JP2016018205A - Reflecting mirror and heliostat device, and solar heat collection device and sunlight condensation power generation device - Google Patents

Reflecting mirror and heliostat device, and solar heat collection device and sunlight condensation power generation device Download PDF

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Yutaka Tamaura
裕 玉浦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflecting mirror that can more appropriately reflects sunlight and enables the reflected sunlight to be condensed in a device generating power using the sunlight, or the like.SOLUTION: The reflecting mirror for reflecting sunlight by a reflecting surface is provided that comprises: a base 60; and a plurality of tabular reflecting mirror pieces 61 that is disposed on the base 60. A reflecting surface 63 of the reflecting mirror is a mosaic surface composed of an aggregation of reflecting surfaces 62 of the plurality of reflecting mirror pieces 61, and causes reflected light of the sunlight reflected by each of the reflecting surfaces 62 of the reflecting mirror pieces 61 to overlap each other to thereby form a focus F. In the base 60, an angle of a loading surface where each of the plurality of reflecting mirror pieces 61 is disposed is adjusted for each loading surface so that the reflected light of the sunlight by each of the reflecting surface 62 of the plurality of reflecting mirror pieces 61 disposed on the base 60 is condensed to the focus F.SELECTED DRAWING: Figure 19

Description

本発明は、所望の位置に向けて太陽光を反射させるための反射鏡およびヘリオスタット装置ならびに太陽熱集熱装置および太陽光集光発電装置に関する。   The present invention relates to a reflecting mirror and a heliostat device for reflecting sunlight toward a desired position, a solar heat collecting device, and a solar light collecting power generation device.
従来より石油など化石燃料からエネルギーを得てきたが、近年では、これらの化石燃料の枯渇や、該化石燃料の使用により排出される二酸化炭素等の温室効果ガス、さらには化石燃料の購入のためのコスト(燃料費)が問題となっている。
そこで、再生可能であり、燃料費が不要の太陽光が、新たなエネルギー源の1つとして注目されている。
In the past, energy has been obtained from fossil fuels such as petroleum. In recent years, however, these fossil fuels have been depleted, greenhouse gases such as carbon dioxide emitted from the use of these fossil fuels, and also for the purchase of fossil fuels. Cost (fuel cost) is a problem.
Therefore, sunlight that can be regenerated and does not require fuel costs has attracted attention as one of new energy sources.
この太陽光をエネルギー源として利用する太陽熱集熱装置としては、太陽光の集光方式の違いから数種挙げられる(特許文献1等参照)。これらの中には、例えばトラフ型や線形フレネル型、タワー型と呼ばれるタイプの集熱装置がある。   There are several types of solar heat collecting devices that use this sunlight as an energy source due to the difference in the sunlight condensing method (see Patent Document 1, etc.). Among these, for example, there are types of heat collecting devices called trough type, linear Fresnel type, and tower type.
ここで、トラフ型の集熱装置は、桶状の放物面鏡を用いて太陽光を反射し、該反射光をレシーバに集光して太陽熱を集熱するものである。
また、線形フレネル型の集熱装置は、南北方向に並列に設定した複数の反射ライン上に複数枚の反射鏡を設置するとともに、これらの反射鏡の上方に南北方向に設定した受光ライン上にレシーバを設置し、反射鏡により太陽光を反射してレシーバに集光して太陽熱を集熱するものである。
さらに、タワー型の集熱装置は、タワー周辺に配置した複数枚の反射鏡により反射した太陽光をタワーに設けたレシーバに集光して太陽熱を集熱するものである。
Here, the trough-type heat collecting device reflects sunlight by using a bowl-shaped parabolic mirror, collects the reflected light on a receiver, and collects solar heat.
In addition, the linear Fresnel-type heat collector has a plurality of reflecting mirrors installed on a plurality of reflecting lines set in parallel in the north-south direction, and on a light receiving line set in the north-south direction above these reflecting mirrors. A receiver is installed, and sunlight is reflected by a reflecting mirror and condensed on the receiver to collect solar heat.
Further, the tower-type heat collecting device collects solar heat by collecting sunlight reflected by a plurality of reflecting mirrors arranged around the tower on a receiver provided on the tower.
特開2012−63086号公報JP 2012-63086 A
上述したような集熱装置の他、クロスリニア型のものが挙げられる。
クロスリニア型の集熱装置は、南北方向に並列に設定した複数の反射ライン上に複数枚の反射鏡を設置するとともに、これらの反射鏡の上方に、反射ラインに直交して(すなわち東西方向に)設定した受光ライン上にレシーバを設置し、反射鏡により太陽光を反射してレシーバに集光して太陽熱を集熱するものである。
In addition to the heat collecting apparatus as described above, a cross linear type can be used.
A cross linear type heat collecting apparatus has a plurality of reflecting mirrors installed on a plurality of reflecting lines set in parallel in the north-south direction, and is orthogonal to the reflecting lines above these reflecting mirrors (that is, in the east-west direction). (Ii) A receiver is installed on the set light receiving line, sunlight is reflected by a reflecting mirror and condensed on the receiver to collect solar heat.
このように太陽光を利用して発電等を行う場合にあっては反射鏡がよく用いられており、反射鏡によって適切に太陽光を反射することが求められている。   Thus, in the case where power generation is performed using sunlight, a reflecting mirror is often used, and it is required to reflect sunlight appropriately by the reflecting mirror.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、例えば太陽光を利用して発電する装置などにおいて、太陽光をより適切に反射して集光させることが可能な反射鏡を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a reflecting mirror capable of more appropriately reflecting and collecting sunlight, for example, in an apparatus that generates power using sunlight. The purpose is to do.
上記目的を達成するために、本発明は、太陽光を反射面で反射するための反射鏡であって、前記反射鏡は、土台と、該土台上に配設された平板状の複数の反射鏡片とを備えており、前記反射鏡の反射面は、前記複数の反射鏡片の反射面の集合からなるモザイク面であり、前記複数の反射鏡片の各々の反射面による太陽光の反射光が重なりあって焦点を形成するものであり、前記土台上に配設された複数の反射鏡片の各々の反射面による太陽光の反射光が前記焦点に集光するように、前記土台において、前記複数の反射鏡片の各々が配設される各載置面ごとに該載置面の角度が調整されているものであることを特徴とする反射鏡を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a reflecting mirror for reflecting sunlight on a reflecting surface, the reflecting mirror comprising a base and a plurality of plate-like reflecting members disposed on the base. And a reflecting surface of the reflecting mirror is a mosaic surface composed of a collection of reflecting surfaces of the plurality of reflecting mirror pieces, and the reflected light of sunlight by each reflecting surface of the plurality of reflecting mirror pieces overlaps. And forming a focal point. In the base, the plurality of the reflecting mirror pieces disposed on the base are reflected on the base so that the reflected light of the sunlight is collected on the focal point. Provided is a reflecting mirror characterized in that the angle of the mounting surface is adjusted for each mounting surface on which each of the reflecting mirror pieces is disposed.
このようなものであれば、反射鏡の反射面が大きなものであっても、より簡便に、より適切に反射光を所望の領域に集光させることができる。
すなわち、平板状の複数の反射鏡片からなるものであるので、例えば大面積の反射面を有する1枚の凹面鏡を用意するよりも簡単に用意することができる。また、焦点において、より均一な集光像を形成することができる。反射光を例えば太陽電池に集光したりして発電する場合などには、集光像の均一性のため安定して発電しやすく、電力の安定供給が可能になる。
If it is such, even if the reflective surface of a reflective mirror is large, reflected light can be more simply condensed more appropriately to a desired area | region.
That is, since it is composed of a plurality of flat reflector pieces, it can be prepared more easily than, for example, a single concave mirror having a large-area reflecting surface. Further, a more uniform focused image can be formed at the focal point. For example, when the reflected light is collected on a solar cell to generate power, the power is stably generated due to the uniformity of the condensed image, and stable power supply is possible.
このとき、前記焦点の形状は、多角形であるものとすることができる。   At this time, the shape of the focal point may be a polygon.
従来の反射鏡、すなわち、一枚の大きな凹面鏡であれば、通常、焦点の形状は円形になる。しかしながら、本願発明の反射鏡は複数の反射鏡片からなっており、焦点の形状は多角形になる。   In the case of a conventional reflecting mirror, that is, one large concave mirror, the shape of the focal point is usually circular. However, the reflecting mirror of the present invention is composed of a plurality of reflecting mirror pieces, and the shape of the focal point is a polygon.
また、前記土台の各載置面は、段差を介して他の載置面と隣り合っており、該隣り合う載置面同士をつないで前記段差を構成する段差面には、前記土台を貫通する孔が開けられているものとすることができる。   In addition, each mounting surface of the base is adjacent to another mounting surface through a step, and the step is formed by connecting the adjacent mounting surfaces to each other to form the step. It is possible that a hole to be opened is formed.
このようなものであれば、反射鏡に対して吹く風を、上記孔を通じて反射鏡の反対側へ逃すことができる。このため、風の抵抗を減らすことができ、風による反射鏡の揺れ、撓みを防ぎ、集光率が低下するのを抑制することができる。また、土台自体の重量を減らすことができるため、反射鏡を取り扱いやすくなる。   If it is such, the wind which blows with respect to a reflective mirror can be escaped to the other side of a reflective mirror through the said hole. For this reason, wind resistance can be reduced, the reflection mirror can be prevented from swaying and bending due to wind, and the light collection rate can be prevented from decreasing. Moreover, since the weight of the base itself can be reduced, it becomes easy to handle the reflecting mirror.
また、本発明は、上記本発明の反射鏡を1枚以上備え、該1枚以上の反射鏡の反射面の角度を太陽の動きに追従させて調整するヘリオスタット装置であって、前記1枚以上の反射鏡を支持する1つのミラーフレームと、該ミラーフレームと連結してミラーフレームを南北方向に回転させるための東西方向を回転軸方向とする一対の南北回転軸棒と、前記ミラーフレームを東西方向に回転させるための南北方向を回転軸方向とする東西回転軸棒と、該東西回転軸棒から東側および西側に向かって突き出ている一対のアームと、前記東西回転軸棒を軸回転可能に支持する支柱とを有しており、前記一対のアームの先端には、前記一対の南北回転軸棒が互いに対向して軸回転可能に配設されており、前記東西回転軸棒を回転軸として、前記一対のアームと前記一対の南北回転軸棒と前記ミラーフレームとが一体的に東西方向に回転されることで、前記ミラーフレームに支持された1枚以上の反射鏡の反射面の東西方向の角度が調整されるものであり、前記一対の南北回転軸棒を回転軸として、前記ミラーフレームが南北方向に回転されることで前記1枚以上の反射鏡の反射面の南北方向の角度が調整されるものであることを特徴とするヘリオスタット装置を提供する。   The present invention is also a heliostat device comprising one or more reflectors according to the present invention, wherein the angle of the reflecting surface of the one or more reflectors is adjusted to follow the movement of the sun. One mirror frame for supporting the reflecting mirror, a pair of north-south rotation shafts having a rotation axis in the east-west direction for connecting the mirror frame and rotating the mirror frame in the north-south direction, and the mirror frame An east-west rotary shaft with the north-south direction as the axis of rotation for rotating in the east-west direction, a pair of arms protruding from the east-west rotary shaft toward the east and west sides, and the east-west rotary shaft can be rotated. The pair of north-south rotating shaft rods are arranged at the front ends of the pair of arms so as to be capable of rotating shafts so as to face each other. As a pair of And the pair of north-south rotary shafts and the mirror frame are integrally rotated in the east-west direction, thereby adjusting the east-west angle of the reflecting surface of one or more reflectors supported by the mirror frame. The mirror frame is rotated in the north-south direction with the pair of north-south rotation shafts as the rotation axis, and the angle in the north-south direction of the reflecting surface of the one or more reflectors is adjusted. A heliostat device is provided.
このような本発明のヘリオスタット装置の優れた点について、従来のヘリオスタット装置と比較して説明する。
従来のクロスリニア型の太陽熱発電装置などで用いられているヘリオスタット装置として、例えば図11に示すようなものが挙げられる。図11が従来のヘリオスタット装置の上面図である。
図11のヘリオスタット装置101では、1枚の反射鏡102を支持する2つのミラーフレーム103、104を有しており、ミラーフレーム104はミラーフレーム103を囲うよう形成されている。そして、ミラーフレーム103が東西棒105を回転軸にして南北方向に回転可能なようにミラーフレーム104に連結されている。さらには、ミラーフレーム104が南北棒106を回転軸として東西方向に回転可能なように構成されている。このような構成によって、反射鏡102が南北方向および東西方向に回転し、その反射面の角度が調整される。
The superior point of the heliostat device of the present invention will be described in comparison with a conventional heliostat device.
An example of a heliostat device used in a conventional cross linear type solar thermal power generation device is shown in FIG. FIG. 11 is a top view of a conventional heliostat device.
The heliostat device 101 of FIG. 11 has two mirror frames 103 and 104 that support one reflecting mirror 102, and the mirror frame 104 is formed so as to surround the mirror frame 103. The mirror frame 103 is connected to the mirror frame 104 so as to be rotatable in the north-south direction with the east-west bar 105 as a rotation axis. Further, the mirror frame 104 is configured to be rotatable in the east-west direction with the north-south rod 106 as a rotation axis. With such a configuration, the reflecting mirror 102 rotates in the north-south direction and the east-west direction, and the angle of the reflecting surface is adjusted.
しかしながら、このような従来のヘリオスタット装置では、1枚の反射鏡の反射面の角度調整をするにあたって、反射鏡を囲う、少なくとも2つの大きなミラーフレームが必要となってしまい、部品数も増え、コスト面等で問題が生じてくる。   However, in such a conventional heliostat device, when adjusting the angle of the reflecting surface of one reflecting mirror, at least two large mirror frames surrounding the reflecting mirror are required, and the number of parts increases. Problems arise in terms of cost.
一方、本発明のヘリオスタット装置であれば、反射鏡を東西方向および南北方向に回転させて、反射面の角度を簡便に調整することができるとともに、従来では2つ必要だったミラーフレームの数を1つにすることができる。このため部品数を減少させ、コストの低減、運搬の容易化を図ることができる。
また、本発明の反射鏡を備えているので、発電等のために太陽光を集光するにあたって、より適切な太陽光の反射を行うことが可能になる。
On the other hand, according to the heliostat device of the present invention, the angle of the reflecting surface can be easily adjusted by rotating the reflecting mirror in the east-west direction and the north-south direction, and the number of mirror frames required in the past is two. Can be made one. For this reason, the number of parts can be reduced, cost can be reduced, and transportation can be facilitated.
Moreover, since the reflecting mirror of the present invention is provided, it is possible to reflect sunlight more appropriately when collecting sunlight for power generation or the like.
また、前記東西回転軸棒に接続されており該東西回転軸棒の軸回転を制御するモーターをさらに有するものとすることができる。   Further, the motor may be further connected to the east-west rotary shaft rod and control the shaft rotation of the east-west rotary shaft rod.
このようなものであれば、モーターによって、一対のアーム、一対の南北回転手段、ミラーフレームを介して反射鏡を東西方向に簡便に回転させることができる。   If it is such, a reflector can be simply rotated to the east-west direction by a motor via a pair of arms, a pair of north-south rotation means, and a mirror frame.
また、前記一対のアームの両端に取り付けられた東西チェーンと、該東西チェーンが掛けられた東西チェーン長さ調整手段とをさらに有しており、該東西チェーン長さ調整手段の駆動により、該東西チェーン長さ調整手段から前記アームの取り付け位置までの東西チェーンの長さが調整されつつ、前記一対のアームが前記ミラーフレームと一体的に前記東西回転軸棒を回転軸として東西方向に回転されるものとすることができる。   Further, it further comprises an east-west chain attached to both ends of the pair of arms, and an east-west chain length adjusting means on which the east-west chain is hung, and the east-west chain is driven by the driving of the east-west chain length adjusting means. While the length of the east-west chain from the chain length adjusting means to the mounting position of the arm is adjusted, the pair of arms are rotated in the east-west direction integrally with the mirror frame about the east-west rotating shaft rod as a rotation axis. Can be.
このようなものであれば、簡便にアーム等を介して反射鏡を東西方向に回転させることができる。
また、東西チェーンの張力によってアームを保持することができるため、風によって反射鏡が揺れるのを効果的に抑制することができる。したがって風による集光への悪影響を低減することができ、集光率を改善することができる。
With such a configuration, the reflecting mirror can be easily rotated in the east-west direction via an arm or the like.
Moreover, since the arm can be held by the tension of the east-west chain, it is possible to effectively suppress the reflector from being shaken by the wind. Therefore, the adverse effect on light collection by wind can be reduced, and the light collection rate can be improved.
また前記ミラーフレームに南北にわたって取り付けられた南北チェーンと、該南北チェーンが掛けられた南北チェーン長さ調整手段とをさらに有しており、該南北チェーン長さ調整手段の駆動により、該南北チェーン長さ調整手段から前記ミラーフレームの取り付け位置までの南北チェーンの長さが調整されつつ、前記ミラーフレームが前記南北回転軸棒を回転軸として南北方向に回転されるものとすることができる。   In addition, it further comprises an north-south chain attached to the mirror frame from north to south, and an north-south chain length adjusting means on which the north-south chain is hung, and the north-south chain length is driven by driving the north-south chain length adjusting means. While the length of the north-south chain from the height adjusting means to the mounting position of the mirror frame is adjusted, the mirror frame can be rotated in the north-south direction with the north-south rotary shaft as a rotation axis.
このようなものであれば、簡便にアーム等を介して反射鏡を南北方向に回転させることができる。
また、南北チェーンの張力によってアームを保持することができるため、風によって反射鏡が揺れるのを効果的に抑制することができる。したがって風による集光への悪影響を低減することができ、集光率を改善することができる。
With such a configuration, the reflecting mirror can be easily rotated in the north-south direction via an arm or the like.
Moreover, since the arm can be held by the tension of the north-south chain, it is possible to effectively suppress the reflector from being shaken by the wind. Therefore, the adverse effect on light collection by wind can be reduced, and the light collection rate can be improved.
また、前記ミラーフレームの形状を保持するための構造体をさらに有するものとすることができる。   Moreover, it can further have a structure for holding the shape of the mirror frame.
上記のような東西チェーンを備えた場合、チェーンの張力によって、材質によってはアーム、さらにはミラーフレームに、しなりが発生する場合がある。南北チェーンを備えた場合についても同様である。
そこで、上記のような構造体を有するものであれば、しなりなどの変形が発生するのを防止することができ、それによって各チェーンの張力も十分となり、上記のような東西方向や南北方向のミラーフレームの回転機構に十分な強度を与えることができ、風などによる揺れも一層防止でき、回転の安定性や精度を向上させることができる。
When the east-west chain as described above is provided, depending on the chain tension, bending may occur in the arm and further in the mirror frame depending on the material. The same applies to the case with north-south chains.
Therefore, if it has the structure as described above, deformation such as bending can be prevented, and thereby the tension of each chain becomes sufficient, and the east-west direction and the north-south direction as described above A sufficient strength can be given to the rotation mechanism of the mirror frame, shaking due to wind and the like can be further prevented, and the stability and accuracy of rotation can be improved.
また、前記ミラーフレームは、四角形の枠と裏面支持部材とを有しており、前記枠の四辺の各々には前記反射鏡が1枚ずつ枠の内側に向かって傾斜して配設されるものであり、前記裏面支持部材は前記傾斜して配設される反射鏡の裏面を支持するものとすることができる。   The mirror frame has a quadrangular frame and a back support member, and each of the four sides of the frame is provided with one reflecting mirror inclined toward the inside of the frame. The back surface supporting member can support the back surface of the reflecting mirror disposed in an inclined manner.
このようなものであれば、1つのヘリオスタット装置に対して4枚の反射鏡を配置することができ、より広い範囲で太陽光を反射させて集光することができる。しかも各反射鏡は上記のように傾斜配設されるので4枚分の焦点を簡単に合わすことができるし、裏面支持部材によって支えられているので、風によって揺れるのも抑制することができる。したがって集光率を改善することができる。
さらには、太陽光を反射させて集光する範囲が同面積の場合を考えた場合、従来のように大きな1枚の反射鏡を配設する場合に比べ、本発明のように4枚の反射鏡を配設する場合は、一枚あたりの反射鏡の面積を小さくすることができるため、製造や運搬の面で容易になり有効である。このためコスト面で改善を図ることができ、取り扱いの手間もかからない。
また一枚あたりの重量も小さくすることができ、自重によるたわみも抑制することができる。たわみによる集光への悪影響を低減することができるので、この点でも集光率を向上させることができる。
If it is such a thing, four reflective mirrors can be arrange | positioned with respect to one heliostat apparatus, and sunlight can be reflected and condensed in a wider range. In addition, since each reflecting mirror is inclined as described above, it is possible to easily focus on the four sheets, and since it is supported by the back surface support member, it is possible to suppress shaking by the wind. Therefore, the light collection rate can be improved.
Furthermore, when considering the case where the range of light collection by reflecting sunlight is the same area, compared to the case where one large reflecting mirror is provided as in the prior art, there are four reflections as in the present invention. When a mirror is provided, the area of the reflecting mirror per sheet can be reduced, which is easy and effective in terms of manufacturing and transportation. For this reason, cost can be improved and handling is not required.
Further, the weight per sheet can be reduced, and the deflection due to its own weight can be suppressed. Since the adverse effect on light collection due to deflection can be reduced, the light collection rate can also be improved in this respect.
また、本発明は、上記ヘリオスタット装置を一つ以上備えており、各々のヘリオスタット装置により支持され、反射面の角度が調整された前記1枚以上の反射鏡による太陽光の反射光をレシーバに集光して太陽熱を集熱するものであることを特徴とする太陽熱集熱装置を提供する。
または、上記ヘリオスタット装置を一つ以上備えており、各々のヘリオスタット装置により支持され、反射面の角度が調整された前記1枚以上の反射鏡による太陽光の反射光を太陽電池に集光するものであることを特徴とする太陽光集光発電装置を提供する。
In addition, the present invention includes one or more of the above-described heliostat devices, and receives the reflected light of sunlight by the one or more reflecting mirrors supported by each heliostat device and the angle of the reflecting surface being adjusted. A solar heat collecting apparatus is provided that collects solar heat and collects solar heat.
Alternatively, one or more of the above-described heliostat devices are provided, and the reflected light of sunlight by the one or more reflecting mirrors, which are supported by each heliostat device and the angle of the reflecting surface is adjusted, is collected on a solar cell. A solar concentrating power generation device is provided.
このように、本発明のヘリオスタット装置を用いた太陽熱集熱装置あるいは太陽光集光発電装置を提供することができ、低コストで効率良く太陽エネルギーを利用することができる。さらには、より均一に反射光を集光させることができるので、より安定した集熱や発電が可能なものとなる。なお、本発明のヘリオスタット装置は、例えばタワー型やクロスリニア型の集熱装置や集光発電装置に利用することが挙げられる。   Thus, a solar heat collecting apparatus or a solar concentrating power generation apparatus using the heliostat device of the present invention can be provided, and solar energy can be used efficiently at low cost. Furthermore, since the reflected light can be condensed more uniformly, more stable heat collection and power generation are possible. The heliostat device of the present invention can be used for, for example, a tower type or cross linear type heat collecting device or a condensing power generation device.
また、前記太陽電池には、熱交換器が設けられているものとすることができる。   The solar cell may be provided with a heat exchanger.
このようなものであれば、集光による温度上昇で太陽電池での発電効率が低下するのを抑制することができる。しかも、熱交換器で熱エネルギーを回収することができる。   If it is such, it can suppress that the power generation efficiency in a solar cell falls by the temperature rise by condensing. Moreover, the heat energy can be recovered by the heat exchanger.
また、前記太陽電池には、前記1枚以上の反射鏡により集光された反射光を前記太陽電池の受光面に導くための筒状の二次集光器が設けられているものとすることができる。   Further, the solar cell is provided with a cylindrical secondary concentrator for guiding the reflected light collected by the one or more reflecting mirrors to the light receiving surface of the solar cell. Can do.
このようなものであれば、反射鏡からの反射光を太陽電池に直接的に集光させるほか、二次集光器に集光させれば太陽電池へ集光させることができる。したがって集光範囲を広げることができ、より簡便に、より効率良く太陽電池に集光させることができる。   If it is such, besides condensing the reflected light from a reflective mirror directly on a solar cell, if it condenses on a secondary collector, it can be condensed on a solar cell. Therefore, the condensing range can be expanded, and the solar cell can be condensed more easily and more efficiently.
また、前記ヘリオスタット装置は、前記ミラーフレームにより支持された集光レシーバを備えており、該集光レシーバは、前記太陽電池と、太陽光により太陽の位置を感知して信号を発信するセンサとを有しており、前記センサにより発信された信号に基づき、太陽の動きに追従するように、前記太陽電池による電力で、前記一対のアームと一対の南北回転軸棒とミラーフレームの一体的な東西方向の回転、および、前記ミラーフレームの南北方向の回転が制御されて、前記1枚以上の反射鏡の反射面の東西方向および南北方向の角度が自動的に調整可能なものとすることができる。   The heliostat device includes a condensing receiver supported by the mirror frame, and the condensing receiver includes the solar cell and a sensor that senses the position of the sun by sunlight and transmits a signal. The pair of arms, the pair of north-south rotary shafts, and the mirror frame are integrated with the electric power of the solar cell so as to follow the movement of the sun based on the signal transmitted by the sensor. The rotation in the east-west direction and the rotation in the north-south direction of the mirror frame are controlled so that the east-west and north-south angles of the reflecting surfaces of the one or more reflectors can be automatically adjusted. it can.
このようなものであれば、太陽電池とセンサによって、太陽を自動追尾するように反射鏡の反射面の角度を自動調整することができるので、極めて簡単に太陽光の反射光を太陽電池に集光させることが可能である。従来のような太陽追尾のためのコンピュータによる複雑な計算も省略することができ、手間もコストも削減できる。すなわち、中央制御の必要がない自立型のものとすることができる。   If this is the case, the angle of the reflecting surface of the reflecting mirror can be automatically adjusted by the solar cell and sensor so as to automatically track the sun, so it is very easy to collect the reflected sunlight from the solar cell. It is possible to make it light. Complicated calculation by a computer for tracking the sun as in the past can be omitted, and both labor and cost can be reduced. That is, it can be a self-supporting type that does not require central control.
また、前記ヘリオスタット装置は、補助蓄電池または補助太陽電池をさらに備えており、前記補助蓄電池または前記補助太陽電池による電力で、夜から翌日の朝に、前記一対のアームと前記一対の南北回転軸棒と前記ミラーフレームとが一体的に西から東へ回転して、前記1枚以上の反射鏡の反射面が東へ向くように自動的に角度調整可能なものとすることができる。   Further, the heliostat device further includes an auxiliary storage battery or an auxiliary solar battery, and the electric power from the auxiliary storage battery or the auxiliary solar battery is used to generate the pair of arms and the pair of north-south rotation shafts from night to morning in the next day. The angle of the rod and the mirror frame can be automatically adjusted so that the reflecting surface of the one or more reflecting mirrors faces east as the rod and the mirror frame integrally rotate from west to east.
このようなものであれば、自動的に、翌日の朝に、前述したセンサによる太陽の自動追尾が可能な状態にしておくことができるため簡便である。したがって、より完全に自立型のものとすることができる。   In such a case, since the automatic tracking of the sun by the above-described sensor can be automatically performed in the morning of the next day, it is convenient. Therefore, it can be made more completely self-supporting.
以上のように、本発明によれば、より簡便に、より適切に反射光を所望の領域に集光させることが可能な反射鏡を提供することができる。
また、大きなミラーフレームの数やそれに必要な材料の量を減らすことができ、コストが低減され、運搬等の取り扱いも容易な上、簡便に反射面の角度調整をすることができるヘリオスタット装置を提供することができる。
さらには、安定した集熱・発電等が可能な太陽熱集熱装置、太陽光集光発電装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a reflecting mirror that can more easily and more appropriately collect reflected light in a desired region.
In addition, a heliostat device that can reduce the number of large mirror frames and the amount of material required for them, reduces costs, facilitates handling, etc., and can easily adjust the angle of the reflecting surface. Can be provided.
Furthermore, it is possible to provide a solar heat collecting apparatus and a solar concentrating power generating apparatus capable of stable heat collection and power generation.
本発明のヘリオスタット装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the heliostat apparatus of this invention. 支柱と東西回転軸棒との関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between a support | pillar and an east-west rotating shaft rod. アーム等を東西方向に回転させるための機構の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the mechanism for rotating an arm etc. to the east-west direction. 鼓型プーリーの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a drum type pulley. 南北回転手段の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a north-south rotation means. 南北回転手段の他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the north-south rotation means. ミラーフレームの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a mirror frame. 枠と裏面支持部材との位置関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the positional relationship of a frame and a back surface supporting member. 太陽熱集熱装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a solar thermal collector. 太陽光集光発電装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a sunlight condensing power generation device. 従来のヘリオスタット装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the conventional heliostat apparatus. 従来のヘリオスタット装置の他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the conventional heliostat apparatus. アーム等を東西方向に回転させるための機構の他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the mechanism for rotating an arm etc. to the east-west direction. 南北回転手段の他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the north-south rotation means. 南北チェーン長さ調整手段34の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the north-south chain length adjustment means. ミラーフレームの他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of a mirror frame. ミラーフレームと他の部材との位置関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the positional relationship of a mirror frame and another member. ミラーフレームの形状を保持する構造体の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the structure holding the shape of a mirror frame. 本発明の反射鏡の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the reflective mirror of this invention. 反射鏡片の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a reflective mirror piece. アーム等を東西方向に回転させるための機構の他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the mechanism for rotating an arm etc. to the east-west direction. 太陽電池の周辺構造の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the periphery structure of a solar cell. 太陽光集光発電装置の他の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of a solar condensing power generation apparatus. 補助太陽電池を備えた一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example provided with the auxiliary solar cell. 補助蓄電池を備えた一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example provided with the auxiliary storage battery. 土台の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a foundation. 土台に形成された孔の位置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the position of the hole formed in the base. 反射鏡における孔の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the form of the hole in a reflective mirror.
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図1に本発明のヘリオスタット装置の一例を示す。
まず、ヘリオスタット装置1の全体的な仕組みについて説明する。主な構成としては、本発明の反射鏡2を支持する1つのミラーフレーム3と、一対の南北回転軸棒16と、東西回転軸棒5と、一対のアーム6と、支柱7が挙げられる。なお、取り付け可能な反射鏡2の枚数は、1枚以上であれば良く、したがって複数枚とすることもできるが、以下では1枚の反射鏡を取り付ける場合を例に挙げて説明する。また、説明上、ヘリオスタット装置1の構造が分かりやすいようにするため、図1を含めて図中において反射鏡2は透明にしている。
また、本発明の反射鏡2においては、後述するように、土台や複数の反射鏡片等からなるものであるが、この点に関しても、説明上、分かりやすいようにするため、反射鏡の具体的な構成に関する図19、20、26−28以外は、図中において、それらの構成要素は省略して描かれており、反射鏡全体の外形のみ描かれている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail as an example of an embodiment with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 shows an example of the heliostat device of the present invention.
First, the overall mechanism of the heliostat device 1 will be described. The main configuration includes one mirror frame 3 that supports the reflecting mirror 2 of the present invention, a pair of north-south rotary shaft rods 16, an east-west rotary shaft rod 5, a pair of arms 6, and a support column 7. Note that the number of the reflecting mirrors 2 that can be attached may be one or more. Accordingly, a plurality of reflecting mirrors 2 may be used. However, a case where one reflecting mirror is attached will be described below as an example. Further, for the sake of explanation, in order to make the structure of the heliostat device 1 easy to understand, the reflecting mirror 2 is made transparent in the drawings including FIG.
In addition, in the reflector 2 of the present invention, as will be described later, the reflector 2 is composed of a base, a plurality of reflecting mirror pieces, and the like. Except for FIGS. 19, 20, and 26-28, the components are not shown in the drawing, and only the outline of the entire reflecting mirror is shown.
地面等に設置された支柱7に対し、東西回転軸棒5が軸回転可能なように取り付けられている。なお南北方向が回転軸方向である。また、東西回転軸棒5から東側および西側に向かって、それぞれアーム6が突き出ている。そして各々のアーム6の先端には、南北回転軸棒16が互いに対向するようにして軸回転可能に配設されている。なお、これらの一対の南北回転軸棒16は一直線上に並んでいて回転軸を共有しており、その回転軸方向は東西方向である。また、これらの南北回転軸棒16はミラーフレーム3と連結している。   An east-west rotary shaft 5 is attached to a column 7 installed on the ground or the like so as to be rotatable. The north-south direction is the rotation axis direction. Moreover, the arm 6 protrudes from the east-west rotating shaft rod 5 toward the east side and the west side, respectively. At the tip of each arm 6, a north-south rotary shaft 16 is disposed so as to be rotatable about the shaft so as to face each other. The pair of north-south rotary shafts 16 are aligned in a straight line and share the rotary axis, and the direction of the rotary axis is the east-west direction. These north-south rotary shafts 16 are connected to the mirror frame 3.
反射鏡2の反射面の角度調整に関しては以下の通りである。
東西方向については、東西回転軸棒5を回転軸として、アーム6、南北回転軸棒16、ミラーフレーム3とが一体的に東西方向に回転されることで、反射鏡2の角度が調整される。
一方、南北方向については、一対の南北回転軸棒16を回転軸として、ミラーフレーム3が南北方向に回転されることで、反射鏡2の角度が調整される。
The angle adjustment of the reflecting surface of the reflecting mirror 2 is as follows.
In the east-west direction, the arm 6, the north-south rotation shaft 16 and the mirror frame 3 are integrally rotated in the east-west direction with the east-west rotation shaft 5 as the rotation axis, thereby adjusting the angle of the reflecting mirror 2. .
On the other hand, in the north-south direction, the mirror frame 3 is rotated in the north-south direction with the pair of north-south rotary shafts 16 as the rotation axis, whereby the angle of the reflecting mirror 2 is adjusted.
以下、さらに詳述する。
(東西方向の回転について)
東西回転軸棒5は、前述したように南北方向が回転軸方向となるように支柱7に取り付けられている。支柱7への取り付け方法は特に限定されず、東西回転軸棒5が軸回転可能であれば良い。また、支柱7の形状等は特に限定されず、東西回転軸棒5等や反射鏡2を強固に支持できるものであれば良い。
図2に支柱と東西回転軸棒との関係の一例を示す。図2は図1におけるA矢視図である。
図2のように、支柱7の上部に貫通孔8を設け、東西回転軸棒5と接続された支軸9を、貫通孔8を通して配設することができる。このような構造であれば、支軸9を軸回転させることにより、東西回転軸棒5を軸回転させることができる。
The details will be described below.
(Regarding rotation in the east-west direction)
The east-west rotating shaft rod 5 is attached to the column 7 so that the north-south direction is the rotating shaft direction as described above. The attachment method to the support | pillar 7 is not specifically limited, The east-west rotating shaft rod 5 should just be axially rotatable. Moreover, the shape of the support | pillar 7 is not specifically limited, What is necessary is just to be able to support the east-west rotating shaft rod 5 etc. and the reflective mirror 2 firmly.
FIG. 2 shows an example of the relationship between the column and the east / west rotary shaft. FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
As shown in FIG. 2, a through hole 8 is provided in the upper part of the support column 7, and the support shaft 9 connected to the east-west rotating shaft rod 5 can be disposed through the through hole 8. With such a structure, the east-west rotary shaft 5 can be rotated by rotating the support shaft 9.
東西回転軸棒5は、その長さは特に限定されないが、ミラーフレーム3の南北方向の回転の妨げにならないように短くすることができる。長さが短ければ材料費も低減することができるし、取り扱いや運搬も容易である。   The length of the east-west rotary shaft 5 is not particularly limited, but can be shortened so as not to hinder the north-south rotation of the mirror frame 3. If the length is short, the material cost can be reduced, and handling and transportation are easy.
また、図1に示すように東西回転軸棒5の両側(東西方向)には一対のアーム6が取り付けられている。このアーム6の長さは南北回転手段4を介して連結されたミラーフレーム3の大きさに応じて決定することができる。またアーム6の形状は特に限定されず、円柱状のものや板状のものなど適宜決定することができる。ミラーフレーム3や反射鏡2の重さ等に応じて、適切に支持できるものを用意することができる。
東西回転軸棒5の軸回転により、アーム6をミラーフレーム3と一体になって東西方向に回転させることができる。
Moreover, as shown in FIG. 1, a pair of arms 6 are attached to both sides (east-west direction) of the east-west rotating shaft rod 5. The length of the arm 6 can be determined according to the size of the mirror frame 3 connected via the north-south rotation means 4. The shape of the arm 6 is not particularly limited, and can be determined as appropriate, such as a cylindrical shape or a plate shape. Depending on the weight of the mirror frame 3 and the reflecting mirror 2 and the like, it is possible to prepare what can be appropriately supported.
The arm 6 can be rotated integrally with the mirror frame 3 in the east-west direction by the shaft rotation of the east-west rotating shaft rod 5.
また、東西回転軸棒5を軸回転させる手段は特に限定されないが、例えばモーターを用いることができる。
図2に示すように、モーター10を設けて支軸9と接続する。モーター10の駆動制御によって、支軸9の軸回転および東西回転軸棒5の軸回転を制御することが可能である。モーター10は東西回転軸棒5等を介してアーム6等を回転させるのに必要な出力を有するものであれば良い。そもそもアーム6等の東西方向の回転は東西回転軸棒5を中心に回転するものであるため、比較的出力の小さいモーターでも十分である。小型のモーターであればコストを低減することができる。
The means for rotating the east-west rotary shaft 5 is not particularly limited, and for example, a motor can be used.
As shown in FIG. 2, a motor 10 is provided and connected to the support shaft 9. It is possible to control the shaft rotation of the support shaft 9 and the shaft rotation of the east-west rotary shaft 5 by driving control of the motor 10. The motor 10 only needs to have an output necessary for rotating the arm 6 or the like via the east-west rotary shaft 5 or the like. In the first place, since the rotation of the arm 6 and the like in the east-west direction rotates around the east-west rotating shaft rod 5, a motor having a relatively small output is sufficient. A small motor can reduce the cost.
また、図3にアーム等を、東西回転軸棒を回転軸として東西方向に回転させるための機構の他の一例を示す。
図3に示すように、一対のアーム6の両端に取り付けられた東西チェーン11と、該東西チェーン11が掛けられている東西チェーン長さ調整手段30とを有している。なお、ここでは東西チェーン長さ調整手段30の一例として鼓型プーリー12を有しているものを例に示す。
東西チェーン11は例えばラダーチェーンとすることができるが特には限定されない。鼓型プーリー12に適切に引っ掛かることができ、鼓型プーリーの回転により巻き取られ、反対側へと送り出されるものであれば良い。
FIG. 3 shows another example of a mechanism for rotating an arm or the like in the east-west direction using an east-west rotating shaft rod as a rotation axis.
As shown in FIG. 3, it has the east-west chain 11 attached to the both ends of a pair of arms 6, and the east-west chain length adjustment means 30 with which this east-west chain 11 is hung. Here, as an example of the east-west chain length adjusting means 30, an example having the drum pulley 12 is shown.
The east-west chain 11 can be a ladder chain, for example, but is not particularly limited. Any device that can be appropriately hooked on the drum type pulley 12, wound by the rotation of the drum type pulley, and sent to the opposite side may be used.
また、鼓型プーリー12の一例を図4に示す。鼓型プーリー12は回転駆動可能なものであり、回転軸方向で鼓のように外径が変化している。すなわち、回転軸方向において内側に向かって外径が小さくなっている。
そして外周には、溝あるいは図4のように歯車のように突起13が螺旋状に設けられており、該突起13にラダーチェーン等のチェーン11を掛けることが可能である。
An example of the drum type pulley 12 is shown in FIG. The drum type pulley 12 can be driven to rotate, and the outer diameter changes like a drum in the direction of the rotation axis. That is, the outer diameter decreases toward the inside in the rotation axis direction.
Further, a projection 13 is spirally provided on the outer circumference like a groove or a gear as shown in FIG. 4, and a chain 11 such as a ladder chain can be hung on the projection 13.
このような鼓型プーリー12の構成により、回転軸方向において外径の大きな外側では東西チェーン11が掛かっている範囲が広くなり(東西チェーン11が巻き取られている範囲が長くなり)、回転軸方向において外径の小さな内側では東西チェーン11が掛かっている範囲が狭くなる(東西チェーン11が巻き取られている範囲が短くなる)。
そして、鼓型プーリー12の回転駆動によって、鼓型プーリー12からアーム6の取り付け位置までの東西チェーン11の長さが調整され、併せて一対のアーム6等を東西回転軸棒5を回転軸として東西方向に回転させることができる。
スムーズにアーム6等が回転するように、突起13の配置等を適宜決定することができる。
By such a configuration of the drum pulley 12, the range in which the east-west chain 11 is hung on the outside having a large outer diameter in the direction of the rotation axis becomes wider (the range in which the east-west chain 11 is wound up becomes longer), and the rotation axis In the direction where the outer diameter is small, the range where the east-west chain 11 is hooked is narrow (the range where the east-west chain 11 is wound is shortened).
The length of the east-west chain 11 from the drum-type pulley 12 to the mounting position of the arm 6 is adjusted by the rotational drive of the drum-type pulley 12, and the pair of arms 6 and the like are also used as the east-west rotary shaft 5 as the rotation axis. It can be rotated in the east-west direction.
The arrangement and the like of the protrusions 13 can be determined as appropriate so that the arm 6 and the like rotate smoothly.
なお、鼓型プーリー12を回転させる手段は特に限定されないが、例えば図3のように別のモーター14を用いることができる。この場合においてもアーム6等は東西回転軸棒5を中心に回転するので、小型のモーターでも十分にアーム6等を適切に回転させることができる。   The means for rotating the drum pulley 12 is not particularly limited. For example, another motor 14 can be used as shown in FIG. Even in this case, the arm 6 and the like rotate about the east-west rotating shaft 5, and thus the arm 6 and the like can be sufficiently rotated even with a small motor.
鼓型プーリー12やモーター14を配設する位置は特に限定されないが、これらをアーム6よりも下方に配設することで、ヘリオスタット装置1全体の重心を下げることができ、安定性を増すことができる。   The position where the drum pulley 12 and the motor 14 are disposed is not particularly limited. However, by disposing them below the arm 6, the center of gravity of the entire heliostat device 1 can be lowered, and stability is increased. Can do.
また、東西チェーン長さ調整手段の他の例について図13を参照して説明する。
図13に示すように、東西チェーン長さ調整手段30は、東西チェーン11が掛けられているプーリー32、該プーリー32の上方および下方に接続される2つのスプリング33、プーリー32を回転させるためのモーター31からなっている。スプリング33の他端の固定位置は特に限定されず、例えば支柱等に固定可能である。
そしてモーター31を回転駆動させることでプーリー32を回転させて、プーリー32から取り付け位置aまでの東西チェーン11の長さと、プーリー32から取り付け位置bまでの東西チェーン11の長さが調整されつつ、例えば東端が下がり西端が上がるようにしてアーム6がミラーフレームと一体的に回転する。
Another example of the east-west chain length adjusting means will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 13, the east / west chain length adjusting means 30 is for rotating a pulley 32 on which the east / west chain 11 is hung, two springs 33 connected above and below the pulley 32, and the pulley 32. It consists of a motor 31. The fixing position of the other end of the spring 33 is not particularly limited, and can be fixed to a support column, for example.
Then, the pulley 32 is rotated by rotating the motor 31 to adjust the length of the east-west chain 11 from the pulley 32 to the mounting position a and the length of the east-west chain 11 from the pulley 32 to the mounting position b. For example, the arm 6 rotates integrally with the mirror frame so that the east end is lowered and the west end is raised.
なお、スプリング33による引力や東西チェーンの張力などのバランスによってプーリー32の位置は決まる。このプーリー32の回転に伴い東西チェーン11の張力の変化が生じるものの、その変化した東西チェーン11の張力とスプリング33による引力との間で再度バランスが自動構築される。このためプーリー32は、その回転に応じて上記バランスが保たれるように位置が上下動することになる。   The position of the pulley 32 is determined by the balance of the attractive force of the spring 33 and the tension of the east-west chain. Although the tension of the east-west chain 11 changes with the rotation of the pulley 32, a balance is automatically constructed again between the changed tension of the east-west chain 11 and the attractive force of the spring 33. For this reason, the position of the pulley 32 moves up and down so that the balance is maintained according to the rotation thereof.
また、東西チェーン長さ調整手段のさらに他の例について図21を参照して説明する。
図21に示すように、東西チェーン長さ調整手段30は、東西チェーン11が掛けられているギア44、支柱7に設けられたレール45、ギア44と連結されており、レール45に沿って昇降可能な昇降体46からなっている。なお、ここでは昇降体46にギア44を回転させるためのモーターが内蔵されているが、昇降体46と分離してモーターを用意することも可能である。
Still another example of the east / west chain length adjusting means will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 21, the east-west chain length adjusting means 30 is connected to the gear 44 on which the east-west chain 11 is hung, the rail 45 provided on the column 7, and the gear 44, and moves up and down along the rail 45. It consists of a possible lifting body 46. Here, a motor for rotating the gear 44 is built in the lifting body 46, but a motor can be prepared separately from the lifting body 46.
そして、昇降体46内のモーターを回転駆動させることでギア44を回転させて、ギア44から取り付け位置Aまでの東西チェーン11の長さと、ギア44から取り付け位置Bまでの東西チェーン11の長さが調整されつつ、アーム6がミラーフレームと一体的に東西方向に回転する。
また、ギア44の回転によって東西チェーン11の張力に変化が生じ、該張力の変化に応じて、自動的に、ギア44と連結している昇降体46がレール45に沿って昇降してそれらの高さ位置が決まる。
Then, the gear 44 is rotated by rotationally driving the motor in the elevating body 46 so that the length of the east-west chain 11 from the gear 44 to the mounting position A and the length of the east-west chain 11 from the gear 44 to the mounting position B are increased. Is adjusted, the arm 6 rotates in the east-west direction integrally with the mirror frame.
Further, the rotation of the gear 44 causes a change in the tension of the east-west chain 11, and in response to the change in the tension, the lifting body 46 connected to the gear 44 automatically moves up and down along the rail 45 to move them. Height position is determined.
以上、東西方向の回転に関して東西チェーン長さ調整手段について説明してきたが、図3や図13、図21などのような機構を有していれば、単にアーム6等を東西方向に回転させるばかりでなく、東西チェーン11の張力によって、アーム6をその位置に保持することができる。したがって風によって、アーム6や反射鏡2が揺れるのを防ぐことができ、太陽光を反射させるべき位置から反射光がずれてしまうのを抑制することができる。このため、所定位置に太陽光を安定して反射させることができ、集光率の向上を図ることができる。   As described above, the east-west chain length adjusting means has been described with respect to the rotation in the east-west direction. However, if a mechanism such as FIG. 3, FIG. 13, FIG. Instead, the arm 6 can be held in that position by the tension of the east-west chain 11. Therefore, it is possible to prevent the arm 6 and the reflecting mirror 2 from being shaken by the wind, and it is possible to prevent the reflected light from deviating from the position where sunlight should be reflected. For this reason, sunlight can be stably reflected to a predetermined position, and the improvement of a condensing rate can be aimed at.
なお、図4のような鼓型プーリーや、図13のようなスプリング付のプーリー、図21のギアと昇降体に限定されない。東西チェーン11を適切に巻き取り、これらのプーリーから取り付け位置までの東西チェーン11の長さを適切に調整することができ、アーム6等を適切に回転させることができるものであれば良く、他の形状のプーリーを用いることができるし、あるいは他の器具を用いたものとすることもできる。また、チェーンに限らずワイヤ等を用いた機構とすることもできる。   In addition, it is not limited to the drum type pulley as shown in FIG. 4, the pulley with a spring as shown in FIG. 13, the gear and the lifting body as shown in FIG. As long as the east-west chain 11 can be properly wound up, the length of the east-west chain 11 from these pulleys to the mounting position can be adjusted appropriately, and the arm 6 and the like can be rotated appropriately. Can be used, or other equipment can be used. Further, not only the chain but also a mechanism using a wire or the like can be used.
また、アーム6等を回転させる機構として、図2に示すモーター10のみの構成とすることもできるし、図3や図13、図21に示す機構のみとすることもできるが、図2と図3(または図13、図21)の構成を併設することもできる。   Further, as a mechanism for rotating the arm 6 and the like, the structure of only the motor 10 shown in FIG. 2 can be used, or only the mechanism shown in FIGS. 3, 13, and 21 can be used. 3 (or FIG. 13, FIG. 21) can also be provided.
(南北方向の回転について)
次に、南北回転軸棒16について説明する。
図5は、一方のアーム6の先端付近の拡大図を示しており、特には南北回転軸棒16を有する南北回転手段の一例を示している。
南北回転手段4は、一対のアーム6のそれぞれの両端に設けられている。図5に示す例では、各々のアーム6の円柱状の先端部15の内側に、南北回転軸棒16を有する南北回転手段4が設けられている。この南北回転軸棒16にはモーターが付属しており、該付属モーターにより南北回転軸棒16を軸回転可能である。そして、各々の南北回転軸棒16は対向しており、ミラーフレーム3(ここでは四角形の枠)と連結されており、その軸回転によりミラーフレーム3を南北方向に回転させることが可能である。
(About rotation in the north-south direction)
Next, the north-south rotary shaft 16 will be described.
FIG. 5 shows an enlarged view of the vicinity of the tip of one arm 6, and particularly shows an example of the north-south rotating means having the north-south rotating shaft 16.
The north-south rotation means 4 is provided at both ends of the pair of arms 6. In the example shown in FIG. 5, the north-south rotation means 4 having the north-south rotation shaft 16 is provided inside the columnar tip 15 of each arm 6. A motor is attached to the north-south rotary shaft 16, and the north-south rotary shaft 16 can be rotated by the attached motor. Each of the north-south rotary shafts 16 faces each other and is connected to the mirror frame 3 (here, a rectangular frame), and the mirror frame 3 can be rotated in the north-south direction by rotating the shaft.
図6に南北回転手段の他の一例を示す。
図5と異なって南北回転軸棒16には備え付けのモーターは設けられていないものの、アーム6の先端部15にはアクチュエータ17が併せて設けられており、かつ、該アクチュエータ17の先端部が南北回転軸棒16の側面と連結されている。アクチュエータ17の駆動により先端部が前進後退運動し、それによって連結された南北回転軸棒16が周方向に回転(すなわち軸回転)し、さらにはミラーフレーム3が南北方向に回転するように構成されている。
FIG. 6 shows another example of the north-south rotation means.
Unlike FIG. 5, the north-south rotary shaft 16 is not provided with a motor provided, but an actuator 17 is also provided at the tip 15 of the arm 6, and the tip of the actuator 17 is north-south. It is connected to the side surface of the rotary shaft 16. The actuator 17 is driven so that the tip part moves forward and backward, and the north-south rotary shaft 16 connected thereby rotates in the circumferential direction (that is, the shaft rotates), and further, the mirror frame 3 rotates in the north-south direction. ing.
南北回転手段4はこれらの態様に限定されず、南北回転軸棒16を回転軸として、ミラーフレーム3を南北方向に適切に回転させることができる機構であれば十分である。なお、図5、6のような南北回転軸棒16の軸回転を利用する機構であれば、ミラーフレーム3を比較的小さなトルクで回転させることができるため、南北回転軸棒16の付属モーター等は小型のものでも済ますことができる。   The north-south rotation means 4 is not limited to these modes, and any mechanism that can appropriately rotate the mirror frame 3 in the north-south direction using the north-south rotation shaft 16 as a rotation axis is sufficient. 5 and 6, since the mirror frame 3 can be rotated with a relatively small torque, the motor attached to the north-south rotary shaft 16 or the like can be used. Can be small.
また、図5、6では南北回転軸棒16を先端部15の内側に設けたが、配設位置はこれに限定されない。例えば、図14の他の一例のように、アーム6に対して垂直に、先端部15から突き出た箇所の端部に配設することもできる。このような端部に南北回転軸棒16を設けることで、該南北回転軸棒16に連結されたミラーフレーム3とアーム6とをより一層離すことができる。すなわち、ミラーフレーム3とアーム6との間に比較的広い空間を設けることができる。このような空間を設けておけば、ミラーフレーム3が、後述するような裏面支持部材を備える場合であっても、該裏面支持部材がアーム6と接触してミラーフレーム3の回転が阻害されることを効果的に防ぐことができる。   5 and 6, the north-south rotary shaft 16 is provided on the inner side of the tip portion 15, but the arrangement position is not limited to this. For example, like the other example of FIG. 14, it can also be arrange | positioned at the edge part of the location protruded from the front-end | tip part 15 perpendicularly | vertically with respect to the arm 6. FIG. By providing the north-south rotary shaft 16 at such an end, the mirror frame 3 and the arm 6 connected to the north-south rotary shaft 16 can be further separated. That is, a relatively wide space can be provided between the mirror frame 3 and the arm 6. If such a space is provided, even when the mirror frame 3 includes a back surface support member as described later, the back surface support member comes into contact with the arm 6 and the rotation of the mirror frame 3 is hindered. Can be effectively prevented.
また、図5、6、14に示す例では、付属モーターやアクチュエータを利用して南北回転軸棒16自体を回転駆動させているが、これに限定されない。例えば、図3、13、21等のようにチェーンを利用する形態が挙げられる。
上記のように図3、13、21では東西回転軸棒を回転軸とするアームの東西回転のためにアームの東端と西端に東西チェーンを取り付けているが、南北回転軸棒を回転軸としてミラーフレームを南北方向に回転させるにあたっては、ミラーフレームの南北の2箇所に南北チェーンを取り付ける。例えば、ミラーフレームが四角形の枠である図1の場合、四隅のうちの北側と南側の角に取り付けることができる。
In the examples shown in FIGS. 5, 6, and 14, the north-south rotary shaft 16 is driven to rotate by using an attached motor or actuator, but the present invention is not limited to this. For example, a form using a chain as shown in FIGS.
As shown above, in FIGS. 3, 13 and 21, the east-west chain is attached to the east and west ends of the arm for the east-west rotation of the arm with the east-west rotation axis rod as the rotation axis. When rotating the frame in the north-south direction, attach the north-south chain to two locations on the mirror frame. For example, in the case of FIG. 1 where the mirror frame is a quadrangular frame, it can be attached to the north and south corners of the four corners.
図15に南北チェーン長さ調整手段34の一例を示す。図15に示すように、南北チェーン長さ調整手段34は、南北チェーン38が掛けられているプーリー35、該プーリー35の上方および下方に接続される2つのスプリング36、プーリー35を回転させるためのモーター37からなっている。スプリング36の他端の固定位置は特に限定されず、例えば支柱等に固定可能である。
なお、南北チェーン長さ調整手段34の駆動やミラーフレーム3の回転(南北方向)の仕組みは、例えば図13の東西チェーン長さ調整手段の駆動やアームの回転(東西方向)の仕組みと同様とすることができる。
FIG. 15 shows an example of the north-south chain length adjusting means 34. As shown in FIG. 15, the north-south chain length adjusting means 34 is configured to rotate the pulley 35 on which the north-south chain 38 is hung, two springs 36 connected above and below the pulley 35, and the pulley 35. It consists of a motor 37. The fixing position of the other end of the spring 36 is not particularly limited, and can be fixed to, for example, a support column.
The mechanism for driving the north-south chain length adjusting means 34 and the mechanism for rotating the mirror frame 3 (in the north-south direction) are the same as the mechanism for driving the east-west chain length adjusting means and the mechanism for rotating the arm (east-west direction) in FIG. can do.
また、南北チェーン調整手段として、図15のようなスプリング付のプーリーではなく、鼓型プーリーを用いることもできる。この場合は、例えば図3の鼓型プーリーと同様のものとすることができ、同様の仕組みとすることができる。
あるいは、図21のようなギアと昇降体の組み合わせを用いることも可能である。
Further, as a north-south chain adjusting means, a drum-type pulley can be used instead of a pulley with a spring as shown in FIG. In this case, for example, the drum type pulley shown in FIG. 3 can be used, and the same mechanism can be used.
Or it is also possible to use the combination of a gear and a raising / lowering body like FIG.
以上のように本発明における回転機構について説明してきたが、一方で従来のヘリオスタット装置としては、図11に挙げたようなものの他、図12のようなヘリオスタット機構が用いられている。反射鏡の裏面にT字の支柱(Tボーン)が取り付けられており、図12に示すようにTボーンの各部を回転させることによって、太陽の動きに合わせて反射鏡を任意に回転させることができる。
しかしながら、特には支柱周りに回転させる場合に(回転R)大きなトルクが必要となってしまう。すなわち、反射鏡の角度を制御するにあたって小型のモーターでは不十分な場合が生じる。
As described above, the rotation mechanism in the present invention has been described. On the other hand, as a conventional heliostat device, a heliostat mechanism as shown in FIG. 12 is used in addition to the one shown in FIG. A T-shaped support (T-bone) is attached to the back surface of the reflecting mirror. By rotating each part of the T-bone as shown in FIG. 12, the reflecting mirror can be arbitrarily rotated according to the movement of the sun. it can.
However, a large torque is required particularly when rotating around the support (rotation R). That is, a small motor may not be sufficient for controlling the angle of the reflecting mirror.
一方、図1−図6、図13−図15、図21のような東西方向および南北方向の回転機構であれば、前述したように小型のモーター等を用いて、より小さなトルクで十分にアーム6やミラーフレーム3を回転させ、反射鏡2の角度を所望の角度に調整することが可能である。
また、反射面の角度調整を東西方向と南北方向に分けて行うことができるので、Tボーンよりも制御を単純なものとすることができるとともに、精度を大幅に高めることができ、集光効率の向上を図ることができる。
On the other hand, with the east-west and north-south rotation mechanisms as shown in FIGS. 1-6, 13-15, and 21, the arm can be sufficiently armed with a smaller torque using a small motor or the like as described above. 6 and the mirror frame 3 can be rotated to adjust the angle of the reflecting mirror 2 to a desired angle.
In addition, the angle adjustment of the reflecting surface can be performed separately in the east-west direction and the north-south direction, so that the control can be made simpler than the T-bone and the accuracy can be greatly improved, and the light collection efficiency Can be improved.
次に、ミラーフレーム3について説明する。
ミラーフレーム3は1つだけ配設されており、反射鏡2を1枚以上支持することができるものであれば良く、その形状等は特に限定されない。図1のように、単に1枚のミラーの外周を囲う枠のものとすることもできるし、あるいは図7のようなものとすることもできる。
図7はミラーフレーム3の平面図である。位置関係が分かりやすいように、南北回転軸棒16、東西回転軸棒5、アーム6等も併せて図示した。
図7に示すミラーフレーム3は1つの四角形の枠(枠18)の他、裏面支持部材19からなっている。なお、ここでは枠18の4つの角がそれぞれ東西南北の方向に位置するよう配設されており、裏面支持部材19が北東から南西にかけて配設されていて枠18の北東の辺と南西の辺に接続されている。
Next, the mirror frame 3 will be described.
Only one mirror frame 3 is provided, and any mirror frame 3 may be used as long as it can support one or more reflecting mirrors 2, and the shape thereof is not particularly limited. As shown in FIG. 1, it may be a frame that surrounds the outer periphery of a single mirror, or it may be as shown in FIG.
FIG. 7 is a plan view of the mirror frame 3. For easy understanding of the positional relationship, the north-south rotary shaft 16, the east-west rotary shaft 5, the arm 6 and the like are also illustrated.
The mirror frame 3 shown in FIG. 7 includes a back surface support member 19 in addition to one rectangular frame (frame 18). Here, the four corners of the frame 18 are arranged so as to be located in the directions of east, west, south, and north, respectively, and the back surface support member 19 is arranged from the northeast to the southwest, so that the northeast side and the southwest side of the frame 18 are arranged. It is connected to the.
なお、反射鏡2も併せて図示している。反射鏡2は、ここでは四角形のものが4枚配設されているが、四角形に限られず、円形のものなど適宜決定できる。枠18の四辺の各々の上に各々の反射鏡2が載置されている。反射鏡2の対角線と枠18の辺の位置が重なるように載置されており、反射鏡2は枠18の辺を支点に回転可能になっている。ここでは反射鏡2は枠18の内側に向かって傾斜するように配設されており(傾斜配設した反射鏡2は実線で描かれている。なお、参考として、傾斜させない場合(水平配設)を点線で示している)、その裏面は裏面支持部材19によって支持されている。このように傾斜して配設されており、4枚の反射鏡による太陽光の反射光を一点に集光することができる。傾斜角は焦点の位置に応じて適宜決定することができる。   The reflecting mirror 2 is also shown. Here, four rectangular mirrors 2 are disposed here, but the reflecting mirror 2 is not limited to a square, and can be appropriately determined such as a circular one. Each reflecting mirror 2 is placed on each of the four sides of the frame 18. The diagonal line of the reflecting mirror 2 and the position of the side of the frame 18 are placed so as to overlap, and the reflecting mirror 2 is rotatable about the side of the frame 18 as a fulcrum. Here, the reflecting mirror 2 is disposed so as to incline toward the inside of the frame 18 (the reflecting mirror 2 disposed in an inclined manner is drawn with a solid line. For reference, when not inclined (horizontal disposition) ) Is indicated by a dotted line), and the back surface thereof is supported by the back surface support member 19. It is arranged in such a manner that the reflected light of sunlight by the four reflecting mirrors can be collected at one point. The tilt angle can be appropriately determined according to the position of the focal point.
また、例えば4枚とも傾斜せずに配設した場合、すなわち、4枚全体で1枚の平らな反射鏡のような状態では、反射鏡の正面方向から吹いてくる風をまともに受けてしまい、たわんだり揺れやすくなり、太陽光を集光させるのに効率が悪くなる。一方、上記のように4枚の反射鏡を傾斜配設することによって、正面からの風による抵抗を減らすことができ、集光率が低下するのを抑制できる。また、風による抵抗の影響を受けにくいので、反射鏡を回転させるための動力源の出力も比較的小さなものとすることが可能になる。   Further, for example, when all four sheets are arranged without being inclined, that is, in a state where the entire four sheets are one flat reflecting mirror, the wind blowing from the front direction of the reflecting mirror is received properly. It becomes easy to bend and shake, and the efficiency of collecting sunlight is reduced. On the other hand, by arranging the four reflecting mirrors in an inclined manner as described above, it is possible to reduce the resistance caused by wind from the front, and it is possible to suppress the reduction of the light collection rate. In addition, since it is not easily affected by wind resistance, the output of the power source for rotating the reflecting mirror can be made relatively small.
図8に枠18と裏面支持部材19との位置関係をさらに示す。図8は、図7におけるB矢視図である(すなわち、裏面支持部材19の縦断面図である)。なお、位置関係が分かりやすいようにミラーフレーム3の平面図も図8に併せて示す。
裏面支持部材19の形状等は特に限定されないが、ここでは複数の板材を組み合わせて構成されている。一端が枠18の辺と接続された2枚の支持板20や、支持板20の他の一端同士を接続する底板21、さらには梁22等から構成されている。支持板20の交差する箇所は切れ目の加工を入れて互いに嵌合し合うようにするなどの工夫を施すことができる。支持板20は傾斜して配設されており、その上面で反射鏡2の裏面を支持することができる。傾斜角は、前述したように反射光の焦点の位置に応じて適宜決定することができる。
なお、底板21や梁22を設けることによって、裏面支持部材19の構造をより強固にすることができ、反射鏡2をより一層強固に支持することができる。
当然これらの構造に限定されず、反射鏡2の裏面を支持できるものであればよく、適宜その構造を決定することができる。
また、北西から南東にかけて同様の裏面支持部材を設けることもできる。あるいは2つの裏面支持部材を適切に組み合わせて一体化させ、4枚全ての反射鏡の裏面を支持可能なものを用いることもできる。アームや東西回転軸棒などの回転機構の部品と干渉しないように適切な形状の裏面支持部材を用意することができる。
FIG. 8 further shows the positional relationship between the frame 18 and the back surface support member 19. FIG. 8 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 7 (that is, a longitudinal sectional view of the back surface support member 19). A plan view of the mirror frame 3 is also shown in FIG. 8 so that the positional relationship can be easily understood.
The shape or the like of the back surface support member 19 is not particularly limited, but here is configured by combining a plurality of plate materials. It is composed of two support plates 20 having one end connected to the side of the frame 18, a bottom plate 21 connecting the other ends of the support plate 20, and a beam 22. The crossing points of the support plates 20 can be devised such as making cuts and fitting them together. The support plate 20 is inclined and can support the back surface of the reflecting mirror 2 on its upper surface. As described above, the inclination angle can be appropriately determined according to the position of the focal point of the reflected light.
In addition, by providing the bottom plate 21 and the beam 22, the structure of the back surface support member 19 can be strengthened, and the reflecting mirror 2 can be supported more firmly.
Of course, it is not limited to these structures, What is necessary is just what can support the back surface of the reflective mirror 2, and the structure can be determined suitably.
Moreover, the same back surface supporting member can also be provided from northwest to southeast. Alternatively, two back surface supporting members can be appropriately combined and integrated to use a material that can support the back surfaces of all four reflecting mirrors. A back surface supporting member having an appropriate shape can be prepared so as not to interfere with parts of a rotating mechanism such as an arm or an east / west rotating shaft rod.
用いる反射鏡が大きくなればなるほど、それ自体の重さが重くなり、反射鏡自体に大きな撓みが生じやすく集光に悪影響が生じてしまう。しかし、上記のようなミラーフレーム3を使用し、複数の反射鏡を用いる形態であれば、1枚あたりの面積や重さを小さくすることができるため、撓みを抑制することができる。したがって集光率の向上を図ることができる。また反射鏡の製造や運搬をより容易に行うことができ、コスト面や取り扱いの面での改善を図ることができる。
さらには、反射鏡2の裏面を裏面支持部材19で支えることができるので、風による反射鏡の揺れを極めて抑制することができる。この点も集光率の向上につなげることができる。
The larger the reflector that is used, the heavier it is, and the reflector itself tends to bend greatly, which adversely affects light collection. However, if the mirror frame 3 as described above is used and a plurality of reflecting mirrors are used, the area and weight per sheet can be reduced, so that bending can be suppressed. Therefore, the light collection rate can be improved. Further, the reflector can be manufactured and transported more easily, and the cost and handling can be improved.
Furthermore, since the back surface of the reflecting mirror 2 can be supported by the back surface supporting member 19, the swinging of the reflecting mirror due to wind can be extremely suppressed. This can also lead to an improvement in the light collection rate.
なお、反射鏡2やミラーフレーム3を南北回転させる際に、ミラーフレーム3(特には裏面支持部材19)が、アーム6や東西回転軸棒5と接触しないように、それらの間に適当な間隔が設けられるよう、裏面支持部材19やアーム6等の形状を適宜決定することができる。   When the reflecting mirror 2 and the mirror frame 3 are rotated north and south, the mirror frame 3 (especially the back support member 19) is not spaced from the arm 6 and the east-west rotating shaft rod 5 at an appropriate distance therebetween. The shapes of the back support member 19 and the arm 6 can be determined as appropriate.
また、図16に他の形態のミラーフレームを示す。
このミラーフレーム40は、隣接する2つの菱形(正方形)の枠をさらに2本の棒で連結した形状となっている。
また、ミラーフレーム40と他の部材との位置関係を、図17において平面図(上図)と縦断面図(下図)で示す。ここでは、特に東西回転軸棒5、アーム6、南北回転軸棒16、支柱7との関係を示した。また、一例として、後述するような太陽光集光発電装置に用いられるものとし、太陽電池41およびそれを支持する支持台42も図示している。
FIG. 16 shows another type of mirror frame.
The mirror frame 40 has a shape in which two adjacent rhombus (square) frames are further connected by two bars.
Further, the positional relationship between the mirror frame 40 and other members is shown in FIG. 17 as a plan view (upper view) and a longitudinal sectional view (lower view). Here, the relationship among the east-west rotating shaft rod 5, the arm 6, the north-south rotating shaft rod 16, and the support column 7 is shown. Moreover, as an example, it shall be used for the solar concentrating power generation apparatus which is mentioned later, and the solar cell 41 and the support stand 42 which supports it are also illustrated.
図17に示すように、計2枚の反射鏡2が載置可能なものである。なお、各々分割して計8枚の反射鏡を載置させることもできる。またミラーフレーム40には上方に支持台42が連結されており、該支持台42に2つの太陽電池41が配設されており、反射鏡2による太陽光の反射光が太陽電池41に集光できるようになっている。
このように、ミラーフレームの形状は特に限定されず、種々の形状とすることができる。
As shown in FIG. 17, a total of two reflecting mirrors 2 can be placed. A total of eight reflecting mirrors can be placed by dividing each of them. Further, a support base 42 is connected to the mirror frame 40 at the upper side, and two solar cells 41 are arranged on the support base 42, and the reflected light of sunlight from the reflecting mirror 2 is collected on the solar cell 41. It can be done.
Thus, the shape of the mirror frame is not particularly limited, and can be various shapes.
また、図3や図15などのように、回転機構として東西チェーンや南北チェーンを備える形態の場合、ミラーフレームに、その形状を保持するための構造体をさらに設けることができる。
図18に形状保持のための構造体の一例を示す。なお、図18にはミラーフレーム3に南北チェーン38を取り付けた場合を示したが、東西チェーンを取り付ける場合も仕組みとしては基本的に同様である。構造体43はミラーフレーム3に対し、南北チェーン38と反対側に設けると特に良い。このような構造体43を設けてミラーフレーム3を保持することで、反対側からミラーフレーム3を引っ張る南北チェーン38に十分な張力を付与することができる。このため、チェーンの弛みなども防止することができ、回転機構に強度を付与して風などにも対抗しやすく、ミラーフレーム3の回転をより高精度で制御することができる。
なお、太陽光集光発電装置に用いる場合は、図17のような支持台42(レシーバ)を上記構造体43の機能を兼ね備えたものとすることもできる。
Further, as shown in FIG. 3 and FIG. 15, in the case where the east-west chain or the north-south chain is provided as the rotation mechanism, the mirror frame can be further provided with a structure for holding the shape.
FIG. 18 shows an example of a structure for maintaining the shape. 18 shows the case where the north-south chain 38 is attached to the mirror frame 3, the mechanism is basically the same when the east-west chain is attached. The structure 43 is particularly preferably provided on the side opposite to the north-south chain 38 with respect to the mirror frame 3. By providing such a structure 43 and holding the mirror frame 3, sufficient tension can be applied to the north-south chain 38 that pulls the mirror frame 3 from the opposite side. For this reason, the slack of the chain can be prevented, the strength of the rotation mechanism is imparted to easily resist wind and the like, and the rotation of the mirror frame 3 can be controlled with higher accuracy.
In addition, when using for a solar condensing power generation apparatus, the support stand 42 (receiver) like FIG. 17 can also have the function of the said structure 43. FIG.
また、ミラーフレームにより支持される反射鏡の形態について説明する。
前述したように反射鏡の枚数は1枚以上であれば良い。
ここで、1枚1枚の反射鏡(すなわち、本発明の反射鏡)の詳細を図19に示す。図19に示すように、本発明の反射鏡2は、主に、土台60と複数の反射鏡片61とからなっている。土台60上に反射鏡片61が複数枚配設されていることによりモザイク状になっている(モザイク面)。この反射鏡片61の反射面62の集合によって、1枚の反射鏡2の反射面63が構成されている。
そして、この反射鏡2の反射面63は、反射鏡片61の各々の反射面62による太陽光の反射光が重なりあって焦点を形成するものである。各々の反射鏡片61の反射面62によって反射された反射光は上記焦点Fに集光されるように構成されている。
The form of the reflecting mirror supported by the mirror frame will be described.
As described above, the number of reflecting mirrors may be one or more.
Here, FIG. 19 shows the details of each reflecting mirror (that is, the reflecting mirror of the present invention). As shown in FIG. 19, the reflecting mirror 2 of the present invention mainly includes a base 60 and a plurality of reflecting mirror pieces 61. A plurality of reflecting mirror pieces 61 are arranged on the base 60 to form a mosaic (mosaic surface). A reflecting surface 63 of one reflecting mirror 2 is constituted by a set of reflecting surfaces 62 of the reflecting mirror piece 61.
The reflecting surface 63 of the reflecting mirror 2 forms a focal point by overlapping sunlight reflected by the reflecting surfaces 62 of the reflecting mirror pieces 61. The reflected light reflected by the reflecting surface 62 of each reflecting mirror piece 61 is configured to be condensed at the focal point F.
なお、図7、8のように複数枚の反射鏡を配設するヘリオスタット装置では、それらの全ての反射鏡による反射光が一箇所に集光されるように、各反射鏡の配置位置等に応じて、各々の焦点が調整されている。   In addition, in the heliostat device in which a plurality of reflecting mirrors are arranged as shown in FIGS. 7 and 8, the arrangement positions of the reflecting mirrors and the like so that the reflected light from all the reflecting mirrors is collected in one place. Each focus is adjusted accordingly.
反射鏡2の各構成要素について詳述する。
反射鏡片61は図20に示すように平板状のものである。平板状であるため、例えば凹面のものよりも簡単に用意することができる。また外形は、正四角形、菱形、丸形などその都度決定することができる。大きさや枚数は限定されず、例えば目標とする集光像の均一性や、運搬、取扱いのしやすさ等に応じて適宜決定できる。従って、大きな1枚の反射鏡に対して、小面積で簡単な形状であるため、大量生産ができ、低コストで準備できる。
Each component of the reflecting mirror 2 will be described in detail.
The reflecting mirror piece 61 has a flat plate shape as shown in FIG. Since it is flat, it can be prepared more easily than a concave one, for example. Further, the outer shape can be determined each time, such as a regular square, a diamond, or a round. The size and the number of sheets are not limited, and can be determined as appropriate according to, for example, the uniformity of the target focused image, ease of transportation and handling, and the like. Therefore, since it has a small area and a simple shape with respect to one large reflecting mirror, it can be mass-produced and can be prepared at low cost.
そして反射鏡2の反射面63は、上記のような複数の反射鏡片61の反射面62から構成されているため、焦点Fの形状は多角形になる。一方で従来のような一枚の大きな凹面鏡では焦点の形状は円形になる。   And since the reflective surface 63 of the reflective mirror 2 is comprised from the reflective surfaces 62 of the above several reflective mirror pieces 61, the shape of the focus F becomes a polygon. On the other hand, the focus shape is circular in a single large concave mirror as in the prior art.
次に、土台60について図26を参照して説明する。
土台60は、その上面が区分けされており、各々、反射鏡片61が配設される載置面64となっている。この複数の載置面64は、各々の位置等に応じて角度が適切に調整され、載置された反射鏡片61により形成される反射面63によって、太陽光の反射光が焦点を形成するようにされている。図26の例では土台の裏側は平面状になっており、その反対側である反射鏡片61が配設される側では、上記区分ごとに(載置面ごとに)裏側の平面に対して角度がついている。例えば、図26の一番左、かつ、一番手前に位置する載置面64Sと裏面のなす角度はA(左右方向)である。なお、図26では省略しているが、奥行き方向においても、載置面64Sは裏面に対して所定の角度がついている。なお、上記例では土台60の裏面を平面とし、かつ載置面64の角度の基準面として説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、基準面は適宜設定することができ、該設定した基準面に対して載置面の角度を決定すれば良い。
そしてこのように載置面64における角度が調整されていることによって、その上に配設される反射鏡片61が平板状であるにも関わらず、複数の反射鏡片61による反射光を一点に集光させることができる。
Next, the base 60 will be described with reference to FIG.
The base 60 is divided into upper surfaces, and each is a mounting surface 64 on which the reflecting mirror piece 61 is disposed. The plurality of placement surfaces 64 are appropriately adjusted in angle according to each position and the like, so that the reflected light of sunlight forms a focus by the reflection surface 63 formed by the reflection mirror piece 61 placed. Has been. In the example of FIG. 26, the back side of the base is flat, and on the side where the reflecting mirror piece 61 is disposed on the opposite side, the angle with respect to the back side plane for each of the above-mentioned sections (for each mounting surface). Is attached. For example, the angle between the mounting surface 64S located on the leftmost and foremost side in FIG. 26 and the back surface is A (left-right direction). Although omitted in FIG. 26, the mounting surface 64S also has a predetermined angle with respect to the back surface in the depth direction. In the above example, the back surface of the base 60 is described as a flat surface and the reference surface of the mounting surface 64 is defined as an angle, but the present invention is not limited to this. That is, the reference surface can be set as appropriate, and the angle of the placement surface may be determined with respect to the set reference surface.
In addition, by adjusting the angle on the mounting surface 64 in this way, the reflected light from the plurality of reflecting mirror pieces 61 is collected at one point even though the reflecting mirror piece 61 disposed thereon is flat. Can be lighted.
また、土台60の材質等は特に限定されないが、軽い材質のものであれば、運搬やそれ自体を回転させるためのモーター等の出力を小さなものとすることができるので好ましい。また、風等の抵抗を受けて簡単に折れないよう、適切な強度を有するものとすることができる。   The material of the base 60 is not particularly limited, but a light material is preferable because the output of a motor or the like for transporting or rotating itself can be reduced. Moreover, it can have appropriate strength so that it does not easily break due to resistance such as wind.
さらにはその形成方法等も限定されない。従来のように反射鏡を用意するにあたって1枚の大きな凹面鏡を用意する場合、その焦点調整のため、反射面などにおいて細やかな調整が必要であり、製造にも手間がかかり、高価なものになっていた。
しかしながら、土台と複数の反射鏡片からなる本発明であれば、土台の載置面の角度等、一旦決定してしまえば、決定したその型を利用して簡単に大量生産することができる。また反射鏡片にしても前述したように平板状のため用意は比較的簡単である。本発明は製造の手間やコストを大きく低減することが可能である。
Furthermore, the formation method and the like are not limited. When preparing a large concave mirror when preparing a reflector as in the past, fine adjustment is required on the reflective surface, etc., for the focus adjustment, and it takes time and effort to manufacture, and it becomes expensive. It was.
However, in the present invention comprising a base and a plurality of reflecting mirror pieces, once the angle of the mounting surface of the base is determined, it can be easily mass-produced using the determined mold. Moreover, even if it is a reflecting mirror piece, since it is flat as described above, preparation is relatively easy. The present invention can greatly reduce manufacturing effort and cost.
このような土台と反射鏡片からなる反射鏡を用いることで、1枚の大きな凹面鏡を用いる場合よりも、焦点において均一な集光像を形成することができる。そしてこのような均一な集光像を形成しつつ反射光を集光することで、より一層、発電等の安定性を図ることができる。   By using a reflecting mirror composed of such a base and reflecting mirror pieces, it is possible to form a uniform focused image at the focal point as compared with the case of using one large concave mirror. Further, by condensing the reflected light while forming such a uniform condensed image, it is possible to further improve the stability of power generation and the like.
また、上記土台60には該土台を貫通する孔が形成されている。この孔の形成位置を図27に示す。図27に示すように、角度調整された載置面64は、隣り合う載置面(例えば載置面64Tに対する載置面64A、64B、64C、64D)の間に段差65が設けられている。段差65の大きさは特に限定されず、また、全て同じ高さの段差とすることもできるし、位置等に応じて異なる高さの段差とすることもできる。
そして、この隣り合う載置面同士をつないで段差65を形成する段差面66において、孔67が形成されている。
The base 60 is formed with a hole penetrating the base. The positions where these holes are formed are shown in FIG. As shown in FIG. 27, the mounting surface 64 whose angle has been adjusted is provided with a step 65 between adjacent mounting surfaces (for example, mounting surfaces 64A, 64B, 64C, and 64D with respect to the mounting surface 64T). . The size of the step 65 is not particularly limited, and all the steps can be the same height or different heights depending on the position.
And the hole 67 is formed in the level | step difference surface 66 which connects this adjacent mounting surface and forms the level | step difference 65. FIG.
孔の形状に関して、図28に反射鏡の断面の一例を示す。図28に示すように、孔67は土台60を貫通するように開けられている。
このような孔67を設けておくことで、反射鏡2の例えば表側(すなわち反射鏡片61が配設されている側)に対して吹きつける風を、一部、孔67を通して吹き抜けさせることができる。これによって反射鏡2が受ける風による抵抗を低減することが可能である。また、土台60の重さも減らすことができる。したがって、反射鏡2の支持や回転を簡単に行うことができるし、運搬なども容易になるので好ましい。
Regarding the shape of the hole, FIG. 28 shows an example of a cross section of the reflecting mirror. As shown in FIG. 28, the hole 67 is opened so as to penetrate the base 60.
By providing such a hole 67, for example, a part of the wind blown against the front side of the reflecting mirror 2 (that is, the side where the reflecting mirror piece 61 is disposed) can be blown through the hole 67. . As a result, it is possible to reduce the resistance caused by the wind received by the reflecting mirror 2. Also, the weight of the base 60 can be reduced. Therefore, it is preferable because the reflecting mirror 2 can be easily supported and rotated and can be easily transported.
なお、孔67は直線状に形成されていても良いし、途中で角度をつけて曲がるように形成されていても良い。風が効率よく通り抜けられるように、適切な形状に開けることができる。また、本数も限定されず、土台の強度等も考慮して適切な本数および大きさの孔を形成することができる。   The hole 67 may be formed in a straight line shape or may be formed to bend at an angle in the middle. It can be opened in an appropriate shape so that the wind can pass through efficiently. Further, the number of holes is not limited, and holes having an appropriate number and size can be formed in consideration of the strength of the foundation and the like.
そして、上記本発明のヘリオスタット装置1を1つ以上備えた太陽熱集熱装置や太陽光集光発電装置を提供することができる。これらの装置は、効率良く簡便に反射鏡で集光することができる上、従来よりも低コストのヘリオスタット装置1を用いるため、装置全体のコストも低減することが可能である。また、本発明の反射鏡2を用いているので、より適切に集光することができ、発電や集熱の安定性も増す。
図9は太陽熱集熱装置の一例である。この太陽熱集熱装置23はクロスリニア型であり、複数本の反射ライン(南北方向)と1本以上の受光ライン(東西方向)が設定されている。各々の反射ラインにはヘリオスタット装置1が1つ以上配設されている。そして、受光ラインには1基以上のレシーバ24が配設されている。
反射ライン上のヘリオスタット装置1で角度調整された反射鏡2からの太陽光の反射光をレシーバ24に集光することで太陽熱を集熱することが可能になっている。そして、レシーバ24に集熱された熱を利用して媒体を温め、不図示の蒸気タービンやガスタービン等へ送られて発電することができる。
And the solar-heat collector and solar condensing power generator provided with one or more of the heliostat devices 1 of the present invention can be provided. These devices can efficiently and easily collect light with a reflecting mirror, and use the heliostat device 1 which is lower in cost than conventional ones, so that the cost of the entire device can be reduced. Moreover, since the reflecting mirror 2 of the present invention is used, the light can be collected more appropriately, and the stability of power generation and heat collection is also increased.
FIG. 9 is an example of a solar heat collector. The solar heat collecting device 23 is a cross linear type, and a plurality of reflection lines (north-south direction) and one or more light receiving lines (east-west direction) are set. One or more heliostat devices 1 are arranged in each reflection line. One or more receivers 24 are arranged in the light receiving line.
It is possible to collect solar heat by collecting the reflected light of sunlight from the reflecting mirror 2 whose angle is adjusted by the heliostat device 1 on the reflection line on the receiver 24. And the medium can be warmed using the heat collected by the receiver 24 and sent to a steam turbine, a gas turbine, etc. (not shown) to generate electricity.
また、図10に太陽光集光発電装置の一例を示す。太陽光集光発電装置25(クロスリニア型)では、複数本の反射ライン上にヘリオスタット装置1が1つ以上配設されており、1本以上の受光ラインに配設されたレシーバには太陽電池26が支持されている。
そして、ヘリオスタット装置1で角度調整された反射鏡2からの太陽光の反射光を太陽電池26に集光することで発電することができる。
FIG. 10 shows an example of a solar concentrating power generation device. In the solar concentrating power generation device 25 (cross linear type), one or more heliostat devices 1 are disposed on a plurality of reflection lines, and the receiver disposed on the one or more light receiving lines has a sun. A battery 26 is supported.
And it can generate electric power by condensing the reflected light of the sunlight from the reflecting mirror 2 angle-adjusted by the heliostat device 1 on the solar cell 26.
なお、図9や図10ではクロスリニア型の装置について説明したが、これに限定されず、例えばタワー型のものに本発明のヘリオスタット装置1を用いることも可能である。   9 and 10, the cross linear type device has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the heliostat device 1 of the present invention can be used for a tower type device.
また、図10や図17のような太陽電池に集光する装置に関して、太陽電池の周辺構造の一例について図22を参照してさらに説明する。
この例では、太陽電池47に対して、熱交換器48や二次集光器49を設けている。
反射光の集光によって太陽電池の温度が上昇するが、この温度上昇に伴って太陽電池での発電効率が低下するのを、熱交換器48を設けることで抑制することができる。この熱交換器自体は特に限定されない。例えば種々の冷媒(ガス、液体等)を用いた熱交換器とすることができる。太陽電池により電気エネルギーを得られるだけでなく、熱交換器48によって熱エネルギーをも回収できるので好ましい。
Further, regarding the device for concentrating the solar cell as shown in FIG. 10 or FIG. 17, an example of the peripheral structure of the solar cell will be further described with reference to FIG.
In this example, a heat exchanger 48 and a secondary condenser 49 are provided for the solar cell 47.
Although the temperature of the solar cell rises due to the collection of the reflected light, it is possible to suppress the decrease in power generation efficiency in the solar cell with this temperature rise by providing the heat exchanger 48. The heat exchanger itself is not particularly limited. For example, it can be set as the heat exchanger using various refrigerant | coolants (gas, liquid, etc.). It is preferable because not only electric energy can be obtained by the solar cell but also heat energy can be recovered by the heat exchanger 48.
また、二次集光器49も、太陽電池47に対して配設され、太陽電池47の受光面55に反射光を集光できるものであれば良く、形状、素材等は特に限定されない。反射光が、太陽電池そのものから外れるように反射されたとしても、二次集光器の内側に向かって反射されていれば太陽電池に集光できる。したがって、集光範囲(反射許容範囲)を拡げることができ、反射鏡の反射角の精度等を弛めることができるので簡便である。効率良く集光することができる。   Also, the secondary concentrator 49 is not particularly limited as long as it is arranged with respect to the solar cell 47 and can collect the reflected light on the light receiving surface 55 of the solar cell 47. Even if the reflected light is reflected so as to deviate from the solar cell itself, it can be condensed on the solar cell if it is reflected toward the inside of the secondary condenser. Therefore, the light collection range (reflection allowable range) can be expanded and the accuracy of the reflection angle of the reflecting mirror can be relaxed, which is convenient. It can collect light efficiently.
形状としては、筒状のものが挙げられる。例えば、太陽電池の配設側が窄まっている円錐や角錐のようなものとすることができる。また、太陽電池の配設位置と反対側、すなわち、反射光の入口側は、例えば、図22に示すように縁が丸まっているトランペット型のものとすることができる。このようなものであれば、縁に向かって反射された反射光を二次集光器の内側に向かって(すなわち太陽電池に向かって)取り入れ易く、効率良く集光することができる。なお、二次集光器は、当然、このような縁の形状のものに限られるものではない。   As a shape, a cylindrical thing is mentioned. For example, it may be a cone or a pyramid with a narrowed solar cell arrangement side. Further, the side opposite to the position where the solar cell is disposed, that is, the entrance side of the reflected light can be, for example, a trumpet type having a rounded edge as shown in FIG. If it is such, it will be easy to take in the reflected light reflected toward the edge toward the inner side of a secondary collector (namely, toward a solar cell), and it can condense efficiently. Of course, the secondary concentrator is not limited to such an edge shape.
また、素材としては、例えばアルミを用いることができ、表面にその酸化皮膜を形成したものとすることができる。アルミを基材とすることで重さが軽いものとすることができ、運搬もし易くなる。また、図17のように太陽電池を支持するもの等が反射鏡やミラーフレーム等と一体になっている場合(この場合では二次集光器も含めて一体になっている場合)、共に回転させる際に二次集光器の重さが負荷になりにくいので好ましい。   Moreover, as a raw material, aluminum can be used, for example, and the oxide film can be formed on the surface. By using aluminum as a base material, the weight can be reduced and transportation is facilitated. Also, as shown in FIG. 17, when the solar cell supporter is integrated with the reflector, mirror frame, etc. (in this case, including the secondary concentrator), it rotates together. This is preferable because the weight of the secondary condenser is less likely to become a load.
また、太陽光集光発電装置の他の一例について図23を参照して説明する。
この太陽光集光発電装置のヘリオスタット装置では、ミラーフレーム3に集光レシーバ50が固定されている。該集光レシーバ50には、内側に太陽電池51が配設されており反射鏡2からの反射光が集光されるようになっている。一方、集光レシーバ50の外側にはセンサ52が配設されている。
ミラーフレームの形状は特に限定されず、また、それに固定された集光レシーバの形状も特に限定されない。ただし、集光レシーバの存在によって、反射鏡への太陽光が遮断されるのを抑制し、より多くの太陽光が反射鏡に照射されるように、その形状を考慮するのが好ましい。
Another example of the solar concentrating power generation device will be described with reference to FIG.
In the heliostat device of this solar concentrating power generation device, a condensing receiver 50 is fixed to the mirror frame 3. The condensing receiver 50 is provided with a solar cell 51 on the inner side, and the reflected light from the reflecting mirror 2 is condensed. On the other hand, a sensor 52 is disposed outside the condensing receiver 50.
The shape of the mirror frame is not particularly limited, and the shape of the condensing receiver fixed thereto is not particularly limited. However, it is preferable to consider the shape so that sunlight to the reflecting mirror is prevented from being blocked by the presence of the condensing receiver and more sunlight is irradiated to the reflecting mirror.
このセンサ52は、太陽光の照射によってその照射方向を感知するものである。すなわち、太陽光の照射によって太陽の位置を感知するものであり、該太陽の位置・方向に関する信号を発信することができる。また、センサ52は、前述したような、東西方向および南北方向の反射鏡等の角度を制御する各手段に接続されている。そして、センサ52から発信された太陽の位置に関する信号に基づき、太陽の動きに追従するように、各手段によって自動的に反射鏡等の角度が自動調整されるようにプログラムが組まれている。図23に示す例では、集光レシーバ50の頭頂部にセンサ52が設けられており、太陽が昇っている間は、太陽を追いかけるので、常に、反射面の法線上に、太陽電池、センサ、太陽が並ぶようになっている。
当然、このセンサ52の配設位置は特に限定されず、太陽光を受けやすい位置に配設されていれば良い。
また、太陽電池51も、反射鏡等の角度を制御する各手段に接続されており、反射光が集光されることによって太陽電池51で発電された電力の一部で各手段を駆動させることが可能である。例えば図1等に示した各手段であれば、前述したように比較的少ない電力で反射鏡等を回転制御できるので、太陽電池51からの一部の電力で十分に制御可能である。
This sensor 52 senses the irradiation direction by the irradiation of sunlight. That is, the position of the sun is sensed by the irradiation of sunlight, and signals relating to the position and direction of the sun can be transmitted. The sensor 52 is connected to each means for controlling the angle of the reflecting mirrors in the east-west direction and the north-south direction as described above. Based on a signal regarding the position of the sun transmitted from the sensor 52, a program is set so that the angle of the reflecting mirror is automatically adjusted by each means so as to follow the movement of the sun. In the example shown in FIG. 23, the sensor 52 is provided at the top of the concentrating receiver 50, and while the sun is rising, the sun is chased, so that the solar cell, sensor, The sun is lined up.
Of course, the arrangement position of the sensor 52 is not particularly limited, and may be disposed at a position where it is easy to receive sunlight.
The solar cell 51 is also connected to each means for controlling the angle such as a reflecting mirror, and the means is driven by a part of the electric power generated by the solar cell 51 by collecting the reflected light. Is possible. For example, each means shown in FIG. 1 and the like can sufficiently control with a part of the electric power from the solar cell 51 because the reflection mirror and the like can be rotationally controlled with relatively little electric power as described above.
このように上記の太陽電池51やセンサ52を備えていることによって、日中、反射鏡等の角度の駆動、具体的な角度制御を自動的に行うことができる。たとえ、太陽の位置を計算して各手段に知らせる中央制御に相当するようなコンピュータがなくとも自動的に制御できるため簡便である。また、中央制御も必要なくなり、自立型の装置となるので、中央制御と接続するケーブル等も要らず、場所やコストの低減を図ることができる。   By providing the solar cell 51 and the sensor 52 as described above, it is possible to automatically drive the angle of the reflecting mirror or the like and to perform specific angle control during the day. Even if there is no computer corresponding to the central control which calculates the sun position and informs each means, it is convenient because it can be automatically controlled. In addition, since central control is not required and the apparatus is a self-supporting device, a cable or the like connected to the central control is not required, and the space and cost can be reduced.
上記のような装置であれば、日中はセンサ52等の利用によって、太陽を自動追尾することができる。したがって太陽が沈む頃、反射鏡2の反射面やセンサ52は西を向くことになる。すると、太陽が沈んで翌朝に太陽が東から昇っても、太陽電池51、反射鏡の反射面、センサ52が反射鏡2の陰に隠れて太陽光が照射されず、反射鏡等の角度の自動調整ができない。そこで、夜間あるいは朝方に、前日の夕方に西を向いた反射鏡等を東へ自動的に回転させて角度調整するための補助太陽電池を設けると良い。
また、曇りが多い日で、センサ52で太陽の位置を捉えきれないとき(すなわち、センサ52が太陽を見失い、太陽の位置に関する信号を発信できないとき)などにも、補助太陽電池の存在は有効である。
If it is an apparatus as described above, the sun can be automatically tracked by using the sensor 52 or the like during the day. Therefore, when the sun goes down, the reflecting surface of the reflecting mirror 2 and the sensor 52 face west. Then, even if the sun goes down and the sun rises from the east the next morning, the solar cell 51, the reflecting surface of the reflecting mirror, and the sensor 52 are hidden behind the reflecting mirror 2 so that no sunlight is radiated. Automatic adjustment is not possible. Therefore, an auxiliary solar cell for adjusting the angle by automatically rotating the reflecting mirror or the like facing west in the evening of the previous day to the east may be provided at night or in the morning.
The presence of an auxiliary solar cell is also effective when the sensor 52 cannot capture the sun's position on a cloudy day (that is, when the sensor 52 loses sight of the sun and cannot send a signal regarding the position of the sun). It is.
この補助太陽電池を備えた例を図24に示す。図24に示すように、朝方の太陽光の照射によって補助太陽電池53で発電され、その電力を用いて反射鏡の反射面を東へ向くように回転駆動させることが可能である。補助太陽電池53の形状や配設位置としては、例えばミラーフレームの端部に半球状のものを設けることができる。しかしながら、当然これに限定されず、朝方や、曇りから回復したときに、太陽光が照射されやすい位置、形状であれば良い。例えば、反射鏡の裏側や支柱に配設したり、湾曲した板状のものとすることもできる。   An example provided with this auxiliary solar cell is shown in FIG. As shown in FIG. 24, power is generated by the auxiliary solar cell 53 by the morning sunlight irradiation, and the electric power can be used to drive the reflecting surface of the reflecting mirror to face east. As the shape and arrangement position of the auxiliary solar cell 53, for example, a hemispherical one can be provided at the end of the mirror frame. However, the present invention is not limited to this, and any position or shape that can be easily irradiated with sunlight when it recovers from the morning or cloudy weather may be used. For example, it can be disposed on the back side of the reflecting mirror or on a support column, or can be a curved plate.
また、補助太陽電池の代わりに、図25に示すように補助蓄電池54を備えたものとすることもできる。一日に一度、あるいは曇りのときを想定して数度程度、反射鏡等を回転させることができれば良いので、低容量のもので十分に済ますことができる。また太陽電池51による電力の一部で充電できるものとすることもできる。
このようなものであれば、夜のうちに反射鏡の反射面を東に向くように角度調整可能である。
Further, instead of the auxiliary solar battery, an auxiliary storage battery 54 may be provided as shown in FIG. Since it is sufficient if the reflecting mirror can be rotated once a day or when it is cloudy, it is sufficient to use a low-capacity one. Moreover, it can also be charged with a part of electric power by the solar cell 51.
In such a case, the angle can be adjusted so that the reflecting surface of the reflecting mirror faces east at night.
このような補助手段をも備えておくことで、より一層、完全な自立型の装置とすることができる。コストや、設置地域の日照条件等によって、その装備を適宜決定することができる。   By providing such auxiliary means, a more complete self-supporting apparatus can be obtained. The equipment can be appropriately determined depending on the cost, the sunshine conditions in the installation area, and the like.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
1…本発明のヘリオスタット装置、 2…本発明の反射鏡、
3、40…ミラーフレーム、
4…南北回転手段、 5…東西回転軸棒、 6…アーム、 7…支柱、
8…貫通孔、 9…支軸、 10、14、31、37…モーター、
11…東西チェーン、 12…鼓型プーリー、 13…突起、
15…アームの先端部、 16…南北回転軸棒、 17…アクチュエータ、
18…四角形の枠、 19…裏面支持部材、 20…支持板、 21…底板、
22…梁、 23…太陽熱集熱装置、 24…レシーバ、
25…太陽光集光発電装置、 26、41、47、51…太陽電池、
30…東西チェーン長さ調整手段、 32、35…プーリー、
33、36…スプリング、 34…南北チェーン長さ調整手段、
38…南北チェーン、 42…支持台、 43…構造体、
44…ギア、 45…レール、46…昇降体、 48…熱交換器、
49…二次集光器、 50…集光レシーバ、
52…センサ、 53…補助太陽電池、 54…補助蓄電池、
55…太陽電池の受光面、
60…土台、 61…反射鏡片、 62…反射鏡片の反射面、
63…反射鏡の反射面、
64、64A、64B、64C、64D、64S、64T…載置面、
65…段差、 66…段差面、 67…孔、 F…焦点。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heliostat apparatus of this invention, 2 ... Reflector of this invention,
3, 40 ... Mirror frame,
4 ... North-south rotation means, 5 ... East-west rotary shaft, 6 ... Arm, 7 ... Post,
8 ... through-hole, 9 ... support shaft, 10, 14, 31, 37 ... motor,
11 ... East / West chain, 12 ... Drum pulley, 13 ... Protrusions,
15 ... Arm tip, 16 ... North-south rotary shaft, 17 ... Actuator,
18 ... Square frame, 19 ... Back support member, 20 ... Support plate, 21 ... Bottom plate,
22 ... Beam, 23 ... Solar collector, 24 ... Receiver,
25 ... Solar concentrator, 26, 41, 47, 51 ... Solar cell,
30 ... East / West chain length adjusting means 32, 35 ... Pulley,
33, 36 ... spring, 34 ... north-south chain length adjusting means,
38 ... North-south chain, 42 ... Support base, 43 ... Structure,
44 ... Gear, 45 ... Rail, 46 ... Elevator, 48 ... Heat exchanger,
49 ... Secondary concentrator, 50 ... Condenser receiver,
52 ... Sensor, 53 ... Auxiliary solar cell, 54 ... Auxiliary storage battery,
55. Light receiving surface of solar cell,
60 ... Base, 61 ... Reflector piece, 62 ... Reflecting surface of reflector piece,
63 ... the reflecting surface of the reflecting mirror,
64, 64A, 64B, 64C, 64D, 64S, 64T ... mounting surface,
65 ... Step, 66 ... Step surface, 67 ... Hole, F ... Focus.

Claims (15)

  1. 太陽光を反射面で反射するための反射鏡であって、
    前記反射鏡は、土台と、該土台上に配設された平板状の複数の反射鏡片とを備えており、
    前記反射鏡の反射面は、前記複数の反射鏡片の反射面の集合からなるモザイク面であり、前記複数の反射鏡片の各々の反射面による太陽光の反射光が重なりあって焦点を形成するものであり、
    前記土台上に配設された複数の反射鏡片の各々の反射面による太陽光の反射光が前記焦点に集光するように、前記土台において、前記複数の反射鏡片の各々が配設される各載置面ごとに該載置面の角度が調整されているものであることを特徴とする反射鏡。
    A reflecting mirror for reflecting sunlight on a reflecting surface,
    The reflecting mirror includes a base and a plurality of flat reflecting mirror pieces disposed on the base;
    The reflecting surface of the reflecting mirror is a mosaic surface composed of a set of reflecting surfaces of the plurality of reflecting mirror pieces, and the reflected light of sunlight from each reflecting surface of the plurality of reflecting mirror pieces overlaps to form a focal point. And
    In the base, each of the plurality of reflecting mirror pieces is arranged so that the reflected light of sunlight by each reflecting surface of the plurality of reflecting mirror pieces arranged on the base is collected at the focal point. A reflecting mirror in which the angle of the mounting surface is adjusted for each mounting surface.
  2. 前記焦点の形状は、多角形であることを特徴とする請求項1に記載の反射鏡。   The reflector according to claim 1, wherein the shape of the focal point is a polygon.
  3. 前記土台の各載置面は、段差を介して他の載置面と隣り合っており、
    該隣り合う載置面同士をつないで前記段差を構成する段差面には、前記土台を貫通する孔が開けられているものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の反射鏡。
    Each mounting surface of the base is adjacent to another mounting surface through a step,
    The reflection according to claim 1 or 2, wherein a hole penetrating the base is formed in a step surface constituting the step by connecting the adjacent mounting surfaces. mirror.
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の反射鏡を1枚以上備え、該1枚以上の反射鏡の反射面の角度を太陽の動きに追従させて調整するヘリオスタット装置であって、
    前記1枚以上の反射鏡を支持する1つのミラーフレームと、該ミラーフレームと連結してミラーフレームを南北方向に回転させるための東西方向を回転軸方向とする一対の南北回転軸棒と、前記ミラーフレームを東西方向に回転させるための南北方向を回転軸方向とする東西回転軸棒と、該東西回転軸棒から東側および西側に向かって突き出ている一対のアームと、前記東西回転軸棒を軸回転可能に支持する支柱とを有しており、
    前記一対のアームの先端には、前記一対の南北回転軸棒が互いに対向して軸回転可能に配設されており、
    前記東西回転軸棒を回転軸として、前記一対のアームと前記一対の南北回転軸棒と前記ミラーフレームとが一体的に東西方向に回転されることで、前記ミラーフレームに支持された1枚以上の反射鏡の反射面の東西方向の角度が調整されるものであり、
    前記一対の南北回転軸棒を回転軸として、前記ミラーフレームが南北方向に回転されることで前記1枚以上の反射鏡の反射面の南北方向の角度が調整されるものであることを特徴とするヘリオスタット装置。
    A heliostat device comprising one or more reflecting mirrors according to any one of claims 1 to 3, wherein the angle of the reflecting surface of the one or more reflecting mirrors is adjusted to follow the movement of the sun. And
    One mirror frame that supports the one or more reflecting mirrors, a pair of north-south rotation shafts having a rotation axis direction in the east-west direction for rotating the mirror frame in the north-south direction connected to the mirror frame; An east-west rotating shaft rod having a rotation axis direction in the north-south direction for rotating the mirror frame in the east-west direction, a pair of arms protruding from the east-west rotating shaft rod toward the east side and the west side, and the east-west rotating shaft rod And a column that supports the shaft to be rotatable.
    At the tips of the pair of arms, the pair of north-south rotary shaft rods are disposed so as to be axially rotatable facing each other,
    One or more sheets supported by the mirror frame by rotating the pair of arms, the pair of north-south rotation shafts, and the mirror frame integrally in the east-west direction with the east-west rotary shaft as a rotation axis. The angle in the east-west direction of the reflecting surface of the reflector is adjusted,
    Using the pair of north-south rotary shafts as rotation axes, the mirror frame is rotated in the north-south direction to adjust the north-south angle of the reflecting surface of the one or more reflectors. Heliostat device to do.
  5. 前記東西回転軸棒に接続されており該東西回転軸棒の軸回転を制御するモーターをさらに有するものであることを特徴とする請求項4に記載のヘリオスタット装置。   The heliostat device according to claim 4, further comprising a motor that is connected to the east-west rotating shaft rod and controls the shaft rotation of the east-west rotating shaft rod.
  6. 前記一対のアームの両端に取り付けられた東西チェーンと、該東西チェーンが掛けられた東西チェーン長さ調整手段とをさらに有しており、
    該東西チェーン長さ調整手段の駆動により、該東西チェーン長さ調整手段から前記アームの取り付け位置までの東西チェーンの長さが調整されつつ、前記一対のアームが前記ミラーフレームと一体的に前記東西回転軸棒を回転軸として東西方向に回転されるものであることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のヘリオスタット装置。
    An east-west chain attached to both ends of the pair of arms, and an east-west chain length adjusting means on which the east-west chain is hung.
    By driving the east-west chain length adjusting means, the length of the east-west chain from the east-west chain length adjusting means to the mounting position of the arm is adjusted, and the pair of arms are integrated with the mirror frame in the east-west direction. 6. The heliostat device according to claim 4, wherein the heliostat device is rotated in an east-west direction with a rotating shaft rod as a rotating shaft.
  7. 前記ミラーフレームに南北にわたって取り付けられた南北チェーンと、該南北チェーンが掛けられた南北チェーン長さ調整手段とをさらに有しており、
    該南北チェーン長さ調整手段の駆動により、該南北チェーン長さ調整手段から前記ミラーフレームの取り付け位置までの南北チェーンの長さが調整されつつ、前記ミラーフレームが前記南北回転軸棒を回転軸として南北方向に回転されるものであることを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか一項に記載のヘリオスタット装置。
    A north-south chain attached to the mirror frame from north to south; and a north-south chain length adjusting means on which the north-south chain is hung.
    By driving the north-south chain length adjusting means, the length of the north-south chain from the north-south chain length adjusting means to the mounting position of the mirror frame is adjusted, while the mirror frame uses the north-south rotary shaft as the rotation axis. The heliostat device according to any one of claims 4 to 6, wherein the heliostat device is rotated in a north-south direction.
  8. 前記ミラーフレームの形状を保持するための構造体をさらに有するものであることを特徴とする請求項6または請求項7に記載のヘリオスタット装置。   The heliostat device according to claim 6 or 7, further comprising a structure for maintaining the shape of the mirror frame.
  9. 前記ミラーフレームは、四角形の枠と裏面支持部材とを有しており、
    前記枠の四辺の各々には前記反射鏡が1枚ずつ枠の内側に向かって傾斜して配設されるものであり、前記裏面支持部材は前記傾斜して配設される反射鏡の裏面を支持するものであることを特徴とする請求項4から請求項8のいずれか一項に記載のヘリオスタット装置。
    The mirror frame has a rectangular frame and a back support member,
    Each of the four sides of the frame is provided with one reflecting mirror inclined toward the inner side of the frame, and the back surface supporting member is provided on the back surface of the reflecting mirror disposed inclined. The heliostat device according to any one of claims 4 to 8, wherein the heliostat device is supported.
  10. 請求項4から請求項9のいずれか一項に記載のヘリオスタット装置を一つ以上備えており、各々のヘリオスタット装置により支持され、反射面の角度が調整された前記1枚以上の反射鏡による太陽光の反射光をレシーバに集光して太陽熱を集熱するものであることを特徴とする太陽熱集熱装置。   The one or more reflecting mirrors, each having at least one heliostat device according to any one of claims 4 to 9, supported by each heliostat device and having an angle of a reflecting surface adjusted. A solar heat collecting apparatus, which collects solar heat by condensing reflected sunlight of the solar light on a receiver.
  11. 請求項4から請求項9のいずれか一項に記載のヘリオスタット装置を一つ以上備えており、各々のヘリオスタット装置により支持され、反射面の角度が調整された前記1枚以上の反射鏡による太陽光の反射光を太陽電池に集光するものであることを特徴とする太陽光集光発電装置。   The one or more reflecting mirrors, each having at least one heliostat device according to any one of claims 4 to 9, supported by each heliostat device and having an angle of a reflecting surface adjusted. A solar concentrating power generation apparatus, which condenses the reflected light of sunlight by a solar cell.
  12. 前記太陽電池には、熱交換器が設けられているものであることを特徴とする請求項11に記載の太陽光集光発電装置。   The solar concentrating power generation device according to claim 11, wherein the solar cell is provided with a heat exchanger.
  13. 前記太陽電池には、前記1枚以上の反射鏡により集光された反射光を前記太陽電池の受光面に導くための筒状の二次集光器が設けられているものであることを特徴とする請求項11または請求項12に記載の太陽光集光発電装置。   The solar cell is provided with a cylindrical secondary concentrator for guiding reflected light collected by the one or more reflecting mirrors to a light receiving surface of the solar cell. The solar concentrating power generation device according to claim 11 or 12.
  14. 前記ヘリオスタット装置は、前記ミラーフレームにより支持された集光レシーバを備えており、該集光レシーバは、前記太陽電池と、太陽光により太陽の位置を感知して信号を発信するセンサとを有しており、
    前記センサにより発信された信号に基づき、太陽の動きに追従するように、前記太陽電池による電力で、前記一対のアームと一対の南北回転軸棒とミラーフレームの一体的な東西方向の回転、および、前記ミラーフレームの南北方向の回転が制御されて、前記1枚以上の反射鏡の反射面の東西方向および南北方向の角度が自動的に調整可能なものであることを特徴とする請求項11から請求項13のいずれか一項に記載の太陽光集光発電装置。
    The heliostat device includes a light collecting receiver supported by the mirror frame, and the light collecting receiver includes the solar cell and a sensor that senses the position of the sun with sunlight and transmits a signal. And
    Based on the signal transmitted by the sensor, the east-west rotation of the pair of arms, the pair of north-south rotary shafts, and the mirror frame is integrated with the power of the solar cell so as to follow the movement of the sun, and The rotation of the mirror frame in the north-south direction is controlled so that the east-west and north-south angles of the reflecting surfaces of the one or more reflectors can be automatically adjusted. The solar condensing power generation apparatus according to any one of claims 13 to 13.
  15. 前記ヘリオスタット装置は、補助蓄電池または補助太陽電池をさらに備えており、
    前記補助蓄電池または前記補助太陽電池による電力で、夜から翌日の朝に、前記一対のアームと前記一対の南北回転軸棒と前記ミラーフレームとが一体的に西から東へ回転して、前記1枚以上の反射鏡の反射面が東へ向くように自動的に角度調整可能なものであることを特徴とする請求項14に記載の太陽光集光発電装置。
    The heliostat device further includes an auxiliary storage battery or an auxiliary solar battery,
    With the power from the auxiliary storage battery or the auxiliary solar battery, the pair of arms, the pair of north-south rotary shafts, and the mirror frame are integrally rotated from west to east from the night to the morning of the next day. The solar light collecting power generator according to claim 14, wherein the angle can be automatically adjusted so that the reflecting surfaces of the one or more reflecting mirrors face east.
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