JP2001082811A - 集熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集熱器の太陽を見る方向の厚みを薄くする。
高温の集熱。受光面積に対する駆動機構数を少くする。
低姿勢にて広面積の受光を可とする。 【解決手段】 平板ガラス３６又はフレネルレンズ３６
ｆと板３１，３３で囲った箱体内に、第１放物面鏡４０
ａ又は平面鏡４０ｐｍ，第２放物面鏡５２および光／熱
変換ブロック６１を装備し、入射光を箱体内で折り返し
反射させて長距離光路を経て、採光ブロック６１の流体
空間７７を通して熱交換流体排出管７４内に太陽光を集
束投射する。排出管７４の内面は、光／熱変換用の黒色
面であり、主に排出管７４内で光／熱変換し集熱する。
箱体内には弁装置９２を介して、乾燥した空気又は不活
性ガスを封入する。各ＥＬ軸Ｂ１〜Ｂ４で各４個のＡＺ
軸４を支持した、４×４＝１６個の、マトリクス配列の
支持機群Ａ１１〜Ａ４４で、総計６４個の集熱器２２〜
２４を支持した。１つの駆動機ＥＦ１が、４個の支持機
Ａ１１〜Ａ１４をＡＺ駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平行光を集光して
熱に変換する集熱装置に関し、代表的な使用態様の１つ
は、太陽光の集熱装置である。

【０００２】

【従来の技術】従来の集熱器には、横断面が半円弧状又
は放物線状で縦に長いミラ−又は凸レンズの焦点位置に
光／熱変換用の黒い表面を有するパイプを配置し、それ
に光／熱変換流体として水を通すものがある。凸レンズ
は、大集光径のものにすると厚くなり、太陽光集光レン
ズとしては不適である。フレネルレンズは板状で厚みが
薄く、大集光径にしても格別に厚くならないので、集光
レンズに適している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光／熱変換
面に対する光の入射角（面に垂直な線に対する角度）が
大きいと光が全反射により反射され、集熱効率が下るの
で、レンズの受光面直径（集光面積）を大きくするに伴
ない、焦点距離を長くする必要がある。ミラ−を用いる
場合でも、集光面積を広くするに伴ない焦点距離を長く
する必要がある。すると太陽に向かう方向に厚い（高
い）集熱器となってしまう。また、横断面上では集光
（光の集束）が行なわれるが、長さ方向は集光は行なわ
れないので、集光密度が低く、高温の集熱が難しい。

【０００４】本発明は、集熱器の、太陽を見る方向の厚
みを薄くすることを第１の目的とし、高温の集熱を第２
の目的とする。総受光面積に対して太陽追尾のための駆
動機構の数を小量にすることを第３の目的とし、低姿勢
にて広面積の受光をすることを第４の目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（１）底板(31)，それに
対向する開口を囲む側板(33)および該開口を閉じる透光
部材(36/36f)を含むケ−シング；該ケ−シング内にあっ
て、前記透光部材(36/36f)を通過してケ−シング内に入
った光を反射する第１ミラ−(40a)；前記ケ−シング内
にあって第１ミラ−(40a)の前方に位置し、前記透光部
材(36/36f)で支持され、第１ミラ−(40a)の反射光を反
射する、小形，短焦点距離の曲面ミラ−である第２ミラ
−(52)；第２ミラ−(52)に対向しその反射光を受入れる
透光窓(75)と、それに接する熱交換流体を通すための流
路(69,68,77)を有する採光部材(61)；および、該採光部
材(61)に結合され、前記流路(69,68,77)につながった熱
交換流体供給路(73)および熱交換流体排出路(74)を含
み、供給路(73)と排出路(74)の少くとも一方(74)が採光
部材(61)の透光窓(75)に対向して開いた、流体給排管(7
3,74)；を含み、前記ケ−シングの透光部材(36/36f)と
第１ミラ−(40a)の少くとも一方が、長焦点距離の集光
エレメントである；集熱装置。

【０００６】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号を、参
考までに付記した。以下も同様である。

【０００７】これによれば、ケ−シングの透光部材(36/
36f)又は第１ミラ−(40a)が長焦点距離で集光し、第１
ミラ−(40a)が透光部材(36/36f)方向に反射し、この反
射光を第２ミラ−(52)が、底板(31)方向に折り返し反射
して採光部材(61)の透光窓(75)に照射し、流路(77)を通
して透光窓(75)に対向して開いた熱交換流体流路(74)の
開口内に入る。そして該流路(74)の内面にぶつかって一
部は熱に変わり残りは反射して流路(74)に沿って進行し
そして更に流路(74)の内面にぶつかる。これを繰返して
いる間に、入射光のほとんどが熱に変わる。流路(74)に
は熱交換流体が流れているので、流路(74)の内面に発生
した熱は熱交換流体で吸収される。

【０００８】光路は、透光部材(36/36f)／第１ミラ−(4
0a)／第２ミラ−(52)／採光部材(61)／熱交換流体流路
(74)で、この経路での透光部材(36/36f)／採光部材(61)
間の光路長が大略で、透光部材(36/36f)／底板(31)間距
離の2.5倍程度になるので、比較的に短い透光部材(36/3
6f)／底板(31)間距離でも、高効率の集光となる角度で
採光部材(61)の透光窓(75)に集束光を当てることができ
る。これにより、集熱器の受光面積を大きくしても、そ
の、太陽を見る方向の厚みは小さく設計できる。低姿勢
にて広面積の受光をすることが可能である。また、集光
密度が高く、高温の集熱が可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】（２）第１ミラ−(40a)は、前記
透光部材(36/36f)を通過してケ−シング内に入った光を
反射し集光する大形，長焦点距離の曲面ミラ−であり；
第２ミラ−(52)は、第１ミラ−(40a)の光軸上に位置す
る(図12,図23)。 （３）前記流体給排管(73,74)の、採光部材(61)の透光
窓(75)に対向して開いた熱交換流体流路(74)の内面は、
光／熱変換面である。これにより、熱交換流体管路にお
いて光/熱変換が行なわれる。管内の一点での光衝突に
よる光/熱変換効率が低くても、熱変換しなかった光は
そこで反射し別の箇所に当る。したがって管内で反射を
繰返している間に、光の実質上すべてが熱に変わる。 （４）ケ−シング内空間に開いた内ポ−ト，ケ−シング
の外部に開く外ポ−ト、および、両ポ−トの間を開，閉
するための弁体(107)を含み、ケ−シング(31)に装着さ
れた弁装置(92)；を、集熱装置は更に含む(図14)。 （５）透光部材(36f)は大形，長焦点距離のフレネルレ
ンズ(36f)である(図22,図23)。 （６）透光部材(36f)は大形，長焦点距離のフレネルレ
ンズ(36f)であり、第１ミラ−(40pm)は平面鏡(40pm)で
ある(図22)。 （７）透光部材(36f)は大形，長焦点距離のフレネルレ
ンズ(36f)であり、第１ミラ−(40pm)は曲面ミラ−(40a)
である(図23)。 （８）所定方向(SA)に延びる一本以上の第１組の軸体(B
1)；第１組の軸体(B1)の軸心に平行な面(Sp)に対して、
第１組の軸体(B1)を、該軸心を中心に回転自在に支持す
る軸受け(C11,C12)；第１組の軸体(B1)をその軸心を中
心に回転駆動する第１駆動手段(ES1,D11)；第１組の軸
体(B1)に直交する方向(FA)に延び、この方向に延びる軸
心を中心に回転自在に、第１組の軸体(B1)で支持され
た、第１組の集熱器(21〜24)を支持する第２組の第１軸
体(4)，第１軸体(4)に、その軸心に回転中心を合せて固
着された第１ホィ−ル(7)、および、第１ホィ−ル(7)に
噛み合い第１組の軸体(B1)に平行な第１ウォ−ム(12)、
を含む第１支持機(A11)；第２組の第１軸体(4)を支持す
る第１組の軸体(B1)と同一の軸体で、第２組の第１軸体
(4)と同様に支持された、第２組の集熱器を支持する第
２組の第２軸体，第２軸体に、その軸心に回転中心を合
せて固着された第２ホィ−ル、および、第２ホィ−ルに
噛み合い第１組の軸体(B1)に平行な第２ウォ−ム、を含
む第２支持機(A12)；および、第１および第２ウォ−ム
を、同時に同方向に廻わすために機械的に結合する連結
部材(I11)および第２駆動手段(EF1)；を更に含む集熱装
置。

【００１０】最も代表時な使用態様では、前記所定方向
(SA)は、東西に延びる水平軸（東西軸）であり、その場
合には、第１組の軸体(B1)が、エレベ−ション回動の中
心、該軸体(B1)に平行な面(Sp)が水平面(又は屋上の平
面)、そして第１駆動手段(ES1,D11)がエレベ−ション駆
動機である。第２組の第１軸体(4)および第２軸体が、
それぞれアジマス回動の中心、そして連結部材(I11)お
よび第２駆動手段(EF1)がアジマス駆動機である。第１
組の軸体(B1)を主体とする１つのエレベ−ション機構
で、それぞれ第２組の第１軸体(4)および第２軸体を主
体とする第１および第２支持機(A11,A12)すなわち２つ
のアジマス機構を支持するので、小量の機構で多量の集
熱器（広い総受光面積）を支持しうる。

【００１１】第１および第２支持機(A11,A12)が、東西
軸に沿う方向(SA)に分布し、したがって高さを格別に高
くしなくても、広い受光面積を確保することが可能であ
る。第１組の軸体(B1)の一本に更に第３，第４の支持機
(A13,A14)を装備することもでき、この場合、第１組の
軸体(B1)が長くなるが、それを該長さ方向(SA)に分布す
る複数の軸受け(C11〜C14)を介して平面(Sp)でそれに平
行に支持することにより、支持機群(A11〜A14)の荷重が
第１組の軸体(B1)の中心軸に沿う方向(SA)に分布し平面
(Sp)で受けられる。荷重が平面(Sp)の一軸方向(SA)に分
散するので、第１組の軸体(B1)の支持構造は、従来の垂
直支柱の支持構造ほどには強固にする必要はなく、第１
組の軸体(B1)の設置が容易である。 （９）各支持機(A11,A12)は、第１組の軸体(B1)に直角
に立てて固着され、第２組の軸体(4)を回転自在に支持
する支柱(1)、および、第１組の軸体(B1)に一端が固着
され他端が該第２組の軸体(4)の一端に結合したダクト
パイプ(20)を含み、第１組の軸体(B1)および第２組の軸
体(4)は中空パイプであって、ダクトパイプ(20)の内空
間を介して相互に連通する。これによれば、第１組の軸
体(B1)，ダクトパイプ(20)および第２組の軸体(4)の連
なりを、集熱器に接続した流体給排管(73,74)のダクト
に用いることができ、その場合、配管が容易である。 （１０）第１組の軸体(B1,B2)は、それぞれが、前記第
１および第２支持機(A11,A12)と同一構造の複数の支持
機(A21,A22)を同様に支持する、複数本(B1,B2)であり、
第１駆動手段(ES1,D11)が連動機構を介して該複数本(B
1,B2)を同時に同方向に回転駆動する。

【００１２】これによれば、前記所定方向(SA)を、東西
に延びる水平軸（東西軸）とした場合、４以上の複数の
支持機(A11,A12,A21,A22)が支持面(Sp)に沿ってマトリ
クス分布(東西方向および南北方向の2次元分布)し、エ
レベ−ション方向には、それらのすべてが第１駆動手段
(ES1,D11)によって同時に同方向に駆動される。アジマ
ス方向には、同一の第１組の軸体(B1,B2)で支持された
２つ(A11とA12/A21とA22)が同時に同方向に駆動され
る。集熱器を支持する支持機(A11,A12,A21,A22)の数が
多く、総受光面積を広く設計しうるが、集熱器の高さは
格別に高くしなくても済む。支持機を支持する第１組の
軸体(B1,B2)の支持構造は、格別に強固に設計する必要
はない。また、総受光面積を広くする場合でも、高さは
格別に増大しないので、設置区画外の他人の地所への太
陽光を遮断してしまう可能性が低い。 （１１）各支持機(A11,A12,A21,A22)の各支柱(1)には、
各ウォ−ム(12)を回転自在に支持し、しかも第１組の軸
体(B1,B2)が延びる方向にはウォ−ム(12)の移動を拘止
する各ウォ−ム支持枠(10)を、固着した。

【００１３】これによれば、集熱器に風力などの外力が
加わることによる第２組の軸体(4)の回転が、ウォ−ム
(12)およびウォ−ム支持枠(10)を介して支柱(1)で阻止
される。すなわちウォ−ム(12)およびウォ−ム支持枠(1
0)が、外力による第２組の軸体(4)の回転を阻止するス
トッパとして機能する。 （１２）太陽位置(太陽光の到来方向)に対する、支持機
(A11)が支持する集熱器(21〜24)の指向ずれ(ねらい方向
のずれ)を検出する手段(80,131)；および、該ずれを小
さくするように第１駆動手段(ES1,D11)および第２駆動
手段(EF1)を介して第１組の軸体(B1)および第２組の軸
体(4)を回転駆動する駆動制御手段(131;図17,図18)；を
更に含む。 （１３）駆動制御手段(131)は、第１駆動手段(ES1,D11)
および第２駆動手段(EF1)の回転駆動による第１組の軸
体(B1)および第２組の軸体(4)の回転速度を、太陽位置
の変化に対する集熱器(21〜24)の追従が遅れるときには
増速し進むときには減速する(図19)。 （１４）所定レベル(Stm,Stn)以上の太陽光照射の有無
および太陽光照射方向が午前，午後のいずれの角度かを
検出する光検出手段(PSm,PSn)；を更に含み、駆動制御
手段(131)は、所定レベル以上の太陽光照射の有りのと
きに太陽光照射方向が午前の角度から午後の角度に変わ
ったときに第１駆動手段(ES1,D11)による第１組の軸体
(B1)の回転駆動方向を反転し、所定レベル以上の太陽光
照射の無しのときには第１駆動手段(ES1,D11)および第
２駆動手段(EF1)の回転駆動による第１組の軸体(B1)お
よび第２組の軸体(4)の回転駆動を停止する(図16)。 （１５）支持機(A11)が支持する集熱器(21〜24)が基準
姿勢(HP)か否を検出する手段(Seh,Sah,131)；を更に含
み、駆動制御手段(131)は、基準姿勢が検出されている
ときに姿勢デ−タを基準姿勢のものに更新し、所定レベ
ル以上の太陽光照射の有りの間は、第１駆動手段(ES1,D
11)および第２駆動手段(EF1)をパルス駆動してそれによ
る姿勢変化分、姿勢デ−タを更新し、所定レベル以上の
太陽光照射の無しになると駆動を停止してその間の経過
時間(Rwc)を計測し、所定レベル以上の太陽光照射の無
しから有りに変わったときに、経過時間(Rwc)の間の太
陽位置変化量に対応する分第１駆動手段(ES1,D11)およ
び第２駆動手段(EF1)を高速パルス駆動しこれに対応し
て姿勢デ−タを更新する(図21)。 （１６）駆動制御手段(131)は、第１駆動手段(ES1,D11)
および第２駆動手段(EF1)をパルス駆動してパルス駆動
の度に姿勢デ−タをパルス駆動による姿勢変化分を加え
たものに更新し、所定レベル以上の太陽光照射の無しか
つ姿勢デ−タが設定範囲を外れるとき、集熱器(21〜24)
を基準姿勢(HP)とし、所定レベル以上の太陽光照射の有
りを待つ(図20)。 （１７）駆動制御手段(131)は、所定レベル以上の太陽
光照射の無しのときに、姿勢デ−タに、経過時間(Rwc)
の間の太陽位置変化量を加えた値が設定範囲を外れる
と、集熱器(21〜24)を基準姿勢(HP)とし、所定レベル以
上の太陽光照射の有りを待つ(図20)。

【００１４】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１５】

【実施例】−第１実施例− 図１に本発明の一実施例を示す。この実施例では、基準
平面Ｓｐに沿って、４×４＝１６個の支持機Ａ１１〜Ａ
１４，Ａ２１〜Ａ２４，Ａ３１〜Ａ３４，Ａ４１〜Ａ４
４がマトリクス配置されている。第１組の４個の支持機
Ａ１１〜Ａ１４は、第１組の第１軸体Ｂ１で支持され、
第２組の４個の支持機Ａ２１〜Ａ２４は、第１組の第２
軸体Ｂ２で支持され、第３組の４個の支持機Ａ３１〜Ａ
３４は、第１組の第３軸体Ｂ３で支持され、第４組の４
個の支持機Ａ４１〜Ａ４４は、第１組の第４軸体Ｂ４で
支持されている。

【００１６】図１は、各支持機Ａｉｊ（ｉ＝１〜４，ｊ
＝１〜４）が４個の集熱器（Ａ１１では符号２１〜２４
にて指す）を支持し、集熱器の受光面が基準平面Ｓｐに
平行になるように各支持機Ａｉｊを倒伏させた状態を示
し、この状態が各支持機Ａｉｊの基準姿勢である。この
状態で、全集熱器を削除しかつ２点鎖線細線で示した平
面を図２に示す。また、図１の左端側から矢印ＳＡ方向
に見た支持機の左側面を拡大して図３に示す。図２を参
照する。第１組の第１軸体Ｂ１は中空パイプであり、４
個の軸受けＣ１１〜Ｃ１４で軸心を中心に回転自在に、
かつ基準平面Ｓｐに対して平行に支持されている。第１
組の第２軸体Ｂ２〜第４軸体Ｂ４も軸体Ｂ１と同一サイ
ズおよび材質の中空パイプであり、それぞれ４個の軸受
けＣ２１〜Ｃ２４，Ｃ３１〜Ｃ３４およびＣ４１〜Ｃ４
４で軸心を中心に回転自在に、かつ基準平面Ｓｐに対し
て平行に支持されている。

【００１７】最も好ましい使用態様では、基準平面Ｓｐ
はビルの屋上の平面であり、図に示すＳＡが東西軸でＳ
Ａの矢印方向が西、ＦＡが南北軸でＦＡの矢印方向が
北、ＴＡが上下軸でＴＡの矢印方向が天空である。この
使用態様では、第１組の軸体Ｂ１〜Ｂ４がエレベ−ショ
ン回動軸、図２上でこれらの軸とＴ字型に直交して示さ
れＦＡ方向に延びる第２組の、４×４本の軸（Ａ１１の
ものは符号４にて指す）がアジマス回動軸となる。

【００１８】図１〜図３に示す実施例を、ビルの東壁面
に装備するときには、基準平面Ｓｐが該東壁面であり、
ＳＡが南北軸、ＦＡが上下軸、ＴＡが東西軸となる。図
１〜図３に示す実施例を、ビルの南壁面に装備するとき
には、基準平面Ｓｐが該南壁面であり、ＳＡが東西軸、
ＦＡが上下軸、ＴＡが南北軸となる。また、図１〜図３
に示す実施例を、ビルの西壁面に装備するときには、基
準平面Ｓｐが該西壁面であり、ＳＡが南北軸、ＦＡが上
下軸、ＴＡが東西軸となる。なお、壁面が正しく水平，
正しく東向き，正しく南向き、あるいは正しく西向きで
はなくても、太陽光が当る平面であれば、それを基準平
面Ｓｐとすることができる。すなわち該平面に図１〜図
３に示す実施例を装備して、集熱器にて太陽光を受光す
ることができる。

【００１９】しかしながら理解を簡易にするために以下
においては、図示ＳＡを東西軸、ＦＡを南北軸、ＴＡを
上下軸とした設定であるとする。すなわち軸体Ｂ１〜Ｂ
４がエレベ−ション回動軸、図２上でこれらの軸とＴ字
型に直交して示されＦＡ方向に延びる第２組の、４×４
本の軸（Ａ１１のものは符号４にて指す）がアジマス回
動軸である。

【００２０】図４に、図１〜図３に示す第１行Ｆ１，第
１列Ｓ１に位置する第１組の第１支持機Ａ１１を拡大し
て示す。第１組の第１軸体Ｂ１に４角筒状の支柱１が直
角に固着されている。第２組の第１軸体４も中空パイプ
であり、この軸体４が各ベアリングを介してア−ム２，
３で回転自在に、しかし軸心が延びる方向には移動を拘
止する構造で、支持されている。ア−ム２，３は、軸体
４を支持してから支柱１に固着されている。

【００２１】くの字型のダクトパイプ２０の一端が軸体
Ｂ１に固着され、他端は軸体４の一端の内部に進入して
いる。軸体４には固定板５，６およびホィ−ル７が固着
されている。ホィ−ル７は軸体４の大略で中間部に位置
する。このホィ−ル７と固定板５，６に、集熱器支持フ
レ−ム８，９が固着され、これらのフレ−ム８，９に、
それぞれに２個、計４個の集熱器２１〜２４が固定され
ている。

【００２２】図５には、軸体４を回転支持する機構部材
を示す。この図５には、支柱１にア−ム２，３がすでに
固着された状態を示すが、ア−ム２，３には、支柱１に
固着するまでに軸体４が回転自在かつその軸心に沿う方
向には移動不可に結合される。

【００２３】図６には、集熱器２１〜２４を固定支持す
る機構部材を示す。支持フレ−ム８，９は、それらの間
のホィ−ル７に関して対称な形状であり、それぞれに、
１個の集熱器宛て３ケ、計６ケのボルト通し穴２１ｈ１
〜２１ｈ３，２２ｈ１〜２２ｈ３／２３ｈ１〜２３ｈ
３，２４ｈ１〜２４ｈ３がある。集熱器２１〜２４のそ
れぞれには、その底板に３本の固定ボルトが溶接により
気密に固着されており、それらを上述のボルト通し穴に
通してナットを装着してねじ締めすることによって、集
熱器２１〜２４が、支持フレ−ム８，９に一体化され固
定される。なお、固定ボルトのそれぞれにワッシャに加
えて傾き微調整用の、数種の厚みのリングを選択的に装
着してこれらをナットで締め付けることによって支持フ
レ−ム８，９に対する集熱器２１〜２４それぞれの取付
姿勢を調整できる。支持フレ−ム８，９とそれに装着し
た集熱器２１〜２４の相対位置を図１０に示す。

【００２４】再度図４および図５を参照する。支柱１
の、ホィ−ル７の歯面に対向する位置には、コ型のウォ
−ム支持フレ−ム１０が固着されており、このフレ−ム
１０が、ホィ−ル７に噛み合ったウォ−ム１２（図１
２）を、回転自在ではあるが軸心が延びる方向には移動
を拘束して、支持する。

【００２５】図７に、ホィ−ル７とウォ−ム１２との噛
み合いの概要を示し、図８には、ウォ−ム１２およびホ
ィ−ル７を拡大して示す。図８を参照すると、ウォ−ム
１２の中心には、４角穴があり、そこに連結具１３，１
４の脚端の４角柱が圧入されている。連結具１３，１４
は大略で頭付ピン状であって、その脚の丸棒状の首部で
フレ−ム１０を貫通しかつベアリングで回転自在に支持
され、該首部に連続する先端部の４角柱がウォ−ム１２
に圧入されている。連結具１３，１４の頭部には４角穴
があり、連結具１３の４角穴に、連結棒Ｉ１１の端部の
４角柱がはまり込んでいる。したがって、連結棒Ｉ１１
が回転すると連結具１３およびウォ−ム１２が同じく回
転し、それによってホィ−ル７が回転する。すなわちホ
ィ−ル７と一体の軸体４が回転する。軸体４には図４に
示すように支持フレ−ム８，９を介して集熱器２１〜２
４が固定されているので、集熱器２１〜２４が、軸体４
を中心に回動する。

【００２６】図４および図９を参照すると、連結具１４
には大径の平歯車１５が一体に固着されており、図９の
（ｂ）に示すように、平歯車１５に中間歯車１６が噛み
合い、この中間歯車１６に、ステッピングモ−タおよび
減速機を内蔵する電動駆動機ＥＦ１の出力軸に固着した
駆動歯車１７が噛み合っている。図４には、図９の
（ｂ）に示す電動駆動機構の概要を示す。電動駆動機Ｅ
Ｆ１にて、歯車１７，１６，１５，連結具１４およびウ
ォ−ム１２を介してホィ−ル７を回転駆動することがで
き、この実施例では、図７に示すように、軸体４を中心
に略１８０度の範囲内で、集熱器２１〜２４を回動駆動
することができる。この回動駆動がアジマス駆動であ
る。

【００２７】再度図１および図２を参照する。上述のよ
うに、第１行Ｆ１，第１列Ｓ１に位置する第１組の第１
支持機Ａ１１は、第１組の第１軸体Ｂ１で支持されてお
り、同様に、第１組の、第２〜４列Ｓ２〜Ｓ４に位置す
る第２〜第４支持機Ａ１２〜Ａ１４も、第１組の第１軸
体Ｂ１で支持されている。しかし、第２〜第４支持機Ａ
１２〜Ａ１４には、第１支持機Ａ１１に備わったアクテ
ィブ駆動要素ＥＦ１，１５〜１７は存在せず、第２〜第
４支持機Ａ１２〜Ａ１４の、上述のウォ−ム１２対応の
ウォ−ムが、連結棒Ｉ１１，Ｉ１２およびＩ１３（図
２）でウォ−ム１２と連結されており、ウォ−ム１２と
同時に同方向に同速度で回転する。したがって第２〜第
４支持機Ａ１２〜Ａ１４の集熱器も、第１支持機Ａ１１
の集熱器２１〜２４と同時に同方向に同速度で回転す
る。すなわち、第１支持機Ａ１１に備わった１組のアク
ティブ駆動要素ＥＦ１，１５〜１７が、第１組の全支持
機Ａ１１〜Ａ１４を同時にアジマス駆動する。

【００２８】図２において、２点鎖線の２重丸で囲った
機構部Ｈ１１，Ｈ２１，Ｈ３１およびＨ４１が、上述の
アクティブ駆動要素（ＥＦ１，１５〜１７）があるアジ
マス駆動機構であり、２点鎖線の一重丸で囲った機構部
Ｈ１２〜Ｈ１４，Ｈ２２〜Ｈ２４，Ｈ３２〜Ｈ３４およ
びＨ４２〜Ｈ４４が、アクティブ駆動要素がなく連結棒
によってウォ−ムが回転駆動される従動機構のみを備え
るアジマス駆動機構である。つまり、図１に示す第１列
Ｓ１の支持機Ａ１１，Ａ２１，Ａ３１およびＡ４１はア
クティブ駆動要素があるアジマス駆動機構を備えるが、
第２〜４列Ｓ２〜Ｓ４の支持機Ａ１２〜Ａ１４，Ａ２２
〜Ａ２４，Ａ３２〜Ａ３４およびＡ４２〜Ａ４４は、従
動機構のみを備えるアジマス駆動機構を備える。

【００２９】第１組の軸体Ｂ１〜Ｂ４を回転駆動するエ
レベ−ション駆動機構も、上述のアジマス駆動機構と同
様に、ウォ−ムとホィ−ルの組合せを用いるものであ
る。図２を参照すると、第１組の第１軸体Ｂ１には２個
のホィ−ルが固着されており、各ホィ−ルに噛み合う各
ウォ−ムが、支持台Ｄ１１，Ｄ１２で、回転自在かつそ
の軸心が延びる方向には移動を拘止して、支持されてい
る。他の軸体Ｂ２〜Ｂ４のそれぞれにも同様に２個のホ
ィ−ルが固着されており、各ホィ−ルに噛み合う各ウォ
−ムが、支持台Ｄ２１，Ｄ２２／Ｄ３１，Ｄ３２／Ｄ４
１，Ｄ４２で、回転自在かつその軸心が延びる方向には
移動を拘止して、支持されている。上述のアジマス駆動
系と同様に、各支持台Ｄ１１〜Ｄ４２で支持された各ウ
ォ−ムは、３本の連結棒（その一本がＧ１１）で、同時
に同方向に同一速度で回転するように連結され、各支持
台Ｄ１２〜Ｄ４２で支持された各ウォ−ムは、３本の連
結棒（その一本がＧ１２）で、同時に同方向に同一速度
で回転するように連結されている。

【００３０】図２および図３を参照すると、第１組の第
１支持台Ｄ１１で支持されたウォ−ムは、図９に示すア
ジマス駆動機構と同様に、歯車列を介して、ステッピン
グモ−タおよび減速機を内蔵する電動駆動機ＥＳ１で回
転駆動され、これによって、第１組の全軸体Ｂ１〜Ｂ４
が同時に同方向に同一速度で回転駆動される。これがエ
レベ−ション駆動である。一本の軸体（例えばＢ１）で
４個の支持機（Ａ１１〜Ａ１４）を支持するので、第１
組の全軸体Ｂ１〜Ｂ４のエレベ−ション駆動の負荷は大
きい。また、例えば全支持機Ａ１１〜Ａ４４を垂直に立
てた場合、風圧により強い回動力が軸体Ｂ１〜Ｂ４に加
わるので、それによっては軸体Ｂ１〜Ｂ４が回転しない
ように強いストッパ機能を付加する必要がある。そこで
この実施例では、図２に示すように、上述のエレベ−シ
ョン駆動機構（Ｄ１１〜Ｄ４１，ＥＳ１）と同一構造の
もう１組のエレベ−ション駆動機構（Ｄ１２〜Ｄ４２，
ＥＳ２）を、第１組の全軸体Ｂ１〜Ｂ４に結合して、２
組のエレベ−ション駆動機構を同時に付勢するようにし
ている。

【００３１】なお、図２に示すように、軸受けＣ１２が
ある軸受列と、Ｃ１３がある軸受列の間にはダクトＣＡ
ｄがあり、これが南北方向（ＦＡ）に延びている。この
実施例では、集熱器（２１〜２４）は、詳細は後述する
が、太陽光を集光し熱に変換して熱交換流体にて集熱す
るものであり、集熱器につながった給排管（７３，７
４：図１２）は、第２組の軸体（４）すなわちアジマス
軸の円周面の穴を貫通してその内空間に入って軸心に沿
って延び、そしてダクトパイプ２０を通って第１組の軸
体（Ｂ１）に入り、そしてダクトＣＡｄ内に入ってそこ
で束ＯＦｃに集成されている。すなわち、ダクトＣＡｄ
の中を熱交換流体給排管束ＯＦｃが通っている。第１組
の全軸体Ｂ１〜Ｂ４はダクトＣＡｄを横方向ＳＡに貫通
し、ダクトＣＡｄに対して回転自在である。第１組の全
軸体Ｂ１〜Ｂ４に、熱交換流体給排管束ＯＦｃから分岐
した熱交換流体給排管群を通すために、全軸体Ｂ１〜Ｂ
４の、ダクトＣＡｄ内に位置する領域には、１／４周
（全周３６０度の中の９０度）に渡る熱交換流体給排管
挿通用の開口（側面開口）がある。なおエレベ−ション
駆動の回動範囲が９０度であり、この範囲に、開口幅
（１／４周）が合せてある。

【００３２】再度図３，図４および図５を参照する。こ
の実施例では、支持機（Ａ１１〜Ａ４４）を図３に示す
ように、集熱器（２１〜２４）の受光面（太陽に向ける
面）をＳＡ，ＦＡ両軸に平行（ＴＡ軸に垂直；基準平面
Ｓｐに平行）にした状態を、集熱器の基準姿勢と定め、
これを待機姿勢としている。このとき支柱１および軸体
４はＦＡ軸に平行である。この状態での軸体Ｂ１の回転
角（エレベ−ション角度）を＋９０度に、軸体４の回転
角（アジマス角度）を＋９０度に定め、これらをホ−ム
ポジション（ＨＰ）と称す。なお、図３上に２点鎖線４
で示すように支柱１をＴＡ軸に平行に立てた垂直起立状
態で軸体Ｂ１の回転角（エレベ−ション角度）は０度で
ある。この垂直起立状態では、集熱器２１〜２４が図７
上の実線位置にあるときが、上述のアジマス角度＋９０
度の、アジマス ホ−ムポジションである。この実線位
置から反時計方向（図７上）に９０度だけ集熱器２１〜
２４を回動させたとき、アジマス角度０度であり、集熱
器２１〜２４の受光面は、ＳＡ軸に直交し、東向きであ
る。実線位置から時計方向（図７上）に９０度だけ集熱
器２１〜２４を回動させたとき、アジマス角度１８０度
であり、集熱器２１〜２４の受光面は、ＳＡ軸に直交
し、西向きである。この実施例で、支持機（Ａ１１〜Ａ
４４）の、図１および図３に実線で示す倒伏姿勢を基準
姿勢としてこれを待機姿勢としたのは、姿勢が最も低
く、風などの外力が小さいと考えたからである。

【００３３】集熱器支持機Ａ１１がこの基準姿勢（ホ−
ムポジション）か否かを検知するために、図３および図
４に示すように、エレベ−ションＨＰ検出用のスイッチ
Ｓｅｈが支柱１に、また、アジマスＨＰ検出用のスイッ
チＳａｈがア−ム３に装着されている。スイッチＳｅｈ
は、エレベ−ション角度が＋９０度未満のときにはスイ
ッチオン、＋９０度以上（倒伏姿勢）のときスイッチオ
フである。すなわちエレベ−ションＨＰでスイッチオフ
である。スイッチＳａｈは、アジマス角度が＋９０度を
外れているときにはスイッチオン、＋９０度のときスイ
ッチオフである。すなわちアジマスＨＰでスイッチオフ
である。

【００３４】支持機Ａ１１には、図１０に示す４個の集
熱器２１〜２４が支持されている。集熱器２１，２２と
２３，２４との間には、ホィ−ル７がありしかも連結棒
Ｉ１１が通ることができる空隙がある。

【００３５】図１１に、集熱器２２の外観を示す。集熱
器２２は大略で、４角桝の開口を透光板３６で密閉した
中空立方体であり、透光板３６の外表面が受光面（太陽
光を受ける面）である。この立方体の内部には、その深
さよりも短い焦点距離の、サイズおよび形状が同一の４
個の放物面鏡４０ａ〜４０ｄを、金属板のプレス，研磨
およびメッキによって一体連続に形成した第１組のミラ
−４０が収納されている。各放物面鏡４０ａ〜４０ｄの
中心には、各採光器６０ａ〜６０ｄがあり、各放物面鏡
４０ａ〜４０ｄの各焦点の近くには、透光板３６に固着
された第２組の反射器５０ａ〜５０ｄがある。

【００３６】図１２には、図１１上の反射器５０ａの位
置での、ＦＡ−ＴＡ断面を示す。図１１および図１２を
参照されたい。１つの放物面鏡４０ａと、その中心位置
にある光／熱変換器６０ａ、および、放物面鏡４０ａが
反射し集光した光を光／熱変換器６０ａに反射する第２
組の反射器５０ａ、の３者の組合せが、最小単位の集熱
ユニットである。図１１に示すように、１つの集熱器２
２は、このような集熱ユニットの４組で構成され、各支
持機Ａ１１〜Ａ４４は、各４個の集熱器を、図１０に示
すように支持する。

【００３７】再度図１１および図１２を参照する。第１
組のミラ−４０の、各放物面鏡４０ａ〜４０ｄの中心位
置に、光／熱変換器６０ａ〜６０ｄを装着するための丸
穴が開いている。集熱器２２の底板３１には、これらの
丸穴と整合する丸穴が開いており、底板３１とミラ−４
０の丸穴を、耐熱性が高い気密封止のためのブッシュ６
４が圧入されている。ブッシュ６４の中心にある穴を、
採光ブロック６１が貫通してそのフランジ６２がブッシ
ュ６４を支える。採光ブロック６１の、ブッシュ６４を
貫通して集熱器内に突出する幹部の外周には大径の雄ね
じがあり、これがブッシュ６４に当る座金，固定ナット
６６およびロックナット６７を貫通している。採光ブロ
ック６１の雄ねじに対する固定ナット６６のねじ締め付
けにより、採光ブロック６１のフランジ６２と固定ナッ
ト６６がブッシュ６４を挟圧する。すなわち圧搾する。
この挟圧によっては光／熱変換器取付部の気密封止が不
十分になる場合には、ブッシュ６４の内外面に予め耐熱
性の封止剤を塗付してから、採光ブロック６１の取付け
を行なう。固定ナット６６を十分にねじ締めした後、そ
の緩み止めのためにロックナット６７をねじ締め付けす
る。

【００３８】採光ブロック６１には漏斗型の貫通穴７７
があり、その内壁面すなわち円錐面６３およびそれに連
なる小径円筒面は、金属表面の黒化処理により黒皮とし
た光／熱変換効率が高い光吸収面である。漏斗型の貫通
穴７７の円錐の大径開口は、シ−ル材を介してガラス板
７５と穴開きねじキャップ７６で、気密に閉じられてい
る。漏斗型の貫通穴７７の小径円筒端部には、流体排出
管７４の口金７２が気密に結合している。流体排出管７
４の端開口はガラス板７５に対向するので、小型ミラ−
５１の反射光が漏斗型の貫通穴７７を通して流体排出管
７４の先端開口内に入る。流体排出管７４は、光／熱変
換を効果的にするために管内面を黒化処理したシ−ムレ
スステンレス管を耐熱断熱材で被覆した、比較的に曲が
り易い断熱管である。

【００３９】漏斗型の貫通穴７７の小径円筒部をリング
状の流体供給路６９が囲んでおり、供給路６９に、流体
供給管７３の口金７１２が気密に結合している。漏斗型
の貫通穴７７の外側には、熱交換流体を通すための数本
の流路６８があり、これらの流路６８の下端はリング状
の流体供給路６９に連通し上端は漏斗型の貫通穴７７に
連通している。流体供給管７３から供給される熱交換流
体（代表的な一例では水）は、流体供給管７３／リング
状の流体供給路６９／数本の流路６８／漏斗型の貫通穴
７７／流体排出管７４の経路で、流体排出管７４に流れ
込む。このとき太陽光が小型ミラ−５１から貫通穴７７
に入ると、貫通穴７７の熱交換流体を少しは暖めるが、
大部分の光は流体排出管７４内に入ってその黒化処理内
面で熱に変わって、そこで熱交換流体に吸収される。

【００４０】各支持機（例えばＡ１１）に支持された４
×４＝１６組の集熱ユニットの各採光ブロック６１の貫
通穴７７は、各ユニットに結合した流体給排給排管７
３，７４で、該支持機上で直列に接続されており、隣り
の１つの支持機（Ａ１２）の各集熱ユニットの各流路と
も直列に接続されている。すなわち２個の支持機（Ａ１
１，Ａ１２）を１対とし、それに対して１対の流体給排
給排管があって、それが第２組の軸体（４）すなわちア
ジマス軸の円周面の穴を貫通してその内空間に入って軸
心に沿って延び、そしてダクトＣＡｄ内に入ってそこで
束ＯＦｃに集成されている。束ＯＦｃの最も太い元部で
は、４×４／２＝８対の流体給排管が束になっている。

【００４１】透光板３６の、採光ブロック６１の中心軸
が交わる位置に丸穴が開いており、それに、耐候性が高
い気密シ−ル用のブッシュ５５が圧入され、ブッシュ５
５の中心穴を第２組の反射器５０ａの小型ミラ−５１の
ねじ棒５３が、集熱器の中から外に貫通している。小型
ミラ−５１は、大形の円柱状ねじ頭を有するボルトのよ
うな形状であり、ねじ頭対応の頭部には、小径の放物面
鏡５２が形成されている。

【００４２】大略で言うと、放物面鏡５２の焦点の位置
は、放物面鏡４０ａの焦点位置と同一であり、放物面鏡
４０ａの光軸が正しく太陽光光路と整合しているとき、
すなわち放物面鏡４０ａが正確に太陽に指向していると
き、放物面鏡４０ａが反射した光はその焦点に集束しそ
して放物面鏡５２で反射されて平行ビ−ムとなって円錐
面６３に至る。このとき放物面鏡４０ａと放物面鏡５２
の中心位置の距離（鏡面間距離）は、基準距離＝放物面
鏡４０ａの焦点距離＋放物面鏡５２の焦点距離である。
鏡面間距離が該基準距離よりも短いと、放物面鏡５２が
円錐面６３に向けて反射する光ビ−ムは末広がりとな
り、逆に長いと末狭まり（図１２）となる。

【００４３】小型ミラ−５１のねじ棒５３は、内座金５
４，ブッシュ５５，外座金５６および固定ナット５７を
貫通しており、固定ナット５７をねじ棒５３にねじ締め
することによりブッシュ５５が圧搾されて、ねじ棒５３
と透光板３６の間を気密シ−ルする。なお、所要であれ
ば、ねじ棒５３に更に、ロックナットをねじ結合して固
定ナット５７を押える。

【００４４】集熱器２２の底板３１の端には気密シ−ル
枠３２が装着され、このシ−ル枠３２を、４角筒３３と
４角リング状の固定枠３４で挟んで底板３１の厚み方向
に圧縮した状態で、プラズマスポット溶接により、固定
枠３４が４角筒３３に固定され、これにより底板３１と
４角筒３３とが気密に固着されている。透光板３６にも
気密シ−ル枠３５が装着され、このシ−ル枠３５を、４
角筒３３と４角リング状の固定枠３７で挟んで透光板３
６の厚み方向に圧縮した状態で、プラズマスポット溶接
により、固定枠３７が４角筒３３に固定され、これによ
り透光板３６と４角筒３３とが気密に固着されている。
なお、固定枠３４，３７には予め、スポット溶接箇所に
丸穴３２ｈ，３５ｈが開けられており、そこにプラズマ
ト−チが噴射するプラズマジェットを当てることによ
り、該丸穴３２ｈ，３５ｈのエッジが溶融し４角筒３３
に融着する。

【００４５】集熱器２２以外の集熱器２１，２３，２
４、ならびに、他の支持機Ａ１２〜Ａ１４，Ａ２１〜Ａ
４４が支持するすべての集熱器は、上述の、図１２に示
す集熱ユニット（放物面鏡４０ａ＋光／熱変換器６０ａ
＋反射器５０ａ）を、それぞれが４個備えるものであ
る。集熱器２２にも、同様に４個備わっているが、更
に、太陽に対する集熱器２２の指向ずれ検知用の採光棒
群８０が備わっている。これを図１３に示す。

【００４６】図１１および図１３を参照すると、光／熱
変換器６０ｂを中心に４本の、くの字形に曲ったステン
レスパイプ８１ａ〜８１ｄが、光／熱変換器６０ｂの中
心軸に関して対称に分布している。これらのパイプ８１
ａ〜８１ｄは、リング状の保持具８２で所定姿勢に保持
され、しかも、底板３１および放物面鏡４０ａを気密に
貫通する各ブッシュ８３ａを気密に貫通して、集熱器の
外に延びている。各パイプ８１ａ〜８１ｄには、先端に
フェル−ルを装着した光ファィバ線がフェル−ル側から
挿入され、フェル−ルの先端面（受光面）がパイプ８１
ａ〜８１ｄの集熱器内先端面にある。光ファィバ線のス
テンレスパイプ内ならびにパイプ８１ａ〜８１ｄの集熱
器外尾端開口には、シ−ル剤が充填されている。

【００４７】集熱器２２が太陽に正しく指向している
（光／熱変換器６０ｂの中心軸の延長上に太陽がある）
ときには、パイプ８１ａ〜８１ｄの先端面は、小型ミラ
−５１の陰にあり、太陽直射光は達しない。また、小型
ミラ−５１の放物面鏡５２が円錐面６３に反射する光ビ
−ムの外にあり、該光ビ−ムを受光しない。しかし、午
前中で、太陽の移動に対して集熱器２２の追従がエレベ
−ション方向で遅れるとパイプ８１ａの先端面に該光ビ
−ムが近づき受光量が増大する。このとき対となるパイ
プ８１ｂの先端面の受光量は低減する。集熱器２２のエ
レベ−ション追従が、太陽よりも進んだ場合、ならび
に、午後で、太陽の移動に対して集熱器２２の追従がエ
レベ−ション方向で遅れた場合は、上述とは逆となる。

【００４８】太陽の移動に対して集熱器２２の追従がア
ジマス方向で遅れるとパイプ８１ｃの先端面に光ビ−ム
が近づき受光量が増大する。このとき対となるパイプ８
１ｄの先端面の受光量は低減する。集熱器２２のアジマ
ス追従が、太陽よりも進んだ場合は、その逆となる。以
上に説明した、集熱器２２の指向ずれ検出用の採光棒群
８０が存在する位置をＰｓ（図１，図３，図４，図７，
図１０，図１１，図１３）で示した。

【００４９】上述の集熱器（２１〜２４）内に仮に湿気
があると、低温時に、集熱器内各部の面に曇りが現われ
る。すなわち結露する。結露は、鏡面に錆を招く。ミラ
−４０には、自然の太陽光の密度と略同一の密度の光が
当るので、ミラ−４０に錆を生じても、早期にミラ−４
０が消耗してしまうことはない。しかし放物面鏡５２に
は、ミラ−４０の放物面鏡４０ａが集束した高密度光が
当るので、そこに錆を生じるとそこでの光損失（光／熱
変換）が急上昇して高温となり、これが更に錆を加速度
的に増やし、放物面鏡５２が急速に劣化してしまうおそ
れがある。その対策として、集熱器（２１〜２４）の内
空間を外気と遮断して気密に保持すると共に、該内空間
には、湿気のない気体（例えば乾燥空気，湿気のない不
活性ガス）を封入する。あるいは真空（負圧）にするの
が好ましい。これらを容易にするために、集熱器２１の
底板３１に、弁装置９２を装着している（図４，図７お
よび図１０）。

【００５０】図１４の（ａ）に、弁装置９２の縦断面を
拡大して示す。底板３１に開けた丸穴にはブッシュ１０
２が圧入され、このブッシュ１０２，座金１０３および
固定ナット１０４を、集熱器の外から内に向けて、基幹
１０１の雄ねじ付筒脚が貫通し、固定ナット１０４を筒
脚にねじ締め付けすることにより、基幹１０１のフラン
ジと座金１０３がブッシュ１０２を圧搾し、これにより
ブッシュ１０２が、底板３１と基幹１０１の間を気密シ
−ルしている。基幹１０１の、集熱器外側の大径丸穴内
には圧縮コイルスプリング１０６が収納され、その外側
の雄ねじに、弁座スリ−ブ１０９の雌ねじが結合し、基
幹１０１のフランジと弁座スリ−ブ１０９の端面との間
に介挿したＯリング１０５を弁座スリ−ブ１０９のねじ
締め付けにより圧搾している。このＯリング１０５が、
基幹１０１と弁座スリ−ブ１０９の間を気密シ−ルして
いる。

【００５１】弁座スリ−ブ１０９の中には、Ｏリング１
０８およびボ−ル１０７があり、ボ−ル１０７が圧縮コ
イルスプリング１０６で押されてＯリング１０８に圧接
し、弁座スリ−ブ１０９の内空間をその中間点で遮断し
ている（閉弁状態）。弁座スリ−ブ１０９のガス給排口
の太径の雌ねじ穴にはＯリング１１０が挿入され、通常
は、閉じねじ１１１でガス給排口が閉じられている。こ
の閉じねじ１１１は、Ｏリング１１０をわずかに圧搾し
て、集熱器の内空間に対する外気の進入又は該内空間か
ら外部への気体の漏出を防止するが、弁座スリ−ブ１０
９内へのゴミの進入を防ぐのが主目的である。

【００５２】集熱器内の気体を外部に抜くとき、ならび
に、集熱器内に乾燥空気又は水気のない不活性ガスを注
入するときには、給排用の口金１２０が用いられる。口
金１２０の先端の筒状ピンに開口があり、この開口が図
示しない口金元部の図示しない開閉弁につながってい
る。該開閉弁には図示しない２方向切換弁を介して、負
圧（吸引圧）と正圧（大気圧より高い、乾燥空気又は水
気のない不活性ガス）が選択的に印加される。閉じねじ
１１１を弁座スリ−ブ１０９のガス給排口から外し、図
１４の（ｂ）に示すように、口金１２０を弁座スリ−ブ
１０９のガス給排口に挿入するとき、まずＯリング１１
０が圧搾され、そしてボ−ル１０７が口金１２０の先端
の筒状ピンで押されてＯリング１０８から離れる（開
弁）。この状態で、２方向切換弁を負圧供給に定め開閉
弁を開くことにより、集熱器の内空間の気体が急速に排
気される。ケ−シングの気密性が高く、長期にケ−シン
グ内が真空（負圧）に維持される場合には、十分に排気
（真空に）した後に、開閉弁を閉じて口金を外す。真空
維持の信頼性が低い場合には、上述の排気によって内空
間の圧力が十分に下ってから２方向切換弁を正圧供給に
切換えると、乾燥空気又は水気のない不活性ガスが急速
に集熱器内に入る。この正圧が設定圧に飽和したときに
開閉弁を閉じ、口金１２０を弁座スリ−ブ１０９のガス
給排口から引き抜く。このときまずボ−ル１０７がＯリ
ング１０８に当って弁閉となり、その後口金の端面がＯ
リング１１０から離れる。弁座スリ−ブ１０９内へのゴ
ミや水の進入を防ぐために、弁座スリ−ブ１０９のガス
給排口を閉じねじ１１１で閉じる。

【００５３】再度図１および図３を参照する。基準面
（ビルの屋上の平面）Ｓｐには支柱が立てられておりこ
れに、東南向きかつ略４５度上向きにした、午前の太陽
光に対して感受性が高いフォトセンサＰＳｍ、および、
南西向きかつ略４５度上向きにした、午後の太陽光に対
して感受性が高いフォトセンサＰＳｎを装備している。
両センサＰＳｍ，ＰＳｎの、太陽光が第１組の軸体Ｂ１
〜Ｂ４に直交するときの受光量は略同一である。

【００５４】図１５に、以上に説明した集光装置の、電
気制御系の構成を示す。電気制御系の主体は、ＣＰＵ，
プログラムＲＯＭおよびＲＡＭを含むＣＰＵシステムで
なるマイクロコンピュ−タ（以下ＭＰＵ）１３１であ
る。

【００５５】フォトセンサＰＳｍ，ＰＳｎは信号処理回
路１３６ａ，１３６ｂに接続されており、信号処理回路
１３６ａ，１３６ｂが、フォトセンサＰＳｍ，ＰＳｎの
各受光量を表わす光検出信号（アナログ電圧）を発生
し、ＭＰＵ１３１のＡ／Ｄ変換入力ポ−トＡＤ１，ＡＤ
２に与える。これらの光検出信号のレベル（電圧値）
は、太陽光が第１組の軸体Ｂ１〜Ｂ４に直交するとき実
質上同一である。ＭＰＵ１３１は、Ａ／Ｄ変換入力ポ−
トＡＤ１，ＡＤ２の光検出信号をデジタル変換して読込
み、これらの光検出信号のレベルを比較して、時刻が午
前か午後かを判定する。以下、デジタル変換して得たデ
−タが表わす、フォトセンサＰＳｍの検出光量をＳｍと
表現し、フォトセンサＰＳｎの検出光量をＳｎと表現す
る。

【００５６】図１１および図１３に示した採光棒群８０
のステンレスパイプ８１ａ〜８１ｄのそれぞれに挿入さ
れた各光ファィバ線の検出光出力端側の、図１５に示す
各フェル−ル８４ａ〜８４ｄの先端から放射される光
は、ハ−フミラ−８５ａ〜８５ｄで減光されてからフォ
トセンサ８６ａ〜８６ｄに当る。各フォトセンサ８６ａ
〜８６ｄが接続された各信号処理回路１３４ａ〜１３４
ｄが、各ステンレスパイプ８１ａ〜８１ｄの先端面の光
量を表わす光検出信号を発生し、ＭＰＵ１３１のＡ／Ｄ
変換入力ポ−トＡＤ３〜ＡＤ６に与える。ＭＰＵ１３１
は、Ａ／Ｄ変換入力ポ−トＡＤ３〜ＡＤ６の光検出信号
をデジタル変換して読込み、これらの光検出信号のレベ
ルに基づいて、太陽の移動に対する集熱器の追従指向の
遅れ，進みを判定する。以下、デジタル変換して得たデ
−タが表わす、各パイプ８１ａ〜８１ｄの各受光量を、
Ｓａ，Ｓｂ，ＳｃおよびＳｄと表現する。

【００５７】アジマスＨＰ検出用のスイッチＳahおよび
エレベ−ションＨＰ検出用のスイッチＳehにはプルアッ
プ抵抗１３５ａ，１３５ｂを介して定電圧Ｖcが印加さ
れ、各スイッチの電位がＭＰＵ１３１に与えられる。支
持機Ａ１１〜Ａ４４がアジマスＨＰであるとき、スイッ
チＳahはオフで、高電位ＨをＭＰＵ１３１に与える。支
持機Ａ１１〜Ａ４４がエレベ−ションＨＰであるとき、
スイッチＳehはオフで、高電位ＨをＭＰＵ１３１に与え
る。支持機Ａ１１〜Ａ４４が基準姿勢（図１〜図３に示
す倒伏姿勢：アジマスＨＰおよびエレベ−ションＨＰ）
のときには、両スイッチ共にオフで、共に高電位ＨをＭ
ＰＵ１３１に与える。

【００５８】第１組の駆動機すなわちエレベ−ション駆
動機ＥＳ１，ＥＳ２、ならびに、第２組の駆動機すなわ
ちアジマス駆動機ＥＦ１〜ＥＦ４、はいずれもパルスモ
−タＭを含み、各パルスモ−タＭに各モ−タドライバ１
３２ａ，１３２ｂ，１３３ａ〜１３３ｄがパルス通電す
る。各モ−タドライバは、ＭＰＵ１３１から駆動／停止
指示信号および正転／逆転指示信号を受け、モ−タ動作
異常があるときには異常信号をＭＰＵ１３１に与える。

【００５９】電源回路Ｃは、電源（商用交流電源又はバ
ッテリ）に常時接続されており、ＭＰＵ１３１に常時、
状態監視，デ−タ処理およびデ−タ保持に必要な電圧Ｖ
bcを与える。電源回路Ｂはリレ−ＲＬｂを介して電源に
接続され、信号処理，電気制御等の電気回路動作に所要
の動作電圧Ｖcをシステム各部の電気回路に与える。ま
た、電源回路Ａはリレ−ＲＬａを介して電源に接続され
モ−タドライバに、モ−タ通電に所要の駆動電圧Ｖdを
与える。リレ−ＲＬａ，ＲＬｂは、リレ−ドライバ１３
７ａ，１３７ｂによってオン／オフされる。オン／オフ
指示はＭＰＵ１３１がリレ−ドライバ１３７ａ，１３７
ｂに与える。

【００６０】図１６に、ＭＰＵ１３１の追尾制御の概要
を示す。ここで、図１６〜図２１のフロ−チャ−ト上に
示す記号の内容を示す： “ＡＺ”：アジマス， “ＥＬ”：エレベ−ション， ＲＮａ：“ＡＺ”方向の１ステップ駆動の周期を格納す
るレジスタ、又は、それに格納したデ−タが表わす周
期，１ステップ駆動の駆動量の設定値は、集熱器の約
０．２５°の“ＡＺ”回動、 Ｎｓａ：“ＡＺ”の１ステップ駆動周期の基準値，この
基準値の設定値は１分。これは360°/24時間＝0.25°/
分に従がう、 ＲＮｅ：“ＥＬ”方向の１ステップ駆動の周期を格納す
るレジスタ、又は、それに格納したデ−タが表わす周
期，１ステップ駆動の駆動量の設定値は、集熱器の約
０．２５°の“ＥＬ”回動、 Ｎｓｅ：“ＥＬ”の１ステップ駆動周期の基準値，この
基準値の設定値は１分。これは180°/12時間＝0.25°/
分に従がう。 Ｔｃ：プログラムタイマの時限値を格納するレジスタ、
又は、それに格納したデ−タが表わす時限値， Ｔｑ：有効な太陽光無しから有りに変化した直後の、追
尾準備中の制御周期，Ｔｑの設定値は８秒、 Ｔｎ：日中の、太陽が現われているときの制御周期，Ｔ
ｎの設定値は４分、 Ｔｗ：かくれた太陽が現われたかをチェックする確認周
期，Ｔｗの設定値は８分、 Ｔｈｄ：夜明け待ち時間，Ｔｈｄの設定値は１２時間、 Ｓｍ：午前光検知用のフォトセンサＰＳｍの受光レベ
ル， Ｓｔｍ：有効な午前太陽光の有り無しを判定するための
しきい値， Ｓｎ：午後光検知用のフォトセンサＰＳｎの受光レベ
ル， Ｓｔｎ：有効な午後太陽光の有り無しを判定するための
しきい値， Ｓａ：“ＥＬ”追尾遅れ検知用パイプ８１ａの受光レベ
ル， Ｓｂ：“ＥＬ”追尾進み検知用パイプ８１ｂの受光レベ
ル， Ｓｃ：“ＡＺ”追尾遅れ検知用パイプ８１ｃの受光レベ
ル， Ｓｄ：“ＡＺ”追尾進み検知用パイプ８１ｄの受光レベ
ル。 ＲＳmn：午前か午後かの判定結果を表わすデ−タを格納
するレジスタ，又は、それに格納した１ビットデ−タ。
その「０」は午前を、「１」は午後を表わす、 Ｒθｅ：集熱器の“ＥＬ”角度を格納するレジスタ、又
は、それに格納したデ−タが表わす“ＥＬ”角度， Ｒθａ：集熱器の“ＡＺ”角度を格納するレジスタ、又
は、それに格納したデ−タが表わす“ＡＺ”角度， ＲＦfe：集熱器の、太陽に対する“ＥＬ”方向の実際の
位置合せの要否を示すデ−タを格納するレジスタ、又
は、それに格納した１ビットデ−タ。その「０」は実際
の位置合せ要を意味する、 ＲＦfa：集熱器の、太陽に対する“ＡＺ”方向の実際の
位置合せの要否を示すデ−タを格納するレジスタ、又
は、それに格納した１ビットデ−タ。その「０」は実際
の位置合せ要を意味する。 α：追尾遅れ，進み判定用のしきい値， Ｒθemax：第１組の軸体Ｂ１〜Ｂ４に太陽光が直交する
とき（午前／午後の切換り点）の、“ＥＬ”角度を格納
するレジスタ、又は、それに格納したデ−タが表わす
“ＥＬ”角度， Ｆwait：太陽がかくれその後出てくるのを待っているか
否を示すデ−タを格納するレジスタ、又は、それに格納
した１ビットデ−タ。その「１」は太陽が再び出て来る
のを待っていることを意味する、 Ｒｗｃ：太陽がかくれその後出てくるのを待っている待
ち時間を格納するレジスタ、又は、それに格納したデ−
タが表わす待ち時間。

【００６１】図１６を参照する。図示しない電源スイッ
チのオンにより、電源回路Ｄが動作電圧Ｖbcを発生しＭ
ＰＵ１３１に印加すると、ＭＰＵ１３１の図示しない電
源オンリセット回路がリセットパルスを発生し、これに
応答してＭＰＵ１３１内のＣＰＵが初期化プログラムを
ＭＰＵ１３１内のプログラムＲＯＭから読出してＲＡＭ
に書込み、この初期化プログラムに従って、ＭＰＵ１３
１（ＣＰＵシステム）の初期化を行なう（ステップ
１）。この初期化が終わると、ＭＰＵ１３１は、レジス
タＲＮａには“ＡＺ”ステップ駆動の基準周期Ｎｓａ
（１分）を書込み、レジスタＲＮｅには“ＥＬ”ステッ
プ駆動の基準周期Ｎｓｅ（１分）を書込む（ステップ
２）。なお、以下においては、カッコ内には、ステップ
という語を省略して、ステップＮｏ．数字のみを記す。

【００６２】ここで“ＡＺ”ステップ駆動の一単位は、
ＭＰＵ１３１がモ−タドライバ１３３ａ〜１３３ｄに与
える１回（１パルス）の“ＡＺ”駆動指示に応答して、
モ−タドライバ１３３ａ〜１３３ｄが、アジマス軸４の
約０．２５°の回転分、駆動機ＥＦ１〜ＥＦ４の各パル
スモ−タＭをパルス駆動するものであり、「“ＡＺ”ス
テップ駆動」の「ステップ」は、パルスモ−タＭのステ
ップ駆動（相切換え）の「ステップ」とは別物である。
同様に、“ＥＬ”ステップ駆動の一単位は、ＭＰＵ１３
１がモ−タドライバ１３２ａ，１３２ｂに与える１回
（１パルス）の“ＥＬ”駆動指示に応答して、モ−タド
ライバ１３２ａ，１３２ｂが、エレベ−ション軸Ｂ１〜
Ｂ４の約０．２５°の回転分、駆動機ＥＳ１，ＥＳ２の
各パルスモ−タＭをパルス駆動するものであり、「“Ｅ
Ｌ”ステップ駆動」の「ステップ」も、パルスモ−タＭ
のステップ駆動（相切換え）の「ステップ」とは別物で
ある。

【００６３】次に、ＭＰＵ１３１は、レジスタＴｃに追
尾準備中の制御周期Ｔｑ（８秒）を書込み（３）、Ｔｃ
＝Ｔｑ時限値のプログラムタイマＴｃをスタ−トする
（４）。そして、リレ−ドライバ１３７ｂにリレ−オン
指示を与えてリレ−ＲＬｂをオンにする。これに応答し
て電源回路Ｂが電圧（Ｖｃ）を発生して各部電気回路に
印加する。この電圧（Ｖｃ）が安定し各部電気回路の出
力が安定したタイミングでＭＰＵ１３１は、スイッチＳ
ahおよびＳehの開閉信号を読込み、そしてＡ／Ｄ変換入
力ポ−トＡＤ１〜ＡＤ６の入力電圧すなわち検出光量Ｓ
ｍ，Ｓｎ，Ｓａ〜Ｓｄをデジタル変換して読込む
（５）。そして読込んだ信号およびデ−タに基づいて異
常の有無を判定する（６）。異常有りを判定したときに
は、図示しない報知器（表示灯）にて警報を報知し、Ｍ
ＰＵ１３１の出力を待機時のもの（機構駆動停止）に切
換え（１９）、レジスタＴｃに制御周期Ｔｑ（８秒）を
書込んで（２０）、ステップ４でスタ−トしたタイマＴ
ｃのタイムオ−バを待って（１３Ａ）、タイムオ−バす
ると、再度ステップ４以下の処理を行なう。

【００６４】異常無しと判定したときには、フォトセン
サＰＳｍの受光レベルＳｍがしきい値Ｓｔｍ以上、しか
もフォトセンサＰＳｎの受光レベルＳｎ以上であると、
有効な太陽光があってそれ（の基準面Ｐｓに対する照射
角度）が午前のものであるとして、レジスタＲＳmnに、
「午前」を示す「０」を書込む（８〜１０）。この場合
は「再開処理（午前）」（１１）を経て、「午前の追
尾」（１２）に進む。これらの処理（１１，１２）の内
容は後述する。

【００６５】フォトセンサＰＳｍの受光レベルＳｍがし
きい値Ｓｔｍ未満で、しかもフォトセンサＰＳｎの受光
レベルＳｎがしきい値Ｓｔｎ以上であると、有効な太陽
光があってそれが午後のものであるとして、レジスタＲ
Ｓmnに、「午後」を示す「１」を書込む（８−１４−１
５）。この場合は「再開処理（午後）」（１６）を経
て、「午後の追尾」（１７）に進む。これらの処理（１
６，１７）の内容も後述する。

【００６６】受光レベルＳｍがしきい値Ｓｔｍ未満しか
も受光レベルＳｎもしきい値Ｓｔｎ未満であると、これ
は有効な太陽光照射が無いことを意味するので、「待機
処理」（１８）に進む。この「待機処理」（１８）の内
容も後述する。

【００６７】「午前の追尾」（１２），「午後の追尾」
（１７）又は「待機処理」（１８）を経ると、そこでタ
イマＴｃのタイムオ−バを待ち（１３Ａ）、タイムオ−
バすると、再度プログラムタイマＴｃをスタ−トして
（４）、ステップ５以下の処理を行なう。したがって、
ステップ５以下の追尾制御のための処理は、時限値Ｔｃ
の周期（制御周期）で繰返えされる。ただし、後述する
が、時限値Ｔｃは、日中か夜中か、日中でも太陽が出て
いるか否か、によって変更されるので、制御周期は一定
ではない。次に、ＭＰＵ１３１の追尾制御の内容を、項
分けで説明する。 （ａ）夜明けの日の出前後の処理 後述の日没直後の処理（図２０の１１６，１１８〜１２
２）によって、集熱器（支持機Ａ１１〜Ａ４４）は基準
姿勢（アジマスＨＰ：“ＡＺ”ＨＰおよびエレベ−ショ
ンＨＰ：“ＥＬ”ＨＰ）に設定され、夜明けを待つ時限
値Ｔｃ＝Ｔｈｄ（１２時間）のタイマをスタ−トして、
図１６のステップ１３Ａで、タイムオ−バを待ってい
る。リレ−ＲＬａ，ＲＬｂはオフであり、電源回路Ａ，
Ｂは電源から遮断されている（スリ−プ）。

【００６８】例えば、日没直後の処理を前日の午後７時
にしたとすると、ＭＰＵ１３１は、本日の午前７時のタ
イマＴｃのタイムオ−バに応答して、タイマ時限値Ｔｃ
を、かくれた太陽が現われるのを待つ時間Ｔｗ（８分）
に書替えて（１３Ｂ，１３Ｃ）、この時限値Ｔｃ＝Ｔｗ
のタイマをスタ−トして（４）、リレ−ＲＬｂをオンに
して、スイッチＳａｈ，Ｓｅｈの状態と、受光レベルＳ
ｍ，Ｓｎ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄの読込みを行なう
（５）。そして異常チェック（６）を経て、異常が無い
と、有効な光は検出していないか、有効な午前光を検出
しているか、あるいは、有効な午後光を検出している
か、を判定する（８，９，１４）。

【００６９】有効な光を検出していなと、「待機処理」
（１８：詳細は図２０）に進んで、太陽光非検出「１」
をレジスタＦwaitに書込んで（１１３）、計時値Ｒｗｃ
をクリアする（１１４）。そしてその後、有効な太陽光
を検出するまで、Ｔｃ＝Ｔｗ周期で、図１６の１３Ａ−
１３Ｂ−４〜８−１４−１８（図２０の１１２−１１７
−１１８）−図１６の１３Ａ）のル−プの処理を繰返
す。これにより、例えば日の出が遅い場合や、日の出時
刻の前から雨又は曇天で継続して有効な太陽は非検出で
あると、太陽追尾は開始されず、集熱器（支持機Ａ１１
〜Ａ４４）は基準姿勢（“ＡＺ”ＨＰおよび“ＥＬ”Ｈ
Ｐ）のままで、計時値Ｒｗｃのみがインクレメントされ
る（図２０の１１７）。なお、計時値Ｒｗｃの一単位１
は、４分を意味し、この間の太陽の“ＡＺ”および“Ｅ
Ｌ”方向の位置（角度）変化量ΔθａおよびΔθｅはそ
れぞれ約１°である。 （ｂ）有効な午前光を検出したときの、太陽追尾のため
の前処理 有効な午前光を検出すると、ＭＰＵ１３１は、図１６の
ステップ９から１０に進んでレジスタＲＳmnに「０」を
書込み、「再開処理（午前）」（１１：詳細は図２１の
（ａ））にて、リレ−ＲＬａ，ＲＬｂをオンにして（１
３２）、集熱器を推定の太陽“ＡＺ”位置（Ｒθａ＋Ｒ
ｗｃ×Δθａ）に駆動して、該位置を表わすデ−タを
“ＡＺ”レジスタＲθａに書込む（図２１の（ａ）の１
３３）。また、集熱器を推定の太陽“ＥＬ”位置（Ｒθ
ｅ＋Ｒｗｃ×Δθｅ）に駆動して、該位置を表わすデ−
タを“ＥＬ”レジスタＲθｅに書込む（１３４）。今回
の集熱器の“ＡＺ”駆動は、推定位置に指向させるもの
であり、この推定位置が実際の太陽位置に合致している
とは限らず、むしろ、誤差が大きいと推察される。そこ
でこの“ＡＺ”位置合せは信頼性が低いこと（実際の位
置合せ要）を示す「０」をレジスタＲＦｆａに書込み、
集熱器を“ＥＬ”駆動したときには、同様な理由によ
り、「０」をレジスタＲＦｆｅに書込む。そして、有効
な太陽光を検出していることを示す「０」をレジスタFw
aitに書込み（１３５）、「午前の追尾」（１２：詳細
は図１７）に進む。 （ｃ）「午前の追尾」（１２） 図１７を参照する。ここではまず、スイッチＳehがオフ
（Ｈ）であると、集熱器が“ＥＬ”ＨＰにあることを検
出しているので、その位置を示す＋９０°を、“ＥＬ”
レジスタＲθｅに書込む（２１，２２）。同様に、スイ
ッチＳahがオフ（Ｈ）であると、集熱器が“ＡＺ”ＨＰ
にあることを検出しているので、その位置を示す＋９０
°を、“ＡＺ”レジスタＲθａに書込み、かつ、このと
きの“ＥＬ”角度Ｒθｅが、集熱器の“ＥＬ”アップ駆
動からダウン駆動への折り返し点であるので、これをレ
ジスタＲθｅmaxに書込む（３２）。

【００７０】レジスタＲＦｆｅのデ−タが「０」（実際
の位置合せ要）であると、ステップ２３から２４に進ん
で、太陽の“ＥＬ”位置に対して集熱器の“ＥＬ”位置
が遅れている（“ＥＬ”追尾遅れ）かをチェックし（２
４）、遅れが無くなるまで、第１組の軸体Ｂ１〜Ｂ４を
“ＥＬ”駆動する。なお、１ステップ駆動毎に、“Ｅ
Ｌ”レジスタＲθｅのデ−タを、１ステップ駆動量分変
更した値に更新する（２７）。遅れが無くなると、そこ
でレジスタＲＦｆｅのデ−タを「１」（実際の位置合せ
完了）に書替え（２８）、そして、レジスタＲＮｅのデ
−タが表わす周期ＲＮｅで、１ステップの“ＥＬ”アッ
プ駆動（太陽の昇りに追従する上向き駆動）をドライバ
１３２ａ，１３２ｂに指示する割込処理を設定する（２
９）。これにより、その後集熱器は、一周期ＲＮｅにつ
き１ステップ（約０．２５°）の速度で“ＥＬ”アップ
駆動される。

【００７１】レジスタＲＦｆｅのデ−タが「０」（実際
の位置合せ要）であったときに、“ＥＬ”追尾遅れでは
なかったときには、１ステップづつ“ＥＬ”戻し駆動す
る（２４〜２６の繰返し）。そして“ＥＬ”追尾遅れに
なると、上述の、遅れを解消する“ＥＬ”駆動を行な
い、そこで遅れを解消するとレジスタＲＦｆｅに「１」
（実際の位置合せ完了）を書替む（２８）。

【００７２】レジスタＲＦｆａのデ−タが「０」（実際
の位置合せ要）であったときには、上述の“ＥＬ”方向
の実際の位置合せ（２３〜２９）と同様に、集熱器の
“ＡＺ”方向の実際の位置合せを行ない（３３〜３
９）、それを完了するとレジスタＲＦｆａのデ−タを
「１」（実際の位置合せ完了）に書替え（３８）、そし
て、レジスタＲＮａのデ−タが表わす周期ＲＮａで１ス
テップの“ＡＺ”西向き駆動（太陽の西移行に追従する
横向き駆動）をドライバ１３３ａ〜１３３ｄに指示する
割込処理を設定する（３９）。これにより、その後集熱
器は、一周期ＲＮａにつき１ステップ（約０．２５°）
の速度で“ＡＺ”駆動される。

【００７３】上述のように“ＥＬ”方向および“ＡＺ”
方向の実際の位置合せを完了すると、その後、午前の有
効な太陽光を検出していると、Ｔｃ＝Ｔｎ（４分）周期
で、「午前の“ＥＬ”追尾」（３０）および「“ＡＺ”
追尾」（４０）を繰返す。これらの内容を、図１９の
（ａ）および（ｃ）に示す。

【００７４】「午前の“ＥＬ”追尾」（３０）では、
“ＥＬ”追尾遅れになると“ＥＬ”ステップ駆動周期Ｒ
Ｎｅを１デクレメントする（８１，８３）。すなわちス
テップ駆動周期ＲＮｅを短くして“ＥＬ”追尾駆動速度
を速くする。“ＥＬ”追尾進みになると“ＥＬ”ステッ
プ駆動周期ＲＮｅを１インクレメントする（８２，８
４）。すなわちステップ駆動周期ＲＮｅを長くして“Ｅ
Ｌ”追尾駆動速度を遅くする。

【００７５】「“ＡＺ”追尾」（４０）では、“ＡＺ”
追尾遅れになると“ＡＺ”ステップ駆動周期ＲＮａを１
デクレメントする（１０１，１０３）。すなわちステッ
プ駆動周期ＲＮａを短くして“ＡＺ”追尾駆動速度を速
くする。“ＡＺ”追尾進みになると“ＡＺ”ステップ駆
動周期ＲＮａを１インクレメントする（１０２，１０
４）。すなわちステップ駆動周期ＲＮａを長くして“Ａ
Ｚ”追尾駆動速度を遅くする。

【００７６】上述の「午前の追尾」（１２）を一回実行
するたびに、“ＥＬ”方向および“ＡＺ”方向の実際の
位置合せを完了しているときには、レジスタＴｃにＴｎ
（４分）を書込む（４１，４２）が、いずれかが未完の
ときには、レジスタＴｃにＴｑ（８秒）を書込む（４
１，４３）。これにより、ＥＬ”方向および“ＡＺ”方
向の実際の位置合せの少くとも一方が未完の間は、「午
前の追尾」（１２）は、Ｔｑ（８秒）周期で繰返し実行
される。両者が完了するとＴｎ（４分：この間太陽は略
１°の位置変化）周期で繰返し実行される。 （ｄ）有効な午後光を検出したときの、太陽追尾のため
の前処理 有効な午後光を検出すると、ＭＰＵ１３１は、図１６の
ステップ１４から１５に進んでレジスタＲＳmnに「１」
を書込み、「再開処理（午後）」（１６：詳細は図２１
の（ｂ））にて、リレ−ＲＬａ，ＲＬｂをオンにして
（１４２）、集熱器を推定の太陽“ＥＬ”位置すなわ
ち、Ｒθａ≧９０°のときには“ＥＬ”アップ駆動から
ダウン駆動への折り返し“ＥＬ”位置Ｒθemaxからの
“ＥＬ”戻り位置「２Ｒθemax−（Ｒθe＋Ｒｗｃ×Δ
θe）」に、Ｒθａ＜９０°のときには“ＥＬ”アップ
駆動位置「Ｒθe＋Ｒｗｃ×Δθe」に駆動して、該位置
を表わすデ−タをレジスタＲθｅに書込む（図２１の
（ｂ）の１４３〜１４５）。また、集熱器を推定の太陽
“ＡＺ”位置「Ｒθａ＋Ｒｗｃ×Δθｅ」に駆動して、
該位置を表わすデ−タをレジスタＲθａに書込む（１４
６）。そして、上述の“ＥＬ”駆動をしたときには、こ
の“ＥＬ”位置合せは信頼性が低い（実際の位置合せ
要）を示す「０」をレジスタＲＦｆｅに書込み、集熱器
を“ＡＺ”駆動したときには、同様な理由により、
「０」をレジスタＲＦｆａに書込み、有効な太陽光を検
出していることを示す「０」をレジスタFwaitに書込む
（１４７）。そして、「午後の追尾」（１７：詳細は図
１８）に進む。 （ｅ）「午後の追尾」（１７） 「午後の追尾」（１７）の中の、“ＡＺ”追尾駆動制御
の内容は、上述の「午前の追尾」（１２）の中のものと
同一である。しかし、「午後の追尾」（１７）の中の、
“ＥＬ”追尾駆動制御の内容は、太陽の移動方向が午前
のときと逆になるので、「午前の追尾」（１２）の中の
ものとは、“ＥＬ”遅れ，進みの判定演算（５４，５
７）が異なり、また追尾遅れ，進みを解消するための集
熱器駆動方向が逆となっている。その他の点は前述の
「午前の追尾」（１２）の内容と同様であるので、ここ
での説明は省略する。 （ｆ）有効な太陽光を検出しなくなったときの処理 太陽光検出から非検出に変わった最初の「待機処理」
（１８：詳細は図２０）においてＭＰＵ１３１は、レジ
スタＦwaitに「１」（太陽光非検出）を書込んで（１１
２，１１３）、計時レジスタＲｗｃをクリアし（１１
４）、時限値ＴｃにＴｗ（８分）を設定して（１１
５）、リレ−ＲＬａ，ＲＬｂをオフにする（１１６）。
その後、太陽光非検出が継続すると、Ｔｃ＝Ｔｗ（８
分）周期で「待機処理」（１８）に進んで、計時値Ｒｗ
ｃをインクレメントし（１１２，１１７）、太陽の“Ａ
Ｚ”推定位置「Ｒθａ＋Ｒｗｃ×Δθａ」が１８０°
（“ＡＺ”上限位置）に到達したかをチェックする（１
１８）。到達すると、後に説明する日没時の処理に進
む。 （ｇ）有効な太陽光を検出し始めたときの処理 前述の「再開処理（午前）」（１２）又は「再開処理
（午後）」（１６）に進む。 （ｈ）日没時の処理 日没により、有効な太陽光は非検出、かつ、太陽の“Ａ
Ｚ”推定位置「Ｒθａ＋Ｒｗｃ×Δθａ」が１８０°
（“ＡＺ”上限位置）に到達、の２条件が同時に成立す
ると、ＭＰＵ１３１は、図２０を参照すると、集熱器
（支持機Ａ１１〜Ａ４４）を“ＥＬ”ＨＰおよび“Ａ
Ｚ”ＨＰに駆動し、レジスタＲθｅ，ＲθａにＨＰデ−
タ＋９０°を書込む（１１９）。すなわち、支持機Ａ１
１〜Ａ４４を図１〜３に示す基準姿勢（待機姿勢）とす
る。そして、レジスタＲＦｆａ，ＲＦｆｅをクリアして
（１２０）、レジスタＦwaitもクリアして（１２１）、
レジスタＴｃには夜明け待ち時間Ｔｈｄ（１２時間）を
書込む（１２２）。そして図１６のステップ１３Ａに進
んで、タイマＴｃ＝Ｔｈｄ（１２時間）がタイムオ−バ
するのを待つ。この後の説明は、上記（ａ）となる。

【００７７】−第２実施例− 図２２に、集熱器２２の第２実施例を示す。この実施例
では、第１実施例の透光板３６に代えてフレネルレンズ
３６ｆを用い、その集束光を平面ミラ−４０ｐｍで、第
２放物面鏡５２に反射するようにした。第１実施例の透
光板３６をフレネルレンズ３６ｆに変更し、かつ第１実
施例の第１放物面鏡４０ａを平面鏡に変更した点が、第
１実施例と異なる。その他は、上述の第１実施例と同様
である。 −第３実施例− 図２３に、集熱器２２の第３実施例を示す。この実施例
では、第１実施例の透光板３６に代えてフレネルレンズ
３６ｆを用い、その集束光を第１放物面鏡５０ａで更に
集束して、第２放物面鏡５２に反射するようにした。第
１実施例の透光板３６をフレネルレンズ３６ｆに変更し
た点が、第１実施例と異なる。その他は、上述の第１実
施例と同様である。この実施例では、図２３に示すよう
に、集熱器２２の、太陽を見る方向の厚み（３６ｆ／３
１間距離）は、大層薄くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の平面図であり、集熱器支
持機Ａ１１〜Ａ４４は基準姿勢（待機姿勢）である。

【図２】 図１に示す実施例の平面図であるが、集熱器
支持機Ａ１１〜Ａ４４を削除してそれらは２点鎖線細線
で示す。

【図３】 図１に示す実施例の一部分を拡大して示す左
側面図である。

【図４】 図３に示す支持機Ａ１１を拡大して示す左側
面図である。

【図５】 図４に示す第２組の軸体４（アジマス軸）を
支持する機構を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面
図、（ｃ）は底面図である。

【図６】 図４に示す第２組の軸体４と一体の集熱器支
持フレ−ム８，９を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は底
面図、（ｃ）は左側面図である。

【図７】 図３に２点鎖線細線で示すように軸体４を基
準平面Ｓｐに垂直に立てた状態での、支持機Ａ１１の集
熱器支持機構の平面図であり、ＳＡは例えば東西軸、Ｆ
Ａは南北軸、ＴＡは垂直軸である。

【図８】 図７に示す軸体４をその軸心を中心に回転駆
動するウォ−ム１２の拡大平面図であり、支柱１および
軸体４は横断面（水平断面）を示す。

【図９】 図８に示すウォ−ム１２を回転駆動する機構
を示し、（ａ）は平面図であって支柱１および軸体４は
横断面（水平断面）を示し、（ｂ）は縦断面（垂直断
面）を示す。

【図１０】 図６に示す支持フレ−ム８，９に装着した
第１実施例の集熱器２１〜２４を示し、（ａ）はそれら
の正面図、（ｂ）は平面図である。

【図１１】 図１０に示す集熱器２２の外観を示す拡大
斜視図である。

【図１２】 図１１に示す反射器５０ａおよび光／熱変
換器６０ａの、拡大縦断面図である。

【図１３】 図１１に示す反射器５０ｂおよび光／熱変
換器６０ｂの、拡大縦断面図である。

【図１４】 図１１に示す集熱器２２の底板３１に装着
された弁装置９２の拡大縦断面図であり、（ａ）は集熱
器２２の内空間を密閉した閉弁状態を示し、（ｂ）は、
集熱器２２の内空間の気体の排気又は該内空間に湿気が
無い空気又は不活性ガスを注入するために口金１２０を
装着して開弁した状態を示す。

【図１５】 図１に示す集熱装置の、太陽追尾をするた
めの電気制御システムを示すブロック図である。

【図１６】 図１５に示すマイクロコンピュ−タ１３１
の、太陽追尾制御機能の概要を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図１７】 図１６に示す「午前の追尾」（１２）の内
容を示すフロ−チャ−トである。

【図１８】 図１６に示す「午後の追尾」（１７）の内
容を示すフロ−チャ−トである。

【図１９】 （ａ），（ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、
図１７に示す「午前の“ＥＬ”追尾」（３０），図１８
に示す「午後の“ＥＬ”追尾」（６０）、および、図１
７，図１８の「“ＡＺ”追尾」（４０），（７０）の内
容を示すフロ−チャ−トである。

【図２０】 図１６に示す「待機処理」（１８）の内容
を示すフロ−チャ−トである。

【図２１】 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、図１６に
示す「再開処理（午前）」（１１）および「再開処理
（午後）」（１６）の内容を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図２２】 本発明の第２実施例の集熱器２２の一部分
の拡大縦断面図である。

【図２３】 本発明の第３実施例の集熱器２２の一部分
の拡大縦断面図である。

【符号の説明】

Ｓｐ：基準平面 ＳＡ：東西軸 ＦＡ：南北軸 ＴＡ：上下軸 Ａ１１〜Ａ４４：支持機 Ｂ１〜Ｂ４：第１組の軸体
（エレベ−ション軸） Ｃ１１〜Ｃ４４：軸受け Ｆ１〜Ｆ４：第１〜第４行 Ｓ１〜Ｓ４：第１〜第４列 １：支柱 ２，３：ア−ム ４：第２組の軸体（アジマ
ス軸） ５，６：固定板 ７：ホィ−ル ８，９：支持フレ−ム １０：ウォ−ム支持フレ−
ム １２：ウォ−ム １３，１４：連結具 Ｉ１１〜Ｉ１３：連結棒 Ｇ１１，Ｇ１２：連結棒 １５：平歯車 １６：中間歯車 １７：駆動歯車 ＥＦ１〜ＥＦ４，ＥＳ１，
ＥＳ２：電動駆動機構 Ｄ１１〜Ｄ４２：支持台 ＣＡｄ：ダクト ２０：ダクトパイプ ２１〜２４：集熱器 ２１ｈ１〜２４ｈ３：ボルト通し穴 ＯＦｃ：熱交換流体給排チュ−ブ Ｓｅｈ：エレベ−ション ホ−ムポジション 検出スイッ
チ Ｓａｈ：アジマス ホ−ムポジション 検出スイッチ ３１：底板 ３２：シ−ル枠 ３２ｈ：丸穴 ３３：４角筒 ３４：固定枠 ３５：シ−ル枠 ３５ｈ：丸穴 ３６：透光板 ３７：固定枠 ４０：第１組のミラ− ４０ａ〜４０ｄ：放物面鏡 ５０ａ〜５０ｂ：第２組の
反射器 ５１：小型ミラ− ５２：放物面鏡 ５３：ねじ棒 ５４：内座金 ５５：ブッシュ ５６：外座金 ５７：固定ナット ６０ａ〜６０ｄ：光／熱変
換器 ６１：採光ブロック ６２：フランジ ６３：円錐面 ６４：ブッシュ ６６：固定ナット ６７：ロックナット ６８：流路 ６９：流路 ７１，７２：口金 ７３，７４：熱交換流体
給，排管 ８０：採光棒群 ８１ａ〜８１ｄ：ステンレ
スパイプ ８２：保持具 ８３ａ：ブッシュ Ｐｓ：指向ずれ検出位置 ９２：弁装置 １０１：基幹 １０２：ブッシュ １０３：座金 １０４：固定ナット １０５：Ｏリング １０６：スプリング １０７：ボ−ル １０８：Ｏリング １０９：弁座スリ−ブ １１０：Ｏリング １１１：閉じねじ １２０：口金 ＰＳｍ，ＰＳｎ：フォトセンサ １３１：マイクロコンピュ−タ ８５ａ〜８５ｄ：ハ−フミラ− ８６ａ〜８６ｄ：フォトセンサ ＲＬａ，ＲＬｂ：リレ− １３７ａ，１３７ｂ：リレ
−ドライバ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底板，それに対向する開口を囲む側板およ
   び該開口を閉じる透光部材を含むケ−シング；該ケ−シ
   ング内にあって、前記透光部材を通過してケ−シング内
   に入った光を反射する第１ミラ−；前記ケ−シング内に
   あって第１ミラ−の前方に位置し、前記透光部材で支持
   され、第１ミラ−の反射光を反射する、小形，短焦点距
   離の曲面ミラ−である第２ミラ−；第２ミラ−に対向し
   その反射光を受入れる透光窓と、それに接する熱交換流
   体を通すための流路と、有する採光部材；および、 該採光部材に結合され、前記流路につながった熱交換流
   体供給路および熱交換流体排出路を含み、供給路と排出
   路の少くとも一方が採光部材の透光窓に対向して開い
   た、流体給排管；を含み、 前記ケ−シングの透光部材と第１ミラ−の少くとも一方
   が、長焦点距離の集光エレメントである；集熱装置。
2. 【請求項２】第１ミラ−は、前記透光部材を通過してケ
   −シング内に入った光を反射し集光する大形，長焦点距
   離の曲面ミラ−であり；第２ミラ−は、第１ミラ−の光
   軸上に位置する；請求項１記載の集熱装置。
3. 【請求項３】前記流体給排管の、採光部材の透光窓に対
   向して開いた熱交換流体流路の内面は、光／熱変換面で
   ある、請求項１記載の集熱装置。
4. 【請求項４】ケ−シング内空間に開いた内ポ−ト，ケ−
   シングの外部に開く外ポ−ト、および、両ポ−トの間を
   開，閉するための弁体を含み、ケ−シングに装着された
   弁装置；を更に含む、請求項１記載の集熱装置。