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[5][_]
Molecule
(7/ 28)
[6][_]
water
(9)
[7][_]
Clysar
(9)
[8][_]
aluminium
(5)
[9][_]
carbon
(2)
[10][_]
DES
(1)
[11][_]
monter
(1)
[12][_]
oppe
(1)
[13][_]
Physical
(17/ 22)
[14][_]
2,4 mm
(3)
[15][_]
2,4 m
(2)
[16][_]
de 0,13 mm
(2)
[17][_]
6,4 mm
(2)
[18][_]
180oC
(1)
[19][_]
de 40 percent de
(1)
[20][_]
90 cm
(1)
[21][_]
13 cm
(1)
[22][_]
0,25 mm
(1)
[23][_]
de 19 mm
(1)
[24][_]
de 0,9 mm
(1)
[25][_]
6 mm
(1)
[26][_]
0,075 mm
(1)
[27][_]
de 0,9 m
(1)
[28][_]
de 6,4 mm
(1)
[29][_]
10 cm
(1)
[30][_]
de 0,075 mm
(1)
[31][_]
Polymer
(3/ 16)
[32][_]
Polypropylene
(12)
[33][_]
Teflon
(3)
[34][_]
Mylar
(1)
[35][_]
Gene Or Protein
(4/ 15)
[36][_]
Etre
(8)
[37][_]
Est-a
(3)
[38][_]
Trou
(3)
[39][_]
DANS
(1)
[40][_]
Disease
(1/ 2)
[41][_]
Rupture
(2)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2510733A1
Family ID 1994956
Probable Assignee Burton Energy And Solar Tech
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
EN Title The subject of the invention is an absorber panel for solar
devices, which is designed and arranged in such a manner...
FR Title DISPOSITIF SOLAIRE ET PROCEDE DE FABRICATION
Abstract
_________________________________________________________________
The subject of the invention is an absorber panel for solar devices,
which is designed and arranged in such a manner that air bubbles,
which are contained in the fluid conducted by the absorber panel, are
expelled by means of a peristaltic effect. A method for manufacturing
such an absorber panel is also the subject of the invention.
L'INVENTION CONCERNE L'EXPLOITATION DE L'ENERGIE SOLAIRE. UN PANNEAU
SOLAIRE 20 COMPREND NOTAMMENT UN SUBSTRAT 50, UNE ENVELOPPE
D'ABSORBEUR 28 REPOSANT SUR DES SUPPORTS 52-62 ET UN VITRAGE 30.
L'ENVELOPPE EST TRAVERSEE PAR UN FLUIDE QUI ABSORBE LA CHALEUR RECUE
ET LES PAROIS DE L'ENVELOPPE SONT EN UNE MATIERE PLASTIQUE
SUFFISAMMENT MINCE POUR PRODUIRE UN MOUVEMENT PERISTALTIQUE CAPABLE DE
CHASSER DE L'ENVELOPPE LES BULLES D'AIR QUI SE FORMENT DANS LE FLUIDE.
APPLICATION AUX INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE PAR L'ENERGIE SOLAIRE.
Description
_________________________________________________________________
"Dispositif solaire et procede de fabrication"
La presente invention concerne les dispositifs solaires et les
panneaux solaires et elle porte plus particulierement sur une
structure d'absorbeur concue pour optimiser l'utilisation de l'energie
solaire. L'invention porte egalement sur des structures de collecteurs
et de supports pour des enveloppes d'absorbeur et sur des procedes de
fabrication d'absorbeurs solaires et de collecteurs pour de tels
absorbeurs et pour d'autres buts, ainsi que sur des procedes de
soudage par ultrasons d'enveloppes d'absorbeur et des procedes de
fabrication d'enveloppes d'absorbeur susceptibles de produire une
action de type peristaltique en association avec un fluide eir- culant
a l'interieur.
On a reconnu recemment que l'energie solaire constituait une source
d'energie de remplacement pratiquement inepuisable pour les
combustibles fossiles dont les reserves sont limitees et dont l'achat
est relativement couteux. De nombreux efforts ont ete faits pour
developper des dispositifs et des techniques d'utilisation de
l'energie solaire, et certains d'entre eux sont representes dans
divers brevets des E.U.A., ainsi que dans des realisations et des
projets commerciaux. Parmi les brevets qui traitent du sujet de
l'energie solaire, on peut citer les brevets U.S. 3 022 781, 3 991
742, 4 038 967, 4 059 094, 4 143 644, 4 146 012, 4 150 659 et RE 30
136.
Il existe egalement des projets en cours au
Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, L.I., N.Y., finances par
le Department of Energy and Environment des
E.U.A., ayant pour but de tenter de reduire considerablement le cout
des collecteurs solaires dits a plaque plane.
On pense que ces projets portent sur les details necessaires a la
construction reelle d'une version commercialisable d'un collecteur
solaire a pellicules minces qui serait acceptable pour l'installation
en grande quantite.
Les prototypes finals de ces projets, qui ont ete presentes pour des
tests par des organismes independants, pour l'homologation et la
demonstration en public, consistent en une plaque d'absorbeur
construite en une matiere feuilletee formee par 50 pm d'aluminium et
25 pm de Teflon.
L'aluminium est colle au Teflon par un adhesif. Les deux couches sont
collees au moyen de bandes d'un adhesif agissant sous l'effet d'une
pression, qui sont placees de maniere que la peripherie soit fermee
(et etanche) et que la region intermediaire soit divisee en couloirs
qui sont consideres comme necessaires au "mouillage" de la pellicule
composite. Des trous sont formes dans l'une des "peaux" feuilletees,
en communication avec chacun des couloirs d'water, apres quoi un
tuyau, perce de trous espaces de facon identique, est mis en place
avec un adhesif d'une maniere telle que ses trous soient alignes avec
les trous formes dans la peau feuilletee, ce qui cree un collecteur
d'entree permettant au fluide d'entrer ou de sortir de l'absorbeur. Ce
traitement est effectue aux deux extremites du "sac" absorbeur
feuillete, de facon a definir une entree et une sortie pour un fluide
qui circule.La feuille d'aluminium est ensuite revetue d'une matiere
d'une nature lui permettant d'absorber davantage de rayons solaires
qu'elle n'en re-rayonne (ce qu'on appelle encore une surface
"selective").
Diverses peintures pourraient donner satisfaction du point de vue de
l'adherence, mais la surface selective a ete choisie pour ses
excellentes performances thermiques en depit du fait qu'elle est
fournie sous forme de feuille qui doit etre collee a la structure
feuilletee au moyen d'un adhesif. Le raisonnement qui conduit a
utiliser une feuille d'aluminium est base sur le fait que la presence
de bulles d'air emprisonnees est inevitable dans un recipient alimente
par gravite qui est constitue par des structures opposees sous forme
de pellicules. Si on laissait demeurer ces bulles, elles nuiraient a
l'efficacite globale d'un absorbeur, du fait de l'absence
d'utilisation de la surface situee sur toute region correspondant a
une bulle.Une feuille d'aluminium de 50 pm, par exemple, donne lieu a
une conduction de la chaleur a partir des regions de la surface
feuilletee qui recouvrent des regions vides, vers d'autres regions qui
ont ete correctement mouillees, grace a quoi le rendement global est
moins affecte par les bulles.
L'invention a pour but d'offrir un dispositif et une technique
perfectionnes pour l'utilisation de l'energie solaire, et en
particulier d'apporter des perfectionnements a des types connus
d'absorbeurs, de panneaux et de dispositifs d'utilisation de l'energie
solaire, et d'offrir des procedes perfectionnes concernant le recueil
et l'utilisation de l'energie solaire.
L'invention a egalement pour but de realiser des plaques d'absorbeur
perfectionnees pour un collecteur solaire, a partir de matieres
perfectionnees et avec des techniques de fabrication perfectionnees,
qui soient economiques et d'un bon rendement.
L'invention a egalement pour but de permettre d'obtenir un appareil et
des techniques solaires perfectionnes, de maniere a ameliorer le
rendement du fonctionnement de cet appareil, en evitant les
consequences de l'air qui peut etre emprisonne dans le fluide de
recueil d'energie solaire qui est employe.
L'invention a egalement pour but d'offrir des techniques et des
collecteurs solaires perfectionnes faisant appel a l'utilisation de
collecteurs de fluide perfectionnes pour repartir un fluide dans des
plaques d'absorbeur solaire et pour recueillir le fluide prove- nant
de ces plaques.
L'invention a egalement pour but d'offrir des structures
perfectionnees pour supporter des plaques ou des enveloppes flexibles
d'absorbeur solaire, pour permettre la realisation d'une action de
type peristaltique et pour maintenir ainsi ces enveloppes sous tension
pendant le fonctionnement.
L'invention a egalement pour but de permettre l'incorporation d'events
dans un dispositif collecteur d'energie solaire, afin d'eviter que les
temperatures qui sont mises en jeu s'elevent jusqu'a des limites
destruc tives.
Pour parvenir aux buts de l'invention indiques ci-dessus, ainsi qu'a
d'autres, on utilise un dispositif solaire qui comprend une structure
d'entree destinee a fournir un fluide capable d'absorber l'energie
solaire, et une structure de sortie destinee a recevoir ce fluide,
grace a quoi on peut faire circuler le fluide en cycle ferme, pour
effectuer un echange de chaleur, et une structure d'absorbeur qui
relie la structure d'entree a la structure de sortie dans le but
d'acheminer le fluide entre elles.La structure d'absorbeur est concue
et construite de facon a exercer une action de type peristaltique dans
la direction de circulation du fluide, depuis la structure d'entree
vers la structure de sortie, afin d'aider a chasser hors de la
structure d'absorbeur les bulles qui apparaissent dans le fluide. I1
existe de preference une structure de circulation qui relie la
structure de sortie a la structure d'entree, pour former un circuit
continu qui est en communication avec l'atmosphere ambiante. De plus,
la structure est de preference concue de facon que le fluide traverse
la structure d'absorbeur de la structure d'entree vers la structure de
sortie, sous l'influence de la gravite.
Selon un mode de realisation prefere, le dispositif de l'invention
comporte un collecteur de fluide qui comprend un embout d'entree et
une chambre en matiere plastique qui communique avec cet embout et qui
comporte une region de bord accouplee a une enveloppe. La region de
bord est ondulee pour former des ouvertures qui correspondent a des
canaux de l'enveloppe. Plus precisement, la region de bord est
constituee par des feuilles de matiere plastique placees face a face
dont l'une est plus epaisse que l'autre et est preformee pour avoir
une forme ondulee. La feuille la plus epaisse maintient l'autre
feuille dans une configuration ondulee correspondante, avec les
ondulations en correspondance avec les canaux qui sont formes dans
l'enveloppe.
L'invention porte egalement sur un procede de fabrication d'absorbeurs
solaires. Ce procede peut comprendre de facon generale les operations
suivantes: on fait avancer des feuilles de matiere plastique
parallelement les unes aux autres, on soude ensemble les peripheries
des feuilles pour fermer les cotes des absorbeurs, on soude les
feuilles ensemble le long de lignes transversales espacees pour fermer
les extremites des absorbeurs, on soude les feuilles ensemble le long
de lignes longitudinales paralleles pour former des canaux paralleles
dans les absorbeurs, on forme des trous dan.. les absorbeurs pour
donner acces aux canaux1 et on separe les absorbeurs les uns des
autres, par coupure.Ce prccede peut de plus comprendre l'operation
consistant a souder des collecteurs de fluide aux absorbeurs
respectifs et ces collecteurs peuvent etre en matiere plastique et
peuvent comporter des ouvertures qui correspondent a celles formees
dans les absorbeurs.
Conformement a un procede, on fabrique un collecteur de fluide,au
moins en partie, au moyen d'une feuille de matiere plastique dans
laquelle on forme des ondulations pour etablir des canaux
correspondant aux ouvertures qui existent dans les absorbeurs
associes. La feuille du collecteur a de preference une epaisseur
superieure a celle de la feuille de l'absorbeur. On forme au prealable
les ondulations dans la feuille la plus epaisse, puis on l'etire
jusqu'a ce qu'elle prenne une forme pratiquement plane, et on la soude
ensuite a la feuille la plus mince de l'absorbeur, apres quoi on la
relache pour former des ondulations dans la feuille la plus mince, ce
qui definit des canaux qui communiquent avec les canaux situes dans
l'absorbeur.
On a mentionne precedemment que l'invention fait intervenir une action
de type peristaltique. Confor- mement a ceci, on emploie un procede
dans lequel on forme une enveloppe collectrice d'energie solaire en
une pellicule de polymere suffisamment mince pour produire une action
de type peristaltique lorsqu'un fluide la traverse, et on etend
l'enveloppe, dans une attitude generale inclinee, sur un ensemble de
supports, pour qu'elle prenne une configuration en chainette entre les
supports, et pour etablir une configuration de support limitee pour
l'enveloppe afin de minimiser l'amortissement de l'action de type
peristaltique.Un autre aspect de l'invention porte sur un procede qui
consiste a ameliorer la facon dont les bulles sont chassees d'une
enveloppe d'absorbeur solaire, en formant et en supportant l'enveloppe
de maniere a permettre la generation d'une action de type
peristaltique dans cette enveloppe. Conformement a l'invention,
l'enveloppe est de preference supportee de plus dans une orientation
faisant un angle d'environ 25 a 80 par rapport a l'horizontale.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui va
suivre d'un mode de realisation, donne a titre non limitatif. La suite
de la description se refere aux dessins annexes sur lesquels
La figure 1 est une vue en perspective d'une plaque d'absorbeur
fabriquee conformement a l'invention
La figure 2 est une coupe longitudinale, partiellement schematique, de
la plaque d'absorbeur de la figure 1
La figure 3 est une coupe partielle selon la ligne III-III de la
figure 1
La figure 4 est une vue en perspective d'un collecteur de fluide
employe dans le dispositif de l'invention
La figure 5 est une representation partielle, en partie schematique et
en coupe, du collecteur de fluide de la figure 4
La figure 6 est une vue en plan de la feuille superieure parmi les
deux feuilles qu'on emploie pour former l'enveloppe de l'invention
La figure 7 est une vue en plan correspondante de la feuille
inferieure de l'absorbeur
La figure 8 est une vue en perspective eclatee de la feuille
superieure de l'absorbeur, avec les collecteurs de fluide d'entree et
de sortie soudes a cette feuille;
La figure 9 est une vue eclatee des feuilles superieure et inferieure
de l'enveloppe d'absorbeur de l'invention;;
La figure 10 est une coupe schematique montrant la structure du
collecteur de fluide, en association avec les feuilles superieure et
inferieure
La figure 11 est une representation schematique montrant les soudures
qu'on emploie dans l'enveloppe d'absorbeur de l'invention
La figure 12 illustre le procede d'assemblage de l'invention; et
La figure 13 est une vue en perspective ecla- tee d'un conduit de mise
a l'air libre qu'on emploie dans le dispositif de l'invention.
L'un des buts principaux de l'invention, mais non sa raison exclusive,
consiste dans l'elimination de bulles qui sont generees dans un fluide
en circulation employe dans une plaque collectrice d'energie solaire,
et en particulier dans des plaques collectrices d'energie solaire du
type forme par des pellicules minces et flexibles de matiere
plastique, comme mentionne prece- demment.
Conformement a l'invention, on a determine qu'une solution viable au
probleme des bulles mentionne ci-dessus reside dans l'elimination
continue des bulles nuisibles, soit a leur source, soit dans la;
plaque d'absorbeur elle-meme. Au debut de l'experimentation, on a
employe diverses epaisseurs de pellicule de Mylar pour construire des
plaques d'absorbeur simulees. Bien que cette matiere soit de facon
generale inadaptee a une utilisation continue avec de l'water chaude,
du fait de son instabilite vis a vis de l'hydrolyse, elle est
economique, aisement disponible et adaptee mecaniquement pour la
fabrication de maquettes utilisees pendant une courte duree.Lorsque
cette matiere est maintenue a des epaisseurs de 75 pm, elle tend a
onduler d'une maniere qui fait apparaitre des ondes progressives qui
se propagent dans la direction de circulation de l'water qui des cend
le long du panneau. Le phenomene ressemble aux mouvements
peristaltiques de l'intestin et cette action peristaltique remplit la
meme fonction en ce qui concerne les bulles d'air et les entraine
jusqu'a ce qu'elles soient chassees. En outre, lorsqu'on a utilise des
echantillons de pellicule plus epais dans le programme de fabrication
de maquettes, auquel cas cette ondulation n'-est pas apparue, les
bulles toujours presentes sont demeurees en place.
Une agitation mecanique de la pellicule situee a la surface
superieure, produisant une onde peristaltique induite artificiellement
greater than a fait disparaitre le probleme. On a ensuite essaye de
realiser une structure feuilletee pour constituer un support mecanique
pour une couche de Teflon economique de 25 pm d'epaisseur, et pour
constituer simultanement un substrat viable pour recevoir une couche
de finition ayant des proprietes solaires acceptables.
Cependant, la structure composite doit etre suffisamment souple pour
permettre l'action peristaltique qui est necessaire pour l'enlevement
des bulles et pour donner de bonnes performances a l'absorbeur. On a
determine en outre que la pellicule de polymere la moins couteuse
actuellement disponible et compatible avec l'water dans la plage
d'ebullition est le polypropylene. Lorsque cette matiere est orientee
de facon biaxiale, son point de fusion ultime est de l'ordre de 1500C.
Cette limite permet un fonctionnement illimite en regime fonctionnel
de collecteur solaire. Cependant, dans des conditions de stagnation
(comme lorsque le collecteur solaire est soumis a une exposition
prolongee aux rayons du soleil sans beneficier de la circulation
d'water a travers ses interstices), les temperatures internes d'un
dispositif du type prevupourraient atteindre 180oC, ce qui
entrainerait la destruction de cette matiere.
En mettant en balance ce defaut avec le cout relativement faible par
kilogramme, la compatibilite avec l'water mentionnee precedemment et
la soudabilite par ultrasons de cette matiere, on a decide d'essayer
de resoudre le probleme de la resistance insuffisante a la chaleur.
Cette decision a ete renforcee par l'existence d'une pellicule de
polypropylene contenant du noir de carbon en quantite suffisante pour
rendre la matiere opaque. La charge noire confere a la matiere une
excellente resistance a l'ultraviolet et fait disparaitre la necessite
d'un traitement de surface supplementaire pour ameliorer la
receptivite de l'energie solaire.La legere diminution de la resistance
a la temperature qui resulte du fait que la matiere n'a ete orientee
que de facon uniaxiale est compensee par l'additif, consistant en noir
de carbon, qui procure egalement une augmentation utile de l'aptitude
de la pellicule a conduire la chaleur.
On a determine que le seul moyen fiable pour utiliser du polypropylene
oriente dans un collecteur solaire de type scelle, isole et utilisable
dans des applications a temperature elevee, comme le chauffage de
l'water chaude domestique, consiste a prendre les mesures necessaires
pour empecher que les temperatures internes atteignent une valeur
suffisante pour endommager cette matiere, dans les conditions de
stagnation mentionnees precedemment. On resout ce probleme par
l'utilisation dans la structure du collecteur solaire d'events qui
sgou- vrent a 1200C, c'est-a-dire a 300C au-dessous de la temperature
a laquelle la matiere cesse de resister. Dans ce but, on utilise du
Clysar, qui est une forme de polypropylene, soit comme element moteur
pour des volets de ventilation, soit comme couvercle destructible de
luimeme.Ces choix sont rendus possibles par la propriete inherente au
Clysar qui consiste en ce qu'il se retracte soudainement et avec force
dans une proportion de 40 percent de sa taille d'origine, lorsqu'il
atteint une temperature de 1200C.
On va maintenant considerer les dessins, sur lesquels les figures 1 a
3 representent de facon generale une plaque d'absorbeur solaire
employee conformement a l'invention. La plaque solaire est designee de
facon generale par la reference 20. La plaque solaire comprend un
chassis 22 qui consiste en une partie inferieure 24 et une partie
superieure 26. La plaque d'absorbeur interieure est designee de facon
generale par la reference 28 et elle est couverte par un vitrage
designe de facon generale par la reference 30. La reference 32 designe
un raccord d'entree et la reference 34 designe un raccord de sortie.
La structure comporte un certain nombre d'events intervenant en cas de
temperature excessive, designes par les references 36, 38 et 40, 42.On
decrira ulterieurement de facon plus detaillee le but et la structure
de ces events, ainsi que d'autres buts et caracteristiques de
l'invention. Le collecteur solaire represente peut avoir, a titre
d'exemple, les dimensions approximatives suivantes: 90 cm de largeur,
2,4 m de longueur et 13 cm d'epaisseur. Le vitrage consiste en deux
couches 44 et 46 montees sur un chas- sis auxiliaire 48 et constitues
par du verre ou une matiere plastique appropriee, transparente a
l'ultraviolet,ou une matiere analogue. Le but du vitrage est classique
et consiste a permettre une operation efficace de recueil d'energie
solaire, avec un bon.rendement, en laissant entrer le rayonnement
ultraviolet tout en empechant la dissipation par convection de
l'energie qui a ete ainsi recueillie.
La structure comprend en outre un substrat interne 50 forme par une
matiere isolante telle qu'unie matiere plastique ou une substance
analogue. Le substrat est destine a conferer une resistance d'ensemble
au panneau et a permettre de manipuler, de transporter et de monter
aisement le panneau, sans risque d'endommager l'enveloppe flexible
contenue a l'interieur.
La structure comporte un certain nombre de supports, indiques par
exemple par les references 52, 54, 56, 58, 60 et 62. L'un de ces
supports, a savoir le support 56, est represente sur la representation
partielle de detail de la figure 3. On voit egalement sur la figure 3
l'enveloppe d'absorbeur 28 et la bande perpendiculaire 58 qui est un
exemple d'une serie de telles bandes placees de chaque cote de
l'enveloppe dans le but d'appliquer une tension transversale a
l'enveloppe, selon un procede qu'on decrira ci-apres de facon plus
detaillee. On voit egalement sur la figure 3 des parties de chassis 24
et 26. Les figures 4 et 5 representent une structure de collecteur de
fluide qu'on emploie de preference conformement a l'invention. On voit
sur ces figures un collecteur de fluide 60 destine a l'extremite
d'entree du dispositif absorbeur de l'invention.Le collecteur de
sortie est identique a celui de l'extremite d'entree, a l'exception du
fait qu'il n'y a pas d'ondulations dans le collecteur de sortie,
puisqu'elles sont inutiles. On a represente un embout d'entree 62 qui
est branche au raccord de sortie 32 des figures 1-3. Le collecteur
consiste en une chambre 64 ayant une region de bord designee de facon
generale par la reference 66. La region de bord comporte un certain
nombre d'ondulations et il y a de preference une ondulation pour
chaque canal longitudinal de l'enveloppe d'absorbeur, comme on le
decrira par la suite.Un trou est forme dans la feuille superieure de
l'enveloppe d'absorbeur en correspondance avec chacune des
ondulations, et ces trous sont places de facon a correspondre avec des
canaux formes dans l'enveloppe d'absorbeur, grace a quoi l'water ou
tout autre liquide ou fluide peut circuler a partir de la chambre 64
en traversant chacun des canaux dans l'enveloppe d'absorbeur.
Dans son mode de realisation prefere, le collecteur de fluide est
constitue par du polypropylene d'environ 0,25 mm. L'embout 61 peut
etre constitue par exemple par du tube de 19 mm avec une paroi de 0,9
mm et l'embout est de preference fabrique en polypropylene ou une
matiere analogue. Le collecteur de fluide a la forme representee pour
faciliter le soudage-par ultrasons de l'embout sur le corps du
collecteur. Le soudage s'effectue sur une face 70 et les points de
soudure se trouvent en 72 et 74. Les ondulations sont representees de
facon generale en profil en 76 et elles ont une hauteur 78 dans la
plage d'environ 2,4 mm t1,6 mm.
Les ondulations sont formees d'une maniere particuliere et avec des
techniques particulieres. Le collecteur est forme par une feuille
superieure qui est soudee a une feuille inferieure qui est en fait la
feuille superieure de l'enveloppe de l'absorbeur. La feuille
superieure est de facon generale plus epaisse que la feuille
inferieure (c'est-a-dire la feuille superieure de l'enveloppe de
l'absorbeur) et elle est preformee de facon a presenter des
ondulations (indiquees en 66), comme par exemple par thermocompression
au moyen d'une matrice ayant la forme d'ondulation desiree.La feuille
superieure est ensuite soumise a une traction pour etre etiree
temporairement de facon a prendre une forme plane, apres quoi la
feuille inferieure plus mince est soudee a la feuille superieure qui
est ensuite relachee, ce qui tire la feuille inferieure pour lui
donner une forme ondulee appropriee, comme il est indique en 68. De ce
fait, les canaux presents dans l'enveloppe de l'absorbeur qui
correspondent aux ondulations ainsi formees sont maintenus ouverts,
grace a quoi l'water peut circuler aisement a partir de la chambre 80
du collecteur, en traversant les ouvertures dans l'enveloppe de
l'absorbeur et en penetrant dans les canaux.
La figure 6 est une vue en plan de dessus de la feuille superieure de
l'enveloppe de l'absorbeur, montrant que cette derniere est constituee
par une feuille de polypropylene. Comme on l'a indique ci-dessus de
facon generale, le polypropylene employe conformement a l'invention
est d'une epaisseur qui admet une action peristaltique lorsqu'un
fluide circule dans l'enveloppe resultante de l'absorbeur. Dans ce
but, la feuille superieure comme la feuille inferieure de l'enveloppe
de l'absorbeur ont une epaisseur maximale de 0,13 mm et elles sont de
preference plus minces, comme par exemple 0,050 ou 0,075 mm.
La feuille superieure (dont une partie forme la feuille inferieure du
collecteur de fluide) est designee de facon generale par la reference
90 et a cette feuille sont soudees un certain nombre de languettes
orthogonales ou dirigees perpendiculairement, comme l'indiquent les re
ferences 92, 94, 96, 98, 100 et 102 d'un cote, et les refe rences 104,
106, 108, 110, 112 et 114 de l'autre cote.
L'une de ces languettes correspond a la languette 58 sur la figure 3.
L'extremite d'entree de l'enveloppe porte la reference 116. Un certain
nombre de trous, d'ouvertures ou d'orifices d'entree 118 sont etablis
a l'extremite d'entree. Ces trous ou orifices d'entree sont concus de
facon a mesurer environ 2,4 mm de diametre. Ils sont disposes de facon
qu'il y ait deux de ces ouvertures par canal et ils sont centres a
l'entree du canal. Ils sont de preference mutuellement alignes dans
une direction transversale par rapport a la direction ou a l!axe
longitudinal de l'enveloppe de l'absorbeur et sont alignes avec des
trous correspondants dans la region de bord du collecteur de fluide,
qu'on a envisagee precedemment. A l'autre extremite, ou extremite de
sortie, 120, de l'enveloppe de l'absorbeur, se trouvent un certain
nombre de trous de sortie 122. Ces trous de sortie sont concus de
facon a mesurer environ 6,4 mm de diametre.Il existe un trou pour
chaque canal et ce trou est centre a la sortie du canal.
Les dimensions approximatives de la feuille pre- citee et de la
feuille superieure qui est representee sur la figure 7 sont de
preference de l'ordre de 0,9 m sur 2,4 m, les feuilles superieure et
inferieure ayant naturellement des dimensions correspondantes. La
feuille inferieure est designee par la reference 124 et elle comporte
un certain nombre de bandes disposees orthogonalement et designees de
facon generale par la reference 126. Ces bandes sont en un
polypropylene reagissant a la chaleur, de preference du Clysar, et
elles sont soudees aux feuilles dans des positions qui correspondent
aux bandes 93-114 de la figure 6 et qui correspondent aux positions
des supports 52-62, envisages precedemment. Ces bandes ont pour but de
reagir a une variation thermique en se contractant
longltudinalement.Cette direction est elle-meme transversale par
rapport a l'axe longitudinal de l'enveloppe correspondante de
l'absorbeur, ce qui a pour effet d'appliquer une tension a l'enveloppe
de l'absorbeur, en correspondance avec ces supports sur lesquels
l'enveloppe de l'absorbeur est etendue, afin d'eviter un flechissement
transversal.
Ceci contribue notablement a eviter, a separer et a chasser les
bulles, ce qui est l'un des buts principaux de la structure de
l'invention. Comme la feuille superieure, la feuille inferieure est de
preference en polypropylene d'une epaisseur maximale de 0,13 mm et
ayant de preference une epaisseur plus faible, comme on l'a deja
indique. Le but de l'utilisation d'une pellicule flexible avec la
minceur indiquee est de permettre la generation d'une action de type
peristaltique qui contribue a separer et a chasser les bulles qui se
forment dans le systeme en circuit ouvert de l'invention, qui est un
systeme a circulation par gravite, dans le but d'eviter la formation
de vides en position adjacente a la surface de reception du
rayonnement ultraviolet, afin d'augmenter considerablement le
rendement de la reception d'energie thermique, conformement a
l'invention.
La figure 8 represente schematiquement et en perspective l'assemblage
des collecteurs de fluide a la feuille superieure de l'enveloppe de
l'absorbeur, conformement a l'invention. On voit sur la figure 8 la
feuille superieure 90 et les languettes en Clysar 92-114, ainsi que
les ouvertures 118 dans la feuille superieure, a l'extremite d'entree
116, et les ouvertures de sortie 122 a l'extremite de sortie 120 de
cette feuille. On voit egalement sur la figure le collecteur d'entree
60 avec l'embout d'entree 61. On comprend que l'embout d'entree 61 est
monte dans une position verticale, perpendiculairement a la feuille
90, en preparation du soudage, du fait que le soudage s'effectue
aisement de cette maniere dans la technique de fabrication en grande
quantite qu'on decrira ci-apres en detail. De facon similaire, on voit
un collecteur de sortie 128 avec l'embout correspondant 130.
Les embouts sont positionnes pour le soudage de la maniere
representee, mais ils prennent finalement la position qui est
representee sur les figures 4 et 5. La position-repre sentee est
commode pour une machine de soudage par ultrasons, ce qui facilite la
fixation de l'embout au corps du collecteur.
La figure 9 montre le positionnement de la feuille superieure 90 par
rapport a la feuille inferieure 124. Dans la configuration representee
sur la figure 2, l'angle entre l'enveloppe de l'absorbeur et le plan
horizontal H est designe par A et cet angle est de preference de
l'ordre de 25 a 800, de facon a produire une circulation de fluide par
gravite de l'extreiite d'entree vers l'extremite de sortie.
Plus precisement, les feuilles superieure et inferieure sont
mutuellement alignees et les soudures des canaux sont indiquees en 140
dans la feuille inferieure et en 142 dans la feuille superieure. Ces
soudures sont formees par ultrasons en une operation continue, comme
on l'indiquera par la suite. Les references 144 et 146 designent des
soudures peripheriques. La soudure 144 est une soudure longitudinale
qui est representative des deux soudures longitudinales effectuees aux
bords d'extremite opposes de l'enveloppe de l'absorbeur, de facon a
definir les bords d'extremite longitudinaux de cette piece. La soudure
transversale 146 est destinee a representer des soudures transversales
qui delimitent la longueur de la feuille, comme il apparaitra plus
clairement ci-apres.
La figure 10 montre la feuille inferieure 124 et la feuille superieure
90 dans des positions respectives inversees, avec le collecteur 128,
par exemple, represente soude a la feuille superieure en 146. Une
soudure supplementaire est indiquee en 148, ce qui forme la chambre 80
precitee. Dans cette situation, l'embout est represente deplace de 900
et il est a nouveau en 130. Ainsi, l'embout prend sa position finale
dans laquelle son axe longitudinal est parallele au plan de la feuille
infe- rieure 90. Les soudures sont formees par ultrasons et sont des
soudures polypropylene sur polypropylene dans le mode de realisation
prefere.
La figure 11 represente la feuille 90 et la feuille 124 et fait
apparaitre la soudure peripherique 144 pour montrer comment les
parties correspondant aux bords longitudinaux de l'enveloppe sont
soudees ensemble.
Les soudures pour les canaux sont indiquees en 140. Sur les figures 10
et 11, les elements sont representes mutuellement espaces dans un but
de clarte. Cependant on comprend qu'a proximite des soudures les
elements sont maintenus appliques l'un contre l'autre.
La figure 12 represente de facon schematique le procede d'assemblage
de l'invention, pour transformer les feuilles 90 et 84 en enveloppes
d'absorbeur. La source de la feuille 90 est indiquee en 160 et la
source de la feuille 124 est indiquee en 162. Entre ces sources est
indiquee une longueur L dans laquelle la feuille 90, qui se trouve
au-dessous, est degagee de la feuille 124. On voit dans cette partie
un poste 1 dans lequel des trous sont perfores dans la feuille 90,
dans la direction transversale de cette derniere, pour former les
ouvertures d'entree et de sortie, mesurant respectivement 2,4 mm et
6,4 mm, comme indique precedemment.Au poste 2 se deroule l'operation
de soudage des bandes de Clysar perpendiculairement aux peripheries
des feuilles, de facon a former les elements de support qui mettent
les enveloppes d'absorbeur sous tension sous l'effet de l'augmentation
de la temperature a l'interieur de la structure de collecteur solaire.
Au poste 3 les collecteurs de fluide sont soudes sur les feuilles de
la maniere indiquee de facon generale ci-dessus. Au poste 4 on
applique les soudures des canaux longitudinaux, et ces soudures comme
les suivantes sont effectuees au moyen d'un equipement de soudage par
ultrasons d'un type disponible dans le commerce. Le poste 5 est le
poste auquel sont effectuees les soudures des cotes de la peripherie,
de facon a fermer les enveloppes de facon hermetique. On ne peut alors
acceder aux canaux que par les trous perfores precedemment qui se
trouvent dans la feuille 90. Les soudures des extremites de la
peripherie, associees aux soudures des cotes, sont appliquees au poste
6. Au poste 7 on effectue la coupure entre les enveloppes respectives
de facon que l'operation continue conduise a la formation d'un
ensemble d'enveloppes a partir de l'assemblage continu des feuilles 90
et 124. Au poste 3 est fabrique un sous-ensemble constitue par la
combinaison des embouts et des collecteurs de fluide, et ceci est une
operation separee qui peut tout aussi bien etre incorporee dans la
sequence generale de la figure re 12.
La figure 13 represente de facon generale un conduit d'event qui est
employe dans le chassis pour eviter un echauffement excessif de l'enve
oppe de l'absorbeur.
On voit ainsi par exemple un event 38 qui est constitue par un tube
d'event 170 de section transversale rectangulaire auquel sont fixees
des brides 172 et 174 destinees au montage sur le chassis associe. Le
tube event 170 comporte un event 176 qui le traverse et qui est obture
ou ferme a une extremite par une bande de Clysar 180 comportant des
rebords 182 et 184. La bande de Clysar est munie d'encoches de rupture
186, 188, 190 et 192. La ban- de de Clysar se retracte de facon
soudaine et considerable a 1200C et lorsque la bande de Clysar se
retracte, elle se rompt au niveau des encoches de rupture precitees et
la partie 194 se detache et ouvre ainsi le passage 176, ce qui permet
de mettre a l'air libre l'interieur de la structure de collecteur
solaire.Ceci est particulierement vrai car il existe plusieurs de ces
events, ce qui permet l'etablissement d'une circulation d'air a
travers le chassis et evite ainsi l'application d'une temperature
excessive a l'enveloppe de l'absorbeur ainsi que la deterioration de
cette derniere.
On vient d'expliquer le procede de fabrication des structures et des
enveloppes de l'invention. L'invention porte egalement sur le procede
qui consiste a chasser les bulles d'une enveloppe d'absorbeur solaire
en choisissant la matiere qui constitue l'enveloppe et la facon dont
elle est supportee de maniere a generer dans cette enveloppe une
action de type peristaltique. Ce phenomene ressem ble en pratique aux
mouvements peristaltiques intestinaux et cette action peristaltique
remplit exactement la meme fonction en ce qui concerne les bulles
d'air, du fait qu'elle entraine ces bulles en leur faisant traverser
l'enveloppe contre l'action de la gravite jusqu'a ce qu'elles soient
chassees par l'extremite de sortie de l'enveloppe.
Des pellicules plus epaisses que celles indiquees, bien qu'ayant une
utilite plus limitee, empechent l'apparition de l'ondulation qui
constitue l'action de type peristaltique et les bulles toujours
presentes demeurent a leur place dans de telles circonstances.-Une
agitation mecanique de la pellicule de la surface superieure,
produisant une onde peristaltique creee de facon artificielle,peut
eliminer les bulles, et on peut egalement considerer qu'elle entre
dans le cadre de l'invention. Cependant, une agitation de type
mecanique fait appel a l'utilisation d'un materiel supplementaire, ce
qui entraine des operations d'assemblage supplementaires ainsi qu'un
cout de montage supplementaire et des operations de maintenance
indesirables.Il est donc preferable, dans le cadre de l'invention,
d'induire l'action de type peristaltique par la circulation d'un
fluide dans une enveloppe d'absorbeur construite de facon appropriee
et constituee par des matieres suffisamment minces pour produire
l'action de type peristaltique. De plus, l'enveloppe est supportee
conformement a l'invention a des positions espacees de facon qu'elle
prenne, en profil, une forme en arcs de chainettes. Cette forme evite
le contact de l'enveloppe d'absorbeur avec un substrat de support qui
amortirait l'action de type peristaltique et diminuerait ainsi
l'elimination des bulles. Comme indique precedemment, l'elimination
des bulles evite la formation de vides dans les surfaces de transfert
de chaleur, ces vides reduisant notablement le rendement.
On peut ainsi voir que l'invention fait intervenir un procede
consis;S1t a former une enveloppe en une pellicule de polymere
suffisamment mince pour generer une action de type peristaltique
lorsqu'un fluide la traverse, et a etendre l'enveloppe dans une
attitude generale inclinee sur un ensemble de supports, pour lui
donner une configuration en arcs de chainette et pour la supporter de
maniere limitee afin de minimiser l'amortissement de l'action de type
peristaltique. L'invention fait egalement intervenir le procede
consistant a mettre en oeuvre les procedes precites par l'utilisation
d'un equipement de soudage par ultrasons qui produit une soudure sure
et permanente, suffisante pour supporter l'action de type
peristaltique qui est etablie comme indique precedemment.
Les ondulations dont on a indique l'existence dans le collecteur de
fluide ont de fanon generale une taille dans la plage de 6,4 mm a 10
cm, mais il existe egalement d'autres possibilites qu'on peut utiliser
en fonction des tailles de canaux qu'on utilise.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportees
aux dispositifs et aux procedes decrits et representes, sans sortir du
cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Dispositif solaire comprenant des moyens d'entree (60) destines a
alimenter le dispositif avec un fluide capable d'absorber l'energie
solaire, des moyens de sortie (128) destines recevoir le fluide, grace
a quoi on peut faire circuler le fluide en circuit ferme pour
effectuer un echange de chaleur, et des moyens absorbeurs (28) qui
sont branches aux moyens d'entree et aux moyens de sortie de facon a
acheminer le fluide entre les moyens d'entree et les moyens de sortie,
et ces moyens absorbeurs sont construits de facon a exercer une action
de type peristaltique dans la direction de circulation du fluide,des
moyens d'entree vers les moyens-de sortie, ce qui contribue a chasser
hors des moyens absorbeurs (28) les bulles presentes dans le fluide.2.
Dispositif solaire selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il
comprend des moyens qui relient les moyens de sortie (128) aux moyens
d'entree (60) en un circuit continu qui est en communication avec
l'atmosphere ambiante.3. Dispositif solaire selon l'une quelconque des
revendications 1 ou 2, caracterise en ce que les moyens absorbeurs
(28) sont concus de facon que le fluide les traverse en passant des
moyens d'entree (60) aux moyens de sortie (128) sous l'action de la
gravite.4. Dispositif solaire selon l'une quelconque des
revendications 1 a 3, caracterise en ce que les moyens absorbeurs (28)
comprennent une enveloppe en une pellicule de matiere plastique
flexible et relativement mince.5. Dispositif selon la revendication 4,
caracterise en ce que les moyens d'entree comprennent un collecteur de
fluide (60) qui communique avec des canaux formes longitudinalement
dans l'enveloppe entre les moyens d'entree et de sortie, et qui
distribue le fluide a ces canaux.6. Dispositif solaire selon la
revendication 5, caracterise en ce que le collecteur de fluide (60)
comprend un embout d'entree (61) et une chambre en matiere plastique
(64, 80) qui communique avec l'embout et qui comporte une region de
bord (66) accouplee a l'enveloppe, et cette region de bord est ondulee
pour former des ouvertures qui correspondent aux canaux.7. Dispositif
solaire selon la revendication 6, caracterise en ce que la region de
bord (66) est preformee de facon a avoir une forme ondulee qui
maintient la pellicule de l'enveloppe d'absorbeur dans une forme
ondulee correspondante.8. Dispositif solaire selon l'une quelconque
des revendications 1 a 7, caracterise en ce qu'il comprend un chassis
(22) qui supporte l'enveloppe (28), un vitrage (30) qui est supporte
par le chassis au-dessus de l'enveloppe, et un substrat (50) qui est
supporte par le chassis au-dessous de l'enveloppe, et cette derniere
est maintenue, au moins de facon generale, hors de contact avec le
vitrage et le substrat.9. Panneau solaire caracterise en ce qu'il
comprend: un chassis (22), des moyens d'entree (60, 32) sur le
chassis, destines a l'alimentation en fluide, des moyens de sortie
(128) sur le chassis, permettant d'evacuer le fluide dans le but
d'effectuer un echange de chaleur; et une enveloppe flexible (28) qui
relie les moyens d'entree aux moyens de sortie pour faire circuler le
fluide entre eux; et en ce que l'enveloppe peut recevoir de l'energie
solaire pour chauffer le fluide, cette enveloppe est divisee en canaux
paralleles s'etendant entre les moyens d'entree et de sortie, et les
moyens d'entree comprennent un collecteur de fluide (60) qui est en
communication avec les canaux et distribue le fluide a ces
derniers.10. Panneau selon la revendication 9, caracterise en ce que
le collecteur de fluide (60) comporte un embout d'entree (61) et une
chambre en matiere plastique (64, 80) qui communique avec cet embout
et qui comprend une region de bord (66) accouplee a l'enveloppe; cette
region de bord est ondulee de facon a onduler l'enveloppe pour
maintenir les canaux ouverts; l'enveloppe est formee par des feuilles
de matiere plastique placees face a face; et la partie de bord (66)
est formee par une feuille plus epaisse et elle est preformee de facon
a avoir une forme ondulee, cette feuille plus epaisse venant en
contact avec 1 l'une des feuilles de l'enveloppe (28) et maintenant
cette feuille dans une forme ondulee correspondante.il. Dispositif
solaire selon l'une quelconque des revendications 4 a 8, caracterise
en ce que les moyens absorbeurs (28) comprennent des moyens de support
(52, 54, 56, 58, 60, 62) pour supporter ladite enveloppe en des
positions longitudinalement espacees le long de l'enveloppe de maniere
que ltenveloppe prenne une forme ridee entre lesdites positions.12.
Dispositif solaire selon la revendication 11, ca racterise en ce qu'il
comprend des moyens pour appliquer une tension transversale a ladite
enveloppe dans lesdites positions.13. Dispositif solaire selon la
revendication 12, ca racterise en ce que ladite enveloppe est divisee
en canaux longitudinaux paralleles s'etendant entre les moyens
d'entree (60) et les moyens de sortie (128).14. Dispositif solaire
selon l'une quelconque des revendications 4, il, 12 et 13, caracterise
en ce que ladite pellicule a une epaisseur de l'ordre de 0,075 mm.
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