AT515472A1 - Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung - Google Patents

Abstract

Es wird eine isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfs und zur Automatisierung vorgestellt, die sich durch eine Umwandlung in Wärme innerhalb der isolierten Hülle und Übertragung von Messdaten nach außen auszeichnet. Die Vorrichtung kann sowohl mit einer induktiven Energieumwandlung als auch mit einem eingebetteten elektrischen Widerstand gefertigt werden, wobei bei beiden Varianten eine Temperaturführung möglich ist. Die Induktionsvariante erlaubt einen Einsatz intelligenter Energie aus dem Feld erntender Sensoren zur drahtlosen Datenübertragung.

Description

Die Erfindung betrifft eine isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung. CN2662778 zeigt eine trennbare Verbindung zur Stromübertragung für einen Wassererhitzer. So genannte drahtlose Wasserkocher wie in CN201160769(Y) gezeigt, benutzen konzentrische Kontakte, diese werden auch in KR101265584 (Bl) für eine Kabelverbindung benutzt. EP 1816659 Al zeigt eine induktive Stromübertragung zu Küchengeräten wobei die Umwandlung in Wärme über einen Widerstand erfolgt. Lösungen bei denen Daten aus der isolierten Vorrichtung über die Stromleitung übertragen werden um die Leistung zu schalten erfordern zwei teure Modems.

Die drahtlose Übertragung von Messdaten mittels thermoelektrischer Stromerzeugung zeigt DE102010031135 (Al), EP2510413 (Al) nutzt einen akustischen Sensor.

Aufgabe der Erfindung ist, einen Kochvorgang sicher und effizient durchzuführen, wobei Kochtöpfe in die Vorrichtung gestellt und diese Vorrichtung verschlossen werden kann um die Wärmeverluste zu minimieren. Die technische Aufgabe ist es die Energie verlustarm in die Vorrichtung zu übertragen, und dabei durch die Übertragung von Informationen zum Kontroller für die Energieübertragung eine Automatisierung zu ermöglichen, also eine Einhaltung einer bestimmten Temperatur über einen bestimmten Zeitraum. Durch die nach dem Aufheizen geringen Wärmeverluste ist mindestens eine zweite Leistungsstufe bzw. eine stufenlose Regelung sinnvoll. Bei einer Vakuumisolierung wäre es auch denkbar die Energieversorgung nach dem Aufheizen ganz einzustellen und den betrieb einer Kochkiste zu simulieren. Vorteil einer integrierten Beheizung des Kochbehälters ist die Möglichkeit den Kochvorgang über einen Timer zeitverzögert zu starten.

Die gegenständliche Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Energieumwandlung in Wärme in der Vorrichtung selbst innerhalb der isolierten Hülle erfolgt, wobei die Übertragung drahtlos oder über elektrische Verbindungen erfolgen kann. Zusätzlich wird bei einer Ausführung der Vorrichtung ohne eigenen Kontroller in der Vorrichtung ein der Innentemperatur bzw. optional dem Innendruck proportionales Signal nach außen geführt. Damit ist es möglich verschiedene Geräte auf die Basis aufzusetzen, welche den Kontroller beinhaltet da die Lebensdauer der Basis höher ist u.a. da sie nicht abgespült wird.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß den Zeichnungen näher erläutert, wobei Fig. 1 die Vorrichtung im Ganzen zeigt, Fig. 2 eine isolierende Bodenplatte und innen liegende magnetische Scheibe zur Stromübertragung. Fig. 3 zeigt die Anordnung einer Stromübertragung, Fig. 4 vergrößert und Fig. 5 in quadratischer Form. Fig. 6 schlussendlich zeigt die Wärmeabgabe- und -leitvorrichtung in der Vorrichtung.

Die Vorrichtung umfasst einen isolierten Behälter 1 mit zugehörigem dicht schließendem isoliertem Deckel 3, worin ein herkömmlicher Topf eingestellt werden kann. Der Boden der Vorrichtung 1 ist auf der Innenseite der Isolierung mit einer ferromagnetischen Platte 2 ausgelegt, wenn einen induktive Übertragung vorgesehen ist. Um eine Temperaturexkursion zu vermeiden ist eine Rückmeldung an die Induktionskochplatte nötig, da durch die Isolierung die Glasplatte des Herdes kalt bleiben würde. Im einfachsten Falle wird im Zentrum die Temperatur über den Sensor der Kochstelle herausgeführt, wodurch jedoch Wärmeverluste entstehen. Eine über einen thermoelektrischen Generator betriebene Elektronik oder ein induktiv mit Energie versorgter intelligenter Sensor (der mehr Strom verbrauchen kann als ein SmartLabel) könnte eine drahtlose Übertragung von Daten aus der Vorrichtung heraus bewerkstelligen. Werden autarke Induktivkochfelder benutzt kann eine Sicherheitsabschaltung über einen in die Stromzuführung zum Kochfeld geschalteten Unterbrecher erfolgen, der die drahtlos übertragene Temperatur aus der Vorrichtung ausliest. Dabei ist kein SmartLabel erforderlich, da die zur Verfügung stehende Energie hoch ist und leicht in ein drahtloses Messgerät eingekoppelt werden kann, wo es auch beispielsweise über einen Doppelschicht Kondensator speicherbar ist. Damit ist eine Nutzung der Vorrichtung auch bei nicht kompatiblen Kochfeldern möglich. Die induzierte Spannung kann genügend Energie erzeugen um im Innenraum nicht nur die Temperatur, sondern auch den Druck messen und drahtlos z.B. über 13,56 MHz, 433 MHz oder 2,4 GHz über eine kurze Distanz heraus senden zu können. Es ist dabei zu berücksichtigen ist dass es sich um einen faradayschen Käfig handelt und es sind daher bei der Vorrichtung nicht ferromagnetische Materialien und für die drahtlose Übertragung höhere Frequenzen zu bevorzugen.

Bei einer Stromübertragung über eine Kupplung 5, können Phase und Nullleiter 5b und 5a innen liegen und die Erde 5c außen, wobei diese beim Aufsetzen zuerst eingreifen sollte. Eine Übertragung der fühlbaren Temperatur wäre mittels Wärmeleiter konduktiv über die Erde möglich.

Bei einer quadratischen Ausführung, der Kupplung ist eine durch eine unsymmetrische Ausführung verwechslungsfreie Anordnung der Erde 5c und einer Datenleitung 5d möglich.

Bei der resistiven Stromerzeugung in der Vorrichtung wird über eine gute Wärmeverteilung 7 auf eine möglichst niedrige Bodentemperatur geachtet. Dazu werden auch Wärmewiderstände 7a eingeführt.

In Fig. 7 wird gezeigt wie die beiden unterschiedlichen Umsetzungen auf ein Prinzip zurückgeführt werden können. Energie wird erst innerhalb der isolierten Kochvorrichtung in Wärme umgewandelt. Der Kontroller für die Energiezufuhr befindet sich außerhalb, womit verschiedene Kochvorrichtungen benutzt werden können sofern die Schnittstellen interoperabel sind. Es sind zwei Lösungen angedacht:

Fig. 8 zeigt den Spezialfall eines

Induktionskochfeldes, wobei die Wärme im Kochbehälter entsteht und das Wechselfeld (strichliert) auch benutzt wird um mindestens einen Sensor mit Strom zu versorgen, sodass diese drahtlos die Informationen an den Kontroller des Induktions-Kochfeldes zurückliefern können. In Fig. 9 wird die elektrische Energie über eine Kupplung in die Vorrichtung eingebracht und die Temperatur über einen Temperaturleiter herausgeführt. Zusätzlich erfolgt eine Absicherung über eine Schmelzsicherung, die bei einer bestimmten Temperatur den Stromkreis unterbricht. In Fig. 10 wird der Sensor über den Stromkreis mit versorgt und übermittelt die Informationen drahtlos an den außen liegenden Kontroller. In Fig. 11 befindet sich der Kontroller in der Kochvorrichtung.

Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Energiezufuhr in eine isolierenden Hülle erfolgt und b. die Temperatur in der Vorrichtung von außen bestimmt wird.
2. 2. Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, zusätzlich der Innendruck von außen bestimmt wird.
3. 3. Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung, nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Energiezufuhr in die Vorrichtung über Induktion erfolgt.
4. 4. Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung, nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Energiezufuhr über eine außen an der Vorrichtung angebrachte Kupplung und einen damit verbundenen innerhalb der Vorrichtung liegenden elektrischen Widerstand erfolgt.
5. 5. Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass die Temperatur drahtlos aus dem Innenraum der Kochvorrichtung ausgelesen wird und von einem Regler zur Steuerung des Induktions-Kochfeldes benutzt wird.
6. 6. Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung, nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein intelligenter Sensor Energie aus der Induktion für die Messung und drahtlose Übertragung mindestens der Temperatur nach außen benutzt.
7. 7. Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass der elektrische Widerstand (7) über eine externe Vorrichtung geschaltet wird, die die Temperatur im Inneren des isolierten Raumes über eine thermische Brücke bestimmt.
8. 8. Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die der Vorrichtung übergebene Spannung extern in Abhängigkeit von der gemessenen Innentemperatur geregelt wird.
9. 9. Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung, nach einem der Ansprüche 4,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Widerstand in einen gut wärmeleitenden Mantel 7 eingebettet ist dessen Breite in Richtung der wärmeabgebenden Topfbodens zunimmt und b. der Mantel über einen Bereich mit geringer Leitfähigkeit 7a verfügt, der dem direkten Wärmefluss zum Boden bremst.
10. 10. Isolierte Kochvorrichtung zur Verringerung des Energiebedarfes und zur Automatisierung, nach einem der Ansprüche 4, 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass a. eine Schmelzsicherung eine Temperaturexkursion im Inneren der isolierten Vorrichtung verhindert. b. ein Überdruckventil ein Bersten und schlagartigen Dampfaustritt verhindert.