Brevet FR2357762A1 — publié le 19780203

la présente invention a pour objet un dispositif propre à prélever puis fournir sous pression, de 11 eau à partir du rayonnement solaire. Il est connu de pomper de l'eau à partir de l'énergie du soleil par des pompes mues soit par de 7'électricitd provenant de batte- ries de cellules photo-lectriques, soit par des moteurs thermiques transférant la chaleur solaire reçue à une source froide qui est alors l'eau froide pompé, Ces machines ont l'inconvénient d'être soit onéreuses, soit complexes. La présente invention aboutit à un dispositif partiouliérement simple qui réalise un cycle thermique réversible sans pièce mobile où l'eau est directement pompée puis refoulée sous pression lorsque le dispositif passe de la fraîcheur de la nuit à l'ensoleillement du jour. La première description en référence à la figure I permettra de bien comprendre l'invention dans son principe et suivant sa réalisation la plus simple. Les descriptions en rdférence aux figures II et III montrpnt des dispositions pratiques avantageuses. la figure I montre un réservoir I qui est transparent aux rayons solaires au moins sur la moitié supérieure. Sa paroi transparente peut éventuellement être double pour accentuer l'effet de serre. Ce réservoir contient de l'eau 2 sur la surface de laquelle flotte une couche mince 3 d'un produit léger, volatil et insoluble tel par exemple du Pentane, hydrocarbure de densité 0,63 et dont la température d'ébullition est de 360C, Cette couche est rendue noire par coloration ou de préférence par flottation de petites billes de polyéthylène noir qui, de par leur densité, se situent à l'interface eau-pentane.Sous le flux du rayonnement solaire qui pénètre dans le réservoir et frappe la couche noire, et, compte tenu de l'effet de serre et de l'immobilité de liteau, la couche noire monte en température et tente à vaporiser le produit volatil créant ainsi au dessus du liquide une pression P correspondante à la tension de vapeur du produit volatil sous la température considérée. Dans la cas du pentane cette pression dépasse 2 atmosphères pour 600 C.Par contre, la nuit, la température avoisinant I80 C, le produit volatil se condense entrainant une tension de vapeur d'environ 0,2 atmospllereO Ainsi, le rdser- voir est, durant le jour ensoleillé, sous une pression relative correspondant à I0 mètres d'eau alors que, de nuit, il est en dépression de -8 mètres0 La base du réservoir est reliée d'une part àun puits 5 par un conduit 6 comprenant un clapet 7 et d'autre part à une citerne 8 par un autre conduit 9 eomprenant aussi un clapet 10;; les clapets étant disposés pour permettre la circulation dans le sens puits réservoir et résertoir-citerne. Le réservoir prélévera slors de 11 eau au puits durant la nuit pour une dénivellation ZI inférieure à 8 mètres tandis que le jour cette eau sera refoulée vers la citerne qui devra être située à une altitude Z2 inférieure à IO mètres. Le dispositif agit donc comme une pompe alternative de fréquence 24 heures dont le moteur est l'action pneumatique directe d'un cycle thermique d'évaporation-condensation à basse température, la source chaude étant le rayonnement sslaire, la source froide la fraîcheur de la nuits Si le réservoir est connecté non pas à une citerne mais à pn circuit de distribution, celui-ci est sous la pression P.En l'absence de débit du circuit il nty a pas d'évaporation et la chaleur reçue s'emmagasine sous forme d'une couche d'eau chaude de plus en plus épaisse, et lors dlune demande importante on en fin de journée, l'évaporation se fait par restitution de cette chaleur stockée qui met le produit volatil en ébullition dès que P tend à diminuer. Le dispositif suivant l'invention est donc apte à fournir de l'eau sous pression et à la demande, stadaptant ainsi à un usage sanitaire ou à l'arrosage automatique de plantations. La figure -2 montre une disposition intéressante du débouché II dans le réservoir du conduit 6 de prélèvement au puits. En disposant ce débouché sur la partie supérieure du réservoir et en adaptant sur ce débouché un diffuseur I2 apte à distribuer l'eau sous forme de pluie fine, ruisselante sur les parois, l'on accentue l'effet de condensation. Xn effet, dès que le pompage est amorcé l'eau froide ruisselante, souvent plus fraîche que l'air nocturne, agit comme source froide avec efficacité au point que, pour une dénivellation ZI faible, la présence durant le Jour d'un simple écran au rayonnement solaire suffit à amorcer un cycle de pompage. Ainsi plusieurs cycles peuvent titre obtenus de Jour en disposant plusieurs écrans formant de l'ombre sur le réservoir. La figure 3 montre une disposition où lion a donné au réservoir une forme lenticulaire et dissposé une membrane 13 en caoutchouc noir dont la iace supérieure poreuse contient le produit volatil. La membrane est fixée an réservoir sur son pourtour I4 pour le séparer d'une manière étanche en deux zones de volumes variables complémentaires, l'une inférieure pour l'eau à pomper, l'autre supérieure pour les vapeurs du produit volatil qui peut alors Outre quelconque. R E VE N D I C 8 T I Q TJ S I - Pompe à eau fonctionnant à partir de l'énergie solaire, caractérisée en ce qu'elle comprend essentiellement, un réser voir transparent permettant aux rayons solaires de vaporiser une couche mince de produit volatil léger et insoluble, flot tant sur la surface de l'eau contenue dans le réservoir et ren due noire de telle sorte que les variations de la tension de vapeur ainsi créees entre le jour et la nuit chassent sous près- sion cette eau durant le jour tandis-que la nuit, la condensa tion du produit volatil entraîne une dépression propre à pré lever par aspiration l'eau d'un puits auquel est relié le système. 2 - Dispositif suivant I où le produit volatil est rendu noir par coloration. 3 - Dispositif suivit I où le produit volatil est rendu noir par flottation d'un corps noir de densité in4rSeure à l'eau. 4 - Dispositif suivant I où est intercalé entre l'eau et le pro duit volatil une membrane noire souple évitant le contact direct de liteau et du produit volatil, la membrane ayant une face po reuse pour contenir le produit volatil. 5 - Dispositif suivant I à 3 où l'eau pompée au puits pénètre dans le réservoir en partie haute et sous forme de pluie en me d'utiliser la fraîcheur de l'eau et son ruissellement pour ac centuer la condensation durant la phase de pompage. 6 - Dispositif suivant 5 où plusieurs cycles de pompage sont ob tenus de Jour par interposition d'écrans formant périodiquerent de l'ombre alors assimilée à la nuit.