独立式爆米花机
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年3月29日提交的美国临时申请No.62/825,928和2020年2月18日提交的美国临时申请No.16/793,204的申请权益，在此其公开内容整体上通过引用结合于本文。
技术领域
本发明总体上涉及控制来自食物制备过程的颗粒排放，更特别地涉及控制来自爆米花爆裂操作的颗粒排放的装置、系统和方法。
背景技术
当前，爆米花机(诸如美国专利No.7,874,244中公开的并且由共同受让人所拥有的爆米花机)使用鼓风机和过滤器组合来从爆米花机的机柜内捕获来自在爆裂过程中从爆米花机的锅中排放的流出物的油、蒸汽、烟和颗粒。在机柜内，独立式系统过滤从锅中排放的颗粒和流出物，然后将过滤后的流出物排出到位于爆米花机的机柜外部的区域中。
未从流出物中滤出但当前标准或法规允许排出到爆米花机外部的周围环境中的颗粒的量通常被限制成从过滤器系统释放的废气的5毫克/立方米。再者，根据针对爆米花机的相关排放测试标准，应该不允许任何可见颗粒从机柜逸出。
来自爆米花爆裂过程的颗粒排放经由过滤的或未过滤的空气释放到爆米花机工作的周围环境中是不令人期望的，并且可能产生许多最终的显著缺点。例如，许多电影院已经采用数字投影系统或正在朝着这个方向发展。在剧院中来自爆米花机的释放的颗粒和流出物会沉积或聚集在设备(无论是数字的还是常规的设备)的镜头组件上，这可能影响或损坏设备或降低投影质量。一些颗粒由于尺寸微小可能很麻烦。这种性质的颗粒沉积难以清洁。
在美国专利No.7,874,244所描述的爆米花机中，独立式爆米花机通过在爆米花机的机柜内产生确定的气流并且在将过滤后的气流释放到爆米花机周围环境中之前先从流出物中过滤出颗粒，从而基本上消除了颗粒释放的缺点。
此类释放的颗粒成分被减小到一定程度，使得带有敞口侧机柜的大容量爆米花机可用来爆裂爆米花并且将爆米花保持在温暖温度下，而完全无需将爆米花机连接到现有的废气管系统，或无需通过增加必要但昂贵的废气管道来改造建筑物或剧院。明确地将美国专利No.7,874,244通过引用整体上并入本文。
尽管在美国专利No.7,874,244中描述的独立式爆米花机提供了显著的进步，但仍期望用于减小和消除颗粒排放的其他爆米花机技术和设计。
在本申请人的在先美国专利申请No.14/504,854中，描述了一种独立式爆米花机，其被设计为显著消除了来自开放式爆米花机的流出物的排放，从而，即使在容纳煮锅和爆米花增温区的机柜具有一个或多个完全敞口侧的情况下，来自爆米花机的任何颗粒也显著减小至不可计量的水平或显著低的水平。在美国专利申请No.14/504,854中描述的爆米花机利用设置在一个或多个敞口侧处的一个或多个气帘来将流出物容纳在机柜内。也明确地将美国申请No.14/504,854通过引用整体上并入本文。
爆米花机的制造商和运营商不断努力以进一步减小或消除颗粒释放并做得如此有效率。因此，期望提供用于减小来自爆米花机的颗粒排放的改进的装置、系统和方法。
发明内容
本发明克服了迄今已知的独立式爆米花机的前述和其他缺点和不足。虽然结合某些实施例讨论了本发明，但是应当理解的是，本发明不限于这些实施例。相反，本发明包括可以包含在本发明的精神和范围内的所有替代方案、修改方案和等同方案。
根据一个示例性实施例，提供了一种爆米花机，该爆米花机包括具有爆米花室的机柜，所述爆米花室至少部分地由一对侧壁、顶壁和在所述一对侧壁之间延伸的后壁限定，其中锅位于爆米花室内。
爆米花机还包括设置在顶壁中的至少一个入口，所述至少一个入口构造成当爆裂爆米花时接收来自锅的流出物。
再循环通道与所述至少一个入口流体连通并且位于所述至少一个入口下游，使得所述再循环通道构造成接收来自所述至少一个入口的流出物。过滤器位于再循环通道中，并且构造成从通过再循环通道从所述至少一个入口接收的流出物中去除颗粒。
爆米花机还包括鼓风机，所述鼓风机包括与再循环通道流体连通的壳体。壳体具有进口和出口，进口位于过滤器下游，使得进口构造成接收来自过滤器的过滤后的流出物。壳体的出口构造成将过滤后的流出物通过顶壁并向下大致平行于侧壁之一引导到爆米花室中。
在一个实施例中，提供了一种扩散器，所述扩散器包括位于鼓风机壳体的出口下游的至少一个排气孔。出口构造成将过滤后的流出物经由所述至少一个排气孔引导到爆米花室中。出口可具有第一面积，并且所述至少一个排气孔可具有大于或等于第一面积的第二面积。
在一个实施例中，所述至少一个排气孔包括多个排气孔，其中第二面积等于所述多个排气孔的累积面积总和。
根据各种实施例，所述至少一个入口可以位于锅上方。鼓风机壳体的出口可构造成将过滤后的流出物通过顶壁沿竖直向下的方向引导到爆米花室中。
在一个实施例中，爆米花机的机柜包括下部封壳和上部封壳，其中，爆米花室设置在下部封壳中，再循环通道设置在上部封壳中。
根据一个实施例的爆米花机的鼓风机可以具有大约500Cfm的容量。
根据另一方面，提供了一种操作爆米花机的方法。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：在爆米花室内的锅位置中爆裂爆米花，所述爆米花室至少部分地由一对侧壁、顶壁和在所述一对侧壁之间延伸的后壁限定。
根据一个实施例的方法还包括以下步骤：产生由在锅中爆裂爆米花而生成的流出物，并且将流出物引导通过过滤器。过滤后的流出物通过顶壁并向下大致平行于侧壁之一释放出。
根据一个实施例，该方法还包括下述步骤：持续地将过滤后的流出物再循环到爆米花室中。将过滤后的流出物再循环到爆米花室中的步骤可以包括：将过滤后的流出物竖直向下引导到爆米花室中。
通过阅读结合附图对说明性实施例的下述详细描述，本发明的各种附加特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加显而易见。
附图说明
结合到本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与以上给出的本发明的总体描述以及以下给出的详细描述一起用来解释本发明。
图1是根据本发明的一个实施例的示例性爆米花机的透视图。
图2是图1的爆米花机的局部截面图，示出了流出物从爆米花室中的爆米花机的锅中排放、被引导通过过滤器并经由鼓风机返回到爆米花室的流动路径，其中锅和相关组件以虚线显示。
图3是图2所示的鼓风机的局部底部平面图。
图4是图2所示的扩散器的底部平面图。
具体实施方式
参照图1和图2，示出了根据本发明的一个实施例的示例性爆米花机10。爆米花机10包括具有主要下部封壳14和辅助上部封壳16的爆米花机的机柜12，并由多个脚轮18支撑。如图所示，主要下部封壳14包括共同限定内部爆米花室30的前壁20、后壁22、第一侧壁24、第二侧壁26、顶壁28(图2)和底壁(未示出)。在机柜12的前侧设有铰链门32，用于允许操作者触及到供应品，所述供应品诸如是玉米粒、爆米花油和调味料，它们可以位于下部封壳14中、在一对门32后面。任何合适结构的可倾斜的爆米花锅34可操作地设置在爆米花室30内，用于爆裂爆米花并且倾斜以将爆好的爆米花朝向底壁沉积，在该底壁处，爆米花可以进行持续保温并由操作者从底壁处通过设置在爆米花室30的前侧的开口33提供最终服务。如下面更详细描述的那样，因在锅34中爆裂爆米花生成的流出物被持续地过滤并再循环到爆米花腔30中(如图2中的箭头A所示)，流出物基本上没有从爆米花室30的开口33逸出。
如图所示，辅助上部封壳16包括前板40、后板42、第一侧板44、第二侧板46以及位于主要下部封壳14的顶壁28上方的顶板48。用于控制爆米花机10的爆米花爆裂操作的合适的控制面板设置在前板40上。如图2所示，隔板50在辅助上部封壳16的顶板48与主要下部封壳14的顶壁28之间竖直延伸，以将辅助上部封壳16的内部空间分隔成例如用于布设电缆或容纳爆米花机10的其他设施或部件的隔室52和用于再循环和过滤从锅34中排出的流出物的再循环通道54。
为此，至少一个进气口或入口60设置在顶壁28中、大致在锅34上方，使得在爆米花机10通电时，入口60能够接收在爆裂操作期间从锅34排放的流出物以及还接收从位于机柜12中的倾倒的爆裂爆米花中排放的流出物。在所示的实施例中，入口60构造为顶壁28中的单个扩大的开口。可替代地，可以使用具有任何合适数量和/或尺寸的开口来限定所述至少一个入口60。例如，入口60可以构造为具有缝隙和/或穿孔的通风孔，或者可以配备有网状板或筛网(未显示)。
如图所示，再循环通道54与入口60流体连通，并且相对于从锅34排放的流出物的流动路径位于入口下游，如图2中的箭头A所示。以这种方式，在爆米花机通电时，再循环通道54经由开口60接收流出物。
至少一个竖直定向的颗粒空气过滤器62位于再循环通道54中，并且大致在辅助上部封壳16的顶板48与主要下部封壳14的顶壁28之间延伸，使得由入口60流过再循环通道54的流出物被引导通过过滤器62。虽然示出了单个过滤器62，但是可以使用任何合适数量的过滤器62。所示的过滤器62可以是大约4英寸宽，并且包括：至少一个纤维或多孔材料层64，用于捕获流出物中携带的颗粒；以及外围框架66，用于为过滤器62提供强度和刚度并且帮助保持过滤器62就位于再循环通道54内。以这种方式，过滤器62可以从由入口60流过再循环通道54的流出物中去除颗粒。在一个实施例中，过滤器62可以是标准的炉过滤器，其通常用于家庭和/或商业应用的HVAC系统中。可以在辅助上部封壳16中设置可移除的过滤器进入盖(未示出)，以允许操作者例如出于维护或清洁目的而触及到过滤器62，或者操作者可以简单地经由开口33和入口60触及到过滤器62。
如图2中示意性示出的，所示的爆米花机10包括鼓风机70，该鼓风机70具有用于驱动叶轮73的马达72，该叶轮73可旋转地定位在与再循环通道54流体连通的壳体74中。在这方面，壳体74包括：进口76和出口78，进口76位于过滤器62的下游，出口78与设置在顶壁28上的至少一个尺寸相似的排气口或出口80对准。鼓风机70的叶轮73可操作以抽吸从锅34排放的流出物大致向上通过入口60、大致水平地通过再循环通道54和过滤器62，并且通过入口76大致水平地进入壳体74中，并通过出口78从壳体74中大致向下地吹出所抽吸的过滤后的流出物。以这种方式，进口76可以沿大致水平方向接收来自过滤器62的过滤后的流出物，而出口78可以通过设置在顶壁28中的出口80沿大致向下方向将过滤后的流出物引导到爆米花室30中。鼓风机70可具有任何合适的输出能力，该输出能力能够从锅34中抽吸流出物并将过滤后的流出物通过出口78沿竖直向下方向、大致靠近并平行于爆米花室30的侧壁24吹到爆米花室30中。在一个实施例中，鼓风机70可构造成提供每分钟500立方英尺(CFM)的体积流量，尽管其他鼓风机容量也是可能的。
因此，爆米花机10可以提供高百分比的颗粒捕获性，并且可以将流出物流保持在机柜12内，从而基本上没有可计量的流出物颗粒被投放到位于机柜12周围的环境中。这种构造和流量有效率地捕获了来自爆裂操作的载有颗粒的流出物并以持续的再循环流对其进行过滤，而没有逸出到机柜12外部。换句话说，爆米花机花10捕获并持续地再循环来自爆米花爆裂过程的流出物，并对流出物进行过滤，因此很少有(如果有的话)载有由爆裂过程产生的颗粒的流出物从机柜12中逸出。因此，由于在爆米花机10通电时基本上没有可计量的载有颗粒的流出物从机柜12释出，因此可以将爆米花机10安装并改装到剧院和其他设施中，而无需额外的罩、通风管道或相关成本。
在所示的实施例中，包括多个排气孔92的扩散器90位于鼓风机70的壳体74的出口78下游和/或位于设置在顶壁28中的出口80下游，使得出口78构造成将过滤后的流出物经由扩散器90的排气孔92而引导到爆米花室30中。在一个实施例中，所示的扩散器90与顶壁28分开形成并机械地联接到顶壁28。可替代地，扩散器90可以与顶壁28一体地形成为整体结构。例如，排气孔92可以代替出口80直接设置在顶壁28中。虽然所示的排气孔92设置在示例性扩散器90的底表面中，用于保持从出口78释放的流出物的流动路径的向下方向，但是排气孔92可以附加地或可替代地设置在扩散器90的一个或多个侧面(例如，最靠近入口60的侧面)中，用于当过滤后的流出物再循环到爆米花室30中时至少部分地将流出物的流动路径改向成沿水平方向。
现在参考图3，鼓风机70的壳体74的示例性出口78可具有大约5英寸的长度“x”和大约4.2英寸的宽度“y”。因此，示例性出口78的面积为“x”דy”。可替代地，出口78可具有任何合适的形状和任何相应的合适面积。
现在参考图4，示例性扩散器90包括总共320个排气孔92，该排气孔92以两个间隔开的阵列布置，每个阵列包括10行16列排气孔92。每个示例性排气孔92可以为大致圆形形状并具有半径“r”。在一个实施例中，半径“r”为0.156英寸，使得每个排气孔的直径为0.312英寸。因此，每个示例性排气孔92的面积为π·r2，示例性排气孔92的累积面积总和为320·π·r2。可替代地，排气孔92可以具有任何合适的形状和任何相应的合适面积，并且可以以任何合适的数量和/或布置设置。
在一个实施例中，排气孔92的累积总面积大于或等于鼓风机70的壳体74的出口78的总面积。更具体地，出口78的长度“x”和宽度“y”和每个排气孔92的半径“r”可以选择为使得320·π·r2大于或等于“x”דy”。以这种方式，包括排气孔92的扩散器90通常不阻止过滤后的流出物经由出口78从鼓风机70的壳体74释放。在一个实施例中，可以在沿着流出物的流动路径的任何合适的位置(例如靠近鼓风机70的壳体74的出口78)处设置压力传感器(未示出)，以监测压力传感器处或附近的流出物流体压力，压力传感器通常位于过滤器62处或下游。响应于检测到排气流体压力已经下降到预定极限或接近预定极限，压力传感器可以例如经由结合到辅助上部封壳16的控制面板49中的显示器向操作者传达警报，从而表明过滤器62将要更换。
再次主要参考图2，操作爆米花机10可以包括在爆米花室30内的锅34中爆裂爆米花，并且产生因爆裂爆米花生成的从爆米花室30内的锅34中排放的流出物。流出物沿箭头A所示的流动路径或再循环路径流动。如图所示，流出物最初大致向上流入入口60。在这方面，来自锅34的流出物可以自然地朝入口60上升，并且还可以通过鼓风机70而被抽吸到入口60中。然后，流出物可由鼓风机70大致水平地抽吸通过再循环通道54，在再循环通道54中，流出物被引导通过过滤器62，以从流出物中去除颗粒。最后，过滤后的流出物可以由鼓风机70沿大体向下方向吹出，以大致沿着侧壁24或平行于侧壁24释放到爆米花室30中以用于再循环。在所示的实施例中，过滤后的流出物先被扩散器90扩散，紧接着被释放到爆米花室30中。
因此，基本上消除了来自爆米花机机柜12的可计量的载有颗粒的流出物，使得即使在大容量的商业爆裂操作中，也不需要在机柜12的外部或上方提供罩或通风管道。
如本文中所使用的，术语“锅”包括如美国专利N0.7,874,244中所述的可加热的爆米花锅，或者用于爆裂爆米花的任何装置，但是其构造成用于向未爆裂的爆米花施加热量(包括通过对流、传导或其他方式)。锅34的容量例如可以在大约32盎司至大约52盎司之间。应当意识到的是，虽然示出了仅一个锅34，但是可以根据需要将任何数量的锅34位于爆米花室30内。
如本文所用的，术语“流出物”包括从爆米花爆裂操作排放的蒸汽、蒸气、油蒸气和颗粒并且包括空气。如本文所述，来自爆米花爆裂操作的流出物中的颗粒随着流出物在循环流体回路中流经过滤器62而持续不断地从流出物及其任何空气成分中过滤出来。
应当意识到的是，在爆米花机10通电时，在没有实际爆裂爆米花的情况下，爆米花机10的操作导致再循环空气从鼓风机70进入爆米花室30、通过入口60、进入再循环通道54、通过过滤器62、然后回到鼓风机70，基本上没有从机柜12排放出流出物。当在锅34中爆裂爆米花时，来自爆裂操作的流出物被夹带在该空气流中并且与其一起再循环，而基本上没有从敞口的机柜12中逸出。
还应当意识到的是，可能偶然从机柜12或再循环流中排放或分离出的任何空气或混合的流出物中所含的颗粒含量小于规定所允许的含量，规定所允许的含量现在被定义为每立方米排气中颗粒小于5毫克；而优选地没有大量流出物从机柜12中逸出。因此，如本文中所用的，如“基本上”、“大量”和“显著”的术语用于相对地、描述性地指明根据本发明的流出物或颗粒排放范围低于如监管所禁止的量。
虽然已经通过各种实施例的描述示出了根据本发明原理的各个方面，并且虽然已经相当详细地描述了实施例，但是它们不旨在于将本发明的范围约束或以任何方式限制成如此详细。如本文所示和所述的各种特征可以单独使用或者以任何组合方式使用。其他优点和修改对本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性装置和方法以及说明性示例。因此，可以在不脱离本发明总体构思的范围的情况下偏离这些细节。
