Brevet FR2717588A1 — publié le 19950922

Appareil de réflection automatisée des rayons du soleil La présente invention concerne un dispositif de réflection automatisée qui permet de réfléchir les rayons du soleil vers un point fixe, à tout moment de la journée quelque soit la position du soleil dans le ciel. Cette invention s'applique d'une manière générale aux domaines de l'éclairage et du chauffage. I1 s'agit pour le dispositif d'orienter une plaque réfléchissante (P) de telle manière que quelque soit la position du soleil ses rayons soient réfléchis vers un point fixe (X).(FIGURE 1) Le dispositif peut être décomposé en 3 parties. Dans la partie I du dispositif (FIGURE 2,6,7) la plaque (P) se déplace perpendiculairement à un axe (B) formé par une tige filetée(Fil.l) qui est maintenue en permanence bissectrice d'un axe fixe(F) dirigé vers le point fixe à éclairer (X) et d'un axe mobile (S) pointant en direction du soleil. Pour être maintenue bissectrice des axes (F) et (S) la tige filetée (Fil.l) est maintenue à égale distance des montants égaux (a) et (b) par des montants également égaux entre eux (c) et (d). Les montants (a) (e) (b) (c) (f) (d) sont articulés entre eux. Un trou fileté ou un écrou fixé au centre du montant (f) va permettre à la tige filetée (Fil.l) de déplacer le montant (f) et la plaque (P) perpendiculairement le long de la tige filetée (Fil.l). Un moteur (M1) à courant continu va pouvoir faire tourner la tige filetée (Fil.l) et faire avancer ou reculer le montant (f) suivant la polarité du courant envoyé.Le montant (b) étant sur un axe fixe (F) le déplacement de (f) et (P) va engendrer le déplacement du montant (a) ayant pour axe (S) dans le plan (S.O.F) plan des axes (S) et (F). Si le soleil ne se déplaçait que dans un plan, ce dispositif serait suffisant pour l'objectif fixé. Mais le soleil se déplace également dans un plan perpendiculaire à ce plan. Il faut donc pouvoir faire effectuer une rotation de l'axe fixe (F) qui pointera toujours en direction de (X) mais va permettre à l'axe (S) de se déplacer dans un plan perpendiculaire au plan (S.O.F). Pour cela la partie II du dispositif (FIGURE 3,4,5) entrainé par un moteur (M1) va effectuer ce déplacement et permettre à l'axe (S) de toujours pointer vers le soleil.Les Figures 3,4,5 proposent 3 sortes de partie II du dispositif que nous allons détailler. La partie II du dispositif comprend: - un bâti fixe (Bf) qui sera fixé au sol ou sur tout support adéquat et permettra de diriger l'axe (F) vers le point (X) à éclairer. - un bâti mobile (Bm) articulé autour de l'axe (F) et qui se déplace autour de cet axe grâce à une tige filetée (Fil.2) actionnée par un moteur à courant continu (M2). Le montant (b) de la partie I du dispositif sera fixé sur le bâti mobile (Bm) en parallèle à l'axe (F). Les figures 3,4,5 sont 3 sortes de réalisation de la partie II du dispositif, permettant le déplacement d'un bati mobile (Bm) autour d'un axe fixe (F) sur un bati fixe (Bf). Les figures 3 et 4 utilisent 3 articulations: -une articulation entre (Bf) et (Bm) -une articulation avec un axe (Axl) permettant d'articuler la tige filetée (Fil.2) avec (Bf) au niveau du moteur (M2) -une articulation avec un axe (Ax2) permettant d'articuler la tige filetée (Fil.2) avec (Bm) au niveau de l'écrou (Ec) La figure 5 comprend 6 articulation en losange sur le même principe que la partie I. La partie III du dispositif (Figure 8,9) est le système de commande des moteurs qui assure l'asservissement par rapport au soleil du montant (a) dans l'axe (S) et permet d'avoir lorsqu'vil y a du soleil un déplacement du montant (a) pour diriger son axe (S) vers le soleil et donc un déplacement de la plaque (P) pour réfléchir les rayons du soleil vers le point à éclairer. Il comprend (figure 8 et 9): un capteur composé de 4 cellules photo-electriques (C1) (C2) (C3)(C4) séparées par 4 panneaux allongés ( (P1) (P2) (P3) (P4) d'une longueur (L) et un boîtier de commande électronique (Y) qui va commander l'action des moteurs lorsque les cellules seront activées. De la taille des cellules et de la longueur (L) des panneaux dépend la précision de la réflection des rayons du soleil. Plus les cellules sont petites et les panneaux grands plus la réflection sera précise. Lorsque l'axe (S) est dirigé vers le soleil les 4 cellules sont actives et les moteurs sont à l'arrêt. Lorsqu'vil n'y a pas de soleil aucune cellule est active, les moteurs sont également à l'arrêt. Lorsqu'une, deux ou trois cellules sont activées le dispositif est en mouvement afin de diriger l'axe (S) en position ou toutes les cellules seront activées. Les figures 11 et 12 représentent l'organigramme des changements d'état des cellules en fonction des mouvement avec l'indication des mouvements en fonction des cellules activées. Les flèches en gras symbolisent le sens du mouvement produit sur les axes (U) et (V) par les moteurs, les cellules actives sont représentées en grisé.les flèches simples indiquent les changements d'état possibles du capteur. L'organigramme dépend du système electronique installé dans le boitier de commande (Y). La figure 11 représente le meilleur organigramme souhaitable par lequel un système electronique placé en (Y) permettrait la plus grande rapidité d'asservissement de la plaque (P) au soleil. La figure 12 représente ltorganigramme obtenu avec un système electronique placé en (Y) représenté par le circuit de la figure 10. Dans le circuit électronique de la figure 10 les cellules (C1)(C2)(C3)(C4) sont des cellules photo-voltaiques de tension 3V, les moteurs (M1) et (M2) sont des moteurs à courant continu de tension 3V dont l'intensité de démarrage correspond à celle obtenue lors de l'éclairement total d'une cellule par les rayons du soleil.(Rl) et (R2) sont des relais fonctionnant à une tension de 6V et qui couperont le circuit lorsqu'ils seront activés. (Dl) (D2) (D3) (D4) sont des diodes. Nous voyons dans le circuit de la figure 10 que: -lorsque (C1) est seule activée (M1) et (M2) tournent dans un sens. -lorsque (C2) ou-et (C4) sont activées M1 tourne dans l'autre sens. -lorsque (C3) est activée seule (M2) tourne dans l'autre sens. -lorsque (C1) et (C3) sont activées le relais (R2) se déclenche et déconnecte (M2), le moteur (M1) tourne. -lorsque (C1) et (C2) (ou-et (C4)) sont activées le relais (R1) se déclenche et déconnecte (M1), le moteur (M2) tourne. -lorsque (C1)(C2)(C3)(C4) sont activées les relais (R1) et (R2) se déclenchent et déconnectent les moteurs (M1) et (M2). La figure 1 représente le dispositif de l'invention dans son ensemble en vue de perspective. La figure 2 représente la partie I du dispositif de l'invention en vue de perspective. La figure 3 représente la partie II du dispositif de l'invention en vue de perspective.L'articulation entre les batis (Bf) et (Bm) étant un tube. La figure 4 représente la partie II du dispositif de l'invention en vue de perspective.L'articulation entre les bâtis (Bf) et (Bm) étant de simples charnières. La figure 5 représente la partie II du dispositif de l'invention en vue de perspective.L'articulation entre les bâtis (Bf) et (Bm) étant un double losange de 6 montants articulés. Les figures 6 et 7 représentent 2 positions shématiques de la partie I du dispositif pour 2 positions du soleil.Vue de profil dans le plan des axes (S) et (F). La figure 8 représente le système de commande (partie III) placé au bout du montant (a) de la partie I, en vue de perspective. La figure 9 représente le capteur de la partie III vue du soleil lorque l'axe (S) pointe vers le soleil. La figure 10 représente un shéma electronique possible pour asservir les moteurs (M1) et (M2) au soleil suivant l'organigramme de la figure 12. La figure 11 représente le meilleur organigramme souhaitable des changements d'état des cellules du capteur et des mouvements dans l'espace de celui ci. La figure 12 représente l'organigramme des changements d'état des cellules du capteur et des mouvements dans l'espace de celui ci, obtenu avec le circuit électronique décrit dans le shéma de la figure 10. REVENDICATIONS 1) La présente invention est un dispositif de réflection automatisée qui permet de réfléchir les rayons du soleil vers un point fixe caractérisé par une plaque réfléchissante (P) se déplaçant perpendiculairement à une tige filetée (Fil.l) actionnée par un moteur (M1) et maintenue en permanence bissectrice, dans leur plan, de 2 montants (a) et (b) articulés entre eux en un point 0. Pour cela nous utilisons 2 montants égaux (c) et (d).Le montant (a) est un montant mobile cherchant en permanence à pointer son axe vers le soleil lorsque celui ci est apparent. Le montant (b) est un montant dont l'axe reste fixe vers le point à éclairer. un moteur (M1) déplace le montant (a) dans le plan des montants (a) et (b) et la plaque (P) le long de la tige filetée (Fil.l). un moteur (M2) déplace le montant (a), et toute la partie I, dans un plan perpendiculaire au plan précédent par rotation du montant (b) sur son axe (F) 2) le dispositif selon la revendication I est caractérisé en ce qu'un système de commande du dispositif est composé de 4 cellules photo- électriques (C1)(C2)(C3)(C4) séparées par 4 panneaux allongés (P1) (P2) (P3) (P4) d'une longueur (L) qui disposés dans l'axe (S) du montant (a) permettent grâce au circuit electronique adapté (exemple figure 10) de maintenir en permanence l'axe (S) pointé vers le soleil, sous l'action des moteurs (M1) et (M2).