JP2002515581A - 高温吸収熱板付き太陽エネルギー吸収手段を有した非球面収差性組立て式液体レンズ - Google Patents
高温吸収熱板付き太陽エネルギー吸収手段を有した非球面収差性組立て式液体レンズInfo
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Abstract
Description
立て式液体レンズに関するものである。
れて環状冠体となっており、傾斜端部により生じる球面収差を回避している。ま
た適当な屈折率の異なる流体を用いることにより、各環状冠体における屈折率の
変動を回避している。光の焦点の近くに発散液体レンズを配置することにより、
均一な太陽光束の収斂を達成して平行な光束とするものである。
ズ状容器の出射角を変更することを目的とする。
ズ状容器を適宜な形状の網状構造に取り付けて相互間を適宜離間せしめて膨張で
きるようにしている。レンズ状容器間にゴミが溜まるのを避けるべく、レンズ状
容器の外縁部はシールしてある。
これによりガラス体間の内部反射を防止している。
温を吸収しようとするものである。この蓄積体は組立て式液体レンズにより集め
られた太陽エネルギーまたは吸収システムにより濃縮された太陽光を受ける機能
を有しており、熱板内を循環する流体により太陽エネルギーを吸収するものであ
る。
エネルギーを蓄積するための組立て式液体レンズの構造と特性とが開示されてお
り、組立て式液体レンズは球面状をなす連続的な環状冠体中に配置された一連の
レンズ状容器により構成されるものである。
特にコストや厚さや重量や移送や装填などの面で非常に有利である。
点から偏倚する)の点で劣っている。太陽エネルギーの濃縮を吸収する組立て式
液体レンズに基づいたシステムや装置の場合には、完全な光の収斂が必要であり
、これにより組立て式液体レンズの光の錐体が強力な平行光の束となり、エネル
ギーの漏れ損失が最少となりかつ濃縮が最大となる。
来る光の集中を妨げる偏倚を完全に除かねばならない。図2に示すように光軸か
ら離れるほど偏倚は大きくなる。したがって球面収差と光の漏れ損失を除くこと
が必要である。
ており、吸収システムの特性が開示されている。そこでは組立て式液体レンズの
光の錐体が強力な平行光束に変換され、これによりエネルギーの漏れ損失は最少
に、かつ濃縮は最大になり、高熱を生成することができる。
、特に水の熱分解、つまり2000℃を越える高熱における水分子の酸素および
水素原子への分離に利用できる。
高熱の回収および吸収流体による熱の回収のためには熱板を用いる必要があり、
それには内部に溝路が形成されていて優待の循環が可能であり、該流体が吸収に
よりエネルギーを受け取るのである。
収差なしの組立て式液体レンズも、高熱吸収を可能とする循環する流体と組立て
式液体レンズとの協働も従来ないのである。
新規なものであり、従来の要素を改善して種々の特性を有しており、高温は熱板
内部の空房内で循環する流体により熱伝導を介して受け取られるのである。
、各レンズ状容器の傾斜端部は除かれており、これが球面収差を回避する重要な
特徴となっている。
て低減する各環状冠体の屈折率の変動は、太陽光束の均一な収斂をなすものであ
り、焦点の近くに配置された発散液体レンズにより平行な光束とされる。
の出射角を変更することもできる。
れており、レンズ状容器の内外縁部をシールすることによりレンズ状容器間への
ゴミの侵入を阻止できる。
され、これによりガラス間の内部反射が回避される。
材料からこれを形成する。空房内においては蒸気が分解されて、熱板の孔を透過
して分離した酸素と水素の原子が短期間に移動する。
耐熱性のみならず多孔性も得られるのである。
対側の端部に移動する必要がある。この移動は水が分解されたときに迅速に行わ
れて反応を回避する。このために熱板には側部に強力な電極が配置されており、
これが酸素と水素のイオン化を惹起する。かつ酸素は正電極に水素は負電極に引
き寄せられる。そして熱板の壁を透過した後排出導管を通って冷却と貯蔵とに供
される。
過した酸素と水素とのみを個別に受け取るのである。
収手段を有した非球面収差性組立て式液体レンズがレンズ状容器2を有しており
、該レンズ状容器2は環状冠材の傾斜端部を削除または補正して、図3に示すよ
うに球面収差をなくしてある。
の光束を用いて適当な屈折率を得るようになし、太陽光束を均一かつ適切に収斂
させている。これにより、光の焦点に近接配置された発散液体レンズを用いて、
太陽の光束を平行な光束に変換している。
容器2から出る光の出射角度を変えることができる。
適宜な間隔をもって配置されており、これによりレンズ状容器の内外縁部をシー
ルし、膨張を可能にしてレンズ状容器2間にゴミが溜まるのを防いでいる。組立
て式液体レンズが適宜にシールされたら、得られた房室に流体を充填して、ガラ
ス間の内部反射を回避している。
り発散液体レンズ4と液体プリズム5との運動による適切な光を得ている。
方に偏倚させている。この際光の焦点は図6に示すように吸収体の窓中の不動位
置に残存させている。
より液体プリズムを構成する流体は適宜な冷却をされながら循環する。
。すなわちガイドレール7に沿って発散液体レンズ4と液体プリズム5とが移動
する。この際両者間の距離は等しく保たれる。
4(またはチェーン)に連結されており、モーター9に駆動されて上昇または下
降する。該モーターはガイドレール7に組み付けられていて、吸収窓11中に設
けられたセンサー10により制御される。すなわち吸収窓11中において光の焦
点が中心からずれると、ガイドレール7上のモーター9が励動されて、図6,7
に示すように液体レンズの光の焦点に追従して発散液体レンズ4と液体プリズム
5とからなるユニットを移動させる。
体プリズムを追従させるべく、太陽の高さに応じて液体プリズム5はその横断ピ
ボット軸12について回転する。
保つに際して、液体プリズム5の基部13は常に固定点14に対して確実に整列
されており、これにより液体プリズム5はそれ自身回転して、図6に示すように
光束を所望の中心位置に保持するために必要かつ十分な角度を得る。
から遮断されている必要がある。これによりガラスからなる要素の透明性を阻害
する外界の気候的な因子の影響を排除する。太陽エネルギーの蓄積体の内側で固
定構造の上側において環状溝16には流体が充填されており、そこにはブラケッ
ト17が配置されて外気の侵入を防いでいる。
縮性の暗材18が設けられており、これが自動的な開閉センサーにより制御され
る。
ミック材料から形成されていて、半透過性の膜としても機能する。すなわち該熱
板は適当な有孔性を具えていて、酸素原子および水素原子が迅速に透過できる。
該熱板中には少なくとも3個の異なる領域、すなわち蒸気が分離される1個の中
央空房23と水素と酸素を分離回収する側部空房24,24’が設けられている
。これらの横には負電極25と正電極26とが設けられている。水素は負電極2
5の方にまた酸素は正電極26の方に瞬時に移動する。原子は熱板22の壁を通
って側部空房24,24’内に押し出され、そこから空房に連結された導管27
,27’を通って排出され、冷却の後分離貯蔵される。
ンズの周りに配置された一連のレンズ状容器21によるものである。熱板22の
蒸気が導入される中央空房23は適当な有孔性であって、酸素と水素の分離され
た原子が透過する。したがって短い時間中に透過を行わしめるべく、熱板は多孔
性の高温セラミック材料などから形成する。
対方向に移動しなければならない。このため熱板22には負と正の2個の電極2
5,26が設けられていて、水が分解されたときの酸素と水素のイオン化を引き
起こし、酸素は正電極26の方に、水素は負電極25の方に引き寄せられる。つ
いで熱板22の壁を透過してその後側部空房24,24’に連結された導管27
,27’を通って冷却と貯蔵とに供される。これらの空房は透過後の酸素と水素
とを分離収受するものである。
ンズの構成と特性とを示す図である。
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 傾斜端部のない複数のレンズ状容器(2)が設けられており
、複数の環状冠体が該レンズ状容器(2)を構成しており、該レンズ状容器には
異なる流体が充填されており、該流体は発散液体レンズ(4)によって伝達され
た太陽光の均一な収斂を与える屈折率を有しており、該液体レンズは光の焦点の
近傍に配置されておりかつその下面(3)の傾斜を変えることによりレンズ状容
器(2)の出射角を変更することが可能であり、組立て式液体レンズを構成する
レンズ状容器(2)は球面収差がなくかつ網状構造上に組み付けられており、網
目間には全てのレンズ状容器(2)が配置され膨張を可能とすべく適宜に分離さ
れており、全てのレンズ状容器(2)は内外縁部においてシールされており、こ
れらのシールにより形成される房室には流体が充填されて、ガラス体間の内部反
射を防止していることを特徴とする高温吸収熱板付き太陽エネルギー吸収手段を
有した非球面収差性組立て式液体レンズ。 - 【請求項2】 密封シールされたレンズ状容器(2)により形成される液体
レンズの光の焦点に追従して、液体プリズム(5)とともに移動することにより
発散液体レンズ(4)が適切な光束を得ることを特徴とする請求項1に記載の組
立て式液体レンズ。 - 【請求項3】 液体プリズム(5)が液体レンズ(4)の光束を受けて吸収
体の方に偏倚させ、光の焦点を吸収窓(11)中の不動位置に保持し、液体プリ
ズム(5)の側面(6)に孔を設けてあり、流体がこれを透過して循環冷却され
ることを特徴とする請求項2に記載の組立て式液体レンズ。 - 【請求項4】 液体レンズ(4)と液体プリズム(5)とからなるユニット
が保持ガイドレール(7)に沿って移動し、液体レンズと液体プリズム間に等距
離を維持することを特徴とする請求項1〜3に記載の組立て式液体レンズ。 - 【請求項5】 液体レンズ(4)と液体プリズム(5)とからなるユニット
がラック(8)に連結されており、ガイドレール(7)に取り付けられたモータ
ー(9)に駆動されて該ラックが上下動し、該モーターは吸収窓(11)中に配
置されたセンサー(10)により制御され、モーター(9)が液体プリズム(5
)と液体レンズ(4)とを組立て式液体レンズの光の焦点に追従して移動させて
、吸収窓(11)上の光の焦点の中心位置からの偏倚を制約することを特徴とす
る請求項1〜4に記載の組立て式液体レンズ。 - 【請求項6】 液体プリズム(5)を整列させかつ光束を常に吸収窓(11
)の中心に保持するべく、液体レンズ(4)からの光束に追従する液体プリズム
(5)の移動に応じて、かつ常に太陽の高さに応じて液体プリズム(5)が横断
ピボット軸(12)について回転することを特徴とする請求項1〜5に記載の組
立て式液体レンズ。 - 【請求項7】 光束を常時吸収窓(11)の中心に位置させる液体プリズム
(5)のピボット軸(12)についての回転が液体プリズム(5)の基部(13
)に固定されたストレッチャー(15)により行われ、これが固定点(14)に
整列されて液体プリズム(5)の自動回転を発生して所望の角度を得て、光束を
所望の中心位置に保持することを特徴とする請求項6に記載の組立て式液体レン
ズ。 - 【請求項8】 密封装填された太陽エネルギーの蓄積体が固定構造の上方領
域に配置され、流体を充填した環状溝(16)中にブラケット(17)が可動状に
配置されていることを特徴とする請求項1〜7に記載の組立て式液体レンズ。 - 【請求項9】 組立て式液体レンズの下部分に暗材(18)が設けられてお
り、該暗材は伸縮性でかつ光の非透過性材料からなり、自動開閉センサーにより
制御されることを特徴とする請求項8に記載の組立て式液体レンズ。 - 【請求項10】 組立て式液体レンズ(21)により与えられる太陽エネル
ギーにより発生される高温を吸収するものであって、外球面に適合して中央レン
ズの周りに冠状に配置された複数のレンズ状容器により構成される型式であって
、熱板(22)が高温セラミック材料により形成されてかつ多孔性を具えており
、該熱板は半透過膜として機能して、中央空房(23)内において水分子が分解
されたときに酸素と水素の原子を迅速に透過せしめ、これらの原子を負電極(2
5)と正電極(26)に向かわせ、水素原子は側部空房(24)に酸素原子は側
部空房(24’)に移動させることを特徴とする請求項1〜9に記載の組立て式
液体レンズ。 - 【請求項11】 水素および酸素原子がそれぞれ貯蔵される空房(24,2
4’)が排出導管(27,27’)を有していることを特徴とする請求項10に
記載の組立て式液体レンズ。
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