CОЛНЕЧНАЯ КУХНЯ

Изобретение относится к устройствам для преобразования солнечной энергии в тепловую и может быть использовано для приготовления пищи.
Солнечная кухня содрежит корпус 1 в виде прямоугольной призмы-куба, четыре боковые стороны и крышка 2 которого выполнены прозрачными, четыре плоских концентратора, приёмник солнечного излучения выполненный в виде поглотителя и аккумулятора тепловой энергии. Данный приёмник обеспечивает постоянство температуры внутри кухни и сравнительно высокое её значение в вечернее время.

Изобретение относится к устройствам для преобразования солнечной энергии в тепловую и может быть использовано для приготовления пищи.
В /1/ описаны солнечная кухня типа "горячий ящик", содержащая корпус, прозрачную крышку, приемник (поглотитель) солнечного излучения, а также кухня с концентратором - пораболическим зеркалом. Известна /2/ также солнечная кухня, содержащая прозрачную оболочку, установлен-ный в ней приемник солнечного излучения с тепло-изолированным днищем. Прозрачная оболочка выполнена двойной и вакуумирована.
В /3/ описана солнечная кухня, содержащая корпус в виде треугольной призмы, две боковые стороны которое и крышка выполнены прозрачны-ми из трех слоев стекла, с зазором между ними, приемник солнечного излучения, установленный внутри корпуса, теплоизолирующую влагопрони-цаемую прокладку между корпусом и крышкой, а также четыре плоских концентратора.
Устройства описанные в /1,2/ не обеспечива-ют надежной и эффективной работы. Солнечная кухня рассмотренная в /3/ является наиболее близ-кой к заявляемому решению. В отличие от послед-ней корпус и приемник данного устройства не яв-ляются оптимальными: из пяти граней треугольной призмы, два являются непрозрачными, вследствие чего сквозь них происходит отток тепловой энергии изнутри кухни вне её в окружающее пространство, что снижает эффективность использования солнеч-ной энергии, а приемник солнечного излучения не обладает теплоаккумулирующим свойством. Вследствие этого известное /3/ устройство в целом концентрирует меньше энергии в полости корпуса кухни. Кроме того, флуктуации солнечной радиа-ции, обусловленные небольшими проходящими облаками заметно понижают температуру внутри кухни, т.к. приемник не является теплоаккумули-рующим элементом. Температура внутри кухн, по-существу, жестко связана с солнечной радиацией, что является неудобным, особенно в вечернее вре-мя, когда интенсивность солнечной энергии пони-жается.
Задача заявляемого решения заключается в повышений эффективности использования солнеч-ной энергии, а техническим результатом ее реше-ния является снижение флуктуации (понижения) температуры внутри кухни и ее повышение в ве-чернее время в сравнение с прототипом.
Поставленная задача решается тем, что кор-пус солнечной кухни выполнен в виде прямоуголь-ной призмы-куба, а приемник солнечного излуче-ния выполнен в виде и поглотителя и аккумулятора тепловой энергии. Это позволяет устранить еще одну непрозрачную излучающую тепловую энер-гию грань корпуса кухни, т.е. пять граней, включая крышку, из шести, являются прозрачными и следо-вательно пропускающими солнечное излучение. В предложенном решений кроме того приёмник сол-нечного излучения выполнен в виде поглотителя и аккумулятора тепловой энергии, т.е. во-первых, вследствие этого температура внутри кухни изме-няется (падает) меньше при флуктуациях солнеч-ной радиации, во-вторых, в вечернее время удается поддерживать достаточно высокую для приготов-ления пищи температуру при сравнительно низкой солнечной радиации, т.к. тепловая энергия запа-сенная в аккумуляторе тратится на поддержание высокой температуры внутри кухни. Совокупность приведенных существенных признаков заявляемого решения обуславливает надежную работу, высо-кую эффективность кухни, достаточно высокую и стабильную температуру внутри кухни в дневное и вечернее время дня, что особенно является важным при приготовлении пищи в вечернее время.
На фиг.1 приведена проекция солнечной кух-ни, в работающем состоянии, на вертикальной плоскости (вид сбоку).
Солнечная кухня содержит корпус 1 в виде прямоугольное призмыкуба, четыре боковые сто-роны которого и крышка 2 выполнены прозрачны-ми и состоят из двух слоев стекла с зазоров между ними в 10-15 мм. Внутри корпуса 1 установлен приемник 3 солнечного излучения - зачерненная со всех сторон (кроме внешней стороны основания) металлическая коробка в виде прямоугольной призмы, заполненная наполовину кусочками угля со средними размерами 1-3 см или таких же каме-шек окрашенных в черный цвет. Вследствие такого исполнения приемник солнечного излучения одно-временно служит л поглотителем энергии и тепло-вые аккумулятором, т.е. накопителем энергии. На приемник 3 устанавливается котелок 4 с крышкой, внешние поверхности которых покрывают черной краской. Котелок 4 должен быть в хорошем тепло-вом контакте с приемником 3. Т.к. теплоаккумули-рующий приемник расположен под котелком, то его наличие приводит к притоку тепла ко дну ко-телка, что обеспечивает сравнительно равномер-ное температурное поле внутри котёлка вследствие естественной конвекции тепла снизу вверх.
Внутри котелка 4 закладывают продукты пи-тания для приготовления пищи. Кухня имеет четы-ре плоских концентратора, два их которых (5 и 6) показаны на фиг.1. Концентраторы установлены под углоы 45 к боковым граням корпуса 1 и при-креплены к их нижним ребрам. Концентраторы были изготовлены из пластмассовых пластин, по-крытых алюминиевой фольгой. Между крышкой 2 и корпусом 1 имеется теплоизолирующая прокладка которая является влагопроницаемой и изготовлена из волокнистых материалов, например, войлока. Корпус 1 кухни установлен на основании 7. Поло-жение кухни (угол наклона к горизонту) может изменяться с помощью ручки 8 с фиксатором. При транспортировке солнечное кухни все концентра-торы прижимаются к корпусу, устанавливаются в вертикальном положении и фиксируются.
Солнечная кухня работает следующим обра-зом. Снимается крышка 2 и в котелок 4 загружают-ся продукты питания, например, картофель, лук, морковь, яйца, мясо, рыба и т.п. Крышка 2 устанав-ливается на свое место. С помощью ручки 6 кухня ориентируется по направлению к солнцу и уста-навливается в оптимальном положении когда сол-нечные лучи падают нормально к поверхности крышки 2. В процессе работы кухни ее нужно пе-риодически, с интервалом 20-30 мин. ориентировать с помощью ручки 8 по направлению к солнцу. Температура внутри кухни измерялась с помощью термометра.
В результате экспериментов было установле-но, что кухня имеет следующие технические пара-метры: номинальная температура внутри кухни - 140-160 °С, время приготовления пищи - 2-3 часа, коэффициент полезного действия 70-75 %. Габари-ты корпуса кухни: 50х50х50 см3, вес - 25 кг. Разме-ры коробки приёмника солнечного излучения: 40х40х20 см3, коробка была наполовину заполнена теплоаккумулирующим материалом (углем). По сравнению с прототипом флуктуации (понижения) температуры при переменной облачности умень-шились с 20-40 °С до 10-15 °С, а рабочая темпера-тура внутри кухни в вечернее время (17 час.) уве-личилась с 90-100 °С до 100-110 °С, что является достаточным для приготовления пищи.

1. TJ 145, 16.06.2003;
2. US 5139010 A 18.08.1992;
3. RU 2105935 C1, 27.02.1998;
4. FR 2801097 A1, 18.05.2001.