FR2482734A1

FR2482734A1 - Parabolic mirror for solar energy collection - comprises trapezoidal panels supported between inner and outer concentric ring frames

Info

Publication number: FR2482734A1
Application number: FR8010794A
Authority: FR
Inventors: Robert Philippe
Original assignee: Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA
Priority date: 1980-05-14
Filing date: 1980-05-14
Publication date: 1981-11-20
Also published as: FR2482734B1

Abstract

The parabolic mirror for the collection of solar energy consists of a number of separate mirror plates (1) supported between two circular frames (3,5). Each plate is trapezium shaped with its shorter base (4) attached to the inner small support frame (3), and its longer base (4) attached to the outer large support frame (5). To form an 8 m diameter mirror, 60 panels 3.4. m long and 46 cm max., width are used. Each consists of two sheets of glass (7,8) with a layer of tin foil (9) between them. At the outer end of each panel, a screw fitting (11,12) is provided to apply a compression force to the mirror surface. This accentuates the natural curvature of the glass arising from its own weight, in order to produce the desired degree of curvature.

Description

MIROIR PARABOLIQUE POUR CAPTEUR D'ENERGIE SOLAIRE
La présente invention concerne les miroirs concaves de grande surface affectant sensiblement la forme d'un para bolide notamment utilisés pour capter l'énergie solaire par focalisation des rayons solaires vers une chaudière dans laquelle circule un fluide caloporteur.PARABOLIC MIRROR FOR SOLAR ENERGY SENSOR
The present invention relates to large surface concave mirrors substantially affecting the shape of a para bolide, in particular used for capturing solar energy by focusing the sun's rays towards a boiler in which a heat transfer fluid circulates.

De manière générale, de tels miroirs concaves paraboliques sont constitués par une pluralité de petits miroirs plan appelés héliostats, fixés sur un support affectant sensiblement la forme d'un parabololde de manière à réfléchir chacun l'image du soleil en un point du sommet d'une tour et, par suite, à effectuer une concentration optique de lténergie solaire en ce point où est disposée une chaudière dans laquelle circule un fluide caloporteur.In general, such concave parabolic mirrors are constituted by a plurality of small plane mirrors called heliostats, fixed on a support substantially affecting the shape of a parabolold so as to each reflect the image of the sun at a point on the top of a tower and, consequently, to perform an optical concentration of solar energy at this point where a boiler is arranged in which a heat transfer fluid circulates.

De tels systèmes de miroirs présentent l'inconvénient de nécessiter une opération complexe et coûteuse de mise en place et de fixation de chacun des miroirs dont l'orientation doit être très précise.Such mirror systems have the disadvantage of requiring a complex and costly operation of positioning and fixing each of the mirrors whose orientation must be very precise.

De ce fait, on a réalisé des miroirs paraboliquesau moyen d'une ossature définissant un petit anneau au voisinage du sommet du paraboloîde et un grand anneau à une distance déterminée du petit anneau. Les deux anneaux étant situés dans des plans parallèles entre eux et sensiblement pervendiw culaires à l'axe de symétrie du parabolode, Le miroir luimême est alors constitué par une pluralité de plaques réfléchissantes disposées côte à côte et affectant chacune sensiblement la forme d'un trapèze gauche dont la petite base est fixée au petit anneau et dont la grande base repose sur le grand anneau. Sous l'effet de son propre poids, chacune des plaques prend alors, en coupe longitudinale, une courbure sensiblement parabolique.As a result, parabolic mirrors have been produced by means of a framework defining a small ring in the vicinity of the top of the paraboloid and a large ring at a determined distance from the small ring. The two rings being located in planes parallel to each other and substantially pervendiw cular to the axis of symmetry of the parabolode, The mirror itself is then formed by a plurality of reflective plates arranged side by side and each substantially affecting the shape of a trapezoid left whose small base is attached to the small ring and whose large base rests on the large ring. Under the effect of its own weight, each of the plates then takes, in longitudinal section, a substantially parabolic curvature.

Une telle solution autorise la réalisation rapide d'un miroir parabolique. Toutefois, étant donnée la prise au vent offerte par un tel miroir, il peut se créer une vibration des plaques sous l'effet du vent et, par suite, une variation de la lo calisation précise du foyer du paraboloide, Il en résulte alors une diminution sensible du rendement du système de transformation de l'énergie solaire associé au miroir parabolique dès lors qu'un vent souffle.Such a solution allows the rapid production of a parabolic mirror. However, given the wind resistance offered by such a mirror, it can create a vibration of the plates under the effect of the wind and, as a result, a variation in the precise location of the focal point of the dish, This then results in a significant reduction in the efficiency of the solar energy transformation system associated with the parabolic mirror when a wind blows.

La présente invention a pour but d'obvier à cet inconvénient grâce à I'élasticité des plaques réfléchissantes qui sont généralement constituées par l'assemblage de deux plaques de verre entre lesquelles est disposée une pellicule métallisée réfléchissante, par exemple en étain.The object of the present invention is to obviate this drawback by virtue of the elasticity of the reflective plates which are generally constituted by the assembly of two glass plates between which is arranged a metallic reflective film, for example made of tin.

Selon la présente invention, pour chacune des plaques réfléchissantes, une force de compression est appliquée sur la grande base dans le plan tangent à la plaque en ce point, de manière à augmenter la flèche naturelle que la plaque prend sous l'effet de la pesanteur.According to the present invention, for each of the reflecting plates, a compressive force is applied to the large base in the plane tangent to the plate at this point, so as to increase the natural deflection that the plate takes under the effect of gravity .

Au moins un anneau intermédiaire peut être favorablement prévu dans l'ossature du miroir pour limiter l'amplitude de la flèche et éviter la rupture des plaques en cas de très fort vent. Un joint élastique est alors disposé entre les plaques et cet anneau intermédiaire.At least one intermediate ring can be favorably provided in the frame of the mirror to limit the amplitude of the arrow and avoid breaking of the plates in the event of a very strong wind. An elastic seal is then placed between the plates and this intermediate ring.

Selon un mode préféré de réalisation, la force de compression est appliquée à chaque plaque, au moyen d'un tendeur constitué par un capuchon solidaire du grand anneau et dans lequel est introduite la plaque. Un moyen de réglage de l'amplitude de la force est prévu dans le capuchon. q
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation donné à titre non limitatif pour illustrer l'invention, description à laquelle une planche de dessins est annexée.According to a preferred embodiment, the compression force is applied to each plate, by means of a tensioner constituted by a cap secured to the large ring and into which the plate is introduced. A means for adjusting the amplitude of the force is provided in the cap. q
The invention will be better understood and other objects, advantages and characteristics thereof will appear more clearly on reading the following description of an embodiment given without limitation to illustrate the invention, description to which a drawing sheet is attached.

La figure 1 est une demi-coupe,dans un plan incluant l'axe de symétrie du paraboloide, d'un miroir parabolique conforme à la présente invention, et la figure 2 est une vue en plan partielle de l'ossature du miroir de la figure 1. FIG. 1 is a half-section, in a plane including the axis of symmetry of the paraboloid, of a parabolic mirror according to the present invention, and FIG. 2 is a partial plan view of the framework of the mirror of the figure 1.

En référence maintenant aux figures, le miroir est constitué par une pluralité de plaques réfléchissantes t affectant chacune sensiblement la forme d'un trapèze dont la petite base 2 est fixée au petit anneau 3, défini par l'ossature 6 au voisinage du sommet du parabolode, et dont la grande base 4 repose sur un grand anneau 5 également défi- ni par l'ossature 6.Referring now to the figures, the mirror is constituted by a plurality of reflecting plates t each substantially affecting the shape of a trapezoid whose small base 2 is fixed to the small ring 3, defined by the framework 6 in the vicinity of the apex of the parabolode , and whose large base 4 rests on a large ring 5 also defined by the framework 6.

Dans un exemple de réalisation de l'invention, un miroir de 8 mètres de diamètre était constitué de 60 plaques réfléchissantes de 3,4 mètres environ de long, la grande base mesurant environ 46 cm. Chaque plaque réfléchissante était constituée de deux plaques de verre 7,8 entre lesquelles une pellicule d'étain 9 était disposée.In an exemplary embodiment of the invention, a mirror 8 meters in diameter was made up of 60 reflecting plates approximately 3.4 meters long, the large base measuring approximately 46 cm. Each reflecting plate consisted of two glass plates 7,8 between which a tin film 9 was placed.

Le miroir étant ainsi réalisé, son foyer était distant environ de 4 mètres du sommet du paraboloide. D'un vent de 100 km/h environ résultait alors une charge additionnelle de- 90 kg environ au propre poids de chaque plaque, tendant à modifier la flèche de chaque plaque, et des coups de vent faisaient entrer en vibration is plaques.The mirror being thus produced, its focus was distant about 4 meters from the top of the paraboloid. A wind of about 100 km / h then resulted in an additional load of about 90 kg at the weight of each plate, tending to modify the deflection of each plate, and gusts of wind made the plates vibrate.

Pour obvier à cet inconcénient, une force de compression est appliquée à la grande base 4 de chaque plaque dans le plan tangent à la plaque 1 en ce point de manière à augmenter la flèche de cette dernière et amortir les vibrations causées par les coups de vent.To overcome this disadvantage, a compressive force is applied to the large base 4 of each plate in the plane tangent to the plate 1 at this point so as to increase the deflection of the latter and dampen the vibrations caused by gusts of wind. .

Cette force est appliquée à la plaque sur la paroi latérale de la grande base 4 par exemple au moyen d'un tendeur constitué par un capuchon 10 solidaire du grand anneau 5 et comportant des moyens pour permettre l'ajustage de la force appliquée. Ces moyens sont par exemple constitués par un jeu de vis 11 dont la tete 12 fait saillie hors du capuchon 10 et déplaçant un joint 13 en matériau plastique qui répartit uniformément la pression sur le verre et qui est disposé dans le capuchon au contact de la plaque. This force is applied to the plate on the side wall of the large base 4 for example by means of a tensioner constituted by a cap 10 integral with the large ring 5 and comprising means for allowing the adjustment of the applied force. These means are for example constituted by a set of screws 11, the head 12 of which protrudes from the cap 10 and displaces a seal 13 made of plastic material which distributes the pressure uniformly on the glass and which is placed in the cap in contact with the plate. .

De préférence, l'ossature 6 définit en outre au moins un anneau intermédiaire 14 permettant de limiter la flèche de chaque plaque. Un joint élastique 15 est alors disposé entre la plaque 7 et l'anneau intermédiaire 14 de manière à absorber les vibrations résiduelles, et à constituer une butée pour la plaque 1.Preferably, the framework 6 further defines at least one intermediate ring 14 making it possible to limit the deflection of each plate. An elastic seal 15 is then placed between the plate 7 and the intermediate ring 14 so as to absorb the residual vibrations, and to constitute a stop for the plate 1.

Le dispositif d'application de la force de compression selon l'invention présente, en outre, l'avantage de permettre l'échange aisé d'une plaque réfléchissante défectueuse par simple glissement de celle-ci après déverrouillage de la vis 11, et de ne pas réduire sensiblement la surface réfléchissante utile du miroir.The device for applying the compressive force according to the invention has, moreover, the advantage of allowing the easy exchange of a defective reflecting plate by simple sliding of the latter after unlocking of the screw 11, and of do not significantly reduce the useful reflecting surface of the mirror.

Bien évidemment, toute modification apportée par l'Homme de l'Art dans le même esprit ne sortirait pas du cadre de la présente invention. En particulier, d'autres systèmes tendeur peuvent être-utilisés pour appliquer la force de compression à chaque plaque réflechissante. Obviously, any modification made by a person skilled in the art in the same spirit would not go beyond the scope of the present invention. In particular, other tensioning systems can be used to apply the compressive force to each reflecting plate.

En outre, après application de la force de compression selon l'invention, chaque plaque peut être favorablement fixée à l'ossature 6 au moyen d'une pluralité de goujons pourvus de rondelles élastiques. In addition, after application of the compressive force according to the invention, each plate can be favorably fixed to the frame 6 by means of a plurality of studs provided with elastic washers.

Claims

1 - Concave mirror substantially affecting the shape of a

parabolold, comprising a framework defining at

minus a small ring near the top of the said

dish and a large ring at a distance

mined from the said small ring, the two rings being

located in planes parallel to each other and sensi

clearly perpendicular to the axis of symmetry of the said

dish, and a plurality of reflective plates

arranged side by side and affecting each sensitive

lies in the shape of a left trapezoid whose small base

is attached to said small ring and whose large base

rests on the so-called large ring, characterized in that

for each of said reflecting plates (1), a

compression force is applied to the said large

base (4) in the plane tangent to said plate (1) in

this point, so as to increase the natural deflection

that said plate takes under the effect of gravity.

2 - Mirror according to claim 1 characterized in that

said compression force is applied to each pla

only by means of a tensioner constituted by a cap (10)

integral with said large ring (5) and in which is

introduced the said plate (1).

3 - Mirror according to claim 2 characterized in that

said cap (10) includes means for adjusting

the amplitude of said compression force.

4 - Mirror according to claim 3 characterized in that

the said means consist of a set of screws (11)

the head (12) of which protrudes from the cap (10) and

moving a pressure distribution seal (13)

disposed in said cap (10) in contact with said

plate (1).

5 - Mirror according to any one of claims 1 to 4

characterized in that the frame (6) further defines

at least one intermediate ring (14) so as to

limit the amplitude of the arrow printed on the said

plate (1).

6 - Mirror according to claim 5 characterized in that a

elastic seal (15) is disposed between said plates

(1) and said intermediate ring (14).