WO2022250521A1 - Mini four solaire avec stockage thermique - Google Patents

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WO2022250521A1
WO2022250521A1 PCT/MA2022/000001 MA2022000001W WO2022250521A1 WO 2022250521 A1 WO2022250521 A1 WO 2022250521A1 MA 2022000001 W MA2022000001 W MA 2022000001W WO 2022250521 A1 WO2022250521 A1 WO 2022250521A1
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sun
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small
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Mohammad Arhal
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Mohammad Arhal
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    • F24S20/30—Solar heat collectors for heating objects, e.g. solar cookers or solar furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • F24S23/31—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02B40/18—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers using renewables, e.g. solar cooking stoves, furnaces or solar heating

Definitions

  • the present invention relates to the field of solar cooking of food, it is a mini solar oven equipped with a small tank to store the heat in order to use it when the sun is absent or to reduce the cooking time. .
  • a small copper tank (4) has been designed containing a phase change material (6) which allows the operation of the heat storage during the preheating of the oven. oven, this operation requires a lapse of time varies from 30 min to one hour and more, and this to reuse it during cooking, said tank (4) is fed by radiation via the focal point (10) created by the Fresnel lens , as well as by a booster resistor powered by an alternating current (5).
  • the means of collection and concentration of radiation consists of:
  • Said lens (2) is movable via an automatic mechanical system (3) and (12)
  • a transparent surface (1) consisting of two curved Plexiglas layers separated by air space or vacuum, this element allows solar radiation to easily penetrate inside the oven while preventing infrared rays emitted from the inside of out (principle of the greenhouse effect) and it also provides good insulation to maintain the heat inside the oven.
  • the reception of the radiation is done by:
  • a round shaped copper tank (4) filled with a phase change material (6) heat is absorbed or released when the material changes from solid to liquid and vice versa or when the internal structure of the material changes.
  • the PCM is therefore called heat storage material allows heat to be stored during preheating in order to reuse it later during cooking.
  • the focal point (9) is formed on the hermetic lid of the tajine or the box, the heat begins to propagate in the latter by conduction, they also receive heat already stored in the tank (4), therefore , the cooking time of the food is reduced.
  • the auxiliary resistance powered by an alternating current (5) operates once the sun is absent, it is in contact and below the tank (4) containing the MCP (6), it can intervene both for a direct cooking only to supply the tank (4).
  • the first system (12) is linked to the support (3) of the lens (2), its purpose is to control the movement which consists in automatically tracking the height of the sun 15
  • the second system (7) controls the movement of the entire oven to automatically track the path of the sun 14
  • the concentration with the lens, the storage and the tracking system, these three elements allow the oven to have a good performance while reducing its size.

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Abstract

L'invention concerne un petit four solaire avec stockage d'énergie thermique. Cet appareil est constitué d'une paroi isolée (11), une surface transparente (1), une lentille de Fresnel (2) dont la distance focale mobile à l'aide d'un système mécanique automatique (3) (12) pour poursuivre la hauteur du soleil. Lors du préchauffage le point focal (10) de la lentille située sur le petit réservoir en cuivre (4) contenant un matériau à changement de phase (6) ce dernier se recharge thermiquement par deux méthode : la concentration de rayonnement effectuée par la lentille (2) et/ou par une résistance d'appoint alimentée par un courant alternatif (5), la chaleur accumulé dans le petit réservoir (4) permet d'utiliser le four lors de l'absence du soleil ou pour réduire le temps de cuisson, pendant ce dernier le récipient (8) ou (16), reçoit la chaleur par conduction via la chaleur stocké dans le petit réservoir (4) ou/et par rayonnement via le point focal (9) situé sur le couvercle de ladit récipient (8) ou (16), et ce après un réglage manuel de la lentille. l'ensemble du four est lié à un autre système mécanique automatique (7) pour poursuivre le trajet du soleil.

Description

Mini four solaire avec stockage thermique
Description:
La présente invention concerne le domaine de la cuisson solaire des aliments, il s’agit d’un mini four solaire doté d’un petit réservoir pour stocker la chaleur afin de l’utiliser quand le soleil est absent ou pour réduire la durée de cuisson.
Actuellement la durée longue de cuisson est le principal inconvénient des fours solaires à boite (2 à 3 heures) en plus ils ne profitent pas suffisamment du temps de préchauffage qui constitue une étape importante pour diminuer le délai de cuisson. En outre, ces fours nécessitent d'occuper plus d’espace afin de collecter suffisamment de rayonnement solaire ce qui rend difficile son utilisation et déplacement.
Afin de diminuer la longue durée de cuisson tout en réduisant l'encombrement du four un petit réservoir en cuivre (4) à été conçu contenant un matériau changement de phase (6) qui permet l'opération du stockage de la chaleur lors du préchauffage du four, cette opération nécessite un laps de temps varie de 30 min à une heure et plus, et ce pour la réutiliser pendant la cuisson, ladite réservoir (4) est alimenté par rayonnement via le point focal (10) créé par la lentille de Fresnel, ainsi que par une résistance d’appoint alimenté par un courant alternative (5).
Les moyens de collecte et concentration de rayonnement consiste en :
Une lentille de Fresnel (2) en PMMA dont la distance focale est de 25 cm, elle concentre les rayonnement solaire sur le réservoir (4) et sur le couvercle du récipient (8) après ajustement de la distance focale, et ce en déplaçant manuellement et verticalement la lentille 13. Ladite lentille (2) est mobile via un système mécanique automatique (3) et (12)
Une surface transparente (1) constitué de deux couche courbés en plexiglas séparés par espace d’air ou sous vide, cet élément permet au rayonnement solaire de pénétrer facilement à l'intérieure du four tout en empêchant les rayons infrarouge émis de l'intérieur de sortir (principe de l’effet de serre) et il constitue aussi un bon isolement pour maintenir la chaleur à l'intérieure du four.
La réception du rayonnement se fait par :
Un réservoir (4) en cuivre de forme ronde rempli d’un matériau de changement de phase (6), la chaleur est absorbée ou libérée lorsque le matériau passe du solide au liquide et vice versa ou lorsque la structure interne du matériau change. Le MCP est par conséquent appelé matériau de stockage de la chaleur permet de stocker la chaleur durant le préchauffage afin de le réutiliser par la suite durant la cuisson. Un récipient sous forme de tajine en cuivre (8) ou d’une boite en cuivre (16) déposé sur le réservoir, dont le couvecle est émaillé en noir afin de d’eviter l’oxydation de cuivre puisque il subit une temparture du point focal qui depase parfoit 280 C,. Une fois le point focal (9) se constitue sur le couvercle hermétique du tajine ou de la boite, la chaleur commence à se propager dans ces derniers par conduction, ils reçoivent également de la chaleur déjà stockés dans le réservoir (4), par conséquent , le temps de cuisson des aliments est réduit.
La résistance d’appoint alimenté par un courant alternatif (5) fonctionne une fois que le soleil est absent, elle se trouve en contact et au-dessous du réservoir (4) contenant le MCP (6), elle peut intervenir aussi bien pour une cuisson directe que pour alimenter le réservoir (4).
Deux systèmes mécaniques électroniques ont été conçus afin de poursuivre la hauteur et le trajet du soleil pour pouvoir obtenir une concentration optimale de rayonnement ainsi que maintenir la création des points focaux (10) et (9) pendant le préchauffage et la cuisson :
Le premier système (12) est lié au support (3) de la lentille (2), son but est de contrôler le mouvement qui consiste à poursuivre automatiquement la hauteur du soleil 15 Le deuxième système (7) contrôle le mouvement du four tout entier pour poursuivre automatiquement la trajectoire du soleil 14
La concentration avec la lentille, le stockage et le système de poursuite, ces trois éléments permettent au four d’avoir une bonne performance tout en réduisant son encombrement.

Claims

Revendication
1- Un four solaire constitué d'une paroi isolée (11), une surface transparente (1), caractérisé en ce qui concerne une lentille de Fresnel (2) dont la distance focal est 250mm, mobile à l'aide d'un support ou deux (3), ce/ces derniers sont liés à un système mécanique électronique (12) pour poursuivre automatiquement la hauteur du soleil. Lors du préchauffage, le point focal (10) de la lentille (2) située sur le petit réservoir en cuivre (4) contenant un matériau à changement de phase (6), ce dernier se charge thermiquement par deux méthode : la concentration de rayonnement effectuée par la lentille (2) et/ou par une résistance d’appoint alimentée par un courant alternatif (5), la chaleur accumulé dans le petit réservoir (4) permet d’utiliser le four lors de l’absence du soleil ou pour réduire le temps de cuisson. Pendant la cuisson, le récipient (8) ou (16) reçoit la chaleur par conduction via le petit réservoir (4) déjà chauffé ou/et par rayonnement via le point focal (9) situé sur son couvercle l'ensemble est lié à un système mécanique électronique (7) pour poursuivre automatiquement le trajet du soleil.
2- Four selon la revendication 1 à 2 caractérisé en ce que le paroi isolé (11) est en polyuréthane.
3- Four selon la revendication 1 à 3 caractérisé en ce que la surface transparente (1) constitue en deux couches courbés en plexiglas séparés par un espace d’air ou par le sous vide.
4- Four selon la revendication 1 à 4 caractérisé en ce que le point focal de La lentille peut être situé aussi bien sur le réservoir que sur le couvercle du récipient après le réglage 13 de la distance focale.
5- Four selon la revendication 1 à 5 caractérisé en ce que le récipient peut etre sous forme d’un tajine en cuivre dont le couvercle doit être hermétique et émaillé en noir sans plomb ou bien sous forme d’une boîte carré ou rectangulaire (16) en cuivre qui glisse horizontalement à l’interieur de son couvercle qui doit être hermétique et émaillé en noir sans plomb.
6- Four selon la revendication 1 à 6 caractérisé en ce que la résistance d’appoint (5) se trouve au-dessus du réservoir et en contact avec lui.
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Citations (6)

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