertas ineficiencias. La primera limitación es que el sistema de emisión de microondas no puede iluminar de la misma manera múltiples parrillas o cazuelas de 20 comida. Como resultado de ello, la eficiencia del sistema de energía de microondas debe ser reducida a propósito (limitada) al objeto de evitar puntos calientes y una pobre calidad de cocinado. En segundo lugar, en un sistema de microondas de emisión superior (techo) o de emisión inferior o desde el fondo (suelo), las cazuelas o sartenes de cocina u otros recipientes de cocina que contienen los alimentos se 25 sitúan directamente por encima (en un sistema de emisión desde el fondo) o directamente por debajo (en un sistema de emisión superior) del sistema de emisión de microondas. Esto oscurece o atenúa la energía de microondas con respecto a las cazuelas más alejadas de la fuente de iluminación de microondas. Con el fin de compensar la iluminación no uniforme de las microondas dentro de la cavidad del 30 horno, el diseño del sistema de microondas se limita intencionadamente para conseguir la uniformidad. Como resultado de ello, la mayoría de los hornos de convección de microondas convencionales son, de hecho, hornos de una sola parrilla. Muchos de estos sistemas de emisión superior o inferior requieren, bien un dispositivo mecánico (al que se hace referencia, generalmente, como agitador de 35 modo) o un plato giratorio que hace rotar un disco o placa sobre la que descansa la comida (en un sistema de microondas de emisión superior), o bien, en algunos casos, se utiliza tanto un agitador de modo como una bandeja rotatoria, a fin de agitar el campo de energía electromagnética (“campo e”) producido por los magnetrones. Tal y como se utilizan aquí, las expresiones “energía de microondas”, 40 “energía electromagnética”, “campo e” y “campos e” tienen, todas ellas, el mismo significado.

Una desventaja de los sistemas de microondas de emisión de fondo o inferior es que es difícil proporcionar un cierre hermético a las microondas para el suelo de la cavidad (energía de microondas que se emite a través del suelo del 45 horno por medio de una guía de ondas circular), que evite la contaminación con grasa y líquidos de la cámara de guía de ondas. Debe utilizarse un material de cierre hermético u obturación de emisor de guía de ondas que permita el paso del campo e a través del material de obturación sin que se produzca fuga alguna en la obturación. Esto es importante porque la grasa, el vapor de agua u otra 50 contaminación con partículas de la guía de ondas de microondas provoca un fallo prematuro del magnetrón utilizado para generar el campo e dentro de la guía de ondas. Algunos hornos de cocina rápida se sirven de una solución de colisión o incidencia en la que se generan unos chorros de aire verticales simultáneamente desde el techo y el suelo de la cavidad del horno. Los chorros de aire del fondo de 55 la cavidad del horno (chorros de incidencia de suelo) proporcionan una cocción y gratinado del lado o cara de fondo, en tanto que los chorros del techo de la cavidad del horno proporcionan una cocción y gratinado de la cara superior. En estos dispositivos, el campo e se emite desde encima del producto alimenticio, pero esta solución presenta desventajas debido a que la construcción general del horno es 60 compleja y el conducto de suministro a la placa de aire del techo debe también actuar como emisor de guía de ondas para los campos e. Tal y como se utilizan

aquí, las expresiones “guía de ondas de microondas”, “guía de ondas”, “emisor de guía de ondas”, “guía” y “emisor” tienen el mismo significado. Esto requiere que la placa de chorro del techo sea transparente al campo e (por ejemplo, una placa cerámica con orificios de incidencia de chorro), de tal manera que el campo e pueda ser emitido a través de la placa cerámica. Además, los conductos de suelo pueden 5 llegar a ser partes complejas de fabricar en el caso de que se hayan diseñado para ser extraídas para su limpieza y/o mantenimiento.

Por lo general, se utilizan tradicionalmente en la cocina convencional dispositivos de cocina metálicos, tales como las cazuelas o sartenes de cocina, las fuentes o bandejas de cocina u otros utensilios de cocina metálicos. Debido a que 10 los campos e no pueden penetrar estos dispositivos metálicos, toda la energía de microondas debe entrar por la superficie superior y las superficies laterales del producto alimenticio y, por tanto, la cocina rápida se ve ralentizada por el uso de cazuelas metálicas como consecuencia de que los campos e no son capaces de penetrar las cazuelas metálicas sino que, en lugar de ello, son desviados 15 (redistribuidos) dentro de la cavidad del horno por las cazuelas metálicas. Para superar esta desventaja, algunos hornos se sirven de un sistema de microondas de emisión superior. La teoría ha consistido en proporcionar energía de microondas a través de la superficie superior del producto alimenticio, pero esta aplicación de energía de microondas proporciona una excesiva energía de microondas a la parte 20 superior del producto, lo que provoca un cocinado excesivo, dando lugar a un producto alimenticio duro y gomoso. El problema de un cocinado excesivo es especialmente acuciante a la hora de cocinar proteínas, tales como la carne. Con el fin de evitar este estado de cocinado excesivo con microondas, un método que se ha venido utilizando en el pasado consistía en reducir la energía de microondas de que 25 se dispone para cocinar el producto alimenticio. El resultado de limitar la energía de microondas suministrada al producto alimenticio es que la energía de microondas se distribuye más uniformemente sobre la cavidad de cocción, pero esta reducción en la energía de microondas aplicada tiene como resultado un procedimiento de cocinado más lento, contrariando el deseo de un horno de cocina rápida. 30

Otros métodos de distribución de la energía de microondas emiten campos e desde debajo del producto alimenticio. Esto no es lo óptimo debido a que la energía de microondas que debe introducirse en la superficie superior del producto alimenticio, debe rebotar de un lado a otro dentro de la cavidad de cocción del horno de una manera aleatoria e ineficiente, a fin de entrar por el lado o cara 35 superior del alimento.

El documento EP-A-0429822 divulga un horno que comprende antenas provistas de ranuras o ranuradas que están montadas y se extienden verticalmente en las paredes laterales opuestas del horno.

El documento US-4.354.083 divulga un horno de microondas que tiene 40 unas antenas superior e inferior.

El documento FR-A-2.531.828 divulga un horno combinado de microondas e infrarrojos.

La divulgación de Rueggerberg: “Una antena de guía de ondas con múltiples ranuras para sistemas de calentamiento con microondas de alta potencia” 45 (“A multislotted Waveguide Antena for High-Powered Microwave Heating Systems”), IEEE Transactions on Industrial Applications (Transacciones del IEEE [Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica –“Electrical and Electronics Engineering Institute”] sobre aplicaciones industriales), Vol. IA16, Nº 6, páginas 809-813,...

1. Un horno de cocina rápida provisto de sistemas de microondas montados en las paredes laterales, que utilizan guías de ondas (20a, 20b; 46a, 46b) que comprenden antenas provistas de ranuras o ranuradas, y provisto de una o más parrillas de cocción (8a, 8b), caracterizado por que: 5

 cada parrilla de cocción (8a, 8b) está asociada con dos guías de ondas (20a, 20b; 46a, 46b) montadas a lo largo de paredes laterales opuestas del horno;

 las antenas ranuradas comprenden unas ranuras (70) que tienen una longitud de ranura de menos que 0,5 de la longitud de onda en el espacio libre; y

 se han proporcionado medios para reducir la interferencia entre los campos 10 e emitidos a través de las ranuras de guías de ondas opuestas.

2. Un horno de cocina rápida de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual las guías de ondas opuestas (20a, 20b – Figura 8) están inclinadas, con lo que se proporcionan dichos medios para reducir la interferencia entre los campos e emitidos a través de las ranuras de guías de ondas opuestas. 15

3. Un horno de cocina rápida de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el cual las guías de ondas (20a, 20b – Figura 9) situadas en las paredes laterales opuestas del horno están descentradas verticalmente, con lo que se proporcionan dichos medios para reducir la interferencia entre los campos e emitidos a través de las ranuras de guías de ondas opuestas. 20

4. Un horno de cocina rápida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual las ranuras existentes en guías de ondas opuestas (20a, 20b – Figura 11) están descentradas a lo largo de los ejes longitudinales de las guías de ondas opuestas, con lo que se proporcionan dichos medios para reducir la interferencia entre los campos e emitidos a través de las ranuras de guías de 25 ondas opuestas.

5. Un horno de cocina rápida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende un sistema de control para ajustar selectivamente las salidas de potencia de los magnetrones que suministran potencia a las antenas. 30

6. Un horno de cocina rápida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende una cubierta (106) de ranuras.

7. Un horno de cocina rápida de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual la cubierta de ranuras está hecha de politetrafluoroetileno, de un material de fibra de vidrio o de láminas de mica. 35

8. Un horno de cocina rápida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende:

 una cavidad (2) de horno;

 al menos una parrilla de cocción (8a, 8b);

 al menos un magnetrón (100) para generar microondas; 40

 al menos una cámara de guía de ondas rectangular (20a, 20b), asociada operativamente con el magnetrón, de tal manera que la cámara de guía de ondas tiene un extremo proximal cerca del magnetrón, un extremo distal, o más alejado, opuesto y un eje de cámara longitudinal;

 al menos una abertura (70) de ranura, situada en la cámara de guía de 45 ondas y que tiene un punto central dispuesto a lo largo del eje longitudinal, de tal modo que el punto central está situado a una distancia seleccionada del extremo distal de la cámara de guía de ondas, de manera que la ranura tiene una longitud de ranura a lo largo del eje de cámara longitudinal que es menor que 0,5 de la longitud de onda en el espacio libre. 50

9. Un horno de cocina rápida de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual

cada ranura está definida por un par de lados paralelos alargados, unidos, en cada extremo, por extremos semicirculares, de modo que cada ranura tiene un eje de ranura longitudinal y un eje de ranura vertical, perpendicular al eje de ranura longitudinal, de tal manera que el punto central está situado en la intersección del eje de ranura longitudinal y el eje de ranura vertical. 5

10. Un horno de cocina rápida de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual cada cámara de guía de ondas incluye primeras, segundas y terceras aberturas de ranura.

11. Un horno de cocina rápida de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual la distancia seleccionada del punto central de la primera abertura de ranura es el 10 0,5 de la longitud de onda de la guía de ondas.

12. Un horno de cocina rápida de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual la anchura de la ranura está comprendida entre 6,35 mm (0,25 pulgadas) y 8,89 mm (0,35 pulgadas).

13. Un horno de cocina rápida de acuerdo con una cualquiera de las 15 reivindicaciones 8 a 12, en el cual la primera ranura está inclinada con respecto al eje de cámara longitudinal, de tal manera que el extremo de la primera ranura más cercano al extremo distal de la guía de ondas está más alto que el otro extremo de la primera ranura.

14. Un horno de cocina rápida de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual 20 el ángulo de inclinación de la primera ranura está comprendido entre aproximadamente 10 y 45 grados.

15. Un horno de cocina rápida de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual la distancia de separación entre cada ranura a lo largo del eje de cámara longitudinal es el 0,5 de la longitud de onda de la guía de ondas. 25

16. Un horno de cocina rápida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 15 en el cual cada eje de cámara longitudinal está situado entre 12,7 mm y 50,8 mm (entre 0,5 pulgadas y 2,0 pulgadas) por encima de cada parrilla de cocción correspondiente.

17. Un horno de cocina rápida de acuerdo con una cualquiera de las 30 reivindicaciones precedentes, que comprende unas secciones (17a, 17b; 18a, 18b) de transferencia de gases y capaz de utilizar flujos de gases calientes o flujos de gases calientes acoplados con energía de microondas con el fin de conseguir un cocinado rápido de los productos alimenticios.