Brevet FR2876232A1 — publié le 20060407

el- La présente invention concerne un système convertisseur thermo-électrique solaire basé sur une concentration solaire spécifique, agissant sur un ensemble d'électrodes adapté à cette concentration, et placé dans une enveloppe en verre, dans laquelle on crée un vide d'air ou une atmosphère gazeuse. Le but de cette invention est de permettre à un ensemble tube thermoélectrique et réflecteur, un suivi du soleil plus rationnel dans une utilisation du tube en position inclinée verticale, ou horizontale selon l'opportunité du site, tout en présentant un encombrement plus réduit. Cela nécessite le choix d'un réflecteur adapté, un ensemble d'électrodes répondant à celui-ci, et la construction d'un tube plus allongé. Les dessins annexes illustrent l'invention. La figure (1) représente en coupe, un ensemble tube et réflecteur. Le réflecteur (7/1) en métal ou composite, est de forme de plaque cintrée, avec un rayon précis, et d'une longueur appropriée à celle d'un tube ou plus. Un film réflecteur (6/1) de type polyester métallisé est appliqué si le réflecteur est en composite, dans le cas d'un réflecteur métallique on utilise un acier inox poli, qualité miroir. Un tube en verre (5/1) renferme les électrodes suivantes: une anode (1/1) avec un espace (2/1) pour une circulation d'air ou de fluide de refroidissement placée dans le milieu du tube en verre. De part et d'autre de l'anode (1/1), et placées symétriquement, sont disposées les grilles (4/1) permettant le contrôle du flux d'électrons par le champ positif crée au-tour de celles-ci, après application d'une tension positive, et les cathodes (3/1) réceptrices de la concentration solaire nécessaire à l'obtention d'une température d'émission électronique. La grille (4/1) à la forme d'un quart de rondelle plate disposée entre l'anode(1/1) et la cathode (3/1) à une distan- ce réglementée par la différence de potentiel appliquée entre l'anode et la cathode. cette grille (4/1) est maintenue par deux supports (9/1). La matière de la grille peut-être métallique avec un revêtement d'oxydes appropriés, ou composée d'un mélange de matière isolante, conductrice, et d'un liant, le tout nécessitant une résistance électrique et thermique précise. La grille peut également être en forme de grillage métallique comme représentée par la figure (32/8). Le métal de cette grille peut varier et doit être recouvert d'une protection hautement résistive selon les tensions appliquées. La cathode (3/1) est en forme d'un quartier de cylindre, dont les dimensions correspondent à l'impact de la con-centration solaire produite par le réflecteur (7/1)la cathode étant en nickel, le choix du revêtement émissif dépend de la température de travail choisie. Comme le démontre la figure (9), la cathode est ajourée par insération d'espaces (33/9), laissant des passages entre l'extérieur de la cathode (côté verre) et l'intérieur (côté grille anode). Il est bien connu qu'un métal revêtu d'une couche d'oxydes émissifs, et porté à une température optimale, libère les électrons négatifs. Dans le cas de la cathode ajourée et revêtue d'oxydes intérieurement et extérieurement, les électrons libérés se trouvent de part et d'autre de celle-ci. Il est bien connu aussi, qu'un champ positif placé à proximité des électrons, va les attirer et leur donner une force cinétique caractérisée par la tension positive de ce champ. La grille (4/1) placée entre la cathode et l'anode, aménagée et construite de façon à produire ce champ positif à proximité de la cathode, permet d'attirer et d'accélérer les électrons situés sur la face côté grille, mais également ceux situés entre la cathode et l'enveloppe en verre(5/1) qui passent par les ouvertures(33/9). L'émission thermique d'électrons est caractérisé par la surface émissive de la cathode, sa température, et le travail nécessaire à leur éxtraction, les cathode ajourées (3/9) permettent une émission d'électrons nettement plus dense. La visualisation de la figure (10), montre en coupe le principe de la cathode ajourée (3/10), les ouverture (33/10) les grilles (4/10), l'anode (1/10) et le champ positif(34/10) A l'intérieur du tube on crée un vide d'air (8/1), ou une atmosphère de gaz tel que xenon, argon, ou ozone (03v. L'action des photons sur l'ozone est très active, et dans la partie extérieure de la cathode chauffée par la concentration de rayons solaires, on obtient une libération des électrons permuttant constamment de 01 à 02 augmentant la densité de l'émission cathodique. La figure (6) nous montre en coupe la disposition de l'ensemble des éléments composant le tube thermo-électrique solaire où l'on voit l'enveloppe en verre (5/6), l'anode (1/6) avec circulation d'air ou fluide de refroidissement, les supports d'éléments (26/6) et (2716), la cathode (3/6) la tige support de grille (29/6), les grilles (4/6), les broches de raccordement (28/6) dont les circuits et. aménagements extérieurs ne sont pas démontrés dans ce brevet. La figure (7) nous montre une forme de grille en part de rondelle (4/7) et les orifices de fixation de supports (9/7). La figure (8) nous montre une grille en forme de grillage métallique (32/8). L'ensemble réflecteur et tubes est destiné à se mou-voir afin de rester dans le prolongement du rayonnement solaire. La figure (2) nous montre en coupe une moitiée de cet ensemble, l'autre moitiée étant symétrique. Un axe (15/2) est maintenu par un flasque (13/2), sur cet axe une roue dentée (12/2) permet l'entraînement de celui-ci. Un arbre(10/2) est destiné à être logé dans un coussinet. Le tube thermo- électronique solaire est inséré dans le flasque, et mai.r.teni par un support (16/2) et soudé sur l'axe (15/2). La figure (3) nous montre un flasque de côté. La figure (4) nous montre les lames modelées {21/4) en acier, soudées sur l'axe (15/4), et l'emplacement du tube thermo- électronique (19/4). La figure (5) nous montre un ensemble de tubes et rélecteurs logés dans un caisson (22/5), fermé par une parroie translucide (25/5) de type Pf1MA. L'ensemble tubes-réflecteurs est entraîné par un motoréducteur (23/5) et une courroie crantée (24/5). eEVENDICATIONS 1) Appareil convertisseur thermo-électrique solaire, caractérisé par un ensemble d'électrodes de formes spécifiques, placé dans un tube en verre sous vide, ou sous atmosphère gazeuse, soumis à l'action d'un réflecteur (7/1) concentrant le rayonnement solaire sur les cathodes (3/1), afin de les amener à une température d'émission électronique dirigée sur l'anode (1/1) par l'intermédiaire d'une grille (4/4). 2) Appareil selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la longueur des éléments composant le tube(11/2), ne dépend que de la résistance et de la rigidité mécanique de ceux-ci. La longueur du tube est particulièrement recherchée afin d'obtenir un ratio surface réfléchie, et température adéquate des cathodes dans un encombrement réduit. 3) Appareil selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la cathode (3/1) est ajourée (33/9) permettant l'extraction des électrons se trouvant entre la cathode (3/1) et la parroie en verre (5/1), cette action est visualisée par la figure {10) 4) Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'atmosphère gazeuse (8/1)composée d'ozone qui, sous l'influence des photons (quantum de radiations) et de l'émission de la cathode (3/1), augmente la densité du flux d'électrons. 5) Appareil selon les revendications de 1 à 4, caractérisé en ce que les tubes thermo-électroniques solaires sont placés dans un ensemble flasques(13/2) assemblés sur un axe (15/2), comprenant une roue den- tée (12/2), un arbre (10/2), un support pour le tube (16/2), et un réflecteur (7/2). Les figures 2,3,4 nous montrent les détails de cet ensemble. 5) Appareil selon les revendications de 1 â 5, caractérisé en ce que l'ensemble tube, flasques, réflecteur, sont logés dans un caisson (22/5), entraînés par un moto-réducteur (23/5) et par une courroie crantée (24/5). Le côté face au soleil (25/5) est constitué d'une parroie translucide protégeant l'ensemble, de la pluie et de la poussière. La figure (5) nous montre une série de 3 ensembles, tubes, flasques, réflecteurs vue de dessus.