Brevet FR2462669A1 — publié le 19810213

La présente invention concerne les capteurs solaires destinés à chauffer un fluide caloporteur. Les appareils connus se présentent sous forme de coffre métallique de grandes dimensions avec une ouverture amovible transparente de grande surface ce qui impose de fortes épaisseurs du matériau transparent, et soulève de nombreux problèmes d'étanchéité. Leur construction se prête mal à une construction entièrement automatique par suite des assemblages vissés, ou de parties amovibles que l'on doit ajuster, de la tolerie que l'on doit traiter et qui demande beaucoup de manipulations, et par suite beaucoup de main d'oeuvre. L'appareil objet de l'invention a été conçu pour être réalisé par des machines automatiques. Les cinq composants sont préfabriqués dans des ateliers spdoialisés et dirigés sur une chaine de montage pouvant produire plusieurs centaines de m2 de capteur par jour avec un effectif de six personnes environ. par sa conception et les trois matériaux utilisés (inox - polyearbonate et verre), l'appareil permet d'obtenir des performanoes exceptionnelles. Rendement élevé, faibles pertes de charge, faible inertie, léger facile à manipuler par une seule personne, ne demande pratiquement aucun entretien. Le capteur objet de l'invention comporte trois parties principales - L'absorbeur - Le système d'isolation constitué d'une barquette isolante avec cloisons ou couverture alvéolaire. - Tte enveloppe de protection avec ses deux plaques de fermeture. Tous ces éléments sont déposés sur une chaine de montage qui grace à leur conception s'emboitent ou s'enfilent les uns dans les autres, pour obtenir en bout de chaine un appareil fini et emballé. DRS5RIPgION. - L'abserbér, représenté par la fig. 1 et la fig. 2, vue en soupe de la planche unique, est constitué par deux demies coquilles (1) en tole inox 316 de préférence de faible épaisseur 05 m/m environ, embouties et soudées entre elles sur leur pourtour et par points à l'intérieur des alvéoles réparties sur toute la surface, afin d'obtenir une bonne répartition de la circulation d'eau et pouvoir résister à la pression du fluide.Au point haut et bas de l'absorbeur se trouvent deux tubulures inox (2) soudées dans l'aie de l'appareil Ces tubulures présentent extérieurement et à une certaine hauteur, soit un filet de vis, soit une série de gorges circulaires de section appropriée pour permettre l'introduction par pression d'une bague élastique genre "circlips". Ces deux tubulures sont toutes indiquées pour être utilisées comme pièces de montage et de fermeture du capteur En effet, les tubulures se trouvent dans l'aie du capteur et peuvent résister facilement aux efforts de traction tout en suivant les déplacements dûs aux dilatations en cours de fonctionnement. Le système d'isolation représenté par la fig. 3 et la fig.4 vue en coupe, avec une cloison sur la planche uniquenest constitué d'une barquette isolante (3) semi-rigide en fibre de verre nar exemple et d'une série d'encoches (4) et de cloisons isolantes (5) en poly carbonate par exemple, de faible épaisseur. La barquette est destinée à recevoir l'absorbeur ainsi que les cloisons (5) isolantes qui viennent se loger dans les encoches (4) ménagées sur les deux bords relevés de la barquette. L'intervalle entre deux encoches est décroissant de bas en haut, c'est à dire, dans la partir supérieure du capteur où la température de l'absorbeur est la plus élevée, l'espace entre deux encoches sera deux ou trois fois plus faible, par exemple, que celui des encoches de la partie basse. Cette particularité permet de réduire le nombre de cloisons tout en augmentant l'efficacité de l'appareil et dela d'autant plus qu'elles se trouvent isolées entre elles. Pour des raisons de simplicité de montage, l'ensemble des cloisons peut entre remplacé par une couverture plastique transparente de faible épaisseur en polycarbonate de Oj5 m/m d'épaisseur par exemple. Cette couverture présente des plis transversaux rigides qui découpent l'espace compris entre l'absorbeur et enveloppe extérieure en diverses petites alvéoles horizontales à section triangulaire ou similaire. Ce dispositif réduit efficacement les courants de convection mais aussi, établit deux couches d'air indépendantes, ce qui améliore encore l'isolation de la face avant du capteur.En ce qui concerne le montage automatique, ce dispositif supprime l'inserteur de cloisons, cette couverture est simplement déposée sur la chaine de montage de la même façon que la barquette et l'absorbeur. Evidemment avec ce.type de couverture, les encoches ménagées sur les côtes de la barquette ne sont plus nécessaires,~les plis1 type accordéon peuvent être remplacés par des ondulations par exemple, la forme et les dimensions des alvéoles peuvent varier sans pour cela changer le but de cette couverture qui est de fractionner d'une façon simple l'espace entre l'absorbeur et l'enveloppe extérieure avec une seule feuille plastique moulée sur empreinte. L'enveloppe de protection représentée par la fig.5 et la fig.6 (vue en coupe) de la planche unique est constituée d'une gaine transparente (6) de faible épaisseur, en polycarbonate de 1 m/m par exemple et de deux plaques de fermeture (8) en polycarbonate armé de fibre de verre pour augmenter la résistance mécanique. Cette enveloppe ebt destinées recevoir l'absorbeur avec son système d'isolation, ce qui est facilement réalisable mécaniqueflnt par enfilage de l'ensemble. La fermeture du capteur est ensuite assurée par la pose desdenx plaques d'extrémité (8) comportant une gorge d'étanchéité avec joint siliconé et une collerette de fixation (7). Cette fermeture peut être réalisée par verin pneumatique pour controler la pression de serrage et mettre la bague élastique de bloquage AVAT6TAGES . - e tyne de capteur permet d'obtenir un rendement élevé grace à l'absorbeur à haut pouvoir d'échange, à son système d'isolation efficace et à son enveloppe de protection isolante et étanche dans le temps. Sa conception et les matériaux utilisés en font un appareil fiable, léger, insensible à la corrosion facile à manipuler, avec de foiblespertes de charge, ne néeessitant aucun entretien. enfin avec la possibilité de produire ce type d'appareil en série sur une chaine de montage automatique, Son prix de revients'en trouve considérablement réduit Ces appareils peuvent entre utilisés dans tous les cas ou l'on désire chauffer un fluide avec l'énergie solaire R E V E N D I C A T I O N S 1 - Capteur d'6nergie solaire destiné à chauffer un fluide caloporteur à l'aide d'appareil conçu spécialement pour entre fabriqué en grande série à l'aide d'une machine simple et automatiqueq caractérisé par le fait qu'il est entièrement constitué d'éléments qui s'emboitent ou s'enfilent mécaniquement les uns dans les autres sans la moindre visseriee L'absorbeur, seule pièce métallique de l'appareil, est doté de deux tubulures qui assurent en plus de l'écoulement du fluide, l'assemblage complet de l'appareil. Le système d'isolation enveloppant entièrement l'absorbeur, comporte sur sa face avant des alvéoles horizontales à pas variables.L'enveloppe transparente extérieure, qui isole et protège le système d'isolation et l'absorbeur, grace à ses denx obturateurs à emboitement. 2 - Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen d'assurer d'une façon simple l'assemblage du capteur est d'utiliser les deux tubulures d'entrée et de sortie du fluide situées dans l'axe et aux extrémités de l'absorbeur pour maintenir les deux plaques de fermeture de l'enveloppe de protection. A la hauteur de ces plaques, les tubes présentent extérieurement des gorges circulaires pour recevoir une bague élastique genre "circlips" qui est introduite sous pression, opération facile à réaliser automatiquement par verin pneumatique. 3 - Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen d'isoler l'absorbeur est une barquette isolante semi rigide de préférence, en laine de verre par exemple, dont la forme et les dimensions permettent de recevoir la face arrière l'absorbeur et sur la face avant, soit une couverture alvéolaire transDarente soit une série de cloisons isolantes pour réduire dans les deux cas les courants de convection. nans le premier cas, I'obsor- beur se trouve isolé par deux pièces seulement qui le recouvrent entièrement de part et d'autre, l'air en contact avec la surface de l'absorbeur ne peut donc atteindre l'enveloppe extérieure de protection. 4 - Dispositif selon revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen d'isoler simplement et efficacement la face avant du capteur, est une couverture transparente de faible épaisseur, en polycarbonate de 0,5 m/m par exemple, présentant divers plis transversaux destinés à découper l'espace compris entre l'absorbeur et l'enveloppe extérieure, en de petites alvéoles fermées horizontales à section variable. Ce dispositif réduit les courants de convection tout en empêchant l'air se trouvant en contact avec l'absorbeur d'atteindre l'enveloppe extérieare, 5 - Dispositif selon revendication 4, caractérisé par le fait que le moyen de réaliser facilement la couverture alvéolaire est obtenu par moulage sur empreinte d'une feuille plastique transparente de faible épaisseur.La mise en place de cette couverture sur une chaine de montage se fait de la même façon que la barquette et l'absorbeur. 6 - Dispositif selon revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen d'isoler la face avant du capteur peut être constitué par une série de cloisons isolantes transparentes et film de couverture, en polycarbonate par exemple, pour former de petites alvéoles indépendantes. Ces cloisons sont maintenues horizontalement par des petites encoches ménagées sur les deux bords longitidinaux de la barquette.Pour réduire le nombre de cloisons, tout en augmen tant l'efficacité de l'appareil, ces cloisons sont disposées à intervalles décroissant en partant de la partie basse Au capteur, c'est ; à dire que la distance entre deux cloisons situées dans la partie haute ol;; la température est la plus élevée, sera deux ou trois fois plus faible par exemple, que celle des cloisons de la partie basse du CAptP11r. La pose Se ces cloisons sur la barquette isolante peut être effectuée à l'ide d'un inserteur automatique 7 - Dispositif selon revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen de récupérer le rayonnement diffus sur les deux côtés longitudinaux du capteur, est de rendre la face arrière de la barquette réfléchissante par un revêtement métallique ou une bande aluminium plastifiée par exemple 8 - dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de protéger l'absorbeur avec son système d'isolation est une enveloppe isolante et bansparente en polycarbonate de faible épaisseur 1 m/m par exemple, fermée à ses dezx extrémités par deux plaques particulières pour former une enceinte étanche qui n'engendre aucune ombre portée sur les côtés longitudinaux de l'absorbeur.Ces plaques de fermeture réalisées en matière plastique armée de fibre de verre, par exemple, possèdent un emboitement dont la mièvre intérieure est nettement plus haute que la lèvre extérieure, ce qui empêche en cas de défaillanse du joint, à l'eau de pénétrer dans le capteur La mise en place de l'absorbeur et de son système d'isolation est réalisée automatiquement et facilement par enfilage 9 - Dispositif selon revendication 7, caractérisé par le fait que le moyen d'utiliser le verre est constitué de deux demicoquilles, l'une en verre pour la face avant du capteur et l'autre plastique pour la face arrière, l'assemblage des demi- coquilles se faisant par emboitement coulissant longitudinalement sur les deux côtés de l'enveloppe. IO - Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de fixer le capteur est constitué par une collerette ménagée slr la face extérieure des deux obturateurs situés dix extrémités de l'appareil. La fixation de l' > ppvreil est donc obtenu par emboitement d'une façon rapide et efficace sur son support qui peut être une manchette de raccordement ou une gaine de distribution