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Die Erfindung betrifft ein Zubereitungsgefäß, zur Zubereitung von Speisen oder auch Getränken, umfassend einen Aufnahmebehälter zur Aufnahme von zuzubereitenden Nahrungsmitteln mit einer stirnseitigen Wandung zur Aufstellung des Zubereitungsgefäßes und mit einer sich davon ersteckenden Behälterwand.
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Bei herkömmlichen Zubereitungsgefäßen ist eine Zubereitung von Speisen unter Verwendung einer Hitzequelle, wie einer Herdplatte oder einer Feuerstelle bekannt. Diese Zubereitungsgefäße sind jedoch nur mit einer entsprechenden Hitzequelle verwendbar. Es sind daher schon alternative Zubereitungsmethoden für Speisen vorbekannt.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der
US2013022727 beschrieben. Diese Solarkochvorrichtung umfasst zwei Solarreflektoren und ein Sonnenkollektionselement. Die Solarreflektoren sind konkav derart angeordnet, dass einfallende Sonnenstrahlen auf das Sonnenkollektionselement gebündelt werden. Die Sonnenkollektionseinheit umfasst dabei eine äußere transparente evakuierte Vakuumröhre und eine innere Röhre. Dabei umfasst die innere Röhre einen Aufnahmebereich zur Aufnahme von Aufnahmebehältern für z.B. Lebensmittel, der beim Verbinden der inneren und äußeren Röhre vollständig in der äußeren Röhre verschwindet. Die äußere Röhre ist hierbei, mit Ausnahme der Öffnung für die Aufnahme der inneren Röhre, vollständig von einer transparenten Glashülle umgeben. Weiterhin befindet sich auf der Innenseite der äußeren Röhre eine antireflektierende Kupferschicht. Mittels einer Bündelung der Sonnenstrahlen durch die Solarreflektoren auf das Sonnenkollektionselement wird eine Temperatur von bis zu etwa 700 Grad Fahrenheit (371° Celsius) erreicht.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die Verwendungsmöglichkeiten eines herkömmlichen Kochtopfes zu erhöhen.
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Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Zubereitungsgefäß nach Anspruch 1 sowie das Zubereitungssystem nach Anspruch 9 und das Erwärmungssystem nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Zubereitungsgefäßes sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben.
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Erfindungsgemäß dient das Zubereitungsgefäß zur Zubereitung von Speisen durch Zufuhr von Wärme. Dabei umfasst das Zubereitungsgefäß einen Aufnahmebehälter zur Aufnahme von zuzubereitenden Nahrungsmitteln, eine stirnseitige Wandung zur Aufstellung des Zubereitungsgefäßes und eine sich davon im Wesentlichen ersteckenden Behälterwand. Die Behälterwand hat dabei einen Winkel von 30° bis 120° gegenüber der stirnseitigen Wandung. Das Zubereitungsgefäß weist zudem eine transparente Wandung auf, die die Behälterwand an derer radialen Außenseite beabstandet umgibt. Dabei ist die transparente Wandung zumindest bereichsweise, insbesondere jedoch vollständig um die Außenseite der Behälterwand ausgebildet.
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Der Begriff „zubereiten“ betrifft im Sinne der Erfindung eine thermische Behandlung der Speisen, somit z.B. auch ein Warmhalten oder Auftauen.
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Die von der Erfindung umfasste stirnseitige Wandung des Zubereitungsgefäßes dient hier zur Platzierung bzw. zum Abstellen des Zubereitungsgefäßes auf z.B. einem Herd oder einem Tisch oder Basiselement.
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Vorteil der Erfindung ist es somit, ein Zubereitungsgefäß zur Verfügung zu stellen, welches im Freien unter Umsetzung der Energie von Sonnenstrahlung genutzt werden kann. Dabei ist die Erfindung nicht auf diese Anwendungsform eingeschränkt, sondern das Zubereitungsgefäß kann auch im Inneren eines Hauses auf einem Herd zur Zubereitung von Speisen bzw. Getränken unter Einbringung von Wärme verwendet werden. G
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In einer einfachen und stabilen Ausführungsform der Erfindung sind die stirnseitige Wandung und die Behälterwand fluiddicht miteinander verbunden. Damit ist ein Aufnahmebehälter beschrieben, welcher lediglich einseitig offen ist und somit eine übliche Topf-Funktion ausbildet.
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Für die Realisierung des erfindungsgemäßen Gegenstandes, sollte vorzugsweise folgendes Verhältnis erfüllt sein:
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Dabei beschreibt Wmαxeine maximale lichte Weite des Aufnahmebehälters und a den Abstand zwischen Behälterwand und transparenter Wandung. Vorzugsweise liegt das Verhältnis in einem Bereich zwischen 20 und 25, wodurch ein deutlicher Abstand zwischen Aufnahmebehälter und transparenter Wand vorhanden ist.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Zubereitungsgefäßes ist zudem eine Speichersubstanz vorgesehen. Die Speichersubstanz fungiert als ein Speichermedium für Wärme, was es ermöglicht, den Zeitpunkt der Zubereitung von Lebensmitteln zeitlich nach dem Zeitpunkt der Erwärmung des Zubereitungsgefäßes zu legen. Die Speichersubstanz ist dabei fest mit der Behälterwand verbunden oder an dieser anliegend. Die Speichersubstanz kann dabei auf der Innen- und / oder Außenseite der Behälterwand vorhanden sein.
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Als Speichersubstanzen sind vorzugsweise solche mit sehr hoher Wärmekapazität vorgesehen, wie z.B. Salze oder Glycerol.
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In einer alternativen Ausführungsform ist die Erfindung auch ohne genannte Speichersubstanz realisierbar. Dies verkürzt die Zeit, welche zum Kochen benötigt wird, da keine thermische Energie für das Aufheizen der Speichersubstanz genutzt werden muss. Jedoch wird unter Verwendung der Erfindung ohne Speichersubstanz, die Möglichkeit der Speicherung von thermischer Energie signifikant verringert, womit ein Warmhalten der zubereiteten Speisen nur noch bedingt möglich ist.
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Für die Realisierung des erfinderischen Gedankens ist die Speichersubstanz sowohl an der der transparenten Wandung zugewandten Seite der Behälterwand, sowie an der der transparenten Wandung abgewandten Seite der Behälterwand realisierbar. Die Speichersubstanz ist dabei an die Behälterwand angelegt. Handelt es sich z.B. um eine Schüttung oder loses Material als Speichersubstanz, so wird dieses durch die Behälterwand gehalten. Dies kann z.B. in einem Zwischenraum realisiert sein, der zwischen der transparenten Wandung und der Behälterwand ausgebildet ist.
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In diesem Zwischenraum oder diesen begrenzend, ist eine absorbierende Oberfläche ausgebildet. Die absorbierende Oberfläche dient hier dazu, die Sonnenstrahlen zu absorbieren, bzw. ferner die thermische Energie der Sonnenstrahlen möglichst effizient zu absorbieren.
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Im Fall einer Anordnung der Speichersubstanz auf der Außenseite der Behälterwand, also zwischen der Behälterwand und der transparenten Wandung, ist die absorbierende Schicht nicht auf der Behälterwand, sondern auf der Speichersubstanz ausgebildet. Ist die Speichersubstanz auf der Innenseite der Behälterwand angeordnet, ist die absorbierende Oberfläche direkt auf die Außenseite der Behälterwand aufgebracht.
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Dabei ist die absorbierende Schicht aus einem Material, welches eine minimale Reflektion aufweist, vorzugsweise eine Beschichtung umfassend oder bestehend aus z.B. Chromoxid. Weiterhin befindet sich in dem Zwischenraum ein Vakuum. Dabei ist der Zwischenraum derart ausgestaltet, dass eine definierte Wärmekapazität unter Verwendung einer entsprechenden Speichersubstanz realisiert werden kann. Die Wärmekapazität ist derart zu definieren, dass die gespeicherte Energie in einem Bereich von 3000 bis 5000 Joule liegt, wobei das Maß der Wärmekapazität der jeweiligen Größe bzw. dem jeweiligen Volumen des Zubereitungsgefäßes angepasst ist.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sieht das Zubereitungsgefäß Fokussierungs- und / oder Umlenkelemente vor. Diese sind von der transparenten Wandung ausgebildet. Mittels der Fokussierungs- und / oder Umlenkelemente können auf die transparente Wandung auftreffende Sonnenstrahlen in radialer Richtung nach innen fokussiert bzw. umgelenkt werden, wodurch eine höhere Temperatur sowie ein schnellerer Temperaturanstieg im Inneren des Zubereitungsgefäßes erreichbar ist. Die Fokussierungs- und / oder Umlenkelemente sind dabei vorzugsweise gleichmäßig auf dem gesamten Umfang der transparenten Wandung verteilt. Die Fokussierungs- und / oder Umlenkelemente weisen im Wesentlichen konvexe Oberflächen oder prismatische Geometrien auf, um eine Fokussierung bzw. ein Umlenken der Sonnenstrahlen zu gewährleisten. Eine jeweilige konvexe Oberfläche oder prismatische Geometrie erstreckt sich dabei im Wesentlichen in axialer Richtung über die gesamte Höhe der transparenten Wandung. Vorzugsweise bildet die transparente Oberfläche nur konvexe Oberflächen oder prismatische Geometrien auf. Eine Kombination von konvexen Oberflächen oder prismatischen Geometrien ist jedoch auch realisierbar.
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Weiterhin sieht die Erfindung in einer vorteilhaften Ausführungsform eine mechanische Verbindung zwischen der Behälterwand und der transparenten Wandung vor. Die mechanische Verbindung kann auch als eine Brücke bezeichnet werden. Diese Brücke dient dazu, die transparente Wandung in Bezug zum Aufnahmebehälter zu fixieren. Die Brücke umfasst vorzugsweise ein Metall bzw. eine Metalllegierung. Weiterhin verhindert die Brücke Schäden an der transparenten Wandung, die durch eine wärmebedingte Ausdehnung des Aufnahmebehälters auftreten könnten.
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Ergänzend wird der erfindungsgemäße Gegenstand mit einem Zubereitungssystem realisiert. Das Zubereitungssystem umfasst dabei das Zubereitungsgefäß sowie einen Deckel zum Verschließen des Zubereitungsgefäßes. Der Deckel weist zudem eine Deckelwand auf sowie eine transparente Deckelwandung, die an der Außenseite der Deckelwand zu dieser beabstandet angeordnet ist. Der Aufbau des Deckels ist, vorzugsweise zumindest umfassend die Deckelwand und die transparente Deckelwandung, äquivalent zu dem oben beschriebenen Aufbau des Zubereitungsgefäßes ausgebildet. Weiterhin kann das Zubereitungssystem ein Speichergerät aufweisen, auf welches das Zubereitungsgefäß aufstellbar ist und in welchem Wärme gespeichert werden kann. Die im Speichergerät gespeicherte Wärme kann auf das auf dem Speichergerät aufgestellte Zubereitungsgefäß abgegeben werden. Zwischen Zubereitungsgefäß und Speichergerät kann eine mechanische Verbindung realisiert sein, wodurch eine sichere Aufstellung des Zubereitungsgefäßes auf dem Speichergerät gewährleistet ist.
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Weiterhin ergänzend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe mit einem Erwärmungssystem realisiert. Das Erwärmungssystem umfasst das Zubereitungsgefäß oder das Zubereitungssystem, sowie eine Reflektionseinrichtung. Die Reflektionseinrichtung dient zur Reflektion einfallender Sonnenstrahlung, insbesondere unter Bündelung der Sonnenstrahlung, auf das Zubereitungsgefäß bzw. das Zubereitungssystem. Dabei ist die Reflektionseinrichtung vorzugsweise als ein ovaler reflektierender Spiegel ausgebildet, welcher zusammengefaltet werden kann und somit leicht transportierbar ist. Dieser reflektierende Spiegel ist vorzugsweise als konkav ausgestaltete lichtreflektierende und / oder lichtbündelnde Einheit realisiert, welche die Sonnenstrahlen auf einen Bereich konzentriert, welcher sich über einer Aufstellfläche befindet, in welchem das Zubereitungsgefäß platzierbar ist. Alternativ kann die lichtreflektierende und / oder lichtbündelnde Einheit auch andere geometrische Formen aufweisen, welche die Sonnenstrahlen entsprechend dem erfindungsgemäßen Gedanken konzentrieren können. Dabei kann die lichtreflektierende und / oder lichtbündelnde Einheit als eine Linse oder ein Objektiv ausgebildet sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Aufnahmebehälter ein für das Zubereiten von Speisen geeignetes Material, vorzugsweise zumindest bereichsweise aus Metall, Keramik oder thermisch resistentem Glas. Weiterhin umfasst die transparente Wandung vorzugsweise zumindest bereichsweise ein thermisch resistentes Glas, wie Borosilikatglas.
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Einen entsprechend äquivalenten Aufbau und äquivalente Materialien umfasst auch der Deckel.
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Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, dass ein Zubereitungsgefäß zur Verfügung gestellt wird, welches insbesondere unter freiem Himmel unter Umsetzung von Sonnenenergie genutzt werden kann, als auch im Inneren eines Gebäudes unter Zuführung von Wärme von einer Wärmequelle genutzt werden kann, um verschiedenste Speisen thermisch zu Behandeln. Es ist somit nicht notwendig, für einen Einsatz unter unterschiedlichen Umständen, z.B. beim Zelten unter freiem Himmel und auf einem Herd in einer Küche, ein separates Zubereitungsgefäß zu kaufen. Das Zubereitungsgefäß realisiert ein Zubereiten von Speisen in der Sonne sowie auf einem Herd.
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Insbesondere ist das Zubereitungsgefäß derart ausgestaltet, dass es nach ausreichender Zuführung und Speicherung von Wärme eine Zubereitung von Speisen bzw. Getränken nur unter Verwendung der in der Speichersubstanz gespeicherten Wärme realisiert, ohne dass Sonnenenergie oder Wärmeenergie von einem Herd in das Zubereitungsgefäß eingebracht wird. Die Wärmekapazität des gesamten Zubereitungsgefäßes bzw. des Zubereitungssystems ist dabei vorzugsweise derart ausgelegt, dass nur unter Ausnutzung der gespeicherten Wärme im Inneren des Zubereitungsgefäßes eine Temperatur von über 700 °C einstellbar ist.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass zudem eine Kombination der erwähnten Anwendungsmöglichkeiten in zeitlich anschließenden Phasen realisierbar ist. Das Zubereitungsgefäß kann beispielsweise zunächst auf einem Herd angewandt werden um eine Speise zu kochen und anschließend für die Warmhaltung der Speise an einen von der Sonne bestrahlten Ort platziert werden. Damit wird eine weitere Anwendung des Herdes für das Warmhalten überflüssig und es kann somit elektrische Energie gespart werden. Weiterhin denkbar ist eine Anwendung beim Auftauen von Speisen mittels Sonnenstrahlen und einem anschließenden Kochen auf einem Herd.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen
- 1: das Zubereitungssystem im Querschnitt von der Seite,
- 2: die Reflektionseinrichtung in einer perspektivischen Ansicht und
- 3: das Zubereitungsgefäß von oben.
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Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnungen nach Aufbau und ggf. auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.
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1 zeigt das Zubereitungssystem 1. Das Zubereitungssystem weist einen Aufnahmebehälter 5 auf, welcher hier in seinem Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Dabei umfasst der Aufnahmebehälter 5 die Behälterwand 2 und die stirnseitige Wandung 3. Den Aufnahmebehälter 5 umgebend ist die transparente Wandung 4 dargestellt. Zwischen der transparenten Wandung 4 und der Behälterwand 2 ist, an der Behälterwand 2 anliegend, die Speichersubstanz 16 ausgebildet, welche auf ihrer nach außen gerichteten Seite von der absorbierenden Oberfläche 15 bedeckt ist. Weiterhin ist ein Zwischenraum 18 zwischen der Behälterwand 2 und der transparenten Wandung 4 realisiert. Zudem ist die transparente Wandung 4 mit der Behälterwand 2 über mechanischen Verbindungen 17 verbunden. Außerdem dargestellt in 1, ist der Deckel 11, welcher die Deckelwand 12 und die transparente Deckelwandung 13 umfasst. Dabei ist die Deckelwand 12 nach unten in Richtung des Aufnahmebehälters 5 ausgerichtet und dient somit als Verschluss für den Aufnahmebehälter 5. Zudem ist die transparente Deckelwandung 13 auf der vom Aufnahmebehälter 5 abgewandten Seite des Deckels 11 ausgebildet. Somit ist mit aufgesetztem Deckel 11 ein geschlossener Raum, ferner ein Garraum bzw. Zubereitungsraum realisiert, welcher mit Ausnahme der stirnseitigen Wandung vollständig von einer transparenten Wandung umgeben ist.
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Außerdem zeigt 1 weiterhin die Aufstellfläche 20, welche das Zubereitungsgefäß gestellt werden kann. Bei der Aufstellfläche 20 kann es sich z.B. um ein Holzbrett oder auch ein Basiselement handeln.
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2 stellt die Reflektionseinheit 21 dar. Die Reflektionseinheit 21 umfasst dabei eine Aufstellfläche 20, Faltkanten 22, ein Reflektionswandelement 24 und ein Reflektionsbodenelement 24. Die Aufstellfläche 20 ist dabei in einer Ebene mit dem Reflektionsbodenelement 24 ausgebildet und mittig in diesem positioniert. Das Reflektionsbodenelement 24 ist hier als Halbkreis ausgebildet, wobei sich an der gerundeten Seite, in Richtung auf die Aufstellfläche 20, das Reflektionswandelement 23 senkrecht erstreckt. Das Reflektionsbodenelement 24 ist hier als eine ebene Fläche dargestellt, welche einfallende Sonnenstrahlen in Richtung des Reflektionswandelements 23 bzw. in Richtung des Bereichs oberhalb der Aufstellfläche 20 umlenkt. Das Reflektionswandelement 23 ist dabei als konkave Linse ausgebildet, welche eine Reflektion der Sonnenstrahlen auf den Bereich der Aufstellfläche 20 richtet.
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Des Weiteren zeigt die 2 die Faltkanten 22, mit welchen ein Zusammenfalten der Reflektionseinheit 21 möglich ist, um das Volumen der Reflektionseinrichtung 21 für den Transport zu verringern.
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3 beschreibt ergänzend zu 1 das Zubereitungsgefäß in einer Draufsicht. Dabei zeigt 3 die transparente Wandung 4, welche die Behälterwand 2 umgibt. Zwischen der Behälterwand 2 und der transparenten Wandung 4 ist der Zwischenraum 18 dargestellt.
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Die Darstellung der Behälterwand 2 zeigt hier eine kreisförmig ausgestaltete Querschnittsform des Zubereitungsgefäßes 1. Weiterhin dargestellt in 3 ist die maximale lichte Weite Wmax , welche hier dem Durchmesser des Aufnahmebehälters 5 entspricht. Des Weiteren ist in einem vergrößerten Ausschnitt ein Bereich der Behälterwand 2 und der transparenten Wandung 4 zu sehen. In diesem vergrößerten Ausschnitt ist der Abstand a zu sehen, welcher in radialer Richtung die Tiefe des Zwischenraumes 18 zeigt.
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Weiterhin zeigt die 3 Fokussierungs- und / oder Umlenkelemente 19. Diese sind von der transparenten Wandung 4 ausgebildet und verteilen sich gleichmäßig über den gesamten Umfang der transparenten Wandung 4. Gezeigt ist sowohl eine Ausgestaltung der Fokussierungs- und / oder Umlenkelemente 19 mit einer konvexen Oberfläche (linke Seite) sowie mit einer prismatischen Geometrie (rechte Seite).
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Die Fokussierungs- und / oder Umlenkelemente 19 sind dabei im wesentlichen sich parallel zu einer bezüglich des Umfangs koaxial verlaufenden Längsachse erstreckend ausgebildet. Ein jeweiliges Fokussierungs- und / oder Umlenkelement 19 weist dabei im Querschnitt entweder einen nach radial außen weisenden konvexen Bereich auf, oder einen nach radial außen weisenden prismatischen Bereich auf.
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Eine derartige Ausgestaltung der transparenten Wandung 4 realisiert ein Fokussieren bzw. ein Umlenken der auf die transparente Wandung 4 auftreffenden Sonnenstrahlen in eine Richtung nach radial innen, so dass, wie Versuche gezeigt haben, eine insgesamt höhere Temperatur im Inneren des Zubereitungsgefäßes erreichbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zubereitungsgefäß
- 2
- Behälterwand
- 3
- Stirnseitige Wandung
- 4
- Transparente Wandung
- 5
- Aufnahmebehälter
- 10
- Zubereitungssystem
- 11
- Deckel
- 12
- Deckelwand
- 13
- Transparente Deckelwandung
- 15
- Absorbierende Oberfläche
- 16
- Speichersubstanz
- 17
- Mechanische Verbindung
- 18
- Zwischenraum
- 19
- Fokussierungs- und / oder Umlenkelement
- 20
- Aufstellfläche
- 21
- Reflektionseinrichtung
- 22
- Faltkanten
- 23
- Reflektionswandelement
- 24
- Reflektionsbodenelement
- Wmax
- Maximale lichte Weite des Aufnahmebehälters
- a
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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