FR2497329A1 - Tracking parabolic dish solar collector for water heating - uses disc heat exchanger at focus, and has vertical and horizontal tilt motors at top of support pillar - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif pour capter l'énergie solaire comportant un réflecteur parabolique orientable.Device for capturing solar energy comprising an adjustable parabolic reflector.
La présente invention a pour objet des dispositifs pour capter l'énergie solaire comportant un réflecteur parabolique orientable, que l'on maintient pointé vers le soleil et qui réfléchit les rayons solaires vers une chaudiere située au foyer du miroir. The present invention relates to devices for collecting solar energy comprising a orientable parabolic reflector, which is kept pointed towards the sun and which reflects the sun's rays towards a boiler located at the focus of the mirror.
On connaît des capteurs solaires comportant un miroir parabolique orientable de révolution autour d'un axe, qui est supporté par un poteau vertical et qui pivote autour d'un axe vertical confondu avec l'axe du poteau et autour d'un axe horizontal. De tels dispositifs comportent des servomoteurs qui commandent automatiquement les pivotements du miroir autour de l'axe horizontal et de l'axe vertical pour maintenir l'axe de révolution du miroir pointé vers le soleil. Ces servomoteurs sont commandés par quatre cellules photo- électriques, disposées en croix, qui sont solidaires du miroir.Ces cellules délivrent des signaux proportionnels a leur éclairement et des comparateurs comparent les signaux délivrés par deux cellules opposees et, lorsqu'un déséquilibre apparaît, ils emettent un signal qui commande le servomoteur dans le sens qui rétablit l'égalité d'é- clairemententre les deux cellules. Solar collectors are known comprising a parabolic mirror which can be rotated about a revolution, which is supported by a vertical post and which pivots about a vertical axis coincident with the axis of the post and around a horizontal axis. Such devices include servomotors which automatically control the pivoting of the mirror around the horizontal and vertical axes to maintain the axis of revolution of the mirror pointed towards the sun. These servomotors are controlled by four photoelectric cells, arranged in a cross, which are integral with the mirror. These cells deliver signals proportional to their illumination and comparators compare the signals delivered by two opposite cells and, when an imbalance appears, they emit a signal which controls the servomotor in the direction which restores equality of clarity between the two cells.
L'objectif de la présente invention est de perfectionner les dispositifs de ce type connu afin de réduire le prix de construction et d'améliorer les performances. The objective of the present invention is to improve devices of this known type in order to reduce the construction price and improve performance.
L'invention concerne des dispositifs comportant, de façon connue, un réflecteur parabolique orientable, monté au sommet d'un pilier vertical, des moyens pour faire pivoter le réflecteur autour d'un axe vertical z zl et d'un axe horizontal y yl afin de maintenir l'axe x xl du réflecteur pointé vers le soleil et une chaudière placée au foyer du réflecteur. The invention relates to devices comprising, in known manner, a steerable parabolic reflector, mounted on top of a vertical pillar, means for pivoting the reflector about a vertical axis z zl and a horizontal axis y yl so maintain the x xl axis of the reflector pointed towards the sun and a boiler placed at the focus of the reflector.
L'objectif de l'inventionest atteint au moyen d'un dispositif dans lequel le réflecteur est porte par un support vertical qui est composé, dans sa partie inférieure, d'une armoire fixe contenant la pompe de circulaticn du fluide caloporteuret,dans sa partie supérieure, d'con boîtier mobile qui est placé sur un pivot à axe vertical et qui contient des groupes moto-réducteurs qui orientent le réflecteur. The objective of the invention is achieved by means of a device in which the reflector is carried by a vertical support which is composed, in its lower part, of a fixed cabinet containing the pump for circulating the heat transfer fluid and, in its part upper, of a movable box which is placed on a pivot with vertical axis and which contains motor-reducing groups which orient the reflector.
Le réflecteur est articulé autour d'un axe horizontal qui est parallèle à l'une des arêtes supérieures dudit boîtier mobile et qui est situé légèrement au-dessus de ladite arête. The reflector is articulated around a horizontal axis which is parallel to one of the upper edges of said movable housing and which is situated slightly above said edge.
De préférence, le réflecteur con porte de bras qui s'e- tendent à l'carrière du réflecteur et qui portent chacun un contrepoids. Preferably, the reflector has arms which extend to the career of the reflector and which each carry a counterweight.
Selon un mode de réalisation avantageux, un reflecteur selon l'invention comporte un arceau vertical en forme de demi cercle, centré sur ledit axe horizontal y yl, qui est fixé par ses deux extrémi tés sur la face arriere du réflecteur et le réflecteur est entraîné en rotation autour de l'axe y yl par une chaîne entraînée par une roue dentée dont les deux extraites sont fixées audit arceau et qui est logée dans une gorge périphérIque dudit arceau. According to an advantageous embodiment, a reflector according to the invention comprises a vertical arch in the form of a semicircle, centered on said horizontal axis y yl, which is fixed by its two ends to the rear face of the reflector and the reflector is driven in rotation about the axis y yl by a chain driven by a toothed wheel of which the two extracted are fixed to said hoop and which is housed in a peripheral groove of said hoop.
De préférence, le réflecteur est composé de deux coquilles, une coquille avant, de forme parabolique, dont la face avant porte un revêtement réfléchissant, et une coquille arrière qui est reliée a la coquille avant par sa périphérie et les deux coquilles delimitent entre elles un espace intermediaire dans lequel circule de l'air chaud de dégivrage de la face réfléchissante. Preferably, the reflector is composed of two shells, a front shell, of parabolic shape, the front face of which carries a reflective coating, and a rear shell which is connected to the front shell by its periphery and the two shells delimit between them a intermediate space in which circulates hot air for defrosting the reflecting face.
L'invention a pour résultat de nouveaux dispositifs pour capter l'énergie solaire plus perfectionrés et plus sûrs que les dispositifs connus. The invention results in new devices for capturing solar energy which are more sophisticated and safer than known devices.
La composition du support de réflecteur dont la partie inférieure constitue une armoire fixe qui contient le circulateur et dont la partie superieure constitue un boîtier qui pivote autour d'un axe vertical et qui abrite les servomoteurs permet de réduire les colts de construction. De plus, une des faces latérales et la face supérieure du boîtier rrobile servent de buttes pour le réflecteur et peuvent porter des contacts de fin de course et un crochet de verrouillage du réflecteur en position de sécurité horizontale. The composition of the reflector support, the lower part of which constitutes a fixed cabinet which contains the circulator and the upper part of which constitutes a housing which pivots around a vertical axis and which houses the servomotors makes it possible to reduce construction costs. In addition, one of the side faces and the upper face of the movable housing serve as knolls for the reflector and can carry limit switch contacts and a hook for locking the reflector in the horizontal safety position.
Les contrepoids associés au réflecteur permettent de réduire le couple et de commander l'inclinaison du réflecteur avec un moteur de faible puissance, ce qui permet d'utiliser pour la rotation et pour l'inclinaison du réflecteur deux motoréducteurs identiques et de réduire les frais d'entretien. The counterweights associated with the reflector make it possible to reduce the torque and to control the inclination of the reflector with a low power motor, which makes it possible to use for rotation and for the inclination of the reflector two identical geared motors and reduce the costs of 'interview.
Les réflecteurs selon l'invention composés de deux oquil- les qui délimitent un espace intermédiaire, dans lequel on peut faire circuler de l'air chaud, permettent de dégivrer rapidement la face réfléchissante, de sorte que le miroir est prêt a capter l'énergie solaire dès le lever du soleil. The reflectors according to the invention composed of two eyelets which delimit an intermediate space, in which hot air can circulate, allow the reflective face to be defrosted quickly, so that the mirror is ready to capture energy. solar from sunrise.
La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. The following description refers to the appended drawings which represent, without any limiting character, an exemplary embodiment of a device according to the invention.
La figure 1 est une vue d'ensemble d'un dispositif selon l'invention. Figure 1 is an overview of a device according to the invention.
La figure 2 est une vue en perspective avec arrachement partiel du support du miroir. Figure 2 is a perspective view with partial cutaway of the mirror support.
La figure 3 est une coupe verticale axiale du miroir. Figure 3 is an axial vertical section of the mirror.
Les figures 4, 5 et 6 sont des vues de modes de réalisation de la chaudière. Figures 4, 5 and 6 are views of embodiments of the boiler.
La figure 7 est une coupe axiale d'un mode de réalisation préférentiel du boîtier contenant les cellules de pointage automatique. Figure 7 is an axial section of a preferred embodiment of the housing containing the automatic pointing cells.
La figure 8 est une vue partielle selon VIII-VIII de la figure 7. FIG. 8 is a partial view along VIII-VIII of FIG. 7.
La figure 1 représente schématiquement une installation destinée à fournir de l'eau chaude sanitaire et de l'eau de chauffage à un ou plusieurs logements. FIG. 1 schematically represents an installation intended to supply domestic hot water and heating water to one or more dwellings.
Cette installation comporte un capteur d'énergie solaire constitué par un miroir parabolique 1, de révolution autour d'un axe x xl. Le miroir 1 est monté sur un support 2, de telle sorte qu'il peut pivoter autour d'un axe vertical z z1 et autour d'un axe horizontal y yl qui est perpendiculaire au plan de la figure,
Le capteur comporte > en outre, une chaudière 3 qui est supportée par trois bras 4 et qui est placée sensiblement au foyer du réflecteur parabolique.This installation comprises a solar energy collector constituted by a parabolic mirror 1, of revolution around an axis x xl. The mirror 1 is mounted on a support 2, so that it can pivot around a vertical axis z z1 and around a horizontal axis y yl which is perpendicular to the plane of the figure,
The sensor comprises> in addition, a boiler 3 which is supported by three arms 4 and which is placed substantially at the focus of the parabolic reflector.
Un liquide caloporteur, par exemple un mélange d'eau et d'antigel,-ou une huile, circule dans un circuit fermé comportant la chaudière 3,- des canalisations 5, une pompe de circulation 6 et un échangeur 7 qui est noye dans une cuve 8 d'accumulation de calories dont les parois sont calorifugées. A heat transfer liquid, for example a mixture of water and antifreeze, -or an oil, circulates in a closed circuit comprising the boiler 3, -pipes 5, a circulation pump 6 and an exchanger 7 which is embedded in a 8 calorie accumulation tank whose walls are insulated.
L'eau contenue dans la cuve 8 peut etre chauffée par un bruleur d'appoint 9 en cas de manque d'ensoleillement prolongé. L'eau contenue dans la cuve 8 alimente un circuit de chauffage central comportant des radiateurs 10 et un circulateur 1 1 commandé par un thermostat d'ambiance 12. Elle peut également réchauffer l'eau destinée aux besoins sanitaires contenue dans un ballon 13. Par exemple le ballon 13 est placé à un niveau supérieur à celui de la cuve 8 et l'eau du ballon 13 est réchauffée par un serpentin 14 dans lequel lweau chaude de la cuve 8 circule par effet de thermosiphon. The water contained in the tank 8 can be heated by an auxiliary burner 9 in the event of prolonged lack of sunshine. The water contained in the tank 8 feeds a central heating circuit comprising radiators 10 and a circulator 11 controlled by a room thermostat 12. It can also heat the water intended for sanitary needs contained in a tank 13. By example the balloon 13 is placed at a level higher than that of the tank 8 and the water of the balloon 13 is heated by a coil 14 in which the hot water from the tank 8 circulates by thermosyphon effect.
Le dispositif comporte deux servomoteurs non représentés qui entraînent automatiquement le miroir 1 en rotation autour de l'axe z z1 et de l'axe y y1 pour maintenir 11 axe x xl pointé vers le soleil pendant la journée. Ces servomoteurs sont commandés par des cellules photo-électriques. The device comprises two servomotors, not shown, which automatically drive the mirror 1 in rotation around the axis z z1 and the axis y y1 to maintain the axis x xl pointed towards the sun during the day. These servomotors are controlled by photocells.
La figure 2 représente en perspective une vue de l'arrière du miroir 1 et du support 2. Le support 2 est divisé en deux parties. La partie inférieure 2a est fixe et ancrée au sol. Elle constitue une armoire équipée d'une porte d'accés 15a.Cette armoire contient la pompe de circulation 6 et un pressostat. La partie supérieure 2b est un boîtier monté sur un pivot 15 du type crapaudine ou rond d'avant train à double rangée de billes et à axe vertical z z1, qui permet un pivotement du boîtier 2b par rapport à 11 axe z z1. La partie mobile 2b est entraînée en rotation par un moto-réducteur qui est composé d'un petit moteur électrique 16a à courant continu et d'un réducteur 16b. Le moteur électrique a par exemple une puissance de 250 watts.Il comporte un dispositif d'inversion du sens de marche par inversion du courant inducteur et il est alimenté en courant continu par une batterie 24 V, qui est alimentée par un redresseur alimenté par le secteur. Figure 2 shows in perspective a rear view of the mirror 1 and the support 2. The support 2 is divided into two parts. The lower part 2a is fixed and anchored to the ground. It constitutes a cabinet fitted with an access door 15a. This cabinet contains the circulation pump 6 and a pressure switch. The upper part 2b is a housing mounted on a pivot 15 of the crapaudine or round type front end with double row of balls and with vertical axis z z1, which allows the housing 2b to pivot relative to the axis z z1. The movable part 2b is rotated by a gear motor which is composed of a small electric motor 16a with direct current and a reduction gear 16b. The electric motor, for example, has a power of 250 watts. It includes a reversing device by reversing the inductive current and it is supplied with direct current by a 24 V battery, which is supplied by a rectifier supplied by the sector.
Le réducteur 16b entraîne une roue dentée 17 qui entrai- ne une chalne 18, qui entraîne le pivot 15. Le groupe moto-réducteur 16a, 16b, peut etre fixé sur le dessus de la partie fixe 2a, dans l'espace situé entre la périphérie du pivot 15 et un cercle inscrit à l'intérieur du boîtier 2b, de telle sorte que celui-ci peut pivoter librement autour du groupe moto-réducteur. Dans ce cas, le boîtier 2b n'a pas de fond et constitue un capot qui enveloppe les groupes motoréducteurs. En variante, le groupe moto-réducteur 16a, 16b peut etre fixé au capot 2b. The reducer 16b drives a toothed wheel 17 which drives a chain 18, which drives the pivot 15. The motor-reduction unit 16a, 16b, can be fixed on top of the fixed part 2a, in the space between the periphery of the pivot 15 and a circle inscribed inside the housing 2b, so that the latter can pivot freely around the geared motor group. In this case, the box 2b has no bottom and constitutes a cover which envelops the gearmotor groups. As a variant, the geared motor group 16a, 16b can be fixed to the cover 2b.
Le miroir parabolique 1 est supporté par une structure 19 qui est montée pivotante autour d'un axe horizontal y y1 qui est parallèle à l'une des arêtes 20 de la face supérieure de la partie mobile 2b. L'axe y yl est situé légèrement au-dessus de l'arête 20 et sensiblement dans le plan vertical de celle-ci ou légèrement à l'exte- rieur, de telle sorte que le miroir 1 peut venir en butée contre la face latérale verticale de la partie mobile 2b qui contient l'arête 20 comme le montre la figure 3, et peut également se rabattre contre le dessus de la partie mobile 2b. Par exemple, l'axe y y1 est supporté par un profilé creux ou tubulaire 21 qui est fixé au-dessus de la partie mobile 2b parallèlement à l'arête 20 de celle-ci. The parabolic mirror 1 is supported by a structure 19 which is pivotally mounted around a horizontal axis y y1 which is parallel to one of the edges 20 of the upper face of the movable part 2b. The axis y yl is located slightly above the edge 20 and substantially in the vertical plane of the latter or slightly outside, so that the mirror 1 can come into abutment against the lateral face vertical of the movable part 2b which contains the edge 20 as shown in Figure 3, and can also be folded against the top of the movable part 2b. For example, the axis y y1 is supported by a hollow or tubular profile 21 which is fixed above the movable part 2b parallel to the edge 20 thereof.
La structure 19 comporte deux bras 22 qui s'étendent à l'arrière du miroir, de l'autre côté de l'axe y yl et qui supportent chacun un contrepoids 23 destiné à equilibrer le couple du au miroir et à réduire la puissance nécessaire pour incliner le miroir autour de l'axe y yl. Pour la clarté du dessin, on n' a représenté qu'un seul contrepoids. Les deux bras 22 sont symétriques par rapport au plan vertical passant par l'axe x xl du miroir. L'écartement entre les deux bras 22 est supérieur à la largeur de la partie mobile 2b. The structure 19 comprises two arms 22 which extend at the rear of the mirror, on the other side of the axis y yl and which each support a counterweight 23 intended to balance the torque due to the mirror and to reduce the power required to tilt the mirror around the y yl axis. For the sake of clarity, only one counterweight has been shown. The two arms 22 are symmetrical relative to the vertical plane passing through the axis x xl of the mirror. The spacing between the two arms 22 is greater than the width of the movable part 2b.
La partie mobile 2b renferme un deuxième groupe motoréducteur 24a, 24b analogue au groupe 16a, qui commande l'inclinaison du miroir 1 en le faisant basculer autour de l'axe horizontal y y1. Grâce au contrepoids 23, il suffit d'un moteur 24a de faible puissance pour incliner le miroir 1, de sorte que les deux groupes moto-réducteurs peuvent être identiques. The mobile part 2b contains a second geared motor group 24a, 24b similar to group 16a, which controls the inclination of the mirror 1 by tilting it around the horizontal axis y y1. Thanks to the counterweight 23, a low power motor 24a is sufficient to tilt the mirror 1, so that the two gearmotor groups can be identical.
Un arceau 25 ayant la forme d'un demi cercle situé dans un plan vertical et centré sur l'axe y y1 est fixé sur la structure 19. An arch 25 having the shape of a semicircle situated in a vertical plane and centered on the axis y y1 is fixed to the structure 19.
Cet arceau comporte une gorge et une chaîne 26 passe dans cette gorge et est fixée par ses deux extrémités aux deux extrémités de l'arceau 25. La chaîne 26 passe sur une roue dentée 27 entraînée par le réducteur 24b. La paroi supérieure et la pal-ol latérale avant du boîtier 2b comportent un trou ovalisé pour le passage de l'arceau 25.This arch has a groove and a chain 26 passes through this groove and is fixed by its two ends to the two ends of the arch 25. The chain 26 passes over a toothed wheel 27 driven by the reduction gear 24b. The upper wall and the front lateral pal-ol of the housing 2b have an ovalized hole for the passage of the arch 25.
Le groupe 24a, 24b peut être remplacé par un vérin électrique. La partie mobile 2b contient également les appareils et circuits électriques et électroniques. The group 24a, 24b can be replaced by an electric actuator. The mobile part 2b also contains the electrical and electronic devices and circuits.
La figure 3 est une coupe verticale axiale du miroir 1 et de la partie supérieure du support 2a, 2b. On voit sur cette figure l'arceau 25. Le miroir 1 comporte deux coquilles 28a et 28b qui sont soudées ou collées par leur périphérie. Ces deux coquilles sont en matière plastique, par exemple en polyester stratifié. Figure 3 is an axial vertical section of the mirror 1 and the upper part of the support 2a, 2b. We see in this figure the arch 25. The mirror 1 has two shells 28a and 28b which are welded or glued by their periphery. These two shells are made of plastic, for example laminated polyester.
La coquille avant 28a, c'est-à-dire la coquille tournée vers le soleil, a la forme d'un parabololde de révolution autour de l'axe x xl. La face externe de la coquille 28a porte un revêtement réfléchiasant. Par exemple, elle est tapissée de miroirs 29 qui sont collés sur la coquille 28a. The front shell 28a, that is to say the shell facing the sun, has the shape of a paraboloid of revolution around the axis x xl. The external face of the shell 28a carries a reflective coating. For example, it is lined with mirrors 29 which are glued to the shell 28a.
La partie axiale de la coquille 28a comporte un infléchissement vers l'intérieur qui délimite un boîtier cylindrique 30 d'axe x xl, qui est fermé par un couvercle amovible 31 permettant d'accéder a l'intérieur du boîtier. The axial part of the shell 28a has an inward deflection which delimits a cylindrical housing 30 of axis x xl, which is closed by a removable cover 31 allowing access to the interior of the housing.
La coquille arrière 28b a une forme approximativement parabolique ou spherique d'axe x xl, telle que les deux coquilles 28a, 28b sont tangentes à leur périphérie où elles sont réunies et qu'elles délimitent entre elles un espace internédiaire 32. The rear shell 28b has an approximately parabolic or spherical shape of axis x xl, such that the two shells 28a, 28b are tangent to their periphery where they are united and that they delimit an intermediate space between them 32.
La partie centrale de la coquille arrière 28b comporte une face plane 33, ayant la forme d'1ln disque qui est visible également sur la figure 2. Cette face plane 33 est renforcée et porte des barres 19 formant une structure qui supporte le réflecteur 1. Avant tageusement, la face arrière du boîtier 30 est fixée sur la face avant du disque 33 pour renforcer la liaison mécanique entre les coquilles 28a et 28b. The central part of the rear shell 28b has a flat face 33, having the shape of a disc which is also visible in FIG. 2. This flat face 33 is reinforced and carries bars 19 forming a structure which supports the reflector 1. Before tagging, the rear face of the housing 30 is fixed to the front face of the disc 33 to reinforce the mechanical connection between the shells 28a and 28b.
Comme on le voit sur la figure 3, le disque 33 a un rayon légèrement inférieur à la distance qui sépare l'axe y y1 du sommet de 7a partie fixe 2e, de telle sorte que le miroir ne risque pas de buter contre la partie fixe lorsqu'il pivote autour de l'axe z z1. On voit sur la figure 3 que la face plane 33 vient en butée contre la face latérale avant de la partie mobile 2b lorsque le miroir est redressé à la verticale, c7est-à-dire lorsque l'axe x xl est horizontal. As can be seen in FIG. 3, the disc 33 has a radius slightly less than the distance which separates the axis y y1 from the top of the fixed part 7a 2e, so that the mirror does not run the risk of abutting against the fixed part when it rotates around the z axis z1. We see in Figure 3 that the flat face 33 abuts against the front side face of the movable part 2b when the mirror is straightened vertically, that is to say when the axis x xl is horizontal.
De même la face plane 33 vient en butée contre le dessus de la partie mobile 2b lorsque l'on place le miroir à l'horizontale, c' est-a-dire lorsque l'axe x xl est vertical. Likewise, the flat face 33 abuts against the top of the movable part 2b when the mirror is placed horizontally, that is to say when the axis x xl is vertical.
La partie mobile 2b porte un crochet de verrouillage 34 qui est monté pivotant autour d'un axe horizontal et le disque 33 porte un logement en creux 35 dans lequel le crochet 34 pénètre lorsque le miroir est à l'horizontale. Le crochet 34 permet de maintenir le miroir en position horizontale qui est une position de sécurité jusqu'à ce qu'on commande manuellement le déverrouillage du crochet 34. The movable part 2b carries a locking hook 34 which is pivotally mounted about a horizontal axis and the disc 33 carries a recessed housing 35 in which the hook 34 penetrates when the mirror is horizontal. The hook 34 keeps the mirror in a horizontal position which is a safety position until the unlocking of the hook 34 is manually controlled.
te boîtier 30 peut renfermer des résistances électriques 36 qui permettent de chauffer l'air. L'air chaud sort du boîtier 30 par des orifices 37, il parcourt l'espace intermediaire 32 et il est évacue par des orifices 38 percés à la périphérie de la coquille arrière 28b. Les orifices 38 sont munis de tamis pour éviter que des insectes ne pénètrent dans l'espace 32. the housing 30 can contain electrical resistances 36 which heat the air. The hot air leaves the housing 30 through orifices 37, it travels through the intermediate space 32 and it is discharged through orifices 38 drilled at the periphery of the rear shell 28b. The orifices 38 are provided with a screen to prevent insects from entering the space 32.
La circulation d'air chaud dans l'espace intermédiaire 32 permet de dégivrer rapidement la face réfléchissante du miroir ou de faire fondre la neige le matin dans le cas où le capteur est installé dans des lieux qui l'exigent, par exemple dans des stations de sports d'hiver. The circulation of hot air in the intermediate space 32 makes it possible to quickly defrost the reflecting face of the mirror or to melt the snow in the morning in the case where the sensor is installed in places which require it, for example in stations. winter sports.
La figure 4 est une vue en perspective de la chaudière 3, portée par les trois bras 4. FIG. 4 is a perspective view of the boiler 3, carried by the three arms 4.
La figure 5 est une coupe axiale de la figure 4. FIG. 5 is an axial section of FIG. 4.
Ces deux figures représentent un mode de réalisation préférentiel de la chaudière 3. Celle-ci est composée d'un bloc métallique 39 moulé par exemple en alliage d'aluminium ou en fonte. La face ensoleillée du bloc 39 qui est dirigée vers le miroir 1 comporte des ailettes en relief 40 concentriques ou en spirale. Cette face a une forme conique dont ltouverture est dirigée vers le miroir de telle sorte que tous les rayons réfléchis pénètrent à l'intérieur de la cavité conique et sont piégés, Les ailettes 40 augmentent la surface d'absorption et réduisent les pertes d'énergie par réflexion et par émission. La face ensoleillée 39 est peinte en noir ou anodisée. These two figures represent a preferred embodiment of the boiler 3. The latter is composed of a metal block 39 molded for example from aluminum alloy or cast iron. The sunny face of the block 39 which is directed towards the mirror 1 comprises concentric or spiral relief fins 40. This face has a conical shape, the opening of which is directed towards the mirror so that all the reflected rays penetrate inside the conical cavity and are trapped. The fins 40 increase the absorption surface and reduce the energy losses. by reflection and by emission. The sunny side 39 is painted black or anodized.
Un conduit en spirale 41 est situé à l'intérieur du bloc 39. Les deux extrémités du conduit 41 sont connectées sur les tubes 5 du circuit primaire de chauffage. Les tubes 5 sont suppor
r tés par les bras 4 et ils sont connectés sur la face arrière de la chaudière. De préférence, l'eau froide arrive à la périphérie et l'eau chaude sort au centre où la température est maxima. Pour faciliter le démoulage, le corps de chaudière 39 peut être fabriqué en deux parties 39a et 39b comme le montre la figure 6.A spiral duct 41 is located inside the block 39. The two ends of the duct 41 are connected to the tubes 5 of the primary heating circuit. Tubes 5 are suppor
r ted by arms 4 and they are connected on the rear face of the boiler. Preferably, cold water arrives at the periphery and hot water leaves at the center where the temperature is maximum. To facilitate demolding, the boiler body 39 can be manufactured in two parts 39a and 39b as shown in FIG. 6.
En variante, la chaudière 3 peut également être réalisée en un tube de cuivre enroulé en spirale. Alternatively, the boiler 3 can also be made of a copper tube wound in a spiral.
On a représenté sur la figure 3 un dispositif 42 qui pilote automatiquement les deux moteurs 16a et 24a pour maintenir l'axe x xl du miroir pointé vers le soleil. Le dispositif 42 est fixé au miroir à la périphérie de celui-ci, de telle sorte que son axe u ul est parallèle à l'axe x xl du mirpir et qu'il suit le miroir dans ses rotations autour des axes z z1 et y yl. FIG. 3 shows a device 42 which automatically controls the two motors 16a and 24a to maintain the axis x xl of the mirror pointed towards the sun. The device 42 is fixed to the mirror at the periphery thereof, so that its axis u ul is parallel to the axis x xl of the mirpir and that it follows the mirror in its rotations around the axes z z1 and y yl.
La figure 7 est une coupe axiale du dispositif de pilotage 42. Celui-ci comporte un support 43 qui est fixé sur le bord du miroir 1, par exemple sur le bord Ouest. Figure 7 is an axial section of the control device 42. It comprises a support 43 which is fixed on the edge of the mirror 1, for example on the west edge.
La figure 8 est une vue partielle selon VIII-VIII montrant le détail de la fixation. Celle-ci comporte un trou circulaire 43a et un trou ovalisé 43b et permet de régler la position du support pour que l'axe u ul soit parallèle à l'axe x xl du miroir. Figure 8 is a partial view along VIII-VIII showing the detail of the attachment. This comprises a circular hole 43a and an ovalized hole 43b and makes it possible to adjust the position of the support so that the axis u ul is parallel to the axis x xl of the mirror.
Le dispositif de pilotage 42 comporte un boîtier 44 en matière plastique opaque qui est placé sur le support 43. Le boîtier 44 a une forme pyramidale tronquée. Il comporte quatre faces latérales inférieures 45 qui divergent vers le haut et quatre faces latérales supérieures 46 qui convergent vers un orifice central 47. Un tube 48 en matière plastique opaque, de section carrée, est fixé autour de l'orifice central 47. Le tube 48 et le boîtier ont un axe u ul commun. Certaines faces latérales du boîtier comportent des fenêtres 50 qui sont équipées d'un verre filtrant qui arrête les ultraviolets et les infrarouges et les cellules 51 sont disposés à I'intérieur du boîtier, en regard de chacune des fenêtres. The control device 42 comprises a housing 44 made of opaque plastic which is placed on the support 43. The housing 44 has a truncated pyramidal shape. It has four lower side faces 45 which diverge upwards and four upper side faces 46 which converge towards a central orifice 47. A tube 48 of opaque plastic, of square section, is fixed around the central orifice 47. The tube 48 and the housing have a common axis u ul. Certain lateral faces of the housing include windows 50 which are equipped with a filtering glass which stops ultraviolet and infrared rays and the cells 51 are arranged inside the housing, facing each of the windows.
La figure 7 est une coupe Est Ouest sur laquelle on voit la fenêtre 50a située sur la face laterale inférieure Est et la fenôtre 50b située sur la face latérale inferieure Ouest. Figure 7 is a section East West on which we see the window 50a located on the lower side East and the window 50b located on the lower side West.
On voit également sur la figure 7 la fenêtre Est 50c, la fenêtre Ouest 50d et les deux fenêtres Nord 50e et 50f des faces supérieures. We also see in Figure 7 the East window 50c, the West window 50d and the two North windows 50e and 50f of the upper faces.
En plus des fenêtres visibles sur la figure 7, la face inférieure Sud et la face supérieure Sud comportent chacune une fenêtre, respectivement 50g et 50h. En plus des cellules 51 qui commandent les moteurs 16a et 24a, le boîtier 44 contient une cellule qui est placée derrière la fenêtre 50g dite cellule jour-nuit. In addition to the windows visible in FIG. 7, the lower South face and the upper South face each have a window, 50g and 50h respectively. In addition to the cells 51 which control the motors 16a and 24a, the housing 44 contains a cell which is placed behind the window 50g, called day-night cell.
A la tombée de là nuit, cette cellule neutralise le pilotage automatique du miroir et commande le moteur 16a dans le sens qui ramène le miroir vers l'Est. Un contact de fin de course arrête le moteur lorsque le miroir est dirigé vers l'Est. At nightfall, this cell neutralizes the automatic piloting of the mirror and controls the motor 16a in the direction which brings the mirror towards the East. A limit switch stops the motor when the mirror is directed towards the East.
Le pivotement automatique vers 1'Est peut être également commande automatiquement par la cellule 50g si l'intensité de la lumière solaire est trop faible. Automatic pivoting to the East can also be controlled automatically by the 50g cell if the intensity of the sunlight is too low.
Le manchon tubulaire 48 sert d'écran qui projette son ombre sur les cellules lorsque le réflecteur n'est plus pointé vers le soleil. La longueur du manchon 48 est choisie selon la latitude. The tubular sleeve 48 serves as a screen which casts its shadow on the cells when the reflector is no longer pointed towards the sun. The length of the sleeve 48 is chosen according to the latitude.
La forme pyramidale du boîtier permet de placer deux cellules 52 derrière les fenêtres 50a et 50b des faces latérales inférieures qui commandent un rattrapage automatique de l'orientation par exemple dans le cas extrême où le soleil n'apparaîtrait que dans l'apres-midi et où le réflecteur serait reste pointé vers l'Est depuis le matin. Dans ce cas, le soleil n'atteint pas les faces supérieures mais il vient frapper l'une des cellules située en face d'une fenêtre inférieure 50a ou 50b et celle-ci commande le pivotement vers l'Ouest jusqu'à ce que le dispositif de pointage normal intervienne. The pyramidal shape of the housing makes it possible to place two cells 52 behind the windows 50a and 50b of the lower lateral faces which control an automatic adjustment of the orientation for example in the extreme case where the sun would appear only in the afternoon and where the reflector would have remained pointed east since morning. In this case, the sun does not reach the upper sides but it hits one of the cells located in front of a lower window 50a or 50b and this controls the pivoting towards the West until the normal pointing device intervenes.
On peut ainsi rattraper un décalage angulaire de l'axe du réflecteur pouvant atteindre 110 . It is thus possible to make up for an angular offset of the axis of the reflector which can reach 110.
Cette forme pyramidale et la présence de deux cellules 52 de rattrapage permet d'éviter d'utiliser une horloge électronique pour maintenir le réflecteur pointé approximativement vers le soleil. This pyramidal shape and the presence of two catch-up cells 52 makes it possible to avoid using an electronic clock to keep the reflector pointed approximately towards the sun.
Le boîtier 44 contient également une cellule qui est placée derrière la fenêtre 50e qui arrête automatiquement le circulateur 6 du circuit primaire à la tombée de la nuit. The housing 44 also contains a cell which is placed behind the window 50e which automatically stops the circulator 6 of the primary circuit at dusk.
Un dispositif selon l'invention comporte des sécurités qui placent automatiquement le miroir 1 en position horizontale, c'està-dire en position où l'axe x xl est vertical. A device according to the invention comprises safety devices which automatically place the mirror 1 in a horizontal position, that is to say in a position where the axis x xl is vertical.
Ces sécurités comportent un premier relais qui détecte le manque de tension alternative d'alimentation et qui commande un relais 24 volts dont un contact commande le moteur 24e dans le sens qui amène le miroir en position horizontale. Un contact de fin de course arrête le moteur 24a lorsque l'axe x xl est vertical. Cette sécurité preventive évite les risques de surchauffe de la tête de chaudière due à l'arrêt du circulateur 6. These safety devices include a first relay which detects the lack of alternating supply voltage and which controls a 24-volt relay, a contact of which controls the motor 24e in the direction which brings the mirror into a horizontal position. A limit switch stops the motor 24a when the x xl axis is vertical. This preventive security avoids the risk of overheating of the boiler head due to the stopping of the circulator 6.
Le dispositif comporte, en outre, un capteur de vitesse du vent qui émet un signal lorsque la vitesse du vent dépasse un seuil par exemple 80 Km/h. The device further comprises a wind speed sensor which emits a signal when the wind speed exceeds a threshold, for example 80 km / h.
Il comporte également un capteur de température qui mesure la température du liquide caloporteur dans la chaudière ou à la sortie de celle-ci et qui émet un signal lorsque cette température dépasse un seuil qui est par exemple de 940 dans le cas de l'eau. Enfin le dispositif comporte un capteur de pression qui mesure la pression du liquide caloporteur dans le circuit primaire 5 et qui émet un signal lorsque cette pression descend au-dessous d'un seuil. It also includes a temperature sensor which measures the temperature of the heat transfer liquid in the boiler or at the outlet thereof and which emits a signal when this temperature exceeds a threshold which is for example 940 in the case of water. Finally, the device includes a pressure sensor which measures the pressure of the heat transfer liquid in the primary circuit 5 and which emits a signal when this pressure drops below a threshold.
Les trois capteurs ci-dessus sont connectes en parallèle sur un relais 24 volts qui commande le moteur 24z dans le sens qui relève le miroir pour le placer à l'horizontale. Un contact de fin de course arrête automatiquement le moteur 24a lorsque le miroir arrive en butée et le crochet de verrouillage 34 maintient le miroir en position de sécurité jusqu'à ce que l'on intervienne. The three above sensors are connected in parallel on a 24 volt relay which controls the 24z motor in the direction that raises the mirror to place it horizontally. A limit switch automatically stops the motor 24a when the mirror comes to a stop and the locking hook 34 keeps the mirror in the safety position until intervention is made.
Les dispositifs de sécurité ci-dessus permettent d'obtenir un fonctionnement très sûr d'un capteur selon l'invention sans avoir à surveiller celui-ci. The above safety devices make it possible to obtain very safe operation of a sensor according to the invention without having to monitor it.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8027978A FR2497329A1 (en) | 1980-12-31 | 1980-12-31 | Tracking parabolic dish solar collector for water heating - uses disc heat exchanger at focus, and has vertical and horizontal tilt motors at top of support pillar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8027978A FR2497329A1 (en) | 1980-12-31 | 1980-12-31 | Tracking parabolic dish solar collector for water heating - uses disc heat exchanger at focus, and has vertical and horizontal tilt motors at top of support pillar |
Publications (1)
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FR2497329A1 true FR2497329A1 (en) | 1982-07-02 |
Family
ID=9249752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR8027978A Withdrawn FR2497329A1 (en) | 1980-12-31 | 1980-12-31 | Tracking parabolic dish solar collector for water heating - uses disc heat exchanger at focus, and has vertical and horizontal tilt motors at top of support pillar |
Country Status (1)
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---|---|
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1980
- 1980-12-31 FR FR8027978A patent/FR2497329A1/en not_active Withdrawn
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