OA17618A

OA17618A - Improved dual combustion wood and charcoal cooker.

Info

Publication number: OA17618A
Application number: OA1201500522
Authority: OA
Inventors: NJOMO DONATIEN Professeur
Original assignee: NJOMO DONATIEN Professeur
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-04-28

Abstract

La présente invention concerne un cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois qui possède un système pour évacuer aisément les cendres et autres solides imbrulés ainsi qu'une installation d'alimentation en air secondaire afin de brûler tous les gaz de combustion, améliorant ainsi l'efficacité thermique du cuiseur amélioré. Dans le présent cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois, l'air secondaire chaud est injecté au-dessus de la flamme de combustion primaire afin de brûler tous les gaz de combustion primaire émis ce qui améliore notablement le rendement thermique du cuiseur qui dépasse alors 90%. Du fait de l'excellent rendement de notre cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois, la consommation du combustible solide est faible; ainsi le présent cuiseur à bois et à charbon de bois permet d'économiser 80% de bois par rapport à un cuiseur traditionnel "3 pierres". The present invention relates to an improved wood and charcoal cooker which has a system for easily discharging ash and other unburnt solids as well as a secondary air supply installation for burning all combustion gases, thereby improving the efficiency of the combustion process. improved thermal efficiency of the cooker. In the present improved wood and charcoal cooker, the hot secondary air is injected above the primary combustion flame in order to burn all the primary combustion gases emitted which significantly improves the thermal efficiency of the cooker which exceeds then 90%. Due to the excellent efficiency of our improved wood and charcoal cooker, the consumption of solid fuel is low; thus the present wood and charcoal cooker makes it possible to save 80% of wood compared to a traditional "3 stones" cooker.

Description

La présente invention concerne un cuiseur amélioré et efficace que l’on alimente au bois ou au charbon de bois et qui aspire par tirage naturel de l’air primaire pour brûler le combustible solide et de l’air secondaire pour brûler les gaz et particules émis lors de la combustion primaire du bois ou du charbon de bois, d’où la double 5 combustion. L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) estime que 2 millions de personnes essentiellement des femmes et des enfants décèdent chaque année dans les pays en développement des suites de l’inhalation de fumées toxiques et de particules fines rejetées par les cuiseurs traditionnels à bois dits 3 pierres qui ont un rendement thermique médiocre, inférieur à 10%. D’où la nécessité de la mise en 10 œuvre de cuiseurs à bois et à charbon de bois efficaces capables de réduire les émissions de fumées et de particules émises par les cuiseurs traditionnels à bois. La plupart des cuiseurs améliorés à bois et à charbon de bois que l’on rencontre sur le marché présentent deux inconvénients principaux qui sont : une difficulté de nettoyage et d’évacuation des cendres et des solides imbrulés ; une absence 15 d’alimentation en air secondaire pour brûler tous les gaz de combustion. Dans les cuiseurs améliorés classiques la cendre et les solides imbrulés sont évacués en renversant le cuiseur ; par ailleurs les gaz de combustion non brûlés sont rejetés hors du cuiseur, ce qui diminue l’efficacité thermique du cuiseur. La combustion primaire du bois ici a un rendement thermique qui est encore faible, très inférieur à 20 50 %. Au vue de ce qui précède un réel besoin existe pour un cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois qui possède un système pour évacuer aisément les cendres et autres solides imbrulés ainsi qu’une installation d’alimentation en air secondaire afin de brûler tous les gaz de combustion, améliorant ainsi l’efficacité thermique du cuiseur amélioré. Les gaz émis par le bois chauffé brûlent à très haute 25 température avec un rendement qui est potentiellement très proche de 100 %. Un tel cuiseur a une efficacité élevée, de plus de 90%, d’utilisation du bois et du charbon de bois. Les avancées techniques du présent cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois ainsi que les objectifs poursuivis sont visibles dans la description qui suit et le dessin (Figure 1) qui est annexé.The present invention relates to an improved and efficient cooker which is fired with wood or charcoal and which draws in by natural draft of the primary air to burn the solid fuel and of the secondary air to burn the gases and particles emitted. during the primary combustion of wood or charcoal, hence the double combustion. The World Health Organization (WHO) estimates that 2 million people, mostly women and children, die each year in developing countries as a result of inhaling toxic fumes and fine particles released by traditional wood cookers. said 3 stones which have a mediocre thermal efficiency, less than 10%. Hence the need for the implementation of efficient wood and charcoal cookers capable of reducing the smoke and particle emissions emitted by traditional wood cookers. Most of the improved wood and charcoal cookers on the market have two main drawbacks, which are: difficulty in cleaning and removing ash and unburnt solids; an absence of secondary air supply to burn off all the combustion gases. In conventional improved cookers ash and unburnt solids are discharged by overturning the cooker; furthermore, unburned combustion gases are released from the cooker, which decreases the thermal efficiency of the cooker. The primary combustion of wood here has a thermal efficiency which is still low, much less than 50%. In view of the above, a real need exists for an improved wood and charcoal cooker which has a system for easily removing ash and other unburnt solids as well as a secondary air supply installation in order to burn all the flue gas, thereby improving the thermal efficiency of the improved cooker. The gases emitted by the heated wood burn at a very high temperature with an efficiency which is potentially very close to 100%. Such a cooker has a high efficiency, over 90%, using wood and charcoal. The technical advances of the present improved wood and charcoal cooker as well as the objectives pursued are visible in the following description and the drawing (FIG. 1) which is appended.

Le système le plus rudimentaire pour cuisiner avec le bois est le foyer 3 pierres. Suivant la manière de le gérer, son rendement varie de 3 à 15%. Le foyer 3 pierres est souvent exposé au vent et donne des flammes qui ne sont pas adaptées à la taille de la marmite. On trouve des cuiseurs plus élaborés qui permettent de gagner en performance et en simplicité d’utilisation. Ils sont faits en tôle d’acier ou en argile, avec des formes plus ou moins complexes qui permettent à chaque fois de gagner un peu de rendement et donc de réduire la quantité de bois à brûler. Le principe d’un 5 cuiseur à bois amélioré est simple, il consiste à créer les meilleures conditions de combustion du bois possibles pour en tirer le maximum d’énergie. Un tel cuiseur possède une chambre de combustion de dimension adaptée à la puissance du cuiseur, des prises d’air de la bonne taille correspondant à la puissance du cuiseur et disposées aux bons endroits, et dans la mesure du possible permet la canalisation 10 de la flamme autour de la marmite pour maximiser l’échange de chaleur et la récupération d’énergie. Un des cuiseurs améliorés le plus connu est le “rocket stove” ; il permet de diviser par 3 la consommation de bois par rapport à un foyer 3 pierres. Ce type de cuiseur peut aussi être fabriqué en argile. Le plus connu et le plus répandu des cuiseurs à charbon de bois est le cuiseur malgache. Bien que 15 simple et pas cher, le cuiseur malgache n’est pas économe en charbon car une grosse part d’énergie est rayonnée vers l’extérieur, donc perdue, le cuiseur n’étant pas isolé. Le rendement d’un cuiseur malgache atteint difficilement 25%. En plus de leurs rendements thermiques qui ne sont pas assez élevés, ces cuiseurs à bois et à charbon de bois à simple combustion présentent une difficulté de nettoyage et 20 d’évacuation des cendres et des solides imbrulés ; et ils sont dépourvus d’un système d’alimentation en air secondaire pour brûler tous les gaz de combustion. Dans ces cuiseurs améliorés classiques la cendre et les solides imbrulés sont très souvent évacués en renversant le cuiseur ; par ailleurs les gaz de combustion non brûlés sont rejetés hors du cuiseur, ce qui diminue l’efficacité thermique du cuiseur. 25 L’objet de notre invention est de pallier à ces insuffisances en prévoyant un système pour évacuer aisément les cendres et les solides imbrulés ; en installant un système d’alimentation en air secondaire pour brûler tous les gaz de combustion primaire ; toutes choses qui conduisent à une augmentation importante du rendement thermique de notre cuiseur à bois et à charbon de bois à double combustion.The most rudimentary system for cooking with wood is the 3 stone fireplace. Depending on the way it is managed, its yield varies from 3 to 15%. The 3 stone fireplace is often exposed to the wind and gives off flames which are not adapted to the size of the pot. There are more sophisticated cookers that improve performance and ease of use. They are made of sheet steel or clay, with more or less complex shapes that each time save a little yield and therefore reduce the amount of firewood. The principle of an improved 5 wood cooker is simple, it consists in creating the best possible wood combustion conditions in order to obtain the maximum energy from it. Such a cooker has a combustion chamber of a dimension adapted to the power of the cooker, air intakes of the right size corresponding to the power of the cooker and arranged in the right places, and as far as possible allows the pipe 10 of the flame around the pot to maximize heat exchange and energy recovery. One of the best known improved cookers is the “rocket stove”; it allows to divide by 3 the consumption of wood compared to a 3 stone fireplace. This type of cooker can also be made from clay. The best known and most widely used charcoal cooker is the Malagasy cooker. Although simple and inexpensive, the Madagascan cooker is not economical on charcoal because a large part of the energy is radiated outwards, and therefore lost, the cooker not being isolated. The efficiency of a Madagascan cooker hardly reaches 25%. In addition to their thermal yields which are not high enough, these single combustion wood and charcoal cookers have difficulty in cleaning and removing ash and unburnt solids; and they lack a secondary air supply system to burn off all flue gases. In these conventional improved cookers the ash and unburnt solids are very often removed by overturning the cooker; furthermore, unburned combustion gases are released from the cooker, which decreases the thermal efficiency of the cooker. The object of our invention is to overcome these shortcomings by providing a system for easily removing ash and unburnt solids; installing a secondary air supply system to burn off all primary combustion gases; all of which lead to a significant increase in the thermal efficiency of our dual combustion wood and charcoal cooker.

L’appareil que nous décrivons dans ce document est un cuiseur amélioré et efficace que l’on alimente au bois ou au charbon de bois et qui aspire par tirage naturel de l’air primaire pour brûler le combustible solide et de l’air secondaire pour brûler les gaz et particules émis lors de la combustion primaire du bois ou du charbon de bois. La plupart des cuiseurs améliorés à bois et à charbon de bois que l’on rencontre sur le marché présentent deux inconvénients principaux qui sont : une difficulté de nettoyage et d’évacuation des cendres et des solides imbrulés ; une absence 5 d’alimentation en air secondaire pour brûler tous les gaz de combustion. La combustion primaire du bois ici a un rendement thermique qui est encore faible, très inférieur à 50% ; cette valeur est cependant bien plus élevée que celle du rendement thermique du cuiseur traditionnel 3 pierres qui ne dépasse guère 10%. La présente invention décrit un cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois qui possède un 10 système pour évacuer aisément les cendres et autres solides imbrulés ainsi qu’une installation d’alimentation en air secondaire afin de brûler tous les gaz de combustion, améliorant ainsi l’efficacité thermique du cuiseur amélioré. Dans le présent cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois, l’air secondaire chaud est injecté au-dessus de la flamme de combustion primaire afin de brûler tous les gaz de 15 combustion primaire émis ce qui améliore notablement le rendement thermique du cuiseur qui dépasse alors 90%. Du fait de l’excellent rendement du présent cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois, la consommation du combustible solide est faible ; ainsi le présent cuiseur à bois et à charbon de bois permet d’économiser 80% de bois par rapport à un cuiseur traditionnel 3 pierres.The apparatus that we describe in this document is an improved and efficient cooker which is fueled with wood or charcoal and which draws in by natural draft of the primary air to burn the solid fuel and of the secondary air to burn gases and particles emitted during the primary combustion of wood or charcoal. Most of the improved wood and charcoal cookers on the market have two main drawbacks, which are: difficulty in cleaning and removing ash and unburnt solids; a lack of secondary air supply to burn off all flue gases. The primary combustion of wood here has a thermal efficiency which is still low, much lower than 50%; this value is however much higher than that of the thermal efficiency of the traditional 3 stone cooker, which hardly exceeds 10%. The present invention describes an improved wood and charcoal cooker which has a system for easily removing ash and other unburnt solids as well as a secondary air supply installation to burn off any combustion gases, thereby improving the thermal efficiency of the cooker improved. In the present improved wood and charcoal cooker, the hot secondary air is injected above the primary combustion flame in order to burn off any primary combustion gases emitted thereby significantly improving the thermal efficiency of the cooker which results in a significant improvement in the thermal efficiency of the cooker. then exceeds 90%. Due to the excellent efficiency of the present improved wood and charcoal cooker, the consumption of solid fuel is low; thus the present wood and charcoal cooker saves 80% of wood compared to a traditional 3 stone cooker.

Le présent cuiseur à bois et à charbon de bois (Figure 1) est composé d’une enceinte métallique cylindrique (1) qui constitue la chambre de combustion. Le présent cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois conserve bien la chaleur à l’intérieur du cuiseur grâce à l’isolant thermique en terre (3) qui recouvre toute sa 25 surface intérieure. Le présent cuiseur à bois et à charbon de bois possède des manches (5) munis de tiges en matériau solide isolant (4) qui facilitent le transport du cuiseur même en fonctionnement. Le présent cuiseur à bois et à charbon de bois est alimenté en combustible solide (bois ou charbon de bois) par deux fentes (8) opposées pratiquées sur la paroi latérale à mi-hauteur du cuiseur. Le présent cuiseur 30 à bois et à charbon de bois possède deux languettes métalliques (9) fixées sur les deux fentes latérales et inclinées vers l’intérieur du cuiseur ; ces languettes métalliques soutiennent les morceaux de bois combustibles. Le présent cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois possède une boite métallique plate circulaire (11) qui communique avec l’extérieur (13) et sur laquelle reposent les bouts de bois ou le charbon combustible. Deux tubes métalliques cylindriques (7) partent de la boite métallique plate et transportent l’air secondaire vers les gaz de combustion chauds. Le présent cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois possède, à 5 l’intérieur, un capuchon métallique (6) en forme de tuyère de Laval qui canalise les gaz de combustion et accélère la flamme vers le fond de la marmite. Un petit râteau (14) est fourni séparément avec le cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois pour racler le foyer de la chambre de combustion et évacuer les cendres et solides imbrulés vers l’extérieur du cuiseur à travers une fente semi-circulaire (10) pratiquée 10 sur la paroi latérale du cuiseur à hauteur du foyer de combustion. Le présent cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois est fermé à sa base. Le présent cuiseur à bois et à charbon de bois repose sur quatre pieds métalliques (12) en V renversé soudés sur la structure du cuiseur. Le présent cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois possède une grille de support de la marmite (2) spécialement conçue pour favoriser 15 le tirant des gaz de combustion quelle que soit le diamètre de la base de la marmite.This wood and charcoal cooker (Figure 1) is composed of a cylindrical metal enclosure (1) which constitutes the combustion chamber. The present improved wood and charcoal cooker retains heat well inside the cooker by virtue of the earthen thermal insulation (3) which covers its entire interior surface. The present wood and charcoal cooker has handles (5) provided with rods of solid insulating material (4) which facilitate the transport of the cooker even in operation. The present wood and charcoal cooker is supplied with solid fuel (wood or charcoal) by two opposing slots (8) made on the side wall at mid-height of the cooker. The present wood and charcoal cooker 30 has two metal tabs (9) fixed on the two side slots and inclined towards the interior of the cooker; these metal tabs support the pieces of combustible wood. The present improved wood and charcoal cooker has a circular flat metal box (11) which communicates with the exterior (13) and on which the pieces of wood or fuel charcoal rest. Two cylindrical metal tubes (7) extend from the flat metal box and carry secondary air to the hot flue gases. The present improved wood and charcoal cooker has, inside, a metal cap (6) in the shape of a Laval nozzle which channels the combustion gases and accelerates the flame to the bottom of the pot. A small rake (14) is supplied separately with the Improved Wood and Charcoal Cooker to scrape the hearth from the firebox and discharge ash and unburned solids to the outside of the cooker through a semi-circular slot ( 10) made 10 on the side wall of the cooker at the height of the combustion chamber. The present improved wood and charcoal cooker is closed at its base. The present wood and charcoal cooker rests on four metal legs (12) in inverted V welded to the structure of the cooker. The present improved wood and charcoal cooker has a pot support grid (2) specially designed to aid in drawing combustion gases regardless of the diameter of the pot base.

Le bois ou le charbon de bois doit être bien sec avant d’être introduit dans le foyer du cuiseur et avoir si possible un diamètre inférieur à 3 cm pour brûler efficacement et produire un bon flux de chaleur qui monte vers la marmite. Pour démarrer rapidement le chauffage du bois on utilisera cependant un diamètre de bois plus 20 petit. Il faut éviter d’introduire trop de bois ou de charbon de bois dans le foyer du cuiseur car cela ne permet pas un bon brassage du combustible solide et de l’air comburant indispensable à une bonne combustion. Un diamètre de bois ou de charbon de bois plus important, de 3 à 4 cm, peut être utilisé dans les cas de cuissons longues. Lors de la combustion du bois, le bois se décompose 25 thermiquement en charbon de bois et en différents gaz, principalement du CO2 et deThe wood or charcoal must be very dry before being introduced into the hearth of the cooker and if possible have a diameter of less than 3 cm to burn efficiently and produce a good flow of heat which rises to the pot. To start the wood heating quickly, however, a smaller wood diameter will be used. Avoid introducing too much wood or charcoal into the cooker hearth as this does not allow good mixing of the solid fuel and the combustion air essential for good combustion. A larger diameter of wood or charcoal, 3 to 4 cm, can be used in cases of long cooking. During the combustion of wood, the wood is thermally decomposed into charcoal and various gases, mainly CO2 and carbon.

ΙΉ2Ο, et des gaz combustibles tels que le CO et ΙΉ2. Les gaz combustibles, mélangés à l’air primaire, s’enflamment et produisent une flamme vigoureuse. Dans la plupart des cuiseurs améliorés classiques plus de la moitié des gaz combustibles ne brûlent pas dans l’air primaire. Dans le présent cuiseur amélioré à bois et à 30 charbon de bois, l’air secondaire chaud est injecté au-dessus de la flamme de combustion primaire afin de brûler tous les gaz de combustion émis ce qui améliore notablement le rendement thermique du cuiseur qui dépasse alors 90%. Du fait de l’excellent rendement du présent cuiseur amélioré à bois et à charbon de bois, la consommation du combustible solide est faible ; ainsi le présent cuiseur à bois et à charbon de bois permet d’économiser 80% de bois par rapport à un cuiseur traditionnel 3 pierres.ΙΉ2Ο, and combustible gases such as CO and ΙΉ2. Combustible gases, mixed with the primary air, ignite and produce a vigorous flame. In most conventional improved cookers more than half of the fuel gases do not burn in the primary air. In the present improved wood and charcoal cooker, the hot secondary air is injected above the primary combustion flame in order to burn off any flue gases emitted thereby significantly improving the thermal efficiency of the over-sized cooker. then 90%. Due to the excellent efficiency of the present improved wood and charcoal cooker, the consumption of solid fuel is low; thus the present wood and charcoal cooker saves 80% of wood compared to a traditional 3 stone cooker.

Claims

1. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that it is fed with wood or charcoal and it draws natural draft of the primary air to burn the solid fuel and air. secondary to burn gases and particles emitted during the primary combustion of wood or charcoal.

2. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that it is composed of a cylindrical metal enclosure which constitutes the combustion chamber; this combustion chamber is covered on the inside with thermal insulation in order to retain the heat inside the cooker.

3. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that it has handles in solid insulating material which facilitate the transport of the cooker even in operation.

4. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that it has two opposite slots made on the side wall at mid-height of the cooker through which the solid fuel is introduced (wood or charcoal); two metal tabs are attached to these two side slots and inclined towards the inside of the cooker; these metal tabs support the pieces of combustible wood.

5. Improved dual combustion wood and charcoal cooker characterized in that it has a semi-circular side slot at the height of the floor of the combustion chamber through which the cooker draws in the primary air; it is also through this slit that ash and unburnt solids are discharged.

6. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that it has a circular flat metal box which communicates with the outside and on which rest the pieces of wood or the combustible charcoal; this flat metal box draws in secondary air and heats it.

7. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that the flat metal box object of claim 6 is connected to two cylindrical metal tubes which transport the heated secondary air to the combustion gases above the flame.

8. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that it has, inside, a cap in the form of a Laval nozzle in metal sheet which channels the combustion gases and accelerates the flame to the bottom. of the pot.

9. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that it is provided with a small rake supplied separately which serves to scrape the hearth from the combustion chamber and to evacuate the ashes and unburned solids towards the exterior of the cooker through a semi-circular slot made on the side wall of the cooker at the height of the combustion chamber.

10. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that it has four inverted V-shaped metal legs welded to the structure of the cooker.

11. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that it has a pan support grid specially designed to promote the drawing of combustion gases regardless of the diameter of the base of the pot.

12. Improved double combustion wood and charcoal cooker characterized in that it allows solid fuel savings of around 80% compared to a traditional 3 stone cooker.