FR2574912A2 - Chauffe-eau solaire pour le chauffage et le stockage par passage direct de l'eau et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CHAUFFE-EAU SOLAIRE POUR LE CHAUFFAGE ET LE STOCKAGE PAR PASSAGE DIRECT DE L'EAU. LE CHAUFFE-EAU COMPREND UN BALLON 13 MONTE A L'INTERIEUR D'UNE ENCEINTE 12 EN VERRE DANS LAQUELLE A ETE REALISE UN VIDE POUSSE. DES TUYAUX FORMANT CONDUITE D'EAU ELASTIQUES 30, 31 ASSURENT LES ENTREE ET SORTIE D'EAU ETANCHES TRAVERSANT L'ENCEINTE EXTERIEURE EN VERRE. DES LOGEMENTS 26 COOPERANT AVEC DES ESPACEURS ASSURENT L'IMMOBILISATION DU BALLON 13 DANS L'ENCEINTE 12. L'INVENTION S'APPLIQUE EN PARTICULIER A LA PRODUCTION D'EAU CHAUDE SANITAIRE UTILISANT L'ENERGIE SOLAIRE.

Description

Le présent certificat d'addition a pour objet des perfectionnements au chauffe-eau solaire décrit au brevet principal n" 84 00 188 du 6 Janvier 1984.

Il s'agit d'un chauffe-eau solaire pour le chauffage et le stockage par passage direct de l'eau ne comportant pas d'échangeur de chaleur formant un ensemble compact performant et économique.

Le but recherché selon l'invention est de réaliser un chauffe-eau solaire à bon rendement, à faible coût, compact, ne nécessitant aucune servitude annexe, insensible au gel, pouvant être installé avec de très bonnes performances indifféremment en région froide, tempérée ou tropicale.

Le chauffe-eau solaire, objet de l'invention, est du type comprenant un ballon de stockage placé à l'intérieur d'une enceinte transparente. Selon l'invention, le ballon de stockage est monté à l'intérieur d'une enceinte transparente qui est entièrement étanche, résistante à la pression admosphérique, un espace intermédiai- re d'épaisseur réduite étant ménagé , entre ledit ballon et l'enceinte dans lequel espace un vide d'air poussé a été réalisé, au moins deux raccordements hydrauliques d'entrée et de sortie de l'eau étant prévus qui relient le ballon de stockage à l'extérieur du chauffe-eau en traversant de façon étanche l'enceinte, et au moins deux séries d'espaceurs disposés entre le ballon et l'enceinte, et situés vers les deux extrémités du ballon maintenant l'épaisseur dudit espace de vide.

Une telle conception générale du chauffe-eau confère à l'appareil de très gros avantages d'exploitation par rapport aux chauffe-eau de l'art antérieur connu.

Ces avantages proviennent essentiellement de l'excellente isolation thermique du ballon intérieur logé dans une enceinte en verre faiblement distante de la paroi extérieure du ballon et dans laquelle enceinte règne un vide poussé. Cependant, une telle conception de construction pose de nombreux problèmes techniques délicats que permet de résoudre dans les meilleures conditions le présent certificat d'addition.

En particulier, conformément à la présente invention, des logements en creux ou en saillie sont formés sur la paroi interne de l'enveloppe extérieure pour recevoir certains au moins desdits espaceurs. De cette façon on assure un calage en rotation dans un sens et en translation dans les deux sens du ballon à L'intérieur de l'enceinte en verre, ce qui permet de travailler l'en- semble sur un tour au moment du soudage des calottes fermant les extrémités de l'enceinte et assure également un blocage en translation du ballon dans l'enceinte facilitant les opérations de transport.

Selon une autre caractéristique de L'invention, au moins un fond du ballon intérieur est de forme concave, ce qui facilite les opérations de fermeture de L'enceinte autour du ballon, et permet, d'autre part, de gagner en volume d'encombrement.

Selon une autre caractéristique de L'invention, les entrées et sorties d'eau du ballon se font par des raccordements élastiques, ce qui limite les contraintes de dilatation pouvant s'exercer sur l'enceinte en verre.

L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication du chauffe-eau comportant diverses étapes successives de mise en oeuvre.

L'invention, ses avantages et ses moyens de mise en oeuvre apparaitront pLus clairement à l'aide de la description qui va suivre, faiteen référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 montre en coupe élévation et de façon schématique un chauffe-eau réalisé selon l'invent ion,
- la figure 2 est une vue en coupe transversale faite selon la ligne II-II de la figure 1,
- la figure 3 montre en coupe longitudinale, couché parallèlement à son axe et plus en détail une variante de réalisation du chauffe-eau,
- la figure 4 est une vue de bout faite selon la flèche IV de la figure 3,
- la figure 5 est une vue en coupe faite selon le plan V-V de la figure 3,
- la figure 6 montre de façon schématique trois espaceurs fixés autour d'un ballon selon un mode de réalisation préféré et avant introduction du ballon dans l'enceinte en verre extérieure du chauffe-eau,
- la figure 7 montre un détail de la fixation d'un espaceur autour du ballon,
- la figure 8 montre à plus grande échelle le détail d'une extrémité d'un espaceur,
- la figure 9 est une vue par dessus faite selon la flèche IX de la figure 7,
- la figure 10 montre en coupe transversale de façon schématique comment est positionné au moyen des espaceurs le ballon à l'intérieur de l'enceinte lorsque le ballon n'est pas rempli d'eau,
- la figure Il est une vue semblable à celle de la figure 10, mais lorsque le ballon est rempli d'eau,
- la figure 12 montre en coupe longitudinale de façon schématique comment sont aménagées la sortie d'eau chaude et l'entrée d'eau froide dans le ballon,
- la figure 13 montre à petite échelle et de façon schématique comment peut être réalisé un loge ment pour un espaceur dans la paroi de l'enceinte,
- les figures 14 et 15 sont des vues en coupe faites respectivement selon les plans XIV-XIV et XV-XV de la figure 13,
- la figure 16 montre de façon schématique un procédé permettant de mettre en place le ballon à l'intérieur de son enceinte en verre,
- la figure 17 montre en coupe le détail d'implantation'du getter à une extrémité du ballon,
- la figure 18 montre plus en détail et à plus grande échelle comment peut être réalisé et mis en place Le getter.

On se reportera tout d'abord aux figures 1 et 2 montrant la construction générale d'un chauffeeau conçu selon l'invention.

Le chauffe-eau désigné 1 dans son ensemble comprend essentiellement une enceinte générale extérieure 2,transparente, étanche,résistant à la pression atmosphérique, soit environ 1 bar, et par exemple constituée en verre de borosilicate. A L'íntérieur se trouve un ballon métallique 3 servant de réservoir de stockage à l'eau rep-éréeen 5 (figure 2) et donc résistant aux corrosions de celte-ci et à La pression du réseau d'eau. Entre l'enceinte extérieure 2 et le ballon de stockage 3 existe un espace intermédiaire 4 entourant tout Le ballon 3. Cet espace est de préférence d'épaisseur sensiblement constante et réduite, par exemple de L'ordre de 1 à quelques centimètres. Un vide d'air poussé, par exemple de l'ordre de 10 5 bars y a été réalisé au moment de la fabrication du ballon.

De façon à maintenir constante l'épaisseur de l'espacement 4 vide d'air, des espaceurs 6, par exemple métalliques, et convenablement fixés au ballon 3 sont placés vers les deux extrémités du ballon.

L'ensemble du chauffe-eau 1 peut reposer sur le sol, sur une toiture ou sur un support quelconque en étant pose par exemple parallélement à son axe longitudinal au moyen de deux piéces -7 épousant le volume extérieur de l'enceinte 2 sur sa partie inférieure, celle-ci pouvant être cerclée sur sa parti-e supérieure pour une meilleure tenue. Les piéces 7 sont avantageusement placées sensiblement dans le même plan vertical que les espaceurs 6 de façon à reprendre les charges du stockage du ballon 3 sans effort particulier pour l'enceinte, le ballon 3 formant poutre porteuse de la construction.

Le ballon de stockage 3 est revêtu d'une surface 8 absorbante et/ou sélective du rayonnement solaire sur toute sa surface extérieure. Ce revêtement peut être réalisé par une peinture, une immersion dans un bain électrolytique ou le collage d'un revêtement en feuille mince adhésive.

Deux raccordements hydrauliques sont prévus, à savoir une entrée d'eau froide en 9 et une sortie d'eau chaude en 10 qui débouchent dans le ballon de stockage 3 respectivement aux deux points les plus extrêmes en diagonale, de façon à éviter les mélanges d'eau chaude et d'eau froide et à soutirer L'eau la plus chaude en partie haute du ballon 3.

Le chauffe-eau 1 peut être indifféremment placé horizontalement dans l'axe nord-sud ou est-ouest, ou encore obliquement sur une toiture par exemple, en veillant dans ce dernier cas que la sortie d'eau chaude débouche bien dans la partie la plus haute du ballon.

A titre d'exemple un chauffe-eau conforme à l'invention peut être réalisé à partir d'une enceinte 2 en verre de borosilicate, de section circulaire de 200 mm de diamètre extérieur, de 5 mm d'épaisseur et de 3,10 m de longueur hors tout. Le ballon de stockage 3 est réalisé en acier inoxydable ou en acier noir revêtu, également de section circulaire de 170 mm de diamètre extérieur, de 2,5 mm d'épaisseur et de 3 m de longueur. L'espacement intermédiaire 4 est sensiblement c-onstant y compris aux extrémités et de 10 mm d'épaisseur. Le revêtement 8 peut être du type film auto-collant sélectif.Dans une telle réalisation, le chauffe-eau aurait un volume de stockage de 66 litres pour une surface absorbante du rayonnement solaire de 0,50 m2 projeté et une surface absorbante utile de 1,2 m2 calculée sur la base des trois/quart de la surface totale du revêtement 8 qui est de 1,6 m2.

Egalement toujours selon L'invention, des capacités de stockage et donc des productions d'eau chaude journalières supérieures peuvent être obtenues en jumelant plusieurs unités 1 conformes à la description précédante.

Par exemple des chauffe-eau de 132 litres ou de 198 litres de capacité peuvent être réalisés en jumelant deux ou trois unités 1 sur un piètement commun et l'ensemble des connections hydrauliques ayant été réalisées à la fabrication.

Comme revêtement sélectif, on utilise un revê tement présentant un coefficient d'absorbtion élevé et un coefficient d'émission E faible, par exemple o( compris entre 0,95 et 0,98 et E compris entre 0,12 et 0,25.

L'eau stockée dans le ballon central est fortement chauffée directement au contact de laparoi chaude du ballon lorsque celle-ci reçoit le rayonnement solaire.

Les coefficients de performance sont excellents puisque l'enceinte extérieure transparente et étanche assure l'effet de serre, l'espace intermédiaire 8 vide d'air annulant tout échange thermique par convection ou conduction, et le revêtement sélectif du balLon de stockage augmenl'absorbtion et diminuant les pertes par rayonnement.

En se reportant aux figures 3 à 5 on décrira maintenant un mode de. construction préféré.

Dans ces d-essins, on a repéré par des nombres augmentés de 10 unités les éléments semblables du mode de réalisation des figures 1 et 2, et l'on ne redécrira pas-en détail en conséquence tous ces éléments.

Par rapport au mode de réalisation schématique des figures 1 et 2, on observera essentiellement les caractéristiques particulières suivantes du mode de
réalisation des figures 3 à 5.

Les espaceurs 16 sont des lames ressorts qui ont été fixées autour du ballon 3 au- moyen d'une bande souple 21 convenablement serrée en 22 selon des techniques classiques de fermeture de colis et de caisses.

Le mode de fixation des espaceurs apparaitra,du reste plus
clairement, à l'occasion de la description des figures -6 à 9. De cette façon on évite des problèmes de soudure et de corrosion sur le ballon 3 des espaceurs 16.

Deux jeux de trois espaceurs 16 sont prévus vers les extrémités opposées du chauffe-eau. Dans la
réalisation illustrée où le ballon fait environ 3 m de
Long, les espaceurs ont été fixés à environ 250 mm de
chaque fond.

D'autre part, on constate,en examinant les
figures 3 et 5,que l'un des espaceur-s repéré 16a est
positionné dans l'enceinte en verre -2 à l'intérieur d'un
logement en forme généralede U dont les trois branches
23, 24, 25 ont été formées par déformation locale vers
l'intérieur de la paroi de l'enceinte 2- sur une petite
épaisseur e, par exemple de l'ordre de 3à 4 mm. De cette façon l'espaceur est prisonnier à l'intérieur du Logement 26 formé par ce U à trois branch-es 23, 24, 25 immobilisant le ballon en translation parallèLement à son axe à L'intérieur de l'enceinte 12.Cela permet également d'obtenir un blocage de la rotation du baron 13 interdisant à ce dernier de tourner dans le sens de la flèche 27 par rapport à L'enceinte 12, et ce pour des raisons qui apparaîtront plus loin.

Les fonds 28, 29 du ballon 13 présentent leur concavité tournée vers I'extérieur, ce qui présente des avantages au niveau de I'encombrement hors tout du chauffeeau et également au niveau de la fabrication, comme il apparaîtra plus Loi n.

Dans l'un des fonds creux 28, sont logés des conduits de raccordement 30, 31 respectivement avec l'en trée d'eau froide 20 et la sortie d'eau chaude 19, et les conduits 30, 31 sont formés en "queue de cochon" réalisant une jonction de sortie souple avec les traversées 32, 33 étanches de l'enceinte 12. Il est en effet nécessaire de prévoir une possibilité de dilatation du réservoir 13 avec ses conduits de raccordement par rapport à L'enceinte 12 tout en ne soumettant cette dernière qu'à des contraintes réduites.

En 34, 35 on a représenté des tubes souples de jonction pour le raccordement du chauffe-eau aux canaLisations d'amenée d'eau froide et d'utilisation d'eau chaude du local à équiper, ces tuyaux souples ayant pour objet d'éviter au moment du raccordement du ballon à l'installation une rupture de la partie en verre du ballon soudée aux entrée et sortie d'eau.

A L'extrémité opposée de l'enceinte 12 on aperçoit un getter repéré dans son ensemble 36 logé à
L'intérieur d'une protubérance 37 du fond correspondant 12a de L'enceinte 12 et dont la mise en oeuvre et l'inté- rêt seront décrits plus en détail plus loin-.

On sè reportera maintenant aux figures 6 à 9 pour montrer plus en détail la réalisation des espaceurs16.

On disposera, de préférence, vers chaque extrémité du banlon trois espaceurs 16 formés d'une lame ressort de forme générale en U, comportant un fond 38 réuni par deux branches 40 à deux pieds 39 enroulés. La fixation de chaque espaceur se fait par une bande souple 21 qui passe dans deux échancrures 41 formées dans te fond 38, et La bande souple 21 est serrée au moyen d'un dispositif de serrage 22 de tout type approprié connu. De cette fa çon les trois pieds espaceurs 16 peuvent être convenabLement répartis à 1200 les uns des autres autour du ballon 13 et y être fermement assujettis sans qu'il soit besoin de faire appel à aucune opération telle que soudage pouvant altérer la paroi du ballon.

Le détail de la fig-ure 8 montre que de.préfé- rence, la lame ressort est enroulée sur elle-même sur au moins un tour complet. Ceci permet aux pieds enroulés 39 de présenter suffisamment de résistance pour éviter leur écrasement sous le poids du ballon rempli d'eau.

Ainsi, en se référant aux figures 10 et 11, on aperçoit les positions prises respectivement par le ballon 13,monté dans l'enceinte 12 et écarté d'elle par les espaceurs 16, lorsque le ballon est vide d'eau (figure 10) ou lorsque le ballon est plein d'eau (figure 11). Dans ce cas le ballon s'est quelque peu décentré (d) en venant porter sur, et déformer, mais cependant sans les écraser, les deux pieds 39 des deux espaceurs 16 montés en partie basse du ballon.

En faisant référence à la figure 12, on a montré schématiquement comment peuvent être aménagées la sortie d'eau chaude 19 et l'entrée d'eau froide 20, à l'intérieur du ballon 12.

Compte-tenu de la longueur importante du ballon par rapport à son diamètre, on donne avantageusement au conduit d'eau froide 20 un trajet sinueux, par exemple en hélice suivant la paroi interne du ballon, contre laquelle paroi il reste calé. Les connections devant traverser, de façon étanche, l'enceinte en verre (non représentée) peuvent être formées,comme illustrée par des conduits flexibles 44, 45 pour permettre les dilatations différentielles entre le ballon 13 et l'enceinte 12.

En se reportant aux figures 13 à 15, on a illustré le logement 26 formé dans la paroi de l'enceinte en verre 12 pour recevoir et caler une patte d'un espaceur 16. L'introduction de la patte dans l'espaceur se fait en amenant la patte dans la position repérée en a au voisinage de l'entrée du logement 26, en la poussant ensuite jusqu a la hauteur de l'entrée du logement en b, et en faisant tourner ensuite le ballon 13 (dont la patte est solidaire) à l'intérieur de l'enceinte 12 jusqu'à ce que la patte vienne en c se bloquer au fond du logeme-nt 26.

Le principe de la mise en place du ballon 13 dans l'enceinte 12 va être maintenant décrit plus en détail, en faisant référence à la figure 16.

On supposera tout d'abord que l'enceinte 12 est déjà en partie réalisée avec un fond 12b déjà soudé.

(On décrira plus loin l'ensemble des opérations successives à mettre en oeuvre pour la fabrication complète d'un chauffe-eau).

Le ballon 13, équipé de ses sorties d'eau chaude et d'eau froide, telles par exemple que 44, 45, est enfilé à l'intérieur de l'enceinte 12 en étant saisi par son fond 29 au moyen d'une ventouse 46, reliée par un conduit 47 à une pompe à vide, comme indiqué par la flèche 48.

Les pattes 16 des espaceurs sont provisoirement rabattues contre la paroi du ballon 13 par un lien souple (non représenté) jusqu'à ce que Les pattes soient engagées dans l'ouverture de l'enceinte 12. Le lien souple extérieur est alors retiré et l'ensemble est avancé, comme indiqué par la flèche 49, jusqu'à ce que le deuxième jeu des pattes 16 soient également engagé dans l'ouverture. On continue alors à pousser l'ensemble du ballon 13 jusqu'à ce que les pattes 16 viennent à la hauteur du logement 26. A ce moment, on fait tourner le ballon 13 dans le sens de la flèche 50 pour faire pénétrer la patte d'espaceur correspondante dans le logement 26, comme il avait été expliqué en relation aux figures 13 à 15.

On se réfèrera maintenant aux figures 17 et 18 expliquant l'utilisation du getter.

Comme il est bien connu dans La technique des vides poussés, on peut parfaire le-vide à l'inté-, rieur d'une enceinte en y vaporisant certains éléments lorsqu'un vide déjà relativement important a été établi.

Par exemple, on peut ainsi vaporiser du baryum dans une enceinte dans laquelle on a effectué un vide reia- tif de l'ordre de 10 4 bar, de manière à amener ce vide à une valeur plus poussée, par exemple, de l'ordre de 10 6 bar. En outre, le "flashage" du baryum sur les pa
rois voisines en verre de l'enceinte crée une couleur
réfléchissante argentée formant témoin de vide. En effet, -en cas de fuite et d'introduction d'air dans l'enceinte,
le baryum avide d'oxygène s'oxyde et devient blanchâtre.

La vaporisation du baryum peut se faire au moyen d'un enroulement éleetrique 51 qui permettra d'échauffer la substance vaporisable du getter 36
lorsqu'une self d'induction 52 (figure 17) sera appliquée à l'extérieur autour de l'enroulement 51. Le montage pratiqu-e peut se faire comme illustré à la figure 18 en prévoyant l'enroulement 51 d'alimentation d'une résistance chauffante permettant de chauffer des résistances 53 sur lesquelles le baryum a été préalablement déposé,
l'enroulement 51 étant formé sur un petit cylindre en
verre 54, lui-m-ême soudé au fond du logement 37 également
en verre, lui-même soudé à la calotte 12a.

On décrira maintenant en relation aux diverses
figures les diverses opérations successives qui doivent
être réalisées pour fabriquer le chauffe-eau.

On réalise séparément des cylindres de verre
constituant la partie principale de l'enceinte 12, pou
vant avoir par exemple un diamètre extérieur de 200 mm et une épaisseur de paroi de 5 mm, de façon à pouvoir
résister à l'écrasement de la pression atmosphérique
lorsque l'enceinte sera mis-e sous vide.

On réalise également séparément les calottes d'extrémité telles que 12a, 12b qui devront coiffer et fermer l'enceinte 12. La calotte 12b devra comprendre
(figure 16) deux tubes en verre 55, 56 dans lesquels s'engageront les tuyaux 44, 45 d'entrée et de sortie d'eau du ballon. Cette calotte peut comporter également un troisième tube en verre 57 par lequel sera créé le vide dans l'enceinte.

On réalise séparément le ballon 13 dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur de l'enceinte. Par exemple, Le diamètre extérieur du ballon peut être de l'ordre de 170 mm. Il est réalisé, de préférence en acier -et il doit être susceptible de résister à la pression de tarage de l'eau
(en général 9 bars) augmentée d'un bar correspondant au vide réalisé dans l'enceinte 12.

Le ballon 13 est équipé de ses fonds et de ses conduits d'entrée et sortie d'eau avec ses liaisons flexibles. Deux tuyaux 44, 45 font saillie à une extré- mité pour sortir à travers les tubes 55, 56 de la calotte 12b.

L'enceinte 12 comporte également, qui peut être formé en creux ou en relief sur sa paroi interne,
le logement 26 pour le calage d'au moins un espaceur 16 ou d'un de ses pieds 39.

On soude la calotte 12b au tube 12.

On équipe le ballon 13 de ses séries d'espaceurs 16 que l'on maintient serréspar une bande souple provisoire.

On introduit par translation axiale le ballon 13 dans L'enceinte 12 en libérant la bande souple quand
les espaceurs sont entrés dans le cylindre, ce qui permet d'engager convenablement le bat ton 13 avec ses espaceurs 16 dans l'enceinte 12 sans la rayer (ce qui pourrait fragiliser le verre).

Lorsque le ballon 13 est convenablement engagé dans l'enceinte 12, on fait tourner légèrement sur
lui-même, comme illustré à La figure 16 le ballon 13 dans l'enceinte 12 de façon à venir bloquer l'espaceur correspondant dans le logement 26. Simultanément on a pris la précaution de faire sortir les tuyaux souples '44, 45 par les tubes 55, 56 de la calotte 12b
Le ballon 13 étant ains convenablement positionné et calé dans L'enceinte 12, on peut retirer la vantouse 46 ayant servi à son introduction, et t'on peut mettre en place l'autre calotte 12a que L'on pour
ra souder à la paroi contiguë 12 de l'enceinte en fai sant tourner l'ensemble du chauffe-eau sur un tour pour réaliser une bonne soudure et un chauffage homogène de la calotte sur l'enceinte 12.Les fonds concaves du ballon permettent d'éviter des phénomènes de surchauffe qui pourraient être néfastes notamment au revêtement absorbant particulier du ballon. D'autre part, le getter 36 étant protégé dans son logement 37 n'est pas non plus soumis à une surchauffe intempestive lors de l'opération de fermeture de l'enceinte par soudage de la calotte 12a.

Lorsque ces opérations sont terminées, on commence à mettre L'enceinte sous vide par la tubulure 57 reliée à une source convenable de vide. Simultanément, on réalise la soudure des tubes 55 et 56 autour des tuyaux 44, 45 de sortie d'eau froide et d'eau chaude. Cette soudure est réalisée par simple chauffage des tubes 55, 56 qui, du fait de la dépression réalisée dans l'enceinte, viennent s'écraser contre les tubes 44, 45. On maintient un vide, par exemple de l'ordre de 10 4 bar tout en chauffant l'ensemblee par exemple vers 300"C dans un four pendant 3 à 4 heures, de manière à éviter tout dégazage dans le temps.

Aprés quoi, onscelle le tube 57 de mise sous vide et l'on procède au flashage - vaporisation du getter pour parfaite le vide jusqu'à 10 6 bar. Le maintien de la couleur argentée du baryum vaporisé sur les parois adjacentes de l'enceinte est un garant du maintien du vide.

De nombreuses variantes de réalisation peuvent être apportées aux modes de construction, de montage et de fabrication décrits. En particulier, nombre d'opérations peuvent etre inversées et les diverses solutions préconisées et décrites peuvent être combinées.

Par exemple, au niveau du soudage des calottes en verre aux deux extrémités des enceintes, on peut utiliser des rampes chauffantes pour éviter d'avoir à faire tourner sur lui-même l'ensemble de l'enceinte et du ballon de stockage.

De façon générale, l'emploi de matériaux synthétiques et plastiques sera proscrit à ltintérieur de l'en- ceinte sous vide, car ces matériaux dégazent dans le temps et feraient chuter les performances -de l'appareil. Les matériaux utilisés seront donc essentiellement métalliques tels que acier, cuivre, etc...

De même le revêtement absorbant extérieur du ballon devra être capable de résister à l'échauffement du processus de montage de l'ensemble et de l'étuvage en fin d'opération de dégazage.

Au niveau des pieds extérieurs 17, on pourra par contre utiliser des matières plastiques souples telles que PVC qui réduiront les contraintes avec le verre et assureront également une réduction à cet endroit du pont thermique créé par la présence des organes espaceurs, dont la conductibilité est cependant très restreinte.

Compte-tenu de sa conception, le ballon peut être placé selon n'importe quelle orientation. Si une utilisation en position verticale est prévue, on prévoit alors avantageusement d'ajouter, du côté au moins du ballon qui sera placé en bas un matelas de lai ne de verre amortisseur qui permettra de supporter le ballon à l'intérieur de L'enceinte en reprenant la charge essentiellement sur la calotte inférieure qui sera évidemment convenablement reçue dans un berceau adéquat.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. - Perfectionnements à un chauffe-eau solaire selon l'une quelconque des revendications du brevet principal et notamment la revendication 1, c'est-à-dire comprenant un ballon de stockage (3) placé à l'intérieur d'une enceinte transparente (2) pour le rayonnement so- solaire, ladite enceinte (2) étant entièrement étanche, résistant à la pression atmosphérique, un espace intermédiaire (4) d'épaisseur réduite étant ménagé entre ledit ballon et L'enceinte dans lequel espace un vide d'a-ir poussé a été réalisé, au moins deux raccordements hydrauliques , 10) d'entrée et de sortie de l'eau étant prévus qui relient le ballon de stockage à l'extérieur du chauffe-eau en traversant de manière étanche l'enceinte (2), au moins deux séries d'espaceurs (6) étant disposées entre le ballon (3) et l'enceinte (2) et situées vers les deux extrémités du ballon maintenant l'épaisseur' dudit espace de vide, caractérisés en ce que des logements en creux ou en saillie 26 sont formés sur la paroi interne de l'enveloppe extérieure pour recevoir certains au moins desdits espaceurs (16a).

2. - Perfectionnements selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'au moins un fond (28) du ballon intérieur (13) est de forme concave.

3. - Perfectionnements selon la revendication 1 ou La revendication 2, caractérisésen ce que les entrée et sortie d'eau (19, 20) se font par des raccordements élastiques (30, -31, 44, 45).

4. - Perfectionnements selon la revendication 3, caractérisés en ce que les entrée et/ou sortie d'eau se font par des raccordements non rectilignes.

5. - Perfectionnements selon -la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisés en ce que l'entrée et la sortie se font vers tes extrémités opposées du ballon 63) le tuyau (20) qui traverse le ballon sur presque toute sa longueur serpentant, par exemple en hélicoide, à l'intérieur du ballon.

6. - Perfectionnements selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce que les espaceurs (16) ont la forme de ressorts et sont maintenus sur la paroi externe-du ballon au moyen de Liens souples (21) convenablement tendus.

7. - Perfectionnements selon la revendication 6, caractérisés en ce que lesdits ressorts (16) ont la forme de lames enroulées sur elle-mêmes à leurs extrémités (39).

8. - Perfectionnements selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce que l'enceinte (12) comporte à une de ses extrémités, dans son axe un

logement cylindrique circulaire (37) de diamètre réduit communiquant avec l'espace sous vide (14) compris entre l'enceinte et -le ballon et dont La paroi est formée dans -une matière analogue à celle qui constitue ladite enceinte, ledit logement étant susceptible de contenir un getter (36).

9. - Perfectionnements selon la revendication 8, caractérisés en ce que Ledit getter comporte une pastille de baryum et une bobine électrique (51) de vaporisation

C"flashage") susceptible d'être alimentée au moyen d'un flux d'induction extérieur.

10. - Perfectionnements selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisés en ce que ledit getter est monté sur une vis (54) en verre fixée à l'in térieur dudit logement (37).

11. - Procédé de fabrication d'un chauffe-eau selon l'unie quelconque des revendications précédentes, caractérisé par Les étapes suivantes

On réalise séparément des cylindres de verre et des calottes'extrémité (12a, 12b) pour constituer Ladite enceinte (12),

On forme sur La paroi interne du cylindre en verre des logements en creux ou en saillie (26) pour la reception des extrémités desdits espaceurs i?3),

On réalise un ballon de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur de l'enceinte de

l'ordre de quelques centimètres, de préférence de 1 à 3 cm inférieur,

On équipe ce ballon (13) de ses tuyaux flexibles d'entrée et sortie d'eau (30, 31, 44, 45) avec deux extrémités faisant saillie hors du ballon vers une extrémité longitudinale du ballon,

On pourvoie une calotte d'extrémité (12a) de deux tubes en verre (55, 56) de diamètre légère- ment supérieur auxdites deux extrémités de tuyaux (44, 45) et qui sont positionnés de façon à pouvoir les recevoir,

On soude ladite calotte (12a) sur une extrémité dudit cylindre en verre,

On équipe le ballon (13) de ses séries d'espaceurs (16) que l'on maintient serrées par une bande souple provisoire,

On introduit par translation axiale le ballon dans l'enceinte en libérant la bande souple qua-nd les espaceurs sont entrés dans le cylindre,

On fait tourner le ballon dans l'enceinte pour amener certains au moins des espaceurs (16a) en butée dans leur logement (26) formé sur la paroi interne du cylindre,

On soude la deuxième calotte sur ledit cylindre,

On fait le vide dans l'espace (14) entre le ballon et l'enceinte au moyen d'un tube de verre (57) traversant l'une des calottes,

On ferme de façon étanche les deux tubes de verre précités (55, 56) sur lesdites extrémités de tuyaux (44, 45) qu'ils entourent en les chauffant localement, et

On scelle le tube de mise sous vide (57) dudit espace (14).

12. - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on parfait le vide par vaporisation ("flashage') d'un getter dans l'enceinte.