Four solaire 30°

De fablabo



Schéma du four 30°, "Tropical" (En français puis en anglais)


Four solaire 30°

Plans

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(Illustration 1: Four solaire à 30°)

Introduction

Avant de fabriquer un four solaire, il faut choisir des paramètres qui correspondent à la latitude et la saison où il sera utilisé ; en particulier, l'inclinaison de la vitre sera choisie avec le plus grand soin.

Par exemple :

  • un four à 15° produira le plus de chaleur autour de l'équateur en toute saison
  • un four à 30° sera idéal au Maghreb pendant l'été
  • le four à 45° sera bien adapté à l'hiver du Maghreb ou à l'été en France
  • le four à 60° est conçu pour les étés sibériens ou les hivers en France.

Il est important que la lumière qui pénètre la vitre soit la plus proche possible de la verticale, car c'est ainsi que l'effet miroir est le plus faible et que le rendement du four est maximal. On place des réflecteurs autour de la vitre pour ajouter un peu de lumière en plus du rayonnement qui tombe directement sur la vitre. Je souhaite la bienvenue à celui qui inventera le four à vitre mobile !

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Les 2 polygones latéraux

Découper deux polygones identiques (notée pièce n°1) dans une planche de bois contre-plaqué aux dimensions représentées sur le schéma suivant :

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Encadrer le périmètre de ces 2 polygones avec des tasseaux de 25 x 25 (pièces n°2, 3, 4 et 5).

Attention! Choisissez correctement le coté du polygone sur lequel sont fixé les tasseaux, de façon à former une pièce pour le côté droit et une autre pièce symétrique pour le côté gauche. Recouvrir l'ensemble de ce polygone d'aluminium (par exemple une plaque offset) sur la face contre-plaqué.


Le fond du four

Il faut découper 1 planche de contre-plaqué rectangulaire de 547 x 490 (notée pièce n°6)

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Puis il faut découper les tasseaux de la manière suivante :

  • 2 tasseaux 25 x 25 d'une longueur de 477 (pièce n°7)
  • 1 tasseau 25 x 25 d'une longueur de 490 (pièce n°8)
  • 1 tasseau 40 x 25 de 490 biseauté à 60° (pièce n° 9) représenté par le schéma suivant :

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Pour finir le fond du four, rectifier les biseautages à la raboteuse.

La planche-Sud du four

Il faut découper une planche de contre-plaqué de 180 x 490 (pièce n°10), et découper à nouveau les tasseaux n°8 et n°9. Les 2 tasseaux n°11 sont coupés avec une longueur de 115.

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L'imposte

Pour construire la pièce au dessus de la porte, il faut découper un contre-plaqué de 490 X 200 (pièce n°12).

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Ensuite, il faut découper un nouveau tasseau n°9, puis 2 tasseaux de 128 de longueur (pièce n°13) et un tasseau deux fois plus épais, de section 25 x 50, de longueur égale à 490 (pièce n°14).

La porte

Pour fabriquer la porte, il faut découper une planche de contre-plaqué de 490 X 280 (pièce n°15).

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Ensuite, encadrer la porte avec les tasseaux suivants :

  • 2 tasseaux 25 x 25 de longueur 490 (pièce n°8)
  • 2 tasseaux de 25 x 25 de longueur 230 (pièce n°16)

Raboter les tasseaux de la porte, en faisant des chanfreins de façon à ce que la fermeture s'ajuste le mieux possible.

Le corps du four

Les pièces suivantes constituent le corps du four : les deux polygones latéraux, le fond du four, la planche-sud, l'imposte et la porte. Toutes ces pièces seront recouvertes d'aluminium sur la face intérieure du four (coté en contre-plaqué).

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On peut ensuite réaliser le montage de l'ensemble des pièces qui viennent d'être fabriquées selon le schéma suivant :

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Remarques :

  • pour monter correctement toutes les pièces du corps du four, il est indispensable de placer la porte dans son embrasure - sans la fixer définitivement.
  • tirer un joint de colle-silicone entre les pièces pour assurer l'étanchéité du four si nécessaire.

Les montants obliques et les pieds.

Les montants obliques et les pieds sont coupés dans des planchettes de 25 x 90. On choisit la longueur des pieds en fonction de la hauteur que l'on veut donner au four. Je conseille de mettre le four à une hauteur de 40 cm du sol.

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Les montants obliques sont aussi des planchettes de 25 x 90. Ils accueillent l'articulation des déflecteurs et leurs fixations. Je conseille de les couper à une longueur de 150.

De la même manière que pour le four à 45°, on fixera les pieds du four (pièce n° 17 et 19) et les montants obliques (pièce n°20) sur les tasseaux des polygones latéraux. La pièce n°18 est une cale de dépassement pour rattraper les surépaisseurs.

Habiller l'ensemble du four avec du lambris déclassé après avoir rempli l'espace vide avec du calorifuge (carton, laine, ...). Coller un joint en mousse sur l'appui de la porte pour rendre la fermeture étanche.

Les réflecteurs

Les réflecteurs sont utilisés pour renvoyer un peu plus de lumière solaire sur la vitre du four. Pour fabriquer chaque réflecteur, il faut un panneau de contre-plaqué, des tasseaux et un matériau réflecteur (feuille d'aluminium....) qui recouvrira le contre-plaqué.

Réflecteur Est

Type Référence
1 contre-plaqué de 600 x 500 pièce n°21
1 tasseau de 25 x 25 long 600 (tasseau charnière) pièce n°22
2 tasseaux de 25 x 15 longueur 475 pièce n°23

Réflecteur Ouest

Type Référence
2 tasseaux de 25 x 15 longueur 475 pièce n°23
1 contre-plaqué de 560 x 500 pièce n°24
1 tasseau de 25 x 25 long. 560 (tasseau charnière) pièce n°25

Réflecteur Sud

Type Référence
4 tasseaux 25 x 25 longueur 600 pièce n°22
1 contre-plaqué de 650 x 600 pièce n°26
1 tasseau de 25 x 40, long. 610 (tasseau charnière) pièce n°27

Réflecteur Nord

Type Référence
2 tasseaux 25 x 25 de longueur 550 pièce n°22
1 contre-plaqué de 900 x 600 pièce n°28
2 tasseaux 25 x 25 longueur 900 pièce n°29
1 tasseau 25 x 70 long. 610 (tasseau charnière) pièce n°30
1 cale de fixation 25 x 25 pièce n°31

Les tasseaux de tous les réflecteurs sont fixés sur la face non réfléchissante.

Les réflecteurs sont articulés grâce à une charnière piano, et repliable sur le four dans l'ordre suivant : d'abord l'est, après l'ouest, puis le sud et enfin le nord. Cherchez un peu...

Orienter les réflecteurs nord et sud selon l'inclinaison du soleil : le réflecteur sud s'oriente de 30° à 60° par rapport à l'horizon, tandis que le réflecteur nord s'oriente de 60° à 90°. Les réflecteurs est et ouest sont maintenus en position à 20° par rapport à la verticale. Fabriquer votre système de fixation suivant votre imagination.

La vitre

L'épaisseur de la vitre est variable, la plus courante est de 3 à 5 mm. Une simple vitre suffit, le double vitrage augmente l'effet de serre mais aussi l'effet miroir, si bien que ces deux effets s'annulent.

Tailler la vitre aux dimensions 680 x 510. Avant de placer la vitre, on posera des baguettes de 10 mm tirées dans du lambris sur les obliques qui doivent la recevoir. Coller les baguettes sur les obliques et la vitre avec une colle-silicone spéciale verre, en veillant à l'étanchéité. Laisser un peu de jeu autour de la vitre pour la dilatation.

2 baguettes 10mm 780 x 30 pièce n°32
2 baguettes 10mm 490 x 50 pièce n°33
2 baguettes 5 mm (contre-plaqué) 550 x 40 pièce n°34
2 baguettes 5 mm 680 x 20 pièce n°35

Les tôles noires

La fonction de la tôle est non pas d'accumuler mais de conduire la chaleur vers la marmite. Les tôles noires recouvrent le fond du four, la planche sud, la porte et l'imposte. Elles peuvent être fabriquées soit à partir d'une tôle d'aluminium peinte en noire, soit tout simplement avec une tôle métallique rouillée de faible épaisseur. Éviter les pierres, l'ardoise ou la terre cuite.

Tôle du fond du four 470 x 450 pièce n°36
Tôle sur la planche Sud 470 x 170 pièce n°37
Tôle sur la porte 470 x 260 pièce n°38
Tôle sur l'imposte 470 x 190 pièce n°39

Il faut maintenir un espacement d'environ 1 cm entre la tôle et la paroi du four. Cela permet à l'air chaud de circuler dans tout le four. Pour cela, fixer des petites baguettes en bois sous les tôles; la tôle du fond de four peut s'enlever pour faire le nettoyage de temps en temps, les autres tôles sont fixées à la paroi.


La porte et les roues

Mettre une charnière piano sur le bas de la porte pour qu'elle s'ouvre comme un four classique.

Visser une poignée au milieu de la porte : chute de bois, lanière de cuir, gros bouchon... Disposer une mousse de porte classique pour assurer l'étanchéité de la fermeture. Ajouter un ou deux loquets de porte.

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Ajouter 2 roues sur les pieds arrières du four. Fixer les roues pour qu'elles portent le four lorsqu'on le bascule en arrière, comme pour une poubelle. Faire un biseau à 45° à l'extrémité du montant pour faciliter le basculement.

Guide d'utilisation

Pour faire la cuisson, on utilisera une marmite noire avec un couvercle. Si le couvercle est en verre c'est parfait, car un deuxième effet de serre se fera dans la casserole si bien qu'il fera plus chaud dans la casserole que dans le four. Si le couvercle est opaque, ce n'est pas grave, ça fonctionnera aussi. Toute la cuisine courante peut se faire au four solaire.

Pour cuire un plat avec le soleil, préchauffer le four (et éventuellement le plat). Le four atteint les 100°C au bout d'un quart d'heure. Utiliser un thermomètre de cuisson pour vérifier. Ensuite, la montée de température varie avec le soleil. Réorienter éventuellement le four toutes les heures en face du soleil. Si on laisse le four en place pendant deux heures, c'est souvent suffisant pour faire cuire le plat.

La cuisson solaire est douce, et a peu de chance de brûler. Contrairement à un four classique, on peut oublier son plat sans risque.

Essayez et faîtes nous part de vos expériences.

Récapitulatif des matériaux nécessaires

  • Contre-plaqué : 1 panneau de 250 x 125
  • Planches de 25mm d'épaisseur : 2 mètres carrés environ (tasseaux, planchettes)
  • Plaques d'aluminium offset ou emballages en aluminium pour le vin, le café, etc... ou tout autre matériau réflecteur
  • Calorifuge (carton, laine de verre, laine de mouton, chanvre, etc...)
  • Lambris : 2 mètres carrés environ
  • Verre de récupération ou vitre prédécoupée à 680 x 510
  • Cartouches de colle-silicone
  • Tôles métalliques, peinture noire à 200°C
  • Charnières piano : 3 mètres linéaires
  • Joint-mousse de porte ou fenêtre
  • Roues ou roulettes
  • Vis de 20, 30, 40, 50 et 60 mm
  • Pointes de 20 et 30 mm
  • Huile de lin et essence de térébenthine ou peinture d'extérieur
  • Thermomètre de cuisson (de 50 à 250°C).

Outillage nécessaire

  • scie circulaire sur table ou scie-sauteuse et scie à onglet
  • raboteuse, perceuse, visseuse
  • tournevis, marteau, pistolet à colle, cutter
  • diamant à verre pour tailler la vitre

ENGLISH VERSION


30° Solar oven

30° Solar oven plan, "Tropical Type"

Plans

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{Figure 1: 30 ° Solar oven}

Introduction

Before making a solar oven, choose the parameters that correspond to the latitude and season where it will be used, in particular, the inclination of the glass will be chosen with great care.

For example:

  • An oven at 15 ° will produce the most heat around the equator all year long
  • An oven at 30 ° is ideal in Maghreb during the summer
  • Oven to 45 ° is well adapted to winter in Maghreb or summer in France
  • Oven to 60 ° is designed for Siberian summers or winters in France.

It is important that the light going through the glass is as close as possible to the vertical, because that is how the mirror effect is the weakest and the heat efficiency is maximal. Reflectors are placed around the glass to add a little more light than the radiation that falls directly on the glass. Respect to the one who will invent the solar oven with mobile window!

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The two polygons sides :

Cut two identical polygons (marked part 1) in plywood with the dimensions shown in the following diagram:

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Frame the perimeter of these polygons with 2 cleats of 25 x 25 (parts 2, 3, 4 and 5).

Be careful ! Choose the correct side of the polygon on which the cleats are fixed, so that one piece is on for the right side and the other symmetrical piece is for the left side. Cover the whole polygon with aluminum (eg, offset plate) on the plywood side.

The bottom of the oven

Cut a 547 x 490 plywood rectangle (part 6)

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Then you must cut the cleats as follows:

  • 2 cleats 25 x 25 with a length of 477 (part 7)
  • A cleat 25 x 25 with a length of 490 (part 8)
  • A cleat 40 to 490 x 25 angled at 60 ° (part 9) represented by the following scheme :

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To finish the bottom of the solar oven, correct the skiving with a planer.

The south oriented side of the solar oven

Cut a 180 x 490 plywood rectangle (part 10), and cut again the cleats 8 and 9. The two cleats 11 are cut with a length of 115.

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The transom

To build the piece above the door, cut a 490 X 200 rectangular piece of plywood (part 12).

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Then cut another cleat 9, and 2 cleats of length 128 (part 13) and the cleat plate twice as thick (25 x 50 section) of length equal to 490 (part 14) .

Door

To make the door, cut a 490 X 280 rectangular piece of plywood (part 15).

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Then frame the door with the following cleats:

  • 2 cleats 25 x 25 length 490 (part 8)
  • 2 cleats of 25 x 25 length 230 (part 16)

Plane the cleats of the door, making bevelled edge so that the closure adjusts as well as possible.

The body of the oven :

The following parts constitute the body of the oven: the two polygons side, the bottom of the oven, the south oriented side, the transom and the door. All these pieces are coated with aluminum sheet on the inside of the oven (plywood side).

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We can then carry out the assembly of all parts which have been manufactured according to the following :

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Feedbacks :

  • To properly mount all parts of the body of the oven, it is essential to place the gate in his doorway - without fixing it permanently.
  • Make a silicone adhesive joint between the pieces to seal the oven if necessary.

The oblique jamb and feet.

The oblique jamb and feet are cut into boards of 25 x 90. We choose the length of the foot according to the height you want the oven to have. My advice is to have the oven at 40 cm above the ground.

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The oblique jambs are also boards of 25 x 90. The articulation of the deflectors and their attachments are inserted in them. I advice to cut it to a length of 150.

In the same way as the 45 ° oven, we will set the feet of the furnace (part 17 and 19) and the oblique jambs (part 20) on the side polygons cleats. part 18 is a skid to make the thicknesses even.

Cover all of the oven with wood paneling downgraded after filling the empty space with insulation (cardboard, wool, ...). Glue a foam seal on the support of the door to make the seal.

Reflectors

Reflectors are used to return a little more sunlight on the glass of the oven. To make each reflector, you need a panel of plywood, cleats and a reflective material (aluminum sheet ....) covering the plywood.

East Reflector

Type Reference
A plywood 600 x 500 part 21
1 cleat of 25 x 25 length 600 (hinge cleat) part 22
2 cleats of 25 x 15 length 475 part 23

West Reflector

Type Reference
2 cleats of 25 x 15 length 475 part 23
A plywood 560 x 500 part 24
A cleat 25 x 25 length 560 (hinge cleat) part 25

South reflector

Type Reference
4 cleats 25 x 25 length 600 part 22
A plywood 650 x 600 part 26
A cleat 25 x 40, lenght 610 (hinge cleat) part 27

North Reflector

Type Reference
2 cleats of 25 x 25 length 550 part 22
A plywood 900 x 600 part 28
2 cleats 25 x 25 length 900 part 29
A cleat 25 x 70 length 610 (hinge cleat) part 30
A skid 25 x 25 part 31

The cleats of all reflectors are fixed on the non-reflective side.

The reflectors are articulated with a piano hinge and can be folded on the oven in the following order: first the east, then west, then south and finally north.

Guide reflectors north and south according to the inclination of the sun: the south reflector is orientated from 30 ° to 60 ° compare to the horizon, while the reflector north is orientated from 60 ° to 90 °. East and west reflectors are held in position 20 ° from the vertical. Make your fixation system according to your imagination.

The glass

The thickness of the glass varies, the most common is 3 to 5 mm. A simple glass is good enough, double glazing increases the greenhouse effect but also the mirror effect, so that these two effects cancel each other.

Cut the glass to the dimensions 680 x 510. Before placing the glass, we will use 10 mm sticks (coming from the paneling) on the oblique jambs that should receive it. Glue the sticks on the oblique and the glass with a special silicone glue glass, ensuring the seal. Leave some space around the glass for expansion.

2 sticks 10mm 780 x 30 part 32
2 sticks 10mm 490 x 50 part 33
2 sticks 5 mm (plywood) 550 x 40 part 34
2 sticks 5 mm 680 x 20 part 35

The black plates

The function of the plates is not to accumulate but to conduct heat to the pot. The black plates cover the bottom of the oven, the top south door and transom. They can be made either from aluminum sheet painted black, or simply with a rusty metal plate of small thickness. Avoid stones, slate or terracotta.

Sheet from the bottom of the oven 470 x 450 part 36
Sheet on the board South 470 x 170 part 37
Sheet on the door 470 x 260 part 38
Plate on the transom 470 x 190 part 39

We must maintain a space of about 1 cm between the sheet and the oven wall. This allows hot air to circulate throughout the oven. For this, fix small wooden sticks under the sheets, the sheet metal from the bottom of the oven can be removed for cleaning purpose from time to time, other sheets are fixed to the wall.

The door and wheels

Put a piano hinge on the bottom of the door so it opens like a conventional oven.

Screw a handle in the middle of the door : leather strap, large cap ... Use a conventional door foam to seal the closure. Add one or two door latches.

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Add two wheels on the back legs of the oven. Attach the wheels to carry the oven when it swing backward, like a garbage can. Make a 45 ° bevel at the tip of the oblique jamb to facilitate failover.

Guide

To cook, use a black pot with a lid. If the cover is made of glass it is perfect as a second greenhouse effect will happen in the pan, so it will be warmer in the pan than in the oven. If the cover is opaque, it does not matter, it will work as well. Any common food can be done in solar oven.

To cook a dish with the sun, preheat the oven (and eventually the dish). The oven reached 100 ° C after a quarter of an hour. Use a food thermometer to check. Then, the rise of temperature varies with the sun. Possible reorientation of the oven can be done every hour to face the sun. Leaving the oven on for two hours, it is often sufficient to cook the dish.

Solar cooking is sweet, and is unlikely to burn. Unlike a conventional oven, you can forget your dish without risk.

Try and tell us about your experiences.

Summary of materials required

  • Plywood: a panel of 250 x 125
  • Boards 25mm thick: 2 square meters (cleats, small boards)
  • Aluminum offset plates or aluminum packaging for wine, coffee, etc ... or other reflective material
  • Insulation (cardboard, glass wool, sheep wool, hemp, etc ...)
  • Paneling: 2 square meters
  • Second hand glass window or pre-cut window 680 x 510
  • Silicone cartridges
  • Metal sheet, black paint at 200 ° C
  • Hinges Piano: 3 linear meters
  • Joint-foam for door or window
  • Wheels
  • Screws 20, 30, 40, 50 and 60 mm
  • Tips 20 and 30 mm
  • Linseed oil and turpentine or outside paint
  • Cooking Thermometer (from 50 to 250 ° C).

Tools Required

  • circular saw or jig saw, and miter saw
  • Planer, drill, screwdriver
  • Screwdriver, hammer, glue gun, knife
  • Cutting diamond for the glass