Brevet FR2318393A1 — publié le 19770211

La présente invention concerne un dispositif de captage d'énergie solaire re dont le principe est de capter et de concentrer le rayonnement solaire sur un conduit isolé sous vide. Dans les dispositifs de captage d'énergie solaire connus (capteurs-plan par exemple), on se heurte aux problemes de la verticalité des rayons solaires par rapport à la surface captante, dus à la mobilité du soleil durant la journée et les saisons ; de plus la dégradation calorifique est importante avec ces capteurs, et il en résulte des difficultés d'assemblage et d'étanchéité. Les capteurs paraboliques ou cylindriques (ou se rapprochant le plus possible d'une parabole) avec focalisation sur le conduit, amenent une amélioration dans la poursuite du soleil en évitant les dispositifs mécaniquement orientables, très complexes et inexploitables pratiquement. Si, de plus, un manchon de verre avec vide interieur autour du conduit y est ajouté, on obtient un accroissement important du rendement calorifique, qui se traduit par un encombrement plus faible à performances superieures, et un stockage du fluide caloriporteur plus réduit. Les éléments constitutifs des capteurs paraboliques ou cylindriques (ou se rapprochant le plus possible d'une parabole) sont tres simples et l'ensemble ne présente aucune difficulté d'assemblage. Le dispositif sera bien compris suivant les cinq planches annexées, dont: - Planche I/5 dont la figure représente une vue de profil d'un capteur parabolique ou cylindrique dont la partie parabolique ou cylindrique est située à ltexterieur du manchon thermique. - Planche II/5 dont la figure représente la vue de face de la planche 1/5 du meme capteur parabolique ou cylindrique avec parabole ou cylindre situé à 1 'extérieur du manchon thermique. - Planche ICI/5 dont les figures 1 et 2 représentent une vue de profil et une vue de face d'un capteur parabolique ou cylindrique dont la parabole ou cylindre est situé à l'intérieur du manchon thermique, entre les deux cylindres de verre, cette partie étant sous vide ; les deux cylindres et le conduit sont, comme l'indiquent les deux figures, concentriques. - Planche IV/5 dont les figures 1 et 2 représentent une vue de profil et une vue de face du capteur dont la surface réfléchissante est un cylindre matérialisé par le deuxième tube de verre. Afin d'obtenir une focalisation la plus proche possible d'une focalisation par parabole, le conduit et le premier tube de verre sont excentrés par rapport au deuxième ube de verre. - Planche V/5 dont les figures 1 et 2 representent une vue de profil et une vue de face d'un capteur parabolique ou cylindrique dont la parabole ou cylindre est situe à l'intérieur du manchon entre le conduit et le premier tube de verre, partie n'étant pas sous vide, mais à une pression normale. Pour améliorer la focalisation, le conduit est excentré par rapport aux deux cylindres de verre. Le capteur se compose d'une partie qui capte et concentre les rayons du soleil 8 en un foyer ; cette partie peut être une semi-parabole ou semi-cylindre à face rectangulaire avec partie réfléchissante dans sa concavite 4 Planche I/5, 4 Planche IL/5, 4 figures 1 et 2 Planche Il/5, 4 figures 1 et 2 Planche V/5. Cette semi-parabole ou semi-cylindre peut être extérieur au manchon thermique 4 Planche I/5, 4 Planche II/5 ; elle peut être aussi interieure au manchon thermique dans la partie sous vide 4 Figures 1 et 2 Planche Ex/5, ou entre le conduit et le premier tube de verre, partie soumise à une pression normale, 4 Figures 1 et 2 Planche V/5. La partie reflechissante-peut être cylindrique matérialisée par la partie exterieure du manchon thermique sur laquelle on aura déposé sur la face externe une couche d'argent ou autre métal permettant la réflection dans la concavité du cylindre 4 figures 1 et 2 Planche IV/5. Dans ce dernier cas de figure, l'axe du conduit 3 contenant le liquide ou gaz caloriporteur 7 sera excentré par rapport à l'axe des deux cylindres de verre 1 et 2 de façon à obtenir une focalisation se rapprochant le plus possible d'une parabole. Quelque soit le mode de réflection utilise, l'axe du conduit 3 contenant le liquide ou gaz caloriporteur sera place au foyer de la parabole ou du cylindre. Le conduit 3 sera de couleur foncée mat pour obtenir une meilleure absorp tion des rayons solaires et sera de préférence en metal ou en tout autre matériau d'excellente conductibilité thermique. L'axe du foyer de la semi-parabole ou semi-cylindre 4 est orienté avec un angle par rapport à la verticale égal à la latitude du lieu avec une tolérance de t 10 %. Autour du conduit 3 sera place le manchon thermique constitue par deux tubes en verre concentriques ou non 1 et 2 soudés aux extrémités avec un vide intérieur 5. Ce manchon coulisse sur le conduit 3 et l'étanchêTté est obtenue aux deux extrémités par joints toriques 9 constitués par une matiere isolante ayant une bonne tenue à la résistance à la chaleur. On peut se passer de ces joints en utilisant une soudure verre-metal ; le tube de verre I sera soudé directement sur le conduit métallique 3 et il y aura le vide 5 intermédiaire. Le fluide caloriporteur 7 peut etre aussi bien un liquide qu'un mélange gazeux à point bas de liquéfaction. Dans le cas ou la parabole ou-cylindre 4 (partie concentrant les rayons solaires 8) est extérieure au manchon thermique, celle-ci sera fixée sur le manchon par collier ou tout autre dispositif d'attache pourvu que l'axe du manchon soit voisin du foyer de la parabole ou cylindre. Dans le cas de la Planche V/5 figures 1 et 2, un manchon mécanique 11 et un isolateur 12 seront utilisés et de plus il y aura un dessicateur interne 13 entre le conduit 3 et le tube 2. Le dispositif objet de cette invention peut être utilisé pour toutes les applications de chauffage domestique ou industriel en le couplant avec un dispositif de récupération de calories (échangeur) lui-même couplé à un dispositif traditionnel de chauffage. Il peut être utilisé pour la climatisation en raison de ses hautes performances et gracie aux températures du fluide pouvant dépasser les 1200C ; il pourra être couplé à un dispositif de climatisation eau/amoniaque par exemple. REVENDICATIONS 1) Dispositif de captage, de concentration et d'isolation de l'énergie émise par le rayonnement solaire, comportant une surface réfléchissante à forme parabolique ou cylindrique intérieure ou extérieure à un manchon, caractérisé en ce qu'il comporte un manchon thermique avec vide intérieur permettant une isolation des calories emmagasinées dans un conduit métallique mat dont l'axe sera le foyer de la parabole ou excentré si la surface réfléchissante est un cylindre. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par une partie parabolique ou cylindrique extérieure à un manchon thermique, dont l'axe de celuici se trouve excentré, permettant de capter et de focaliser les rayons solaires. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par une partie parabolique pouvant être à l'intérieur d'un manchon thermique dans la partie soumise à un- vide entre les deux cylindres de verre, permettant de capter et de focaliser les rayons solaires. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par une partie parabolique pouvant être à l'intérieur d'un manchon thermique dans la partie non soumise à un vide entre le conduit metallique et le premier cylindre de verre permettant de capter et de focaliser les rayons solaires ; l'axe du conduit sera excentré par rapport à l'axe des deux cylindres de verre. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérise par une surface ré- fléchissante cylindrique exterieure au cylindre extérieur de verre du manchon thermique permettant de capter et de focaliser les rayons solaires ; l'axe du conduit métallique sera excentré par rapport à l'axe du cylindre de verre ex térieur au manchon de façon à se rapprocher le plus possible d'une focalisation par parabole. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérise par une surface réflé- chissante cylindrique intérieure au cylindre extérieur de verre du manchon thermique permettant de capter et de focaliser les rayons solaires tout en protégeant cette surface cylindrique réfléchissante des intempéries, puisqu'elle se trouve à l'intérieur du manchon thermique ; l'axe du conduit métallique sera excentré par rapport à l'axe du cylindre de verre extérieur au manchon, de façon à se rapprocher le plus possible d'une focalisation par parabole. 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un manchon thermique permettant d'obtenir un effet de serre et une isolation thermique des calories emmagasinees par le conduit métallique ; cette isolation thermique sera obtenue par un vide à l'intérieur Qes deux tubes de verre cylindriques. 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un conduit métallique de couleur mat contenant un liquide ou mélange gazeux caloriporteur dont l'axe de ce conduit sera excentré si la surface réfléchissante est cylindrique, de façon à se rapprocher le plus possible d'une focalisation par parabole. 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un conduit métallique de couleur mat, isolé thermiquement de l'extérieur par des joints toriques en matière isolante ayant une bonne tenue à la résistance a la chaleur et par un isolateur chimique dans un des cas d'utilisation. 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé (dans trois modes diu- tilisation sur les quatre présentés) par un espace entre le conduit métallique et le premier cylindre de verre, espace permettant une dilatation du conduit métallique sans altérer le cylindre de verre qui n'a: pas le même coefficient de dilatation que ce conduit métallique. 11) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par une surface réfléchissante cylindrique extérieure qui pourra être obtenue par une plaquette metallique polie épousant la forme cylindrique du cylindre de verre extérieur du manchon et maintenue dans cette position par un dispositif de brides ou toute autre attache ; cette plaquette pourra être eventuellement collée au verre par une colle appropriee. 12) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par une surface refléchissante cylindrique exterieure pouvant être obtenue par dépôt d'une couche d'argent ou autre métal approprié sur le cylindre de verre extérieur du manchon. 13) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par une surface refle- chissante cylindrique intérieure qui pourra être obtenue par une plaquette épou- sant la forme cylindrique du cylindre de verre extérieur du manchon qui sera glissée entre les deux cylindres de verre du manchon thermique ; bien entendu la surface polie réfléchissante se trouve dans la concavité de la plaquette cylindrique. 14) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé dans un des cas de figures par l'utilisation d'un isolateur chimique et d'un manchon mécanique à chaque extrémité permettant de compléter l'isolation thermique avec llexterieur. 15) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé dans un des cas de figure par l'emploi d'un dessicateur interne permettant d'absorber toute condensation entre le tube metallique et les deux cylindres de verre. 16) Dispositif selon la revendication 9 caractérise par le fait que l'on pourra éviter l'utilisation des joints toriques en matiere appropriée en utilisant la technique de soudure verre-métal ; dans ce cas, nous n'avons plus besoin que d'un seul cylindre de verre qui sera soudé directement au conduit métallique et entre lesquels il y aura le vide.