FR2461896A1

FR2461896A1 - Solar energy collector - has vertical pipe and pump for spraying water over inner surface of inner one of two concentric spheres

Info

Publication number: FR2461896A1
Application number: FR7918336A
Authority: FR
Inventors: Claude Leroy
Original assignee: Cosmos Invest & Res
Current assignee: Cosmos Invest & Res
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1979-07-16
Publication date: 1981-02-06
Also published as: JPS5618265A; FR2461896B1; ZA803747B

Abstract

The solar energy collector is constructed from two concentric spheres. The outer sphere (1) is made of translucent plastic and the inner sphere (2) is made of a material which can absorb the energy in the solar radiation. A vertical pipe inside the inner sphere (2) receives water from a pump (9) and sprays it over the inner surface of the inner sphere (2). The water is heated by the solar radiation and then flows into a pipe (11) and is used for heating a swimming pool.. The solar collector is simple to construct' inexpensive to mfr. and is especially suitable for heating swimming pools.

Description

La présents invention se rapporte à un capteur solaire du type sphérique, présentant une structure relativement simplifiée. The present invention relates to a spherical type solar collector, having a relatively simplified structure.

Ce capteur solaire appartient au genre de ceux comprenant deux sphères concentriques, la sphère extérieure étant translucide et la sphère intérieure étant absorbante vis-à-vis du rayonne ment solafte. This solar collector belongs to the kind of those comprising two concentric spheres, the outer sphere being translucent and the inner sphere being absorbent with respect to the solid radiation.

On a déjà envisagé l'utilisation de tels capteurs pour la production d'eau chaude par " effet de serre ", la forme sphèrique permettant de produire de l'eau chaude avec un rendement qui n'est pas sensiblement modifié par la direction et l'angle d'incidence des rayons solaires. Dans ces capteurs,il convient de prévoir une circulation du fluide à chauffer, telle que le fluide se réchauffe au contact de la paroi de la sphère intérieure absorbante. Les projets actuellement connus prévoient, à cet effet, de faire passer le fluide à chauffer à travers un certain nombre de conduits et dans des chambres internes au capteur,notamment des chambres délimitées par deux parois sphèriques ou hémisphériques concentriques. Il en résulte que la fabrication de tels capteurs solaires sphériques reste,à l'heure actuelle, relativement complexe et coûtense. We have already considered the use of such sensors for the production of hot water by "greenhouse effect", the spherical shape making it possible to produce hot water with a yield which is not appreciably modified by the direction and the angle of incidence of the sun's rays. In these sensors, a circulation of the fluid to be heated should be provided, such that the fluid heats up in contact with the wall of the absorbent interior sphere. Currently known projects provide for this purpose, to pass the fluid to be heated through a number of conduits and into chambers internal to the sensor, in particular chambers delimited by two concentric spherical or hemispherical walls. As a result, the manufacture of such spherical solar collectors remains, at present, relatively complex and costly.

Pour éviter cet inconvénient,la présente invention fournit un capteur à stucture simplifiée, donc économique, capable de produire de l'eau chaude avec un débit et une température suffisantes pour certaines applications, tel que,par exemple,le chauffage d'eau pour les piscines. To avoid this drawback, the present invention provides a sensor with a simplified structure, therefore economical, capable of producing hot water with a flow rate and a temperature sufficient for certain applications, such as, for example, heating water for swimming pools.

A cet effet, le capteur selon l'invention comprend essentiellement des moyens pour pulvériser le fluide à chauffer dans la chambre sphérique interne, de telle sorte que le fluide s'écoule le long de la paroi interne de la sphère intérieure absorbante, et dans moyens pour recueillir le fluide chauffé à la base de la sphère intérieure
Le fluide, projeté su la paroi interne de la sphère in térieure,récupère les calories solaires accumulées dans l'espace délimité par les deux sphères concentriques, en s ' écoulant le long de cette paroi.Du fluide réchauffé est ainsi recueilli, par l'effet de la seule gravité,à la base de la sphère intérieu- re.To this end, the sensor according to the invention essentially comprises means for spraying the fluid to be heated into the internal spherical chamber, so that the fluid flows along the internal wall of the absorbent interior sphere, and in means to collect the heated fluid at the base of the inner sphere
The fluid, projected onto the inner wall of the inner sphere, collects the solar calories accumulated in the space delimited by the two concentric spheres, by flowing along this wall. The heated fluid is thus collected, by the effect of gravity alone, at the base of the interior sphere.

Suivant une réalisation préférée de l'invention, les moyens pour pulvériser le fluide à chauffer comprennent un conduit d'entrée, sur lequel est intercalée une pompe, ce conduit péné trant dans la chambre sphérique interne or le bas et se prolongeant vers le haut, à l'intérieur de ladite chambre, l'extrémité interne dudit conduit portait une tte de pulvérisation. According to a preferred embodiment of the invention, the means for spraying the fluid to be heated comprise an inlet duct, on which a pump is interposed, this duct penetrating into the internal spherical chamber or from the bottom and extending upwards, inside said chamber, the internal end of said conduit carried a spray head.

Avantageusement, le capteur objet de l'invention comprend un pied support traversé par le conduit preaste, ainsi que par un conduit de sortie partant du point le plus bas de la chambre interne, et constituant les moyens pour recueillir le fluide chauffé à la base de la sphère intérieure. Advantageously, the sensor object of the invention comprises a support leg through which the preaste conduit passes, as well as by an outlet conduit starting from the lowest point of the internal chamber, and constituting the means for collecting the heated fluid at the base of the inner sphere.

De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence à l'unique figure du dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de ce capteur solaire sphérique,vue en coupe verticale
Le capteur solaire représenté comprend deux sphères concentriques 1 et 2.La sphère extérieure 1 est formée par l'assem blage,suinant un plan de joint horizontal, de deux demi-spheres 3 et 4 en matériau translucide,par exemple en matériau synthétique transparent tel que polymétha.crylate( connu sous la dénomina- tion commerciale de PLEXIGLAS).La sphère intérieure 2, séparée de la sphère extérieure 5 par un espace 5 rempli d'air,peut être elle aussi formée par l'assemblage de deux demi-sphères; cette seconde sphère 2,devant absorber le rayonnement solaire, est réalisée par exemple en métal peint d'une couleur noir mat.In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows with reference to the single figure of the appended schematic drawing representing, by way of nonlimiting example, an embodiment of this spherical solar collector, vertical section view
The solar collector shown comprises two concentric spheres 1 and 2. The outer sphere 1 is formed by the assembly, following a horizontal joint plane, of two half-spheres 3 and 4 made of translucent material, for example made of transparent synthetic material such than polymétha.crylate (known under the trade name of PLEXIGLAS). The interior sphere 2, separated from the exterior sphere 5 by a space 5 filled with air, can also be formed by the assembly of two hemispheres ; this second sphere 2, having to absorb solar radiation, is made for example of metal painted in a matt black color.

La sphère intérieure 2 est maintenue à l'intérieur de la sphère extérieure 1 au moyen d'un pied-support vertical 6, qui traverse la demi-sphère extérieure inférieure 4. The inner sphere 2 is held inside the outer sphere 1 by means of a vertical support leg 6, which passes through the lower outer hemisphere 4.

Un conduit d'entrée 7, amenant vers le capteur le fluide à chauffer,pénètre par le bas dans la chambre sphérique interne 8 du capteur ,en passant à travers le pied-support 6. Sur le conduit 7 est intercalée une pompe 9, située à l'extérieur du capteur; ce conduit 7 se prolonge verticalement,vers le haut, à l'intérieur de la chambre 8, et l'extrémité interne de ce conduit 7, située dans la région supérieure de la chambre 8, porte une tête de pulvérisation 10. An inlet conduit 7, bringing the fluid to be heated to the sensor, penetrates from below into the internal spherical chamber 8 of the sensor, passing through the support leg 6. On the conduit 7 is interposed a pump 9, located outside the sensor; this conduit 7 extends vertically, upwards, inside the chamber 8, and the internal end of this conduit 7, located in the upper region of the chamber 8, carries a spray head 10.

Un conduit de sortie 11,partant du point le plus bas de la chambre interne 8, sort enfin du capteur en traversant le pied-support 6. An outlet duct 11, starting from the lowest point of the internal chamber 8, finally leaves the sensor by crossing the support leg 6.

Le fluide à chauffer,par exemple de l'eau,, est pulvérisé dans la chambre interne 8. Il vient ainsi frapper la paroi interne de la sphère intérieure 2, et s'écoule le long de cette paroi ; ce faisant, le fluide récupère les calories emmagasinées dans l'espace 5 et par la sphère 2. Le fluide chauffé est recueilli, à la base de la sphère intérieure 2, par le conduit de sortie 11 qui le dirige vers un lieu d'utilisation ou de stockage. The fluid to be heated, for example water, is sprayed into the internal chamber 8. It thus strikes the internal wall of the internal sphere 2, and flows along this wall; in doing so, the fluid recovers the calories stored in space 5 and by the sphere 2. The heated fluid is collected, at the base of the interior sphere 2, by the outlet conduit 11 which directs it to a place of use or storage.

A ce capteur est associé un réflecteur 12, constitué par deux surfaces planes réfléchissantes 13 et 14 qui forment un certain angle obtus l'une par rapport à l'autre. La surface réfléchissante 13 est disposée horizontalement, sur le sol, audessous du capteur. L'autre surface réfléchissante 14 est inclinée et tournée vers le Sud. With this sensor is associated a reflector 12, constituted by two reflecting flat surfaces 13 and 14 which form a certain obtuse angle with respect to each other. The reflecting surface 13 is disposed horizontally, on the ground, below the sensor. The other reflecting surface 14 is inclined and facing south.

Le capteur solaire sphérique, à structure simplifiée, qui vient d'être décrit, est applicable à la production économique d'eau chaude, notamment pour le chauffage des piscines, et de façon générale à toutes les conversions thermo-solaires à basse température. The spherical solar collector, with a simplified structure, which has just been described, is applicable to the economical production of hot water, in particular for heating swimming pools, and in general to all thermo-solar conversions at low temperature.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de ce capteur solaire sphérique qui été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes relevant du même principe. It goes without saying that the invention is not limited to the only embodiment of this spherical solar collector which has been described above, by way of example; on the contrary, it embraces all the variants relating to the same principle.

Claims

- CLAIMS

1.- Spherical solar collector, with a simplified structure, comprising two concentric spheres, the outer sphere being translucent and the inner sphere being absorbent with respect to solar radiation, characterized in that it comprises means for spraying the fluid to heating in the internal spherical chamber, so that the fluid flows along the internal wall of the absorbent interior sphere, and means for collecting the heated fluid at the base of the interior sphere.

2.- spherical solar collector according to claim 1, characterized in that the means for spraying the fluid to be heated comprise an inlet duct, on which is inserted a pump, this duct penetrating into the internal spherical chamber from below and is extending upward, inside said chamber, the internal end of said duct carrying a spray head.

3. Spherical solar collector according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a support leg through which the aforementioned inlet duct passes, as well as by an outlet duct starting from the lowest point of the internal chamber, and constituting the means for collecting the heated fluid at the base of the interior sphere.