FR3088108A1 - SOLAR COLLECTOR PROVIDED WITH A SUPPORT WHEEL AND A BASE - Google Patents
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Abstract
Collecteur solaire (2) à concentration cylindro-parabolique comportant un tube d'exposition (5) d'un fluide caloporteur, un réflecteur parabolique (7) s'étendant en vis-à-vis du tube d'exposition (5), et un châssis supportant le tube d'exposition (5) et le réflecteur parabolique (7), le châssis autorisant au réflecteur parabolique (7) un mouvement de rotation autour du tube d'exposition (5). Le châssis comporte au moins un support (6) comprenant : - une roue de support (13) comportant sur sa périphérie une rainure courbe (19); - un socle (14) muni de deux doigts (30) d'appui tangentiel insérés dans la rainure courbe (19) de la roue de support (13).Solar collector (2) with cylindro-parabolic concentration comprising an exposure tube (5) of a heat-transfer fluid, a parabolic reflector (7) extending opposite the exposure tube (5), and a frame supporting the exposure tube (5) and the parabolic reflector (7), the frame allowing the parabolic reflector (7) to rotate around the exposure tube (5). The chassis comprises at least one support (6) comprising: - a support wheel (13) having on its periphery a curved groove (19); - A base (14) provided with two fingers (30) of tangential support inserted in the curved groove (19) of the support wheel (13).
Description
COLLECTEUR SOLAIRE MUNI D'UNE ROUE DE SUPPORT ET D'UN SOCLE DESCRIPTIONSOLAR COLLECTOR PROVIDED WITH A SUPPORT WHEEL AND A BASE DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE [001] L' invention concerne le domaine de la captation de l'énergie solaire et concerne plus particulièrement un collecteur solaire à concentration cylindro-parabolique permettant la collecte d'énergie solaire thermique.TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of solar energy collection and more particularly relates to a solar collector with cylindro-parabolic concentration allowing the collection of solar thermal energy.
[002] La part de l'énergie solaire dans le mix énergétique de la plupart des pays dans le monde progresse et cette progression est amenée à s'accentuer dans le futur. La maîtrise de l'énergie solaire comme source d'énergie pour les activités humaines est un enjeu majeur présent et futur. Parmi les différentes formes d'énergie provenant du soleil, l’une des plus efficientes est l'énergie solaire thermique, c’est-à-dire celle provenant de la chaleur transmise par rayonnement du soleil. Dans ce cadre, des collecteurs solaires permettent de capter le rayonnement solaire et de transmettre son énergie thermique, généralement à un fluide caloporteur, sous forme de chaleur.The share of solar energy in the energy mix of most countries in the world is increasing and this progression is set to increase in the future. Mastering solar energy as an energy source for human activities is a major challenge now and in the future. Among the different forms of energy from the sun, one of the most efficient is solar thermal energy, that is to say that from the heat transmitted by radiation from the sun. In this context, solar collectors make it possible to capture the solar radiation and to transmit its thermal energy, generally to a heat-transfer fluid, in the form of heat.
[003] Parmi les dispositifs permettant de capter l'énergie solaire thermique, il existe des collecteurs cylindro-paraboliques à concentration constitués d'un long miroir en forme de cylindre parabolique qui est adapté à refléter les rayons solaires et à les faire converger sur un tube d’exposition courant sur toute la longueur du miroir. Un fluide caloporteur circulant dans le tube permet de recueillir l'énergie thermique ainsi collectée.Among the devices for capturing solar thermal energy, there are cylindro-parabolic concentrators consisting of a long mirror in the shape of a parabolic cylinder which is adapted to reflect the sun's rays and to make them converge on a exposure tube running along the entire length of the mirror. A heat transfer fluid circulating in the tube makes it possible to collect the thermal energy thus collected.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE [004] La demande de brevet GB2235786 décrit un tel collecteur solaire cylindro-parabolique comportant un tube d'exposition d'un fluide caloporteur, un réflecteur parabolique s'étendant en vis-à-vis du tube d'exposition, et un châssis supportant le tube d'exposition et le réflecteur parabolique, le châssis autorisant au réflecteur un mouvement de rotation autour du tube d'exposition. Le mouvement du réflecteur permet de suivre le soleil dans sa course journalière et permet ainsi de capter le rayonnement solaire dans des conditions optimales. Cependant, un tel concentrateur solaire est constitué de plusieurs réflecteurs discrets juxtaposés pour former un long collecteur. En effet, les réflecteurs paraboliques ne supportent qu'une très faible distorsion de leur positionnement sans affecter les performances du collecteur puisque le positionnement correct du réflecteur parabolique et son absence de déformation conditionnent sa capacité à réfléchir les rayons solaires et à les orienter correctement sur le tube d'exposition. De plus, le collecteur solaire décrit dans ce document nécessite sa propre motorisation de sorte que, lorsque plusieurs collecteurs solaires sont mis côte à côte pour former par exemple une centrale solaire, autant de moteurs que de collecteurs solaires seront nécessaires.STATE OF THE ART Patent application GB2235786 describes such a cylindrical-parabolic solar collector comprising a tube for exposing a heat-transfer fluid, a parabolic reflector extending opposite the exposure tube, and a frame supporting the exposure tube and the parabolic reflector, the frame allowing the reflector to rotate around the exposure tube. The movement of the reflector makes it possible to follow the sun in its daily course and thus makes it possible to collect the solar radiation in optimal conditions. However, such a solar concentrator is made up of several discrete reflectors juxtaposed to form a long collector. In fact, the parabolic reflectors only support a very slight distortion of their positioning without affecting the performance of the collector since the correct positioning of the parabolic reflector and its absence of deformation condition its ability to reflect the sun's rays and to orient them correctly on the exposure tube. In addition, the solar collector described in this document requires its own motorization so that, when several solar collectors are placed side by side to form for example a solar power plant, as many motors as solar collectors will be necessary.
[005] La demande de brevet US4559926 décrit également un collecteur solaire cylindro-parabolique à concentration. Ce document décrit différents modes de réalisations permettant de mutualiser la motorisation destinée à orienter le réflecteur parabolique c'est-à-dire à le faire tourner autour du cylindre d'exposition. Grâce aux solutions décrites, un seul et même moteur peut être utilisé pour commander la rotation de plusieurs collecteurs solaires simultanément. Cependant, les solutions décrites sont complexes et coûteuses à mettre en œuvre et nécessitent une synchronisation mécanique difficile à obtenir. Par ailleurs, la structure mécanique de maintien des réflecteurs paraboliques est peu performante et ne garantit pas un maintien ferme de la forme de ce dernier notamment durant sa rotation autour du tube d'exposition.The patent application US4559926 also describes a concentrated cylindrical-parabolic solar collector. This document describes various embodiments making it possible to pool the motorization intended to orient the parabolic reflector, that is to say to rotate it around the exposure cylinder. Thanks to the solutions described, a single motor can be used to control the rotation of several solar collectors simultaneously. However, the solutions described are complex and costly to implement and require mechanical synchronization which is difficult to obtain. Furthermore, the mechanical structure for holding the parabolic reflectors is ineffective and does not guarantee a firm maintenance of the shape of the latter in particular during its rotation around the exposure tube.
EXPOSÉ DE L’INVENTION [006] L’invention vise à améliorer les collecteurs solaires à concentration cylindro-parabolique de l'art antérieur.PRESENTATION OF THE INVENTION The invention aims to improve the solar collectors with cylindro-parabolic concentration of the prior art.
[007] À cet effet, l'invention vise un collecteur solaire à concentration cylindroparabolique comportant un tube d’exposition d’un fluide caloporteur, un réflecteur parabolique s’étendant en vis-à-vis du tube d’exposition, et un châssis supportant le tube d’exposition et le réflecteur parabolique, le châssis autorisant au réflecteur parabolique un mouvement de rotation autour du tube d’exposition. Le châssis comporte au moins un support comprenant :To this end, the invention relates to a solar collector with cylindroparabolic concentration comprising a tube for exposing a heat-transfer fluid, a parabolic reflector extending opposite the exposure tube, and a frame supporting the exposure tube and the parabolic reflector, the frame allowing the parabolic reflector to rotate around the exposure tube. The chassis comprises at least one support comprising:
- une roue de support sur laquelle est fixé le réflecteur parabolique, cette roue de support comportant un palier central coopérant avec le tube d’exposition, et comportant sur sa périphérie une rainure courbe s’étendant concentriquement au palier central ;- a support wheel on which the parabolic reflector is fixed, this support wheel comprising a central bearing cooperating with the exposure tube, and comprising on its periphery a curved groove extending concentrically with the central bearing;
- un socle muni de deux doigts d’appui tangentiel pour la roue de support, ces doigts d’appui tangentiel étant insérés dans la rainure courbe de la roue de support.- a base provided with two tangential support fingers for the support wheel, these tangential support fingers being inserted in the curved groove of the support wheel.
[008] Un tel collecteur solaire est particulièrement adapté à l’utilisation d’un réflecteur parabolique à focale fixe, la droite focale du réflecteur en forme de cylindre parabolique étant confondue avec le tube d’exposition. La focale du réflecteur ne change pas durant sa rotation autour du tube d’exposition.Such a solar collector is particularly suitable for the use of a parabolic reflector with fixed focal length, the focal line of the reflector in the shape of a parabolic cylinder being merged with the exposure tube. The focal length of the reflector does not change during its rotation around the exposure tube.
[009] La structure mécanique du collecteur solaire selon l’invention rassemble les éléments supportant le réflecteur parabolique et les éléments relatifs à son mouvement de rotation. Cette structure mécanique est simple et peu coûteuse à fabriquer tout en présentant d’excellentes performances en matière de tenue du réflecteur parabolique. Le réflecteur parabolique peut être ainsi conçu d’une seule pièce s’étendant sur toute la longueur du collecteur solaire, sans subir de déformation nuisant à sa qualité de réflexion ou à sa focalisation correcte sur le tube d’exposition. Au sein de la roue de support, il n’y a pas de porte-à-faux entre les éléments supportant le réflecteur parabolique, les éléments permettant la rotation de ce dernier, et les éléments permettant le support de la roue par rapport au sol ou au bâti. La roue de support, bien que cumulant les fonctions de support du réflecteur, de support du tube d’expositions, et de guidage et commande en rotations du réflecteur, est une pièce pouvant être fabriquée simplement, rapidement et à bas coût à partir, par exemple, d’une tôle d’acier découpée au laser.The mechanical structure of the solar collector according to the invention brings together the elements supporting the parabolic reflector and the elements relating to its rotational movement. This mechanical structure is simple and inexpensive to manufacture while exhibiting excellent performance in terms of resistance of the parabolic reflector. The parabolic reflector can thus be designed in a single piece extending over the entire length of the solar collector, without undergoing any deformation affecting its quality of reflection or its correct focusing on the exposure tube. Within the support wheel, there is no overhang between the elements supporting the parabolic reflector, the elements allowing the rotation of the latter, and the elements allowing the support of the wheel relative to the ground. or to the frame. The support wheel, although combining the functions of supporting the reflector, supporting the exposure tube, and guiding and rotating the reflector, is a part which can be produced simply, quickly and at low cost from, by example, of a laser cut steel sheet.
[0010] Le collecteur solaire selon l’invention est par ailleurs modulaire, ce qui permet un accroissement aisé de la surface de captation par l’ajout de réflecteurs paraboliques et de leur roue de support respective.The solar collector according to the invention is also modular, which allows an easy increase in the collection surface by the addition of parabolic reflectors and their respective support wheel.
[0011] La simplicité mécanique du collecteur solaire permet de plus l’utilisation de peu de constituants courants et recyclables. Par exemple, tout le collecteur solaire peut être réalisé à partir d’acier de matériaux de friction courants.The mechanical simplicity of the solar collector also allows the use of few common and recyclable components. For example, the entire solar collector can be made from steel of common friction materials.
[0012] Un autre aspect de l’invention vise un ensemble de collecte solaire comportant au moins deux collecteurs solaires tels que décrits ci-dessus et comportant une crémaillère rectiligne engrenant sur la roue de support d’un support de chacun des collecteurs solaires. Alternativement, l’ensemble de collecte solaire comporte des bielles de liaison montées en rotation sur une roue de support d’un support de chacun des collecteurs solaires.Another aspect of the invention relates to a solar collection assembly comprising at least two solar collectors as described above and comprising a rectilinear rack meshing on the support wheel with a support for each of the solar collectors. Alternatively, the solar collection assembly comprises connecting rods mounted in rotation on a support wheel for a support for each of the solar collectors.
[0013] Une commande centralisée de la rotation des réflecteurs paraboliques des différents collecteurs solaires est ainsi possible à moindre coût. Un nombre limité de moteurs, voire un seul, peut être utilisé pour tous les collecteurs solaires de l’ensemble.Centralized control of the rotation of the parabolic reflectors of the various solar collectors is thus possible at low cost. A limited number of motors, or even only one, can be used for all the solar collectors in the set.
Ce mouvement de rotation est transmis d’un collecteur à l’autre par des moyens simples et fiables, sans nécessiter de réglages.This rotational movement is transmitted from one collector to another by simple and reliable means, without requiring adjustments.
[0014] Le collecteur solaire selon l’invention peut présenter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :The solar collector according to the invention may have the following additional characteristics, alone or in combination:
- le collecteur solaire comporte une piste de rotation sur le bord interne de la rainure courbe de la roue de support, la piste de rotation définissant une portion de cylindre coaxial avec le palier central ;- The solar collector comprises a rotation track on the internal edge of the curved groove of the support wheel, the rotation track defining a portion of cylinder coaxial with the central bearing;
- les doigts d’appui tangentiels présentent un ajustement glissant dans la rainure courbe ;- the tangential support fingers have a sliding adjustment in the curved groove;
- les doigts d’appui tangentiels comportent un galet rotatif adapté à rouler sur la piste de rotation ;- the tangential support fingers comprise a rotary roller adapted to roll on the rotation track;
- la roue de support comporte une portion de cercle formée de deux profilés courbes parallèles : un profilé courbe interne et un profilé courbe externe, l’espace entre le profilé courbe interne et le profilé courbe externe délimitant la rainure courbe ;- the support wheel comprises a portion of a circle formed by two parallel curved profiles: an internal curved profile and an external curved profile, the space between the internal curved profile and the external curved profile delimiting the curved groove;
- la roue de support comporte une portion d’entrainement courbe s’étendant parallèlement à la rainure courbe ;- the support wheel has a curved drive portion extending parallel to the curved groove;
- la portion d’entrainement courbe est munie d’une crémaillère courbe ;- the curved drive portion is provided with a curved rack;
- le collecteur solaire comporte un pignon moteur monté rotatif sur le socle et engrenant sur la portion d’entrainement ;- the solar collector comprises a motor pinion rotatably mounted on the base and meshing on the drive portion;
- le pignon moteur est monté sur le socle par l’intermédiaire d’un dispositif de pression exerçant une pression du pignon moteur sur la portion d’entrainement et une pression des doigts d’appui tangentiel dans la rainure courbe ;- the drive pinion is mounted on the base by means of a pressure device exerting a pressure of the drive pinion on the drive portion and a pressure of the tangential support fingers in the curved groove;
- le socle comporte en outre des doigts de support alignés ;- The base further comprises aligned support fingers;
- le collecteur solaire comporte une tige d’entrainement rectiligne de la roue de support adaptée à entraîner en rotation la roue de support et montée sur les doigts de support ;- the solar collector comprises a rectilinear drive rod of the support wheel adapted to drive the support wheel in rotation and mounted on the support fingers;
- la tige d’entrainement rectiligne est une crémaillère rectiligne engrenant sur la roue de support ;- the rectilinear drive rod is a rectilinear rack meshing on the support wheel;
- le socle comporte deux flasques entre lesquelles s’étendent les doigts d’appui tangentiel ;- the base has two flanges between which extend the tangential support fingers;
- la roue de support comporte des bras de maintien du palier central reliés à la rainure courbe ;- The support wheel comprises arms for holding the central bearing connected to the curved groove;
- la roue de support comporte une plaque de support et en ce que le réflecteur parabolique comporte une nervure de renfort fixée sur la plaque de support ;- The support wheel comprises a support plate and in that the parabolic reflector comprises a reinforcing rib fixed on the support plate;
- le réflecteur parabolique comporte un tube de rigidification fixé sur la nervure de renfort et fixé sur la plaque de support de la roue de support ;- The parabolic reflector comprises a stiffening tube fixed on the reinforcement rib and fixed on the support plate of the support wheel;
- le collecteur solaire comporte une pluralité desdits supports comportant une roue de support et un socle, ces supports étant répartis sur la longueur du collecteur solaire, chaque support étant fixé par sa plaque de support sur une nervure de renfort du réflecteur parabolique ;- The solar collector comprises a plurality of said supports comprising a support wheel and a base, these supports being distributed over the length of the solar collector, each support being fixed by its support plate on a reinforcing rib of the parabolic reflector;
- le palier central comporte un moyeu muni d’une échancrure adaptée au passage du tube d’exposition, ainsi que des moyens de maintien amovibles du tube d’exposition sur le moyeu.- The central bearing comprises a hub provided with a notch adapted to the passage of the exposure tube, as well as removable holding means of the exposure tube on the hub.
PRÉSENTATION DES FIGURES [0015] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description non limitative qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels :PRESENTATION OF THE FIGURES [0015] Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the nonlimiting description which follows, with reference to the appended drawings in which:
- la figure 1 est une vue en perspective d’un ensemble de collecteurs solaires selon l’invention ;- Figure 1 is a perspective view of a set of solar collectors according to the invention;
- la figure 2 et la figure 3 représentent chacune en perspective un collecteur solaire selon l’invention avec son réflecteur parabolique respectivement dans deux positions angulaires différentes ;- Figure 2 and Figure 3 each show in perspective a solar collector according to the invention with its parabolic reflector respectively in two different angular positions;
- la figure 4 représente une roue de support du collecteur solaire des figures 2 et 3 ;- Figure 4 shows a support wheel for the solar collector of Figures 2 and 3;
- la figure 5 représente en perspective le socle destiné à coopérer avec la roue de support de la figure 4 ;- Figure 5 shows in perspective the base intended to cooperate with the support wheel of Figure 4;
- la figure 6 est une vue en perspective d’un support du collecteur solaire des figures 2 et 3 ;- Figure 6 is a perspective view of a support for the solar collector of Figures 2 and 3;
- la figure 7 est une vue de détail de la figure 6- Figure 7 is a detail view of Figure 6
- la figure 8 illustre une variante pour la transmission de la rotation entre deux collecteurs solaires ;- Figure 8 illustrates a variant for the transmission of rotation between two solar collectors;
- les figures 9 et 10 illustrent une variante pour la motorisation de la rotation du collecteur solaire.- Figures 9 and 10 illustrate a variant for the motorization of the rotation of the solar collector.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0016] Dans la présente description et les revendications, les termes « externe » et « interne » font référence au positionnement sur la roue de support. Ainsi, un élément de la roue de support qualifié d’externe est plus proche de sa périphérie qu’un élément qualifié d’interne, qui est plus proche du centre de la roue de support.DETAILED DESCRIPTION In the present description and the claims, the terms "external" and "internal" refer to positioning on the support wheel. Thus, an element of the support wheel qualified as external is closer to its periphery than an element qualified as internal, which is closer to the center of the support wheel.
[0017] La figure 1 est une vue générale d’un ensemble de collecte solaire formée de collecteurs solaires à concentration cylindro-parabolique selon l’invention. En fonction du nombre de collecteurs solaires présents dans l’ensemble, ce dernier peut être destiné à former une centrale solaire, un dispositif de production d’eau chaude sur toiture, ou toute autre application.Figure 1 is a general view of a solar collection assembly formed of solar collectors with cylindro-parabolic concentration according to the invention. Depending on the number of solar collectors present in the assembly, the latter may be intended to form a solar power plant, a device for producing hot water on the roof, or any other application.
[0018] L’ ensemble 1 de l’exemple de la figure 1 est constitué de quatre collecteurs solaires 2 disposés parallèlement. L’ensemble 1 comporte des canalisations 3 permettant de faire circuler un fluide caloporteur dans les collecteurs solaires 2. Les canalisations 3 sont reliées à un circuit d’exploitation du fluide caloporteur réchauffé par les collecteurs solaires, de manière connue (ce circuit d’exploitation, qui peut être de tout type connu, n’est pas représenté).The assembly 1 of the example of Figure 1 consists of four solar collectors 2 arranged in parallel. The assembly 1 comprises pipes 3 making it possible to circulate a heat-transfer fluid in the solar collectors 2. The pipes 3 are connected to an operating circuit of the heat-carrying fluid heated by the solar collectors, in known manner (this operating circuit , which can be of any known type, is not shown).
[0019] Chacun des collecteurs solaires 2 comporte un tube d’exposition 5 s’étendant sur toute sa longueur. Le fluide caloporteur mis en circulation dans les collecteurs 2 par les canalisations 3 passe ainsi dans les tubes d’exposition 5 pour être exposé au rayonnement solaire et être ainsi réchauffé. Dans le présent exemple, les trois collecteurs solaires 2 sont identiques et comportent chacun un châssis formé par quatre supports 6 qui supportent le tube d’exposition 5 ainsi qu’un réflecteur cylindrique parabolique 7.Each of the solar collectors 2 has an exposure tube 5 extending over its entire length. The heat transfer fluid circulated in the collectors 2 by the pipes 3 thus passes into the exposure tubes 5 to be exposed to solar radiation and thus be heated. In the present example, the three solar collectors 2 are identical and each comprise a frame formed by four supports 6 which support the exposure tube 5 as well as a parabolic cylindrical reflector 7.
[0020] Les supports 6 maintiennent le tube d’exposition 5 en place et supportent le réflecteur 7 en lui permettant un mouvement de rotation autour du tube d’exposition.The supports 6 hold the exposure tube 5 in place and support the reflector 7 by allowing it to rotate around the exposure tube.
[0021] L' ensemble de collecte solaire 1 comporte de plus une tige d’entrainement rectiligne pour commander la rotation des réflecteurs 7. La tige d’entrainement rectiligne est constituée dans le présent exemple par une crémaillère rectiligne 12.The solar collection assembly 1 further comprises a rectilinear drive rod for controlling the rotation of the reflectors 7. The rectilinear drive rod is constituted in the present example by a rectilinear rack 12.
[0022] Les figures 2 et 3 représentent l’un des collecteurs solaires 2 de la figure 1 dans deux positions de rotation extrêmes du réflecteur 7. Sur la figure 2, le réflecteur 7 est orienté vers la gauche de la figure et correspond à une position extrême relative, par exemple, à la position pour le soleil levant. Sur la figure 3, le réflecteur 7 a subi une rotation et occupe la position extrême opposée correspondant dans cet exemple à la position pour le soleil couchant. Les supports 6 sont commandés pour orienter les réflecteurs 7 de manière optimale au fur et à mesure du mouvement du soleil. Le réflecteur 7 peut être constitué d'une tôle d'acier rectangulaire mise en forme pour présenter une surface parabolique et sa surface réfléchissante 8 peut être réalisée par exemple par un revêtement réfléchissant, un film réfléchissant collé, un traitement de polissage, ou toute autre technique de réalisation d’un miroir. Le réflecteur 7 comporte sept nervures de renfort 9 disposées régulièrement sur toute sa longueur et sur ses deux extrémités. Quatre de ces nervures de renfort 9 sont fixées respectivement sur les quatre supports 6. Un tube de rigidification 10 s'étend par ailleurs en vis-à-vis sur toute la longueur du réflecteur 7 et est fixé à chacune des nervures de renfort 9 et aux supportsFigures 2 and 3 show one of the solar collectors 2 of Figure 1 in two extreme positions of rotation of the reflector 7. In Figure 2, the reflector 7 is oriented to the left of the figure and corresponds to a extreme position relative, for example, to the position for the rising sun. In FIG. 3, the reflector 7 has been rotated and occupies the opposite extreme position corresponding in this example to the position for the setting sun. The supports 6 are controlled to orient the reflectors 7 optimally as the sun moves. The reflector 7 can be made of a rectangular steel sheet shaped to present a parabolic surface and its reflective surface 8 can be produced for example by a reflective coating, a glued reflective film, a polishing treatment, or any other technique for making a mirror. The reflector 7 has seven reinforcing ribs 9 arranged regularly over its entire length and at its two ends. Four of these reinforcing ribs 9 are fixed respectively on the four supports 6. A stiffening tube 10 also extends opposite over the entire length of the reflector 7 and is fixed to each of the reinforcing ribs 9 and to supports
6.6.
[0023] Les nervures de renfort 9 sont fixées par tous moyens connus sur le réflecteur 7 tels que soudage, collage, pattes de fixation, etc. Le tube de rigidification 10 passe au travers des nervures de renfort 9 en étant ajusté serré dans des trous 11 prévus à cet effet dans les nervures de renfort 9.The reinforcing ribs 9 are fixed by any known means on the reflector 7 such as welding, bonding, fixing lugs, etc. The stiffening tube 10 passes through the reinforcement ribs 9 while being tightened in holes 11 provided for this purpose in the reinforcement ribs 9.
[0024] Chacun des supports 6 comporte une roue de support 13 et un socle 14. Les figures 4 et 5 représentent respectivement la roue de support 13 et le socle 14 de l'un des supports 6 visibles aux figures 1 à 3.Each of the supports 6 comprises a support wheel 13 and a base 14. Figures 4 and 5 respectively represent the support wheel 13 and the base 14 of one of the supports 6 visible in Figures 1 to 3.
[0025] En référence à la figure 4, la roue de support 13 comporte une portion de cercle 16 qui est formée de deux profilés 17, 18 courbes parallèles entre eux : un profilé courbe interne 17 et un profilé courbe externe 18. Ces deux profilés 17, 18 sont ici également constitués d'un profilé à section rectangulaire. Une rainure courbe 19 est délimitée entre les deux profilés 17, 18. Une fourche 20 relie les deux profilés 17, 18. La rainure courbe 19 est délimitée sur son bord interne par une piste de rotation 23 qui est donc formée par la surface externe du profilé interne 17.Referring to Figure 4, the support wheel 13 has a portion of a circle 16 which is formed of two profiles 17, 18 curves parallel to each other: an internal curved profile 17 and an external curved profile 18. These two profiles 17, 18 here also consist of a profile with rectangular section. A curved groove 19 is delimited between the two profiles 17, 18. A fork 20 connects the two profiles 17, 18. The curved groove 19 is delimited on its internal edge by a rotation track 23 which is therefore formed by the external surface of the internal profile 17.
[0026] La roue de support 13 comporte par ailleurs un palier central 21 qui est maintenu par quatre bras 22 reliant le palier 21 au profilé interne 17. Les bras 22 positionnent le palier 21 dans la partie centrale de la roue de support 13. Le palier 21 est coaxial avec le cylindre dans lequel s’inscrit la piste de rotation 23. Le palier central 21 est ainsi directement relié à la deuxième portion de cercle 16 qui assure aussi la rotation du réflecteur 7. Le palier 21 central peut être un palier de friction revêtu sur sa portion interne d'un matériau à faible coefficient de friction autorisant une rotation de la roue de support 13 par rapport au tube d'exposition 5. Le palier 21 peut également être un roulement à billes ou tout autre dispositif autorisant la rotation.The support wheel 13 also includes a central bearing 21 which is held by four arms 22 connecting the bearing 21 to the internal profile 17. The arms 22 position the bearing 21 in the central part of the support wheel 13. The bearing 21 is coaxial with the cylinder in which the rotation track is inscribed. The central bearing 21 is thus directly connected to the second portion of a circle 16 which also ensures the rotation of the reflector 7. The central bearing 21 can be a bearing of friction coated on its internal portion with a material with low coefficient of friction allowing a rotation of the support wheel 13 relative to the exposure tube 5. The bearing 21 can also be a ball bearing or any other device allowing the rotation.
[0027] La roue de support 13 comporte par ailleurs sur le bord externe du profilé externe 18 une portion d’entrainement courbe, qui est constituée dans le présent exemple par une crémaillère courbe 24. La crémaillère courbe 24 peut être une pièce rapportée sur le profilé externe 18 ou peut être réalisée directement sur le profilé externe 18 par découpe ou usinage.The support wheel 13 further comprises on the outer edge of the outer profile 18 a curved drive portion, which is constituted in the present example by a curved rack 24. The curved rack 24 can be an insert on the external profile 18 or can be produced directly on the external profile 18 by cutting or machining.
[0028] Le profilé interne 17 comporte, quant à lui, une plaque de support 25 munie de trous de fixation 26 ainsi que d'un orifice de maintien 27. Les trous de fixation 26 permettent la fixation d'une nervure de renfort 9 contre la plaque de support 25 et l'orifice de maintien 27 est prévu pour le passage du tube de rigidification 10 et de son maintien, par exemple par un ajustement serré.The internal profile 17 comprises, for its part, a support plate 25 provided with fixing holes 26 as well as a retaining orifice 27. The fixing holes 26 allow the fixing of a reinforcing rib 9 against the support plate 25 and the holding orifice 27 is provided for the passage of the stiffening tube 10 and its maintenance, for example by a tight fit.
[0029] La figure 5 représente en perspective le socle 14 destiné à coopérer avec la roue de support 13. Ce socle 14 est réalisé dans le présent exemple de manière économique à partir de deux tôles d'acier découpées et pliées de manière à former deux flasques 28 parallèles. Une pliure de la tôle délimite, pour chaque flasque 28, un pied 29 permettant la fixation du socle 14 sur la surface de montage prévue pour le collecteur solaire 2. Les deux flasques 28 du socle 14 sont écartées d'une distance permettant l'insertion de la roue de support 13 par sa tranche entre les deux flasques 28. La distance d’écartement des deux flasques 28 est choisie pour procurer un ajustement glissant de part et d'autre de la roue de support 13, pour assurer un guidage durant la rotation de cette dernière.Figure 5 shows in perspective the base 14 intended to cooperate with the support wheel 13. This base 14 is produced in the present example economically from two steel sheets cut and folded so as to form two 28 parallel flanges. A fold of the sheet delimits, for each flange 28, a foot 29 allowing the fixing of the base 14 on the mounting surface provided for the solar collector 2. The two flanges 28 of the base 14 are spaced apart by a distance allowing insertion of the support wheel 13 by its edge between the two flanges 28. The spacing distance of the two flanges 28 is chosen to provide a sliding adjustment on either side of the support wheel 13, to ensure guidance during the rotation of the latter.
[0030] Entre les deux flasques 28 sont disposés d'une part deux doigts 30 d'appui tangentiel pour la roue de support 13, et d'autre part trois doigts 31 de support pour la crémaillère rectiligne 12.Between the two flanges 28 are arranged on the one hand two fingers 30 of tangential support for the support wheel 13, and on the other hand three support fingers 31 for the rectilinear rack 12.
[0031] Les doigts 30 d'appui tangentiel et les doigts 31 de support pour la crémaillère rectiligne 12 sont ici constitués par des galets rotatif. Ils peuvent, en variante, comporter des roulements, des pions de friction revêtus d'un matériau à faible coefficient de frottement ou de tout autre moyen permettant d'une part la rotation de la roue de support 13 s'appuyant sur les doigts 30 d'appui tangentiel et d’autre part la translation de la crémaillère rectiligne 12 s'appuyant sur les doigts 31 de support.The fingers 30 of tangential support and the fingers 31 of support for the rectilinear rack 12 are here constituted by rotary rollers. They may, as a variant, include bearings, friction pins coated with a material with a low coefficient of friction or any other means allowing on the one hand the rotation of the support wheel 13 resting on the fingers 30 d 'tangential support and secondly the translation of the rectilinear rack 12 resting on the support fingers 31.
[0032] Le support 6 comporte de plus deux orifices 32 pour le montage de moyen de motorisation de la rotation de la roue de support 13.The support 6 also has two orifices 32 for mounting the means for motorizing the rotation of the support wheel 13.
[0033] La figure 6 représente le support 6 et montre la coopération de la roue de support 13 avec le socle 14. La roue de support 13 est insérée entre les deux flasques 28 du socle 14 et les deux doigts 30 d'appui tangentiel sont insérés dans la rainure courbe6 shows the support 6 and shows the cooperation of the support wheel 13 with the base 14. The support wheel 13 is inserted between the two flanges 28 of the base 14 and the two fingers 30 of tangential support are inserted into the curved groove
19. Plus précisément, la roue de support 13 s'appuie par gravité sur le socle 14 grâce à la piste de rotation 23 qui se place contre les doigts 30 d'appui tangentiel. Les deux flasques 28 et les doigts 30 d'appui tangentiel assurent ainsi à eux seuls un maintien de la roue de support 13 selon tous les degrés de liberté sauf une rotation autour du palier central 21, c'est-à-dire autour du tube d'exposition 5.19. More specifically, the support wheel 13 is supported by gravity on the base 14 by virtue of the rotation track 23 which is placed against the fingers 30 of tangential support. The two flanges 28 and the tangential bearing fingers 30 thus alone maintain the support wheel 13 according to all the degrees of freedom except rotation around the central bearing 21, that is to say around the tube exposure 5.
[0034] La largeur de la rainure courbe 19 et le diamètre des doigts 30 d'appui tangentiel sont choisis pour qu'un léger jeu de fonctionnement subsiste entre les doigts 30 d'appui tangentiel et le profilé externe 18 lorsque le profilé interne 17 est appuyé par gravité contre les doigts 30 d'appui tangentiel. Les doigts 30 d’appui tangentiels sont ainsi montés avec un ajustement glissant dans la rainure courbe 19 de sorte que la roue de support 13 puisse tourner dans le socle 14, les galets des doigts 30 roulant sur la piste de rotation 23.The width of the curved groove 19 and the diameter of the tangential support fingers 30 are chosen so that a slight operating clearance remains between the tangential support fingers 30 and the external profile 18 when the internal profile 17 is pressed by gravity against the fingers 30 of tangential support. The tangential support fingers 30 are thus mounted with a sliding adjustment in the curved groove 19 so that the support wheel 13 can rotate in the base 14, the rollers of the fingers 30 rolling on the rotation track 23.
[0035] Entre les deux doigts 30 d'appui tangentiel, les flasques 28 du support 6 présentent une portion concave permettant, lors de la rotation de la roue de support 13, le passage de la plaque de support 25 et de la nervure de renfort 9 fixée dessus.Between the two fingers 30 of tangential support, the flanges 28 of the support 6 have a concave portion allowing, during the rotation of the support wheel 13, the passage of the support plate 25 and the reinforcing rib 9 attached to it.
[0036] En plus de la nervure de renfort 9 qui est fixée sur la plaque de support 25, le tube de rigidification 10 est monté avec un ajustement serré dans l'orifice de maintien 27.In addition to the reinforcing rib 9 which is fixed to the support plate 25, the stiffening tube 10 is mounted with a tight fit in the holding orifice 27.
[0037] La crémaillère rectiligne 12 est montée sur les doigts de support 31 qui sont tous les trois alignés de sorte que la crémaillère puisse se translater dans sa direction longitudinale. La position des doigts de support 31 est choisie pour que la crémaillère rectiligne 12 engrène sur la crémaillère courbe 24 de la roue de support 13. Ainsi, la translation de la crémaillère rectiligne 12 provoque la rotation de la roue de support 13 et inversement.The rectilinear rack 12 is mounted on the support fingers 31 which are all three aligned so that the rack can translate in its longitudinal direction. The position of the support fingers 31 is chosen so that the rectilinear rack 12 meshes with the curved rack 24 of the support wheel 13. Thus, the translation of the rectilinear rack 12 causes the rotation of the support wheel 13 and vice versa.
[0038] Le support 6 visible à la figure 6 comporte un pignon de motorisation 33 couplé à un arbre 34 destiné à être relié à un moteur (non représenté). Le pignon de motorisation 33 est monté dans les orifices 32.The support 6 visible in Figure 6 comprises a drive pinion 33 coupled to a shaft 34 intended to be connected to a motor (not shown). The motorization pinion 33 is mounted in the orifices 32.
[0039] En fonction de la position voulue pour le réflecteur 7, le moteur commande la rotation du pignon 33 qui provoque la rotation de la roue de support 13. La rotation de la roue de support 13 commande deux mouvements différents : d'une part, elle commande la rotation du réflecteur 7 grâce à la nervure de renfort 9 qui est fixée sur sa plaque de support 25 ainsi qu'à la reprise d'effort du tube de rigidification 10 dans l'orifice de maintien 27. Et d'autre part, la transmission de ce mouvement de rotation aux autres collecteurs solaires 2 de l'ensemble 1 par la translation de la crémaillère rectiligneDepending on the desired position for the reflector 7, the motor controls the rotation of the pinion 33 which causes the rotation of the support wheel 13. The rotation of the support wheel 13 controls two different movements: on the one hand , it controls the rotation of the reflector 7 thanks to the reinforcing rib 9 which is fixed on its support plate 25 as well as to the resumption of force of the stiffening tube 10 in the retaining orifice 27. And other share, the transmission of this rotational movement to the other solar collectors 2 of the assembly 1 by the translation of the rectilinear rack
12. La roue de support 13 engrène en effet la crémaillère rectiligne 12 qui transmet à son tour le mouvement de rotation à la roue de support 13 du support 6 voisin. Ainsi, une seule motorisation 33, 34 peut être utilisée dans un ensemble de collecte solaire 1.12. The support wheel 13 in fact meshes the rectilinear rack 12 which in turn transmits the rotational movement to the support wheel 13 of the neighboring support 6. Thus, a single motorization 33, 34 can be used in a solar collection assembly 1.
[0040] La figure 7 est une vue de détail de la figure 6 montrant l'engrènement du pignon de motorisation 33 sur la crémaillère courbe 24.Figure 7 is a detail view of Figure 6 showing the engagement of the motor pinion 33 on the curved rack 24.
[0041] En référence à la figure 6, le palier central 21 de la la roue de support 13 est démontable pour permettre un montage et un démontage aisé du tube d’exposition 5 sur la roue de support 13. Le palier central 21 comporte ainsi deux joues 35 démontables et deux demi paliers 36. Les deux joues 35 sont fixées de manière amovible, par exemple par des vis, sur un moyeu 37 qui est relié au pourtour de la roue de support 13 par les bras 22. Le moyeu 37 comporte une échancrure 38 permettant le passage du tube d’exposition. Les joues 35 maintiennent en place deux demi paliers 36, réalisés en un matériau de glissement à faible coefficient de friction, qui sont ajustés sur le tube d’exposition 5 pour permettre et guider la rotation de la roue de support 13 autour du tube d’exposition 5. Pour monter ou démonter le tube d’exposition 5 du palier central 21, les deux joues sont déposées, ce qui permet ensuite de déposer les deux demi paliers 36, et de passer le tube par l’échancrure 38.Referring to Figure 6, the central bearing 21 of the support wheel 13 is removable to allow easy assembly and disassembly of the exposure tube 5 on the support wheel 13. The central bearing 21 thus comprises two removable cheeks 35 and two half bearings 36. The two cheeks 35 are removably fixed, for example by screws, to a hub 37 which is connected to the periphery of the support wheel 13 by the arms 22. The hub 37 comprises a notch 38 allowing the passage of the exposure tube. The cheeks 35 hold in place two half bearings 36, made of a sliding material with a low coefficient of friction, which are adjusted on the exposure tube 5 to allow and guide the rotation of the support wheel 13 around the tube. exposure 5. To mount or dismount the exposure tube 5 of the central bearing 21, the two cheeks are removed, which then makes it possible to deposit the two half bearings 36, and to pass the tube through the notch 38.
[0042] Des caractéristiques alternatives peuvent être mises en œuvre sans sortir du cadre de l'invention. Notamment, le palier central 21, les doigts 30 d'appui tangentiel, et les doigts 31 de support peuvent comporter des roulements à billes ou tout autre moyen de faciliter la rotation. Cependant, une construction particulièrement avantageuse de l'ensemble 1 est réalisée à partir de pièces simples, peu onéreuses et recyclables. Ainsi, la roue de support 13 est adaptée à être fabriquée d'une seule pièce, par exemple par découpe laser, dans une tôle d'acier, par une seule opération de découpe laser. Et les paliers, et les doigts étant réalisés par des bagues de friction simple en matériaux à faible coefficient de frottement.Alternative features can be implemented without departing from the scope of the invention. In particular, the central bearing 21, the fingers 30 of tangential support, and the support fingers 31 may include ball bearings or any other means of facilitating rotation. However, a particularly advantageous construction of the assembly 1 is produced from simple, inexpensive and recyclable parts. Thus, the support wheel 13 is adapted to be manufactured in one piece, for example by laser cutting, in a steel sheet, by a single laser cutting operation. And the bearings, and the fingers being produced by simple friction rings made of materials with a low coefficient of friction.
[0043] L’ ensemble 1 de collecteurs solaires 2 est modulable et peut comporter autant de collecteurs solaires 2 que nécessaire, la longueur de ces derniers pouvant être adaptée en augmentant le nombre de nervures de renfort 9. De même, une seule crémaillère rectiligne 12 peut suffire pour transmettre le mouvement de rotation de l'un des collecteurs solaires 2 motorisés à tous les autres collecteurs solaires 2. Cependant, autant de crémaillères rectilignes 12 que de supports 6 peuvent être prévues si les contraintes mécaniques du dispositif le requièrent. Les éléments de transmission en rotation des roues de support 6 peuvent être placés de manière optimale sur les collecteurs solaires, en fonction des conditions de site (vitesse du vent notamment) et des caractéristiques de l’ensemble de collecte solaire (longueur des collecteurs, nombre de collecteurs, etc.). Ce positionnement des éléments de transmission peut être modifié ou complété facilement, pour s’adapter aux évolutions éventuelles de la capacité de l’ensemble (augmentation du nombre de collecteurs solaires, etc.).The set 1 of solar collectors 2 is modular and can include as many solar collectors 2 as necessary, the length of the latter can be adapted by increasing the number of reinforcing ribs 9. Likewise, a single rectilinear rack 12 may be sufficient to transmit the rotational movement of one of the motorized solar collectors 2 to all the other solar collectors 2. However, as many rectilinear racks 12 as there are supports 6 can be provided if the mechanical constraints of the device so require. The rotating transmission elements of the support wheels 6 can be optimally placed on the solar collectors, depending on the site conditions (wind speed in particular) and the characteristics of the solar collection assembly (length of the collectors, number collectors, etc.). This positioning of the transmission elements can be modified or supplemented easily, to adapt to possible changes in the capacity of the assembly (increase in the number of solar collectors, etc.).
[0044] La commande en rotation des roues de support 13 est faite, dans l’exemple décrit précédemment, par la crémaillère rectiligne 12 et les crémaillères courbes 24. Cependant, d’autres moyens mécaniques équivalent peuvent bien entendu être employés, tels que des moyens d’entrainement par friction, où la portion d’entrainement de la roue de support 13 comporte une surface de friction entraînée en rotation par friction avec une tige rectiligne. Des chaînes à rouleaux, des courroies, ou tout moyen mécanique connu peuvent également être employés.The rotation of the support wheels 13 is made, in the example described above, by the rectilinear rack 12 and the curved racks 24. However, other equivalent mechanical means can of course be used, such as friction drive means, where the drive portion of the support wheel 13 has a friction surface driven in friction rotation with a straight rod. Roller chains, belts, or any known mechanical means can also be used.
[0045] Les figures 8 à 10 illustrent de telles variantes possibles pour la commande en rotation des roues de support 13, et pour la motorisation de cette rotation. Sur ces figures, les éléments identiques ou similaires à ceux décrits précisément sont numérotés avec le mêmes numéros de renvoi aux figues. Selon ces variantes, en référence à la figure 8, la transmission de la rotation entre deux roues de support 13 de deux collecteurs 2 est assurée par une bielles 40. Chaque bielle 40 est cintrée pour permettre le débattement angulaire de la roue de support 13 sans interférer avec les paliers centraux 21. Les bielles 40 sont reliées par une liaison pivot 41, à chacune de leurs extrémités, avec une roue de support 13. Dans le présent exemple, cette liaison pivot 41 est située entre la rainure 19 et l’orifice de maintien 27. Les bielles 40 garantissent le maintien de l’entraxe et du parallélisme entre les collecteurs 2.Figures 8 to 10 illustrate such possible variants for the rotation control of the support wheels 13, and for the motorization of this rotation. In these figures, the elements identical or similar to those described precisely are numbered with the same reference numbers to the figs. According to these variants, with reference to FIG. 8, the transmission of rotation between two support wheels 13 of two manifolds 2 is ensured by a connecting rod 40. Each connecting rod 40 is bent to allow the angular movement of the support wheel 13 without interfere with the central bearings 21. The connecting rods 40 are connected by a pivot link 41, at each of their ends, with a support wheel 13. In the present example, this pivot link 41 is located between the groove 19 and the orifice 27. The connecting rods 40 guarantee the maintenance of the center distance and of the parallelism between the collectors 2.
[0046] La motorisation de la rotation des roues de support 13 est assurée par un unique moteur comme précédent. Cette motorisation est assurée par la portion d’entrainement courbe 24 d’une roue de support 13. Cette portion d’entrainement courbe 24 est ici lisse et est constituée par la face cylindre externe de la roue de support 13. Optionnellement, cette portion d’entrainement courbe 24 peut comporter un revêtement ou un traitement antidérapante.The motorization of the rotation of the support wheels 13 is ensured by a single motor as above. This motorization is ensured by the curved drive portion 24 of a support wheel 13. This curved drive portion 24 is here smooth and is formed by the external cylinder face of the support wheel 13. Optionally, this portion d curved drive 24 may include a coating or a non-slip treatment.
[0047] En référence à la figure 9, le pignon de motorisation 33 est monté sur des paliers 42 mobiles pour engrener avec la portion d’entrainement courbe 24.Referring to Figure 9, the motor pinion 33 is mounted on movable bearings 42 to mesh with the curved drive portion 24.
[0048] La figure 10 représente le pignon de motorisation 33 et son arbre d’entrainement 34 par le moteur (non représenté). Le pignon de motorisation 33 est ici constitué d’un galet d’entrainement cylindrique dont la surface externe 43 est un matériau adapté à l’entrainement par friction, par exemple un élastomère.Figure 10 shows the motor pinion 33 and its drive shaft 34 by the motor (not shown). The motorized pinion 33 here consists of a cylindrical drive roller whose external surface 43 is a material suitable for friction drive, for example an elastomer.
[0049] L’ arbre 34 du pignon de motorisation 33 est monté sur les paliers mobiles 42 par l’intermédiaire de vis de pression 44. Au montage, les vis de pression 44 sont suffisamment serrées pour que le pignon de motorisation 33 exerce sur la portion d’entrainement courbe 24 un effort suffisant pour passer le couple du moteur par adhérence. Cela permet également de supprimer tous les jeux fonctionnels. La pression exercée par le pignon de motorisation 33 sur la portion d’entrainement courbe 24 entraîne une réaction du contact entre les doigts d’appui tangentiels 30 contre la piste de rotation 23 de la rainure courbe 19.The shaft 34 of the drive pinion 33 is mounted on the movable bearings 42 by means of pressure screws 44. During assembly, the pressure screws 44 are sufficiently tight so that the drive pinion 33 exerts on the curved drive portion 24 sufficient effort to pass the engine torque by grip. It also removes all functional games. The pressure exerted by the motor pinion 33 on the curved drive portion 24 causes a reaction of the contact between the tangential bearing fingers 30 against the rotation track 23 of the curved groove 19.
[0050] Des matériaux courants tels que l’acier sont envisagés dans la description, mais tout matériau adapté peut être envisagé, notamment l’aluminium, l’acier galvanisé ou inoxydable, les composites, les polymères techniques.Common materials such as steel are envisaged in the description, but any suitable material can be envisaged, in particular aluminum, galvanized or stainless steel, composites, technical polymers.
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