Brevet FR2330972A1 — publié le 19770603

La presente invention est relative à un chauffe-eau utilisant l'énergie du rayonnement solaire particulièrement bon marché et rustique, permettant un stockage sous faible encombrement, léger afin d'assurer son transport en toutes conditions, notamment par avion pour des expéditions vers les pays d'outremer. La réalisation d'un chauffe-eau selon l'invention permet en outre son pliage et/ou roulage après utilisation, notamment après la saison estivale ce qui est d'un grand avantage pour les campeurs, caravaniers, plaisanciers et pour les villages de vacances, etc,... Un usage continu d'un chauffe-eau conforme à l'invention peut être effectué dans des pays de latitude inférieure a 40 . Les chauffes-eau utilisant l'énergie solaire actuellement connus affectent les formes les plus diverses qui sont conditionnées par leur mode de fabrication. La forme la plus simple consiste en une cuvette très plate avec des cloisons pour que l'veau circule, recouverte d'un verre pour profiter de l'effet de serre et inclinée pour se presenter au mieux par rapport au soleil. Une solution consiste à employer des tubes métalliques recourbés plusieurs fois et placés dans une cuvette plate; Te tout est recouvert d'une peinture absorbante et placé sous une glace ce qui permet un chauffage rapide de l'veau car la quantité contenue dans chaque tube est faible. I1 existe de nombreuses variantes de ces dispositifs à chauffage direct qui présentent tous l'incon vénient de leur poids et de leur volume avant utilisation. La presente invention concerne plus précisément un chauffe-eau utilisant l'énergie du rayonnement solaire construit avec au moins deux feuilles flexibles de matière plastique soudées entre elles sur leurs bordures extérieures et déterminant au moins deux capacités ou volumes. Une de ces feuilles est de couleur noire et détermine avec l'autre feuille une capacité destinée à rececoir l'eau a-rechauffer et communiquant avec l'extérieur par au moins un orifice obturable pour l'apport et le tirage de l'eau. Cette feuille noire est doublée vers l'extérieur d'une feuille d'isolation flexible, par exemple en mousse à cellules fermees.L'autre feuille est transparente au rayonnement lumineux et opaque au rayonnement infrarouge, et, détermine une capacité d'isolation possédant un orifice obturable pour son remplissage; pour accroltre la capacité d'isolation primitive, il est possible de l'étager ou de la diviser intérieurement par des feuilles flexibles de matière plastique, transparentes au rayonneMent lumineux. Selon un premier mode de realisation de l'invention, les capacites d'isomation superposées créees par étagement intérieur de la capacité d'isolation prise dans son ensemble, correspondent entre elles par des ouvertures de faible diamètre disposées de façon à être le plus eloigné possible les unes des autres. Dans ce cas, la capacité d'isolation est gonflée d'air à une pression au moins egale à la hauteur d'eau verticale définie par l'inclinaison du chauffe-eau qui est évidemment orienté est-ouest et plus incliné sur l'hori- zontale de 100 d'angle que la latitude géographique du lieu d'installation afin d'obtenir le meilleur rendement moyen. Par ailleurs, étant donné que les conditions de pliage et/ou de roulage ne sont pas exemptes de toute humidité qui pourrait entraîner un "collage" des feuilles intermédiaires, celles-ci sont attachées aux feuilles extrêmes par une ligature centrale qui les ecarte lors du gonflement de la capacité d'isolation déterminée par les~feuilles extrêmes. Selon une variante de fabrication, la ligature peut être remplacée par plusieurs ligatures réparties régulièrement sur la surface des feuilles. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les feuilles extrêmes sont retenues l'une à l'autre par des bandes decoupées dans des feuilles flexibles de matière plastique transparente, parallèles, disposées verticalement et longitudinalement, et formant avec les feuilles extrêmes des "boudins" pa rallèles longitudinaux communiquant entre eux par des ouvertures de faible diametre disposées de façon à être le plus eloigné possible les unes des autres afin de limiter les mouvements d'air qu'ils contiennent tout en permettant un équilibrage de la pression. Cette disposition presente l'intérêt de réduire le rayon de courbure des feuilles et donc les tensions engendrées par gonflage. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la capacité d'isolation est remplie d'eau avec un inhibiteur de convection et un inhibiteur de vie organique afin de garder à l'eau sa clarté. I1 est évidemment possible de realiser un chauffe-eau utilisant simultanément les deux modes de remplissage des capacitees d'isolation. L'invention sera explicitée de façon purement indicative au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple non limitatif et où les figures sont des coupes de chauffes-eau réalisés selon l'invention, La figure 1 présente un mode de réalisation particulièrement simple de l'invention, La figure 2 est une variante du mode de réalisation présente à la figure 1J La figure 3 montre un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 4 présente un mode d'exécution plus sophistiqué de l'invention. Sur la figure 1 qui présente un mode de réalisation particulièrement simple de l'invention, une feuille flexible de matière plastique noire (1), par exemple une feuille de chlorure de polyvinyl ou de polyéthylène ou encore de polyurethane qui prend la forme d'une cuvette, est destinée à recevoir l'eau à chauffer qui est amenée à sa partie inferieure par un orifice obturable (2) auquel on peut adapter un limitateur de pression, connu en soi, si l'on désire utiliser le chauffe-eau en continu, et tirée après chauffage à sa partie supérieure par une bonde (3) éventuellement raccordée à des accessoires pour la douche ou plus généralement à une canalisation de distribution.Cette cuvette qui a une contenance de 100 litres d'eau par m2 exposé au rayonnement solaire, possedera par exemple des dimensions de l'ordre de lm sur 2m, soit une contenance maximale de 200 litres pour assurer un échauffement de 30 à 500 C pour 5 à 8 heures d'ensoleillement, et est doublée vers l'extérieur d'une feuille d'isolation (4) flexible afin d'isoler l'eau chaude qu'elle contient du milieu ambiant et de limiter les pertes de chaleur. Cette feuille d'isolation (4) peut être utilement constituee d'une mousse à cellules fermées, par exemple de la mousse de polyuréthane dont la couleur sera de préférence claire. Sur le bord de la cuvette et du coté du soleil sont soudées deux feuilles flexibles (5) et (6) de matière plastique transparente au rayonnement lumineux et opaque au rayonnement infrarouge.A l'évidence, il est possible de n'utiliser qu'une seule feuille repliée. Un orifice obturable, par exemple une valve (8) de type de celles utilisées pour les chambres à air, permet la mise sous pression de l'air contenu dans la capacité ou volume déterminé par ces feuilles (5),(6) qui seront par exemple coupes dans du chlorure de polyvinyl "cristal". Cette valve (8) est insérée dans le joint de soudure (7) des feuilles dematière plastique entre elles. La pression de gonflage de la capacité comprise entre ces deux feuilles transparentes (5), (6) est définie par l'inclinaison du chauffe-eau de façon que l'eau ne se rassemble pas dans la partie basse mais reste répartie sur la surface malgré llinclinaison. Cette pression de gonflage qui tend à rapprocher les bords longitudinaux de la cuvette en matière plastique noire (1) est compensee par le poids de l'eau contenu dans ladite cuvette et est au moins égale à la hauteur d'eau verticale contenue dans le chauffe-eau lorsque celui-ci est inclin. Sur la figure 2 qui présente un mode de realisation plus sophistiqué de l'invention, la capacite d'isolation remplie d'air sous pression et ménagee entre les feuilles transparentes (21),(22) est intérieurement étage par deux feuilles (23),(24) possedant les mêmes caractéristiques techniques que les feuilles (21),(22), c'est-à-dire transparence au rayonnement lumineux et opacité au rayonnement infrarouge. Comme les feuilles (23),(24) sont protégées par les feuilles (21),(22), elles peuvent être de moindre épaisseur que la feuille (21).Afin d'assurer une répartition de la pression entre les différentes capacités d'isolation obtenues par étagement de la capacité primitive, celles-ci correspondent entre elles par des ouvertures de faible diamètre, par exemple de l'ordre de 10 mm, ménagées dans les feuilles intermédiaires (23), (24), et qui sont disposees de façon à être le plus éloigné possible les unes des autres comme l'indiquent les repères (26),(27).Etant donné que les conditions des pliage et/ou de roulage ne sont pas exemptes de toute humidité qui pourrait entraSner un "collage" des feuilles intermediaires (23),(24), cellesci sont attachées aux feuilles extrêmes (21),(22) par une ligature centrale (28) qui les ecarte lors du gonflement de la capacité d'isolation déterminee par les feuilles extrêmes (21),(22). Selon une variante de fabrication, la ligature peut être remplacee par plusieurs ligatures reparties régulièrement sur la surface des -feuilles (21)à(24). Selon un autre mode de realisation de l'invention présenté à la figure 3, la capacité d'isolation est formée par deux feuilles extrêmes transparentes au rayonnement lumineux (32),(33) mais opaques au rayonnement infrarouge, qui sont soudées au bord de la cuvette constituée d'une feuille en matiere plastique noire (31). La capacité supérieure déterminée par les feuilles extrêmes (32), (33) est divisée longitudinalement par des bandes (34) découpées dans des feuilles flexibles de matière plastique transparente, disposées verticalement et longitudinalement, et formant avec les feuilles extrêmes (32),(33) des "boudins" emplis d'air sous pression introduit par une valve (35) du type de celle utilisée pour les chambres à air.Ces boudins communiquent entre eux par des ouvertures éloignées les unes des autres de façon à limiter les mouvements de l'air qu'ils contiennent tout en permettant un équilibrage de la pression. L'eau chaude se trouve entre les feuilles (31) et (33). Selon un autre mode de réalisation de l'invention présenté à la figure 4, la capacite d'isolation est double dans la mesure ou trois feuilles transparentes au rayonnement lumineux (42),(43)3(45) mais opaques au rayonnement infrarouge, sont soudées au bord de la cuvette constituée d'une feuille en matière plastique noire (41). La capacité superieure déterminee par les feuilles trans parentes (42),(43) possède la forme d'un ménisque assurant un isolement thermique, par de l'air sous pression introduit par une valve (44) du type de celles utilisée pour les chambres à air, de la capacité bi-convexe déterminée par les feuilles (43),(45) et qui contient de l'eau d'isolation introduite par un orifice obturable (46). L'eau chaude se trouve entre les feuilles (41) et (45). L'eau d'isolation est mélangée à un inhibiteur de convection, par exemple un produit épaississant du type carboxyméthylcellulose ou un produit thixotrope clair mettant l'eau en gel. La forme particulière de la capacité isolante contenant l'eau d'isolation permet de l'assimiler à une lentille assurant une concentration du rayonnement lumineux. Pour éviter le développement de toute vie organique tendant à obscurcir l'eau d'isolation, un inhibiteur de vie organique est mélangé à- cette dernière; il sera d'un type courant, par exemple à base de chlore. Par ailleurs, quel que soit le mode de réalisation de l'invention, des moyens de fixation sont prévus pour faciliter la mise en oeuvre du chauffeeau sur des surfaces inclinées comme des toits. Ces moyens connus en soi pourront être des oeillets percés dans la zone de soudure des feuilles de matière plastique qui présente la plus grande épaisseur et la meilleure résistance au déchirement. REVENDICATIONS 1.Chauffe-eau utilisant l'énergie du rayonnement solaire caractérisé par au moins deux feuilles flexibles de matiere plastique soudées entre elles sur leurs bordures extérieures et déterminant au moins deux capacites. 2.Chauffe-eau selon la revendication 1 caractérisé en ce que une seule des feuilles est de couleur noix et détermine avec l'autre feuille une capacité destinée a recevoir l'eau à chauffer et communiquant avec l'extérieur par au moins un orifice obturable pour l'apport et le tirage de l'eau. 3.Chauffe-eau selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la feuille de couleur noire est doublée vers l'extérieur d'une feuille d'isolation flexible, par exemple en mousse à cellules fermées. 4.Chauffe-eau selon la revendication 1 caractérisé en ce que au moins l'une des feuilles est transparente au rayonnement lumineux et opaque au rayonne ment infrarouge et détermine au moins une capacité d'isolation possédant un orifice obturable. 5.Chauffe-eau selon les revendications 1 et 4 caractértse en ce que la capacité d'isolation primitive est étagée ou divisée par des feuilles transparentes au rayonnement lumineux. 6.Chauffe-edu selon la revendication 5 caractérisé en ce que au moins deux capa cités d'isolation superposées creées par étagement de la capacite d'isolation primitive sont indépendantes et possèdent chacune un orifice obturable. 7.Chauffe-eau selon la revendication 5 capactérisé en ce que au groins deux capa étagement ou cités d'isolation de par division de la capacité d'isolation primitive correspondent entre elles par au moins une ouverture de faible diamètre. 8.Chauffe-eau selon la revendication 7 cactérie' en ce que deux ouvertures suc essivesontdisposeesde façon a erre le plus éloigné possible l'une de l'autre. 9.Chauffe-eau selon chacune des revendications 1,4 et 5 caratéris en ce que au moins une capacité d'isolation est remplie d'air sous pression. l0.Chauffe-eau selon les revendications 5 et 9 coraeterisé en ce que au moins une ligature est dispose entre les feuilles transparentes. ll.Chauffe-eau selon la revendication 9 caractrisé en ce que la pression de gonflage est au nioins égale à la hauteur d'eau verticale définie par l'in clinaison du chauffe eau. 12,Chauffe-eau selon chacune des revendications 1,4 et 5 caractérisé en ce que au moins une capacité d'isolation est remplie d'eau mélangée avec un inhibi teur de convection. 13.Chauffe-eau selon la revendication 12 caractérisé en ce que un inhibiteur de vie organique est ajouté au mélange eau/inhibiteur de convection.