Brevet FR2563614A1 — publié le 19851031

L'invention concerne un collecteur solaire, constiw tué d'un absorbeur disposé dans un bottier, ledit absorbeur étant constitué de plusieurs tubes parallèles pouvant & re traversés par un courant de fluide, qui sont disposés verticalement ou inclinés par rapport à la verticale, qui sont disposés à une faible distance l'un par rapport à l'autre, qui sont reliés entre eux du côté de l'arrivée et du ceté de la sortie au moyen de tubes transversaux munis de raccords d'arrivée et de raccords de sortie et qui sont de forme circulaire, la section desdits tubes parallèles correspondant sensiblement à celle des tubes transversaux. Un collecteur solaire de ce type est connu d'après le brevet français 801 627. Pour autant que dans ce collecteur, les tubes parallèles ne sont pas réduits à leurs extrémités de raccordement aux tubes transversaux qui présentent une section circulaire, pour pouvoir surtout se raccorder à ces derniers avec environ la même section, ce qui est prévu, les tubes transversaux sont munis de découpes de grandeur correspondante et nécessairement écliptique et les tubes parallèles doivent présenter un contour de raccordement qui y soit adapté à moins que, pour des extrémités de tubes découpées en ligne droite, environ la moitié de la section' ides tubes transversaux doive être bloquée. Ce problème de fabrication n'existe pas pour des collecteurs solaires selon le brevet américain 2 274 492 et le brevet anglais 2 097 114 car dans les deux cas, les tubes parallèles présentent une section nettement plus faible par rapport aux tubes transversaux indépendamment du fait que dans le cas des tubes parallèles selon le brevet anglais, il s'agit de tube non métalliques en matière synthétique et des mesures d'étanchéité sont nécessaires pour des raccordements entre la matière synthétique et le métal (tubes transversauxencuivre). Si l'on voulait dans ce type de collecteur (selon le brevet anglais ou ie brevet américain) adapter la section des tubes transversaux à la section à peu près correspondante des tubes parallèles, il en résulterait les mêmes problèmes que dans le collecteur -selon le brevet français 801 627, Des tubes parallèles de faible section forment une source d'ennuis pour de tels collecteurs pour autant que ces derniers peuvent "crottret relativement rapidement pour des caractéristiques défavorables de l'eau ce qui est une incitation à une nécessité de nettoyage relativement fréquent. Le fait que cependant de tels tubes de trop plein de faible diamètre soient utilisés devraient être justifié par le fait qu'il est relativement difficile et pour le moins couteux de prendre en soin des canaux de trop plein de forte section, ce qui, par exemple, serait sans problème, si l'on réalise de tels absorbeurs de manière connue sous la forme de caisse, car dans ce cas pour former des ouvertures de trop plein importantes, les tôles intérieures de conduction du courant ne peuvent Etre dimensionnées que relativement courtes pour obtenir de cette manière des ouvertures importantes de trop plein à partir d'un tube ou d'un canal de circulation à un autre.Si l'on voulait faire fonctionner de tels absorbeurs en forme de caisse en tant qu'absorbeur à circuit unique pouvant supporter une charge de pression, c' est-à-dire qui peuvent supporter également la pression de l'eau de la canalisation, il faut prévoir des dpais- seurs de paroi d'épaisseur correspondantes, indépendamment du fait que la fabrication de bottes comportant des tales de guidage incorporées est particulièrement coûteuse. Le fait de relier ou munir des tubes parallèles de forte section dans leur zone terminale avec des canaux de trop plein latéraux de section suffisante conformément à la demande de brevet allemand 3 307 440 ne pose également relativement pas de problème. Mais, ce qui pose plus de problème c'est l'ensemble si l'on veut conformer l'absorbeur qui doit subir des charges de pression à partir de tubes de section relativement petite (environ 80 à 90 mm de diamètre) et par suite à partir d'épais- seur de paroi relativement faible et relier ces dernières en amont et en ayai avec des ouvertures de trop plein de grandeur correspondante, alors, pour des tubes de diamètre plus faible, des collerettes latérales devraient être rabattues de manière démesurément longue pour le raccordement latéral des tubes parallèles si les ouvertures de trop plein doivent être importantes, ce qui est, d'une part difficile sinon impossible à réaliser et, d'autre part, s'oppose à l'épaisseur de paroi qui doit être maintenue la plus faible possible pour les tubes pa parallèles, pour lesquels on utilise généralement une tôle en cuivre de grande qualité et par suite de coût élevé.Vouloir prévoir de telles collerettes importantes sur des tubes transversaux de grandeur correspondante est également pratiquement irréalisable si bien qu'on devrait en revenir de nouveau à des conformation.ins le sens des brevets français et anglais (dans le cas présent disposition de manchons de raccordement). L'invention se pose donc pour problème d'améliorer un collecteur solaire du type décrit dans l'introduction de telle manière que ce collecteur remplisse l'exigence suivante en ce qui concerne la conformation de son absorbeur les sections de trop plein des tubes parallèles aux tubes transversaux ne doivent pas présenter de réduction de section par rapport à la section transversale des tubes parallèles pour lesquels on doit pouvoir utiliser de simples sections ion- gitudinales de tubes qui, en ce qui concerne leurs sections de raccordement,- ne nécessitent en aucun cas de travail d'adaptation et pour lesquels on doit utiliser destines présentant environ la mame section par rapport aux tubes transversaux, de faible épaisseur de paroi mais qui soient cependant résistants à la pression pour les pressions de conduites d'eau usuelles, les tubes transversaux de section approximativement égale devant en outre eux même être faciles à construire en ce qui concerne leur raccordement aux tubes parallèles. Conformément à l'invention, ce problème est résolu pour un collecteur solaire au type décrit dans l'introduction par le fait les tubes parallèles sont raccordés de manière étanche au fluide aux deux tubes transversaux munis de manchons-de raccordement dans ces manchons de raccordement, chaque tube transversal étant constitué d'une coupe de tCle recourbée de manière à constituer un tube qui est ferté avec un cordon longitudinal, et en ce que les tubes transversaux sont munis du côté du raccordement aux tubes parallèles d'une surface plane présentant les manchons de raccordement réalisés sous forme de collerette, Avec un collecteur conformé de cette manière, les exigences décrites ci-dessus sont remplies. les tubes de diamètre relativement faible (environ 80 à 90 mm) entrassent en effet une faible valeur du volume de stockage de l'absorbeur lui-mme, mais cela ne s'oppose pas au fait d'augmenter le nombre des tubes parallèles ou de brancher derrière le collecteur dans le sens du brevet américain 2 274 482 un rd- servoir de stockage isolé thermiquement, Enifait, les tubes parallèles et les tubes transversaux ont une paroi faible mais, grace à la réduction du diamètre ils sont plus stables à la pression; par ailleurs, la minceur de la paroi a pour conséquence une certaine élasticité plus élevée des parois grbce à laquelle on peut avantageusement espérer que, lors de variations de pression ou de coups de bélier (prélèvement d'eau) les incrustations se trouvant sur les parois se détachent et soient nettoyées vers l'extérieur. En particulier, grScé à la conformation spécifique des tubes transversaux, on obtient une possibilité de réalisation et de fabrication simple car les raccordements pour les tubes parallèles peuvent être conformés ou échancrés sans problème à partir d'une coupe de tale plane par déformation à la presse, à la suite de quoi, la coupe de t81e est refermée de manière à constituer un tube. L'ensemble constitue ainsi dans une çertaine manière un compromis entre un volume de stockage réduit ou des diamètres réduits en réduisant de ce fait, si possible, les épaisseurs de parois et une possibilité de raccordement favorable aux tubes transversaux sans avoir à surdimensionner ces derniers, la conformation des tubes transversaux constituant une liaison directe latérale qui ne doit pas être réalisée simplement dans les conditions de diamètre données, cette liaison se faisant avec les tubes parallèles dans le sens de la demande de brevet allemand 3 3Q7 440, Le collecteur solaire conforme à l'invention sera décrit ci-après en détail à l'aide d'exemple de réalisation en se référent aux dessins ci-annexés sur lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique de l'absorbeur du collecteur - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe partielle de l'absorbeur le long de la ligne II/II de la figure 1; - la Fig. 3 est une coupe schématique selon la ligne III/III de la figure 1; - la Fig. 4 est une coupe schématique le long de la ligne IV/IV de la figure 2; et - la Fig. 5 représente la position d'utilisation du collecteur. L'absorbeur représenté sur la figure 1 est essentiellement constitué de tubes parallèles disposés relativement les uns par rapport aux autres avec une faible distance et qui sont engagés dans des manchons de raccordement 3 correspondants de deux tubes transversaux 4 et qui sont reliés à ces derniers de manière étanche au liquide. Le tube transversal inférieur 4 présente dans sa zone la plus basse un raccord d'arrivée 6'.Pour des absorbeurs relativement larges, comme dans le cas représenté, dans lequel on prévoit en tout sept tubes parallèles 1, on prévoit cependant, comme cela est représenté, un raccord d'arrivée 6' également à l'autre extrémité du tube transversal inférieur 4. Cela est également valable pour le tube transversal supérieur 4 qui comporte des raccords de sortie 6 coxxespondants Les fermetures terminales sont de ce fait conformées avantageusement sous la forme de capuchons emboitables et pouvant être également soudées avec étanchéité au liquide; ces capuchons sont faciles à emboutir avec une section adaptée et des outils de formage correspondants. Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, en ce qui concerne les tubes parallèles, il s'agit de section de tubes longitudinaux qui sont coupées droit à leurs extrémités, qui ont une longueur de environ 1,5 à 2 mètres et sont simplement insérés par leurs extrémités 2 dans les manchons de raccordement 3 obtenus par échancrure des tubes transversaux 4 et qui sont soudés avec ces derniers. Les manchons de-rac- cordement 3 sont de ce fait pourvus de bords rabattus 9 dirigés vers l'extérieur qui facilitent ainsi l'insertion des extrémité de tubes 2 ainsi que le soudage. Etant donné que le montage des manchons de raccordement 3 sous la forme de collerettes des tubes transversaux finis est en fait possible mais extrêmement difficile, ces collerettes sont tout d'abord réalisées sur une coupe de tôle plate qui est ensuite arrondie dans le sens représenté à la figure 3, et fermée avec un cordon longitudinal 7. De ce fait on peut facilement adapter la section des tubes transversaux 4 à la section des tubes parallèles 1 de manière correspondante. Dans ce cas il est essentiel et cela se voit facilement, qu'd l'intérieur de l'absorbeur, il ne se trouve en aucun cas des ouvertures de trop plein rétrécies. Etant donné que les tubes transversaux doivent être également résistants à la pression, leurssurfacesplates8 peuvent être facilement munies lors de leur processus de fabrication d'estampages10 de raidissement correspondants, ceci étant également valable pour les capuchons de fermeture 5 (voir figures 3 et 4). Pour le maintien de l'absorbeur à l'intérieur du bottier du collecteur 11, des attaches appropriées 12 sont simpiement placées sur les tubes parallèles comme cela est représenté sur la figure 3. Lorsque le collecteur complet se trouve dans la position inclinée par rapport à la verticale représentée sur la figure 5, l'absorbeur est traversé comme représenté par les flèches du courant, de l'eau étant prélevée et de l'eau sous pression étant simultanément envoyée. Pour un diamètre d'environ 90 mm et une longueur d'environ 2000 mm des tubes parallèles 1, cet absorbeur à une contenance en eau environ de 90 litres et il est absolument résistant à la pression pour des pressions de conduites d'eau usuelles malgré la faible épaisseur des parois qui 'est que de 1 mm; mais cet absorbeur réagit de manière élastique dans une certaine mesure aux variations de pressions et aux coups de h4- liers du fait de la faible épaisseur de sa paroi et, de ce fait, comme cela peut être observé, les incrustations peuvent être détachées faciler.ent. REVENDICATIONS 10) Collecteur solaire, constitué d'un absorbeur disposé dans un boitier, ledit absorbeur étant constitud de plusieurs tubes parallèles pouvant etre traversés par un courant de fluide, qui sont disposés verticalement ou in clinés par rapport à la verticale, qui sont disposés à une faible distance l'un par rapport 'à l'autre, qui sont reliés entre eux du cEté de l'arrivée et du côté de la sortie au moyen de tubes transversaux munis de raccords d'arrivée et de raccords de sortie et qui sont de forme circulaire, la section desdits tubes parallèles correspondant sensiblement à celle des tubes transversaux, caractérisé en ce que les tubes parallèles (1) sont raccordés de manière étanche au fluide aux deux tubes transversaux (4) munis de manchons de raccordement (3) dans ces manchons de raccordement (3), chaque tube transversal (4) étant constitué d'une coupe de tôle recourbée de manière à constituer un tube et qui est fermé avec un cordon longitudinal (7), et en ce que les tubes transversaux (4) sont munis du cOtd du raccordement aux tubes parallèles (1) d'une surface (8) plane présentant les manchons de raccordement (3) réalisés sous forme de collerette. 20) Collecteur selon la revendication t, caractérisé en ce que les manchons de raccordement (3) sont munis à leurs hords terminaux d'un bord rabattu vers l'extérieur (9). 30) Collecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les tubes transversaux (4) sont fermés de manière étanche au fluide à leurs extrémités au moyen de fonds embottables ou inserrables, munis des raccords d'arrivée et de sortie (6) et constituant des fermetures terminales (5). 40) Collecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins les tubes transversaux (4) sont conformés avec renforcement au moins dans la zone des surfaces (8) au moyen d'estampagesde parois (t0).