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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solarkochvorrichtung mit einem Spiegel zur Umlenkung und Bündelung von Sonnenstrahlen auf eine Wärmesenke, wobei unter Kochvorrichtung jedwede Vorrichtung zum Erhitzen und/oder Garen von Speisen erfasst werden soll, beispielsweise in Form eins Grills, einer Heizplatte und/oder eines Ofens.
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Solarkochvorrichtungen nutzen die Sonnenstrahlung, um die Kochstelle zu erhitzen, das heißt mittels eines Spiegels werden Sonnenstrahlen auf eine Wärmesenke umgelenkt, sodass in der Wärmesenke Temperaturen von über 100° Celsius, insbesondere von 200° Celsius und darüber hinaus erreicht werden, und zwar auf Grundlage von Wärmestrahlung. Solarkochvorrichtungen müssen daher nur geeignet in der Sonne positioniert werden, um die notwendige Energie zum Erhitzen von Speisen zu erhalten.
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Es wurden bereits Solarkochvorrichtungen vorgeschlagen, die aufgrund ihrer Größe in der Regel fest installiert werden und zahlreiche Spiegel verwenden, um die Sonnenstrahlen umzulenken und in einer Wärmesenke zu bündeln. Beispielsweise wird auf
DE 20 2007 006 245 U1 verwiesen.
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Andere Solarkochvorrichtungen sind als mobile Einrichtungen ausgeführt, damit sie auch unterwegs verwendet werden können. Diese Kocheinrichtungen bilden den Vorteil, dass allein die Solarkochvorrichtung ausreichend ist, um Speisen unterwegs zu garen, somit keine Kohle oder kein anderer Brennstoff mitgeführt werden muss, wie dies bei mobilen Grills auf Grundlage fossiler Brennstoffe notwendig ist. Solche mobilen Solarkochvorrichtungen sind vorteilhaft zum Zwecke ihres Transports im Volumen reduzierbar. Beispielsweise wird auf die Druckschrift
DE 26 04 345 A1 verwiesen, welche einen zusammenfaltbaren, pneumatischen Sonnenkonzentrationsspiegel offenbart, der sich durch variable Brennweiten, leichtes Gewicht und Zusammenfaltbarkeit auszeichnet und somit beispielsweise als ideales Bauelement eines Solargrills für Wandern und Camping geeignet scheint.
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AT 513 404 B1 beschreibt einen Solargrill beziehungsweise einen Solarkocher mit einem Parabolspiegel aus verschwindend elastischer Spiegelfolie, der ihre rotationsparaboloide Form während der Fertigung beispielsweise durch plastische Verformung mitgegeben wird. Im Einsatz wird die Spiegelfolie entweder durch Überdruck an der Vorderseite oder durch Unterdruck an der Rückseite in ihrer vorgefertigten Form gehalten. Aufgrund der nichtelastischen Eigenschaften der Spiegelfolie ist die Form des Parabolspiegels weitgehend unabhängig vom Betrag der Druckdifferenz. Diese kann durch eine Luftkammer, gebildet mit einer transparenten Membran, an der Vorderseite der Spiegelfolie in Kombination mit einem Kreisring hergestellt werden, welche in einem geschwungenen Gestell aus Zeltstangen ruht. Gelagert in einem aufblasbaren Kreisring bildet die Halbkugelschale ein Kugelgelenk, in dessen Drehpunkt der Brennpunkt des Parabolspiegels zu liegen kommt.
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CN 204214152 U beschreibt einen mobilen Solargrill, dessen Parabolspiegel aus einzelnen entlang einer Raumachse gekrümmten Flächenelementen besteht, die nach Art eines Regenschirms gegeneinander faltbar sind.
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Ein weiterer Solargrill mit einzelnen Flächenelementen, die nach Art eines Regenschirms zusammenfaltbar sind, wird in
AU 64 456 offenbart.
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CN 203940627 U beschreibt einen Solargrill, mit einzelnen gelenkig aneinander angeschlossenen Flächensegmenten, die in Richtung einer Raumachse gekrümmt sind.
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EP 2 312 232 A2 offenbart einen Solargrill mit einer stabförmigen Wärmesenke und einem Spiegel aus zylinderförmigen Abschnitten.
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DE 198 07 465 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Garen von Speisen und Abkochen von Flüssigkeiten, wobei mit einem Parabolspiegel ein aufheizbares Medium erhitzt wird, welches über ein Wärmeübertragungselement mit einer Vorrichtung zum Anordnen von Speisen verbunden ist.
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Die bekannten Solarkochvorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass sie entweder mobil ausgeführt sind, mit einem Spiegel, der zwischen einer Verstau- oder Transportposition und einer Betriebsposition verstellbar ist, dann jedoch aufgrund der Gestaltung des Spiegels einen vergleichsweise schlechten Wirkungsrad aufweisen, oder hinsichtlich des Wirkungsgrads, insbesondere hinsichtlich einer Bündelung der Sonnenstrahlen optimiert sind, dann jedoch sperrig und schlecht verstaubar oder transportierbar sind. Ferner haftet den bekannten Solarkochvorrichtungen der Nachteil an, dass das Kochfeld beziehungsweise die Speisenaufnahme vergleichsweise klein ist und insbesondere eine ungleichmäßige Wärmeverteilung aufweist.
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Ein weiterer erheblicher Nachteil bekannter Solarkochvorrichtungen liegt darin, dass besonders bei den kompakten Ausführungsformen die Gefahr einer Verbrennung des Nutzers besteht, wenn nämlich der Fokus oder die Ausrichtung des Spiegels veränderbar ist und damit beim Verstellen oder Benutzen versehentlich auf Körperteile des Benutzers gerichtet wird. Auch ist die barrierefreie Zugänglichkeit zur Kochstelle bei den unterschiedlichsten Sonnenständen bisher nicht optimal gewährleistet. Entweder ist die Spiegelfläche für einen normalen Kochvorgang zu klein dimensioniert oder die Spiegel sind zu sperrig und hemmen den Zugang.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Solarkochvorrichtung anzugeben, die einerseits einen leichten Zugang zur Kochstelle in der Betriebsposition des Spiegels ermöglicht, dabei eine ausreichend hohe Wärmezufuhr zur Wärmesenke sicherstellt, und die zugleich mit einem vergleichsweise geringen Volumen verstaubar oder transportierbar ist.
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Vorteilhaft soll sich die erfindungsgemäße Solarkochvorrichtung ferner durch einen sicheren Betrieb bei einer Vermeidung der Verbrennungsgefahr des Nutzers auszeichnen und kostengünstig herstellbar sein. Schließlich soll sich die erfindungsgemäße Lösung vorteilhaft dadurch auszeichnen, dass die Kochstelle eine vergleichsweise große Fläche aufweist, mit möglichst gleichmäßiger Wärmeverteilung.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Solarkochvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Solarkochvorrichtung weist einen Spiegel zur Umlenkung und Bündelung von Sonnenstrahlen auf eine Wärmesenke auf, wobei der Spiegel wenigstens teilweise hohlspiegelförmig ist und eine Vielzahl von Segmenten aufweist, die zwischen einer Verstauposition und einer Betriebsposition relativ zueinander bewegbar sind. Gemäß einer Ausführungsform wird der Spiegel allein durch diese Segmente gebildet. Die Segmente können schalenförmig mit einer zumindest im Wesentlichen konstanten Wandstärke sein. Alternativ können auch Segmente mit einer anderen Form verwendet werden, die nur auf einer Seite eine hohle, gekrümmte äußere Oberfläche aufweisen.
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Erfindungsgemäß umfassen die Segmente ein erstes Segment mit einer konkaven, in Richtung wenigstens zweier Raumachsen gekrümmten Spiegelfläche, wobei das erste Segment gegenüber wenigstens einem weiteren der Segmente mit einer konkaven, in Richtung einer oder wenigstens zweier Raumachsen gekrümmten Spiegelfläche verschwenkbar ist.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird sowohl eine platzsparende Verstauposition als auch eine optimierte Temperaturverteilung im Bereich der Wärmesenke erreicht. Wenn beispielsweise ein zweites Segment eine konkave, in Richtung nur einer Raumachse gekrümmte Spiegelfläche aufweist, so erzeugt dieses zweite Segment einen linienförmigen oder bandförmigen Fokus beziehungsweise eine linienförmige oder bandförmige Fokusfläche und das erste Segment erzeugt einen punktförmigen oder kreisförmigen Fokus beziehungsweise eine punktförmige oder kreisförmige Fokusfläche, wobei die beiden Fokusse oder Fokusflächen einander überlagert sein können.
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Wenn ferner ein drittes Segment mit einer konkaven, in Richtung wenigstens zweier Raumachsen gekrümmten Spiegelfläche vorgesehen ist, so können zwei punktförmige oder kreisförmige Fokusse/Fokusflächen mit einem/einer linienförmigen oder bandförmigen Fokus/Fokusfläche kombiniert, insbesondere überlagert werden.
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Da bekanntlich die Position der Sonne sich im Tagesverlauf ändert, ist es günstig, wenn die erfindungsgemäße Solarkochvorrichtung ein Gestell aufweist, welches den Spiegel und die Wärmesenke trägt, wobei der Spiegel gegenüber der Wärmesenke verschwenkbar am Gestell gelagert ist, sodass eine Nachführung des Spiegels gegenüber der Sonne beziehungsweise in Abhängigkeit der Position der Sonne möglich ist, um den Fokus des Spiegels auf die Wärmesenke gerichtet zu halten, ohne dass die gesamte Solarkochvorrichtung umpositioniert werden muss.
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Wenn die genannten drei Segmente vorgesehen sind, wobei die Solarkochvorrichtung gemäß einer Ausführungsform einen Spiegel ausschließlich umfassend drei Segmente oder bestehend aus drei Segmenten aufweist, so ist vorteilhaft das zweite Segment zwischen dem ersten und dem dritten Segment positioniert. Das erste und das dritte Segmente können dann gegenüber dem zweiten Segment und gegeneinander klappbar sein, indem sie insbesondere am zweiten Segment angelenkt sind.
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Vorteilhaft verlaufen die Gelenkachsen innerhalb jeweils einer vertikalen Ebene, wobei gemäß einer Ausführungsform der Spiegel entlang dieser vertikalen Ebene verschwenkbar am Gestell gelagert ist. Das erste Segment ist demnach seitlich neben dem zweiten Segment positioniert, zumindest in der Betriebsposition.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Spiegel mittels einer Bahnführung verschwenkbar am Gestell gelagert. Die Bahnführung kann beispielsweise ein Verschwenken des Spiegels entlang einer Kreisbahn bewirken und vorteilhaft eine kreissektorförmige Führungsschiene aufweisen, entlang welcher der Spiegel gleitet.
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Gemäß einer anderen besonders vorteilhaften Ausführungsform bewirkt die Bahnführung ein Verschwenken des Spiegels entlang einer von einer Kreisbahn abweichenden Kurvenbahn und umfasst insbesondere eine kurvenförmige Führungsschiene mit wenigstens zwei oder wenigstens drei zueinander verschiedenen Radien. Beispielsweise schließt sich an einen ersten vergleichsweise größeren Radius ein vergleichsweise kleinerer Radius an, gefolgt von einem dritten wieder vergleichsweise größeren Radius. Der erste und der dritte Radius können identisch oder abweichend voneinander sein.
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Der Vorteil eines Verschwenkens des Spiegels entlang einer von einer Kreisbahn abweichenden Kurvenbahn liegt darin, dass die Wärmesenke dichter zum oberen Rand des Spiegels positioniert werden kann, sodass ein hinter dem Spiegel, das heißt ein auf der von der konkaven Spiegelfläche abgewandten Seite stehender Nutzer, dichter an der Wärmesenke und damit der Kochfläche oder Grillfläche steht. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle einer Kochfläche oder Grillfläche eine andere Fläche oder einen anderen Raum zum Erhitzen oder Garen von Speisen vorzusehen, beispielsweise einen Backofen.
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Die Verschwenkung des Spiegels erfolgt vorteilhaft innerhalb einer senkrechten Ebene.
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Um einerseits ein Bespritzen des Spiegels mit Bratfett oder dergleichen zu vermeiden und andererseits ein Blenden oder Verbrennen des Nutzers auszuschließen, ist die Wärmesenke vorteilhaft seitlich von einer Abschirmung umgeben, welche eine die Wärmesenke umgebende Fläche derart bedeckt, dass vom Spiegel reflektierte Sonnenstrahlen daran gehindert sind, sich an der Wärmesenke vorbei und nach oben auszubreiten. Somit wird ein versehentliches Blenden oder Verbrennen des Nutzers auch beim Verschwenken oder Auseinanderklappen der Spiegelsegmente vermieden.
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Um eine optimale Wärmezufuhr und Wärmeverteilung in dem Bereich der Kochstelle, des Grills oder der anders gestalteten Kocheinrichtung zu schaffen, ist die Wärmesenke gemäß einer Ausführungsform mit einer aufheizbaren Platte ausgestattet, welche einen schichtförmigen Aufbau aufweist, umfassend wenigstens eine erste dem Spiegel zugewandte Wärmeleitschicht und eine zweite darauf positionierte Wärmespeicherschicht auf der dem Spiegel abgewandten Seite der Wärmeleitschicht. Die Wärmeleitschicht und die Wärmespeicherschicht stehen in wärmeübertragendem, insbesondere wärmeleitendem Kontakt miteinander und die Wärmeleitschicht weist vorteilhaft eine größere Wärmeleitfähigkeit und/oder ein kleineres spezifisches Gewicht als die Wärmespeicherschicht auf.
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Die Wärmeleitschicht ist beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Die Wärmespeicherschicht ist beispielsweise aus Stahl, insbesondere Stahlguss oder einer Stahllegierung, hergestellt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Wärmeleitschicht und die Wärmespeicherschicht deckungsgleich ausgeführt, mit demselben Querschnitt oder verschiedenen Querschnitten. Insbesondere ist der Querschnitt senkrecht zur Schichtebene der Wärmeleitschicht größer als jener der Wärmespeicherschicht.
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Besonders vorteilhaft weist die Platte auf der dem Spiegel zugewandten Seite der Wärmeleitschicht eine Glasplatte auf, die mit Abstand zu der Wärmeleitschicht positioniert ist und insbesondere zusammen mit der Wärmeleitschicht einen Luftraum einschließt. Hierdurch ist es möglich, dass die vom Spiegel umgelenkten Sonnenstrahlen durch die Glasplatte in den Luftraum eindringen und, falls sie an der Rückseite beziehungsweise Unterseite der Wärmeleitschicht gebrochen und/oder reflektiert werden, an einem erneuten Zurückstrahlen in Richtung des Wärmespiegels gehindert werden. Hierfür kann die Glasplatte eine reflektierende Beschichtung auf der der Wärmeleitschicht zugewandten Oberfläche aufweisen, was jedoch nicht zwingend ist, da bereits die Oberfläche der Glasplatte selbst auch ohne zusätzliche Schicht eine Reflexion bewirkt.
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Die Wärmesenke ist von Vorteil entlang eines umschließenden Randes isoliert ausgeführt, wobei der Rand beispielsweise eine Fläche einschließt, auf welche die vom Spiegel umgelenkten Sonnenstrahlen auftreffen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Spiegel derart gegenüber der Wärmesenke verschwenkbar, dass der Fokus des Spiegels auf der Wärmesenke entlang einer Linie beziehungsweise entlang eines Bandes einstellbar ist, das in der Regel in der Verschwenkrichtung verläuft.
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Die konkave, in Richtung wenigstens zweier Raumachsen gekrümmte Spiegelfläche kann auch als dreidimensional parabolförmig bezeichnet werden und/oder als Segment eines Rotationsparaboloids ausgeführt sein. Auch eine sphärische Gestaltung kommt in Betracht, ferner die Form eines elliptischen Paraboloids. Andere Formen sind möglich.
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Die konkave, in Richtung einer Raumachse gekrümmte Spiegelfläche kann auch als zweidimensional parabollinienförmiges Segment bezeichnet werden. Diese Spiegelfläche folgt einer Zylinderfläche, insbesondere mit kreisförmigem oder vorteilhaft elliptischem Querschnitt.
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Die beiden Raumachsen schneiden sich vorteilhaft unter Einschluss eines rechten Winkels.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Spiegel horizontal im Gestell verdrehbar oder verschwenkbar gelagert, um eine Nachführung gegenüber der Sonne zu ermöglichen. Hierbei kann gemäß einer Ausführungsform der Spiegel auf einer Kreisbahn horizontal verschwenkbar sein, das heißt um eine senkrechte Achse verdrehbar sein. Zusätzlich oder alternativ ist das Gestell entsprechend verdrehbar, beispielsweise indem dieses mit Rollen ausgestattet ist, auf welchen es getragen wird.
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Das erste und das dritte Segment können zu ihrer Verstellung gegenüber dem zweiten Segment mit Stellschrauben zum zweiten Segment Richtung Wärmesenke mechanisch justierbar sein.
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Günstig ist, wenn die Wärmesenke durch eine obere Abdeckung wenigstens teilweise abgedeckt ist, die vorteilhaft zwischen der Wärmesenke und einem Benutzer positioniert ist, wenn der Benutzer hinter der Solarkochvorrichtung, das heißt auf der der konkaven Spiegelfläche abgewandten Seite des Spiegels steht. Die obere Abdeckung kann beispielsweise einen feststehenden Teil und einen hierzu beweglichen, insbesondere verschwenkbaren, beispielsweise um eine horizontale Achse verschwenkbaren Deckel aufweisen. Der feststehende Teil und/oder der Deckel können insbesondere kuppelförmig beziehungsweise glockenförmig sein und vorteilhaft eine sphärische Form ausbilden.
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Der Spiegel ist vorteilhaft zumindest mit seinem größten Teil unterhalb der Wärmesenke oder vollständig unterhalb der Wärmesenke positioniert.
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Um auch ein fortgesetztes Garen von Speisen zu ermöglichen, wenn die Sonne durch Wolken verdeckt wird oder bereits untergegangen ist, kann die Solarkochvorrichtung zusätzlich mit einem Gasbrenner zum Erhitzen von Speisen vorgesehen sein. Gemäß einer Ausführungsform weist der Gasbrenner eine eigene Kochstelle entfernt von der Wärmesenke beziehungsweise deren Solarkochstelle auf. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform hingegen ist der Gasbrenner derart positioniert, dass er dieselbe Fläche beziehungsweise dasselbe Volumen wie die vom Spiegel reflektierten Sonnenstrahlen erhitzt.
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Beispielsweise ist der Gasbrenner in die schichtförmige Platte integriert, vorteilhaft derart, dass er wenigstens eine Gasdüse aufweist, über welche heißes Brenngas oder heißes Abgas in den Luftraum einbringbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Spiegel mit einem Antrieb versehen, mittels welchem der Spiegel automatisch gegenüber der Wärmesenke verschwenkbar ist, insbesondere dem Verlauf der Sonne nachstellbar ist, wobei der Antrieb vorteilhaft einen Energiespeicher zum Betätigen des Antriebs aufweist. Der Energiespeicher kann beispielsweise in Form eines Druckluftspeichers vorgesehen sein, der vorteilhaft mit einer Luftpumpe aufgepumpt werden kann, wobei sich anschließend die Druckluft unter Verrichtung mechanischer Arbeit verzögert entspannen kann.
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Mit einem solchen Antrieb kann die Solarkochvorrichtung auch mit einer automatischen Sonnenstandsnachführung horizontal und/oder vertikal ausgeführt werden. Neben pneumatischen Lösungen, kommen auch elektrische oder andere Ausführungsformen in Betracht.
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Um eine Temperaturregelung zu ermöglichen, kann zwischen dem Spiegel und der Wärmesenke eine verschwenkbare oder verschiebbare Strahlungssperre vorgesehen sein, mittels welcher die Einstrahlung von mit dem Spiegel reflektierten Sonnenstrahlen teilweise und/oder vollständig blockierbar ist. Die Strahlungssperre ist demnach mehr oder minder in den Strahlengang der reflektierten Sonnenstrahlen einbringbar.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
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Es zeigen:
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1–3 eine mögliche Gestaltung einer erfindungsgemäßen Solarkochvorrichtung in drei verschiedenen Ansichten;
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4 eine seitliche Ansicht auf eine Bahnführung;
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5 eine erfindungsgemäße Solarkochvorrichtung im zusammengeklappten Zustand, das heißt mit dem Spiegel in der Verstauposition;
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6 den Zustand der Solarkochvorrichtung aus der 5 in einer Ansicht von oben;
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7 den Zustand der 5 und 6 in einer Ansicht schräg von vorne;
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8 eine seitliche Ansicht auf eine Bahnführung mit automatischem Antrieb;
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9 eine alternative Gestaltung einer erfindungsgemäßen Solarkochvorrichtung;
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10 eine Ansicht einer Solarkochvorrichtung von unten mit Strahlungssperre zum Variieren der Temperatur;
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11 eine erfindungsgemäße Solarkochvorrichtung mit aus mehreren Teilen zusammengesetzten Spiegelsegmenten;
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12 eine mögliche Gestaltung einer Platte mit integriertem Gasbrenner;
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13 eine zur 12 alternative Gestaltung;
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14–16 eine weitere alternative Gestaltung mit in die Platte integriertem Gasbrenner.
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In den 1 bis 7 sind mögliche Details eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Solarkochvorrichtung 1 dargestellt, die jedoch nicht zwingend miteinander kombiniert werden müssen. Im Einzelnen ist eine Solarkochvorrichtung 1 dargestellt, umfassend einen Spiegel 2, der verschwenkbar auf einem Gestell 10 getragen wird. Das Gestell 10 steht auf Rollen 28.
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Der Spiegel 2 weist drei Segmente 4, 5, 6 auf, nämlich ein erstes und drittes äußeres Segment 4, 6 und ein zwischen diesen eingeschlossenes zweites inneres Segment 5. Das erste und dritte Segment 4, 6 sind über Scharniere 26 gelenkig am zweiten Segment 5 angeschlossen, sodass sie aufeinander zu geklappt werden können, um den Spiegel 2 beziehungsweise die Solarkochvorrichtung 1 in eine Verstauposition zu verbringen. Das Anklappen beziehungsweise aufeinander zu klappen erfolgt über die Scharnierachse 27.
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Mittels des Spiegels 2 wird zumindest im ausgeklappten Zustand Sonnenstrahlung umgelenkt und auf die Wärmesenke 3 gebündelt. Hierzu sind das erste und dritte Segment 4, 6 in Richtung wenigstens zweier Raumachsen 29, 30 gekrümmt und das zweite Segment 5 ist in Richtung einer Raumachse 29 gekrümmt. Anstelle der Krümmung der gesamten Segmente 4, 5, 6 könnte statt der schalenförmigen Gestaltung mit im Wesentlichen konstanter Wandstärke auch ein beispielsweise einseitig ebenes Segment mit einer entgegengesetzten konkaven, gekrümmten Seite versehen sein, auf welcher dann die entsprechende Spiegelfläche 7, 8, 9 vorgesehen ist.
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Das erste Segment 4 beziehungsweise die erste Spiegelfläche 7 erzeugt einen ersten Fokus 11, das zweite Segment 5 beziehungsweise die zweite Spiegelfläche 8 erzeugt einen zweiten Fokus 12 und das dritte Segment 6 beziehungsweise die dritte Spiegelfläche 9 erzeugt einen dritten Fokus 13. Aufgrund der verschiedenen Krümmungen der Spiegelflächen 7, 8, 9 sind der erste und der dritte Fokus 11, 13 kreisförmig und der zweite Fokus 12 ist linienbeziehungsweise bandförmig.
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Im Bereich der Wärmesenke 3 ist eine Platte 16 vorgesehen, welche durch die umgelenkten und gebündelten Sonnenstrahlen erhitzt wird. Ferner ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein zusätzlicher gasbetriebener Grill 31 außerhalb der Wärmesenke 3 vorgesehen. Wie später noch erläutert wird, ist jedoch eine Integration eines Gasbrenners in die Platte 16 vorzuziehen.
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Der Spiegel 2 kann geführt auf einer Führungsschiene 14 innerhalb einer vertikalen Ebene verschwenkt werden, um in Abhängigkeit der Höhe der Sonne die Umlenkung der Sonnenstrahlen auf die Wärmesenke 3 sicherzustellen. Gemäß einer Ausführungsform ist die Führungsschiene 14 kreisförmig beziehungsweise kreisabschnittsförmig, vorteilhaft weist sie jedoch im Bereich ihrer äußeren Enden jeweils einen Abschnitt mit größerem Radius als im zwischenliegenden Abschnitt auf.
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Auf der Führungsschiene 14 gleitet eine Strebe 32, die hier über ein einstellbares Lager 33, insbesondere mit Klemmfunktion am Spiegel 2, insbesondere rückseitig am zweiten Segment 5 befestigt ist.
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Die Rollen 28 können um eine vertikale Achse drehbar gelagert sein, neben ihrer Abrollbewegung um eine horizontale Achse, und sind insbesondere höhenverstellbar.
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Von Vorteil ist die Platte 16 von einer Abschirmung 15 umgeben, die ein Blenden eines Nutzers und je nach Überstand über die Platte 16 hinaus ein Spritzen von Fett auf den Spiegel 2 verhindert.
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Zur automatischen Verstellung des Spiegels 2 im Gestell 10 kann ein Antrieb 22 vorgesehen sein, wie dieser in einer elektromotorischen Ausführungsform in der 8 exemplarisch dargestellt ist und schematisch in der 4 anhand einer pneumatischen Ausführungsform mit Druckluftspeicher 23.
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In der 9 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Solarkochvorrichtung 1 gezeigt, bei welcher die Wärmesenke 3, hier in Form einer Platte 16, von einer vergleichsweise größeren Abschirmung 15 umgeben ist. Die Abschirmung 15 kann insbesondere anklappbare Teile, hier gezeigt anhand von anklappbaren Seitenteilen, umfassen. Der Spiegel ist in der 9 nicht dargestellt.
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Die Platte 16 wird von oben zumindest teilweise von einer oberen Abdeckung 34 abgedeckt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die obere Abdeckung 34 einen feststehenden Teil 35 und einen hierzu verschwenkbaren Teil 36 auf. Beide Teile 35, 36 bilden zusammen eine Glocke oder Haube, die geöffnet und verschlossen werden kann.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner eine Temperaturmesseinrichtung 37 vorgesehen, welche die Temperatur im Bereich der Wärmesenke 3, insbesondere in oder oberhalb der Platte 16, erfasst und anzeigt. Zur Temperaturregelung ist eine Temperaturregeleinrichtung 38 vorgesehen, die aus der 10 besser ersichtlich ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Temperaturregeleinrichtung 38 eine verschwenkbare Strahlungssperre 24, die in den Strahlengang der vom Spiegel (nicht dargestellt) umgelenkten Sonnenstrahlen mehr oder minder einbringbar ist, das heißt hier unterhalb der Platte 16 positionierbar ist, um die Einstrahlung von Sonnenstrahlen mehr oder minder zu blockieren. Hierzu ist die Strahlungssperre 24 um eine vertikale Achse 39 verschwenkbar.
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In der 11 ist ein Ausführungsbeispiel einer Solarkochvorrichtung 1 mit einem Spiegel 2 dargestellt, dessen erstes und drittes Segment 4, 6 aus mehreren Segmentteilen 40 zusammengesetzt sind. Die Segmentteile 40 sind insbesondere nur jeweils in Richtung einer Raumachse 29 gekrümmt, verleihen dem Segment 4, 6 jedoch eine Krümmung in Richtung einer zweiten Raumachse 30 aufgrund ihres winkligen Anschlusses aneinander. Alternativ weist jedes Segmentteil 40 eine konkave, in Richtung wenigstens zweier Raumachsen gekrümmte Spiegelfläche 7, 9 auf. Auch hier käme statt der schalenförmigen Gestaltung der Segmente 4,6 eine andere Gestaltung in Betracht.
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In der 12 ist ein Ausführungsbeispiel für einen vorteilhaften Aufbau einer Platte 16 mit verschiedenen Schichten in einer Draufsicht und einem entsprechenden Schnitt A-A gezeigt. Die Platte 16 umfasst eine Wärmespeicherschicht 18, die auf einer Wärmeleitschicht 17 positioniert ist. Die Wärmespeicherschicht 18 ist beispielsweise in Form einer Gussplatte vorgesehen, die Wärmeleitschicht 17 in Form einer Aluminiumplatte. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Wärmeleitschicht 17 einen kleineren Durchmesser auf als die Wärmespeicherschicht 18, dies ist jedoch nicht zwingend.
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Unterhalb der Wärmeleitschicht 17 ist ferner ein Luftraum 20 vorgesehen, der auf der der Wärmeleitschicht 17 abgewandten Seite durch eine Glasplatte 19 begrenzt wird. Unterhalb der Glasplatte 19 ist ein Gasbrenner 21 vorgesehen, hier in Form eines Ringbrenners, der auf seiner Oberseite zahlreiche Gasdüsen 25 aufweist. Ferner ist entlang des radial äußeren Umfangs der Platte 16, hier auf der Oberseite, ein Abgasauslass 41 vorgesehen.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Platte 16 einen Blechringträger 42 unterhalb der Glasplatte 19 auf, abgeschlossen durch ein Abschirmblech 43 auf dem äußeren Umfang, wobei das Abschirmblech 13 die Wärmeleitschicht 17 und die Wärmespeicherschicht 18 umschließt.
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Bei der Ausgestaltung gemäß der 13 ist der Gasbrenner 21 derart angeordnet, dass seine Flamme 47 und/oder die heißen Brenngase in den Luftraum 20 zwischen der Glasplatte 19 und der Wärmeleitschicht 17, letztere hier beispielsweise wiederum in Form einer Aluminiumplatte, eindringen.
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Eine Wärmespeicherschicht 18 oberhalb der Wärmeleitschicht 17 ist hier nicht dargestellt, kann jedoch vorteilhaft, aber nicht zwingend, vorgesehen sein. Auch die anderen Ausführungsformen können bei Bedarf ohne eine entsprechende Wärmespeicherschicht auskommen.
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Die Wärmeleitschicht 17 liegt auf einer Auflage 45 auf und ist mittels einer Distanzleiste 46 zentriert.
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Der Gasbrenner 21, der hier insbesondere nur eine Gasdüse 25 aufweist, ist von oben mit einer Ablage 44 abgedeckt.
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Bei der Ausgestaltung gemäß den 14 bis 16 ist ein Gasbrenner 21 mit einer einzigen Gasdüse 25 und einem von außen unterhalb der Abschirmung 15 positionierten Gashahn 48 vorgesehen. Mittels des Gasbrenners 21 wird wiederum der Luftraum 20 zwischen der Glasplatte 19 und der Wärmeleitschicht 17 beheizt. Die Wärmeleitschicht 17 beziehungsweise die Wärmespeicherschicht 18 wird auf einem Tragring 49, beispielsweise aus Blech, getragen, der in dem Luftraum 20 positioniert ist und insbesondere die Glasplatte 19 über deren äußeren Umfang umschließt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel reicht der Luftraum 20 in Radialrichtung über die Glasplatte 19 hinaus und wird von dem Abschirmblech 43 radial außen umschlossen.
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Somit ist es bei den Ausgestaltungen gemäß der 12 bis 16 möglich, sowohl mit der Sonnenstrahlung als auch mit dem Gasbrenner 41 ein und dieselbe Wärmespeicherschicht 18 beziehungsweise Wärmeleitschicht 17 zu beheizen.
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Der Vorteil der Positionierung der Wärmeleitschicht 17 unter der Wärmespeicherschicht 18 ist, dass die Wärme der gebündelt auftreffenden Sonnenstrahlung auf eine vergleichsweise größere Fläche geleitet wird und dann in die Wärmespeicherschicht 18 übertragen werden kann, die somit vergleichsweise gleichmäßig aufgeheizt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007006245 U1 [0003]
- DE 2604345 A1 [0004]
- AT 513404 B1 [0005]
- CN 204214152 U [0006]
- AU 64456 [0007]
- CN 203940627 U [0008]
- EP 2312232 A2 [0009]
- DE 19807465 A1 [0010]
