CN112204877A - 定日镜装置 - Google Patents

Abstract

本发明的定日镜装置，其具备：框架，其支撑太阳能电池面板；南北旋转机构，其具有用于使框架在南北方向上旋转的仰角旋转轴；东西旋转机构，其具有用于使框架在东西方向上旋转的方位角旋转轴；以及支柱，其中，通过南北旋转机构调整太阳能电池面板的面板表面的南北方向的角度，并通过东西旋转机构调整面板表面的东西方向的角度，仰角旋转轴与方位角旋转轴处于异面的位置关系，并通过南北旋转机构和东西旋转机构的各自的桁架构造保持框架。由此，提供一种为追随太阳的移动的类型、并能够稳定地保持太阳能电池面板的定日镜装置。

Description

定日镜装置

技术领域

本发明涉及具备太阳能电池面板的定日镜装置。

背景技术

以往从石油等化石燃料获得能源，但是近年来，这些化石燃料的枯竭、因使用该化石燃料而排出的二氧化碳等温室效应气体、进而用于购入化石燃料的成本(燃料费)成为问题。

因此，可再生且不需要燃料费的太阳光作为一种新的能量源而受到瞩目。

作为利用该太阳光作为能量源的装置，例如可举出具备太阳能电池模块(太阳能电池面板)的太阳光发电装置。特别是太阳能电池面板具有其设置角度能够配合太阳的移动而调整的类型(太阳追随型)(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-227408号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

在专利文献1的现有技术中，具有：仰角旋转轴，其用于使太阳能电池面板在南北方向上旋转，并以东西方向为轴向；以及，方位角旋转轴，其用于使太阳能电池面板在东西方向上旋转，并以南北方向为轴向，并且这些仰角旋转轴与方位角旋转轴正交(在三维中相交)。在这种上述两个旋转轴正交的专利文献1中，用于使得在东西方向上旋转的东西旋转机构为特殊的构造。

图11表示从北侧观察该现有的东西旋转机构的侧视图。如图11所示，专利文献1中的东西旋转机构是使用了方位角致动器101的机构。在连结盖102的端部连接有在水平方向上延伸的板状的连结臂103，在该连结臂103的上部承载并支撑未图示的框架，该框架从下部支撑未图示的太阳能电池面板。根据表示朝向西侧旋转后的状态的图12可清楚地得知，通过方位角致动器101的伸缩，连结盖102、连结臂103、框架、太阳能电池面板能够以方位角旋转轴104为中心而一体地在东西方向上旋转。

然而，在东西方向的旋转面内，保持框架的东西旋转机构整体呈现为图12中的FGHIJ五个点所构成的五边形状，造成框架(进而太阳能电池面板)的保持的稳定性降低。即使南北旋转机构是能够稳定地保持太阳能电池面板的构造，作为装置整体，太阳能电池面板的保持的稳定性也降低，耐风性等变弱。

本发明鉴于上述问题点而做出，其目的在于提供一种为追随太阳移动的类型、并能够稳定地保持太阳能电池面板的定日镜装置。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种定日镜装置，其具备一片以上的太阳能电池面板，并将所述太阳能电池面板的面板表面的角度调整为追随太阳的移动，其特征在于，具备：

框架，其支撑所述太阳能电池面板；

南北旋转机构，其具有用于使所述框架在南北方向上旋转并以东西方向为轴向的仰角旋转轴；

东西旋转机构，其具有用于使所述框架在东西方向上旋转并以南北方向为轴向的方位角旋转轴；以及

支柱，其支撑所述框架，

其中，通过所述南北旋转机构，以所述仰角旋转轴为旋转轴，所述框架和所述太阳能电池面板一体地在南北方向上旋转，从而调整由所述框架支撑的太阳能电池面板的面板表面的南北方向的角度，

通过所述东西旋转机构，以所述方位角旋转轴为旋转轴，所述框架和所述太阳能电池面板一体地在东西方向上旋转，从而调整由所述框架支撑的太阳能电池面板的面板表面的东西方向的角度，

所述仰角旋转轴与所述方位角旋转轴处于异面的位置关系，

所述南北旋转机构和所述东西旋转机构各自具有桁架构造，并通过所述桁架构造保持所述框架。

在现有装置中，如上所述，仰角旋转轴与方位角旋转轴正交，因此需要图11那样的特殊构造，因而形成图12那样的五边形状，而不能形成用于稳定保持框架、进而稳定保持太阳能电池面板的桁架构造。

然而，在本发明中，仰角旋转轴与方位角旋转轴处于异面的位置关系，因此不正交(即，不在三维中相交)，可以在南北旋转机构和东西旋转机构双方中形成桁架构造作为旋转并保持框架的机构。另外，实际上通过这种双方的桁架构造保持框架，因此能够稳定地保持框架(太阳能电池面板)。

以前，由于为如图12所示的五边形状，因此在构造上框架的保持不稳定，当吹风时，由于风荷载对太阳能电池面板的影响而容易造成破坏。另一方面，在本发明中，如上所述，通过南北旋转机构和东西旋转机构双方的桁架机构能够稳定地保持框架，因此能够抑制风荷载造成的破坏。

另外，在仰角旋转轴与方位角旋转轴正交的现有装置中，需要如上所述的特殊构造，但是在本发明中，仰角旋转轴与方位角旋转轴处于异面的位置关系，因此能够针对各旋转轴分别形成旋转构造，因此旋转轴周围的构造简化而能够提升生产性和组装性。能够谋求在量产和现场的组装步骤数的减少。

另外，所述南北旋转机构具备：

中心横棒，其贯穿所述支柱并能够在东西方向上摇动；南北旋转用连结部件，其连结所述中心横棒和所述框架；以及，南北旋转用致动器，其连结所述中心横棒和所述框架，

所述框架通过所述南北旋转用致动器的伸缩而在南北方向上旋转，

对于所述南北旋转机构中的桁架构造，

其通过所述南北旋转用连结部件与所述框架的连结部、所述中心横棒与所述南北旋转用致动器的连结部、以及所述南北旋转用致动器与所述框架的连结部这三点形成。

另外，所述东西旋转机构具备：

东西旋转部件，其一端侧可旋转地连结于所述支柱；东西旋转用连结部件，其连结所述东西旋转部件的另一端侧和所述框架；以及东西旋转用致动器，其连结所述东西旋转部件的所述另一端侧和所述支柱，

所述框架通过所述东西旋转用致动器的伸缩而在东西方向上旋转，

对于所述东西旋转机构中的桁架构造，

其通过所述东西旋转部件与所述支柱的连结部、所述支柱与所述东西旋转用致动器的连结部、以及所述东西旋转用致动器与所述东西旋转部件的所述另一端侧的连结部这三点形成。

根据这些定日镜装置，能够通过各致动器的伸缩而有效地在南北方向、东西方向上旋转。而且，能够更可靠地形成上述桁架构造而更牢固地保持框架。

(三)有益效果

如上所述，根据本发明，与现有装置相比，能够更稳定地保持太阳能电池面板，并有效地防止风荷载造成的装置破坏。进而能够提升装置的生产性和组装性。

附图说明

图1是表示本发明的定日镜装置的一例的俯视图。

图2是表示本发明的定日镜装置的一例的从南侧观看的侧视图。

图3是表示本发明的定日镜装置的一例的从西侧观看的侧视图。

图4是表示支柱与东西旋转用致动器的连结状态的一例的俯视说明图。

图5是表示东西旋转用致动器与东西旋转部件的连结状态、以及东西旋转部件与东西旋转用连结部件的连结状态的一例的俯视说明图。

图6是表示东西旋转部件与支柱的连结状态的一例的俯视说明图。

图7是表示使太阳能电池面板朝向西侧旋转后的状态的一例的说明图。

图8是表示使太阳能电池面板朝向东侧旋转后的状态的一例的说明图。

图9是表示使太阳能电池面板朝向北侧旋转后的状态的一例的说明图。

图10是表示使太阳能电池面板朝向南侧旋转后的状态的一例的说明图。

图11是表示从北侧观看现有的定日镜装置的东西旋转机构的侧视图。

图12是表示现有的东西旋转机构朝向西侧旋转后的状态的说明图。

具体实施方式

以下，针对本发明，以实施形式作为一例并参照附图进行详细说明，但是本发明不限于此。

图1至图3表示本发明的定日镜装置的一例。

图1是俯视图。上下方向是南北方向，左右方向是东西方向。另外，图2是从南侧观看的侧视图，图3是从西侧观看的侧视图。另外，为了说明东西旋转机构和南北旋转机构，存在未消除而保留了部件彼此重叠处的线的部分，以使得易于明白各机构的构造且易于明白各个部件的位置关系。

如图1至图3所示，本发明的定日镜装置1(以下，也简称为装置1)，具备太阳能电池面板2、支撑该太阳能电池面板2的框架3、具有仰角旋转轴4的南北旋转机构5、具有方位角旋转轴6的东西旋转机构7、以及支撑框架3的支柱8，其中，该仰角旋转轴4用于使该框架3在南北方向上旋转，并以东西方向为轴向，该方位角旋转轴6用于使框架3在东西方向上旋转，并以南北方向为轴向。

以下，详述各部的结构，但是这些结构仅是一例，并没有特别限制。

(太阳能电池面板、框架、支柱)

具有面板表面2A的太阳能电池面板2只要为一片以上即可，其数量和大小没有特别限制。在此，具备四片太阳能电池面板。

框架3例如由沿着南北方向的两根南北框架部件9、以及沿着东西方向的三根东西框架部件10构成。两根南北框架部件和两根东西框架部件组成四边形的框，在该框内配置有剩下的一根东西框架部件。这些框架部件例如能够作为角柱部件。另外，该框架3从下方支撑太阳能电池面板2。

因此，通过后述的南北旋转机构5(东西旋转机构7)，将仰角旋转轴4(方位角旋转轴6)作为旋转轴，使框架3和太阳能电池面板2一体地在南北方向(东西方向)上旋转，由此调整由框架3支撑的太阳能电池面板2的面板表面2A的南北方向(东西方向)的角度。

另外，支柱8例如由支柱本体11、以及安装于该支柱本体11的上部的两片支柱板12构成。如图3所示，两片支柱板12以夹住支柱本体11的上部的方式对向固定。

(东西旋转机构)

另外，特别是如图2所示，东西旋转机构7例如具有：东西旋转部件13，其一端侧可旋转地连结于支柱8；东西旋转用连结部件14，其连结该东西旋转部件13的另一端侧和框架3；以及，东西旋转用致动器15，其连结东西旋转部件13的另一端侧和支柱8。针对这些结构，进一步具体地说明。

图4是表示支柱8与东西旋转用致动器15的连结状态的一例的俯视说明图。在两片支柱板12的一个侧面上固定有L字型部件16，在该L字型部件16的内表面上固定有U字型部件17。在U字型部件17所形成的间隙中，以可在东西方向上旋转的方式连结有东西旋转用致动器15的一端。

图5是表示东西旋转用致动器15与东西旋转部件13的连结状态的一例的俯视说明图。图5中也一并表示东西旋转部件13与东西旋转用连结部件14的连结状态的一例。

在东西旋转部件13的侧面上固定有L字型部件18，在该L字型部件18的内表面上以U字的底部被固定的方式固定有U字型部件19。即，以U字的两个前端朝向图5的深处侧(定日镜装置1的下方侧)延伸的状态进行固定。另外，在U字型部件19的间隙中，以可在东西方向上旋转的方式连结有东西旋转用致动器15的一端(与和支柱8连结的一侧不同的另一侧)。

另外，东西旋转部件13的一端(与和支柱8连结的一侧不同的另一侧)通过例如螺栓等而与东西旋转用连结部件14连结。

另外，如图2、图3所示，东西旋转用连结部件14与南北框架部件9连结。

图6是表示东西旋转部件13与支柱8的连结状态的一例的俯视说明图。东西旋转部件13配置在两片支柱板12的其中一个(南侧)的外侧，东西旋转部件13的一端(与和东西旋转用连结部件14连结的一侧不同的另一侧)以可在东西方向上旋转的方式与支柱板12连结。例如，能够设置贯穿两片支柱板12和东西旋转部件13的方位角旋转轴体20，但是该可旋转的机构不限于此。该方位角旋转轴体20的中心轴相当于方位角旋转轴6。通过东西旋转用致动器15的伸缩，东西旋转部件13以方位角旋转轴6为中心在东西方向上旋转。同时，经由东西旋转用连结部件14而与东西旋转部件13连结的框架3一体地在东西方向上旋转。

而且，在东西方向的旋转面内，东西旋转机构7通过上述结构形成保持框架3的桁架构造。具体而言，如图2所示，能够通过东西旋转部件13与支柱8(支柱板12)的连结部O、支柱8(支柱板12)与东西旋转用致动器15的连结部P、以及东西旋转用致动器15与东西旋转部件13的另一端侧的连结部Q这三点形成桁架构造OPQ。

(南北旋转机构)

接着，特别是如图3所示，南北旋转机构5例如具有：中心横棒21，其贯穿支柱8并可在东西方向上摇动；南北旋转用连结部件22，其连结该中心横棒21和框架3；以及，南北旋转用致动器23，其连结中心横棒21和框架3。针对这些结构，进一步具体地说明。

如图1、图3所示，中心横棒21通过两片支柱板12之间。

另外，如图2所示，在中心横棒21的一端侧配置有U字型的南北旋转用连结部件22。南北旋转用连结部件22的U字的底部固定在中心横棒21上，且南北框架部件9通过U字的两个前端的间隙。南北框架部件9和南北旋转用连结部件22以南北框架部件9可在南北方向上旋转的方式连结。另外，中心横棒21的另一端侧也同样，配置有另一个U字型的南北旋转用连结部件22，南北框架部件9以可旋转的方式连结。

将该两个连结部连接而成的线相当于仰角旋转轴4。

另外，如图3所示，南北旋转用致动器23的一端以可在南北方向上旋转的方式连结在中心横棒21上。进一步，南北旋转用致动器23的另一端(与和中心横棒21连结的一侧不同的另一侧)相对于配置在框架3的四边形的框内的一根东西框架部件10以可在南北方向上旋转的方式连结。这些连结装置没有特别限制，能够与东西旋转机构7相同地，使用U字型部件等适当的部件。

另外，通过南北旋转用致动器23的伸缩，使得框架3能够以上述仰角旋转轴4为中心而在南北方向上旋转。

而且，在南北方向的旋转面内，南北旋转机构5通过上述结构形成保持框架3的桁架构造。具体而言，如图3所示，能够通过南北旋转用连结部件22与框架3(南北框架部件9)的连结部R、中心横棒21与南北旋转用致动器23的连结部S、以及南北旋转用致动器23与框架3(东西框架部件10)的连结部T这三点形成桁架构造RST。

这样一来，在南北旋转机构5和东西旋转机构7双方上形成有用于保持框架3的桁架构造OPQ、RST，特别是由图2、图3可知，这是因为在南北旋转机构5中的仰角旋转轴4与在东西旋转机构7中的方位角旋转轴6处于异面的位置关系(不在三维中相交)。

通过设置为这种位置关系，能够同时在双方的旋转机构中容易地形成称为桁架构造的稳定构造。由此，能够极为稳定地保持框架3、进而保持太阳能电池面板2。因此，即使风吹也能够牢固地保持框架3，并且能够有效地防止装置1的部件由于风荷载而被破坏。

另一方面，例如，在上述两个旋转轴正交(在三维中相交)的现有装置的旋转机构中，必须做出如图12所示的特殊构造，而且成为五边形状这样不稳定的构造。因此，当风吹时容易造成部件的破坏和缺损等。

另外，在现有装置中，由于两个旋转轴正交，因此旋转轴周围成为复杂的特殊构造，但是在本发明的装置1中，两个旋转轴处于异面的位置关系而没有交叉，因此易于简化旋转轴周围的构造。因此，能够容易地进行用于旋转机构的各部件的制造和组装。即，易于量产，另外，现场的组装作业变得简单。

另外，图7表示通过东西旋转机构7使太阳能电池面板2朝向西侧旋转后的状态。通过将东西旋转用致动器15的臂收缩，而成为相对于水平面朝向西侧倾斜45度的状态。

另外，图8表示通过东西旋转机构7使太阳能电池面板2朝向东侧旋转后的状态。通过将东西旋转用致动器15的臂伸长，而成为相对于水平面朝向东侧倾斜45度的状态。

进一步，图9表示通过南北旋转机构5使太阳能电池面板2朝向北侧旋转后的状态。通过将南北旋转用致动器23的臂收缩，而成为相对于水平面朝向北侧倾斜20度的状态。

另外，图10表示通过南北旋转机构5使太阳能电池面板2朝向南侧旋转后的状态。通过将南北旋转用致动器23的臂伸长，而成为相对于水平面朝向南侧倾斜50度的状态。

这样一来，通过东西旋转机构7的东西旋转用致动器15、或南北旋转机构5的南北旋转用致动器23的伸缩，而在东西方向或南北方向上旋转自如。由此，能够以适当追随太阳的方式调整太阳能电池面板2的面板表面2A的角度。

如上所述，本发明的定日镜装置1通过南北旋转机构5和东西旋转机构7，能够适当且简便地调整太阳能电池面板2的面板表面2A的角度以追随太阳，并且通过上述双方的机构中的桁架机构，能够牢固地以可旋转的方式保持太阳能电池面板2。而且，能够谋求基于量产化获得的成本降低、以及基于提升组装性所获得的时间和工夫的减少。

另外，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为示例说明，凡具有与本发明的权利要求书所记载的技术思想实质上相同的结构并产生相同作用效果的任何方案均包含在本发明的技术范围内。

在上述例子中，以南北旋转机构中的中心横棒、东西旋转机构中的东西旋转部件等具体部件为例进行说明，但是不限于这些部件和结构。只要仰角旋转轴与方位角旋转轴处于异面的位置关系，且在各旋转机构中具备用于支撑框架的桁架机构即可。

Claims (3)

1.一种定日镜装置，其具备一片以上的太阳能电池面板，并将所述太阳能电池面板的面板表面的角度调整为追随太阳的移动，其特征在于，具备：

框架，其支撑所述太阳能电池面板；

南北旋转机构，其具有用于使所述框架在南北方向上旋转并以东西方向为轴向的仰角旋转轴；

东西旋转机构，其具有用于使所述框架在东西方向上旋转并以南北方向为轴向的方位角旋转轴；以及

支柱，其支撑所述框架，

其中，通过所述南北旋转机构，以所述仰角旋转轴为旋转轴，所述框架和所述太阳能电池面板一体地在南北方向上旋转，从而调整由所述框架支撑的太阳能电池面板的面板表面的南北方向的角度，

通过所述东西旋转机构，以所述方位角旋转轴为旋转轴，所述框架和所述太阳能电池面板一体地在东西方向上旋转，从而调整由所述框架支撑的太阳能电池面板的面板表面的东西方向的角度，

所述仰角旋转轴与所述方位角旋转轴处于异面的位置关系，

所述南北旋转机构和所述东西旋转机构各自具有桁架构造，并通过所述桁架构造保持所述框架。

2.根据权利要求1所述的定日镜装置，其特征在于，

所述南北旋转机构具备：

中心横棒，其贯穿所述支柱并能够在东西方向上摇动；南北旋转用连结部件，其连结所述中心横棒和所述框架；以及南北旋转用致动器，其连结所述中心横棒和所述框架，

所述框架通过所述南北旋转用致动器的伸缩而在南北方向上旋转，

对于所述南北旋转机构中的桁架构造，

其通过所述南北旋转用连结部件与所述框架的连结部、所述中心横棒与所述南北旋转用致动器的连结部、以及所述南北旋转用致动器与所述框架的连结部这三点形成。

3.根据权利要求1或2所述的定日镜装置，其特征在于，

所述东西旋转机构具备：

东西旋转部件，其一端侧可旋转地连结于所述支柱；东西旋转用连结部件，其连结所述东西旋转部件的另一端侧和所述框架；以及东西旋转用致动器，其连结所述东西旋转部件的所述另一端侧和所述支柱，

所述框架通过所述东西旋转用致动器的伸缩而在东西方向上旋转，

对于所述东西旋转机构中的桁架构造，

其通过所述东西旋转部件与所述支柱的连结部、所述支柱与所述东西旋转用致动器的连结部、以及所述东西旋转用致动器与所述东西旋转部件的所述另一端侧的连结部这三点形成。

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