FR2499255A1 - Large solar power concentration lens - comprises circular central portion with sectors joined to periphery forming convex assembly - Google Patents

Large solar power concentration lens - comprises circular central portion with sectors joined to periphery forming convex assembly Download PDF

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Abstract

The large lens is for a solar collector and comprises sectors (1b) and a circular portion (1a), formed of synthetic material such as transparent glass or plastics. These are then glued together to constitute a convex lens, the joints being supported by reinforcing frames (2). The circular portion can form a small central lens, the sectors being joined to it along the periphery. Additional sectors can then be joined to the periphery of the first. The frame can comprise central and peripheral rings covering the joint between the central lens and the sectors and the outer edges of the latter, the two rings being joined by radial ribs covering the joints between the sectors.

Description

Les procédés habituels pour recueillir l'énergie solaire présentent des défauts très importants comme la nécessité d'un très grand site, les frais énormes des structures et analogues, parce que le foyer est dans l'espace de la terre, et certaines ont un trop petit foyer pour être utilisées dans la pratique, ou bien certaines utilisent des miroirs concaves et d'autres des tours. The usual methods of collecting solar energy have very significant flaws such as the need for a very large site, the enormous costs of structures and the like, because the focus is in the space of the earth, and some have too small fireplace to be used in practice, or some use concave mirrors and others towers.

La présente invention se rapporte à une lentille condensatrice de la lumière solaire où l'on peut former une lentilles convexe de grande dimension en joignant, en assemblant et en renforçant, pour recueillir le flux de la lumière solaire par une lentille ayant une surface extrêmement importante, ce qui permet ainsi d'utiliser efficacement et économiquement de l'énergie solaire très puissante. The present invention relates to a condenser lens of sunlight where a large convex lens can be formed by joining, assembling and reinforcing, to collect the flux of sunlight by a lens having an extremely large surface area. , which makes it possible to use very powerful solar energy efficiently and economically.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparat- tront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe d'une lentille selon l'invention;
- la figure 2 est une vue latérale d'un exemple de la lentille où des cadres de renforcement sont fixés pour supporter la lentille de la figure 1;
- la figure 3 est une vue en plan d'un exemple de la lentille, où des pièces en secteur et une pièce circulaire définies par des pointillés sont jointes et collées et supportées par des cadres de renforcement;;
- la figure 4 est une vue en plan du cadre de renforcement de la figure 2;
- la figure 5 est une vue latérale et en coupe faite suivant la ligne X-X du cadre de renforcement de la figure 4;
- la figure 6 est une vue en plan d'un autre exemple d'une lentille selon l'invention;
- la figure 7 est une vue en plan du cadre de renforcement de la lentille de la figure 6; et
- la figure 8 est une vue en perspective schématique montrant un mécanisme suivant la lumière solaire d'un dispositif où la lentille selon l'invention est utilisée.The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example. illustrating several embodiments of the invention and in which
- Figure 1 is a sectional view of a lens according to the invention;
- Figure 2 is a side view of an example of the lens where reinforcing frames are attached to support the lens of Figure 1;
- Figure 3 is a plan view of an example of the lens, where parts in sector and a circular part defined by dotted lines are joined and glued and supported by reinforcing frames;
- Figure 4 is a plan view of the reinforcement frame of Figure 2;
- Figure 5 is a side view in section taken along line XX of the reinforcement frame of Figure 4;
- Figure 6 is a plan view of another example of a lens according to the invention;
- Figure 7 is a plan view of the lens reinforcement frame of Figure 6; and
- Figure 8 is a schematic perspective view showing a mechanism according to sunlight of a device where the lens according to the invention is used.

Des modes de réalisation d'une lentille selon l'invention sont représentés sur les dessins joints, où des pièces en secteur d'une lentille convexe sont respectivement jointes et collées et supportées de façon fixe par des cadres de renforcement 2, afin d'obtenir la performance d'une lentille convexe. Embodiments of a lens according to the invention are shown in the accompanying drawings, where sector parts of a convex lens are respectively joined and glued and fixedly supported by reinforcing frames 2, in order to obtain the performance of a convex lens.

Les figures 1, 2, 3, 4 et 5 montrent un mode de réalisation de la lentille selon l'invention, où un nombre approprié de pièces en secteur (lob) et une petite pièce circulaire (la) de lentille convexe I sont d'abord formées en un matériau de résine synthétique comme du verre transparent ou de la matière plastique ou analogue, ensuite ces pièces en secteur lb et la petite pièce circulaire la sont jointes et collées ainsi qu'assemblées et les joints entre les pièces en secteur et la pièce circulaire sont fixés au moyen d'un adhésif supporté par un cadre de renforcement 2. Figures 1, 2, 3, 4 and 5 show an embodiment of the lens according to the invention, where an appropriate number of pieces in sector (lob) and a small circular piece (la) of convex lens I are of first formed from a synthetic resin material such as transparent glass or plastic or the like, then these parts in sector 1b and the small circular part 1a are joined and glued as well as assembled and the joints between the parts in sector and the circular part are fixed by means of an adhesive supported by a reinforcement frame 2.

Comme on peut le voir sur la figure 3, les pièces de la lentille convexe qui forment la lentille de condensation I comprennent une lentille circulaire de petite dimension-1a, à agencer au centre de la lentille 1, et un certain nombre de lentilles en secteur lb à arranger sur le pourtour 4 de la lentille circulaire de petite dimension la.  As can be seen in FIG. 3, the pieces of the convex lens which form the condensing lens I comprise a circular lens of small dimension-1a, to be arranged in the center of the lens 1, and a certain number of lenses in sector lb to be arranged on the periphery 4 of the small circular lens la.

Comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, le cadre de renforcement 2 comprend un anneau central 5 ayant une dimension suffisante pour couvrir le joint circulaire 4 entre la lentille circulaire de petite dimension la et les lentilles en secteur 1b, un anneau périphérique 6 ayant une dimension .suffisante pour couvrir le bord périphérique 11 du corps annulaire 3 qui est un assemblage des lentilles en secteur lb et des poutres radiales 8 formées de façon à joindre l'anneau périphérique 6 et l'anneau central 5, les poutres radiales 8 couvrant les joints mutuels 7 des lentilles en secteur lb.  As can be seen in FIGS. 4 and 5, the reinforcement frame 2 comprises a central ring 5 having a dimension sufficient to cover the circular joint 4 between the circular lens of small dimension 1a and the lenses in sector 1b, a peripheral ring 6 having a dimension sufficient to cover the peripheral edge 11 of the annular body 3 which is an assembly of the lenses in sector 1b and the radial beams 8 formed so as to join the peripheral ring 6 and the central ring 5, the radial beams 8 covering the mutual seals 7 of the lenses in sector lb.

Les figures 6 et 7 montrent un autre mode de réalisation de l'invention. Figures 6 and 7 show another embodiment of the invention.

Comme on peut le voir sur la figure 6, les pièces de la lentille convexe polar former la lentille de condensation 1' comprennent
(a) une lentille circulaire de petite dimension l'a,
(b) un certain nombre de premières lentilles en secteur 1'b à agencer sur le pourtour de la lentille circulaire de petite dimension l'a,
(c) un certain nombre de secondes lentilles en secteur l'c à agencer sur le pourtour du premier corps annulaire 3'quiet un assemblage des premières lentilles en secteur 1 'b. As can be seen in Figure 6, the parts of the polar convex lens form the condensing lens 1 'include
(a) a small circular lens has it,
(b) a certain number of first lenses in sector 1'b to be arranged around the periphery of the small circular lens a,
(c) a certain number of second lenses in sector l'c to be arranged on the periphery of the first annular body 3 ′ which assemble the first lenses in sector 1 ′ b.

Comme on peut le voir sur la figure 7, le cadre de renforcement 2' comprend
(a) un anneau central 5' ayant une dimension suffisante pour couvrir le joint circulaire 4' entre la lentille circulaire de petite dimension l'a et les lentilles en secteur l'b
(b) le premier anneau périphérique 6' ayant une dimension suffisante pour couvrir la limite périphérique 11' du premier corps annulaire 3' qui est un assemblage des premières lentilles en secteur l'b et des premières poutres radiales 8' formées de façon à joindre le premier anneau périphérique 6' et l'anneau central 5', les premières poutres radiales 8' couvrant des joints mutuels 7' des premières lentilles en secteur l'b,
(c) le second anneau périphérique (10) ayant une dimension suffisante pour couvrir le bord périphérique 13 du second corps annulaire 9 qui est un assemblage des secondes lentilles en secteur 1'c, et
(d) les secondes poutres radiales 12 qui sont formées afin de joindre le second anneau périphérique 10 et le premier anneau périphérique 6', les secondes poutres radiales 12 couvrant des joints mutuels 14 des secondes lentilles en secteur 1'c.As can be seen in Figure 7, the reinforcing frame 2 'includes
(a) a central ring 5 'having a dimension sufficient to cover the circular joint 4' between the small circular lens a and the sector lenses b
(b) the first peripheral ring 6 'having a dimension sufficient to cover the peripheral limit 11' of the first annular body 3 'which is an assembly of the first lenses in sector l'b and the first radial beams 8' formed so as to join the first peripheral ring 6 'and the central ring 5', the first radial beams 8 'covering mutual joints 7' of the first lenses in sector l'b,
(c) the second peripheral ring (10) having a dimension sufficient to cover the peripheral edge 13 of the second annular body 9 which is an assembly of the second lenses in sector 1'c, and
(d) the second radial beams 12 which are formed in order to join the second peripheral ring 10 and the first peripheral ring 6 ', the second radial beams 12 covering mutual joints 14 of the second lenses in sector 1'c.

Les pièces de la lentille sont formées en un matériau de résine synthétique transparente comme une résine méthacrylique ou du verre transparent comme du verre au plomb. L'adhésif par lequel les pièces sont jointes est l'une des résines comme une résine epoxy, une résine à l'acétate de vinyle, une résine mélamine, une résine urée et une résine phénol. The lens parts are formed from a transparent synthetic resin material such as methacrylic resin or transparent glass such as lead glass. The adhesive by which the parts are joined is one of the resins such as an epoxy resin, a vinyl acetate resin, a melamine resin, a urea resin and a phenol resin.

La figure 8 montre un mécanisme suivaribla lumière solaire dans un dispositif où la lentille selon l'invention est util-isée. Sur la figure 8, le repère 15 représente une tour sur laquelle est prévue la lentille 1. Le repère 16 est un rail circulaire de guidage de la tour 15, lequel rail permet à la lentille 1 et à la tour 15 de suivre la lumière du soleil 17. Le repère 18 est une zone de condensation de la lumière, où l'on obtient une très haute température, par exemple de 1000 à 30000C. FIG. 8 shows a mechanism for monitoring sunlight in a device where the lens according to the invention is used. In FIG. 8, the mark 15 represents a tower on which the lens 1 is provided. The mark 16 is a circular guide rail for the tower 15, which rail allows the lens 1 and the tower 15 to follow the light from the sun 17. Reference 18 is a zone of condensation of light, where a very high temperature is obtained, for example from 1000 to 30000C.

La lentille selon l'invention permet d'obtenir une lentille convexe de grande dimension, contrairement à ce à quoi on peut s'attendre de la fabrication de lentilles convexes habituelles, en Joignant ,en collant et en assemblant et en renforçant, pour obtenir ainsi une zone de condensation de grand diamètre, directement à la surface de la terre et obtenir une très haute température simplement et facilement, la lentille a donc d'excellentes caractéristiques parce qu'elle peut recueillir et utiliser l'énergie solaire avec efficacité et économiquement, en tout emplacement. The lens according to the invention makes it possible to obtain a large convex lens, contrary to what one would expect from the manufacture of conventional convex lenses, by joining, gluing and assembling and reinforcing, thereby obtaining a condensing zone of large diameter, directly on the surface of the earth and obtaining a very high temperature simply and easily, the lens therefore has excellent characteristics because it can collect and use solar energy efficiently and economically, in any location.

Comme on l'a mentionné ci-dessus, le dispositif pour utiliser l'énergie du soleil, lequel comprend la zone de condensation de la lumière 18 , est agencé à la surface de la terre, et la hauteur de la tour 15 correspond de préférence à la longueur focale de la lentille de condensation 1 ou 1' au sommet de la tour 15. Pour les longueurs focales des lentilles circulaires de petite dimension la ou la' et d'un certain nombre de lentilles en secteur lb ou 1'b ou 1toc, ces longueurs focales ne doivent pas nécessairement coIncider les unes avec les autres. De ce point de vue, le présent inventeur indique que la quantité d'erreurs permissibles de ces longueurs focales peut avoir environ 5%, et cela permet de fabriquer des lentilles de condensation à très bon marché. As mentioned above, the device for using the energy of the sun, which comprises the region of condensation of light 18, is arranged on the surface of the earth, and the height of the tower 15 preferably corresponds at the focal length of the condensing lens 1 or 1 'at the top of the tower 15. For the focal lengths of small circular lenses la or la' and of a certain number of sector lenses lb or 1'b or 1toc, these focal lengths do not necessarily have to coincide with each other. From this point of view, the present inventor indicates that the quantity of permissible errors of these focal lengths can be around 5%, and this makes it possible to manufacture condensing lenses very inexpensively.

Par ailleurs, les formes et dimensions des lentilles en secteur lb ou 1'b ou l'c sont sensiblement les mêmes les unes aux autres, et cela permet ainsi d'offrir ces lentilles en secteur à des prix modérés.  Furthermore, the shapes and dimensions of the lenses in sector lb or 1'b or l'c are substantially the same to each other, and this thus makes it possible to offer these lenses in sector at moderate prices.

Claims (4)

REVNDI CATIONSREVNDI CATIONS 1. Lentille condensatrice de la lumière solaire de grande dimension, caractérisée en ce que des nombres appropriés de pièces en secteur (lob) et une pièce circulaire (la) d'une lentille convexe sont d'abord formées en un matériau de résine synthétique comme du verre transparent ou de la matière plastique ou analogue, ensuite lesdites pièces en secteur et ladite pièce circulaire sont joints et collés ainsi qu' assemblés , et les joints entre lesdites pièces en secteur et ladite pièce circulaire sont fixés par de l'adhésif et supportés par des cadres de renforcement (2). 1. Large-sized condensing lens for sunlight, characterized in that suitable numbers of sector pieces (lob) and a circular piece (la) of a convex lens are first formed from a synthetic resin material such as transparent glass or plastic or the like, then said sector parts and said circular part are joined and glued as well as assembled, and the joints between said sector parts and said circular part are fixed by adhesive and supported by reinforcing frames (2). 2c Lentille selon la revendication 1,caractérisée en ce que les pièces précitées de la lentille convexe qui forme la lentille de condensation (1) cjm-prennent  2c Lens according to claim 1, characterized in that the aforementioned parts of the convex lens which form the condensation lens (1) cjm-take (a) une lentille circulaire de petite dimension (la ou 1'a) à agencer au centre de la lentille de condensation (1 ou 1'), (a) a small circular lens (la or 1'a) to be arranged in the center of the condensing lens (1 or 1 '), (b) un certain nombre de lentilles en secteur (1b ou 1' b) à agencer sur le pourtour de la lentille circulaire de petite dimension (la ou 1'a).  (b) a certain number of sector lenses (1b or 1 'b) to be arranged around the periphery of the small circular lens (la or 1'a). 3. Lentille selon la revendication 1,caractérisée en ce que les pièces de lentille convexe formant la lentille de condensation (1') précitée comprennent 3. Lens according to claim 1, characterized in that the convex lens parts forming the aforementioned condensation lens (1 ') comprise (a) une lentille circulaire de petite dimension (1'a),  (a) a small circular lens (1'a), (b) un certain nombre de premières lentilles en secteur (1'b) à agencer sur le pourtour de la lentille circulaire de petite dimension (1'a),  (b) a number of first sector lenses (1'b) to be arranged around the periphery of the small circular lens (1'a), (c) un certain nombre de secondes lentilles en secteur (1 1c) à agencer sur le pourtour du premier corps annulaire (3') qui est un assemblage desdites pre mières lentilles en secteur (1 'b).  (c) a number of second sector lenses (11c) to be arranged around the periphery of the first annular body (3 ') which is an assembly of said first sector lenses (1' b). 4. Lentille selon la revendication 2, caractérisée en ce que le cadre de renforcement (2) précité comprend un anneau central (5) d'une dimension suffisante pour couvrir le joint circulaire (4) entre la lentille circulaire de petite dimension (la ou l'a) précitée et les lentilles en secteur (lb ou 1'b) précitées, un anneau périphérique (6) d'une dimension suffisante pour couvrir le bord périphérique (11) du corps annulaire (3) qui est un assemblage desdites lentilles en secteur (lb ou l'b) et des poutres radiales (8) formées de façon à joindre ledit anneau périphérique (6) et ledit anneau central (5), lesdites poutres radiales (8) couvrant des joints mutuels (7) desdites lentilles en secteur (lb ou l'b).  4. Lens according to claim 2, characterized in that the aforementioned reinforcement frame (2) comprises a central ring (5) of sufficient size to cover the circular joint (4) between the small circular lens (the or a) above and the sector lenses (lb or 1'b) above, a peripheral ring (6) of sufficient size to cover the peripheral edge (11) of the annular body (3) which is an assembly of said lenses in sector (lb or l'b) and radial beams (8) formed so as to join said peripheral ring (6) and said central ring (5), said radial beams (8) covering mutual joints (7) of said lenses in sector (lb or l'b). 5. Lentille selon la revendication 3, caractérisée en ce que le cadre de renforcement (2') précité comprend 5. Lens according to claim 3, characterized in that the aforementioned reinforcement frame (2 ') comprises (a) un anneau central (5') ayant une dimension suffisante pour couvrir le joint circulaire (4') entre la lentille ctculaire précitée de petite dimension (l'a) et les lentilles en secteur précitées (1 'b),  (a) a central ring (5 ′) having a sufficient dimension to cover the circular joint (4 ′) between the aforementioned small cticular lens (a) and the aforementioned sector lenses (1 ′ b), (b) un premier anneau périphérique (6') ayant une dimension suffisante pour couvrir la limite périphérique (11?) du premier corps annulaire (3') qui est un assemblage des premières lentilles en secteur ( 1 'b) précitées et les premières poutres radiales (8') formées de façon à joindre ledit prenier anneau périphérique (6') et ledit anneau central (5'), lesdites premières poutres radiales (8') couvrant des joints mutuels (7') desdites premières lentilles en secteur (1 'b),  (b) a first peripheral ring (6 ') having a dimension sufficient to cover the peripheral limit (11?) of the first annular body (3') which is an assembly of the first sector lenses (1 'b) mentioned above and the first radial beams (8 ') formed so as to join said first peripheral ring (6') and said central ring (5 '), said first radial beams (8') covering mutual joints (7 ') of said first sector lenses ( 1 'b), (c) un second anneau périphérique (10) ayant une dimension suffisante pour couvrir le bord périphérique (13) du second corps annulaire (9) qui est un assemblage des secondes lentilles en secteur (1 'c) précitées, et (c) a second peripheral ring (10) having a dimension sufficient to cover the peripheral edge (13) of the second annular body (9) which is an assembly of the second sector lenses (1 'c) mentioned above, and (d) des secondes poutres radiales (12) formées de façon à joindre le second anneau périphérique (10) et le premier anneau périphérique (6') précité, lesdites secondes poutres radiales (12) couvrant des joints mutuels (14) desdites secondes lentilles en secteur ( 1'c).  (d) second radial beams (12) formed so as to join the second peripheral ring (10) and the aforementioned first peripheral ring (6 '), said second radial beams (12) covering mutual joints (14) of said second lenses in sector (1'c).
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