FR2490699A1

FR2490699A1 - Protective shield system for solar energy collector - comprises reflective panels hinged to edges of collector with reflective internal surfaces

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Publication number: FR2490699A1
Application number: FR8020324A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-22
Filing date: 1980-09-22
Publication date: 1982-03-26

Abstract

The protective cover for a solar energy collector (1) comprises a set of hinged panels. The panels are hinged along the long edges (2,3) of the rectangle and along one short edge and fold over in order to cover the collector, each long panel covering the whole collector surface. Cables (5,7) attached to the free edge of the folding panels are used to pull them into the closed position. The inside surfaces of the folding panels are reflective, and when open, lie at an angle of 45 degrees to the collector surface so as to enlarge the effective energy collecting area of the panels. The cables used to fold the panels down also limit the extent to which the panels may open.

Description

La présente invention est relative & un dispositif pour protéger, notamment contre les intempéries, des capteurs solaires. The present invention relates to a device for protecting, in particular against bad weather, solar collectors.

Généralement placé sur un toit et même parfois incorporé dans ce toit, un capteur solaire est soumis à des conditions de fonctionnement qui affectent notamment son rendement et sa durée de vie. Ainsi un vent, même de faible force, refroidit la surface vitrée du capteur, ce qui entrasse une perte de calories ; la grole peut endommager et même détruire un capteur solaire; le froid et même la trop forte chaleur peut faire éclater les conduits incorporés au capteur ; pendant une nuit claire, la propre émission du capteur en direction du firmament peut le faire geler, bien que la température extérieure reste positive. Generally placed on a roof and even sometimes incorporated in this roof, a solar collector is subjected to operating conditions which notably affect its performance and its lifespan. Thus a wind, even a weak one, cools the glass surface of the sensor, which heats up a loss of calories; smallpox can damage and even destroy a solar collector; cold and even excessive heat can cause the conduits incorporated in the sensor to burst; during a clear night, the sensor's own emission towards the firmament can make it freeze, although the outside temperature remains positive.

Aussi l'un des buts de la présente invention est-il un dispositif pour protéger un capteur solaire notamment contre les intempéries. One of the aims of the present invention is therefore a device for protecting a solar collector, in particular against bad weather.

Un autre but de cette invention est un dispositif qui s'adapte aisément d tout type de capteur solaire. Another object of this invention is a device which easily adapts to any type of solar collector.

Un objet de l'invention est un dispositif de protection qui est de manoeuvre simple et rapide. An object of the invention is a protection device which is simple and quick to operate.

Cet objet et ces buts, ainsi que d'autres qui apparattront par la suite, sont atteints par le dispositif selon la présente invention qui comprend au moins un volet qui est disposé sur une partie du pourtour du capteur solaire et qui est mobile autour d'un axe se confondant avec ledit pourtour entre une position fermée dans laquelle ce volet est rabattu sur ce capteur de telle sorte que celui-ci est entièrement recouvert, et une position ouverte dans laquelle ce volet n'intercepte aucun rayons normaux au capteur, ainsi que des moyens pour manoeuvrer ce volet. This object and these aims, as well as others which will appear subsequently, are achieved by the device according to the present invention which comprises at least one flap which is arranged on a part of the periphery of the solar collector and which is movable around an axis merging with said periphery between a closed position in which this flap is folded over this sensor so that it is completely covered, and an open position in which this flap does not intercept any normal rays to the sensor, as well as means to operate this component.

Avantageusement, l'angle formé avec le plan du capteur solaire, en position ouverte, est compris entre 30 et 600. Advantageously, the angle formed with the plane of the solar collector, in the open position, is between 30 and 600.

De préférence, cet angle est sensiblement égal à 450. Preferably, this angle is substantially equal to 450.

Avantageusement la face du volet dirigée vers le capteur est réfléchissante. Advantageously, the face of the flap facing the sensor is reflective.

Lorsque le capteur solaire est de forme rectangulaire, le dispositif selon la présente invention comprend deux volets de forme rectangulaire qui sont disposés face à face. When the solar collector is rectangular, the device according to the present invention comprises two rectangular flaps which are arranged face to face.

De préférence, la surface de chacun de ces volets est sensiblement égale à celle du capteur. Preferably, the surface of each of these flaps is substantially equal to that of the sensor.

Selon ce mode de réalisation, les moyens pour manoeuvrer ces volets comprennent, d'une part, des ressorts de charnière et, d'autre part, un premier et un second câbles fixés chacun sur un volet sensiblement au milieu du cbté opposé à la charnière, le premier cible passant.entre le capteur et le volet situé en face de celui sur lequel il est fixé, le second cable passant par-dessus le volet situé en face de celui auquel il est fixé, la fermeture étant obtenue en exerçant une traction sur le premier cible puis sur le second, cette fermeture étant maintenue par une- traction permanente sur le second cabale, l'ouverture étant réalisée en relâchant la traction sur ce second câble et par le jeu des ressorts de charnier. According to this embodiment, the means for maneuvering these flaps comprise, on the one hand, hinge springs and, on the other hand, first and second cables each fixed on a flap substantially in the middle of the side opposite the hinge , the first target passing between the sensor and the flap located opposite that on which it is fixed, the second cable passing over the flap located opposite that to which it is fixed, the closure being obtained by exerting a traction on the first target then on the second, this closure being maintained by permanent traction on the second cabal, the opening being produced by releasing the traction on this second cable and by the play of mass springs.

Avantageusement, ce dispositif comprend en outre un écran souple disposé entre les deux volets et le long d'un des côtes du capteur solaire. Advantageously, this device further comprises a flexible screen disposed between the two flaps and along one of the sides of the solar collector.

Dans ce cas,le premier câble coulisse librement en un point situé sensiblement au milieu de l'arête libre de cet écran souple. In this case, the first cable slides freely at a point located substantially in the middle of the free edge of this flexible screen.

Lorsque le capteur est de forme circulaire, le dispositif selon la présente invention comprend des volets en forme de secteurs circulairgdisposés contint- ment autour de ce capteur. When the sensor is circular in shape, the device according to the present invention comprises flaps in the form of circular sectors arranged contiguously around this sensor.

De préférence ce dispositif comprend en outre des écrans souples disposés entre deux volets consécutifs. Preferably, this device also comprises flexible screens arranged between two consecutive shutters.

Selon ce mode de réalisation, les moyens pour manoeuvrer ces volets comprennent, d'une part, des ressorts de charnière pour chacun des volets, et, d'autre part, un cordon passant dans des oeillets situés à l'extrémité d'ergots qui sont montés a chaque extrémité de chaque axe, l'ouverture de ces volets étant obtenue en exerçant une traction permanente sur ce cordon, la fermeture étant réalisée en relâchant cette traction et par le jeu des ressorts de charnière
La description qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif,peut être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles
La figure 1 représente, en perspective,un capteur solaire de forme rectangulaire comportant un dispositif selon la présente invention
La figure 2 représente ce dispositif en position fermée
La figure 3 représente,en perspective, l'adaptation du dispositif selon l'invention a deux capteurs solaires juxtaposés
La figure 4 représente,en perspective, l'application de ce dispositif a une rangée de capteurs solaires rectangulaires
La figure 5 représente,en perspective,un capteur solaire de forme circulaire comprenant le dispositif selon l'invention
La figure 6 représente,en perspective,un volet en forme de secteur circulaire en position fermée
La figure 7 représente,en perspective,un volet en forme de secteur circulaire en position ouverte.According to this embodiment, the means for operating these flaps comprise, on the one hand, hinge springs for each of the flaps, and, on the other hand, a cord passing through eyelets situated at the end of lugs which are mounted at each end of each axis, the opening of these flaps being obtained by exerting permanent traction on this cord, the closure being produced by releasing this traction and by the play of hinge springs
The description which follows and which is in no way limiting, can be read with reference to the appended figures, among which
FIG. 1 represents, in perspective, a rectangular solar collector comprising a device according to the present invention
Figure 2 shows this device in the closed position
FIG. 3 represents, in perspective, the adaptation of the device according to the invention to two juxtaposed solar collectors
Figure 4 shows, in perspective, the application of this device to a row of rectangular solar collectors
FIG. 5 represents, in perspective, a circular solar collector comprising the device according to the invention
FIG. 6 represents, in perspective, a flap in the form of a circular sector in the closed position
FIG. 7 represents, in perspective, a flap in the form of a circular sector in the open position.

Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, un capteur solaire i est muni de deux volets 2 et 3 qui sont articulés autour de charnières fixées sur les grands cotés de ce capteur 1. La surface de chacun de
ces volets 2 et 3 est au moins égale a la moitié de la
surface du capteur solaire 1.Outre ces volets, le dispositif selon la présente invention peut également comprendre un écran souple 4 disposé entre les deux volets 2 et 3 et le long d'un des petits cotés du capteur solaire 1
En position ouverte, telle que représentée sur la la figure 1, les velvets 2 et 3 font avec le plan du capteur solaire un angle compris entre 30 et 600 et de préférence égal
450. Quant a l'écran souple 4, il est, p ar construction même, toujours normal a la surface du capteur 1. Dans ces conditions, on note que ni les volets 2 et 3 ni l'écran souple 4 n'interceptent les rayons normaux à la surface du capteur solaire 1.En outre, les volets 2 et 3 protègent la surface de ce capteur contre les vents latéraux d'intensité faible ; lorsque le dispositif comprend également l'écran souple 4 il se crée au niveau de la surface du capteur solaire 1 une atmosphère extrêmement peu turbulente, ce qui augmente le rendement de ce capteur solaire.As can be seen in Figure 1, a solar collector i is provided with two flaps 2 and 3 which are articulated around hinges fixed on the long sides of this collector 1. The surface of each of
these flaps 2 and 3 is at least equal to half the
surface of the solar collector 1.Besides these shutters, the device according to the present invention may also include a flexible screen 4 disposed between the two shutters 2 and 3 and along one of the short sides of the solar collector 1
In the open position, as shown in Figure 1, the velvets 2 and 3 make an angle between the plane of the solar collector between 30 and 600 and preferably equal
450. As for the flexible screen 4, it is, by construction itself, always normal to the surface of the sensor 1. Under these conditions, it is noted that neither the flaps 2 and 3 nor the flexible screen 4 intercept the normal rays at the surface of the solar collector 1. In addition, the flaps 2 and 3 protect the surface of this collector against lateral winds of low intensity; when the device also includes the flexible screen 4, an extremely turbulent atmosphere is created at the surface of the solar collector 1, which increases the efficiency of this solar collector.

Afin d'augmenter encore le rendement du capteur solaire, les faces des volets 2 et 3 et de l'écran 4 qui sont disposées en vis-a-vis du capteur solaire 1 peuvent être réfléchissantes. Qn comprendra que dans ces conditions et en particulier lorsque l'angle d'inclinaison de ces volets est de l'ordre de 450, on peut doubler la puissance lumineuse reçue par le capteur 1
Afin de manoeuvrer les volets 2 et 3 et éventuellement l'écran souple 4, le dispositif comprend des moyens de manoeuvre constitués, d'une part, par un premier câble 5 fixé sensiblement au milieu de l'arête 6 du volet 2, arête opposée à la charnière de ce volet, et, d'autre part, par un second câble 7.In order to further increase the efficiency of the solar collector, the faces of the shutters 2 and 3 and of the screen 4 which are arranged opposite the solar collector 1 may be reflective. Qn will understand that under these conditions and in particular when the angle of inclination of these flaps is of the order of 450, it is possible to double the light power received by the sensor 1
In order to operate the shutters 2 and 3 and possibly the flexible screen 4, the device comprises operating means constituted, on the one hand, by a first cable 5 fixed substantially in the middle of the edge 6 of the shutter 2, opposite edge to the hinge of this flap, and, on the other hand, by a second cable 7.

Celui-ci est fixé sur l'arête 8 du volet 3 de la même façon que le premier câble 5 sur l'arête 6 du volet 2.This is fixed on the edge 8 of the shutter 3 in the same way as the first cable 5 on the edge 6 of the shutter 2.

Le câble 5 passe entre le capteur et le volet 3, tandis que le câble 7 passe au-dessus du volet 2, lorsque le dispositif est en position ouverte. En outre ces moyens de manoeuvre comportent des ressorts de charnières. The cable 5 passes between the sensor and the flap 3, while the cable 7 passes over the flap 2, when the device is in the open position. In addition, these operating means include hinge springs.

Lorsque le dispositif selon l'invention comporte l'écran souple 4 le premier câble 5 passe librement dans un anneau 9 fixé sensiblement au milieu de l'arête libre 10 de cet écran 4. When the device according to the invention comprises the flexible screen 4, the first cable 5 passes freely through a ring 9 fixed substantially in the middle of the free edge 10 of this screen 4.

Lorsque l'on veut fermer ce dispositif, on commence par exercer une traction sur le câble 5 ceci entratne le pliage de l'écran 4 sur lequel vient se rabattre le volet 2. Une fois le volet 2 rabattu, on exerce une traction sur le câble 7 ce qui entraine le rabattement du volet 3 par-dessus le volet 2 : on obtient ainsi la configuration représentée schématiquement sur la figure 2. Afin de maintenir le dispositif fermé il suffit donc de maintenir une traction sur le câble 7. When we want to close this device, we start by exerting a pull on the cable 5 this causes the folding of the screen 4 on which the flap 2 is folded down. Once the flap 2 folded down, a pull is exerted on the cable 7 which causes the shutter 3 to fold over the shutter 2: the configuration shown schematically in FIG. 2 is thus obtained. In order to keep the device closed, it is therefore sufficient to maintain traction on the cable 7.

L'ouverture du dispositif est réalisée en relâchant cette traction sur le câble 7 et par le jeu des ressorts dont sont munies les charnières des volets 2 et 3. Ces ressorts ont été comprimés lors de l'opé- ration de fermeture. The device is opened by releasing this traction on the cable 7 and by the play of the springs with which the hinges of the flaps 2 and 3 are provided. These springs were compressed during the closing operation.

Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, le capteur 1 peut être muni de butées 11 et 12 sur lesquels viennent reposer les volets 2 et 3 en position ouverte. Il est bien évident que l'angle formé par ces butées avec le plan du capteur solaire est égal à celui formé par les volets 2 et 3 avec le plan du capteur solaire. As can be seen in Figure 2, the sensor 1 can be provided with stops 11 and 12 on which rest the flaps 2 and 3 in the open position. It is obvious that the angle formed by these stops with the plane of the solar collector is equal to that formed by the flaps 2 and 3 with the plane of the solar collector.

Le dispositif selon la présente invention peut non seulement être monté sur un capteur plan isolé comme décrit ci-dessus, mais également sur une série de capteurs rectangulaires. Ainsi sur la figure 3, est représenté un ensemble formé de deux capteurs la, lb rectangulaires qui sont accolés: selon leurs grands côtés. The device according to the present invention can not only be mounted on an isolated flat sensor as described above, but also on a series of rectangular sensors. Thus in FIG. 3, there is shown an assembly formed by two rectangular sensors 1a, 1b which are joined: along their long sides.

Les volets 2 et 3 sont, dans ce mode de réalisation particulier, de superficie au plus égale à celle de chacun de ces capteurs solaires la et lb. Les moyens pour manoeuvrer les volets 2 et 3 sont, comme précédemment, les ressorts de charnières et les câbles 5 et 7
Ces deux câbles ainsi que le câble 13 fixé sensiblement au milieu de l'arête 10 de l'écran souple 4, quand celui-ci existe, passent par un orifice 14 ménagé dans la zone 15 mitoyenne entre les capteurs la et lb. The shutters 2 and 3 are, in this particular embodiment, of surface at most equal to that of each of these solar collectors 1a and 1b. The means for operating the flaps 2 and 3 are, as before, the hinge springs and the cables 5 and 7
These two cables, as well as the cable 13 fixed substantially in the middle of the edge 10 of the flexible screen 4, when the latter exists, pass through an orifice 14 formed in the zone 15 adjoining the sensors 1a and 1b.

Dans le cas d'une rangée de capteurs solaires, il peut être avantageux que le dispositif selon la présente invention ne comprenne qu'un seul volet référencé 2 sur la figure 4. La longueur de ce volet 2 est celle de la rangée de capteurs solaires et sa surface est telle qu'en se rabattant sur ces capteurs solaires il les recouvre en entier. Les moyens pour manoeuvrer un tel volet 2 comprennent d'une part, des ressorts de charnières et, d'autre part, des cornières qui sont situées à chaque extrémité de la rangée. Ces cornières sont réglables ce qui permet de conférer au volet 2 l'inclinaison souhaitée. Il peut être avantageux, afin d'automatiser l'ouverture et la fermeture du volet 2, de remplacer ces cornières par des crémaillères attaquées par le pignon final du réducteur d'un moteur électrique.Des dispositifs "fin de course" limitant l'ouverture et la fermeture, ainsi qu'un automatisme peuvent éventuellement titre adjoints à la commande de ce moteur afin que la rangée de capteurs puisse recevoir l'énergie solaire maximale. In the case of a row of solar collectors, it may be advantageous for the device according to the present invention to comprise only one flap referenced 2 in FIG. 4. The length of this flap 2 is that of the row of solar collectors and its surface is such that by falling back on these solar collectors it covers them entirely. The means for operating such a shutter 2 comprise, on the one hand, hinge springs and, on the other hand, angles which are situated at each end of the row. These angles are adjustable which gives the flap 2 the desired inclination. It may be advantageous, in order to automate the opening and closing of the shutter 2, to replace these angles by racks attacked by the final pinion of the reduction gear of an electric motor. "Limit switch" devices limiting the opening and the closing, as well as an automation can optionally be added to the control of this motor so that the row of collectors can receive maximum solar energy.

Selon un autre mode de réalisation de 1 'in- vention particulièrement bien adapté au cas où le capteur solaire est de forme circulaire, le dispositif pour protéger un tel capteur comprend des volets 22 en forme de secteur circulaire comme représenté sur la figure 5. Chaque volet 22 est monté sur un axe 23 rendu solidaire du capteur 21 par tout moyen convenable. A chaque extrémité de cet axe 23 sont situés deux ergots 24 et 25 terminés par des oeillets respectivement 26 et 27 : ces ergots sont dirigés vers l'extérieur par rapport au capteur solaire lorsque le dispositif est en position fermée. Entre deux volets consécutifs peut être disposé un écran souple 29. According to another embodiment of the invention particularly well suited to the case where the solar collector is of circular shape, the device for protecting such a collector comprises flaps 22 in the shape of a circular sector as shown in FIG. 5. Each flap 22 is mounted on an axis 23 made integral with the sensor 21 by any suitable means. At each end of this axis 23 are located two pins 24 and 25 terminated by eyelets 26 and 27 respectively: these pins are directed outward relative to the solar collector when the device is in the closed position. Between two consecutive shutters a flexible screen 29 can be arranged.

Les moyens pour manoeuvrer ces volets 22 sont constitués par un cordon fermé 28 qui passe par les oeillets 26 et 27 de chaque volet 22. Ce cordon 28 est de préférence élastique : il maintient ainsi, de manière souple, ces volets 22 en position ouverte ou fermée t l'ouverture et la fermeture des volets sont obtenues par tout moyen convenable, par exemple en agissant sur les ergots 24 et 25 par l'intermédiaire du cordon 28. Ces ergots en étant rabattus, lors de l'ouverture, entre le capteur solaire 1, déterminent l'angle d'inclinaison des volets 22, comme représenté sur ia figure 7. The means for operating these flaps 22 consist of a closed cord 28 which passes through the eyelets 26 and 27 of each flap 22. This cord 28 is preferably elastic: it thus flexibly maintains these flaps 22 in the open position or closed t the opening and closing of the flaps are obtained by any suitable means, for example by acting on the pins 24 and 25 via the cord 28. These pins being folded down, during the opening, between the sensor solar 1, determine the angle of inclination of the flaps 22, as shown in FIG. 7.

Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. It goes without saying that modifications can be made to the embodiments which have just been described, in particular by substitution of equivalent technical means, without departing from the scope of the present invention.

Claims

1.- Device for protecting a solar collector in particular against bad weather, characterized in that it comprises at least one flap which is arranged on a part of the periphery of said collector and which is movable around an axis merging with said perimeter ink a closed position in which said flap is folded over the sensor so that it is completely covered, and an open position in which said flap does not intercept any normal rays to said sensor, as well as means for operating said flap

2.- Device according to claim 1, characterized in that the angle formed with the plane of the sensor by said flap, in the open position, is between 30 and 60 o

3.- Device according to claim 2, characterized in that said angle is substantially equal 50.

4.- Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the face of said flap directed towards said sensor is reflective.

50- Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it only comprises, in the case where said sensor is rectangular, only two flaps also rectangular and arranged face to face.

6Q- Device according to claim 5, characterized in that the surface of each of said flaps is substantially equal to that of said sensor.

70- Device according to claims 5 or 6, characterized in that the means for operating said flaps comprise, on the one hand, hinge springs and, on the other hand, a first and a second cable fixed to each flap substantially in the middle of the side opposite the hinge, the first cable passing between said sensor and the flap located opposite that on which it is fixed, the second cable passing over the flap located opposite that to which it is fixed, the closure being obtained by exerting a traction on the first cable then on the second, this closure being maintained by a permanent traction on said second cable, the opening being produced by releasing the traction on said second cable and by the play of the springs hinges.

8Q- Device according to claims 5 or 6, characterized in that it further comprises a flexible screen disposed between the two flaps and along one side of said sensor.

9.- Device according to any one of claims 5 and 8, characterized in that said first cable slides freely at a point located substantially in the middle of 11 free edge of said flexible screen.

10 - Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises, in the case where the solar collector is circular, flaps in the form of circular sectors arranged continuously around said collector.

l Device according to claim 10, characterized in that it further comprises flexible screens arranged between two consecutive shutters.

12.- Device according to claims 10 or 11, characterized in that said means for operating said flaps comprise, on the one hand, hinge springs for each of the flaps and, on the other hand, a cord passing through eyelets located at the end of lugs mounted at each end of each axis, the opening of the flaps being obtained by exerting permanent traction on said cord, the closure being achieved by releasing said traction and by the play of hinge springs.