FR2492956A1 - Large-evacuated solar heat collector panel - formed by flat box with glass surfaces and contg. finned tube coated with heat absorbing substance such as black chromium - Google Patents
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Abstract
Description
Capteur d'énerqie solaire sous vide, de grandes dimensions. Large vacuum solar energy collector.
La présente invention concerne un capteur d'énergie solaire sous vide, de grandes dimensions permises par une structure et des matériaux spéciaux. The present invention relates to a vacuum solar energy collector, large dimensions allowed by a structure and special materials.
Les capteurs sous vide que l'on connaît actuellement montrent deux caractéristiques communes - ils se présentent sous la forme d'un tube / en verre "PYREX" (borosilicate), généralement7 et - leurs dimensions sont faibles : le tube en verre (qui contient l'absorbeur) présente un diamètre de 8-10 cm et une longueur d'environ 2 m. La surface active par tube est donc très faible, de l'ordre du 1/10 m2, ce qui contraint à associer plusieurs tubes pour former un capteur dont la surface active totale soit de l'ordre de 1 m2. The vacuum sensors that we know today show two common characteristics - they are in the form of a tube / glass "PYREX" (borosilicate), generally7 and - their dimensions are small: the glass tube (which contains the absorber) has a diameter of 8-10 cm and a length of about 2 m. The active surface per tube is therefore very small, of the order of 1/10 m2, which means that several tubes have to be combined to form a sensor whose total active surface is of the order of 1 m2.
On connait également des capteurs à deux tubes concentriques, l'espace annuaire étant sous vide et contenant la surface absorbante. There are also known sensors with two concentric tubes, the directory space being under vacuum and containing the absorbent surface.
Naturellement, dans ce cas - le nombre de soudures verre-métal est nombreux, par conséquent on augmente le prix de la main d'oeuvre, pour la fabrication, - les tubes sont reliés entre eux en série ou en parallaxe, ce qui représente un coAt de tuyauterie de jonction important, - les tubes doivent etre chacun mis sous vide en étuve pendant une heure et demi, à 4000 C. Cette opération est également tr3s onéreuse. Naturally, in this case - the number of glass-to-metal welds is numerous, therefore the price of labor is increased, for manufacturing, - the tubes are connected together in series or in parallax, which represents a significant junction piping costs, - the tubes must each be placed in a vacuum in an oven for an hour and a half, at 4000 C. This operation is also very expensive.
On conçoit aisément le coût très élevé d'un tel capteur, d'autant plus que les tubes en "PYREX" sont très onéreux. It is easy to see the very high cost of such a sensor, all the more since the "PYREX" tubes are very expensive.
I1 faut noter que les deux caractéristiques cidessus des capteurs connus, qui entraînent de nombreux inconvénients dont l'un des plus sérieux est un prix tros élevé, sont toutes deux rendues nécessaires par l'emploi du vide: - on sait en effet qu'une structure cylindrique ou sphérique supporte beaucoup mieux les contraintes énormes de pression provoquée par un vide intérieur poussé qu'une structure plane par exemple ; et - on sait également que lesdites contraintes de pression sont en relation âvec la surface exposée au vide, que l'on a donc tendance à réduire. It should be noted that the two above characteristics of known sensors, which entail many drawbacks, one of the most serious of which is a very high price, are both made necessary by the use of vacuum: - we know in fact that a cylindrical or spherical structure withstands the enormous pressure constraints caused by a high internal vacuum much better than a flat structure for example; and - it is also known that said pressure stresses are in relation to the surface exposed to the vacuum, which therefore tends to reduce.
On a cherché notamment, selon l'invention, à réduire dans une proportion considérable le prix des "capteurs sous vide", ce qui n'avait pas été tenté à ce jour, malgré l'intérêt manifeste d'une telle réduction du prix. In particular, attempts have been made, according to the invention, to reduce the price of "vacuum collectors" in a considerable proportion, which has not been attempted to date, despite the obvious advantage of such a reduction in price.
La Demanderesse est parvenue à ce résultat en cherchant à mettre au point, malgré les énormes effets de pression qu'elle savait devoir apparaître, et que les capteurs connus visent précisément à éviter, un capteur sous vide de grandes dimensions permettant d'éviter les inconvénients de l'association de plusieurs capteurs plus petits. The Applicant has achieved this result by seeking to develop, despite the enormous pressure effects which it knew had to appear, and which the known sensors aim precisely to avoid, a large vacuum sensor making it possible to avoid the disadvantages of the association of several smaller sensors.
Afin de réduire encore le coût de l'appareil, la
Demanderesse a de plus opté pour une forme plane malgré la faible aptitude - connue - de résistance au vide de telles structures.In order to further reduce the cost of the device, the
The Applicant has also opted for a planar shape despite the poor capacity - known - of vacuum resistance of such structures.
Le capteur selon l'invention est constitué - par un absorbeur plan - contenu dans une "boîte" parallolépipédique dont au
moins la face orientée vers le soleil est transparente.The sensor according to the invention consists - by a plane absorber - contained in a parallelepiped "box" of which at
the less the face facing the sun is transparent.
Pour obtenir des capteurs de surface utile atteignant environ 1 m2, il fallait combattre la pression totale de l'ordre de 10 tonnes s'exerçant sur une telle surface, tout en étant obligé, pour des raisons évidentes, d'utiliser des matériaux peu résistants (verre) et en faible épaisseur. I1 fallait également empêcher le risque de dislocation du capteur apparaissant du fait des contraintes de dilatation dès que l'on utilise une structure complexe (problème qui ne se pose pas, ou est facile à résoudre, avec les capteurs tubulaires). To obtain sensors of useful surface reaching approximately 1 m2, it was necessary to combat the total pressure of the order of 10 tonnes exerted on such a surface, while being obliged, for obvious reasons, to use weak materials (glass) and thin. It was also necessary to prevent the risk of dislocation of the sensor appearing due to the expansion constraints as soon as a complex structure is used (a problem which does not arise, or is easy to solve, with tubular sensors).
La Demanderesse est parvenue à concilier ces différents impératifs contradictoires. The Applicant has managed to reconcile these different contradictory imperatives.
Le capteur selon l'inventionest caractérisé par: - un absorbeur plan constitué par
. une surface absorbante plane t
. en contact avec un tube en "U" (on utilisera de préférence un tube en
pour sa plus
grande facilité de fabrication ; dans tout ce
qui suit, l'expression "tube en U" désigne
ces deux variantes notamment) dans lequel
circule un fluide caloporteur, le contact étant
réalisé sur toute la longueur du tube, sensi
blement, - et contenu dans une boîte parallzlépipédique étanche à
l'air, dont au moins une face est transparente , - les deux extrémités du tube en U se prolongeant à
l'extérieur d'au moins une des faces latérales de ladite
boite, avec un joint étanche à l'air et résistant aux
fortes pressions placé en chacun des points de traversée
de la paroi par ledit tube, qui se trouvent sensiblement
à mi-hauteur - un vide poussé étant établi et maintenu à l'intérieur de ladite boite et est caractérisé en ce que ladite surface absorbante plane représente environ 0,8 m2 à 1,3 m2, en ce que l'on dispose à l'intérieur de ladite boîte des éléments dont la hauteur est égale à la hauteur interne de la boîte, qui partagent la surface interne de la boîte en plusieurs "surfaces réduites" d'environ 1/8 à 1/12 m2 chacune, la surface absorbante étantelle-même partagée en "ailettes" de nombrelde forme, de positionnement et de dimensions correspondant à chacune de ces "surfaces réduites", ou de dimensions légèrement inférieures, lesdits éléments comportant de plus des dispositifs sur lesquels l'absorbeur vient reposer par le tube en U et/ou les ailettes, sensiblement à mi-hauteur de la boîte.The sensor according to the invention is characterized by: - a flat absorber constituted by
. a flat absorbent surface t
. in contact with a "U" tube (preferably a tube in
for his more
great ease of manufacture; in everything
which follows, the expression "tube in U" indicates
these two variants in particular) in which
circulates a heat transfer fluid, the contact being
carried out over the entire length of the tube, sensi
- and contained in a waterproof rectangular box
air, at least one side of which is transparent, - the two ends of the U-shaped tube extending
the exterior of at least one of the lateral faces of said
box, with an airtight seal and resistant to
strong pressures placed at each crossing point
from the wall by said tube, which are located substantially
at mid-height - a high vacuum being established and maintained inside said box and is characterized in that said planar absorbent surface represents approximately 0.8 m2 to 1.3 m2, in that there is available at l inside said box elements whose height is equal to the internal height of the box, which divide the internal surface of the box into several "reduced surfaces" of about 1/8 to 1/12 m2 each, the absorbent surface being itself divided into "fins" of numerous shape, positioning and dimensions corresponding to each of these "reduced surfaces", or of slightly smaller dimensions, said elements further comprising devices on which the absorber comes to rest by the tube in U and / or the fins, substantially halfway up the box.
Selon un premier mode de réalisation, lesdits "éléments" forment un système de cloisons perpendiculaires les unes aux autres et aux parois de la botte, dont la hauteur commune est égale à la hauteur interne de la botte, et dont la longueur est sensiblement égale, ou légèrement inférieure (on prévoit un jeu d'environ 1 inm pour permettre la dilatation), soit à la largeur, soit à la longueur de la boîte, lesdites cloisons présentant 1) des dispositifs permettant leur assemblage dans la
bote, sans dépasser la hauteur interne de celle-ci,
de manière à diviser la surface interne de la boîte
en plusieurs surfaces réduites, de préférence identi
ques,d'environ 1/8 à 1/12 m2; et 2) des encoches adaptées de manière à supporter sensible
ment à mi-hauteur, dans la boîte, les branches du
tube en t'U", et ladite surface absorbante est elle-même divisée en autant de parties ou "ailettes" que l'on a délimité de surfaces réduites, et de manière que chacune de ces "ailettes1 puisse prendre place, lorsque l'on dépose le tube en l,u" dans les encoches qui le supportent, dans chacun des volumes internes de la bote délimités par lesdites surfaces réduites.According to a first embodiment, said "elements" form a system of partitions perpendicular to each other and to the walls of the boot, the common height of which is equal to the internal height of the boot, and the length of which is substantially equal, or slightly lower (a clearance of about 1 inm is provided to allow expansion), either to the width or to the length of the box, said partitions having 1) devices allowing their assembly in the
box, without exceeding its internal height,
so as to divide the internal surface of the box
in several reduced areas, preferably identi
ques, from about 1/8 to 1/12 m2; and 2) notches adapted to support sensitive
halfway up, in the box, the branches of the
tube in t'U ", and said absorbent surface is itself divided into as many parts or" fins "as one has delimited reduced surfaces, and so that each of these" fins1 can take place, when the the tube in l, u "is deposited in the notches which support it, in each of the internal volumes of the box delimited by said reduced surfaces.
Selon un second mode de réalisation, lesdits "éléments" consistent en la combinaison de cylindres de verre, de hauteur légèrement inférieure à la hauteur interne de la bote, avec des "patins" en graphite destinés à supporter les faces de la boîte, et qui présentent une forme et des dimensions leur permettant de s'adapter à chaque extrémité libre dudit cylindre, la hauteur de la combinaison cylindre + patins étant égale à la hauteur interne de la boîte, lesdites combinaisons cylindres + patins étant disposées à intervalles réguliers sur la "trace" des cloisons dans le mode précédent de réalisation, et comportant sensiblement à mihauteur au moins une protubérance servant de support aux "ailettes" adjacentes. De préférence, on placera des supports de chaque cté du tube de l'absorbeur. According to a second embodiment, said "elements" consist of the combination of glass cylinders, of height slightly less than the internal height of the box, with graphite "pads" intended to support the faces of the box, and which have a shape and dimensions allowing them to adapt to each free end of said cylinder, the height of the cylinder + pads combination being equal to the internal height of the box, said cylinders + pads combination being arranged at regular intervals on the " trace "partitions in the previous embodiment, and comprising substantially at mid-height at least one protrusion serving as support for the adjacent" fins ". Preferably, supports will be placed on each side of the absorber tube.
L'absorbeur plan peut, aisément, être réalisé en acier normal (afin d'avoir un coût matière peu important) ou en acier cuivré, en acier inoxydable ou en cuivre. The flat absorber can easily be made of normal steel (in order to have a low material cost) or of copper-plated steel, stainless steel or copper.
L'emploi de l'acier normal est possible car, l'absorbeur étant dans le vide, il n'y a pas de possibilité de corrosion par oxydation due à l'air (ce qui n'est pas le cas des capteurs normaux qui doivent, soit être en inox (colt élevé), soit comporter une protection (galvanisation, déport électrolytique de nickel, etc.). The use of normal steel is possible because, since the absorber is in a vacuum, there is no possibility of corrosion by oxidation due to air (which is not the case with normal sensors which must either be made of stainless steel (high colt) or include protection (galvanization, electrolytic nickel offset, etc.).
Le capteur étant destiné à travailler à haute température (jusqu'à 3000 C) il est important que le coefficient d'émission soit le plus faible possible aux hautes températures de fonctionnement que l'on envisage. The sensor being intended to work at high temperature (up to 3000 C) it is important that the emission coefficient is as low as possible at the high operating temperatures that we envisage.
On doit rappeler que - le coefficient 8 augmente avec la température, - le terme t S w~ T 4 est le seul qui intervient dans
la déperdition d'un capteur sous vide, car il n'y a
pas de conductivité dans le vide, d'où l'intérêt
d'avoir un très faible - le rendement est directement lié au coefficient 8 du
capteur.We must remember that - the coefficient 8 increases with temperature, - the term t S w ~ T 4 is the only one which intervenes in
the loss of a vacuum sensor, because there is
no conductivity in a vacuum, hence the interest
to have a very low - the yield is directly linked to the coefficient 8 of the
sensor.
Pour les buts visés par l'invention, il est capital que soit inférieur à 0,1 à 2000 C. For the purposes of the invention, it is essential that is less than 0.1 to 2000 C.
Par contre, la valeur du coefficient est moins capitale. On the other hand, the value of the coefficient is less essential.
On peut aisément obtenir un tel coefficient Spar l'emploi - d'un dépôt par électrolyse
. soit de chrome noir (sous oxyde de chrome)
. soit de nickel noir (sous oxyde de Ni) - d'une réaction chimique
. soit de dendrite de cuivre
. soit de dendrite de tungstène.One can easily obtain such a coefficient Spar the use - of a deposit by electrolysis
. either black chromium (under chromium oxide)
. either black nickel (under Ni oxide) - a chemical reaction
. either copper dendrite
. either tungsten dendrite.
Afin de diminuer encore le coefficient , on doit disposer d'une sous couche primaire très brillante et très lisse, encore appelé poli-miroir t pour cela on peut faire - sur le fer, le cuivre, le fer cuivré, un mince dépôt
électrolytique de nickel ou de molybdène (appelé
encore Flash) - sur l'acier inox, un électropolissage.In order to further reduce the coefficient, we must have a very shiny and very smooth undercoat, also called mirror polish t for this we can make - on iron, copper, copper-plated iron, a thin deposit
electrolytic nickel or molybdenum (called
still Flash) - on stainless steel, electropolishing.
Ces techniques sont bien connues et d'un coQt assez faible. These techniques are well known and of a fairly low cost.
D'autres techniques appropriées peuvent, bien entendu, être appliquées au traitement de la surface de l'absorbeur. Other suitable techniques can, of course, be applied to the treatment of the surface of the absorber.
L'absorbeur peut aisément être réalisé avec un tube cintré en épingle (U) ou à trois branches en U. The absorber can easily be produced with a tube bent into a pin (U) or with three U-shaped branches.
On soude (ou l'on brase) ensuite les plaques absorbantes sur le tube. The absorbent plates are then welded (or brazed) to the tube.
La réalisation est simple et l'aborbeur a une surface de l'ordre du m2. The realization is simple and the worker has a surface of the order of m2.
Les opérations de fabrication (cintrage, soudure, traitement de surface sélective) sont identiques aux autres capteurs sous vide. The manufacturing operations (bending, welding, selective surface treatment) are identical to other vacuum sensors.
On voit donc que l'on divise par environ 10 le prix de main d' oeuvre pour la fabrication de l'absorbeur. It can therefore be seen that the labor cost for manufacturing the absorber is divided by about 10.
La boîte plane peut aisément être réalisée de 3 manières
a) Boîte en verre
La matière peut être du verre à glace normal très bon marché.The flat box can easily be made in 3 ways
a) Glass box
The material may be very inexpensive normal ice glass.
On peut opérer avec deux glaces, sur les deux faces du capteur,et 4 bandes sur les quatre côtés. You can operate with two windows, on the two sides of the sensor, and 4 strips on the four sides.
On peut également opérer avec un moule ayant la forme d'un parallélépipède et permettant de donner au verre la forme d'une demi bote (tel un écran de télévision). On prend alors 2 demi boites pour faire un capteur totalement transparent; ou une boîte et un couvercle. One can also operate with a mold having the shape of a parallelepiped and making it possible to give the glass the shape of a half box (such as a television screen). We then take 2 half boxes to make a completely transparent sensor; or a box and a lid.
La soudure des éléments en verre est très connue et se fait grâce à une technique de frittage au pyrocérame identique à celle utiliséepour la fabrication des tubes TV couleur. The welding of glass elements is very well known and is done using a pyroceram sintering technique identical to that used for the manufacture of color TV tubes.
Il est prévu deux soudures verre-métal du type classique dans ce domaine au niveau des passages de tuyauteries (réduction du nombre de soudure verre-métal et du prix de revient du capteur, car seulement 2 soudures au m2 au lieu de 20 par exemple). Two glass-to-metal welds of the conventional type are provided in this area at the level of the pipe passages (reduction in the number of glass-to-metal welds and the cost price of the sensor, since only 2 welds per m2 instead of 20 for example) .
b) la boîte est réalisé avec la face supérieure et inférieure en verre à glace. b) the box is made with the upper and lower face made of ice glass.
Les quatre côtés sont réalisés en inox, en Kovar (alliage Fe Co Ni) ou en tout autre métal ayant une dilatation identique au verre. The four sides are made of stainless steel, Kovar (Fe Co Ni alloy) or any other metal having an expansion identical to glass.
La jonction verre-métal est faite, soit avec du pyrocérame, soit par une soudure verre-métal classique par fusion, au chalumeau ou par des infrarouges. The glass-metal junction is made, either with pyroceram, or by conventional glass-metal welding by fusion, with a torch or by infrared.
c) La boîte est réalisée avec le fond et les côtés en inox ou en'Kovar, ou tout autre métal de coefficient de dilatation identique au verre. c) The box is made with the bottom and sides in stainless steel or in 'Kovar, or any other metal with coefficient of expansion identical to glass.
La face supérieure est réalisée avec du verre à glace.The upper side is made with ice glass.
On peut utiliser notamment les combinaisons suivantes - acier inoxydable/"fritte 90"/verre à glace - "NoVAR" (alliage Fe Co Ni)/"fritte 50"/PYREX. The following combinations can in particular be used - stainless steel / "90 frit" / ice glass - "NoVAR" (Fe Co Ni alloy) / "50 frit" / PYREX.
On peut remplacer avec adaptation correspondante le "KOVAR" par les produits "INVAR" ou "DILVER". Ces alliages sont commercialisés par la Société METALIMPHY,
PARIS.The "KOVAR" can be replaced with corresponding adaptation by the "INVAR" or "DILVER" products. These alloys are sold by the company METALIMPHY,
PARIS.
Le verre que lton peut utiliser présente une épaisseur de 4 à 10 mm, de préférence 7 mm, pour la
bote, et surtout pour les faces supérieure et
inférieure.The glass which can be used has a thickness of 4 to 10 mm, preferably 7 mm, for the
box, and especially for the upper sides and
lower.
Pour les parois latérales, et les cloisons
intérieures de soutien, on peut utiliser un verre moins
épais, mais pour des raisons de standardisation, on
prendra le même verre.For side walls, and partitions
support interior, you can use a glass less
thick, but for reasons of standardization, we
will take the same glass.
Si la boîte présente des parois en métal,
notamment acier, l'épaisseur de ces parois sera de
préférence d'environ 2 mm.If the box has metal walls,
especially steel, the thickness of these walls will be
preferably about 2 mm.
Dans les solutions b)etXc)les passagesde tuyauteries se font grace à une soudure classique ou à une soudure à l'argon
Dans les solutions a) et b) il est possible d'adapter derrière le capteur une surface cylindroparabolique ou paraboloidique réfléchissante afin d'obtenir sur la face arriare un effet de concentration du rayonnement solaire pour obtenir une plus grande température de fonctionnement du capteur.In solutions b) and Xc) the pipe passages are made using a conventional weld or an argon weld
In solutions a) and b) it is possible to adapt a reflective cylindroparabolic or paraboloid surface behind the sensor in order to obtain on the rear face a concentration effect of solar radiation to obtain a higher operating temperature of the sensor.
Dans tous les cas, il est prévu un tube de verre ou de métal, appelé "Queusot" et servant au branchement de la ponpe à vide au moment de la mise sous vide de l'ensemble. In all cases, a glass or metal tube is provided, called "Queusot" and used to connect the vacuum ponpe when the unit is placed under vacuum.
Cette opération de mise sous vide (montée en température en étuve à 3800 C, pompage du capteur pour dégazer tous les matériaux (verre, acier, etc.) pendant 1 h 1/2) est très onéreuse. On voit donc que le capteur selon l'invention réduit considérablement le prix du m2 par ce paramètre également. This vacuuming operation (temperature rise in an oven at 3800 C, pumping of the sensor to degas all materials (glass, steel, etc.) for 1 1/2 hours) is very expensive. It can therefore be seen that the sensor according to the invention considerably reduces the price of m2 by this parameter also.
Un point essentiel de l'invention consiste à installer à l'intérieur de la boîte des soutiens ou cloisons dont le ralle est - de partager les surfaces et de les soutenir, afin de délimiter des portions de capteurs et de n'avoir que de petites surfaces en dépression, - de soutenir l'absorbeur, tout en lui permettant une libre dilatation. An essential point of the invention consists in installing inside the box supports or partitions whose ralle is - to share the surfaces and to support them, in order to delimit portions of sensors and to have only small surfaces in depression, - to support the absorber, while allowing it a free expansion.
L'invention prévoit donc d'installer entre chaque ailette de l'absorbeur un soutien qui empêche le rapprochement et l'implosion de l'ensemble des matériaux travaillant en compression. The invention therefore provides for installing between each fin of the absorber a support which prevents the bringing together and the implosion of all the materials working in compression.
On conçoit aisément que ces soutiens sont un point essentiel de l'invention ; sans eux, il est hors de question de mettre le capteur sous dépression. It is easy to see that these supports are an essential point of the invention; without them, it is out of the question to put the sensor under vacuum.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente en perspective un capteur selon l'invention - la figure 2 représente une coupe du capteur de la figure 1 selon II-II. Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the description which follows, and with reference to the appended drawings in which - Figure 1 shows in perspective a sensor according to the invention - Figure 2 shows a section of the sensor of Figure 1 along II-II.
- la figure 3 représente un modèle de cloisons longitudinales (figure 3a) et transversales (figure 3h3 utilisable selon l'invention (premier mode de réalisation) ; - la figure 4 représente une variante "à patins en graphite" des cloisons représentées sur la figure 3 (figure 4a : cloison longitudinale ; figure 4b : cloison transversale ; figure 4c : coupe tm nsversale d'une des cloisons de la figure 4a ou 4b); - la figure 5 représente le second mode de réalisation d'un capteur selon l'invention, du type à "cylindres verregraphite" : vue de dessus (figure 5a) et vue en coupe transversale (figure 5b).- Figure 3 shows a model of longitudinal partitions (Figure 3a) and transverse (Figure 3h3 usable according to the invention (first embodiment); - Figure 4 shows a variant "with graphite pads" of the partitions shown in Figure 3 (FIG. 4a: longitudinal partition; FIG. 4b: transverse partition; FIG. 4c: cross section of one of the partitions of FIG. 4a or 4b); - FIG. 5 represents the second embodiment of a sensor according to the invention, of the type with "verregraphite cylinders": top view (FIG. 5a) and cross-sectional view (FIG. 5b).
Sur les dessins annexés, les mêmes références ont les mêmes significations, qui sont les suivantes : 1. bote parallèlépipédique. In the appended drawings, the same references have the same meanings, which are as follows: 1. parallelepiped box.
2(2') face supérieure de la boîte (inférieure) ; 3. face latérale dans laquelle sont ménagés les
passages du tube de l'absorbeur.2 (2 ') upper face of the box (lower); 3. side face in which the
passages of the absorber tube.
4. tube de l'absorbeur, en 5. ailettes de l'absorbeur.4. absorber tube, in 5. absorber fins.
6. cloison(s) longitudinale(s).6. longitudinal partition (s).
7. cloison(s) transversale(s).7. transverse partition (s).
8. encoche-support de l'absorbeur.8. absorber support notch.
9. encoches d'assemblage des cloisons (6) et (7)
entre elles.9. notches for assembling the partitions (6) and (7)
between them.
h hauteur de la boîte hi hauteur interne de la boîte.h box height hi internal box height.
10. encoche de passage de la partie coudée du tube
en "U". (permet la dilatation).10. passage notch for the bent part of the tube
in "U". (allows dilation).
11. "patins" en graphite.11. graphite "skates".
12. cylindre en verre.12. glass cylinder.
13. "clip" de maintien de l'absorbeur.13. "clip" for holding the absorber.
Premier mode de réalisation
(figures 1, 2, 3 et 4).First embodiment
(Figures 1, 2, 3 and 4).
Les soutiens sont de préférence en verre. Ils peuvent être fabriqués par coulage dans un moule ou, pour de petites séries, à la scie diamant. The supports are preferably made of glass. They can be produced by casting in a mold or, for small series, with a diamond saw.
Les cloisons s'emboîtent à angle droit par les encoches adaptées (9), de manière connue. The partitions interlock at a right angle by the adapted notches (9), in known manner.
Selon une variante tout à fait préférée de ce premier mode de réalisation, les parties supérieures et inférieures de chaque cloison sont munies de "patins" (11) en graphite, en forme de "U" de dimensions adaptées à la cloison. < la hauteur totale cloison + patins doit être égale à hi). According to an entirely preferred variant of this first embodiment, the upper and lower parts of each partition are provided with "pads" (11) in graphite, in the shape of a "U" of dimensions adapted to the partition. <the total height of partition + skids must be equal to hi).
Il a en effet été découvert que le graphite permet grace à ses propriétés lubrifiantes d'envisager des dilatations différentes des éléments sans risque de dommage pour le capteur. Le graphite permet, lors de la dilatation, d'éviter notamment l'apparition de rayures qui constitueraient autant de points de faiblesse sur le verre. Une rectification juste avant montage est possible facilement. De plus, les patins augmentent la surface d'appui des faces sur les cloisons, et diminuent donc le risque d'implosion. It has in fact been discovered that graphite allows, thanks to its lubricating properties, to envisage different expansions of the elements without risk of damage to the sensor. Graphite makes it possible, during expansion, to avoid in particular the appearance of scratches which would constitute as many weak points on the glass. A rectification just before assembly is easily possible. In addition, the pads increase the bearing surface of the faces on the partitions, and therefore reduce the risk of implosion.
Second mode de réalisation (figures Sa et 5b).
Second embodiment (Figures Sa and 5b).
-------------------------------------
Les combinaisons cylindre/graphite sont placées sur la "trace" - , dans le mode précédent de réalisation, des cloisons (6) et (7).-------------------------------------
The cylinder / graphite combinations are placed on the "trace" -, in the previous embodiment, partitions (6) and (7).
Ni la forme ni la matière des soutiens intérieurs n'est limitative. Neither the shape nor the material of the interior supports is limiting.
On peut concevoir des soutiens verreinox, verre KOUkR, verre' acier cuivré, acierwgraphite, etc. We can design stainless steel, KOUkR glass, copper steel glass, steel graphite, etc.
Le point essentiel de l'invention est que ces
soutiens permettent d'envisager une surface plane impor
tante , sous vide, sans risque d'implosion.The essential point of the invention is that these
supports allow to consider an important flat surface
aunt, under vacuum, without risk of implosion.
Un autre point intéressant de l'invention est
l'utilisation du graphite pour ses propriétés lubrifiantes.Another interesting point of the invention is
the use of graphite for its lubricating properties.
I1 est vraisemblable que seul le graphite permet
d'envisager des dilatations différentes sans risque de
dommage pour le capteur.I1 is likely that only graphite allows
to consider different dilations without risk of
damage to the sensor.
A notre connaissance, c'est la premier fois que
le graphite est employé dans les techniques sous vide
pour sécuriser et tenir un ensemble sous vide.To our knowledge, this is the first time that
graphite is used in vacuum techniques
to secure and hold a vacuum assembly.
GETTER
Le capteur doit être, bien entendu, muni d'un getter (sorte de petite pompe qui adsorbe les dernières molécules présente s dans une enceinte sous vide. Les tubes TV et les capteurs sous vide tubulaire en sont munis).GET
The sensor must, of course, be fitted with a getter (a sort of small pump which adsorbs the last molecules present in a vacuum chamber. TV tubes and tubular vacuum sensors are fitted with this).
Le Getter peut être de deux sortes - activable par haute fréquence. The getter can be of two kinds - activatable by high frequency.
I1 s'agit de sortes d'anneaux que l'on place sous l'absorbeur car on risque un dépit de Barium sur la glace inférieure. Ce Getter étant très bon marché, on peut également en placer plusieurs dans le capteur. These are kinds of rings that are placed under the absorber because there is a risk of Barium spite on the lower ice. This Getter being very inexpensive, one can also place several in the sensor.
- activable par courant électrique.- activatable by electric current.
Il suffit alors de prévoir le passage de deux fils à travers le verre. Ce genre de Getter sera de préférence placé près du Queusot. It then suffices to provide for the passage of two wires through the glass. This kind of Getter will preferably be placed near the Queusot.
L'avantage d'un tel Getter est sa possibilité de réactivation au bout de 10 ans par exemple. The advantage of such a Getter is its possibility of reactivation after 10 years for example.
Dans les deux cas, les Getters sont calculés pour adsorber le dégazage pendant 20 ans minimum. In both cases, the Getters are calculated to adsorb the degassing for at least 20 years.
Le capteur précédemment décrit permet des applications que les capteurs classiques ne permettent pas
- par manque de rendement à haute température,
- par le fait qu'il sont trop sensibles à la
température extérieure et qu'ils ne permettent
pas la récupération de calories en cas de
soleil diffus.The previously described sensor allows applications that conventional sensors do not allow
- due to lack of efficiency at high temperature,
- by the fact that they are too sensitive to
outside temperature and they don't allow
not recovering calories in case of
diffuse sun.
Citons, parmi les applications
- le chauffage des habitats existants installés
avec des radiateurs travaillant à haute température
(80-900 C),
- le dessalement d'eau de mer par procédé flash
ou multi étages,
- la production d'électicité par l'intermédiaire
d'un cycle thermodynamique < à ce sujet, le capteur
permet d'obtenir un rendement thermodynamique
supérieur pour un coût inférieur aux centrales
déjà connues, à tour et à miroir ou à concentra
tion).Among the applications
- heating existing installed habitats
with radiators working at high temperature
(80-900 C),
- seawater desalination by flash process
or multi-story,
- the production of electricity through
of a thermodynamic cycle <on this subject, the sensor
provides thermodynamic efficiency
higher for lower cost than power plants
already known, in turn and mirror or concentra
tion).
D'autre part,la production d'électricité peut
se poursuivre en hiver, ce qui n'est pas le cas
des centrales actuelles.On the other hand, electricity production can
continue in winter, which is not the case
of current plants.
- le pompage de l'eau avec circuit thermodynamique,
- la climatisation avec machine à'absorbtion,
- la production de vapeur basse pression pour
l'industrie (papeterie, agroalimentation, industrie
chimique, etc.),
- couplage avec géothermie et thermo pompe pour
des opérations de chauffage urbain.- pumping water with thermodynamic circuit,
- air conditioning with absorption machine,
- the production of low pressure steam for
industry (stationery, food, industry
chemical, etc.),
- coupling with geothermal and thermo pump for
district heating operations.
I1 permet, bien entendu les applieations déjà connues du capteur traditionnel
- production d'eau chaude sanitaire (rapport 1 à
2 sur l'année, sur le plan des apports de calories),
- chauffage à basse température des habitats neufs
prévus pour un tel système (rapport 1 à 5 sur la
saison de chauffe, sur le plan des apports de
calories),
- application agricole : chauffage de serres,
séchage de foin ou de fruits.I1 allows, of course the applications already known to the traditional sensor
- domestic hot water production (ratio 1 to
2 over the year, in terms of calorie intake),
- low temperature heating of new homes
provided for such a system (report 1 to 5 on the
heating season, in terms of intakes of
calories),
- agricultural application: heating of greenhouses,
drying hay or fruit.
Les exemples suivant illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. The following examples illustrate the invention without, however, limiting its scope.
EXEMPLE 1
On a réalisé un capteur tel que représenté sur la figure 1, mais comportant 8 ailettes (y compris 2 ailettes au niveau de la partie coudée du tube). EXAMPLE 1
A sensor was produced as shown in Figure 1, but comprising 8 fins (including 2 fins at the bent part of the tube).
Chaque "surface réduite" a pour dimensions 300 x 300 mm, chaque ailette 276 x 276 mm. Each "reduced surface" has the dimensions 300 x 300 mm, each fin 276 x 276 mm.
La hauteur h est égale à 60 mm. The height h is equal to 60 mm.
Diamètre du tube absorbeur : 14 mm. Diameter of the absorber tube: 14 mm.
Surface absorbante : les meilleurs résultats ont été obtenus grâce à un dépit de chrome noir (0,3 ,u) à structure dendritique ( = 0,06 à 200C C) sur cuivre revêtu d'un dépôt électrolytique "Flash" (10 s environ) d'épaisseur 2,5 y. Absorbent surface: the best results have been obtained thanks to a spite of black chromium (0.3, u) with dendritic structure (= 0.06 at 200C C) on copper coated with an electrolytic deposit "Flash" (about 10 s ) 2.5 y thick.
- poids du capteur réalisé : 47 kg/m2 - température de stagnation : 250-300 C sous 1000 W - avec patins en graphite, aucun problème de dilatation
ne s'est posé.- weight of the sensor produced: 47 kg / m2 - stagnation temperature: 250-300 C under 1000 W - with graphite pads, no problem of expansion
never arose.
- sans patins de graphite, on a noté quelques rayures
sur la face supérieure.- without graphite pads, there were some scratches
on the upper side.
EXEMPLE 2
On a remplacé les cloisons par des cylindres de verre de diamètre 30 mm (épaisseur 4 mm) avec patins en graphite.EXAMPLE 2
The partitions were replaced by glass cylinders with a diameter of 30 mm (thickness 4 mm) with graphite pads.
On a obtenu sensiblement les mêmes résultats que dans l'exemple 1. The same results were obtained as in Example 1.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8023136A FR2492956A1 (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Large-evacuated solar heat collector panel - formed by flat box with glass surfaces and contg. finned tube coated with heat absorbing substance such as black chromium |
Applications Claiming Priority (1)
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FR8023136A FR2492956A1 (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Large-evacuated solar heat collector panel - formed by flat box with glass surfaces and contg. finned tube coated with heat absorbing substance such as black chromium |
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FR2492956A1 true FR2492956A1 (en) | 1982-04-30 |
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ID=9247462
Family Applications (1)
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FR8023136A Withdrawn FR2492956A1 (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Large-evacuated solar heat collector panel - formed by flat box with glass surfaces and contg. finned tube coated with heat absorbing substance such as black chromium |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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TP | Transmission of property | ||
ST | Notification of lapse |