FR2478281A1 - Procede et installation pour capter un rayonnement et pour l'exploiter dans une enceinte receptrice - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UNE INSTALLATION PERMETTANT DE CAPTER UN RAYONNEMENT ET DE L'EXPLOITER DANS UNE ENCEINTE RECEPTRICE 1 (TELLE QU'UN FOUR LORSQU'IL S'AGIT DE L'ENERGIE SOLAIRE). L'ENTREE DU RAYONNEMENT SE FAIT A TRAVERS DES VITRAGES 2 ET 3 QUI ONT DES QUALITES OPTIQUES TELLES QUE LE RAYONNEMENT CAPTE NE PEUT RESSORTIR ET DES QUALITES PHYSIQUES TELLES, POUR LE VITRAGE INTERNE 3, QUE LE VITRAGE 2 EST PROTEGE CONTRE LES AGRESSIONS DU MILIEU INTERIEUR A L'ENCEINTE: TEMPERATURE, PRESSION ET CORROSION.

Description

Procedé et installation pour capter un rayonnement et pour l'exploiter dans une enceinte récptrice.

La présente invention concerne une installation destinée à capter un rayonnement en vue de l'exploiter dans une enceinte réceptrice. Par rayonnement, on entend ici tout rayonnement electromagnetique, de toute longueur d'onde, soit, dans l'ordre depuis les plus courtes: rayons cosmiques et y rayons X, ultraviolet, lumière visible, infrarouge (proche, moyen, lointain), micro-ondes, ondes hertziennes. On entend le mot "optique" en son sens le plus général concernant les actions comme la réflexion, la refraction, la sélection spectrale, la polarisation, la diffraction, la diffusion, etc...

opérées sur des rayonnements de toutes longueurs d'onde et non pas seulement sur les rayons de lumière visible. Ces rayonnements électromagnétiques transportent, comme on le sait, de l'énergie sous la forme dite rayonnante. Par enceinte réceptrice, on entend tout dispositif apte à recevoir le rayonnement, à le confiner et à lui faire subir une transfor- mation dans le but d'en exploiter l'énergie. D'une manière générale, une certaine quantité d'énergie rayonnante est ab- sorbee par le récepteur et tranformée en une autre forme con sidérée comme plus utilisable eu égard à l'effet recherche: énergie électrique, thermique, chimique . La quantite d'é- nergie rayonnante non tranformée peut être réfléchie ou diffusee par le récepteur ou encore faire l'objet d"un phenomè- ne d'absorption suivie d 'une rémission d'énergie rayonnante, généralement dans une autre bande de longueur d'onde I1 est intéressant de récupérer cette énergie non transformee, no- tamment en la renvoyant et en la confinant dans le récepteur jusqu'à ce qu'elle se transforme à son tour, au moins par- tiellement.

Par exemple. lorsqu'on capte de l'énergie solaire rayonnante pour la transformer en énergie thermique dans une enceinte, on utilise des corps susceptibles d'emmagasiner cette energie pour la transporter ensuite à l'extérieur ou pour la communiquer à des objets que l'on désire transformer par cuis- son, etc... Mais une partie importante de l'énergie rayonnante captée est absorbee puis reémise dans une longueur d'onde plus grande sous forme de rayonnement infrarouge. On peut renvoyer vers l'enceinte au moins une partie de ce dernier en utilisant un vitrage dit à "effet de serre".Un tel vitrage est transparent pour les longueurs d'onde dans la bande passante du spectre solaire (au sol), environ de 0,3y à 1,5y , et non transparent pour les longueurs d'onde de rayonnement reemis par l'enceinte, plus grandes que 1,5 environ.L'effet de serre peut être soit simple (1/3 du rayonnement infrarouge étant renvoyé vers l'enceinte et 2/3 repartant vers i l'extérieur), soit plus élabore, par exemple au moybn de traitements réfléchissants que l'on applique à l'heure actuelle aux verres à effet de serre (jusqu'à 85% du rayonnement infrarouge étant renvoyé vers l'enceinte). On peut associer un tel vitrage à un capteur concentrateur, en augmentant ainsi l'éclairement énergétique et par consequent la température du récepteur. Mais on ne peut pas atteindre une température très élevée car les materiaux connus pour produire l'effet de serre, principallement ceux à base de verre, ne résistent pas à une temperature de l'ordre de plus de 500 ou 600 degres centigrades.Par ailleurs, on connait des matériaux optiques, par exemple la silice(quartz) ou le verre de silice, qui résistent à des températures elevees (jusqu'à 1700 C), mais ils sont transparents dans 1 'in- frarouge (jusqu'à 4,5y , par exemple, pour le verre de silice) et de ce fait, ils ne permettent pas l'effet de serre.

En sorte au'on ne dispose Pas, à l'heure actuelle pour 1 'ob- tention de températures éleyees, d'un matériau optique permet- tant de satisfaire de manière simple des exigences qui s'avèrent difficilement conciliables. Il en est ainsi pour la captation et l'exploitation de rayonnements de longueurs d'onde diverses. Pour chacune de ces catégories de rayonnement, des problèmes similaires se Posent en bien des cas et ne sont pas résolus. La présente invention permet de pallier ces difficultes et de procurer en outre des avantages nouveaux.

L'invention sera bien comprise par la description faite ci-apres, en. regard du dessin annexé. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre d'exemple indicatif et non limitatif.

La figure 1 est une vue schematique en coupe verticale montrant une installation selon l'invention, dans l'exemple d'un four thermique.

Les figures 2 et 3 sont des schémas montrant des variantes de la forme intérieure de ce four.

La figure 4 est-un schéma montrant une installation comportant des dômes concentriques.

Sur ces figures, des flêches en traits épais symbolisent des directions d'un rayonnement concentré. Mais, bien entendu l'invention n'est pas exclusive de ce cas de figure.

L'invention a pour objet un procédé pour capter un rayonnement et pour l'exploiter dans une enceinte réceptrice, caractérisé en ce que l'on combine au moins une opération externe de sélection spectrale, assurant la transmission vers l'enceinte receptrice d'un premier ensemble de longueurs d' onde correspondant au rayonnement qu'on veut capter et s'opposant à la transmission en sens inverse d'un second ensemble de longueurs d'onde correspondant au rayonnement susceptible d'être remis ou produit par l'enceinte réceptrice; et une opération interne assurant à la fois, d'une part, la protection de la première operation cpntre une per nutation provenant des conditions physiques propres à l'enceinte en activité, notamment de température, de pression, d'action corrosive, d'autre part, le confinement du milieu interne de l'enceinte, cette opération assurantau surplus une sélection spectrale permettant la transmission d'un second ensemble de longueurs d'onde incluant le premier ensemble.

Dans tous les cas où il n'existe pas de matériau ni de dispositif simple permettant de satisfaire à la fois les diverses exigences requises pour capter et exploiter de maniere optimale un rayonnement dans un récepteur, on disjoint d'abord, au moins en deux groupes, pour les combiner ensuite
selon l'invention, les moyens techniques propres à satis faire ces exigences.Celles-ci sont, le plus généralement: laisser entrer vers 1 'enceinte le rayonnement capté, dans une certaine bande passante de longueurs d'onde; ne pas laisser ressortir en sens inverse le rayonnement réémis ou produit par le récepteur, dans une autre bande passante de longueurs d'onde; résister aux conditions, propres au récep teur, comme celles de température, de pression, d'action corrosive, etc...; assurer une étanchéité, eventuellement une protection. On disjoint, d'une part, les fonctions de sélec- tion spectrale en vue de capter et de confiner le rayanne- ment; d'autre part, les fonctions de résistance aux conditions physiques imposées et d'assistance à des exigences d'étancheite, voire de protection.On opère, selon l'invention, une combinaison de ces moyens techniques différents propres à assurer ces deux sortes de fonctions et on associe cette combinaison a une enceinte receptrice dont on définit accessoirement certaines caractéristiques afin que soit ainsi constituee une installation cohérente et optimale de captation et d'exploitation du rayonnement.Lorsqu'il s'agit de capter et d'exploiter le rayonnement solaire, le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce que la sélection spectrale externe assure la transmission d'un premier ensemble de longueurs d'onde dudit rayonnement solaire comprises entre environ 0,3 et 1,5 microns et s'oppose à la transmission en sens inverse d'un second ensemble de longueurs d'onde plus grandes que 1,5 microns environ afin de créer un effet de serre, la sélection spectrale interne assurant la transmission d'un rayonnement dans un intervalle de longueurs d'onde incluant le premier ensemble.

L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procedé caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison, une enceinte et, d'une part, au moins un moyen optique externe de sélection spectrale, d'autre part un vitrage interne en un matériau apte à être soumis aux conditions physiques propres à l'enceinte en activiste, ce vitrage constituant, pour l'enceinte, à la fois un moyen de confinement de son milieu interne et une fenêtre trans parente à l'égard du second ensemble de longueurs d'onde.

Ainsi, selon l'invention, l'installation comprend en combinaison - un moyen optique ou un ensemble de moyens optiques de sé
lection spectrale assurant la transmission vers l'enceinte
réceptrice d'un premier ensemble de longueurs d'onde cor
respondant au rayonnement qu'on veut capter et s'opposant
à la transmission en sens inverse d'un second ensemble de
longueurs d'onde correspondant à un rayonnement susceptible
d'être réémis ou produit par l'enceinte receptrice;; - un vitrage constituant la fenêtre d'entrée du rayonnement
dans l'enceinte, en matériau apte à supporter les condi
tions propres a l'enceinte réceptrice en activité, de
température, de pression, d'action corrosive, etc,..., à
assurer des conditons d'étanchéité, voire de protection,
et au surplus transparent pour un ensemble de longueurs
d'onde incluant le premier ensemble correspondant au rayon
nement que l'on veut capter;
Ainsi, cette fenètre étanche résiste aux conditions im- poses par l'enceinte sans entraver l'entrée du rayonnement.

Par contre, le moyen optique de selection spectrale, en position externe vis- -vis de la fenêtre proprement dite, assure un confinement du rayonnement du type "effet de serre", sans avoir, lui, à supporter directement les conditions imposes par l'enceinte.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention le premier moyen optique et le vitrage sont retirés en des mate- riaux optiques distincts.

Selon une variante, les deux matériaux sont isolés l'un de l'autre par un espace.

Dans ce cas, il est possible de prévoir qu'un vide au moins partiel est établi dans ledit espace.

Le moyen externe de sélection spectrale peut être mis en oeuvre sous la forme d'un matériau optique ayant par lui meme les propriétés requises Auquel cas, la combinaison selon l'invention comprend deux vitrages distincts. Par exemple, si l'installation est destinée à capter et exploiter l'énergie solaire rayonnante, le moyen optique externe peut consister en un vitrage de verre ordinaire, matériau approprié à pro duire un effet de serre, au besoin revêtu exterieurement d'un traitement réfléchissant, par exemple en couche mince d'oxyde d'etain ou d'indium. Il peut aussi être constitué de tout matériau optique transparent entre 0,3 et 1,5y et
s'opposant à la transmission au-dessus de 1,5 environ.Ce traitement est ici acessoire et ne fait que renforcer l'effet principal -produit par le vitrage de verre. Le second vitrage peut être en ver
re de silice, matériau qui résiste a de ahutes températures (jusqu'
près de 1700 C environ) et qui est transparent dans une bande spectrale (environ 0,2 à 4,5 ) incluant largement la bande passante du rayonnement solaire (environ 0,3 a 1,5 ). Il peut aussi être constitué d'un halogénure alcalin ou alcalino-terreux.

Par exemple : Na Cl (résistant jusqu'à 800 C; transparent dans la bande 0,2 - 16 ), K Cl (7750; 0,2 - 25 ), K Br (7300; 0,23 - 35 y), Na F (9800; 0,2 - 10 y), Li F (8700; 0,12 - 6 ), Ba F2 (1.2800; 0,15 - 12 ), Ca F2 (1.360 ; 0,13 - 10 y ).Ou encore, en tenant compte, dans le choix du materiau, de la température maximale qu'il peut supporter : l'oxyde de magnésie ou périclase Mg O existant aussi sous forme frittee (résistant jusqu'à 2.8000; transparent dans la bande 0,25 à 8,5 N ); l'alumine ou corindon (2.0000; 0,2 à 6y ); le fluorure de cadmium (1.100 ; 0,2 à 10 y), le bromure de césium (620o; 0,2 à 50y ); l'iodure de cesium (600 ; 0,25 à 70 ); le verre à l'oxyde de germanium ou
VIR-3 (450 ; 0,3 a 6 ); etc.

Un tel vitrage peut être constitué d'un assemblage de morceaux d'un de ces materiaux, à la manière d'un vitrail.

Les limites de transmission sont ici indiquées pour une assez grande épaisseur du matériau.

Comme indiqué plus haut, les deux vitrages distincts peuvent avantageusement être séparés par un espace d'isolation dans lequel on peut maintenir un vide plus ou moins poussé. De cette manière, le vitrage externe est mieux soustrait aux conditions qu'il ne peut pas supporter, notamment de temperature.

Selon une variante de l'invention, l'espace est muni d'orifices pour la circulation d'un fluide.

On peut ainsi entretenir dans l'espace d'isolation un courant d'air ou, mieux, d'un gaz à plus faible conductibilité thermique, ou encore un courant d'eau ou de fluide approprie. On peut alors récupérer les calories transportées par ces gaz ou ces fluides.

Selon des caracteristiques de l'invention - le premier moyen optique est une vitre en verre, eventuel-
lement munie d'un revetement réfléchissant.

- le vitrage est en un materiau optique tel que le verre de
silice.

- le premier moyen optique et le vitrage sont incorporés en
un seul composant éventuellement associe à- des moyens de
refroidissement externes.

- le composant est constitue par un vitrage dont la face
externe est rendue sélective soit par traitement soit par
revêtement.

Le moyen externe de sélection spectrale peut,par exemple, étre par lui-meme autonome vis-à-vis des materiaux optiques et consister en tout dispositif optique sélectif connu approprié ou en un traitement réfléchissant pouvant être associé à tel ou tel matériau optique. Le dispositif sélectif peut être mis en oeuvre à distance du vitrage interne, ou bien être associé etroitement à celui-ci. En particulier, dans le cas d'un traitement réfléchissant sélectif, on peut directement l'incorporer au vitrage interne en l'en revêtant extérieurement.Par exemple, si l'installation est destinée à capter et exploiter l'énergie solaire rayonnante, le moyen externe de sélection spectrale peut consister en un traitement de tout type connu se laissant traverser vers l'enceinte dans la bande passante 0,3 à 1,5y et etant reflechissant ou du moins opaque vers l'enceinte dans une bande passante de longueurs d'onde plus grandes que 1,5 N environ. La combinaison consiste alors à incorporer un tel traitement, jusqu' ici pratiqué seulement sur des verres proprement dits, au vitrage interne en verre de silice ou d'halogénure alcalin, de manière qu'il revête extérieurement ce vitrage.Cette combinaison constitue un composant tic nouveau mettant en oeuvre, selon une variante particulière, une des carac teristiques principales de l'invention. Lorsqu'un tel traitement ne peut supporter l'élévation de température provoquée par conduction à travers le vitrage, on le refroidit par un courant d'air ou d'eau, ou par tout autre royen de réfrigération approprié.

On voit, représenté schématiquement sur la tigre 1, en coupe verticale, un exemple de four thermique. Le rayonnement solaire, qui peut avoir été capté et prealab,emen' concentré par tout système (non représenté) d'héliostats et de concentrateurs, pénètre dans l'enceinte 1, dans le sens des flêches figurées en traits gras, en traversant la combinaison d'un vitrage externe 2 en verre traité par un dépôt d'oxyde d'étain ou d'indium en couche mince, et d'un vitrage interne 3 en verre de silice. Ces deux vitrages sont séparés par un espace d'isolation 4, dans lequel on peut faire un vide aussi poussé que l'on peut, cu bien dans lequel on peut entretenir un courant d'air ou d'eau.

Selon un mode de réalisation particulier de 1 'inven- tion, le premier ensemble et le vitrage sont associés à une porte dont l'enceinte est munie.

Selon une variante, l'installation comprend au moins un écran susceptible de s'opposer, au moins partiellement, à la transmission vers l'enceinte du rayonnement capté, cet écran étant monte mobile entre une position active dans la-quelle il peut occulter le rayonnement et une position effacee dans laquelle il est inopérant, l'admission dans l'enceinte du rayonnement capté pouvant être modulée par régla- ge de la position de l'écran.

Cette disposition simple à réaliser n'est pas représen tee afin de simplifier le dessin.

Cette combinaison (premier ensemble et vitrage) est ici associee à une double porte tournant autour d'un axe 5. Sur le dessin, la double porte tourne, comme il est indique par des flêches, autour d'un axe horizontal situé au voisinaqe du plancher du four. Il pourrait être situé au voisinage de la partie la plus haute du four. Cet axe de rotation peut, de préférence, être vertical, la double porte s ouvrant et se fermant lateralement comme c'est le cas habituellement.

La disposition indiquée sur le dessin est simplement la plus commode à représenter en coupe verticale. La première, 6, constituee essentiellement par la combinaison des deux vitrages 2 et 3, obture de manière étanche l'entrée de l'enceinte et demeure fermee pendant toute la durée de la captation de l'énergie solaire et tant que l'on veut mai n tenir confiné l'espace interieur de l'enceinte 1. On ne l'ouvre qu'en dehors de la période de confinement, par exemple pour introduire ou retirer des corps de l'enceinte.

La seconde porte, 7, extérieure vis-à-vis de la premier, est constituée par des matériaux réfractaires et calorifuges de mêm-e type que ceux des parois 8 de l'enceinte 1. Cette seconde porte demeure completement ouverte (position en trait plein) pendant la durée de la captation du rayonnement de manière à ne pas entraver cette captation. On la referme (position en trait pointille), en llappliquant étroitement contre la première porte, en dehors des périodes de captation, afin de renforcer l'isolation thermique de l'enceinte.

Selon des caractéristiques de l'invention - au moins certaines des parois intérieures de l'enceinte
adjacentes à celle qui comprend la fenêtre sont inclines
au moins partiellement par rapport au plan de cette fenên
tre en formant avec celui-ci des angles aigus.

- une partie au moins de la surface interieure de l'enceinte
présente des reliefs et des creux éventuellement de très
petites daensios.

- les creux ont des profils en forme de V très ouverts dont
les côtés sont apprximatiIjement symétriques par rapport à
la droite qui joint la pointe de ce V au centre de la fe
nôtre ces creux étant raccordés les uns aux autres par
des plans qui s'étendent radial ement c'est -dire sel on
des directions qui convergent vers ce même centre de la fenêtre.

Sur le dessin, on voit que les parois 8 de l'enceinte 1 présentent une forme évasée s'élargissant vers la fenêtre d'entree de flux, les parois telles que 8a et 8b (et deux autres hors du plan de coupe du dessin) qui sont adjacentes à la paroi qui comprend la fenêtre 2-3, étant inclinées par rapport à l'axe moyen x de cette fenêtre en formant avec le plan de celle-ci des angles aigus, De cette manière, ces parois latérales reçoivent le rayonnement sous des angles d'incidence plus petits, donc plus favorablement quant à l'absorption, que si elles étaient perpendiculaires au plan de la fenêtre, comme c'est le cas le plus courant.En outre, pour faciliter encore l'absorption du rayonnement, ces parois adjacentes ainsi que la paroi du "fond", 8c, sont dotées de reliefs et de creux qui sont dans cet exemple en forme de cannelures telles que 9 perpendiculaires au plan du dessin, ceci afin d'augmen-ter la surface de réception du rayonnement. Ces cannelures épousent la forme, quelle qu'elle soit, de la paroi (dans l'exemple représenté au dessin, les parois sont supposées planes).

Le profil du fond de chaque cannelure, telle que 9, est en forme de V très ouvert dont les côtes sont approximativement symetriques par rapport à la droite joignant la pointe de ce V, située au fond de la cannelure, au centre de la fenêtre d'entrée, et les raccords entre les profils des cannelures se font de maniere radiale, c'est-à-dire selon des directions convergeant approximativement vers ce meme centre de la fenêtre-. De cette maniere, la surface de réception est augmente, cependant que les incidences de réception du rayonnement demeurent optimales.

Ces reliefs et ces creux peuvent être beaucoup moins ac centués et se présenter, par exemple, comme une microstructure granulaire. Enfin, pour favoriser encore l'ab sorption, la surface interne de ces parois de l'enceinte est soit constituee, soit revêtue d'une substance ayant des propriétés se rapprochant de celles du "corps noir" ou "radiateur intégral", lequel, par définition, absorbe et réémet de manière totale les rayonnements.

Dans l'exemple schématisé sur la figure 1, la paroi 8a repose horizontalement sur le sol, la paroi 8c est verticale
et l'axe x de la fenêtre captant le rayonnement est incliné
d'environ 20 sur l'horizontale.

Afin de graduer i 'admission du rayonnement capté et de maitriser, notamment, la montée en température du four, un
écran ou une grille ou tout dispositif optique modulateur
(non représenté au dessin), partiellement opaque et/ou par
tiellement réfléchissant peut être incorporé à la combinai
son assurant l'entrée du rayonnement, par exemple dans l'es-
pace d'isolation 4. Cet ecran ou cette grille coulisse(par exemple) de manière à intercepter une partie variable du ray
onnement capté, nu bien comporte tout dispositif permettant
de faire varier la quantité du rayonnement capté, ce qui permet de graduer, voire de moduler optiquement par tout moyen
programmé, l'énergie rayonnante admise à pénétrer dans l'enceinte.

Toutes les variantes sont possibles-pour réaliser la même installation selon l'invention. La figure 2 montre une variante selon laquelle la fenêtre 2-3 est verticale et les
parois 8 constituent un ensemble arrondi se raccordant horizontalement avec la fenêtre.Cet ensemble Peut être tout ou
partie d'un demi-cercle ayant son centre approximativement
au milieu de la fenêtre.

La figure 3 montre une variante selon laquelle l'axe x
de la fenêtre 2-3 est incliné de 30 sur l'horizontale et
selon laquelle les parois 8 forment avec la fenêtre, dans le
plan de coupe du dessin, un triangle équilatéral. L'enceinte
1 peut alors avoir la forme d'un tétraèdre régulier. Ces
exemples ne sont nullement limitatifs.

Dans le cas ou le récepteur transformant le rayonnement
est longiforme ou tubulaire les profils indiqués en exemple
au dessin correspondent à des enceintes en forme de gouttiè-
res.

Selon une caractéristique de l'invention, une partie substantielle des parois de l'enceinte est constituée comme le sont le premier moyen optique et le vitrage, ce premier moyen optique étant de préference réfléchissant par sa face la plus externe vers l'intérieur de l'enceinte pour tous les rayonnements reçus, remis et/ou produits par cette enceinte.

Ainsi, lorsque la combinaison assurant selon 1 'inven- tion l'entrée et le confinement du rayonnement atteint un haut degré d'efficacité, elle peut être utilisée pour constituer tout ou partie des parois de l'enceinte 1, et non plus seulement de la fenêtre > jouant ainsi un rôle de cal on rifugeage pour ces parois par des moyens purement optiques, ce qui est nouveau.

La porte 7 précedemment mentionnée peut elle-même
comporter sur sa face interne un revêtement réflé-
chissant. L'espace d'isolation (tel que 4, dans la fenêtre) peut être doté, pour toutes les parois constituées selon ladite combinaison, d'un vide aussi poussé que possible.

La surface la plus extérieure peut être rendue refléchissante vers l'intérieur de l'enceinte pour tous les rayonnements reçus, reémis ou produits par cette enceinte. L'enceinte est alors quelque peu analogue à une bouteille isotherme ou à un vase Dewar dont la paroi la plus externe seulement serait réfléchissante. On peut ménager dans le revêtement réfléchissant externe des petites lumières ou lucarnes permettant d'observer l'intérieur de i 1enceinte, ces petites lumières pouvant etre obtures extérieurement par des elements refle-chissants et être démasquées au moment de l'observation.

Selon une caractéristique de l'invention, une partie substantielle des parois de l'enceinte est un dôme en une ou plusieurs pieces éventuellement deplaçable(s) par exemple pour permettre l'accès à l'intérieur de l'enceinte.

Lorsqu'elles ne sont pas rendues réfléchissantes, les parois constituées selon la combinaison caracteristique de l'invention peuvent servir indifféremment à assurer l'entrée et le confinement du rayonnement ou à calorifuger l'enceinte.

Dans le cas ou l'enceinte reçoit le rayonnement dans un grand angle solide, pouvant aller jusqu'à 2 stéradians (un demiespace), la paroi constituée selon la combinaison caractéris- tique de l'invention peut avantageusement être en forme de dôme. La figure 4 montre schématiquement la disposition d'une installation de ce genre. Dans cet exemple non limitatif, le dôme est hémisphérique et comprend deux vitrages concentriques 10 et 11 constituant la combinaison selon la carac- euristique principale de l'invention, séparés par un espace d'isolation 12. Le dôme repose sur une paroi plane 13, cons tituée, par exemple en matériaux réfractaires, horizontale ou inclinée selon ce qu'il est le plus approprié pour que le dôme capte le rayonnement de manière optimale.Le dôme peut être en une seule pièce pouvant basculer autour d'un pivot tel que 14, afin de permettre l'accès dans l'enceinte, ou bien être en plusieurs pièces dont certaines peuvent être baculables ou déplaçables afin de constituer une ou plusieurs portes d'accbs.

Lorsque le recepteur est longiforme ou tubulaire, le dôme peut être en forme de demi-cylindre.

Selon une variante de rêalisation, l'installation est equipee d'un dispositif d'alimentation en une énergie diffé- rente de celle qui résulte du rayonnement capte et en ce qu' elle comprend un organe de contrôle et de réglage de ce dispositif d'alimentation en fonction de la quantité d'énergie captée.

En effet, les installations selon l'invention peuvent associer à l'énergie rayonnante d'autres sources d'énergie
En particulier, les fours thermiques qui ont été décrits cidessus à titre d'exemple de réalisation, peuvent être alimentes de manière mixte par l'énergie solaire et par une au tre forme d'énergie comme celle que peut fournir l'electrici té ou des brûleurs à gaz, etc... Dans ce cas, l'installation selon l'invention comprend un système permettant de contrôler et de thermostater la température interne de l'enceinte, l'autre source d'énergie etant automatiquement mise en action et réglée en fonction de l'apport énergétique solaire.

Le fonctionnement constant du four est ainsi assure avec le minimum de consommation d'energie non solaire
L'invention n'est pas limitée aux seuls modes de réalisation decrits et représentés mais en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1- Procédé pour capter un rayonnement et pour l'exploiter

dans une enceinte réceptrice, caractérisé en ce que l'on

combine au moins une opération optique externe de sélec

tion spectrale, assurant la transmission vers ltencein-

te réceptrice d'un premier ensemble de longueurs d'onde

correspondant au rayonnement que l'on veut capter et

s'opposant à la transmission en sens inverse d'un second

ensemble de longueurs d'onde correspondant au rayonne

ment susceptible d'être réémis ou produit par l'enceinte

réceptrice; et une operation interne assurant à la fois,

d'une part, la protection de la premiere opération contre

une perturbation provenant des conditions physiques pro

pres à l'enceinte en activité, notamment de température,

de pression, d'action corrosives d'autre part, le confi

nement du milieu interne de l'enceinte, cette opération

assurant au surplus une sélection spectrale permettant

la transmission d'un second ensemble de longueurs d'onde

incluant le premier ensemble.

2- Procede selon la revendication 1, caractérisé en ce que

s'agissant de capter et d'exploiter le rayonnement so-

laire, la selection spectrale externe assure la trans

mission d'un premier ensemble de longueurs d'onde dudit

rayonnement solaire comprises entre environ 0,3 et 1,5

microns et s'oppose à la transmission en sens inverse

d'un second ensemble de longueurs d'onde plus grandes que

1,5 microns environ afin de créer un effet de serre, la

sélection spectrale interne assurant la transmission d'un

rayonnement dans un intervalle de longueurs d'onde in

cluant le premier ensemble.

3- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon

l'une quelconque des revendications 1 et 2 ci-dessus,

caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison, une

enceinte et, d'une part, au moins un moyen optique ex

terne de sélection spectrale, d'autre part un vitrage

interne en un matériau apte à être soumis aux conditions

physiques propres à l'enceinte en activité, ce vitrage

constituant, pour l'enceinte, à la fois un moyen de

confinement de son milieu interne et une fenêtre trans

parente à l'égard du second ensemble de longueurs d'onde.

4- Installation sel on la revendication 3, caractérisée en

ce que le premier moyen optique et le vitrage sont réa

lisés en des matériaux optiques distincts.

5- Installation selon la revendication 4, caractérisée en

ce que les deux materiaux sont isolés l'un de l'autre

par un espace.

6- Installation selon la revendication 5, caractérisée en

ce qu'un vide au moins partiel est établi dans ledit

espace.

7- Installation selon la revendication 5, caractérisée en

ce que l'espace est muni d'orifices pour la circulation

d'un fluide.

8- Installation selon la revendication 4, caractérisée en

ce que le premier moyen optique est une vitre en verre,

éventuellement dotée d'un revêtement réfléchissant.

9- Installation selon la revendication 4, caractérisée en

ce que levitrage est en un matériau optique tel que le

verre de silice.

10- Installation selon la revendication 3, caractérisée en

ce que le premier moyen optique et le vitrage sont in

corporés en un seul composant éventuellement associé à

des moyens de refroidissement externes.

11- Installation selon la revendication 10, caractérisée en

ce que le composant est constitué par un vitrage dont la

face externe est rendue sélective soit par traitement,

soit par revêtement.

12- Installation selon la revendication 3, caractérisée en

ce que le premier ensemble et le vitrage sont associés

à une porte dont l'enceinte est munie.

13- Installation selon la revendication 3, caractérisée en

ce qu'au moins certaines des parois intérieures de l'en

ceinte adjacentes à celle qui comprend la fenêtre sont

inclines au moins partiellement par rapport au plan de

cette fenêtre en formant avec celui-ci des angles aigus.

14- Installation selon la revendication 3, caractérisée en

ce qu'une partie au moins de la surface intérieure de

1 'enceinte présente des reliefs et des creux éventuel le-

ment de très petites dimensions.

15- Installation selon la revendication 14, caractérisée en

ce que les creux ont des profils en forme de V très ou

verts dont les côtes sont approximativement symétriques

par rapport à la droite qui joint la pointe de ce V au

centre de la fenêtre, ces creux étant raccordés les uns

aux autres par des plans qui s'étendent radialement

c'est-à-dire selon des directions qui convergent vers ce

même centre de la fenêtre.

16- Installation selon la revendication 3, caractérisée en

ce que la surface intérieure de l'enceinte est, au moins

en partie, soit constituée soit revêtue d'une substance

qui a des propriétés âussi proches que possible de celles

du "corps noir" ou "radiateur intégral".

17- Installation selon la revendication 3, caractérisée en

ce qu'une partie substantielle des parois de 1 'encein-

te est constituée comme le sont le premier moyen optique

et le vitrage, ce premier moyen optique étant de préfé

rence réfléchissant par sa face la plus externe vers

l'intérieur de l'enceinte pour tous les rayonnements

reçus, réémis et/ou produits par cette enceinte.

18- Installation selon la revendication 17, caractérisée en

ce que la partie substantielle des parois de l'enceinte

est un dome en une ou plusieurs pièces éventuellement

déplaçable(s) par exemple pour permettre l'accès à l'in

térieur de l'enceinte.

19- Installation selon la revendication 3, caractérisée en

ce qu'elle comprend au moins un écran susceptible de

s'opposer, au moins partiellement, à la transmission

vers l'enceinte du rayonnement capté, cet écran etant

monté mobile entre une position active dans laquelle

il peut occulter le rayonnement et une position effa

cée dans laquelle il est inopérant, l'admission dans

l'enceinte du rayonnement capté pouvant etre modulée

par réglage de la position de l'écran.

20- Installation selon l'une quelconque des revendications

3 à 19 ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle est équi

pée d'un dispositif d'alimentation en une énergie dif

férente de celle qui résulte du rayonnement capté et

en ce qu'elle comprend un organe de contrôle et de ré

glage de ce dispositif d'alimentation en fonction de la

quantité d'énergie capté.