JP5416704B2 - 太陽エネルギー集光器 - Google Patents
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Description
したがって、さらに詳細には、この発明は、太陽光線に向けることが可能な、太陽光線を反射する反射体ユニットと、この反射体ユニットに関連する、熱及び/又は光エネルギーを吸収する手段とを有し、照射された太陽光線から生じる主として熱エネルギーを吸収するよう適合された装置を提供することを可能とすることを意図する。
そのような反射体ユニット及び熱吸収手段は、太陽光線や光に対して透明な保護体で被覆可能であり、反射体ユニット及び熱吸収手段は、薄くて容易に屈曲可能な材質から形成されるとともに、高い反射率のものに予め形成した、光を反射する反射体表面を具えることが有利である。
このことに関し、数学的計算により入射した太陽光線を焦点に集中させ、熱集中を増大できるような、曲面形状の反射体表面を作ることができることが解明されている。
そして、長手方向もしくは縦方向への延在長さを有する太陽電池及び/又は太陽エネルギー集光器では、焦点が、水/グリコール混合物等の、細長い媒体内に熱を吸収するための焦点セグメントもしくはラインを形成可能であることが知られている。
光/電気コンバータは、様々な実施の態様で用いられており、この光/電気コンバータの効率性を高めることが、近年の目覚ましい開発における課題となっている。
そのような装置では、前記反射体ユニットと、熱及び/又は光エネルギー吸収手段とを、太陽光線に対し透明で、かつ、機械的な動作及び/又は損傷に対する耐久性を具えた保護体で被覆し、また、前記反射体ユニット、とくに反射体表面を、薄くて容易に湾曲可能な材料から形成すべきである。
特許文献2には、円筒パラボラ反射体が開示されており、これによれば、照射された太陽光線を、前記円筒に割り当てた焦点軸に向けて集中させることができる。
この文献の図1には、シート状金属材料からなり、一体とされた従来の反射体ユニットが示されている。
そして、この文献では、機械依存的で温度依存的な力に対抗させることを目的として、半径方向に向いた補強用手段(2)及び、垂直方向に向いた被補強手段(3)のそれぞれを設けたことにもかかわらず、そのような力の影響の下で、反射表面(1)が変形の対象となり得る。
とくに、焦点軸に連結するパイプ(4)が、半径方向に向いた補強用手段(2)に対して変位可能な態様で、支持手段(5)によって固定される点が示されている。
ここで、凹面は、光沢研磨、あるいは光沢加工を施した厚さ1mmのアルミニウムシートからなるものとし、装置(6)の他の5つの細部をより硬い材料で形成することが記載されている。
さらに、二個のアルミニウム製パイプ(7、7´)のそれぞれを、発泡プラスチック内に埋設するとともに、内径及び外径を18/20mmの寸法とすることが記載されている。
アルミニウムシートは、補強のために、逆側の端部領域に沿って角張らせている。
このユニットは、被覆部材もしくはボックス(1)を有し、その被覆部材もしくはボックス(1)は、開口上方部分と、内部に、互いに隣り合わせに配置した複数の熱反射モジュール(2)とを具えてなるものである。
各モジュール(2)は、筒状の熱吸収手段(3)及び反射体(4)を具え、手段(3)に向けて熱戦を反射させる。その手段(3)の相互は、連結パイプ(3a)によって連結される。
ボックス(1)の開口端部領域は、複数のガラス部材その他の透明な材料で閉じられ、ボックス(1)の内部の断熱性が確保されるべきである。
さらには、反射体(42)を所定の幅寸法とすることにより、反射体が窪み(41a)に押し込まれた際に、両端部分が、反射体シートを、それ自身の屈曲能力に基いて選択的な所定の配置姿勢とするべく、該両端部分に対応する部分(41b)とともに機能することになる。
受け取った太陽光線から生じる、主として熱及び/又は光エネルギーを吸収するよう適合された装置において、
太陽光線に向けることが可能な、太陽光線を反射する反射体ユニットと、その反射体ユニットに連結された熱及び/又は光エネルギー吸収手段とを具え、
前記反射体ユニット並びに、熱及び/又は光エネルギー吸収手段を、透明な保護体で被覆するとともに、前記反射体表面及び、その支持台もしくは支持部分を、薄くて容易に湾曲可能な材料から形成してなることを前提とするものである。
すなわち、前記支持部材に加えて、さらなる支持部材を設け、反射体スプリングとしての形態をなす後者の支持部材を、反射体ユニットもしくは反射体表面の反射面に当接させ、
太陽光線を反射する表面としての反射体形状の同一性を維持しつつ、反射体ユニット及び/又は反射体表面の、温度変化による動きを許容するために、支持部材もしくは反射体スプリングのそれぞれを、細いワイヤもしくは薄いストリップとして形成してなるものとする。
そのようなリブ付きボックスの縦方向の縁部分には、温度変動に起因する相対的な変位に対して連携可能な縦方向縁部と連携するよう適合されたノッチを設けることができる。
ここで、リブ付きボックスは、木材及び/又は複合材料から形成することできる。
太陽光線に向けることが可能な、太陽光線を反射する反射体ユニットと、その反射体ユニットに連結された熱及び/又は光エネルギー吸収手段とを具え、前記反射体ユニット及び、熱及び/又は光エネルギー吸収手段を、透明な保護体で包み込み、前記反射体ユニット、とくにそれの反射体表面が、薄くて容易に湾曲可能な材料からなる付属的な支持台もしくは支持部分を有してなる、受け取った太陽光線から生じる、主として熱及び/又は光エネルギーを吸収するための装置において、
反射体ユニットの反射体表面及び支持台を、反射体ユニットの長手方向もしくは縦方向の延在長さに沿って分配し、その縦方向延在長さ方向に実質的に直交する向きで並列配置した複数の、上方支持部材としての反射体スプリングの連携により、温度作用による影響を受ける反射体ユニット及びそれの反射体表面が、安定した反射体外形を維持しつつ、採用された形状及び材質に応じて弾性域内で変形できるように、反射体ユニットの反射体表面及び支持台を適合させることにある。
この発明の第一の特徴を、請求項1の特徴部分に規定する。
この点に関して、ここでの表現は、単に、選定されて用いられた用語に限定するものとみなされるべきではないことを考慮すべきであり、この一方で、そのようにして選定された用語のそれぞれは、正確に解釈され、また、実質的に同様の意図及び/又は技術的効果をもたらすために、実質的に同様の手法で機能する技術的に均等なすべてのものを含み得ると理解されるべきである。
ここで、反射体ユニット2は反射体表面2aを有し、また、熱エネルギー及び/又は光エネルギー吸収手段3は、太陽光に対して透明な、機械的なカバーとして機能する保護体4で被覆される。
なお、図1では、相互に独立した複数の装置を示し、以下では、そのような装置1を二つ含む場合についてのみ、この発明を説明する。
反射体表面2aは、一方の表面を高反射性に処理された、たとえば厚みが0.3〜0.8mmのアルミニウムホイル上に設けることができる。
ここで、適正な反射体表面2aは、強い光反射特性を発揮させるために、光沢研磨されているか、あるいは、その他の優れた鏡面仕上げが施されている。
またここで、反射体表面2aは、薄くて屈曲可能な材質からなる、支持台2bとしてのアルミニウムホイルによって支持される。
そしてまた、支持台2bは、厚みが0.2mm〜1.5mmの金属板の形状とすることができる。
そして、反射体表面2a及び支持台2bを具えた反射体ユニット2が、安定した外形形状を維持しつつ、温度の影響に応じて、採用される形状及び/又は材料の選択に適用可能な弾性域内で変形できるように、前記上方支持部材5は、反射体ユニット2の長手方向もしくは縦方向の延在長さLに沿って分配され、縦方向の延在長さLに直交又は実質的に直交する向きに配設することができる。
このような反射体スプリング5、5a、5bは、反射体表面2aおよび支持台2bを、熱もしくは光エネルギー吸収手段3に向けて太陽光線を反射するよう適合された最適な形状に維持するため、永久に湾曲形状に曲げたものとする。
想定される温度変化は、縦延在長さLの範囲内で、反射体表面2aを具えた反射体ユニット2の主として動きもしくは変位を引き起こす。
このリブ付きボックス6の縦方向の縁部分には、反射体ユニット2の縦方向の縁部及び/又は、反射体表面2aの縁部に連携可能なノットを形成する。
また、リブ付きボックス6は、一般に、木材及び/又は複合材料から形成する。
ここで、この発明は、反射体スプリング5、5a、5bは、様々な支持圧力の作用の下、反射体表面2aを、支持台2bに対して支持すべきものであることを教示する。
とくに、反射体スプリング5の端部5´´には、小さい支持圧力が作用するか、又は全く支持圧力が作用しないのに対し、反射体スプリング5の最下部5´は、極めて大きな支持圧力の作用下にあることが教示されている。
反射体ユニット2の縦方向の縁部2cに隣接する位置には、熱及び/又は光エネルギー収集手段3の逆側を向く長手方向支持型6aを配設する(図4)。
また、前記反射体スプリング5、5a、5bは、角部15もしくは角度付き延長部分を有するものとすることができ、これにより、この部分に作用する支持圧力を減少させる。
とくに、それぞれの部材及び/又はカテゴリは、先に述べた技術的作用を実現するため、他の部材及び/又はカテゴリと組み合わせることができる。
Claims (16)
- 受け取った太陽光線(B1、B2)から生じる熱及び/又は光エネルギーを吸収するように構成され、
太陽光線に向けることが可能な、太陽光線を反射する反射体ユニット(2)及び、前記反射体ユニット(2)に連結された熱及び/又は光エネルギー吸収手段(3)を具え、
前記反射体ユニット(2)並びに、前記熱及び/又は光エネルギー吸収手段(3)を、透明な保護体(4)で被覆するとともに、前記反射体ユニット(2)の、主として反射体表面を、薄くて容易に湾曲可能な材料から形成し、
前記反射体ユニット(2)及び/又は前記反射体表面(2a)が、前記反射体ユニット(2)の縦方向の延在長さ(L)に沿って分配され、前記反射体表面(2a)の下方で、縦方向の延在長さ(L)と直交又は実質的に直交する向きに配設した複数の支持部材(2b)と連携するように構成されたことにより、前記反射体ユニット(2)及び/又は前記反射体表面(2a)が、安定した外形形状を維持しつつも、温度の影響に応じて、採用された形状及び/又は材料の選択によって決定される弾性域内で変形できるように構成された、装置(1)であって、
下方の前記支持部材(2b)に加えて、反射体スプリングとしての形態をなす支持部材(5、5a、5b)をさらに設け、該支持部材を、前記反射体ユニット(2)の反射表面もしくは前記反射体表面(2a)に支持させ、
太陽光の前記反射体表面(2a)の反射体形状の同一性を維持しつつ、前記反射体ユニット及び/又は前記反射体表面の、温度変化に起因する動きもしくは変位を許容するように、さらなる前記支持部材もしくは前記反射体スプリング(5)を、細いワイヤもしくは薄いストリップとして形成してなる装置。 - 前記反射体スプリング(5)のそれぞれを、湾曲形状に曲げたものとして、前記熱及び/又は光エネルギー吸収手段に向けて太陽光線を反射するのに適した形状に、反射表面の形状を維持してなる請求項1に記載の装置。
- 前記反射体スプリング(5)が、温度変化の発生により、前記反射表面及び/又は前記反射体表面(2a)を含む前記反射体ユニットの、縦方向への動きを一次的に生じさせるように構成された、請求項1もしくは2に記載の装置。
- 箱型容器を用いて、ガラスその他のカバー板のような透明な前記保護体を支持するとともに、前記反射体ユニットの縦方向の縁部を、平行な縁部もしくは平行線のような直線に沿って支持してなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記箱型容器の縦方向の縁部分に、前記反射表面もしくは前記反射体表面(2a)の縦方向の縁部と連携可能なノッチを形成してなる請求項4に記載の装置。
- 前記箱型容器を、木材及び/又は複合材料から形成してなる請求項4もしくは5に記載の装置。
- 前記反射体スプリング(5)を、前記反射表面(2a)に支持させるとともに該反射表面(2a)に連結し、該反射体スプリング(5)を、前記熱もしくは光エネルギー吸収手段を支持するように連結してなる請求項1に記載の装置。
- 入射する太陽光線を、低い至点の場合には、前記熱及び光エネルギー吸収手段の、前記反射体ユニット(2)に接続された一端に向けて集中させるとともに、高い至点の場合には、太陽光線を、前記熱及び光エネルギー吸収手段の他端に向けて集中させるべく、前記反射体表面(2a)を含む前記反射体ユニット(2)と、前記熱及び/又は光エネルギー吸収手段との相互の向きを適合させてなる請求項1もしくは7に記載の装置。
- 前記箱型容器を、固定基部に固定して設置してなる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の装置。
- 前記反射表面の、前記反射体スプリングに沿う、断面視での曲線形状を、複合パラボラ集光器に対応する関数に関連付けてなる、請求項1〜9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記反射体ユニットの縦方向の縁部に隣接する位置に、前記熱及び/又は光エネルギー吸収手段の逆を向く縦方向支持部を設けてなる請求項1に記載の装置。
- 前記反射体スプリングのそれぞれが、前記支持部材(2b)に隣接させて設けた角部もしくは角付き延在部分(15)を有するものとしてなる請求項1もしくは10に記載の装置。
- 前記反射体表面(2a)及び、前記支持部材(2b)を、互いに一体的に形成してなる、請求項1〜12のいずれか一項に記載の装置。
- 前記反射体スプリング(5、5a、5b)を、種々の支持圧力もしくは押圧力の作用の下で、前記反射体表面(2a)に支持させてなる請求項1〜13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記反射体スプリングの中間部もしくは最下部(5´)に、最大圧力又は、前記反射体スプリングの端部(5´´)に作用する圧力よりも大きい圧力が作用するものとしてなる、請求項1〜14のいずれか一項に記載の装置。
- 前記端部に、小さい支持圧力が作用するか、あるいは、全く支持圧力が作用しないものとしてなる、請求項1〜15のいずれか一項に記載の装置。
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