JP2009139077A - 円周分割パラボラアンテナと、太陽光追尾架台 - Google Patents

Abstract

【課題】小型、大型ともに安全な、パラボラアンテナを構築出来ること。膜構造パラボラも使用出来ること。風力も利用すること。季節変動する太陽高度、及び、日回転動、を分割対応する事により、容易な太陽追尾架台とすること。
【解決手段】円周方向に分割した、鏡部を支持幹で一体構造とし、小、大構造の構築が可能なパラボラアンテナとする。不必要光線角の防御壁を風車とするパラボラアンテナ。大気圧に対し低圧室、を利用した、膜構造パラボラアンテナ。水平にした地盤、または伸縮脚で、（１次）架台を、真北方向に水平に配置し、太陽光集光焦点に、季節変動用摺動回転中心を持つ（２次）架台を、当該地の地軸に平行（当該地緯度に直角）に配置し、太陽の緯度による高度に加え、季節変動２３．４度の太陽高度角へ、（３次）架台先の伸縮機構で、１日１回程度摺動し、地軸回転に対し、昼間２４時間当たり３６０度５９分８秒の割合で、個々回転させる。
【選択図】図９

Description

本発明は、太陽光追尾を簡単で効率のよい、円周分割パラボラアンテナと、低圧膜構造パラボラアンテナ、その架台に関するものである。

従来、固定集光装置、小型の太陽熱パラボラアンテナまたはフレネルレンズで集光、集熱し追尾する装置。地表に分割した多数の反射鏡を連動設置し、集光タワーに集光するもの等がある。

しかし、太陽光（熱）をパラボラアンテナで集光、集熱する場合、集光面積が大きくなれば、集熱焦点が太陽側の遠方になり、装置が巨大になる。フレネルレンズを使用した場合、焦点は太陽と反対の地上側になるが、柔軟なレンズを保持する機構が別途必要であり、大型化は難しい。通常パラボラは、必要焦点以外に不注意で焦点を結び、事故を起こすこともあった。太陽光の地軸に対し一時間当たり１５度の回転、緯度に加え季節変動２３．４度の太陽高度を追尾し使用するには、機構が複雑で巨大な物か、小型の物しかなかった。

この改善策として、集熱部に巨大タワーを別途建設したり、柔軟なフレネルレンズ保持機構を強大にしたり、小分割のものを多数連動する必要があった。
天体望遠鏡に使用される赤緯儀、を使用しても、焦点位置を含め捕捉利用することは複雑であり、保持させる為の構造力点も集中し、太陽光、太陽熱を追尾使用するには、小型か、複雑、巨大な構造に成っていた。
特開２００４−２５９７８３ 表１の表示の通り

表２の表示の通り

太陽光によるスターリングエンジンの作動（インターネット）

パラボラアンテナ機構を、小型、大型ともに構築出来ること。
焦点誤動作による事故をなくすること。
風車機能を付随させる事。
膜構造パラボラアンテナも使用出来ること。
架台は、緯度位置に加え季節変動太陽高度を容易に追尾すること。
地球回転に伴う太陽光の、日回転動を容易に追尾すること。
この架台で、太陽を正対、補足すること。

手段、１
本発明は、パラボラ反射鏡を、円周に沿って分割し、支持機構を一体とする事で、装置一体化で強度を保持し、小型、大型ともに構築する。

手段、２
集光する光軸が鋭角になる中心付近に、フレネルレンズと組み合わせる

手段、３
大面積の分割パラボラアンテナ、パラボラアンテナを構成する場合、地軸方向に馬蹄形、小判型とする。

手段、４
軽量簡易なパラボラアンテナを構成する場合、大気圧に対し低圧室、を利用した、膜構造パラボラアンテナとする。

手段、５
太陽光線の、必要外浸入光線防御壁を、中心に対し遍心させ、風車機能を付属させる。

手段、６
水平にした地盤、または伸縮脚で、受光保持台を、真北方向に水平に配置する。

手段、７
太陽光集光焦点に、季節変動用摺動回転中心を持つ（１次）架台の両端（２次）回転架台を、当該地の地軸に平行（当該地緯度に直角）に配置する

手段、８
この（２次）回転架台を昼間、地軸回転に対し、昼間１時間当たり約１５度の割合で、回転させる。

手段、９
この回転部先で、太陽の緯度による高度に加え、季節変動２３．４度の太陽高度角へ、（３次）架台を伸縮機構で、摺動する。

手段、１０
この、複合回転構造を順次太陽移動に合わせ、手動又は、時計機構、あるいは、マイコン制御モーターで、それぞれ駆動する。

効果、１
本発明の、円周分割パラボラアンテナは自立し、地上側固定位置に集光集熱が出来、装置が小型になり、風害も小さくなり、大集光面積の物も、構築できる。

効果、２
集光する光軸が鋭角になる中心付近は、フレネルレンズと組み合せること
により、中心付近の分割パラボラアンテナ配置に余裕が出来る。

効果、３
地軸方向に馬蹄形、小判型とした平面配置とする事により、大面積の集
が出来る。

効果、４
膜構造パラボラアンテナとする事により、軽量のパラボラとする事が出

効果、５
太陽光線、不必要浸入光線角の防御壁を設置することにより、正対光以外合焦できなくなり、安全性が高くなり、中心に対し渦巻き状に遍心配置する
とにより、風車機能が付随し、風力も合わせて利用できる。

効果、６
この支持台は、設置時に当該地の地軸に平行に設置し、必要駆動を機能分割、（１次）（２次）（３次）し、地球回転と、季節高度を分立駆動としたことで、最小エネルギーで、太陽光を全地球上の赤道から極地、日の出から日没まで、最小限の動力で、太陽に正対し、受光、受熱出来る利点がある。

形態、１
パラボラアンテナは、円周に分割し隙間のある傘状の、反射鏡とし、円周分割パラボラ反射光の、焦点より主に地上側の反射光を使用し、太陽光、反射光、鏡が重複しない位置に配置する構造とする。集光する光軸が鋭角になる中心付近は、フレネルレンズと組み合せる。

形態、２
大面積で集光する場合、分割パラボラアンテナ、従来パラボラアンテナを、地軸方向に馬蹄形、小判型とした平面配置とする。

形態、３
軽量簡易なパラボラアンテナを構成する場合、大気圧に対し低圧室、を利用した、凹膜構造パラボラアンテナとする。

形態、４
太陽光線の、不必要光線角の防御壁を、配置する。

形態、５
不必要光線角防御壁を、中心に対し渦巻き状に、遍心させ、風車機能を付属させる。

形態、６
水平にした地盤、または伸縮脚で、支持台を、真北方向に水平に配置す

形態、７
太陽光集光焦点に、季節変動用摺動回転中心を持つ（１次）架台の両端（２次）回転架台部を、当該地の地軸に平行（当該地緯度に直角）に配置す

形態、８
この（２次）回転架台を昼間、地軸回転に対し、昼間１時間当たり約１５度の割合で、回転させる。

形態、９
この回転部先で、太陽の緯度による高度に加え、季節変動２３．４度の太陽高度角へ、（３次）架台を伸縮機構で、摺動する。

形態、１０
この、複合回転構造を順次太陽移動に合わせ、手動又は、時計機構、あるいは、マイコン制御モーターで、それぞれ駆動する

形態、１１
受光、受熱部を、駆動部と別に、受光台で脚に連結する。

実施例、１
鏡１、を（図１）、（図２）、断面方向配置（図３）、（図、４）、状に、２外周部リブ、３内周部リブ、４縦断リブ、１１パラボラ受けリブ、で配置する構造で、パラボラアンテナを自立構成（図、７）する。

面積に応じた、集光熱エネルギー表

実施例、２
太陽光線、５入射光、６反射光が、（図４）、（図６）、の焦点位置構成となる、円周分割パラボラアンテナを構成する。

実施例、３
集光する光軸が鋭角になる中心付近に、フレネルレンズ２２を（図１）、（図３）、（図１２）、（図１３）、状に３内周部リブで設置し、一体とする。

実施例、４
地軸方向延長、分割パラボラアンテナ（図２）、地軸方向延長、従来パラボラアンテナ（図１６）、状に地軸方向に馬蹄形、小判型平面配置とする。

実施例、５
太陽光線の、不必要光線角の浸入防御壁２３（図１３）（図１５）を、配置する。

実施例、６
この不必要浸入光線角の防御壁（図１２）（図１４）を、中心１２に対し渦巻き状に、遍心させ、回転受け台２４上に、風車機能を付属させる。

実施例、７
軽量構造の必要がある場合、膜構造鏡１と、背後幕２６（壁）を背面に配置し、大気圧に対し低圧室２５（図５）、を配置し、太陽光反射外面を、凹膜パラボラアンテナとする。

実施例、８
水平にした地盤、あるいは、伸縮機能脚１３の、真北側２本と、水平据え付け時脚１４合計３本脚で、水平と真北方向に、受光支持架台１５を設置する。設置後、受光支持架台１５は、伸縮機能付脚１３、４本で（図７）（図８）（図９）（図１０）（図１１）、安定的に定置する。

実施例、９
太陽光集光焦点に、季節変動用摺動回転中心１２を持つ（１次）架台８の、両端（２次）回転架台９、（図７）（図８）（図９）（図１３）（図１５）（図１６）（図１７）を、当該地の地軸に平行（当該地緯度に直角）に配置する。

実施例、１０
太陽の緯度による高度に加え、季節変動２３．４度の太陽高度角へ、（２次）架台９先の、伸縮架台１０（図７）（図８）（図９）（図１０）（図１１）（図１３）（図１５）（図１６）（図１７）、を、季節高度南北逆変角傘ギャ１９（あるいはフレキシブル回転機構）と、南北逆変角モーター１８で、１日１回程度、中心１２に対し、回転摺動する。

実施例、１１
この（２次）回転架台９を、（図７）（図８）（図９）（図１０）（図１１）（図１３）（図１５）（図 １６）（図１７）日回転幹１６と、日回転モーター１７で、昼間、地軸回 転に対し、２４時間当たり３６０度５９分８秒の割合で、分立回転させる。

実施例、１２
この、複合構造架台９、架台１０を順次太陽移動に合わせ、手動又は、時計機構、あるいはマイコン制御モーターで、駆動する。

実施例、１３
受光、受熱部７（図３）（図７）（図８）（図９）（図１０）（図１１）（図１３）（図１５）（図１６）（図１７）を、駆動部と別に、２０断熱材を介し、１５受光台で１３脚に連結する。

実施例、１４
南中時指標２１（図７）を日時計として、当該地の経度（衛星写真）、南中時刻（理科年表）を利用することにより、真北設置が容易に出来、一度設置が完了すると、後は、何時でも指標中心を受光中心に合致させる事により、季節変動、時間回転動の誤差を調整補正し、簡単に日毎の管理が出来る。

実施例、１５
この架台機構を小規模（図１３）（図１５）（図１６）（図１７）に構築した構成は、受光、受熱部が、回転中心とは異なる太陽追尾架台、及び、パラボラアンテナの架台として使用する。

太陽光集光、色素太陽光発電の集光、熱発電素子のため集熱、太陽光レーザーエネルギー源、スターリングエンジンの集熱、蒸気発生の熱源、金属溶解の熱源、温熱蓄積の熱源、庭先バーベキュウの熱源、等用途にエコロジーな太陽エネルギー源用パラボラアンテナ、電波集波として簡単に利用できる。

平面図 円周分割パラボラアンテナ、構成平面図。 平面図 円周分割地軸方向延長パラボラアンテナ、構成平面図。 側面図 円周分割パラボラアンテナ、鏡配置図。 側面図 鏡部分拡大図。 側面拡大図 鏡裏の低圧室拡大図。 側面図 円周分割パラボラアンテナ地軸面、全体集光図。 平面図 円周分割パラボラアンテナ、全体組立平面図。 正面図 円周分割パラボラアンテナ地軸方向、組立正面図。 側面図 円周分割パラボラアンテナ地軸面、組立側面図。 平面図 既存パラボラアンテナ、平面構成図。 側面図 既存パラボラアンテナ地軸面、側面図。 平面図 円周分割パラボラアンテナ風車、配置平面図。 側面図 円周分割パラボラアンテナ地軸面風車、配置側面図。 平面図 既存パラボラアンテナ風車、配置平面図。 側面図 既存パラボラアンテナ地軸面風車、配置側面図。 側面図 長軸パラボラアンテナ地軸面、側面図。 正面図 長軸パラボラアンテナ地軸方向、正面図。

符号の説明

１ パラボラ反射鏡
２ 外周部リブ
３ 内周部リブ
４ 縦断リブ
５ 入射光
６ 反射光
７ 受光、受熱部
８ １次幹（２支持幹を支持）
９ ２次幹（３次支持、及び時刻回転軸受）
１０ ３次幹（季節変動伸縮幹）
１１ パラボラアンテナ受リブ
１２ 受光、受電、受熱、及び回転中心点
１３ 伸縮機能付脚
１４ 水平据え付け時脚
１５ 受光支持台
１６ 日回転幹
１７ 日回転モーター
１８ 季節高度追尾、南北逆変角モーター
１９ 季節高度南北逆変角傘ギャ（フレキシブル回転機構）
２０ 断熱材
２１ 南中時指標（太陽追尾指標）
２２ フレネルレンズ
２３ 遍心集光防止壁、兼風車羽
２４ 回転受け台
２５ 低圧室
２６ 背後幕（壁）

Claims (8)

1. パラボラアンテナ半球面を円周に沿って分割し、隙間のある傘状に、支持機構と一体とし、高集光の場合は焦点に、拡散集光の場合は焦点の近傍に、小規模、大規模の構築が容易な、円周分割パラボラアンテナ。
2. 集光する光軸が鋭角になる中心付近に、フレネルレンズと組み合わせた、円周分割パラボラアンテナ。
3. 地軸方向に馬蹄形、小判型とした平面配置とする、分割パラボラアンテナ、及び従来型パラボラアンテナ。
4. パラボラアンテナの構造に、不必要太陽入射角光の防御壁を風車に利用する構造。
5. 大気圧に対し低圧室、を利用した、膜構造パラボラアンテナ。
6. 水平にした地盤、または伸縮脚で、受光保持台を、真北方向に水平に配置し、
   太陽光集光焦点に、季節変動用、摺動回転中心を持つ（１次）架台の両端部を、当該地の地軸に平行（当該地緯度に直角）に配置し、
   この両端部の（２次）回転軸を、昼間、日周回転させる構造とし、回転部先に、太陽の緯度による高度に加え、季節変動２３．４度の太陽高度角へ、変動摺動させる、伸縮（３次）架台を配置する構造の架台。
7. この、複合構造を順次太陽移動に合わせ、手動又は、時計機構、あるいはマイコン制御モーターで、季節変動に対しては、１日１回程度。地軸回転に対し、昼間２４時間当たり３６０度５９分８秒の割合で、分立回転させることにより、地球上どこでも太陽光を、赤道から極地、日の出から日没まで、太陽に正対し、受光、受熱部が、固定した構造の太陽光追尾架台。
8. この架台機構を小規模に構築した、受光、受熱部は、回転中心とは異なる、太陽追尾架台と、パラボラアンテナの架台。

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