(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱を収集及び貯蔵する太陽熱収集器であって、前記太陽熱収集器の頂部をカバーするための取り外し可能な部分であって穴を有する取り外し可能な部分を有する太陽熱収集器と、
前記太陽熱収集器を部分的に満たす第１の固体の蓄熱・伝熱材料であって、前記太陽熱収集器が水の沸騰温度よりも高い温度まで前記第１の固体の蓄熱・伝熱材料を加熱可能な第１の固体の蓄熱・伝熱材料と、
前記太陽熱収集器内に配置されたソーラー式調理器であって、前記太陽熱収集器の内部のサイズと形状に適合するように寸法付けされ、且つ当該調理器に熱を輸送するように前記太陽熱収集器の内壁及び前記第１の固体の蓄熱・伝熱材料と熱的に接続された壁を有し、且つ当該調理器を開閉するための取り外し可能な部分を有するソーラー式調理器と、
太陽熱を前記調理器により早く輸送するために前記第１の固体の蓄熱・伝熱材料の中に配置された第２の伝熱／熱輸送材料であって、熱チューブ、金属の伝導体、合金の伝導体、及び熱のより早い輸送が可能な伝熱体からなる群から選択される第２の伝熱／熱輸送材料と、
を備えたソーラー式調理装置。
【請求項２】
太陽熱を収集及び貯蔵する太陽熱収集器と、
前記太陽熱収集器を部分的に満たす第１の固体の蓄熱・伝熱材料であって、前記太陽熱収集器が水の沸騰温度よりも高い温度まで前記第１の固体の蓄熱・伝熱材料を加熱可能な第１の固体の蓄熱・伝熱材料と、
前記太陽熱収集器内に配置されたソーラー式調理器であって、前記太陽熱収集器の内部のサイズと形状に適合するように寸法付けされ、且つ当該調理器に熱を輸送するように前記太陽熱収集器の内壁及び前記第１の固体の蓄熱・伝熱材料と熱的に接続された壁を有し、且つ当該調理器を開閉するための取り外し可能な部分を有するソーラー式調理器と、
熱源のバックアップと電熱の貯蔵とを提供する電気ヒータであって、前記ソーラー式調理器の下であって前記第１の固体の蓄熱・伝熱材料の中に配置された電熱要素を備えた電気ヒータと、
を備えたソーラー式調理装置。
【請求項３】
前記太陽熱収集器は、真空管式の太陽熱収集器、及び複数のモジュール式の真空管式の太陽熱収集器、からなる群から選択される請求項１又は２に記載のソーラー式調理装置。
【請求項４】
前記真空管式の太陽熱収集器は、安全上の理由のために、透明なカバー、脱気された強化ガラス管の太陽熱収集器、又は透明なプラスチック製の保護マントルを含む請求項３に記載のソーラー式調理装置。
【請求項５】
前記第１の固体の蓄熱・伝熱材料は、塩、砂、石英砂、固体化学材料、玄武岩砂、金属からなる熱伝導体、銅、伝熱合金、及びこれら蓄熱・伝熱材料の２種又はより多くの材料の組合せ、からなる群から選択される請求項１又は２に記載のソーラー式調理装置。
【請求項６】
前記第１の固体の蓄熱・伝熱材料は、
２種以上の異なる固体材料の組合せ、及び
わずかな液体材料と混合され、当該液体材料が水の沸騰温度よりも高い温度まで加熱可能である前記第１の固体の蓄熱・伝熱材料、
からなる群から選択される請求項１又は２に記載のソーラー式調理装置。
【請求項７】
前記第１の固体の蓄熱・伝熱材料は、菜種油（ｃｏｌｚａ ｏｉｌ）を含有する石英砂、及び大豆油を含有する玄武岩砂からなる群から選択される請求項６に記載のソーラー式調理装置。
【請求項８】
前記ソーラー式調理器は、ステンレス鋼からなる容器であり、当該容器は内壁に除去可能且つ取り外し可能なハンドルを有し、且つ頂部から底部までの外壁には空気交換のための隙間および経路を提供するためのひだ状の構造が設けられ、且つこれによって当該容器のための直径の微調整が可能にされている請求項１又は２に記載のソーラー式調理装置。
【請求項９】
前記ソーラー式調理器は、コーヒー及び／又は茶を作るためのコーヒー／ティーメーカーである請求項１又は２に記載のソーラー式調理装置。
【請求項１０】
前記ソーラー式調理器は、
食品を揚げ且つ油切りするためのワイヤメッシュを有するフライヤー、
食品をローストし且つ焼くために前記調理器の内壁に食品をプレスするためのウィスカーネット、及び、
中華鍋及びポット、
からなる群から選択される部品を更に備える請求項１又は２に記載のソーラー式調理装置。
【請求項１１】
前記ソーラー式調理器は、食品を揚げ、ソテーし又は焼き付けるために１又は２以上の小さいフライパンが並行してつるされる調理鍋である請求項１又は２に記載のソーラー式調理装置。
【請求項１２】
前記ソーラー式調理装置の各部分を配置し支持する架台、
太陽光に対する前記太陽熱収集器の角度を調節するための傾斜構造、
太陽光に対する前記太陽熱収集器の方角を調節するための方角構造、
周囲の太陽光を前記太陽熱収集器に収束せしめる光反射体、及び、
太陽光の角度を表示するために前記太陽熱収集器に固定された日時計、
のうちの一つ以上を更に含む請求項１又は２に記載のソーラー式調理装置。
【請求項１３】
前記ソーラー式調理装置内の食品を包み又は被覆するための袋及び／又は膜であって、金属、紙、及びプラスチックからなる群から選択された材料からなる袋及び／又は膜を更に備える請求項１又は２に記載のソーラー式調理装置。
【請求項１４】
前記電気ヒータは、
極めて高い耐熱温度を有し、容器の壁のひだ状の構造によって形成された経路を通じて、前記太陽熱収集器の外にある電力供給プラグを経由して前記電熱要素に接続する電力ケーブルを備えた電気ヒータ、
動作データの測定デバイスとデータ表示デバイスとを備えた電気ヒータであって、当該動作データは、動作持続時間、温度、圧力、湿度、及び任意の動作データの組み合わせからなる群から選択される電気ヒータ、及び、
前記ソーラー式調理装置の動作データのための制御システムを有する電気ヒータであって、当該動作データは、タイミング、温度、圧力、及び湿度からなる群から選択される電気ヒータ、
からなる群から選択される請求項２に記載のソーラー式調理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱応用の分野において、特に太陽熱収集器の中で食品を調理するためのソーラー式調理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球上の様々なエネルギー源の中、太陽熱は最も広範囲、豊富、かつ、均一的に存在するエネルギー源である。太陽熱エネルギーはとても簡単に利用される。誰でもいつでも任意の場所で利用可能である。
【０００３】
人間のエネルギー消費活動において、食品と飲料を調理することが最も頻繁かつ長い歴史のある行動である。人間にとっては、どこに住んでも毎日料理をする必要がある。
【０００４】
太陽熱エネルギーを利用し、食品を調理することは非常に面白く、有用な課題である。この領域で既にかなりの発明・研究成果が存在している。（既存の特許資料を参照）
【０００５】
地球の単位面積上のソーラーパワーはとても大きくはない。日射強度は、南から北に、朝から夜に変わり、天気・季節の変化に依存する。そのため、経済的なソーラー式調理装置の開発は常に課題となって、努力を続ける必要がある。
【０００６】
以上の困難点に鑑み、一部のソーラー式調理装置の受光部はできるだけ拡大されているが、収集された太陽熱のための断熱は難しいという欠点がある。また、一部のソーラー式調理装置は高価な自動制御システムを利用し、日差しを追従及び合焦できるが、システムを駆動するための追加の電源が不可欠という不満があった。一方、従来においては、ソーラー式調理装置に蓄熱材料を利用しているが、蓄熱材料自体は高価かつ入手困難のものである。
【０００７】
本発明の開示は、上記の問題・経験に鑑みて、最新の太陽熱温水器技術を参照し、一式の経済的かつ実用的なソーラー式調理装置を開発することに関するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的とするところは、従来の技術を改良し、経済的、製造・使用容易、かつ、効率良いソーラー式調理装置を提供することにある。本発明は、太陽熱を利用した食品調理の困難を克服するため、下記の技術的手段を採用する。
【０００９】
最適な熱収集を達成するため、脱気された太陽熱収集器を使用すること。
【００１０】
熱を保存・蓄積し、連続的かつ安定な調理を提供するため、脱気された太陽熱収集器の中に蓄熱・伝熱材料を充てんすること。
【００１１】
周囲の太陽光を調理装置に集束させるための反射器。
【００１２】
太陽光の方向を指示する日時計、及び、最大のソーラーパワーを得るための調節・回転することができる架台。
【００１３】
ソーラーパワーが足りない場合にバックアップパワーソースを提供するための電源。また、このソーラー式調理装置は、停電のときでも調理できるように、電気代が安い際のためのバックアップまたはエネルギー保存装置を提供する。
【００１４】
本開示の具体的な概要は以下のとおりである。
【００１５】
本開示の一態様に従い、太陽熱を収集され且つ貯蔵され、更にその中で食品が調理もしくは加熱される太陽熱収集器であって、調理中にカバーするための取り外し可能な部分を有する太陽熱収集器と、前記太陽熱収集器の内部を部分的に満たす蓄熱・伝熱材料と、複数のソーラー式調理器のセットであって、前記太陽熱収集器の内壁との閉鎖的な熱的接続、及び前記太陽熱収集器内での前記蓄熱・伝熱材料との閉鎖的な熱的接続のために、各調理器が前記太陽熱収集器の内部のサイズと形状に適合するようなサイズと形状を持ち、且つ調理中に前記調理器を閉じるために各調理器が取り外し可能な部分を持ち、調理中に一つの調理器が前記太陽熱収集器の内部に配置される複数のソーラー式調理器のセットと、必要なアクセサリと、を含む一式のソーラー式調理装置が提供され、当該必要なアクセサリは、回転可能な基台及び調節可能な入射角を有し前記ソーラー式調理装置の各部分を適切な位置に配置し支持する固定支持架台、光反射体、及び太陽光の角度を表示するために前記太陽熱収集器に垂直に固定された円錐棒を含む。
【００１６】
この太陽熱収集器は真空管式の太陽熱収集器であり、或はある形（例えば、並行列、完全な又は部分的な円錐形の列など）で搭載された複数のモジュール式の真空管式の太陽熱収集器からなる一群である。前記蓄熱・伝熱材料は、固体材料、又は液体材料、又は化学物質又は相変化蓄熱材料、又はこれらの二つもしくはそれ以上の組み合わせでありうる。前記伝熱材料は、熱チューブ、又は伝導体でありうる。安全上の理由のために、透明なカバー、又は脱気された強化ガラス管の太陽熱収集器が示唆される。
【００１７】
本開示の別の側面に従い、複数のソーラー式調理器のセットが提供され、前記調理器のそれぞれは、ステンレス鋼からなる円筒形の容器であり、前記容器は真空管式の太陽熱収集器の中に配置され、且つ内壁には除去可能且つ取り外し可能なハンドルを持ち、前記容器は前記真空管式の太陽熱収集器の内径に近いがそれより大きくはない直径を有し、前記容器の頂部から底部までの壁には空気交換のための隙間および経路を提供するためのひだ状の構造が設けられ、且つこれによって当該容器のための直径の微調整が可能にされている。これらの調理器は、ソーラー式のコーヒー／ティーメーカー、蒸し器、ソーラー式の調理フライヤー、調理用の中華鍋もしくはポット、煮沸器（ｂｏｉｌｅｒ）、調理鍋、などでありうる。
【００１８】
本開示の別の側面に従い、太陽熱を主に用いるがバックアップとして電気を用いる複数のソーラー式調理器のセットが提供される。この複数のソーラー式調理器のセットは、太陽熱を収集・貯蔵し更に内部で食品を調理又は加熱する太陽熱収集器であって、調理中にカバーするための取り外し可能な部分を有する太陽熱収集器と、前記太陽熱収集器の内部を部分的に満たす蓄熱・伝熱材料と、複数のソーラー式調理器のセットであって、前記太陽熱収集器の内壁との閉鎖的な熱的接続、及び前記太陽熱収集器内での前記蓄熱・伝熱材料との閉鎖的な熱的接続のために、各調理器が前記太陽熱収集器の内部のサイズと形状に適合するようなサイズと形状を持ち、且つ調理中に前記調理器を閉じるために各調理器が取り外し可能な部分を持ち、調理中に一つの調理器が前記太陽熱収集器の内部に配置される複数のソーラー式調理器のセットと、必要なアクセサリとを含み、当該必要なアクセサリは、回転可能な基台及び調節可能な入射角を有し前記ソーラー式調理装置の各部分を適切な位置に配置し支持する固定支持架台と、光反射体、及び太陽光の角度を表示するために前記太陽熱収集器に垂直に固定された円錐棒と、一つの電源付き電熱要素と、前記ソーラー式調理装置の動作特性パラメータ（例えばタイミング、温度、圧力、湿度等）を測定、表示および制御するシステムと、を含む。
【００１９】
本開示のその他の側面、及び特徴は、後続の特定の実施形態の記述、および随伴する図面の参照により、当業者に明白となる。
【００２０】
この発明の図解である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１に真空式ソーラー式調理装置の縦・横断面の概念図を示す。
【図２】図２に一式のソーラー式調理装置の透視図を示す。
【図３】図３に太陽熱収集器の縦断面の概念図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に、使用中の真空管式のソーラー式調理装置の縦断面と横断面図を示す。
【００２３】
一式のソーラー式調理装置100は、太陽熱収集器110、蓄熱・伝熱材料120、熱伝導媒体121、太陽熱調理器130、110の取り外し可能部分114、130のための取り外し可能部分131、及び電源の付いた電熱要素150を含む。
【００２４】
太陽熱収集器は、蓄熱・伝熱材料120を水の沸騰温度よりも高い温度まで加熱することができる任意の種類の太陽熱収集器でありうる。この場合、太陽熱収集器110は真空管式の太陽熱収集器であるが、例えば、図２に例示するように並行な列或は部分円錐形又は全円錐形の列というモジュール化された一群の真空管からなる太陽熱収集器であってもよい。太陽熱収集器110は、二つの穴1141，1142の付いた取り外し可能部分114を持つ。穴1141は電源ケーブルと空気の経路である。穴1142は、調理の水蒸気を解放するために、穴1131と連続する。
【００２５】
真空管式の太陽熱収集器110においては、透明な外層111と内層112を持つ。それらの間は脱気されている。内層112は、図1には示されていない熱吸収コーティングを持つ。真空管の太陽熱収集器は、太陽熱温水設備に使われる真空管の太陽熱収集器と同様な材料及び加工工程を有するが、より大きい直径とより短い長さを持つ。
【００２６】
真空管の太陽熱収集器はガラス製のものである。万が一、ガラス管が割れると、ユーザに対してガラスの破片が危険である。そのため、太陽熱収集器は安全のために、透明のプラスチック製のカバーを持っている（図１に示さない）。この透明のプラスチック製のカバーは、各チューブのための覆い（マントル）であってもよく、或は収集器パネル全体の保護カバーであってもよい。しかし、このプラスチック製の保護マントルのせいで、太陽熱収集器の効率が減らされる可能性がある。そのため、脱気された強化ガラス管の太陽熱収集器がより優れた解決策である。
【００２７】
太陽熱を貯蔵し、調理器130に輸送するために、この例における蓄熱・伝熱材料120は塩又は石英砂（ｑｕａｒｔｚ  ｓａｎｄ）である。実際に、多種な材料が太陽熱の蓄熱・伝熱材料として使われる。それらは例えば、塩と砂のような固体材料、水と油（調理油や石油製品も含まれる）などの液体材料、パラフィンワックスと金属などの相変化材料であってもよい。器具が配置されているチューブの中で調理が実行されるため、食品の安全に十分注意しなければならない。本発明では、塩、石英砂又は玄武岩砂、調理油と大きいピースの金属が好適である。蓄熱・伝熱材料120は、菜種油(ｃｏｌｚａ  ｏｉｌ）を含有する石英砂、及び大豆油を含有する玄武岩砂からなる群から選択されてもよい。伝熱材料としては、上記の材料以外では、金属又は合金の伝導体及び熱チューブが示唆される。
【００２８】
図１に、別の伝熱材料121が示されている。この場合それは、太陽熱を調理器１３０により速く輸送するために蓄熱・伝熱材料120の中に挿入されたT型の銅製伝導体である。この伝導体121は、他のいかなる熱伝導体或は熱チューブであってもよい。伝熱材料121は必須の構成部分ではない。多くの場合、この伝熱材料121がなくても、この調理装置は良好に動作する。
【００２９】
調理器130は、太陽熱収集器110の内部であって塩又は砂120よりも上方に配置される円筒形の容器である。それはステンレス鋼製である。調理器130は、穴1311の付いた取り外し可能部分131を有し、それは調理器１３０に挿入された栓である。この器具の直径は真空管式の太陽熱収集器１１０の内径に近いがこれよりも大きくはない。空気交換と電源ケーブル１５１のためのギャップとパッチ（ｐａｔｃｈ）とを提供するために、容器の壁にひだ状の構造（ａ  ｐｌｅａｔｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）１３３が設けられている。さらに、この構造は、容器１３０のための微調整可能な直径を可能にする。調理器１３０はさらに、器具を太陽熱収集器１１０から取り外すための取り外し及び除去が可能なハンドル１３４を内壁に含む。
【００３０】
図１に示すように、器具130は食品蒸し器である。3層の蒸しバスケットは器具内で底部の水よりも上に配置される。食品は蒸しバスケットの上で調理される。実際、この円筒形の容器（すなわち器具130）多くの種類の器具であり得る。異なる調理目的のために、複数のシリンダ型の容器のセットをもつことができる。例えば、第２の容器は、水及びコーヒー又は茶を調理のために持つことができる。それはソーラー式コーヒー／ティーメーカーである。第３の容器は、揚げ物の際に食品を保持し調理後に油切り（ｄｒａｉｎ）するためのワイヤメッシュ容器を持つことができる。それはソーラー式の調理フライヤーである。第４の容器は、焼き物（ｒｏａｓｔｉｎｇ）又はベーキング（ｂａｋｉｎｇ）のために容器の内壁の近くで食品シートをプレスするために用いられる、幾つかの湾曲し交差する鋼のワイヤからなるウイスカーネット（ｗｈｉｓｋｅｒ  ｎｅｔ）を持つことができる。第５の容器は、パンやクッキーをバック及びロースト（ｂａｃｋ  ａｎｄ  ｒｏａｓｔ）することができる。もちろん、容器内に食品と水とを配置して、蒸し煮（ｂｒａｉｓｉｎｇ）及び煮込み（ｂｏｉｌｉｎｇ）することができる。それは調理用の中華鍋（ｗｏｋ）又はポットである。調理器130は、食品を揚げ、ソテーし又は焼き付けるために１又は２以上の小さいフライパンが並行してつるされる調理鍋であってもよい。ソーラー式調理装置100は、調理装置100内の食品を包み又は被覆するための袋及び／又は膜であって、金属、紙、及びプラスチックからなる群から選択された材料からなる袋及び／又は膜を更に備えてもよい。上記の記述に基づき、この太陽熱収集器１１０で用いられる器具への他の変更は、当業者に自明であるものと考えられ、またそれゆえに、本発明は請求の範囲に定義される。
【００３１】
取り外し可能部分114は、太陽熱収集器110の頂部をカバーしている。それは二つの穴1141と1142を有する。第１の穴1141は、空気交換及び電源ケーブル133のための上述のギャップ及びパス（ｐａｔｈ）を接続する。第２の穴1142は、容器130のストッパ131の中の穴１３１１に連続している。栓は、エアギャップ又は穴を有する植物繊維のコルク（ａ  ｐｌａｎｔ  ｆｉｂｒｉｌ  ｃｏｒｋ）であってもよい。
【００３２】
電源付きの電熱要素150は非常に低電力の電熱要素である。このそれは調理器１３０の下であり且つ蓄熱・伝熱材料１２０の中に配置される。電源ケーブル１５１は、非常に高い抵抗熱温度（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｈｅａｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を有し、器具１３０の壁にひだ状の構造１３３によって形成されたパスを通じて、電熱要素１５０を太陽熱収集器１１０の外の給電プラグ１５２に接続する。電熱要素１５０はさらに、ソーラー式調理装置の動作特性パラメータ（例えばタイミング、温度、圧力、湿度等）のための測定・指示及び制御システムを含むことができる。これらの設備は図1には示されない。電源付きの電熱要素は、調理装置のセットから除去されることができる。この場合、調理装置のセットは依然として、太陽熱を唯一のエネルギー源として用いる完全な調理装置である。図３に電熱要素のない太陽熱収集器を示す。
【００３３】
時として、真空管は、同時に幾つかの食品を調理するために、列状に（ｉｎ  ａ  ｒａｗ）搭載されることができる。
【００３４】
図２に、ソーラー式調理装置200のセットが概略的に透視図で示す。五つの真空管式の太陽熱収集器201、202、203、204、205は並行する列状に搭載されている。
【００３５】
固定支持架台206は、五つの太陽熱収集器を、適切な位置と状態で配置し支持する。可動式サポート207を使って、太陽熱収集器210の太陽光に対する入射角度を調節することができる。太陽熱収集器210の方向を調節するために、支持架台２０６の底部の四つのコーナーに、四つの車輪241,242,243、及び244が設置されている（図２では243及び244は示されていない）。日時計（ｓｕｎ  ｄｉａｌ、図2では図示されていない）は円錐棒（ｃｏｎｅ  ｂａｒ）である。それは、太陽光の入射角度を指示するため、太陽熱収集器210に垂直に固定されている。
【００３６】
周囲の太陽光を太陽熱収集器に収束するために、真空管の下に光反射体（（図2に図示されていない）が設置されている。
【００３７】
太陽光が太陽熱収集器210に照射するとき、各器具内での調理プロセスは、図1で言及されたプロセスと同様なため、こちらでは省略する。
【００３８】
図3を参照し、見本となる太陽熱収集器の垂直断面図が示されている。
【００３９】
図3Aは、液体の蓄熱・伝熱材料（例えば水もしくは油）で部分的に満たされた真空管式の太陽熱収集器の垂直断面図である。
【００４０】
図3Bは、固体の蓄熱・伝熱材料（例えば鉱石（ｏｒｅ  ｓｔｏｎｅ）もしくは泥炭（ｔｕｒｖｅｓ））で部分的に満たされた真空管式の太陽熱収集器の垂直断面図である。
【００４１】
図3Cは、砂で部分的に満たされ且つ熱輸送媒体としての熱チューブ又は熱伝導体を有する真空管式の太陽熱収集器の垂直断面図である。
【００４２】
図3Dは、固体と液体の蓄熱・伝熱材料の組み合わせ（例えば石英砂と調理油）で部分的に満たされた真空管式の太陽熱収集器の垂直断面図である。
【００４３】
図3Eは、縦並行列に配置される一群のモジュール式の真空管式の太陽熱収集器の垂直断面図である。
【００４４】
図3Fは、横並行列に配置される一群のモジュール式の真空管式の太陽熱収集器の垂直断面図である。
【００４５】
ソーラー式調理装置をセットアップするとき、上記のタイプの太陽熱収集器のみならず、その他の様々な種類のそれらの変種及び組み合わせを選択肢として使用できる。
【００４６】
これらの具体例の詳細な記述に基づき、他の変更が当業者に自明であり、それゆえ、この発明は請求範囲欄で定義される。
【図１】
0005650214.tif 000002
【図２】
0005650214.tif 000003
【図３】
0005650214.tif 000004