FR2533019A1

FR2533019A1 - Basic vacuum solar collector.

Info

Publication number: FR2533019A1
Application number: FR8215627A
Authority: FR
Original assignee: SANSONETTI DOMINIQUE
Current assignee: SANSONETTI DOMINIQUE
Priority date: 1982-09-14
Filing date: 1982-09-14
Publication date: 1984-03-16
Also published as: FR2533019B1

Abstract

The present invention relates to vacuum apparatuses which collect energy from the sun and enable a heat-exchange fluid to be heated, as desired. It is essentially characterised by resistance to thermal shocks, irrespective of the temperature which the apparatus reaches or the conditions in which it is used. To this end, the apparatus comprises, within a double cylindrical glass shell 1, 4, defining an annular space under a vacuum, an absorption/heat-exchange unit 8, 9 consisting of plates and metal tubes which are fitted together without welding, with no direct contact with the shell, from which it is separated at the same time by a volume of air 10 and specifically designed insulating end sleeves 11 and 12. Selective coverings 14, 15, 16, 17 are arranged outside the volume under vacuum and over the absorber. Among the most advantageous applications of the invention figures the production, in sunny weather, of steam and hot water for sanitary purposes or for domestic heating, at any time of year and in any part of the world.

Description

COLLECTEUR SOLAIRE ELEMENTAIRE SOUS VIDE
La présente invention concerne un élément absorbant l'énergie solaire. Llle-intéresse également les capteurs, plans ou à concentration, équipés de tels éléments.ELEMENTAL VACUUM SOLAR COLLECTOR
The present invention relates to an element absorbing solar energy. It is also of interest to sensors, planes or concentrators, equipped with such elements.

Les collecteurs sous vide actuels, de for me tubulaire, sont essentiellement constitués par un ou plusieurs tubes concentriques de verre transparent, délimitant entre eux un espace cylindrique ou annulaire, dans lequel on établit un vide poussé. A l'intérieur de cet espace, se trouvent généralement placés les moyens d'absorption et de transfert de l'énergie solaire, qui sont, le plus souvent, constitués par une plaque et des revêtements sélectifs, associ-és à une circulation de fluide caloporteur. Current vacuum collectors, of tubular form, are essentially constituted by one or more concentric tubes of transparent glass, delimiting between them a cylindrical or annular space, in which a high vacuum is established. Inside this space, are generally placed the means of absorption and transfer of solar energy, which are, most often, constituted by a plate and selective coatings, associated with a circulation of fluid. coolant.

Ce type de collecteur solaire sous vide apparaît certainement comme l'un des meilleurs que l'on puisse concevoir. This type of solar vacuum collector certainly appears to be one of the best that can be designed.

En effet, la température d'équilibre d'un corps, en l'occurence la plaqueradiateur d'un type quelconque de capteur, résulte, à chaque instant, de l'action des trois modes habituels connus de transmission de la chaleur conduction, convection et rayonnement. Or dans ce type de collecteur, l'état de vide élimine pratiquement l'action des deux premières, qui n'est simplement que réduite dans les capteurs normaux à air. De sorte qu'au total, la puissance solaire incidente absorbée par la plaque - radiateur, ne s'équilibre pratiquement qu'avec la puissance infra-rouge rayonnée par celle-ci et avec la puissance utile recueillie par le courant de fluide caloporteur.Indeed, the equilibrium temperature of a body, in this case the plate of any type of sensor, results, at all times, from the action of the three usual known modes of heat transmission conduction, convection and radiation. However, in this type of collector, the vacuum state practically eliminates the action of the first two, which is simply reduced in normal air sensors. So that in total, the incident solar power absorbed by the plate - radiator, is almost balanced only with the infrared power radiated by it and with the useful power collected by the current of heat transfer fluid.

Si l'on interrompt ce dernier, on se rend alors mieux compte de l'intérêt considérable présenté par l'état de vide, en comparant les températures limites qui s'établissent dans un capteur sous vide (environ 250 C et dans un capteur plan à air (environ 1500 C), en supposant un traitement sélectif de surface identique dans l'un et l'autre cas. Par contre,~si ltétat de vide vient à cesser, le capteur n'étant pratiquement plus isolé, ses performances deviennent naturellement inférieures à celles de l'autre. C'est pourquoi, pour ce type de collecteur solaire, il est primordial de conserver à l'usage la qualité du vide existant à l'intérieur.De même, le revêtement sélectif doit garder durablement ses qualités, qui sont liêes à un bon pouvoir absorbant des radiations lumineuses du spectre visible, et å un bon pouvoir réflecteur des radiations du domaine infra-rouge, afin de limiter au mieux les pertes par rayonnement.If we interrupt the latter, we can then better understand the considerable advantage presented by the vacuum state, by comparing the limit temperatures which are established in a vacuum sensor (around 250 C and in a flat sensor air (about 1500 C), assuming a selective surface treatment identical in both cases. On the other hand, ~ if the vacuum state comes to an end, the sensor being practically no longer isolated, its performance becomes naturally inferior to those of the other. This is why, for this type of solar collector, it is essential to keep the quality of the vacuum existing inside it in use. Likewise, the selective coating must keep its qualities, which are linked to a good absorbing power of light radiation from the visible spectrum, and to a good reflecting power of infrared radiation, in order to limit radiation losses as well as possible.

Le problème technique majeur actuel, auquel ce type de collecteur solaire est confronté en service, est celui de la dété rioration par choc thermique. Les écarts de température, entre les différentes parties du collecteur, peuvent en effet être importantes et atteindre, on l'a vu précédemment, 2500 C en configuration plane, et même au-delà, lorsque l'élément est placé. au foyer d'un ensemble concentrateur d'énergie solaire. The current major technical problem, which this type of solar collector faces in service, is that of deterioration by thermal shock. The temperature differences, between the different parts of the collector, can indeed be significant and reach, as we have seen previously, 2500 C in planar configuration, and even beyond, when the element is placed. the focus of a solar concentrator assembly.

Pour le résoudre, on a recours actuellement, soit, au stade de la fabrication, à des verres spéciaux et à des soudures verre-métal, soit, au stade de l'utilisation, à une régulation climatique. To resolve it, recourse is currently had either to special glasses and glass-to-metal welds at the manufacturing stage or to climatic regulation at the stage of use.

Les inconvénients de ces techniques sont les suivants
-- L'usage des verres spéciaux est onéreux, et ne permet pas de résoudre le problème en entier.The disadvantages of these techniques are as follows
- The use of special glasses is expensive, and does not solve the entire problem.

- Les soudures verre-métal sont de techniques délicates et complexes, car il est nécessaire, d'une part, d'éliminer par chauffage les contraintes résiduelles, et d'autre part, d'éviter de détériorer le revêtement absorbant. En outre, pour conserver durablement le vide à l'intérieur du tube, les matériaux utilisés doivent être non poreux et résister à la corrosion. - Glass-to-metal welds are delicate and complex techniques, because it is necessary, on the one hand, to remove residual stresses by heating, and on the other hand, to avoid damaging the absorbent coating. In addition, to maintain the vacuum inside the tube for a long time, the materials used must be non-porous and resist corrosion.

- Enfin ,la régulation climatique limite le débit et l'écart thermique utilisables du fluide caloporteur.Elle constitue de surcroît, une sérieuse sujétion à la mise en oeuvre. - Finally, climate regulation limits the usable flow and thermal difference of the heat transfer fluid, and is a serious constraint on implementation.

Au total, aucune des techniques précédentes, utilisées conjointement ou isolément, n'apparaît simple et. ne permet de résoudre le problème de façon satisfaisante. Elles interdisent d'autre part l'usage des grands écarts de température à l'intérieur du collecteur, lorsqu'il est placé en position focale. In total, none of the previous techniques, used jointly or in isolation, appear simple and. does not solve the problem satisfactorily. They also prohibit the use of large temperature differences inside the collector, when it is placed in the focal position.

Compte tenu de ce qui précède, le but principal de l'invention est, précisément, de réaliser un modèle de collecteur solaire tubulaire sous vide qui soit affranchi théoriquement des risques de détérioration par choc thermique, quelles que soient les conditions d'utilisation, et notamment sans qu'il soit nécessaire de réguler le débit et l'écart thermique du fluide caloporteur, en configuration de capteur plan ou à moyenne concentration. In view of the above, the main object of the invention is, precisely, to produce a model of tubular vacuum solar collector which is theoretically freed from the risks of deterioration by thermal shock, whatever the conditions of use, and in particular without it being necessary to regulate the flow rate and the thermal difference of the heat-transfer fluid, in configuration of flat or medium concentration sensor.

Un autre but de l'invention est également de réaliser un collecteur solaire-de conception et de fabrication simplifiées, en éliminant notamment le recours aux verres spéciaux et aux techniques de soudure verre-métal, en accroissant par là même sa fiabilité et sa longévité notamment par ce qui concerne la conservation du vide. Another object of the invention is also to produce a solar collector-of simplified design and manufacture, by eliminating in particular the use of special glasses and glass-metal welding techniques, thereby increasing its reliability and its longevity in particular with regard to the conservation of the vacuum.

A cet effet, l'invention concerne un collecteur solaire qui est composé d'une part, au moyen d'une plaquette métallique normale de couleur sombre, absorbant l'énergie solaire, associée à un circuit caloporteur soudé ou serré, et d'autre part, au moyen d'une enveloppe isolante disposée autour de ltensçmble précédent, et elle-même ónst tuée a l'aide de deux tubes de verre borgnes concentriques, soudés à. leur extrémité, et entre lesquels est établi le vide.Ces deux ensembles sont sê- parés par un espace d'air le long du tube intérieur et par un bouchon-manchon isolant et souple à l'extrémité, de sorte qu'il n'existe précisément plus aucun point de contact direct entre le verre de l'enveloppe et le métal de l'absorbeur ou du tube caloporteur, L'espace d'air intérieur, la longueur et l'épaisseur du bouchon d'extrémité, sont calculés pour ménager entre les deux matériaux une zone de transition, thermique et mécanique suffisante, en fonction de l'écart maximum de température que l'on désire supporter sans risques. To this end, the invention relates to a solar collector which is composed on the one hand, by means of a normal metallic plate of dark color, absorbing solar energy, associated with a welded or tight heat transfer circuit, and on the other hand part, by means of an insulating envelope arranged around the preceding ltensçmble, and itself ónst killed using two concentric blind glass tubes, welded to. their end, and between which the vacuum is established. These two sets are separated by an air space along the inner tube and by an insulating and flexible plug-sleeve at the end, so that it does not there is no longer any direct point of contact between the glass of the casing and the metal of the absorber or of the heat transfer tube. The interior air space, the length and the thickness of the end plug are calculated for provide a sufficient thermal and mechanical transition zone between the two materials, depending on the maximum temperature difference that one wishes to bear without risk.

Celui-ci n'est donc théoriquement plus limité que par la température de ramollissement des matériaux utilisés
Ainsi qu'on le voit, dans cette conception, non seulement aucune soudure verre-métal n'apparaît nécessaire, mais encore l'enveloppe isolante constituée par les tubes de verre concentriques ne contient elle-même aucun élément métallique susceptible d'altérer par dégazage ultérieur la valeur du vide. Sa longévité s'en trouve fortement accrue, son prix de revient diminué, et son remplacement facilité.It is therefore theoretically more limited only by the softening temperature of the materials used
As can be seen, in this design, not only does no glass-to-metal weld appear necessary, but also the insulating envelope constituted by the concentric glass tubes does not itself contain any metallic element capable of altering by degassing the value of the vacuum. Its longevity is thereby greatly increased, its cost price reduced, and its replacement facilitated.

La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un tel collecteur solaire. FIG. 1 represents an exemplary embodiment of such a solar collector.

La figure 2 expose le schéma de fonctionnement général d'une dilatation du tube intérieur de verre, et fait apparaître le rôle répartiteur des tensions et des températures du bouchonmanchon isolant. Figure 2 shows the general operating diagram of an expansion of the inner glass tube, and shows the role of distributor of voltages and temperatures of the insulating sleeve plug.

La figure 3 montre une variante de la forme de ce dernier ainsi qu'une variante de la forme de l'ensemble absorbeur-caloporteur, étant précisé que celles-ci sont indépendantes l'une de l'autre, et que par exemple le bouchon-manchon représenté sur les figures
1 et 2 peut fort bien être utilisé avec le type d'absorbeur-calopGrteur représenté sur la figure 3 et vice-versa.Figure 3 shows a variant of the shape of the latter as well as a variant of the shape of the absorber-coolant assembly, it being specified that these are independent of each other, and that for example the plug - sleeve shown in the figures
1 and 2 can very well be used with the type of absorber-heat exchanger shown in FIG. 3 and vice versa.

Comme le montre la figure 1 , llInven- tion a pour objet un collecteur solaire comprenant un tube de verre 1 ordinaire, sodocalcique ou de borosilicate, ou encore de composition spéciale pour résister à de très hautes températures, formant enveloppe extérieure, d'un diamètre et d'une longueur quelqonques, fermé en cloche à une extré mité 2 ' , et soudé par l'autre 3 à un second tube de verre 4 concentrique et intérieur au premier, de même nature que lui, terminé également en cloche et d'un diamètre inférieur, ménageant un espace annulaire 5 dans lequel un vide de 5 10 - 3 Torr, ou plus poussé, est établi.Un support 6 intérieur, constitué d'un fil souple calibré d'acier inoxydable peut, facultativement, être disposé entre les deux tubes de verre 1 et 4 précédents, près de l'extrémité 2
- Le collecteur solaire est, en tout premier lieu, caractérisé par le fait qu'à l'intérieur 7 du second tube de verre 4 précédent, prend place l'ensemble consti-tué de l'absorbeur plan sélectif 8 et du dispositif caloporteur 9 .La forme de cet ensemble 8 - 9 est d'ailleurs quelconque, et ne constitue pas en elle-même une revendication, exception faite de la forme particulière représentée par la figure 3 .Par contre, et en second lieu, le collecteur solaire est caractérisé par la présence du volume d'air
10 entourant complètement l'ensemble absorbeur - caloporteur 8 - 9 en étant destiné à jouer le rôle d'amortisseur thermique entre, d'une part, cet ensemble 8 - 9 et d'autre part le tube de verre intérieur 4 qui n'ont, de ce fait, aucun point de contact direct en ligne.As shown in FIG. 1, the object of the invention is a solar collector comprising a tube of ordinary glass 1, soda-lime or borosilicate, or else of special composition to withstand very high temperatures, forming an outer envelope, with a diameter and of some length, closed in a bell at one end 2 ', and welded by the other 3 to a second glass tube 4 concentric and inside the first, of the same kind as him, also finished in bell and a smaller diameter, providing an annular space 5 in which a vacuum of 5 10 - 3 Torr, or more, is established. An interior support 6, consisting of a calibrated flexible wire of stainless steel may, optionally, be disposed between the two previous glass tubes 1 and 4, near the end 2
- The solar collector is, first of all, characterized by the fact that inside 7 of the second second glass tube 4, takes place the consti-killed assembly of the selective plane absorber 8 and of the heat transfer device 9 .The shape of this set 8 - 9 is also arbitrary, and does not in itself constitute a claim, except for the particular shape shown in Figure 3. However, and secondly, the solar collector is characterized by the presence of air volume
10 completely surrounding the absorber-coolant assembly 8 - 9 while being intended to act as a thermal shock absorber between, on the one hand, this assembly 8 - 9 and on the other hand the inner glass tube 4 which have no , therefore, no direct contact point online.

- - Le collecteur solaire est également caractérisé par le bou- chon-manchon 11 , souple, isolant, diviseur de températures, qui obture l'espace d'air 10 à l'extrémité 3 . Ce bouchon est réalisé en caoutchouc aux silicones, ou, de préférence, en fibres minérales souples et compressées, résistant à de plus hautes températures et-possédant un meilleur pouvoir isolant ; pu enfin en verre cellulaire ajoutant aux qualités précédentes celle de non hygroscopicité. Il est traversé par le tube caloporteur 9 qu'il isole du tube de verre intérieur 4 de tout contact direct.Son rôle est, d'autre part, de ménager à I'.extrémfté 3 du collecteur solaire une variation continue et régulière de température entre les points a intérieur et b extérieur, repérés respectivement sur la face interne du tube de verre 4 intérieur, et la face externe du tube de verre extérieur 1
La longueur X1 et l'épaisseur X2 du bouchon 11 sont également calculées pour que l'écart critique de température du culot à l'extrémité 3 soit convenable, entre les points b et c ; le point c étant repéré sur la face interne du culot. Cet écart de température n'est lui-même qu'une fraction de l'écart de température qui existe entre les points a et b précédents.- - The solar collector is also characterized by the sleeve-plug 11, flexible, insulating, temperature divider, which closes the air space 10 at the end 3. This stopper is made of silicone rubber, or preferably of flexible and compressed mineral fibers, resistant to higher temperatures and having better insulating power; finally in cellular glass adding to the previous qualities that of non-hygroscopicity. It is crossed by the heat transfer tube 9 which it insulates from the inner glass tube 4 from any direct contact. Its role is, on the other hand, to provide a continuous and regular temperature variation at the end of the solar collector 3. between the points a inside and b outside, marked respectively on the inner face of the inner glass tube 4, and the outer face of the outer glass tube 1
The length X1 and the thickness X2 of the plug 11 are also calculated so that the critical temperature difference of the base at the end 3 is suitable, between points b and c; point c being located on the internal face of the base. This temperature difference is itself only a fraction of the temperature difference which exists between points a and b above.

Enfin l'élasticité du bouchon 11 permet, à l'extrémité 3 , au tube intérieur de verre 4 de répartir sa dilatation radiale, d'une façon linéaire suivant la zone console a, b, dont la longueur X1 est également établie en fonction des contraintes maximales correspondantes, admises en service, augmentées des contraintes mé- caniques dues au vide 5 et au poids propre du tube 4 et de l'ensemble 8 - 9
On trouvera avec la figure 2 un schéma exposant le fonctionnement général en didatation de ce disposotif, lorsqu'un écart de température Ti - Te existe entre le tube intérieur 4 et le tube extérieur 1 0 Le même raisonnement s'applique au cas de la contraction.Finally the elasticity of the plug 11 allows, at the end 3, the inner glass tube 4 to distribute its radial expansion, in a linear fashion along the console zone a, b, the length X1 of which is also established as a function of the corresponding maximum stresses, admitted in service, increased by the mechanical stresses due to the vacuum 5 and to the dead weight of the tube 4 and of the assembly 8 - 9
We will find with Figure 2 a diagram explaining the general functioning in teaching of this device, when a temperature difference Ti - Te exists between the inner tube 4 and the outer tube 1 0 The same reasoning applies to the case of contraction .

A titre d'exemple, un collecteur solaire, constitué par des tubes de verre de longueur 1,5 m et de diamètres respectifs 60 mm et 50 mm, nécessite une longueur de bouchon théorique X1 (a, b) de 10 cm environ et une epaisseur X2 = 1-cm environ, dans le cas où le bouchon est réalisé en fibres minérales de conductivité thermique utile = 0,1 W / m2 / m / C, pour absorber un écart thermique total entre les points a et b de 300 0 C environ, et entre les points b et c de 30 OC environ, avec un coefficient général de sécurité égal à 2. A noter que pour supporter un écart plus important dans les mêmes conditions, il suffit d'augmenter les dimensions X1 et X2 du bouchon.Enfin le montage de ce dernier est facilité par sa constitution en deux moitiés hémicylindriques, symétriques par rapport à un plan diamétral passant par 9 . Un anneau élastique 18 peut également être utilisé provisoirement au cours de ce montage. For example, a solar collector, consisting of glass tubes 1.5 m long and 60 mm and 50 mm in diameter respectively, requires a theoretical plug length X1 (a, b) of approximately 10 cm and a thickness X2 = approximately 1-cm, in the case where the plug is made of mineral fibers with useful thermal conductivity = 0.1 W / m2 / m / C, to absorb a total thermal difference between points a and b of 300 0 C approximately, and between points b and c of approximately 30 OC, with a general safety factor equal to 2. Note that to withstand a greater deviation under the same conditions, it suffices to increase the dimensions X1 and X2 of the Finally, the assembly of the latter is facilitated by its constitution in two semi-cylindrical halves, symmetrical with respect to a diametral plane passing through 9. An elastic ring 18 can also be used temporarily during this assembly.

La figure 3 montre une variante du même système de protection du culot auchoc thermique par bouchon-manchon souple, isolant 11 , dont la forme enveloppe complètement le culot 3 par l'extérieur, au-delà du point b jusqu'au point d . Dans cette forme, la longueur X1 < a b) du bouchon 11 est réduite de moitié à peu près, mais le rôle de répartition des températures et des contraintes est le même. Il s'effectue entre les points a et d sur la même longueur totale X1 que précédemment. Les orifices 19 et 13 permettent à l'air de s'évacuer lors de l'introduction du collecteur dans le bouchon. L'orifice 13 permet également d'éviter les condensations.Dans la première forme des figures 1 et 2 , ces rôles sont tenus par le passage qui existe entre les tubes hémicylindriques du collecteur 9 . Toutefois, dans le cas où la forme de celui-ci change, comme dans la figure 3 , il est nécessaire de prévoir également pour le bouchon représenté sur les figures 1 et 2 , des orifices
13 et 19
- Le collecteur solaire est aussi caractérisé par un support
12 , souple, réalisé dans la même matière que le bouchon 11 , et situé à l'extrémité 2 du collecteur, entre le tube de verre intérieur
4 et l'ensemble absorbeur-caloporteur 8 - 9 , qu'il guide et isole de tout contact direct avec le tube. Un orifice 13 , de forme ov-ale, est ménagé dans le support 12 pour le passage de l'air lors de la mise en place du tube 1 - 4 .Cotte dernière opération est d'autre part facilitée par un jeu suffisant, qui est ménagé entre le tube de verre 4 et les éléments isolants 11 et 12 précédemment définis.FIG. 3 shows a variant of the same system for protecting the thermal shock base by a flexible insulating plug-sleeve 11, the shape of which completely envelops the base 3 from the outside, beyond point b to point d. In this form, the length X1 <ab) of the plug 11 is roughly halved, but the role of distribution of temperatures and stresses is the same. It takes place between points a and d over the same total length X1 as before. The orifices 19 and 13 allow the air to escape when the collector is introduced into the plug. The orifice 13 also makes it possible to avoid condensation. In the first form of FIGS. 1 and 2, these roles are held by the passage which exists between the semi-cylindrical tubes of the manifold 9. However, in the case where the shape of the latter changes, as in FIG. 3, it is necessary also to provide for the plug shown in FIGS. 1 and 2, orifices
13 and 19
- The solar collector is also characterized by a support
12, flexible, made of the same material as the plug 11, and located at the end 2 of the manifold, between the inner glass tube
4 and the absorber-coolant assembly 8 - 9, which it guides and isolates from any direct contact with the tube. An orifice 13, of oval shape, is formed in the support 12 for the passage of air when the tube 1 - 4 is put in place. This last operation is further facilitated by sufficient play, which is formed between the glass tube 4 and the insulating elements 11 and 12 previously defined.

Pour mémoire, notons que la face supérieure de l'absorbeur est normalement sélective, absorbante, pour le domaine visible, et réfléchissante, pour le domaine infra-rouge. De même, la face inférieure de l'absorbeur non exposée au rayonnement solaire est réfléchissante au rayonnement infra-rouge et constituée de métal poli (par exemple du cuivre), de façon a limiter les pertes arrière par rayonnement infrarouge. For the record, it should be noted that the upper face of the absorber is normally selective, absorbent for the visible range, and reflective for the infrared range. Similarly, the underside of the absorber not exposed to solar radiation is reflective to infrared radiation and made of polished metal (for example copper), so as to limit rear losses by infrared radiation.

- Dans le même but le collecteur solaire est, d'autre part, caractérisé par la présence d'une seconde surface réfléchissante aux infra-rouges, disposée en regard de la face inférieure de l'absorbeur, et constituée par un dépôt métallique a haut pouvoir réflecteur, placé, soit sur la face dorsale externe 14 du tube enveloppe 1 , où ce revêtement est lui-même protégé des intempéries par un vernis spécial, soit sur la face interne 15 du tube de verre 4 ; soit même sur les deux faces
14 et 15 simultanément. De même, il est possible de revêtir la face supérieure externe 16 du tube 1 , ou la face interne 17 du tube
4 , d'un dépôt sélectif transparent, renforçant l'effet de celui déjà déposé sur la face supérieure de l'absorbeur 8 . La figure 1 rEcapi- tule ces dispositions.- For the same purpose, the solar collector is, on the other hand, characterized by the presence of a second infrared reflecting surface, arranged opposite the underside of the absorber, and constituted by a metallic deposit at the top. reflecting power, placed either on the external dorsal face 14 of the envelope tube 1, where this coating is itself protected from the weather by a special varnish, or on the internal face 15 of the glass tube 4; even on both sides
14 and 15 simultaneously. Likewise, it is possible to coat the upper external face 16 of the tube 1, or the internal face 17 of the tube
4, of a transparent selective deposit, reinforcing the effect of that already deposited on the upper face of the absorber 8. Figure 1 summarizes these provisions.

Outre un gain thermique -important, celles-ci permettent d'éviter la présence à l'intérieur de l'enceinte sous vide 5 , d'aucun élément, ou dépôt métallique, dont le dégazage latent pourrait compromettre à long terme, la qualité du vide. Enfin, ces dispositions ont l'avantage de simplifier considérablement la fabrication de l'ensemble sous vide 1 4 5 , et d'en faciliter la mise en oeuvre et le remplacement, comme pour tous les autres éléments du collecteur solaire ainsi constitué
- Le collecteur solaire est également caractérisé par un ensemble absorbeur-caloporteur de forme très simple, représenté sur la figure 3 .Il comprend un tube en U 9 , réalisé en tube métallique coudé, incorrodable, de cuivre, d'aluminium, d'acier traité, ou d'acier inoxydable, provenant des séries normalisées courantes de la fabrication industrielle, ou des séries spéciales à forte épaisseur de celle-ci, lorsqu'il s'agit de transporter de la vapeur sous forte pression. Les diamètres retenus pour ce tube 9 sont aussi petits que possible afin de limiter son inertie thermique. Tout le- long du tube en U est fixé, par simple pression et emboîtement manuel, sans soudure ni rivetage aucun, l'absorbeur plan 8 , pré form8, clui est lui-même constitué de plaquettes embouties, matricées ou forgées, de longueur X3 adaptée aux capacités de production industrielle.In addition to a significant thermal gain, these make it possible to avoid the presence, inside the vacuum enclosure 5, of any element or metallic deposit, the latent degassing of which could compromise in the long term, the quality of the empty. Finally, these arrangements have the advantage of considerably simplifying the manufacture of the vacuum assembly 1 4 5, and of facilitating its implementation and replacement, as for all the other elements of the solar collector thus formed.
- The solar collector is also characterized by a very simple absorber-coolant assembly, shown in Figure 3. It includes a U-shaped tube 9, made of bent metal tube, incorrodible, of copper, aluminum, steel treated, or stainless steel, from the current standard series of industrial production, or special series with a high thickness, when it comes to transporting steam under high pressure. The diameters used for this tube 9 are as small as possible in order to limit its thermal inertia. All along the U-shaped tube is fixed, by simple pressure and manual interlocking, without any welding or riveting, the plane absorber 8, preform8, clui itself is made up of stamped, stamped or forged plates, of length X3 adapted to industrial production capacities.

Ces plaquettes sont découpées dans des tôles de faible épaisseur, en métal poli, incorrodable, de même nature que celui du tube 9 , ou en association électrolytiquement neutre comme acier-cuivre, et provenant également des séries courantes normalisées de la production industrielle métallique, choisies cependant dans les nuances "poli très brillant" afin de constituer en sous-face un bon réflecteur infra-rouge, sans nécessiter d'autres revêtements ou traitements particuliers. La face supérieure des plaquettes reçoit un revêtement sélectif, par exemple au chrome noir. L'épaisseur de la tôle est choisie aussi fine que possible, pour diminuer, au mieux, -l'inertie thermique de la plaquette et permettre a l'ensemble absorbeur-caloporteur
8 - 9 de réagir au premier rayon solaire incident, par une montée très rapide 'en température.Cette épaisseur est toutefois suffisante pour conserver aux plaquettes, un effet de ressort souple, assurant une pression constante sur une partie hémicylindrique du tube caloporteur 9 , quelle que soit la température, en garantissa0inr lan bon contact mécanique, une excellente conduction calorifique de l'énergie solaire absorbée.These plates are cut from thin sheets, of polished metal, incorrodible, of the same nature as that of tube 9, or in an electrolytically neutral association such as steel-copper, and also coming from standard current series of industrial metal production, chosen however in the "very bright polished" shades in order to constitute a good infrared reflector on the underside, without requiring other coatings or special treatments. The upper face of the plates receives a selective coating, for example with black chrome. The thickness of the sheet is chosen to be as thin as possible, to reduce, as best as possible, the thermal inertia of the wafer and allow the absorber-coolant assembly
8 - 9 to react to the first incident solar ray, by a very rapid rise in temperature. This thickness is however sufficient to keep the plates, a flexible spring effect, ensuring a constant pressure on a semi-cylindrical part of the heat transfer tube 9, which whatever the temperature, by guaranteeing good mechanical contact, excellent heat conduction of the absorbed solar energy.

L'ensemble de ces dispositions est destiné faciliter la fabrication et le montage de l'ensemble absorbeur-caloporteur
8 - 9 . De même, le bouchon 11 est, dans ce type de collecteur, réalisé en deux parties symétriques et distinctes de part et d'autre d'un plan diamétral commun aux tubes 9 , de façon à permettre l'assemblage du collecteur solaire sans'il soit nécessaire d'enfiler préalablement le bouchon 11 sur le tube 9 . L'orifice 13 , très petit, permet d'éviter les condensations, sans nuire à -la stabilité convective du volume d'air intérieur 10
L'agencement de capteurs équipés de tels collecteurs est possible en panneaux à claire-voie. La mise en oeuvre peut également se faire au foyer d'ensembles réflecteurs, tels que des miroirs cylindro-paraboliques par exemple. Dans l'un et l'autre cas, de hautes températures peuvent être atteintes en service continu, avec un rendement excel
lent, ce qui ouvre la voie à toutes les applications thermiques modernes.All of these provisions are intended to facilitate the manufacture and assembly of the absorber-coolant assembly
8 - 9. Similarly, the plug 11 is, in this type of collector, produced in two symmetrical and distinct parts on either side of a diametrical plane common to the tubes 9, so as to allow the assembly of the solar collector without it it is necessary to thread the plug 11 on the tube 9 beforehand. The orifice 13, very small, makes it possible to avoid condensation, without harming the convective stability of the interior air volume 10
The arrangement of sensors fitted with such collectors is possible in skeleton panels. The implementation can also be done at the focus of reflector assemblies, such as cylindro-parabolic mirrors for example. In both cases, high temperatures can be reached in continuous service, with excellent performance.
slow, which opens the way to all modern thermal applications.

L'utilisation de l'invention est parties culièrement adaptée au chauffage hivernal d'habitations et à leur fourniture en eau chaude sanitaire dans les régions septentrionales relativement moins ensoleillées du globe ; à l'irrigation par distillation des eaux saumâtres en bordure océane de zones désertiques ; à la climatisation d'habitations dans ces mames régions ; à la stérilisation d'eaux contaminées ; au traitement insecticide de terres agricoles par choc thermique ; à l'épuration bactériologique des eaux usées ; d'une façon générale à la production de froid, de vapeur, et de force motrices pour toutes les industries actuelles. The use of the invention is particularly suited to the winter heating of dwellings and to their supply of domestic hot water in the relatively less sunny northern regions of the globe; to the irrigation by distillation of brackish water at the oceanic edge of desert areas; air conditioning of dwellings in these same regions; sterilization of contaminated water; insecticide treatment of agricultural land by thermal shock; bacteriological purification of wastewater; generally to the production of cold, steam, and motive power for all current industries.

Claims

CLAIMS 1 ") Solar collector, made up of two ordinary or special glass tubes, concentric, 1 and 4, forming the interior and exterior envelopes of an annular enclosure 5 evacuated and sealed, the interior envelope 4 delimiting an internal space 7 , filled with a volume of air 10 and containing. an absorber-coolant assembly 8 - 9, straight and continuous; this assembly itself being characterized by its position inside the space 7 and also being characterized by that it has no point of direct and intimate contact with the glass envelope 4, but that it is separated therefrom, on the one hand by means of the air volume 40, playing the role of shock absorber of thermal shock in line, and on the other hand by means of the flexible, insulating sleeves, 11 and 12, placed at the respective ends 3 and 2 of the solar collector.

20) solar collector according to claim 1 characterized in that its end 3 is equipped with a plug sleeve. flexible, insulating, it is able on the one hand to follow the expansions and contractionsfradial of the inner glass tube 4, while keeping the air space 10 closed and calculated on the other hand, in length X1 and thickness X2 around the or heat transfer tubes 9, to protect from thermal shock the end 3 of the solar collector, providing between the various metal tubes 9 and interior glass 4 and exterior 1 a continuous transition zone both thermal and mechanical.

3) Cap sleeve 11 according to claim 2, characterized by the material of which it is composed. This insulating, flexible, heat-resistant material, consisting either of silicone rubber or of compressed mineral fibers, of rock wool or glass, in common use, or of cellular glass.

40) plug-sleeve 11 according to claim 2 characterized in that it is constituted so that it can be crossed by any form of collector 9 mono or multitubes, respecting the calculated dimensions X1 and X2 and shown, by way of example not exhaustive in Figures 1, 2 and 3

5) plug-sleeve 11 according to claim 2 characterized in that it is inserted inside the tube 4 covering or not the exterior 1 of the base and in a sible polished form shown in non-exhaustive example in the figures 1, 2 and 3 independent of the type of collector 9 passing through it.

60) plug-sleeve 11 according to claim 2 characterized in that it consists of two distinct semi-cylindrical parts, symmetrical with respect to a diametral plane common to the tubes, making up the manifold 9 and according to a possible shape shown in Figures 1 *, 2 and 3. An elastic ring 18 joining the two parts at the time of assembly.

70) Cap-sleeve 11 according to the claim 2, characterized in that it comprises orifices 13 and

19 decompression.

8) insulating support 12 according to claim 1, characterized by the material which composes it, this being of the same nature as the sleeve-plug 11

9) insulating support 12 according to claim 1, characterized by the decompression orifice 13 in a possible form shown in Figures 1 and 3

100) solar collector according to claim 1 characterized in that it receives an infrared reflective metallic deposit on the one hand on the external lower semicylindrical face

14 of the glass envelope 1, this deposit being itself protected from the weather by a special heat-resistant varnish, or on the other hand, on the internal lower semi-cylindrical face 15 of the envelope 4 or simultaneously on both sides 14 and 15

11 ") Solar collector according to claim 1 characterized in that it can receive a transparent selective deposit on the external upper semi-cylindrical face 16 of the inner tube 1 or on the internal upper semi-cylindrical face 17 of the external tube 4 or on both sides 16 and 17 simultaneously.

120) Solar collector according to claim 1 characterized in that it comprises an absorber-coolant assembly 8 - 9 made up of parts assembled by simple manual or mechanical interlocking, without welds or rivets or other fixings, according to the possible shape shown on the figure 3

130) Solar collector according to claim 12 characterized in that the absorber consists of removable metal plates, dimension X3 adapted to the means of industrial production concerned.

140) Solar absorber according to claim 13 characterized in that it is formed by stamping, stamping or forging from thin sheets of current series, incorrodeable by nature in air, or made such by surface treatment; with a "very shiny polish" shade on the underside and selectively treated on the surface.

150) Solar absorber according to claim 14 characterized in that the thickness and the treatments of the sheet provide lasting elasticity and constant pressure in contact with the heat-transfer U-tube 9

16) solar collector according to claim 12 caractErized in that it comprises as heat transfer means a metal tube in EU, 9

17) Heat transfer medium according to claim 16 characterized in that the metal tube is incorrodeable by nature to city air and water, or made such by an appropriate treatment.