Solar energy collector - has vertical pipe and pump for spraying water over inner surface of inner one of two concentric spheres

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RÉPUBLIQUE FRANÇAISE a) N° de publication : 2 479 433 {A n'utiliser que pour les

INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction).

De la propriété industrielle

Paris

Demande

De certificat d'addition

Se référant : au brevet d'invention n° 79 18336 du 16 juillet 1979. Capteur solaire sphérique, à structure simplifiée.

Classification internationale (Int. Cl.°). F24J 3/02; F218 1/10.

Priorité revendiquée :

(€) Date de la mise à la disposition du public de la demande............ B.O.PI. — « Listes » n° 40 du 2-10-1981. @ Déposant : Société dite : COSMOS INVESTIGATIONS AND RESEARCH, société à responsabilité limitée, résidant en France.

(2) Invention de : Claude Leroy.

@3) Titulaire : /dem (à)

Mandataire : Cabinet Germain, Maureau et Millet, conseils en brevets, 64, rue d'Amsterdam, 75009 Paris.

D Vente des fascicules à l'IMPRIMERIE NATIONALE, 27, rue de la Convention — 75732 PARIS CEDEX 15

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La présente invention est relative à un capteur solaire du type sphérique, présentant une structure relativement simplifiée.

Ce capteur, destiné à la production d'eau chaude par “effet de serre", appartient au genre de ceux comprenant deux sphères ou portions de sphères concentriques, la sphère extérieure étant translucide et la sphère intérieure étant absorbante vis-à-vis du rayonnement solaire. Plus particulièrement, et comme déjà décrit dans le brevet principal, le capteur ici considéré comprend desmyens pour pulvériser le fluide à chauffer dans la chambre sphérique interne, de telle sorte que le fluide s'écoule le long de la paroi interne de la sphère intérieure absorbante, et des moyens pour recueillir le fluide chauffé, à la base de cette sphère intérieure. Suivant le mode de réalisation détaillé dans le brevet principal, les moyens prévus pour pulvériser le fluide à chauffer comprennent un conduit d'entrée, sur lequel est intercalée une pompe, ce conduit pénétrant dans la chambre sphérique interne par le bas et se prolongeant vers le haut, à l'intérieur de ladite chambre, pour se terminer par une tête de pulvérisation, genre de gicleur qui pulvérise le fluide sur la paroi interne de la sphère absorbante. Le capteur est monté sur un pied-support qui est traversé par le conduit précité se terminant par la tête de pulvérisation, ainsi que par le conduit de sortie qui, partant du point le plus bas de la chambre interne du capteur, sert à recueillir le fluide chauffé, pour le diriger vers un lieu d'utilisation et de stockage.

Un tel capteur, comme n'impate quel capteur solaire, permet de récupérer des calories seulement pendant le jour. L'objet de la présente addition est une version perfectionnée du capteur solaire sphérique selon le brevet principal, constituant aussi un candélabre et trouvant ainsi une utilité la fois durant le jour et pendant les heures d'obscurité. A cet effet, le volume limité par la sphère extérieure translucide du capteur est divisé, par une paroi plane sensiblement horizontale, en deux moitiés dont celle supérieure comprend une demi-sphére intérieure absorbante qui, avec la paroi plane précitée, définit une chambre interne hémisphérique, dans la3quelle est pulvérisé le fluide à chauffer, tandis que la moitié inférieure forme une autre chambre hémisphérique à l'intérieur de laquelle est disposée au moins une ampoule électrique, l'ensemble étant monté, à une certaine hauteur au-dessus du sol, au sommet d'un pied-support traversé par les conduits d'amenée et de retour du fluide à chauffer, ainsi que par les fils d'alimentation de l'ampoule, de manière à constituer un capteur solaire combiné à un candélabre.

La partie supérieure de cet appareil forme le capteur solaire proprement dit, en forme de demi-sphère mais reprenant intégralement le principe de pulvérisation du brevet principal. La partie inférieure constitue un moyen d'éclairage, la sphère extérieure translucide remplissant, au niveau de cette partie, le rôle d'un diffuseur de lumière. L'ensemble possède une forme de globe, permettant une bonne intégration notamment dans un environnement urbain. Le fait que seule la moitié inférieure de ce globe soit utilisée pour l'éclairage ne constitue en aucun cas une insuffisance, car la partie supérieure du diffuseur d'un candélabre émet habituellement, vers le ciel, une énergie lumineuse qui est gaspillée. Bien au contraire, la paroi plane séparatrice, située au-dessus de l'ampoule, peut être prévue réfléchissante, ce qui permet, dans le cas de la présente invention, de renvoyer vers le sol l'énergie lumineuse de l'ampoule qui, habituellement, est perdue dns l'atmosphère. I1 devient donc possible de réduire la puissance de l'ampoule, d'ou une économie d'énergie pour l'éclairage.

Un autre résultat remarquable procuré par la présente addition, et apportant une économie d'énergie supplémentaire, consiste en la possibilité de récupérer la chaleur résiduelle de l'ampoule, pour chauffer le fluide durant la nuit. Pour récupérer cette énergie, il convient bien entendu de compléter les moyens de commande de l'installation, de manière à faire circuler aussi le fluide caloporteur durant les heures de nuit, lorsque l'ampaule fournit uhe chaleur utilisable. À cet effet, il est prévu par exemple un thermostat différentiel supplémentaire avec une sonde de température placée sous la paroi séparatrice qui surmonte l'ampoule, pour commander la pompe de circulation 4 du fluide et chauffer ce dernier par récupération de la chaleur résiduelle de l'ampoule. |

De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique anñexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de ce capteur solaire sphérique.

Figure 1 est une vue générale, en perspective, d'un capteur solaire constituant aussi un candélabre, conformément à la présente invention,

Figure 2 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle, de ce capteur.

Comme le montre la figure 1, ce capteur vu extérieurement comprend un piéd-support vertical 6, au sommet duquel est monté un globe, dont la partie visible est la sphère extérieure 1, formée par l'assemblage, suivant un plan de joint horizontal, de deux demi-spheres 3 et 4 en matériau translucide, tel ‘que métacrylate. Le globe formé de ces deux demi-sphéres est supporté par des arceaux 15 à disposition extérieure.

La figure 2 montre la structure interne de ce capteur solaire combiné à un candélabre :

La moitié supérieure, séparée de la moitié inférieure par une paroi plane circulaire 16, constitue Le capteur solaire proprement dit, et est réalisée selon la même conception que le capteur sphérique décrit dans le brevet principal. Sous la demi-sphére extérieure 3 supérieure en matériau translucide, est prévue une demi-sphère intérieure 2, concentrique à la demisphère extérieure 3 et séparée de celle-ci par un espace 5 rempli d'air ; la demi-sphère intérieure 2, devant absorber le rayonnement solaire, est réalisée par exemple en métal peint d'une couleur noir mat.

La paroi 16 et la demi-sphére intérieure 2 délimitent une chambre interne hémisphérique 8, dans laquelle est pulvérisé le fluide à chauffer. Ce fluide est amené par un conduit 7 qui passe à travers le pied-support 6, traverse aussi verticalement la moitié inférieure de la sphère, ainsi que la paroi 16, et se prolonge verticalement vers le haut à l'intérieur de la chambre 8, pour se terminer par une tête de pulvérisation 10. Un conduit de sortie 11, partant du point le plus bas de 1a chambre 8, donc 5 partant au niveau de la paroi 16, traverse lui- aussi, verticalement, la moitié inférieure de la sphère et le pied-support 6, pour recueillir le fluide chauffé et le diriger vers un lieu d'utilisation et/ou de stockage.

La demi-sphère extérieure 4 inférieure, en matériau translucide légèrement teinté en blanc, délimite, avec la paroi horizontale 16, une autre chambre hémisphérique 17, à l'intérieur de laquelle est disposée une ampoule électrique 18, tenue par exemple au moyen d'un support 19 fixé sous la paroi 16. L'alimentation électrique de l'ampoule 18 est réalisée par des fils non indiqués sur le dessin mais qui traversent, évidemment, le pied-support 6. Le matériau de la demi- sphere 4, sous laquelle est logée l'ampoule 18, est choisi avec une couleur et d'autres qualités qui en font un bon diffuseur de La lumière. De plus, la paroi 16, située au-dessus de l'ampoule 18, est rendue réfléchis- Sante, ce qui permet de renvoyer vers le sol l'énergie lumineuse que l'ampoule émet vers le hautes | |

Ii est possible également de récupérer la chaleur résiduelle de l'ampoule 18, pendant la nuit , pour chauffer le fluide caloporteur. À cet effet, un thermostat différentiel supplémentaire est prévu, pour commander la pompe de circulation du fluide caloporteur, non représentée, à partir d'une sonde de température 20 placée sous la paroi 16 qui surmonte L'ampoule 18 Ltinstallation comprenant toujours, de manière habituelle, un thermostat différentiel principal qui commande l'apport d'eau chaude solaire dans le stock à chauffer, pendant le jour, à partir d'une sonde mesurant la température du stock). La commutation sur le thermostat "nuit" et le thermostat "jour" est faite automatiquement, au moyen d'une minuterie électrique. Si l'on considère, dans la quantité d' énergie totale dissipée par une ampoule électrique, la part de l'énergie diffusée sous forme lumineuse, en la comparant à la quantite d'énergie absorbée, on s'aperçoit de l'intérêt réel qu'il y aurait à récupérer, comme on vient de le décrire, la quantité d'énergie perdue sous forme de chaleur résiduelle par l'ampoule 18.

Le capteur solaire combiné à un candélabre, qui vient d'être décrit, est applicable à l'éclairage de voirs de circu6lation, de places, de terrains attenant à des immeubles ou à des locaux industriels, de parcs, de piscines (pour lesquelles il fournit aussi l'eau chaude), etc... Dans le cas d'une installation comprenant plusieurs capteurs similaires qui fonctionnent dans des conditions comparables, il est évident que les thermostats mentionnés plus haut peuvent être communs à toute l'installation.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de ce capteur solaire sphérique qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes relevant du même principe.

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Revendications

1.- Capteur solaire sphérique, à structure simplifiée, selon la revendication 2 du brevet Principal, caractérisé en ce que, le volume délimité par la sphére extérieure translucide (1) est divisé, par une paroi plane (16) sensiblement horizontale, en deux moitiés dont celle supérieure comprend une demi-sphére intérieure absorbante (2) qui, avec la paroi plane précitée (16), définit une chambre interne hémisphérique (8), dans laquelle et pulvérisé le fluide 4 chauffer, tandis que la moitié inférieure forme une autre chambre hémisphérique (17) à l'intérieur de laquelle est disposée au moins une ampoule électrique (18), l'ensemble étant monté, à une certaine hauteur au-dessus du sol, au sommet d'un pied-support (6) traversé par les conduits (7,8) d'amenée et de retour du fluide à chauffer, ainsi que par les fils d'alimentation de l'ampoule (18), de manière à constituer un capteur solaire combiné à un candélabre.

2.- Capteur solaire sphérique combiné à un candélabre, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi plane séparatrice (16), située au-dessus de l'ampoule (18), est réfléchissante.

3.- Capteur solaire sphérique combiné à un candélabre, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un thermostat différentiel, avec une sonde de “température (20) placée sous la paroi séparatrice (16) qui surmonte l'ampoule (18), pour commander la pompe de circulation du fluide et chauffer ce dernier par récupération de la chaleur résiduelle de l'ampoule (18).

Drawings

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