Brevet FR2471563A1 — publié le 19810619

La présente invention concerne un capteur solaire com- portant des tubes parcourus par un agent d'échange de chaleur et un support en Dosition inclinée. Un tel carteur solaire est connu d'après le brevet US 4 083 359; il s'agit d'une structure portable oui peut être mi- et s" en place er fonction des besoins/eui peut être reliée pr exemple à un circui4.t d'eau de consommation. Le capteur solaire de type connu a une structure compacte et fermée oui est légère et facile d manipuler. Cenendart la construction de cet appareil connu entraîne des frais de fabrication importants car les tubes parcourus par l'agent d'échange de chaleur ainsi que la cuve d'é- chanFe de chaleur oui est en communication fluidique avec ceux- ci,sont logés dans un carter cormun,la cuve et les tubes étant noyés en mJeure nartie dans une matière isolante. Le support en position inclinée est constitué par un étrier d'appui qui est articulé d'un côté du carter recevant la cuve et les tubes. En outre, avec la solution connue, on rencontre des diffie cultés du fait qu'il n'est prévu aucune mesure pour permettre une dilatation longitudinale sans entrave des tubes parcourus par l'agent d'échange de chaleur.Il existe par conséquent un risque de fissuration des zones de raccordement des tubes avec la cuve. L'invention a en conséquence pour but de fournir un capteur solaire du tyre défini ci-dessus, oui soit d'une construction simple et qui élimine complètement les contraintes entre les différents composants. L'invention fournit un capteur solaire du type défini ci- dessus,qui comporte un tube supérieur, s'étendant à peu près horizontalement,et un tube inférieur décalé par rapport au pre- mier et s'étendant également à peu près horizontalement, lesà dits tubes s'appuyant dans des réceptacles placés aux extrémités supérieures libres de poteaux verticaux de longueurs différentes et agencés de manière à permettre une dilatation longitudinale sans entrave des tubes parcourus par l'agent d'échange de chaleur, et il est prévu, perpendiculairement et aurdessus des deux tubes des rails porteurs de cellules du capteur solaire qui sont ac- crochés sur les tubes, un raccord flexible pour l'agent d'échange de chaleur étant à chaque fois prévu entre les cellules du cap- teur solaire et les tubes supérieur et inférieur. -1 La solution selon l'invention est caractériséepar des composants extrêmement simples, qui peuvent être assemblés même par une personne novice sur le lieu d'utilisation. Ega- lement il est possible de réaliser sans difficulté une exten- sion du capteur solaire agencé selon l'invention. En particulier, le capteur solaire selon l'inven- tion est caractérisé par une élimination complète des tensions entre les différents composants, à savoir les poteaux, les tubes, les rails porteurs et les cellules ducapteur so- laire. Les poteaux peuvent, en fonction de la nature du sol, être enfoncés, enfichés ou encastrés dans celui-ci. De préférence, les poteaux verticaux sont ré- glables en longueur. Il s'est avéré particulièrement avan- tageux d'utiliser à cet égard des poteaux télescopiques. De cette manière, il est possible d'adapter d'une manière simple l'inclinaison ou la position en oblique des cellules du cap- teur solaire à l'inclinaison du soleil. Dans le cas de cap- teurs solaires d'assez grandes dimensions, le réglage de longueur des poteaux et par conséquent le réglage d'inclinaison des cellules du capteur solaire sont effectués à l'aide d'un vérin pneumatique ou hydraulique ou bien égale- ment à l'aide d'un dispositif de manoeuvre actionné mécanique- ment. Pour obtenir une élimination encore meilleure des tensions dans les zones de contact entre les tubes et les réceptacles de tubes installés aux extrémités supérieures libres des poteaux, les surfaces d'appui de tubes sur les réceptacles sont revêtues d'une matière élastiquement dilata- ble et thermiquement isolante, qui présente un faible coef- ficient de frottement ou bien qui est revêtue d'un agent de glissement. La matière thermiquement isolante empêche égale- ment des pertes indésirables de chaleur par l'intermédiaire des poteaux verticaux. Selon un mode particulièrement avantageux de cons- truction, les rails porteurs s'accrochant sur le tube supé- rieur et le tube inférieur comportent, à l'extrémité tournée vers le tube supérieur, un évidementcorrespondant au diamètre extérieur de ce tube et, à l'autre extrémité, une fente lon- gitudinale dont la largeur correspond à peu près au diamètre extérieur du tube inférieur. Avec cette construction, les rails porteurs sont maintenus de façon plus sûre sur les tubes. En cutreon est assuré que les cellules du capteur' solaire qui sont disposées sur les rails porteurs sont à l'espacement con- venable des deux tubes. Corme liaison flexible de transfert d'agent d'é- change de chaleur entre les différentes cellules du capteur solaire et les tubes, on utilise de préférence des tuyaux souples. Les sections de passage sont alors dimensionnées de fa- çon à éviter les pertes de charge. Pour augmenter la mobilité du capteur solaire selon l'invention, on peut réunir les tubes et les rails por- teurs sous la forme d'une structure à châssis rigide dont on peut alors assurer le déplacement à l'aide de rouleaux, de cylindres ou de roues ou organes semblables. Avantageusement, les tubes, les rails porteurs et les cellules du capteur solaire peuvent pivoter ensemble au- tour d'un axe horizontal. Avec cette solution, il est inutile d'utiliser des poteaux réglables en longueur. Conformément à un autre mode particulièrement avan- tageux de réalisation de l'invention, les tubes, les rails porteurs et les cellules du.capteur solaire sont montés de façon à pouvoir tourner ensemble autour d'un axe vertical, le mouvement de rotation étant engendré par un entraînement à commande temporisée. On est ainsi assuré que le capteur solaire suive le soleil et reçoive ainsi toujours un rayon- nement maximal. Du fait que les capteurs solaires du type décrit sont soumis à des conditions atmosphériques très différentes, les tubes et/ou les rails porteurs et/ou les poteaux sont de préférence formés d'acier inoxydable au chrome, notamment d'acier au chrome du type ELi-T. Cet acier est caractérisé par un coefficient de dilatation thermique relativement fai- ble, ce qui contribue également à la réduction des tensions dans l'ensemble de la structure. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la fig. 1 représente en vue de face un capteur solaire agen- cé conformément à la présente invention, et la fig. 2 représente le capteur solaire de la fig. 1, en vue latérale en oblique. Comme le montrent les fig. 1 et 2, le capteur so- laire se compose de poteaux verticaux 8, 9 aux extrémités supérieures libres desquels sont montés des réceptaoles de forme fourchue, dans lesquels sont disposés des tubes 1, 2 orientés à peu près horizontalement. Les réceptacles de tubes sont agencés de façon à ne pas entraver une dilatation longi- tudinale des tubes. Les poteaux 8, 9 sont ancrés dans le sol de manière que les poteaux du tube supérieur dépassent un peu plus du sol que les poteaux du tube inférieur. Des rails porteurs 5 sont placés à une certaine dis- tance les uns des autres transversalement au-dessus des tubes sur lesquels ils sont accrochés. A cet-effet, les rails por- teurs comportent chacun, à l'extrémité tournée vers le tube supérieur,un évidement 6 correspondant au diamètre extérieur du tube supérieur 2 et, à l'autre extrémité, une fente longi- tudinale 7 dont la largeur correspond à peu près au diamètre extérieur du tube inférieur 1. Il est ainsi possible d'as- surer un accrochage plus sûr des rails porteurs sur les tubes. Les tubes 1, 2 et les rails porteurs 5 forment des composants essentiels de la structure portante des cellules 4 du capteur solaire. A cet effet, un rail porteur 5 sert avantageusement à chaque fois d'appui pour deux cellules adjacentes 4 du cap- teur solaire. La transmission de l'agent d'échange de chaleur entre les deux tubes 1 et 2 et les cellules 4 du capteur solaire est assurée par l'intermédiaire de tuyaux souples qui peuvent être raccordés à des tubulures 3 des tubes 1 et 2. La construction du capteur solaire représenté sché- matiquement sur les fig. 1 et 2, qui a été décrite ci-dessus, est extrêmement simple et peut être réalisée par toute per- sonne novice sur le lieu d'utilisation. Il suffit d'enfoncer -5 les poteaux verticaux 8, 9 dans le sol, auquel cas on doit seulement veiller à ce que les poteaux du tube supérieur dépassent du sol d'une 'i;ta.nce légrèrement supérieure à celle des poteaux du tube inférieur, en supposant que le sol est horizontal. Ensuite les deux tubes 1 et 2 sont mis en place dans les réceptacles correspondants prévus aux extrémités su- périeures libres des poteaux 8, 9. Ensuite on accroche les rails porteurs 5 sur les tubes. Ces rails porteurs 5 comportent naturellement des dispositifs de maintien en place des cel- lules 4 du capteur solaire, qui sont appliquées contre les rails porteurs 5. Les tubes sont alors pourvus de tubulures de raccordement 3 qui sont reliées avec des tubulures corres- pondantes d'entrée et de sortie des cellules 4 du capteur solaire par l'intermediaire de raccords flexibles. A la place de raccords flexibles, on peut également utiliser des tuyaux souples pour la transmission de l'agent d'échange de chaleur ou du fluide. w Bot 0 v w- REVENDICATIONS 1. Capteur solaire comportant des tubes parcourus par un agent d'échange de chaleur et un poteau en position inclinée,,capcractérisé en ce qu'il comporte un tube supérieur a peu Près orienté/horizontalement (2) et un tube inférieur (1), décalé par rapport au premier et s'étendant éealement à peu près horizontalement, lesdits tubes s'appuyant dans des récepta- cles placés aux extrémités supérieures libres de poteaux verticaux (8,9) et de longueursdifférentes, lesdits récep- tacles étant agencés de manière à permettre une dilatation longitudinale sans entrave des tubes (1,2) parcourus par l'agent d'échange de chaleur, et en ce qu'il est prévu trans- versalement et au-dessus des deux tubes (1, 2), des rails porteurs (5) pour des cellules (4) du capteur solaire, ces rails étant accrochés aux tubes et une liaison flexible de transmission d'agent d'échange de chaleur étant à chaque fois prévue entre les cellules (4) du capteur solaire et les tubes inférieur et supérieur. 2. Capteur solaire selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les poteaux verticaux (8,9) sont réglables - en longueur et sont agencés de préférence sous la forme de poteaux télescopiques. 3. Capteur solaire selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces d'appui de tubes des réceptacles sont revêtues d'une matière Plastiquement dila- table et thermiquevent isolante, qui possède un coefficient de frottement minimal ou qui est revêtue d'un agent anti-fric- tion. 4. Capteur solaire selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que les rails porteurs (5) comportent, en vue de l'accrochage sur le tube supérieur et sur le tube inférieur, à l'extrémité tournée vers le tube supérieur, un évidement (6) correspondant au diamètre exté- rieur de ce tube et, à l'extrémité inférieure, une fente longitudinale (7) dont la largeur correspond à peu près au diamètre extérieur du tube inférieur. 5. Capteur solaire selon l'une quelconque des reven dications 1 à 4, caractérisé en ce que les liaisons flexibles I de transmission d'agent d'échange de chaleur entre les difP férentes cellules (4) du tapteur solaire et les tubes (1,2) sont à chaque fois constituées par un tuyau souple dont la section de passage est dimensionnée de manière a éviter les pertes de charge. 6. Capteur solaire selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que les poteaux (8,9) et les rails porteurs (5) sont réunis de façon à former une struc- ture à châssis rigide, qui est déplaçable à l'aide de roues, de galetsde cylindres ou d'organes semblables. 7. Capteur solaire selon la revendication 6, carac- térisé en ce que les tubes (1, 2), les rails porteurs (5) et les cellules (4) du capteur solaire sont montés de façon à pouvoir pivoter ensemble autour d'un axe horizontal. 8. Capteur solaire selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce que les tubes (1, 2), les rails porteurs (5) et les cellules (4) du capteur solaire sont montés de façon à pouvoir tourner ensemble autour d'un axe vertical, le mouvement de rotation étant engendré par un entraînement à commande temporisée. 9. Capteur solaire selon l'une quelconque des reven dications 1 à 8, caractérisé en ce que les tubes (1,2) et/ou les rails porteurs (5) et/ou les poteaux (8,9) sont en acier inoxydable au chrome, de préférence en acier au chrome du type ELi-T.