FR2588644A1

FR2588644A1 - Solar cooker having improved convenience

Info

Publication number: FR2588644A1
Application number: FR8515290A
Authority: FR
Inventors: Roland Corbieres; Roger Bernard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-11
Filing date: 1985-10-11
Publication date: 1987-04-17
Also published as: FR2588644B1

Abstract

The invention relates to a concentration solar cooker intended for countries of latitude above 41 DEG . Compared to existing models, it is characterised by being more stable, being easier to use and having less risk of users being dazzled. The apparatus includes a frame 1, a reflector composed of several tens of plane mirrors 2, a work top 4 supporting various accessories 13 and a detachable insulating box 3 for reducing thermal losses from the vessel which, however, remains perfectly accessible. The castors of the frame make it easier to orient it towards the sun. The user may control the inclination of the reflector without being dazzled, by virtue of a spot reflected by a small auxiliary mirror 10 onto a translucent plate 7. The solar cooker enables all cooking operations to be performed which could be carried out on a gas burner in a slightly longer time, but at no cost.

Description

Ltobv2t de l'invention concerne la cuisson domestique des aliments au moyen de l'Crerne solaire. Elle vise plus particulièrement à améliorer la commodité d'utilisation de cette énergie, qui fait souvent défaut aux appareils existants. Ltobv2t of the invention relates to the domestic cooking of food by means of the solar handle. It aims more particularly to improve the convenience of using this energy, which is often lacking in existing devices.

Dans l'état actuel de la technique, en effet, la cuisson solaire des aliments s'effectue soit en plaçant ceux-ci au soleil dans des boites vitrées et bien isolées thermiquement, soit au moyen de cuisinières à vapeur, dans lesquelles le récipient n'est pas chauffé directement par les rayons du Soleil mais par de la vapeur d'eau produite par un capteur solaire, soit enfin en plaçant les aliments à cuire au foyer d'un réflecteur en forme de parabololde
Nais dans les deux premiers cas l'accès aux aliments n'est pas très pratique puisqu'il faut chaque fois ouvrir et refermer l'enceinte isolée qui les contient. Quant aux cuiseurs paraboliques, qui ne possèdent pas ce défaut, ils en ont au moins quatre autres
Premièrement le paraboloïde offre une prise importante au vent qui renverse fréquemment les appareils légers en aluminium , cet inconvénient étant parfois combattu au moyen d'un châssis très lourd et encombrant.In the current state of the art, in fact, solar cooking of food is carried out either by placing it in the sun in glass boxes and well thermally insulated, or by means of steam cookers, in which the container n is not heated directly by the rays of the Sun but by water vapor produced by a solar collector, or finally by placing the food to be cooked in the hearth of a reflector in the shape of a parabolold
In the first two cases, access to food is not very practical since it is necessary each time to open and close the insulated enclosure which contains them. As for the parabolic cookers, which do not have this defect, they have at least four others
Firstly the paraboloid offers a strong hold in the wind which frequently overturns light aluminum devices, this drawback being sometimes combated by means of a very heavy and bulky chassis.

Deuxièmement, le réflecteur étant symétrique autour dun axe parallèle aux rayons solaires, le récipient y projette nécessairement son ombre, de même que l'utilisateur qui doit se placer du cette du Soleil pour accéder aux aliments ou pour effectuer le réglage du réflecteur. Secondly, the reflector being symmetrical about an axis parallel to the sun's rays, the container necessarily casts its shadow on it, as does the user who must place himself in the sun to access food or to adjust the reflector.

Troisièmement, le renversement d'un aliment ou la chute d'un accessoire de cuisson risque de salir ou d'endommager le réflecteur. Third, spilling food or dropping a cooking accessory can soil or damage the reflector.

Qaatrièmement, enfin, les paraboloides courbes ou tapissés de trias petits miroirs peuvent concentrer jusqu'à 400 fois le rayonnement solaire en leur foyer. Ce point est un danger potentiel pour les yeux des utilisateurs inexpérimentés ou étourdis. Fourthly, finally, the paraboloid curved or lined with three small mirrors can concentrate up to 400 times the solar radiation in their home. This point is a potential danger to the eyes of inexperienced or dizzy users.

L'invention présentée a pour objet de combattre ces différents défauts qui, pour les deux premiers, peuvent etre complétement éliminés, et pour les deux autres, très fortement réduits. The object of the invention presented is to combat these various defects which, for the first two, can be completely eliminated, and for the other two, very greatly reduced.

Un premier objet de l'invention et donc d'assurer une parfaite stabilité du cuiseur, ce qui est obtenu en réduisant le paraboloide à sa partie quasi horizontale située en position basse, de sorte que le vent n'a pratiquement aucune prise sur lui. Li diminution de puissance utile qui résulte de cette réduction de la surface captrice est en partie compen sée par l'isolation thermique du récipient à chauffer. A first object of the invention and therefore to ensure perfect stability of the cooker, which is obtained by reducing the paraboloid to its almost horizontal part located in the low position, so that the wind has practically no hold on it. The reduction in useful power which results from this reduction in the sensing surface is partly offset by the thermal insulation of the container to be heated.

Un deuxième objet de l'irverftior est de supprimer les ombres projetées sur le réflecteur par le récipient et l'utilisateur, ce qui est rendu possible par l'emploi d'un réflecteur dissymétrique dont les dimen sions et la position sont adaptées à la latitude du lieu d'utilisation. A ce propos, il convient de noter oue l'invention, dans son état actuel, n'est pas adaptée aux latitudes inférieures à 410. A second object of the irverftior is to remove the shadows cast on the reflector by the container and the user, which is made possible by the use of an asymmetrical reflector whose dimensions and position are adapted to the latitude of the place of use. In this regard, it should be noted that the invention, in its current state, is not suitable for latitudes below 410.

Un troisième objet de l'invention est de réduire fortement les risaues de salissure ou de détérioration du réflecteur par l'emploi d'une table de travail servant de support au récipient à chauffer et aux accessoires de cuisson. A third object of the invention is to greatly reduce the risk of soiling or deterioration of the reflector by the use of a work table serving as a support for the container to be heated and for the cooking accessories.

Un quatrième objet de l'invention est de réduire également le risque d'éblouissement de l'utilisateur en divisant par-15 environ la concentration du rayonnement solaire effectuée par les appareils usuels. A fourth object of the invention is also to reduce the risk of dazzling of the user by dividing by approximately 15 the concentration of solar radiation carried out by conventional devices.

Ce résultat est obtenu en remplacant les surfaces courbes ou les centaines de petits miroirs habituellement utilisés par quelques dizaines seulement de miroirs plans dont chacun est à peine plus petit que lelrécipient à chauffer. Cette nouvelle conception ne fait que limiter la température obtenue, de toute façon très suffisante pour les cuissons usuelles, sans dommage pour la puissance disponible qui ne dépend que de la superficie réfléchissante totale et non du nombre des miroirs.This is achieved by replacing the curved surfaces or the hundreds of small mirrors usually used with only a few dozen flat mirrors, each of which is barely smaller than the container to be heated. This new design only limits the temperature obtained, in any case very sufficient for conventional cooking, without damage to the available power which only depends on the total reflecting surface and not on the number of mirrors.

Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description ci-apres, faite en référence aux dessins annexés. Various other characteristics of the invention emerge from the description below, given with reference to the accompanying drawings.

La figure 1 représente schématiquement la position de l'utilisateur par rapport au cuiseur parabolique usuel. Figure 1 schematically shows the position of the user relative to the usual parabolic cooker.

La figure 2 montre la nouvelle position de l'utilisateur par rapport au cuiseur faisant I1 objet de l'invention. Figure 2 shows the new position of the user relative to the cooker I1 object of the invention.

La figure 3 est une vue éclatée du prototype réalisé, conforme à l'invention. Figure 3 is an exploded view of the prototype produced, according to the invention.

La figure 4 représente, en perspective, un dispositif toujours conforme à l'invention mais un peu plus puissant que le prototype et muni de divers perfectionnements. Figure 4 shows, in perspective, a device still according to the invention but a little more powerful than the prototype and provided with various improvements.

Sur les figures 1 et 2, il apparaît que le changement apporté par l'invention à la forme du réflecteur diminue la prise au vent et l'en- combrement de l'appareil, et permet d'éviter la projection sur le réflecteur des ombres du récipient et de l'utilisateur, ce dernier pouvant même se tenir à nombre d'un parasol ( non représenté ) sans pour autant gêner la cuisson des aliments. In FIGS. 1 and 2, it appears that the change made by the invention to the shape of the reflector reduces the wind resistance and the size of the device, and makes it possible to avoid projection onto the reflector of shadows. of the container and of the user, the latter even being able to hold a number of a parasol (not shown) without hampering the cooking of the food.

Selon la figure 3 , le prototype conforme à l'invention comprend trois parties principales : le bâti (1), le réflecteur (2) et le support du récipient (3). According to Figure 3, the prototype according to the invention comprises three main parts: the frame (1), the reflector (2) and the container support (3).

Le bâti comporte une planche horizontale en aggloméré (4), quatre pieds en fer et un cadre horizontal, muni de quatre roulettes, qui assure une stabilité parfaite de l'engin. The frame has a horizontal chipboard (4), four iron feet and a horizontal frame, fitted with four casters, which ensures perfect stability of the machine.

La planche, ou table de travail (4) est percée dsun trou cir- culaire central où viendront passer les rayons solaires concentrés par le réflecteur situé au dessous, ainsi que de quatre petits trous destinés à positionner le support isolant du récipient (5). The board or work table (4) is pierced with a central circular hole through which the concentrated solar rays will pass, through the reflector located below, as well as four small holes intended to position the insulating support of the container (5).

La hauteur de la table au dessus du sol est sensiblement celle d'une cuisinière à gaz classique, ce qui contribue grandement à la commodité du cuiseur. Le choix de cette hauteur résulte d'un compromis entre le souci d'assurer la commodité d'emploi et celui d'éviter l'ombre de la table sur le réflecteur sauf, à la rigueur, au voisinage du solstice d' été, pendant les instants proches du midi solaire qui, grâce au décalage entre l'heure légale et l'heure solaire, tombe à la fin du repas de midi. The height of the table above the ground is substantially that of a conventional gas stove, which greatly contributes to the convenience of the cooker. The choice of this height results from a compromise between the concern to ensure the convenience of use and that of avoiding the shade of the table on the reflector except, if necessary, in the vicinity of the summer solstice, during the moments close to solar noon which, thanks to the difference between the legal time and the solar time, falls at the end of the midday meal.

En oas d'oubli de l'appareil au soleil, et par suite de la rotation de la Terre au bout d'une demi-heure environ le faiscean réfléchi ne tomberait plus dans le trou central mais sur la face inférieure de la table de travail qui serait alors lentement carbonisée. Cet inconvénient a été éliminé en recouvrant le dessous de la planche d'une mince t81e d' aluminium. In case of forgetting the device in the sun, and as a result of the rotation of the Earth after about half an hour the reflected beam would no longer fall into the central hole but on the underside of the work table which would then be slowly charred. This drawback was eliminated by covering the underside of the board with a thin sheet of aluminum.

La table de travail comporte enfin, tout le long de son bord sud une baguette en relief (6) destinée à empêcher le glissement des objets pouvant tomber sur le réflecteur et le salir ou l'endommager, et, au milieu du bord opposé, une encoche semi-circulaire munie d'une petite plaque en plexiglas dépoli (7) dont on verra plus loin l'utilité. Finally, the work table has, along its southern edge, a raised strip (6) intended to prevent the sliding of objects which may fall on the reflector and soil or damage it, and, in the middle of the opposite edge, a semi-circular notch provided with a small frosted plexiglass plate (7), the usefulness of which will be seen below.

Aux pieds avant du bâti sont soudées~ieux fourchettes (8) destiné nées à supporter le réflecteur. At the front feet of the frame are welded ~ ieux forks (8) intended born to support the reflector.

Le réflecteu constitué par un assemblage rigide de miroirs plans ( au nombre de 25 à titre d'exemple sur la figure 3 ) orientés de façon à concentrer les rayons solaires au niveau de la table de travail. The reflector constituted by a rigid assembly of plane mirrors (25 in number by way of example in FIG. 3) oriented so as to concentrate the sun's rays at the level of the work table.

Dans le cas du prototype décrit ici,les miroirs ont été collés de façon artisanale sur un plateau en bois. Pour une fabrication industrielle de l'invention, il y aura lieu de faire un moulage du réflecteur précédent de façon à remplacer le plateau en bois par une coque en plastique, reproductible identiquement à elle-même en un grand nombre d'exemplaires.In the case of the prototype described here, the mirrors were glued by hand on a wooden tray. For an industrial manufacture of the invention, it will be necessary to make a molding of the preceding reflector so as to replace the wooden tray with a plastic shell, reproducible identically to itself in a large number of copies.

Les côtés du réflecteur portent deux tiges filetées muni-s de papillons (9) qui permettent la fixation du réflecteur aux fourchettes du bâti. Le serrage incomplet des papillons autorise la rotation du réflecteur en équilibre indifférent, autour d'un axe hori3antal, ce rui per::at d'ajuster son inclinaison an fonction de la hauteur du Soleil. Un petit miroir auxiliaire (10) fixé au réflecteur, réfléchit un faisceau lumineux sur le morceau de plexiglas dépoli ( 7 ) lorsque le faisceau principal est bien centré. Ce système permet à l'utilisateur de régler l'inclinaison du réflecteur sans subir l'éblouissement que provoquerait le faisceau principal. The sides of the reflector carry two threaded rods provided with butterflies (9) which allow the fixing of the reflector to the forks of the frame. The incomplete tightening of the butterflies allows the rotation of the reflector in indifferent balance, around a horizontal axis, this rui per :: at to adjust its inclination according to the height of the Sun. A small auxiliary mirror (10) fixed to the reflector, reflects a light beam on the piece of frosted plexiglass (7) when the main beam is well centered. This system allows the user to adjust the tilt of the reflector without being dazzled by the main beam.

L'ensemble bâti + réflecteur que l'on vient de décrire consti- tue déjà un appareil utilisable. 0n peut placer une poêle, un faitout ou une casserole au centre de la table comme sur le brûleur d'une cuisinière à gaz. Mais pour tirer de l'invention les meilleures performances possibles, il est bon d'utiliser le support isolant décrit ci-après. The frame + reflector assembly that we have just described already constitutes a usable device. You can place a frying pan, a Dutch oven or a saucepan in the center of the table as on the burner of a gas stove. However, in order to obtain the best possible performance from the invention, it is good to use the insulating support described below.

Le support isolant est une boîte parallèlépipêdique sans fond fabriquée par exemple en aggloméré, ou tout autre matériau isoîant.(3). The insulating support is a bottomless parallelepipedal box made for example of chipboard, or any other insulating material (3).

Sa paroi horizontale comporte une ouverture ovale qui épouse la forme du récipient : une cocotte en fonte noire de 3 litres, non représentée sur la figure 39 qui s'enfonce aux deux tiers dans le support isolant, ses poignées et son couvercle restant parfaitement accessibles. Les coins in iéieurs de la boîte sont munis de quatre goujons (11) qui pénètrent aisé- ment dans les trous correspondants de la table de travail (5), maintenant ainsi le récipient dans la bonne position sous lteffet de son propre poids sans qu'il soit nécessaire de faire intervenir une fixation quelconque.Its horizontal wall has an oval opening which follows the shape of the container: a 3-liter black cast iron casserole dish, not shown in Figure 39 which sinks two-thirds into the insulating support, its handles and lid remaining perfectly accessible. The inside corners of the box are provided with four studs (11) which easily penetrate into the corresponding holes of the work table (5), thus keeping the container in the correct position under the effect of its own weight without it is necessary to involve any fixation.

'intérieur de la botte est tapissé d'une minoe tôle d'aluminium destinée à réfléchir sur le récipient les radiations infrarouges qutil émet. Ainsi les pertes thermiques du récipient par rayonnement, conduction et convec- - tion sont réduites au minimum compatible avec la commodité dwaecès. he interior of the boot is lined with a mini aluminum sheet intended to reflect on the container the infrared radiation that it emits. Thus the heat losses of the container by radiation, conduction and convection - are reduced to the minimum compatible with the convenience of dwaecès.

La boîte isolante est elle-même munie de deux poignées en bois (12) permettant, en fin de cuisson, le transport commode de la cocotte-brt- lante sur la table de la salle à manger. La botte y jouera alors le rtle d'un dessous-de-plat isolant gracie auquel la nourriture restera très long- temps chaude. A titre d'exemple, aveo le prototype utilisé, une soupe pour quatre personnes dont la cuisson se termine vers 17 h. 30 pourra être servie suffisamment chaude vers 19 heures, sans qutil soit besoin d'utiliser u;e cuisinière à gaz pour la réchauffer. The insulating box is itself provided with two wooden handles (12) allowing, at the end of cooking, the convenient transport of the casserole dish on the dining room table. The boot will then play the role of a graceful insulating trivet to which the food will remain hot for a very long time. For example, with the prototype used, a soup for four people whose cooking ends around 5 p.m. 30 can be served hot enough around 7 p.m., without the need to use a gas stove to heat it.

Le fonctionnement de l'objet de l'invention fait intervenir le rayonnement solaire concentré par l'ensemble de miroirs plans que nous avons appelé le réflecteur. Comme tous les appareils à concentration,-il nécessite un réglage périodique en cours de fonctionnement, pour tenir compte du mouvement apparent du Soleil. I1 s'est avéré qu'un réglage tous les quarts d'heure environ suffisait. Ce réglage consiste d'abord en une réorientation de l'appareil en azimut qui s'effectue en faisant tourner légèrement le cuiseur sur ses roulettes, de façon à superposer les ombres au sol des pieds de devant et de derrière. On retouche alors l'inclinaison du réflecteur pour ramener sur la plaque translucide (7) le reflet du petit miroir auxiliaire (10). The operation of the object of the invention involves the solar radiation concentrated by the set of plane mirrors which we have called the reflector. Like all concentration devices, it requires periodic adjustment during operation to take account of the apparent movement of the Sun. It turned out that an adjustment approximately every quarter of an hour was sufficient. This adjustment consists first of all in a reorientation of the device in azimuth which is carried out by slightly turning the cooker on its wheels, so as to superimpose the shadows on the ground of the front and rear feet. The inclination of the reflector is then retouched to bring the reflection of the small auxiliary mirror (10) back onto the translucent plate (7).

La puissance de l'appareil est naturellement proportionnelle à la superficie du réflecteur. A titre d'exemple, le prototype construit comportait 25 miroirs carrés de 10,6 cm de côtés ce qui correspond à une puissance maximale reçue d'environ 200 watts à Lyon et 300 watts en haute montagne. The power of the device is naturally proportional to the area of the reflector. For example, the prototype built included 25 square mirrors with sides of 10.6 cm, which corresponds to a maximum power received of around 200 watts in Lyon and 300 watts in high mountains.

A titre indicatif sont indiqués ci-après les temps nécessaires pour quelques cuissons avec le prototype déjà cité et dans de bonnes conditions d'ensoleillement, à Lyon
Pommes de terre , pour quatre personnes , 1 heure
Millet X pour quatre personnes, i heure
Riz , pour quatre personnes, 1 h. 10
Lentilles , pour quatre personnes, 1 h. 45
Veau à rotir , 800 g, 2 heures
Boeuf bourguignon 800 g, 4 heures.As an indication are indicated below the times necessary for a few firings with the aforementioned prototype and in good conditions of sunshine, in Lyon
Potatoes, for four people, 1 hour
Millet X for four people, i hour
Rice, for four people, 1 hour. 10
Lentils, for four people, 1 hour. 45
Roasting veal, 800 g, 2 hours
Beef bourguignon 800 g, 4 hours.

I1 sera possible de réduire ces temps de cuisson, si on le dé- sire, en construisant des appareils plus puissants, c'est à dire munis de réflecteurs plus grands. Dans ce cas,il faudra se contenter d'allonger la dimension horizontale du réflecteur pour ne pas retrouver les problèmes d'ombres sur les miroirs. I1 a été calculé qu'avec une table de travail de 30 centimètres de large et située à 90 centimètres au dessus du sol,il serait possible d'utiliser rationnellement l'invention dans tous les lieux de latitude supérieure à 410 ( nord ou sud ) c'est à dire que l'invention concerne en particulier l'ensemble du territoire français métropolitain. It will be possible to reduce these cooking times, if desired, by building more powerful appliances, that is to say provided with larger reflectors. In this case, it will be enough to extend the horizontal dimension of the reflector so as not to find the problems of shadows on the mirrors. It has been calculated that with a work table 30 centimeters wide and situated 90 centimeters above the ground, it would be possible to rationally use the invention in all places of latitude greater than 410 (north or south) that is to say that the invention relates in particular to the whole of metropolitan French territory.

La figure 4 montre la mise en oeuvre de l'objet de l'invention à un cuiseur un peu plus puissant que le prototype décrit précédemment. Figure 4 shows the implementation of the object of the invention in a slightly more powerful cooker than the prototype described above.

Le réflecteur (2) est ici rectangulaire et l'allongement correspondant de la table de travail est alors mis à profit pour ajouter à la table des orifices supplémentaires permettant le rangement de quelques accessoires (13).The reflector (2) is here rectangular and the corresponding elongation of the work table is then used to add additional holes to the table allowing the storage of some accessories (13).

De plus, on a ajouté une barre de commande (14) pour le réglage du réflec- teur,oui n'est autre nu'une tige munie d'une poig-nee et soudée à l'axe de rotation ds celui-c. In addition, a control bar (14) has been added for adjusting the reflector, yes no other than a rod provided with a pin and welded to the axis of rotation thereof.

L'invention n'est pas limitée à cet exemple car diverses mo-ai- fications peuvent y être @@@@@@@@@ @@@ sortir @ @on cadre. The invention is not limited to this example since various modifications can be made there @@@@@@@@@ @@@ out @ @ my framework.

Claims

RE TM CADIOITSRE TM CADIOITS

1/ Cuiseur solaire à concentration caractérisé en ce qu'il comporte un réflecteur dissymétrique (2) composés de miroirs plans ayant une superficie de 100 citenviron chacun, fixé en position basse sur un bâti approprié (1) et également en ce outil comporte une table de travail (4) et un support isolant pour le récipient (3). 1 / Concentrating solar cooker characterized in that it comprises an asymmetrical reflector (2) composed of flat mirrors having an area of about 100 citenviron each, fixed in the low position on a suitable frame (1) and also in this tool comprises a table working (4) and an insulating support for the container (3).

2/ Cuiseur solaire à concentration selon la revendication 1, Ca- ractérisé par un réflecteur (2) dont les miroirs sont fixés à une coque en matière plastique moulée. 2 / Concentrating solar cooker according to claim 1, characterized by a reflector (2) whose mirrors are fixed to a molded plastic shell.

3/ Cuiseur solaire à oncentration selon la revendication 1, muni d'un réflecteur (2) caractérisé en ce qu'il porte un petit miroir auxi- liaire (10) destiné à faciliter son réglage. 3 / solar overcentring cooker according to claim 1, provided with a reflector (2) characterized in that it carries a small auxiliary mirror (10) intended to facilitate its adjustment.

4/ Cuiseur solaire à concentration selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque translucide (7) servant au réglage du réflecteur. 4 / Concentrating solar cooker according to claims 1 and 3, characterized in that it comprises a translucent plate (7) used for adjusting the reflector.

5/ Cuiseur solaire à concentration selon la revendication 1, caractérisé par une table de travail horizontale (4) bordée par une baguette en relief (6) pour la protection du réflecteur. 5 / Concentrating solar cooker according to claim 1, characterized by a horizontal work table (4) bordered by a raised strip (6) for the protection of the reflector.

6/ Cuiseur solaire à concentration selon la revendication lS caractérisé par un support isolant (3) destiné à recevoir le récipient à chauffer et muni de quatre goujons (11) pour son positionnement. 6 / Concentrating solar cooker according to claim lS characterized by an insulating support (3) intended to receive the container to be heated and provided with four studs (11) for its positioning.

7/ Cuiseur solaire à concentration selon les revendications 1 et 6, oaractzrisé par un support isolant amovible (3) muni de deux poignées(î2) isolantes pour le transport commode du récipient chaud. 7 / Concentrating solar cooker according to claims 1 and 6, oaractzrized by a removable insulating support (3) provided with two insulating handles (î2) for the convenient transport of the hot container.

8/ Cuiseur solaire à concentration selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une tige soudée à l'axe du réflecteur (14) pour le réglage de celui-ci 8 / Concentrator solar cooker according to the preceding claims, characterized in that it comprises a rod welded to the axis of the reflector (14) for the adjustment thereof