Brevet FR2505994A1 — publié le 19821119

DISTILLATEUR SOLAIRE La présente invention concerne un distillateur permettant de distiller un distillat à partir d'un liquide susceptible d'etre distillé, tel que de l'eau pure a partir d'eau impure, sous ltinfluence des radiations solaires. Dans de nombreuses régions où il n'y a pas d'eau potable de bonne qualité, on dispose d'une eau saumâtre ou souillée, et très souvent, dans ces régions, la quantité d'énergie solaire disponible est très élevée. L'objet principal de l'invention est de proposer un distillateur de conception et de construction très simples et pouvant servir (entre autres applications) à distiller une eau impure ou saumâtre et l'amener a une forme beaucoup plus pure. Dans le passé, on a rencontré des difficultés avec les distillateurs solaires du type où l'énergie radiante évapore l'eau et où le distillat se forme sur le-cté inférieur d'un panneau transparent, du fait que les rendements obtenus sont faibles. Le brevet GB 1 166 840 décrit un alambic solaire prétendu "capable de produire de 3 à 4 fois plus d'eau pure que les alambics connus" et il donne un exemple d'une production de 2,16 litres par jour dans un alambic ayant une surface en projection d'environ 1,29 m2, c'est-à-dire environ 1,67 litre au mètre carré. Cependant, 1 1énergie solaire est disponible au taux d'environ 25,7 MJ par mètre carré et par jour. Un second objet de l'invention est de proposer un distillateur solaire de grand rendement. Selon l'appareil de l'invention, le distillat est distillé par les radiations solaires à partir d'un liquide distillable contenu dans un récipient pourvu d'un panneau supérieur transparent et disposé en pente. Le panneau transparent reste frais du fait qu'il transmet l'énergie solaire et aussi du fait que sa surface externe est refroidie par l'air, et le distillat se concentre en se condensant sur sa surface inférieure et s'écoule vers le bas pour être recueilli dans le collecteur à distillat. Le distillat ainsi obtenu est très pur, contenant moins de dix milligrammes d'impuretés solides par litre.On a obtenu des taux de distillation de plus de quatre litres par jour et par mètre carré de panneau transparent, en partie en raison du scellement soigné des rebords du panneau transparent, qui empêche l'échappement de la vapeur d'eau (dont la densité n'est que d'environ 65% celle de l'air), et en partie en raison de l'utilisation d'un unique panneau transparent, ce qui réduit les radiations réfléchies. Le distillateur conforme a l'invention comprend des parois de fond et latérales définissant un récipient a liquide distillable, un panneau en un matériau transparent recouvrant le récipient a liquide distillable, des moyens de fixation du panneau transparent aux parois latérales, des moyens de scellement du panneau transparent aux parois latérales du récipient, et d'autres parois définissant un collecteur de distillat, le panneau transparent constituant l'unique panneau transparent du distillateur et étant incliné en direction du collecteur de distillat, l'ensemble étant tel que, lorsque le liquide distillable est placé dans le récipient et quand le distillateur est soumis aux radiations solaires, le distillat s'évapore du liquide distillable, se condense sur la surface inférieure du panneau transparent en pente, coule le long de cette surface inférieure et s'en détache pour parvenir dans-le-collecteur de distillat, la fuite de la vapeur d'eau à l'intérieur du récipient étant empêchée par lesdits moyens de scellement. L'invention sera maintenant décrite a titre non limitatif à l'aide d'un exemple de réalisation, avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'un distillateur, mais sans panneau transparent ni profilés de retenue, et la figure 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1, le distillateur étant équipé de son panneau transparent et des profilés de retenue. Dans le mode de réalisation représenté, un distillateur solaire 10 est pourvu d'une paroi de fond 11 et de parois latérales 12, qui définissent entre elles un récipient à liqu#ide distillable désigné dans son ensemble en 14. Une bande de métal forme une auge 15 en V qui fonctionne en tant que collecteur de distillat; cette auge 15 est inclinée et son extrémité basse comprend un tube de décharge 16 qui décharge le distillat dans un récipient 17. Chacune des parois latérales 12 comprend une partie marginale ou rebord 20 en pente vers l'intérieur qui supporte un joint en caoutchouc 21 a section en U, qui entoure lui-même un panneau de-verre 22. Le panneau de verre est retenu en position par une série de bandes de métal profilées 23 qui sont fixées par des vis 24 sur les parois latérales 12. Il est important que le joint de caoutchouc empeche efficacement les fuites de vapeur d'eau. L'auge en V 15 comporte un rebord 25 dirigé vers l'extérieur et disposé entre le rebord 20 et le joint de caoutchouc 21, d'abord pour constituer un déflecteur du distillat pour l'envoyer dans l'auge collectrice 15, et ensuite pour fixer fermement cette auge 15. Comme on le voit au mieux à la figure 2, le panneau de verre 22 est incliné vers le bas à partir de l'espace situé au-dessus du récipient à liquide distillable 14 et s'étend jusqu'a l'espace situé au-dessus de l'auge collectrice 15. Ainsi, quand le panneau de verre 22 est placé dans une position dirigée vers le soleil à son zénith, la quantité d'énergie réfléchie par le panneau 22 est minimale et la plus grande partie de l'énergie solaire traverse le panneau et parvient dans le récipient 14. Du fait que le panneau 22 transmet lténergje solaire, il reste beaucoup plus frais que l'espace situé à l'intérieur du récipient 14. Pour augmenter cette différence de température, les faces internes des parois 11 et 12 sont noires et elles absorbent ainsi une grande partie de l'énergie.De ce fait, le liquide distillable 28 contenu dans le récipient 14 est chauffé jusqu'à ce que sa pression de vapeur soit supérieure au point de rosée sur la surface inférieure du panneau de verre 22: le distillat se forme sur la surface inférieure du panneau de verre 22 et les gouttelettes se regroupent graduellement et coule.nt sur la surface inférieure du panneau de verre 22 pour tomber dans l'auge collectrice 15. Bien que le panneau de verre 22 dépasse l'auge collectrice 15, le joint de caoutchouc 21 arrête le courant de distillat et l'envoie dans l'auge 15. Le rendement du distillateur est influencé en partie par la différence de température régnant a l'intérieur du récipient 14 du liquide distillable et la surface inférieure du verre 22. Pour réduire les pertes de chaleur, on prévoit un récipient d'isolation 30 situé en dessous de la paroi de fond 11 et définissant avec celle-ci un espace contenant un matériau isolant 31. Dans certains modes de réalisation, le matériau isolant 31 est également placé autour des parois latérales 12 pour réduire encore plus les pertes de chaleur. La chaleur engendrée a l'intérieur du distillateur peut être tout à fait élevée, et on constate qu'une augmentation relativement faible de la température est accompagnée par une augmentation relativement importante de la pression de vapeur: par exemple pour une température de 300C, la pression de la vapeur est d'environ 7,0 kPa absolus, alors qu'a 720C la pression de vapeur est d'environ 34,0 kPa. La pression de vapeur joue un rôle important sur le rendement de la distillation, mais on peut noter que lorsque le liquide distillable 28 dépasse une température d'environ 600C, certains sels peuvent se dégager de la solution et se déposer sur les surfaces internes des parois 11 et 12. Pour maintenir le niveau du liquide distillable 28 dans le récipient 14, il est prévu dans ce mode de réalisation un clapet à flotteur 33 située l'intérieur du récipient 14 et traversant une paroi latérale de celui-ci de manière que son ouverture d'entrée soit externe au récipient. Pour recueillir le liquide distillable 28, on prévoit une soupape de purge 34. Un distillateur construit conformément au mode de réalisation ci-dessus a été testé à Darwin (Australie) où la latitude est de 120 30 minutes Sud. A une hauteur de 10 mètres au-dessus du niveau de la mer et en utilisant une surface noire pour constituer l'absorbeur, on a obte#nu une moyenne de 4,8 litres par jour et par mètre carré de surface d'évaporation noire. On a constaté qu'une surface en acier inoxydable était légèrement moins efficace, ne fournissant que 4,4 litres environ par jour et par mètre carré de surface d'évaporation. On peut constater qu'en utilisant un unique panneau de verre plat et en pente, la plupart des rayons solaires traversent le panneau et qu'une quantité relativement faible est réfléchie du fait que le panneau est disposé pratiquement perpendiculairement aux rayons du soleil pendant la plus grande partie de la trajectoire suivie par le soleil: les radiations réfléchies sont ainsi maintenues au minimum. Il est clair que le dispositif peut être chargé et déchargé manuellement et, dans un autre mode de réalisation prévu à cet effet, le panneau de verre 22 est monté de manière a être rabattu sur une charnière ou glissé depuis sa position recouvrant le récipient et le collecteur. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déj de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagées; elles en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.- Distillateur solaire comprenant une paroi de fond (11) et des parois latérales (12) définissant un récipient à liquide distillable (14), caractérisé en ce qu'il comporte un panneau (22) en matériau transparent recouvrant le récipient a liquide distillable (14), des moyens de fixation (23) du panneau transparent (22) aux parois latérales (12) du récipient, des moyens de scellement (21) du panneau (22) transparent aux parois latérales (12) du récipient, et d'autres parois définissant un collecteur de distillat (15), ledit panneau transparent étant l'unique panneau transparent (22) du distillateur et étant disposé en pente en direction du collecteur de distillat (15),1'ensemble é tant tel que,lorsque le liquide distillable est placé dans le récipient et lorsque le distillateur est soumis aux radiations solaires, le distillat s'évapore du liquide distillable, se condense sur la surface inférieure-du panneau transparent (22) en pente, s'écoule sur cette surface inférieure et s'en détache pour se rassembler dans le collecteur à distillat (15), les fuites de vapeur d'eau de l'intérieur du récipient étant empêchées par les susdits moyens de scellement. 2.- Distillateur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois du récipient à liquide distillable comprennent une paroi de fond (11) et quatre parois latérales (12),les parois supérieures de deux parois opposées desdites parois latérales (12) étant disposées en pente en direction du collecteur de distillat (15), et chacune desdites parois latérales (12) étant pourvue d'une partie marginale (20 le long de son rebord supérieur, ces parties marginales (20) supportant le panneau transparent (22) sur ses rebords périphériques. 3.- Distillateur solaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de scellement comprennent un joint élastomère (21) de section générale en U, entourant et étant en contact avec la périphérie du panneau transparent (22) et des profilés de retenue (23) fixés aux parois latérales respectives et comportant une partie recouvrant le joint élastomère (21) pour retenir le panneau transparent (22) sur lesdits panneaux latéraux (12). 4.- Distillateur solaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le collecteur (15) est constitué par un organe en forme d'auge pourvu d'un rebord en saillie (25) interposé entre le côté inférieur du panneau transparent (22) et l'une desdites parois latérales (12). 5.- Distillateur solaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau constitutif dudit panneau transparent (22) est du verre 6.- Distillateur solaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient isolant (30) disposé en dessous du récipient à distillat (15), des moyens pour fixer ces récipients l'un à l'autre et un matériau isolant disposé à l'intérieur du récipient isolant. 7.- Distillateur solaire selon l'une quelconquedes revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il. comprend un clapet flottant (33) pourvu d'une ouverture d'entrée et d'un flotteur et des moyens fixant ce clapet à une paroi latérale du récipient à liquide distillable, l'ouverture d'entrée étant placée à l'ex térieur du récipient et le flotteur à l'intérieur du récipient.