Brevet FR2753781A1 — publié le 19980327

La presente invention concerne un système de capteur de raypns solaires cônique, travaillant par réflexion et concentration sur un échangeur eau cylindrique placé verticalement au centre du cône. Le réflecteur en métal poli, ou autre matériaux réfléchissant, à un angle de 900, qui permet aux rayons solaires incidents d'être parfaitement réfléchis sur un échangeur cylindrique métallique enduit sur la surface extérieure d'une peinture noire mate. L'échangeur cylindrique devient capteur après réflexion des rayons diffusés par le cône sur toute sa surface latérale. Les rayons captés sur la surface du réflecteur cônique sont concentrés sur l'échangeur cylindrique, et le rapport des surfaces est voisin de 20/1; ce qui permet d'obtenir une température élevée sur la surface latérale de l'échangeur cylindrique, permettant un transfert d'énergie important, qui augmente la température de l'eau en circulation; celle-ci pouvant atteindre 90 et plus. Ce type de capteur solaire, offre l'avantage de stocker une certaine quantité d'eau à une température élevée, qui permet de réduire de moitié les volumes de stockage. Afin d'optimiser le rendement du capteur, celui-ci est monté sur un ensemble mobile motorisé et programmé, maintenant l'axe du cône réflecteur en direction de la source rayonnante. Le capteur cylindrique est coiffé d'un tube en verre ou plexiglas dans lequel est créé un vide d'air qui permet de diminuer les pertes de calories par déperdition en convection et conduction. Les dessins annexes, illustrent l'invention. La figure 1 représente en coupe les éléments du systeme. Sur une bague métallique (1/1) sont fixés les supports du cône (4/1). Le diamètre intérieur de la bague métallique est légèrement supérieur à celui du cylindre échangeur (2/1W. Deux vis de serrage (3/1) bloquent le cylindre une fois mis en place. Le cône réflecteur (5/1) est maintenu par les supports ,(4/1). La base du cône comnorte des ouvertures (10/1) qui per- mettent l'évacuation de l'eau de pluie. Une bague (7/1) fixée sur la base du cône, reçoit le tube en verre ou en plexiglas (6/1) étanchéisé après vissage par joint collé. Dans la partie inférieure à la bague (7/1), se trouve une valve (9/1) qui permet la mise sous-vide (8/1). La figure 2, représente en coupe l'ensemble mobile.Dans la bague (1/2) est fixé un tube cylindrique creux (2/2). Sur ce tube est fixé un disque denté (3/2) maintenu par une bague de serrage (4/2). Le tube creux (2/2) est engagé sur un axe rond (5/2) solidaire avec un plateau rond fixe (7/2). La base du tube (2/2) repose sur un roulement à billes (15/2) facilitant sa rotation. Un système de moteur (8/2) et horloge de programmation (9/2) permettent la rotation du disque denté (3/2) qui entraîne la bague (1/2) supportant le cône réflecteur par les supports (11/2) et le cylindre échangeur fixé par vis dans l'orifice fileté (10/2). Une alimentation électrique est prévue par l'orifice (6/2). L'ensemble (5/2) est relié à une base (12/2j par un axe (13/2), qui permet de régler le capteur dans l'axe de la source rayonnante ainsi que son blocage. Les éléments placés sur le plateau (7/2) sont protégés par un capot (14/2). Les figures 3 représentent en coupe le capteur échangeur composé d'un cylindre creux extérieur (15/3) en métal, fermé en sa partie supérieure en forme de cône. Un second cylindre creux (16/3) de diamètre inférieur, est glissé à l'intérieur du premier en maintenant un écart régulier. Ce cylindre est ouvert en partie supérieure et refermé à sa base sur une entrée d'eau tubulaire (12/3). La base des deux cylindres est fermée par des plaques rondes, par soudure. On remarque les deux cylindres (15/3) et (16/3) avec l'espace de circulation d'eau (14/3). Une entrée tubulaire (11/3) sur le cylindre (15/3) permet l'entrée de l'eau à réchauffer. L'eau circulant entre les deux cylindres (16/3) et (15/3), -est cheminée dans le cylindre (16/3) par la partie supérieure -(13/3). Une sortie tubulaire (12/3) fixée sur la base du cylindre intérieur, permet la sortie de l'eau chargée des calories. Les entrées et sorties tubulaires (11/3) et (12/3) sont raccordées sur un circuit classique accélérateur, cuve de stockage avec échangeur, par tubes souples parfaitement isolés. REVENDICATIONS 1) Appareil capteur, concentreur de rayons solaires et échangeur sur fluide caloporteur, caractérisé par un ensemble comprenant un capteur-échangeur cylindrique (15/3), un cône réflecteur (5/1), ainsi qu'une partie mobile (2/2) permettant le maintien de l'ensemble dans l'axe du rayonnement solaire par entrainement du disque denté (3/2). L'ensemble mobile .pivote sur l'axe (5/2-3-selidaire du plateau (7/2). Le capteur échangeur est caractérisé par un cylindre métallique creux (i5/3) fermé à sa partie supérieure en forme de coupole. L'ensemble de ce cylindre est recouvert d'une peinture absorbante. Dans la base latérale de ce cylindre est logée- une entrée tubulaire de fluide caloporteur (11/3). Un second cylindre métallique creux de diamètre inférieur (16/3) est glissé a l'intérieur du premier en maintenant un espace régulier. Ce deuxième cylindre est ouvert en partie supérieure et refermé à sa base sur une sortie de fluide tubulaire (12/3). La base des deux cylindres est fermée par une plaque ronde en forme de rondelle, puis soudée. L'espace (14/3) laissé entre les deux cylindres, permet la circulation du fluide caloporteur dans le sens entrée par un tube (11/3), et sortie du fluide par un tube (12/3). La partie du capteur-échangeur placé dans le cône (5/1) est couverte par un tube en verre ou en plexiglass (6/1) fermé à sa partie supérieure dans lequel on crée un vide d'air. 2) Appareil capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'échangeur est placé dans l'axe d'un cône à 900 (5/1) réflecteur métallique ou autre matériau réflecteur qui répartit et concentre l'ensemble des rayons solaires sur 1' échangeur. 3) Appareil capteur selon la revendication 1 caractérisé par une bague métallique (1/2) qui maintient le cône réflecteur et l'échangeur, reliant également cet ensemble par l'intermédiaire d'un tube creux (2/2) à un plateau (7/2), équipé d'une motorisation qui agit sur un disque denté (3/2) solidaire du tube (2/2). La rotation du tube (2/2) sur l'axe (5/1), permet le maintien du système dans l'axe du soleil. 4) Appareil capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'échangeur placé dans l'axe du cône est recouvert par un tube en verre ou plexiglass (6/1) fermé à sa partie supérieur, et rendu étanche sur le cône par une bague (7/1). Dans ce tube on crée un vide d'air par l'intermédiaire d'une valve (9/1).