JP2003194419A

JP2003194419A - 太陽放射集中装置及び太陽放射の集中方法

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Publication number: JP2003194419A
Application number: JP2002259414A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kinoshita; 幹夫木下
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽放射集中システムにおいて、集光比の向上
にある。【解決手段】指向性収束反射鏡１０と、該指向性収束反
射鏡１０に付随して動く動座標系において定義される所
定の斜めの入射方向に沿って太陽放射Ｓが入射するよう
に該指向性収束反射鏡を駆動する為の駆動機構と、該駆
動機構により該指向性収束反射鏡が集光領域を中心とす
る所定の半径を有する球面に沿って運動するように該指
向性収束反射鏡を案内する案内機構とを有することを特
徴とする太陽放射集中装置が提供される。該駆動機構５
０は、例えば、穴５４Ａが穿孔された接続部材５４、該
穴５４を貫通する駆動棒５２、該駆動棒５２を支持する
可動台座５６を有する。該案内機構は、例えば、該指向
性収束反射鏡が設置される設置面に鉛直に固定される固
定鉛直棒２０、該指向性収束反射鏡１０を吊り下げるた
めの複数の紐４０を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は収束反射鏡を有する
太陽放射集中装置及び太陽放射の集中方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術による太陽放射集中装置により
太陽放射を所定の太陽放射集中領域に集中する場合、一
般的に、集光鏡の光軸を太陽放射の入射方向に平行に配
置する追尾機構が使用される。この場合、太陽放射は該
集光鏡の光軸上に存在する集光領域に集光される。この
ため、日の出後の数時間、日没前の数時間、あるいは冬
季において、水平面に対して小さな角度で太陽放射が入
射する場合、比較的低い角度で迷光が周辺に散乱され
る。

【０００３】例えば、住宅の屋根等の建造物上にこのよ
うな集光鏡を配置する場合、上記時間帯で迷光が比較的
低い角度で周辺に散乱される。このような迷光が景観を
損なう、あるいは周囲の施設へ迷光を照射するという問
題があった。

【０００４】あるいは、太陽熱調理において、水平面に
対して小さな角度で太陽放射が入射する場合には調理器
の底面があまり有効に加熱されないという問題点があっ
た。

【０００５】更に、上記のような追尾機構は集光鏡の回
動運動における大きな角度変化に対応する必要があり、
高価であるという問題点があった。特に、多数の集光反
射鏡を有する太陽放射集中装置においては機構が複雑で
あるという問題点があった。更に、都市や田園の景観と
の調和を維持するという観点から、大きな角度で傾けら
れた集光鏡の外観には問題点があった。

【０００６】これに替わり、集光鏡の中心点から固定さ
れた方向に存在する集光領域に太陽放射を集光する太陽
放射集中装置がある。この場合、集光鏡を回動する際の
反射鏡の回転量は、上記太陽放射集中装置おける回転量
の半分である。このため、追尾機構は簡易な構造とな
る。しかし、入射太陽放射が好ましい入射方向から大き
く外れる場合には、集光比が著しく低下するという問題
点があった。太陽放射が上記所定の入射方向と大きく異
なる角度で入射する時間帯、例えば早朝において、集光
比が著しく低下するという問題があった。更に、太陽放
射集中装置が太陽熱調理器として利用される場合、合焦
操作が煩雑となる、あるいは合焦状態を利用者が把握し
にくいという問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みな
されたもので、本発明の一目的は、上記諸問題の解決に
ある。本発明の別の一目的は、多数の集光鏡を有する太
陽放射集中装置において、集光比の向上にある。本発明
の更に別の一目的は、周囲の環境に適合する太陽放射集
中装置及び太陽放射の集中方法の提供にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された太
陽放射集中装置は、指向性収束反射鏡と、該指向性収束
反射鏡に付随して動く動座標系において定義される所定
の斜めの入射方向に沿って太陽放射が入射するように該
指向性収束反射鏡を駆動する為の駆動機構と、該駆動機
構により該指向性収束反射鏡が集光領域を中心とする所
定の半径を有する球面に沿って運動するように該指向性
収束反射鏡を案内する案内機構とを有することを特徴と
する。

【０００９】請求項２に記載された太陽放射集中装置
は、請求項１に記載された太陽放射集中装置において、
該指向性収束反射鏡に該指向性収束反射鏡の指向線に沿
って延伸する切欠部が形成されていることを特徴とす
る。

【００１０】請求項３に記載された太陽放射集中装置
は、請求項２に記載された太陽放射集中装置において、
該案内機構が、該切欠部を貫通して設置面に垂直に延伸
する固定鉛直棒を有することを特徴とする。

【００１１】請求項４に記載された太陽放射集中装置
は、請求項３に記載された太陽放射集中装置において、
該案内機構が該集光領域と該指向性収束反射鏡との間に
介在する連結部材を有し、該指向性収束反射鏡が該連結
部材により吊り下げられることを特徴とする。

【００１２】請求項５に記載された太陽放射集中装置
は、請求項１に記載された太陽放射集中装置において、
該案内機構が所定の半径を有する円弧状の表面を有する
台座を有することを特徴とする。

【００１３】請求項６に記載された太陽放射集中装置
は、請求項１に記載された太陽放射集中装置において、
該指向性収束反射鏡に対する設置面が該集光領域を中心
とする球面状に形成されることを特徴とする。

【００１４】請求項７に記載された太陽放射集中装置
は、請求項１に記載された太陽放射集中装置において、
該所定の斜めの入射方向を指示する入射方向指示部材を
更に有することを特徴とする。

【００１５】請求項８に記載された太陽放射集中装置
は、請求項１に記載された太陽放射集中装置において、
該集光領域を指示する集光領域指示部材を更に有するこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項９に記載された太陽放射集中装置
は、請求項１に記載された太陽放射集中装置において、
該指向性収束反射鏡の該所定の斜めの入射方向が切り替
え可能であることを特徴とする。

【００１７】請求項１０に記載された太陽放射集中装置
は、請求項１に記載された太陽放射集中装置において、
複数の該指向性収束反射鏡を一括して駆動する為の共通
リンクを更に有することを特徴とする。

【００１８】請求項１１に記載された太陽放射集中方法
は、複数の反射鏡が配列される反射鏡配列面を有する指
向性収束反射鏡に付随して動く動座標系において該指向
性収束反射鏡の指向線に沿って所定の入射角の太陽放射
が入射するように該指向性収束反射鏡を駆動する工程
と、該指向性収束反射鏡が固定された集光領域を中心と
する所定の半径を有する球面に沿って運動するように該
指向性収束反射鏡を案内する工程とを有することを特徴
とする。

【００１９】請求項１２に記載された太陽放射集中装置
は、指向性収束反射鏡を有し、該指向性収束反射鏡に付
随して動く動座標系において定義される所定の斜めの入
射方向に沿って太陽放射が入射するように該指向性収束
反射鏡が駆動されることを特徴とする太陽放射集中装置
において、該太陽放射集中装置が、所定の半径を有する
円弧状の表面を有する台座と、該台座を搭載する為の基
体と、該基体上に装着される台座搭載部材とを有するこ
とを特徴とする案内機構を有することを特徴とする。

【００２０】請求項１３に記載された太陽放射集中は、
指向性収束反射鏡を有し、該指向性収束反射鏡に付随し
て動く動座標系において定義される所定の斜めの入射方
向に沿って太陽放射が入射するように該指向性収束反射
鏡が駆動されることを特徴とする太陽放射集中装置にお
いて、該太陽放射集中装置が、該指向性収束反射鏡を摺
動可能に支持し、所定の半径を有する円弧状の切欠部を
有する指向性収束反射鏡搭載部材と、該指向性収束反射
鏡搭載部材を装着する為の基体とを有することを特徴と
する案内機構を有することを特徴とする。該指向性収束
反射鏡の側部には突出部が形成されている。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態による太陽放
射集中装置及び太陽放射の集中方法は、図１−３に言及
して説明される。いくつかの図を通して、同一の参照符
号は、同一もしくは対応する部分を表わす。図１は本発
明の一実施形態による太陽放射集中装置を説示する概念
図である。

【００２２】図１において、該太陽放射集中装置１は、
指向性収束反射鏡１０と、該指向性収束反射鏡１０を駆
動する為の駆動機構５０と、該指向性収束反射鏡の運動
を案内する案内機構を有する。

【００２３】該指向性収束反射鏡１０は、基板１２及び
該基板１２上の反射鏡配列面に配列される複数の反射鏡
１４を有する。

【００２４】該基板１２は平面である。該基板１２に
は、切欠部として、一方向に延伸する穴１２Ａが穿孔さ
れている。図１に説示される形状を有する基板に替わ
り、該基板は、三角形、六角形、円形、あるいはその他
の形状を有していてもよい。該基板１２は骨組み構造で
あってもよい。更に、平面の基板に替わり、該基板は球
面の一部、円筒面の一部、あるいは放物面等の曲面であ
ってもよい。

【００２５】それぞれの反射鏡として、放物面鏡、一軸
方向に僅かに歪んだ放物面鏡、平面反射鏡、凸面鏡、フ
レネル反射鏡、マルチミラー型反射鏡等が使用されても
よい。

【００２６】それぞれの反射鏡１４は該指向性収束反射
鏡１０による太陽放射の集光領域に向けて所定の方向か
ら入射する太陽放射を反射するような傾きで該基板１２
に固定部材１６を介して固定される。該集光領域は、後
述される固定鉛直棒２０の上端３０に対応する。該集光
領域は該基板１２に概ね垂直な方向に存在する。なお、
それぞれの反射鏡による反射太陽放射の進行方向は該基
板に対し必ずしも垂直ではないが、複数の反射鏡１４に
よる反射太陽放射は、全体として、該基板に概ね垂直な
方向に向けて進行する収束光ビームとなる。

【００２７】それぞれ反射鏡の固定は、該反射鏡１４の
３個以上の点を固定することにより行われてもよい。例
えば、反射鏡１４の１つの角は自由回転関節等を用いて
該基板１２に固定されてもよい。更に、該反射鏡１４は
それぞれ所定の形状を有する複数の固定部材１６により
固定されてもよい。これに替わり、直線あるいは面状の
接触部を有する固定部材が使用されてもよい。また、収
納時にそれぞれの反射鏡を折り畳み可能とする固定部材
が使用されてもよい。

【００２８】高集光比で太陽放射の集中が行われる場
合、一般に、多数の反射鏡を該反射鏡配列面に配列す
る。図１に説示される指向性収束反射鏡に替わり、所定
の斜めの入射方向から入射する太陽放射を基板に概ね垂
直な方向に存在する集光領域に集中する指向性フレネル
収束反射鏡が使用されてもよい。

【００２９】該駆動機構５０は穴５４Ａが穿孔された接
続部材５４、該穴５４を貫通する駆動棒５２、該駆動棒
５２を支持する可動台座５６を有する。該駆動機構５０
は該太陽放射集中装置１が設置される設置面内を移動
し、該指向性収束反射鏡１０を駆動する。該指向性収束
反射鏡１０に付随する座標系において、太陽放射が常時
該所定の入射方向に平行に入射するように該駆動機構５
０は該指向性収束反射鏡１０を駆動する。矢印Ｓは該所
定の入射方向に平行に入射する太陽放射を説示する。

【００３０】所定の入射方向は基板１２に対して斜めに
設定される。即ち、入射太陽放射は該基板面に対し斜め
に入射する。該所定の入射方向と該基板１２とのなす角
は９０度未満であり、典型的には３０度以上６０度以下
の範囲、好ましくは４５度以上５５度以下の範囲にあ
る。該角は設置地域における代表的入射太陽放射の入射
角に基づき決定される。例えば、該所定の入射方向は基
板１２に対して４５度の角度に設定されてもよい。この
場合、基板をあまり傾けずに太陽放射の追尾を行うこと
ができる。この為強風による風圧に起因する悪影響は大
幅に低減される。また、追尾に必要な力も大幅に低減さ
れる。該所定の入射方向に平行なベクトルの該基板１２
に対する射影は、図１の矢印Ａに平行である。該矢印Ａ
に平行な方向は該指向性収束反射鏡の指向線と定義され
る。該矢印Ａは上記穴１２Ａの延伸方向に平行である。
即ち、該穴１２Ａは該所定の方向から入射する太陽放射
に沿って延伸する。該所定の入射方向は、上記のように
該指向性収束反射鏡に付随して運動する動座標系におい
て定義される。該穴１２Ａは、設置面に平行な該基板１
２Ａの角度を基準角度（仰角ゼロ）として、好ましくは
プラスマイナス２０度以上、更に好ましくはプラスマイ
ナス３０度以上の該基板の仰角を変更する回転にを可能
とする幅を有している。

【００３１】該案内機構は該指向性収束反射鏡が設置さ
れる設置面に鉛直に固定される固定鉛直棒２０、該指向
性収束反射鏡１０を吊り下げるための複数の紐４０を有
する。該指向性収束反射鏡の自重による変形を抑制する
為、多数の紐が使用されてもよい。該複数の紐４０は、
該集光領域と該指向性収束反射鏡とを連結する連結部材
として作用する。該複数の紐４０として、耐熱性を有す
るワイヤー等が使用されてもよい。該複数の紐４０に替
わり、該指向性収束反射鏡を吊り下げるための支持部材
として剛体棒等が使用されてもよい。

【００３２】該固定鉛直棒２０の上端３０は該複数の紐
４０を固定する。該上端３０に耐熱性を有する回転軸受
けが配備されてもよい。該指向性収束反射鏡１０が該上
端３０を中心とする所定の半径を有する球面に沿って自
由に回転可能なように該複数の紐４０は該指向性収束反
射鏡１０を吊り下げる。即ち、該案内機構は該指向性収
束反射鏡の運動が該球面に沿ってなされるような力学的
束縛条件を提供する。該運動において、指向性収束反射
鏡の各点と該集光領域との距離は不変である。図１に説
示された状態に替わり、各反射鏡１４の中心点と該集光
領域との距離が同一となるように該指向性収束反射鏡が
吊り下げられてもよい。

【００３３】ここで、図示のように該固定鉛直棒２０は
該穴１２Ａを貫通している。このため、該駆動機構５０
の設置面における位置を制御することにより、該指向性
収束反射鏡に付随する座標系において該所定の入射方向
から常時太陽放射が入射するように該指向性収束反射鏡
の傾き及び偏角を制御することができる。該駆動機構５
０は図２において、矢印Ｂにより説示される方向に回転
可能である。該回転により該指向性収束反射鏡の該固定
鉛直棒２０回りの偏角が変更される。同時に、該駆動機
構は該矢印Ａにより説示される方向に平行に運動可能で
ある。この運動により該指向性収束反射鏡の設置面に対
する傾きが変更される。

【００３４】該太陽放射集中装置１の動作を好適に行う
為、該所定の方向を指示する入射方向指示部材６０が配
備されている。該太陽放射集中装置１の動作において、
該入射方向指示部材に平行に常時太陽放射が入射するよ
うに該駆動機構５０は該指向性収束反射鏡を制御する。
これにより常時複数の反射鏡１４により反射された太陽
放射は集光領域に所定の集光比で集中される。該複数の
反射鏡１４の上部に描かれている矢印はそれぞれ反射太
陽放射の進行方向を説示する。

【００３５】上記所定の入射角を変更するために、変形
可能な固定部材が使用されてもよい。図３はこのような
固定部材の構造の一例を説示する。図３において、固定
部材１６は、外筒６１０、内筒６２０、該内筒６２０を
固定する為の固定ネジ６３０、及び旋回関節６４０をそ
れぞれ有する一対の棒を有する。該内筒６２０は該外筒
に嵌装可能である。該固定ネジ６３０を緩めることによ
り該固定部材１６は変形可能である。

【００３６】該所定の入射角を多段階に変更することに
より、該指向性収束反射鏡の設置面に対する傾きが常時
小さい状態で太陽放射の集中が可能となる。これにより
強風などによる悪影響が高度に抑制される。更に該指向
性収束反射鏡の駆動に要する力が低減される。更に、反
射光の傾きの変化が小さくなる。これにより迷光の散乱
が高度に抑制される。上記変形可能な固定部材に替わ
り、着脱可能な複数種の固定部材が使用されてもよい。

【００３７】該指向性収束反射鏡の所定の入射角が変更
される場合、該入射方向指示部材の傾きは変更される。
これに替わり、複数の入射方向指示部材が使用されても
よい。

【００３８】該駆動機構５０は、追尾を好適に行う為の
アクチュエータ、モーター、動力伝達機構、センサー、
時計、コントローラー、プロセッサ、及び／または情報
蓄積媒体等を有していてもよい。例えば、該入射方向指
示部材に４分割光検知領域を有する光センサが、追尾駆
動の為に配備されてもよい。

【００３９】該太陽放射集中装置の動作において、該駆
動機構の位置を制御することにより、設置面に対して固
定された焦点に安定した高集光比で太陽放射が集中され
る。該太陽放射集中装置により太陽熱調理が行われる場
合、該固定鉛直棒２０は調理器具の固定のために使用さ
れてもよい。

【００４０】図４は本発明の別の一実施形態による太陽
放射集中装置を説示する概念図である。図４において、
該太陽放射集中装置１は、指向性収束反射鏡１０と、該
指向性収束反射鏡１０の傾きを調整する為の一対の仰角
調整部材１５０と、該指向性収束反射鏡の運動を案内す
る案内機構を有する。

【００４１】該指向性収束反射鏡１０は、基板１２及び
該基板上の反射鏡配列面に配列される複数の反射鏡１４
を有する。

【００４２】それぞれの反射鏡１４は該指向性収束反射
鏡による太陽放射の集光領域１００に向けて入射方向指
示部材６０により示される所定の方向から入射する太陽
放射を反射するような傾きで該基板１２に図示されない
固定部材を介して固定される。

【００４３】該指向性収束反射鏡１０に付随する座標系
において、太陽放射が常時該所定の入射方向に平行に入
射するように該指向性収束反射鏡１０は該仰角調整部材
１５０を用いて駆動される。矢印Ｓは該所定の入射方向
に平行に入射する太陽放射を説示する。

【００４４】該案内機構は該指向性収束反射鏡が設置さ
れる設置面に鉛直に固定される固定鉛直棒２０及び設置
面上に配置される円弧状の底部を有する台座１４０を有
する。該台座１４０は設置面上を運動可能である。該台
座１４０は該集光領域１００と該設置面との間の距離を
半径とする円筒の一部に対応する形状を有する。

【００４５】ここで、図示のように該基板１２には、切
欠部として穴１２Ａが形成されている。該固定鉛直棒２
０は該穴１２Ａを貫通している。このため、該太陽放射
集中装置は該指向性収束反射鏡１０が該固定鉛直棒２０
を回転軸として自由に回転可能な構造を有する。即ち、
該指向性収束反射鏡に付随する座標系において該所定の
入射方向に沿って太陽放射入射するように該指向性収束
反射鏡の偏角を制御することができる。この状態で、入
射太陽放射に平行なベクトルの該基板に対する射影は該
穴１２Ａの延伸方向に平行となる。この状態を維持した
まま該一対の仰角調整部材１５０を動作させることによ
り入射太陽放射が上記所定の入射方向と一致する状態と
なる。ここで、該太陽放射集中装置１を矢印Ａに平行な
方向に移動させることにより太陽放射が集光領域１００
に集中される。

【００４６】図５は太陽放射の入射角が変化した場合の
該太陽放射集中装置の一状態を説示する概念図である。
該指向性収束反射鏡に付随して動く動座標系において、
太陽放射は所定の入射方向から入射する状態が維持され
ている。該所定の方向は該入射方向指示部材６０により
指示される。

【００４７】上記所定の入射角を変更するために、変形
可能な固定部材が使用されてもよい。

【００４８】図６は本発明の更に別の一実施形態による
太陽放射集中装置を説示する概念図である。該太陽放射
集中装置１は、指向性収束反射鏡１０と、該指向性収束
反射鏡が設置される球面８０Ａを有する設置面８０を有
する。駆動機構として、指向性収束反射鏡に接続される
図示されない駆動棒が配備されてもよい。太陽放射は集
光領域１００に集中される。該球面８０Ａは該集光領域
１００を中心とする。該指向性収束反射鏡１０は該球面
８０Ａに内接する。入射太陽放射の向きが変化した場
合、該指向性収束反射鏡１０に付随する動座標系におい
て、所定の入射方向から太陽放射が該指向性収束反射鏡
に入射するように該指向性収束反射鏡は該球面８０Ａ上
を移動する。これにより常時太陽放射が集光領域１００
に収束する。該指向性収束反射鏡に図示されないキャス
ター等の摩擦低減手段が配備されてもよい。案内機構
は、該球面８０Ａに対応する。球面８０Ａに対応する領
域の排水を行う図示されない排水機構が配備されてもよ
い。

【００４９】図７は、本発明の更に別の一実施形態によ
る太陽放射集中装置に使用される指向性収束反射鏡を説
示する概念図である。図７において、複数の指向性収束
反射鏡１０が複数の旋回関節１７により連結されてい
る。即ち、それぞれの指向性収束反射鏡１０は、隣接す
る指向性収束反射鏡との稜線の回りに回転可能である。
このように連結された複数の指向性収束反射鏡は、例え
ば、図６に説示されるように、球面状の設置面上に配置
されてもよい。

【００５０】図８は、本発明の更に別の一実施形態によ
る太陽放射集中装置を説示する概念図である。該太陽放
射集中装置１は、指向性収束反射鏡１０と、該指向性収
束反射鏡１０を支持する台座８２と、該台座８２が設置
される球面８０Ａを有する設置面８０を有する。太陽放
射は集光領域１００に集中される。該球面８０Ａは該集
光領域１００を中心とする。該台座８２は該球面８０Ａ
に内接した状態で移動する。該台座８２は大型の指向性
収束反射鏡を駆動可能である。

【００５１】図９は、本発明の更に別の一実施形態によ
る太陽放射集中装置を説示する概念図である。該太陽放
射集中装置１は、複数の反射鏡１４を搭載する基板１２
を有する指向性収束反射鏡１０と、該指向性収束反射鏡
１０を支持する台座８２と、該台座８２が設置される球
面８０Ａを有する設置面８０と、該設置面により支持さ
れる固定鉛直棒２０を有する。該基板には指向線Ａに沿
って延伸する穴１２Ａが穿孔されている。同様に、該台
座８２に穴８２Ａが穿孔されている。該固定鉛直棒２０
は該穴１２Ａ及び該穴８２Ａを貫通する。該球面８０Ａ
の中心は集光領域１００に位置する。入射太陽放射Ｓが
該指向性収束反射鏡１０の所定の入射方向に一致するよ
うに該指向性収束反射鏡１０は駆動される。これにより
太陽放射は該集光領域１００に集中される。該台座８２
は該球面８０Ａに内接した状態で移動する。

【００５２】図１０は、本発明の更に別の一実施形態に
よる太陽放射集中装置に搭載される指向性収束反射鏡を
説示する概念図である。該指向性収束反射鏡１０は、複
数の反射鏡１４及び該複数の反射鏡１４を搭載する基板
１２を有する。該基板１２には穴１２Ａが穿孔されてい
る。更に、該基板１２は切欠き部１２Ｂを有する。該切
欠き部１２Ｂは太陽熱調理における太陽放射の集中に対
応するものである。これにより調理者は容易に該指向性
収束反射鏡の焦点に近づくことが可能となる。

【００５３】図１１は、本発明の更に別の一実施形態に
よる太陽放射集中装置に搭載される反射鏡を説示する概
念図である。該反射鏡１４は、複数の反射面２４２と、
該複数の反射面を搭載するフレーム構造の基体を有す
る。該基体は平面板２４４、該平面板２４４の一面に密
着する複数の棒２４６と、該平面板の別の一面に密着す
る複数の棒２４８と、該複数の棒２４６にそれぞれ配備
される複数の突起２４７と、該複数の棒２４８にそれぞ
れ配備される複数の突起２４９とを有する。該突起は該
反射面の向きを定める。該反射鏡は多面体の収束反射鏡
として動作する。

【００５４】同一の形状を有する反射面は量産性に優
れ、低コストで製造される。このような反射面を組み合
わせて本発明による指向性収束反射鏡が構築される場
合、コストが著しく低下する。また、フレーム構造は軽
量化に寄与する。それぞれの反射面２４２は、フレーム
構造により支持される多面体鏡であってもよい。

【００５５】図１２は本発明の更に別の一実施形態によ
る太陽放射集中システムを説示する概念図である。該太
陽放射集中システムは、複数の太陽放射集中装置１を有
する。それぞれの太陽放射集中装置１は、上記のよう
に、本発明により開示される構造を有する。該複数の太
陽放射集中装置を一括して駆動する為、該太陽放射集中
システムは共通駆動体３５０及び該共通駆動体３５０を
駆動する為の駆動機構３６０を更に有する。該太陽放射
集中システムは複数の集光領域１００に太陽放射を集中
する。冷水供給部７１０、配管７２０、及び熱湯出口７
３０を有する配管が太陽放射により暖められた熱湯を供
給するために配備される。

【００５６】図１３は本発明の更に別の一実施形態によ
る太陽放射集中装置を説示する概念図である。該太陽放
射集中装置１は、指向性収束反射鏡１０と、該指向性収
束反射鏡１０を自由に回動するための回動機構８１０
と、該指向性収束反射鏡１０に対する太陽放射の所定の
入射方向を指示する入射方向指示部材６０と、該指向性
収束反射鏡による集光領域１００を指示するための集光
領域指示棒２７０とを有する。該太陽放射集中装置１が
太陽熱調理のために使用される場合、該集光領域指示棒
２７０は調理器具を支持する為に使用されてもよい。

【００５７】図１４は、本発明による太陽放射集中装置
に使用される基板の更に別の一例を説示する図である。
切欠部１２Ａにより、基板１２の案内機構への装脱着が
容易化される。

【００５８】図１５は本発明による太陽放射集中装置の
案内機構の更に別の一例を説示する図である。基体５０
０上に一対の台座搭載部材５１０が装着される。基体５
００は太陽放射の向き、即ち設置面内における太陽放射
の偏角の変化に対応して、設置面内において回転する。
この案内機構上に、図４に説示された所定の半径を有す
る円弧状の底部を有する台座１４０が摺動可能に搭載さ
れる。太陽放射の仰角の変化に対応して、該台座１４０
は該一対の台座搭載部材５１０上を摺動する。これによ
り太陽放射は集光領域に集光される。なお、この案内機
構上に後述する図１６及び図１７に説示される円弧状の
底部を有する台座１４０を搭載するために使用されても
よい。太陽熱調理器として本発明が実施される場合、調
理器支持体は該基体５００に固定されてもよい。また、
該一対の台座搭載部材５１０は、設置面、即ち該基体５
００に平行な状態での該基板の角度を基準角度（仰角ゼ
ロ）として、好ましくはプラスマイナス２０度以上、更
に好ましくはプラスマイナス３０度以上の該基板の仰角
の変更を可能とする幅を有している。

【００５９】図１６は、本発明の更に別の一実施形態に
よる太陽放射集中装置に使用される指向性収束反射鏡を
説示する図である。一対の基板１２が使用される。それ
ぞれの基板１２には複数の反射鏡１４が搭載され、これ
により指向性収束反射鏡が形成される。それぞれの基板
１２には円弧状の底部を有する台座１４０が配備され
る。基板１２の突出部１２Ｄにより一対の基板１２は所
定の間隔１２Ａを有するように配置される。この所定の
間隔１２Ａを鉛直棒２０が貫通する。

【００６０】図１７は、本発明の更に別の一実施形態に
よる太陽放射集中装置に使用される指向性収束反射鏡を
説示する図である。固定部材として、頃角板６５０及び
６６０が反射鏡１４と基板１２との間にそれぞれ設置さ
れる。これによりそれぞれの反射鏡１４は集光領域に向
けて太陽放射を集中するような所定の面角度をもって該
基板１２に固定される。それぞれの反射鏡１４と基板１
２との接触部には紐６５２が配備される。この紐は自由
回転関節を提供する。頃角板６５０及び６６０は着脱可
能に配備されてもよい。この場合、それぞれの反射鏡１
４は折り畳まれた状態で収納することができる。また、
それぞれの指向性収束反射鏡１４と頃角板とを接続する
旋回関節及びそれぞれの頃角板を基板１２に装着する為
の図示されない頃角板装着部材が配備されてもよい。

【００６１】図１８及び図１９に言及して、本発明によ
る太陽放射集中装置に使用される案内機構の更に別の一
例を説明する。図１８は、本発明による太陽放射集中装
置に使用される案内機構の更に別の一例を説示する図で
ある。図１９は、図１８に説示された案内機構に搭載さ
れる基板１２を説示する図である。この案内機構は、基
体５００と、この基体５００上に固定される一対の指向
性収束反射鏡搭載部材１４４を有する。調理器を支持す
るための支持部材９００が基体５００上に搭載される。
太陽放射の向きの変化、即ち設置面内における入射太陽
放射の偏角の変化に対応して、基体５００は設置面内に
おいて回転する。基板１２の一対の張り出し部１２Ｃは
一対の指向性収束反射鏡搭載部材１４４上に摺動可能に
搭載される。太陽放射の仰角の変化に対応して、基板１
２は指向性収束反射鏡搭載部材１４４上を摺動する。こ
れにより基体５００上に搭載される指向性収束反射鏡
は、集光領域に向けて太陽放射を集中する。該一対の指
向性収束反射鏡搭載部材１４４は、設置面に平行な該基
板１２Ａの角度を基準角度（仰角ゼロ）として、好まし
くはプラスマイナス２０度以上、更に好ましくはプラス
マイナス３０度以上の該基板の仰角を変更する回転に対
応する幅を有している。

【００６２】図２０は、本発明による太陽放射集中装置
に使用される反射鏡の一例を説明する図である。反射鏡
基板８４０上に反射鏡側板８１０〜８１６が固定され
る。更に、反射鏡基板８４０上に、突起８２０〜８３４
が固定される。反射鏡８００は、この反射鏡基板８４０
上の突起８２０〜８３２及び指向性収束反射鏡側板８１
０〜８１６上に図示されない１６枚の角型平面反射鏡を
搭載することにより形成される。それぞれの反射鏡側板
及び突起は、１６枚の角型平面反射鏡が集光領域に太陽
放射を集中するような形状を有する。

【００６３】以上において、本発明による太陽放射集中
装置及び太陽放射の集中方法は詳細に説明された。本発
明による太陽放射の集中によれば、指向性収束反射鏡に
常時所定の入射方向から太陽放射が入射する為、高い集
光比で太陽放射が集中される。更に、上記に詳細に説明
された本発明による太陽放射集中装置の構造により、容
易に追尾駆動を行うことができる。

【００６４】その他、本発明による太陽放射集中装置及
び太陽放射の集中方法を好適に動作させるための補助的
な手段、例えば、照度計、光パワーメータ、追尾駆動用
の光センサ、任意の方向に運動部材を駆動可能なアクチ
ュエータ、光シャッター、集光部における過度な光の集
中を抑制する為のデフォーカス手段、付加的な光学系、
分光手段、蛍光発生手段、温度コントローラー、選択透
過膜、選択反射膜、反射防止膜、透明カバー、蓄熱手
段、ヒートパイプ、基板の側板、各部材を着脱自在にす
るための機構、各部材が折り畳まれた状態で収納する為
の機構、壁掛け用部材、筐体、及び／または熱交換手段
等を伴って本発明が実施されてもよい。

【００６５】ここに開示された本発明は、新規な太陽放
射集中装置及び太陽放射の集中方法を提供するが、以上
の詳細な説明に開示された教唆に鑑み、本発明の実施
は、本発明の最良の形態を説明するためになされた上記
実施例に限定されるものではなく、以下の請求の範囲の
中で、諸変化を伴ってその他の形態で実施してもよく、
あるいは上記実施例の中の最良の一実施形態を説明する
ために附加された付加的な形態や構成要素を伴わずに実
施されてもよい。

【００６６】

【発明の効果】本発明は上記のごとくなした故に、常時
高い集光比が得られた。更に、多数の指向性収束反射鏡
を有する太陽放射集中システムが実現された。更に、迷
光の周囲への散乱が抑制され、周囲の環境への適応性が
向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による太陽放射集中装置を
説示する概念図である。

【図２】図１に説示された太陽放射集中装置の上部を説
示する概念図である。

【図３】本発明の別の一実施形態による傾斜部材を説示
する図式的な図である。

【図４】本発明の更に別の一実施形態による太陽放射集
中装置を説示する概念図である。

【図５】図４に説示された太陽放射集中装置の別の一状
態を説示する概念図である。

【図６】本発明の更に別の一実施形態による太陽放射集
中装置を説示する概念図である。

【図７】本発明の更に別の一実施形態による指向性収束
反射鏡を説示する概念図である。

【図８】本発明の更に別の一実施形態による太陽放射集
中装置を説示する概念図である。

【図９】本発明の更に別の一実施形態による太陽放射集
中装置を説示する概念図である。

【図１０】本発明の更に別の一実施形態による指向性収
束反射鏡を説示する概念図である。

【図１１】本発明の更に別の一実施形態による反射鏡を
説示する概念図である。

【図１２】本発明の更に別の一実施形態による太陽放射
集中システムを説示する概念図である。

【図１３】本発明の更に別の一実施形態による太陽放射
集中装置を説示する概念図である。

【図１４】本発明による太陽放射集中装置に使用される
基板の更に別の一例を説示する図である。

【図１５】本発明による太陽放射集中装置の案内機構の
更に別の一例を説示する図である。

【図１６】本発明の更に別の一実施形態による太陽放射
集中装置に使用される指向性収束反射鏡を説示する図で
ある。

【図１７】本発明の更に別の一実施形態による太陽放射
集中装置に使用される指向性収束反射鏡を説示する図で
ある。

【図１８】本発明による太陽放射集中装置に使用される
案内機構の更に別の一例を説示する図である。

【図１９】図１８に説示された案内機構に搭載される基
板１２を説示する図である。

【図２０】本発明による太陽放射集中装置に使用される
指向性収束反射鏡の反射鏡基板の一例を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１太陽放射集中装置１０指向性収束反射鏡１２基板１２Ａ穴１４反射鏡１６固定部材２０固定鉛直棒３０上端４０紐５０駆動機構６０入射方向指示部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指向性収束反射鏡と、該指向性収束反射鏡
に付随して動く動座標系において定義される所定の斜め
の入射方向に沿って太陽放射が入射するように該指向性
収束反射鏡を駆動する為の駆動機構と、該駆動機構によ
り該指向性収束反射鏡が集光領域を中心とする所定の半
径を有する球面に沿って運動するように該指向性収束反
射鏡を案内する案内機構とを有することを特徴とする太
陽放射集中装置。
【請求項２】該指向性収束反射鏡に該指向性収束反射鏡
の指向線に沿って延伸する切欠部が形成されていること
を特徴とする請求項１記載の太陽放射集中装置。
【請求項３】該案内機構が、該切欠部を貫通して設置面
に垂直に延伸する固定鉛直棒を有することを特徴とする
請求項２記載の太陽放射集中装置。
【請求項４】該案内機構が該集光領域と該指向性収束反
射鏡との間に存在する連結部材を有し、該指向性収束反
射鏡が該連結部材により吊り下げられることを特徴とす
る請求項３記載の太陽放射集中装置。
【請求項５】該案内機構が所定の半径を有する円弧状の
表面を有する台座を有することを特徴とする請求項１記
載の太陽放射集中装置。
【請求項６】該指向性収束反射鏡に対する設置面が該集
光領域を中心とする球面状に形成されることを特徴とす
る請求項１記載の太陽放射集中装置。
【請求項７】該所定の斜めの入射方向を指示する入射方
向指示部材を更に有することを特徴とする請求項１記載
の太陽放射集中装置。
【請求項８】該集光領域を指示する集光領域指示部材を
更に有することを特徴とする請求項１記載の太陽放射集
中装置。
【請求項９】該指向性収束反射鏡の該所定の斜めの入射
方向が切り替え可能であることを特徴とする請求項１記
載の太陽放射集中装置。
【請求項１０】複数の該指向性収束反射鏡を一括して駆
動する為の共通リンクを更に有することを特徴とする請
求項１記載の太陽放射集中装置。
【請求項１１】複数の反射鏡が配列される反射鏡配列面
を有する指向性収束反射鏡に付随して動く動座標系にお
いて該指向性収束反射鏡の指向線に沿って所定の入射角
の太陽放射が入射するように該指向性収束反射鏡を駆動
する工程と、該指向性収束反射鏡が固定された集光領域
を中心とする所定の半径を有する球面に沿って運動する
ように該指向性収束反射鏡を案内する工程とを有するこ
とを特徴とする太陽放射集中方法。
【請求項１２】指向性収束反射鏡を有し、該指向性収束
反射鏡に付随して動く動座標系において定義される所定
の斜めの入射方向に沿って太陽放射が入射するように該
指向性収束反射鏡が駆動されることを特徴とする太陽放
射集中装置において、該太陽放射集中装置が、所定の半
径を有する円弧状の表面を有する台座と、該台座を搭載
する為の基体と、該基体上に装着される台座搭載部材と
を有することを特徴とする案内機構を有することを特徴
とする太陽放射集中装置。
【請求項１３】指向性収束反射鏡を有し、該指向性収束
反射鏡に付随して動く動座標系において定義される所定
の斜めの入射方向に沿って太陽放射が入射するように該
指向性収束反射鏡が駆動されることを特徴とする太陽放
射集中装置において、該太陽放射集中装置が、該指向性
収束反射鏡を摺動可能に支持し、所定の半径を有する円
弧状の切欠部を有する指向性収束反射鏡搭載部材と、該
指向性収束反射鏡搭載部材を装着する為の基体とを有す
ることを特徴とする案内機構を有することを特徴とし、
該指向性収束反射鏡の側部に突出部が形成されているこ
とを特徴とする太陽放射集中装置。