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Title:
SOLAR REFLECTIVE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/013536
Kind Code:
A1
Abstract:
The inventive sunlight reflective device (1) is arranged near a building (5) to be illuminated by sunlight and comprises a reflecting mirror arranged on a support (4). Said mirror (2) is embodied in the form of a reflecting convex and smooth surface in the form of a sphere or the part thereof. The device also comprises a non-reflecting surface (3) which is movable between a first position when the reflecting surface of the mirror reflects sunlight towards the building (5) and a second position which neutralises the reflecting surface when the non-reflecting surface (3) is positioned between the mirror (2) and the building (5).

Inventors:
HARDY AGNES (FR)
Application Number:
PCT/FR2003/002238
Publication Date:
February 12, 2004
Filing Date:
July 15, 2003
Export Citation:
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Assignee:
HARDY AGNES (FR)
International Classes:
F21S11/00; (IPC1-7): F21S11/00
Domestic Patent References:
WO2000066947A12000-11-09
WO2000066947A12000-11-09
Foreign References:
DE29805191U11998-06-04
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 099 (M - 1220) 11 March 1992 (1992-03-11)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 281 (M - 0986) 18 June 1990 (1990-06-18)
Attorney, Agent or Firm:
Somnier, Jean-louis (Société du Groupe Novagraaf 12, rue Edouard Vaillant Levallois Perrret, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif de réflexion (1) de lumière solaire destiné à tre positionné à proximité d'un bâtiment (5) à éclairer par rayonnement solaire, comprenant un miroir réfléchissant porté par un support (4), le dispositif étant caractérisé en ce que le miroir (2) présente une surface. réfléchissante convexe, lisse, en forme de sphère ou de portion de sphère, et en ce qu'il comporte en outre une surface non réfléchissante (3), mobile entre un premier état dans lequel la surface réfléchissante du miroir réfléchit la lumière solaire vers le bâtiment (5) et un second état de neutralisation de la surface réfléchissante dans lequel la surface non réfléchissante (3) est positionnée entre le miroir (2) et le bâtiment (5).
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface non réfléchissante (3) est montée pivotante pour neutraliser la surface réfléchissante.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il est monté pivotant sur le support (4) pour placer, en direction du bâtiment (5), soit la surface réfléchissante (2), soit la surface non réfléchissante (3), suivant l'angle de rotation du dispositif vis à vis du support (4).
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le support (4) est un pilier (4') dressé sur lequel le miroir (2) est positionné hors de portée de l'ombre du bâtiment (5).
5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il est monté coulissant le long du pilier (4').
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte une première coque (6) en portion de sphère portant le miroir à surface réfléchissante (2) et une seconde coque (7) en portion de sphère portant la surface non réfléchissante (3), ces deux coques étant assemblées entre elles.
7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les deux coques assemblées définissent une sphère (8) et cette sphère (8) est montée pivotante sur le support (4).
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte une coque qui se rabat sur la surface réfléchissante.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que ses surfaces réfléchissante 2 et non réfléchissante (3) sont déplacées par l'intermédiaire d'un système de pivotement électromécanique.
10. Application du dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 à l'éclairement d'un bâtiment (5) d'une hauteur (H) déterminée, caractérisée en ce qu'on positionne le dispositif à une distance (D) du bâtiment (5) correspondant à au moins la moitié de la hauteur (H) de celuici.
Description:
TITRE : DISPOSITIF DE REFLEXION SOLAIRE La présente invention concerne, de façon générale, un dispositif de réflexion de lumière solaire pour l'éclairage d'un bâtiment.

Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de réflexion de lumière solaire destiné à tre positionné à proximité d'un bâtiment à éclairer par rayonnement solaire, comprenant un miroir réfléchissant porté par un support.

Afin d'éclairer des zones d'ombre d'un bâtiment durant la journée, sans autre consommation d'énergie que l'énergie solaire il est connu d'utiliser des miroirs réfléchissants orientant les rayonnements solaires vers le bâtiment.

C'est la raison pour laquelle de nombreux fabricants de systèmes d'éclairage solaire ont développé diverses solutions visant à utiliser au mieux les rayons solaires pour éclairer des zones d'ombres d'un bâtiment.

Un dispositif de réflexion de lumière solaire du type précédemment défini, permettant un tel éclairage de zones d'ombres, est par exemple décrit dans le document brevet DE29805191U1.

Ce dispositif de l'art antérieur comporte plusieurs miroirs plans orientables, disposés à l'extérieur d'un bâtiment, face à l'une de ses ouvertures, afin de réfléchir la lumière solaire vers l'intérieur du bâtiment. Un inconvénient de ce système est qu'il nécessite d'orienter chaque miroir pour obtenir un éclairage optimum. De plus, en raison du déplacement

continuel du soleil par rapport au bâtiment, l'orientation de chaque miroir doit tre modifiée fréquemment pour optimiser la qualité d'éclairage du bâtiment, ce qui requiert préférentiellement un système automatisé d'orientation de miroir.

Un dispositif de réflexion de lumière solaire du type précédemment défini, permettant un tel éclairage de zones d'ombres, est également décrit dans le document brevet WO 00/66947.

Ce dispositif utilise un miroir convexe, orientable par système automatisé, positionné à l'extérieur d'un bâtiment. Un capteur de luminosité est positionné entre le miroir convexe et le bâtiment afin de déterminer l'intensité des rayons réfléchis par le miroir vers le bâtiment. Un système automatisé prend en compte les informations de luminosité collectées par le capteur et commande l'orientation du miroir convexe, pour optimiser l'éclairage du bâtiment.

Ce dispositif, bien que permettant un éclairage de qualité du bâtiment est complexe à réaliser car il nécessite un système automatisé pour orienter le miroir.

D'autres dispositifs de réflexion connus, utilisent plusieurs surfaces réfléchissantes tels que des miroirs convexes, ou des miroirs plans de petites tailles, juxtaposés les uns aux autres. La surface réfléchissante de tels dispositifs est discontinue en raison des jointures entre les miroirs. La lumière réfléchie par ces dispositifs est par conséquent discontinue et contient des zones d'ombres ou des zones

de difractions lumineuses gnantes d'un point de vue pratique et esthétique.

D'autre part, ces dispositifs ne sont pas utilisés pour éclairer des bâtiments.

Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un dispositif de réflexion solaire pour éclairer une partie sombre d'un bâtiment, permettant un éclairage par réflexion de lumière solaire qui puisse tre continu à la fois dans le temps et dans l'espace, sur une période donnée de la journée et dont la fonction de réflexion puisse tre neutralisée simplement.

La réflexion continue de lumière solaire dans le temps doit tre comprise comme étant un éclairage par réflexion, qui fonctionne lorsqu'il y a du soleil, indépendamment de la position de ce dernier, sans avoir à orienter la surface de réflexion au fur et à mesure du déplacement du soleil dans la journée.

La notion de réflexion continue dans l'espace doit tre comprise comme une répartition spatiale continue du rayonnement solaire réfléchi, sans interruption de ce rayonnement, dans un espace de réflexion déterminé qu'est la zone éclairée. D'un point de vue esthétique le rayonnement réfléchi donne une apparence d'éclairage continu dont les variations d'intensité lumineuse sont continues et régulières.

A cette fin, le dispositif de réflexion de lumière solaire de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci- dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le miroir présente une surface réfléchissante convexe,

lisse, en forme de sphère ou de portion de sphère, et en ce qu'il comporte en outre une surface non réfléchissante, mobile entre un premier état dans lequel la surface réfléchissante du miroir réfléchit la lumière solaire vers le bâtiment et un second état de neutralisation de la surface réfléchissante dans lequel la surface non réfléchissante est positionnée entre le miroir et le bâtiment.

Ce dispositif permet d'éclairer, chauffer, et améliorer la qualité de vie dans un bâtiment possédant une zone d'ombre, et cela par simple réflexion de lumière solaire, sans avoir à orienter le miroir. En effet, le miroir convexe sphérique diffuse la lumière solaire, en continu, dans le temps, quelle que soit la position du soleil.

Du fait que la surface réfléchissante du miroir soit lisse, c'est à dire continue, sans jointure apparente, sans aspérité dans la surface réfléchissante, le rayonnement réfléchi est également continu spatialement. Cette continuité spatiale est importante car elle donne l'impression d'un éclairage naturel direct ininterrompu, dont les variations lumineuses sont régulières.

Comme expliqué précédemment, un autre avantage du dispositif selon l'invention est de pouvoir neutraliser la surface réfléchissante en positionnant la surface non réfléchissante entre le miroir et le bâtiment de manière à ce que le bâtiment ne soit plus éclairé par la lumière réfléchie.

Le second état de neutralisation de la surface réfléchissante peut tre obtenu :

- en déplaçant la surface réfléchissante, - en déplaçant la surface non réfléchissante - ou en déplaçant simultanément ces deux surfaces.

On peut par exemple faire en sorte que la surface non réfléchissante soit montée pivotante pour neutraliser la surface réfléchissante et empcher ainsi la fonction de réfléchissement lumineux du dispositif sur le bâtiment.

Le dispositif de réflexion de lumière selon l'invention est préférentiellement apte à adopter des états intermédiaires entre les premier et second état, de telle manière qu'une partie seulement de la surface réfléchissante reste active et qu'une autre partie de cette surface soit neutralisée.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente un exemple d'utilisation d'un dispositif selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue de côté d'un dispositif selon l'invention.

Comme annoncé précédemment, et représenté sur la figure 1, l'invention concerne un dispositif de réflexion de lumière solaire destiné à tre positionné à proximité d'un bâtiment à éclairer par rayonnement solaire. Durant la journée, le soleil émet des rayons en direction du dispositif selon l'invention, ce dernier se trouvant à proximité d'un bâtiment 5 reflète

grâce à sa surface réfléchissante sphérique les rayons, indépendamment de la position du soleil.

La quantité de lumière réfléchie est variable selon la position spatiale où elle est mesurée autour du miroir, mais la variation de la quantité de lumière dans l'espace est continue, ce qui est particulièrement appréciable visuellement.

Le dispositif est. placé à proximité de bâtiments ou de tout autre site à éclairer dont des zones d'ombres sont à éclairer. Préférentiellement, le dispositif selon l'invention est placé du côté du bâtiment où se trouve la zone d'ombre la plus importante, c'est à dire au nord du bâtiment pour un bâtiment situé dans l'hémisphère nord de la planète.

Dans certains cas, plusieurs dispositifs peuvent tre utilisés autour du bâtiment, par exemple un dispositif au Nord, et/ou un dispositif à l'Est et/ou à l'Ouest du bâtiment de façon que le bâtiment soit complètement éclairé.

Il est également possible de superposer verticalement plusieurs dispositifs afin d'améliorer la répartition verticale de la lumière. Ce mode de réalisation est particulièrement utile pour éclairer des habitations de plusieurs étages. Par exemple, il est possible de disposer plusieurs dispositifs réfléchissants sur un mme support vertical, de façon que chaque miroir réfléchissant de chaque dispositif soit disposé face à un étage à éclairer.

La taille de la surface sphérique réfléchissante et le nombre de dispositifs réfléchissants utilisés sont préférentiellement choisis en fonction de la

taille de la zone à éclairer et de l'intensité lumineuse souhaitée.

Dans le cas où plusieurs dispositifs sont utilisés simultanément, la taille des surfaces réfléchissantes peut tre adaptée pour chaque dispositif. Par exemple, dans l'hémisphère nord, les surfaces réfléchissantes des dispositifs positionnés à l'est et à l'ouest du bâtiment peuvent tre. des quarts de sphères et la surface réfléchissante du dispositif positionné au nord du bâtiment peut tre une demi sphère.

Le dispositif est placé sur un support 4 qui est par exemple un pilier 4'vertical, de telle façon que la surface réfléchissante soit positionnée en hauteur par rapport au sol.

Le pilier 4'sur lequel est positionné le miroir 2 est préférentiellement placé hors de portée de l'ombre du bâtiment 5, et à une hauteur comprise entre la hauteur H et la moitié de la hauteur H du bâtiment 5, et préférentiellement à la hauteur du bâtiment 5.

Le dispositif est préférentiellement positionné à une distance D du bâtiment 5 correspondant à au moins la moitié de la hauteur H de ce dernier.

La figure 2 représente un dispositif 1 selon l'invention qui est monté pivotant sur le support 4. Le dispositif est pivotant autour de l'axe principal du pilier 4'pour placer, en direction du bâtiment 5, soit la surface réfléchissante 2, soit la surface non réfléchissante 3, suivant l'angle de rotation Alpha, du dispositif vis à vis du support 4.

Le dispositif est monté coulissant le long du pilier 4'afin de permettre par exemple sa maintenance,

le réglage de sa hauteur de positionnement, ou afin de cacher la surface réfléchissante en cas de fortes chaleurs ou d'intempéries.

Le dispositif 1 est composé d'une première coque 6 en portion de sphère portant le miroir à surface réfléchissante 2 et d'une seconde coque 7 en portion de sphère portant la surface non réfléchissante 3, ces deux coques sont assemblées entre elles et forment une sphère 8.

La surface non réfléchissante 3 est préférentiellement hémisphérique afin notamment d'tre symétrique par rapport à la surface réfléchissante 2 et d'équilibrer les efforts mécaniques exercés par le dispositif sur son support 4.

Ces coques 6 et 7 sont préférentiellement en matériau rigide tel que du verre ou du plastique pour le miroir mais peuvent également se présenter sous la forme d'une structure gonflable. Ces coques peuvent également tre formées autour d'une structure rigide filaire rigide. Le miroir 2 est généralement formé par un métal et la surface non réfléchissante 3 est par exemple une surface peinte.

La sphère 8 est assemblée de façon pivotante au sommet du pilier 4', à l'aide d'un axe de rotation 12.

Selon un premier mode de réalisation de la fixation, représenté à la figure 2, l'axe 12 est fixé verticalement en haut du pilier 4'et soutient une bille 13 sur laquelle repose un disque 14. La sphère 8 est assemblée sur le disque 14.

Le disque 14 est positionné sensiblement perpendiculaire par rapport à l'axe du pilier 4'et son

centre est aligné avec l'axe de rotation 12. Le disque 14 possède deux orifices latéraux diamétralement opposés par rapport à ce centre du disque. Ces orifices débouchent à l'extérieur du pilier 4'et servent respectivement de passage à deux tiges boulonnées 9, en acier qui descendent parallèlement le long du pilier 4' jusqu'à pouvoir tre accessibles à hauteur d'homme.

Un premier anneau 10, préférentiellement métallique, encercle sans la toucher, une portion basse du pilier 4'et est assemblé fixement aux extrémités basses des tiges 9, de manière à maintenir ces dernières parallèles par rapport au pilier 4'.

Un second anneau peut également tre assemblé fixement aux extrémités hautes des tiges 9 et encercler une portion haute du pilier 4'de manière à maintenir la sphère 8 en alignement au sommet du pilier 4'.

Un système d'arrt en rotation de la sphère est préférentiellement réalisé par l'intermédiaire de deux vis 15 venant immobiliser le premier anneau 10 par rapport au pilier 4'. Les vis 15 sont disposées au travers des parois périphériques latérales du premier anneau 10 et sont diamétralement opposées l'une par rapport à l'autre de manière à ce qu'une fois serrées, elles viennent bloquer l'anneau 10 autour du pilier 4', immobilisant ainsi la sphère 8 par rapport au pilier 4'.

Pour faire pivoter la sphère 8 et modifier les capacités réflexives du dispositif sur le bâtiment, il suffit alors de dévisser l'une au moins des vis 15 et d'entraîner les tiges 9 en rotation autour du pilier 4'. Puis, une fois la position voulue atteinte, la

sphère peut à nouveau tre immobilisée par serrage des vis 15.

Selon un autre mode de fixation de la sphère 8 sur son support 4, la sphère 8 peut tre traversée par un axe 12 de part en part, de façon à ce qu'elle soit positionnée en rotation par deux points diamétralement opposés l'un par rapport à l'autre, ce qui augmente d'autant la résistance au vent du dispositif.

Le support 4 peut avoir la forme d'une échelle pour permettre l'accès au dispositif, ce qui permet par exemple de nettoyer ou de cacher le miroir par une housse de protection ou déplacer une coque pivotante rabattable sur la surface réfléchissante.

Alternativement la surface réfléchissante 2 peut tre mobile pour venir s'intégrer dans la coque de protection, ce déplacement peut tre automatisé ou manuel.

Selon un autre mode de réalisation, les surfaces réfléchissante 2 et non réfléchissante 3 sont déplacées par l'intermédiaire d'un système de pivotement électromécanique qui peut tre utilisé seul ou en complément du système de pivotement manuel décrit ci- dessus.

Le dispositif est généralement dimensionné pour résister aux intempéries locales.

Selon un exemple préférentiellement utilisé dans des régions tempérées, la sphère 8 peut avoir un diamètre compris entre 60 et 70 cm, et tre placée au sommet d'un pilier 4'd'une hauteur comprise entre 3 et 10 mètres, la longueur de la tige 9 étant comprise entre lm50 et 8m50.