JP6155140B2 - Photosensitive panel drive device for tracking sunlight - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池パネル(ソーラパネル)や太陽熱集熱盤等、太陽光を受け、そのエネルギーを活用するパネル(以下、本明細書では「受光パネル」という)を、太陽光に対して最も効果的に受光可能な方角に向けるべく太陽光を追尾する受光パネル駆動装置に関する。 In the present invention, a solar panel (solar panel), a solar heat collector, or the like that receives sunlight and uses the energy (hereinafter referred to as “light receiving panel” in this specification) is the most resistant to sunlight. The present invention relates to a light receiving panel driving device that tracks sunlight so as to be directed in a direction where light can be effectively received.
従来、太陽電池パネル(ソーラパネル)や太陽熱集熱盤等の受光パネルを太陽光に対して最も効果的に受光可能な角度に向かうようにする太陽光追尾装置は知られている。例えば、太陽電池モジュールの支柱を回転して方向角を変えるとともに、迎角を変える構成は公知である(特許文献1、2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a solar light tracking device is known in which a light receiving panel such as a solar cell panel (solar panel) or a solar heat collector is directed to an angle at which light can be received most effectively with respect to sunlight. For example, the structure which changes the angle of attack while rotating the support | pillar of a solar cell module is known (refer patent document 1, 2).
また、パネル取付支柱に対して太陽電池パネルの傾斜角(迎角)及び方位角(旋回角)を、それぞれ旋回シリンダ及び起伏シリンダで変える太陽光発電システムは公知である(特許文献2参照)。 Also, a solar power generation system is known in which the inclination angle (attack angle) and azimuth angle (turning angle) of the solar cell panel with respect to the panel mounting column are changed by a turning cylinder and a undulation cylinder, respectively (see Patent Document 2).
この太陽光発電システムでは、シリンダ駆動の流体圧回路は、空気圧(圧縮気体圧)を油圧(非圧縮性の液圧)に変換する起伏制御用(傾斜角調整用)の油圧/空圧変換手段と、空気圧(圧縮気体圧)を油圧(非圧縮性の液圧)に変換する旋回制御用(方位角調整用)の油圧/空圧変換手段を有する。 In this photovoltaic power generation system, the cylinder-driven fluid pressure circuit is a hydraulic / pneumatic pressure conversion means for undulation control (for tilt angle adjustment) that converts air pressure (compressed gas pressure) to oil pressure (incompressible fluid pressure). And a hydraulic / pneumatic pressure converting means for turning control (for adjusting the azimuth angle) for converting air pressure (compressed gas pressure) into hydraulic pressure (incompressible hydraulic pressure).
また、この太陽光発電システムでは、流体圧回路は、油圧/空圧変換手段に圧縮空気(圧縮気体)を供給する空気圧回路(圧縮気体供給源としての圧縮気体圧回路)を有すると共に、油圧/空圧変換手段からの油圧で起伏シリンダおよび旋回シリンダを駆動制御するシリンダ駆動制御用の油圧制御回路を有する。 In this solar power generation system, the fluid pressure circuit has a pneumatic circuit (compressed gas pressure circuit as a compressed gas supply source) for supplying compressed air (compressed gas) to the hydraulic pressure / pneumatic pressure converting means, It has a hydraulic control circuit for cylinder drive control for driving and controlling the undulation cylinder and the swing cylinder with the hydraulic pressure from the air pressure conversion means.
特許文献1、2に記載の太陽光追尾装置は、受光パネルを太陽光に対して最も効果的な角度に向かうようにするために、方位角及び迎角のいずれかに歯車、ウォームギア(ネジ)等の機械的伝動手段を利用している。
The solar light tracking devices described in
このような歯車、ウォームギア等の機械的伝動手段は、歯車の噛合いに必要なバックラッシュ等がある為、太陽光を追尾する際に、受光パネルがバタつく等があり、必ずしもスムースで安定した移動を行わせることができず、また、それにより歯面の磨耗、破損等が発生し、方位角、迎角が、拡大して大きく変わり、太陽光を正確に追尾することができず、装置の耐久性等にも問題がある。 Such mechanical transmission means such as gears and worm gears have backlash and the like necessary for meshing of the gears, so when tracking sunlight, the light receiving panel flutters, etc., and is always smooth and stable. It cannot be moved, and it causes wear and breakage of the tooth surface, the azimuth angle and angle of attack change greatly, and the sunlight cannot be accurately tracked. There is also a problem in durability.
特許文献3に記載の太陽光発電システムでは、旋回シリンダ及び起伏シリンダを利用しているが、旋回シリンダ及び起伏シリンダを駆動するために、起伏制御用の油圧/空圧変換手段と、旋回制御用(方位角調整用)の油圧/空圧変換手段と、油圧/空圧変換手段に圧縮空気(圧縮気体)を供給する空気圧回路等を有し、空圧ポンプモータ駆動の為のエネルギー損失も大きい。
In the photovoltaic power generation system described in
従って、構造が複雑となり、さらに、旋回シリンダ及び起伏シリンダは、片ロッドタイプのシリンダを利用しているので、ロッドがシリンダから伸び出した際のロッドと反対側のシリンダ室の体積と、ロッドがシリンダに引き込んだ際のロッド側のシリンダ室の体積は、ロッドの体積分相違する。 Accordingly, the structure becomes complicated, and the swivel cylinder and the undulation cylinder use a single rod type cylinder. Therefore, when the rod extends from the cylinder, the volume of the cylinder chamber opposite to the rod, and the rod The volume of the cylinder chamber on the rod side when drawn into the cylinder is different from the volume of the rod.
従って、この相違する体積分の流体を吸収するタンク(或いは補充する装置)が必要となり、油圧回路の構成が複雑となる。 Therefore, a tank (or a replenishing device) that absorbs the fluid of this different volume is required, and the configuration of the hydraulic circuit becomes complicated.
本発明は、このような従来の問題点を解決し、受光パネルを、太陽光に対して最も効果的に受光可能な角度に向けて駆動する太陽光を追尾する受光パネル駆動装置を実現することを課題とするものである。 The present invention solves such a conventional problem and realizes a light receiving panel driving device that tracks sunlight that drives the light receiving panel toward an angle at which light can be received most effectively with respect to sunlight. Is an issue.
本発明は上記課題を解決するために、受光パネル、支柱、シリンダ取付ブラケット、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ、第1の方角方向と直交する第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ及び流体圧回路を備えた太陽光を追尾する受光パネル駆動装置であって、受光パネルは、その下面が支柱の上端に全方向に向けて傾動可能に支持されており、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダによって、第1の方角方向及び第2の方角方向に向けて傾斜角が変わるように駆動され、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダは、それぞれその一端側から伸び出て受光パネルの傾斜角度を変えるための駆動ロッドと、その他端側から伸び出る遊動ロッドを有する両ロッドタイプのシリンダであることを特徴とする太陽光を追尾する受光パネル駆動装置を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a light receiving panel, a column, a cylinder mounting bracket, a first directional tilt angle driving cylinder, a second directional tilt angle driving cylinder orthogonal to the first directional direction, and a fluid pressure. A light receiving panel driving device for tracking sunlight having a circuit, the lower surface of the light receiving panel being supported by the upper end of a support column so as to be tiltable in all directions, and a first direction tilt angle driving cylinder And the second direction tilt angle drive cylinder is driven so that the tilt angle is changed toward the first direction direction and the second direction direction, and the first direction tilt angle drive cylinder and the second direction direction are driven. The tilt angle drive cylinder is a double rod type cylinder having a drive rod extending from one end side thereof to change the tilt angle of the light receiving panel and a floating rod extending from the other end side. Providing a light-receiving panel driving device for tracking the sun, which is a dust.
本発明は上記課題を解決するために、受光パネル、支柱、シリンダ取付ブラケット、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ、第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ及び流体圧回路を備えた太陽光を追尾する受光パネル駆動装置であって、受光パネルは、その下面が支柱の上端に全方向に向けて傾動可能に支持されており、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ及び第2の方角方向駆動シリンダは、ピストンの両面からそれぞれ伸びる駆動ロッド及び遊動ロッドを備えた両ロッドタイプのシリンダであり、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダの駆動ロッドは、受光パネルの下面であって第1の方角方向のうちのいずれかの側において、全方向に向けて傾動可能に支持されており、第2の方角方向傾斜角駆動シリンダの駆動ロッドは、受光パネルの下面であって第2の方角方向のうちのいずれかの側において、全方向に向けて傾動可能に支持されており、流体圧回路は、流体ポンプ及び流路切替弁を有し、流路切替弁は、ピストンの駆動ロッド側の駆動室と遊動ロッド側の遊動室に接続されており、流体ポンプは、流路切替弁で切り替えて、駆動室と遊動室のいずれかに流体を送ることを特徴とする太陽光を追尾する受光パネル駆動装置を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention tracks sunlight including a light receiving panel, a column, a cylinder mounting bracket, a first directional tilt angle driving cylinder, a second directional tilt angle driving cylinder, and a fluid pressure circuit. A light receiving panel driving device, the lower surface of the light receiving panel is supported on the upper end of the support column so as to be tiltable in all directions, and the first direction tilt angle driving cylinder and the second direction driving cylinder Is a double rod type cylinder provided with a drive rod and a floating rod respectively extending from both sides of the piston, and the drive rod of the first direction-direction tilt angle drive cylinder is the lower surface of the light receiving panel and is in the first direction Is supported so as to be tiltable in all directions, and the drive rod of the second direction-direction tilt angle drive cylinder is the lower surface of the light receiving panel. And is supported so as to be tiltable in all directions on either side of the second direction, the fluid pressure circuit includes a fluid pump and a channel switching valve, and the channel switching valve is The piston is connected to the drive chamber on the drive rod side of the piston and the idle chamber on the floating rod side, and the fluid pump is switched by a flow path switching valve to send fluid to either the drive chamber or the idle chamber. Provided is a light receiving panel driving device that tracks sunlight.
受光パネルの下面の中心が支柱の上端に支持され、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダの駆動ロッドは、受光パネルの中心を通り第1の方角方向に延びる第1の方角方向線上の中心に対しいずれかの側に支持され、第2の方角方向傾斜角駆動シリンダの駆動ロッドは、受光パネルの中心を通り第2の方角方向に延びる第2の方角方向線上の中心に対しいずれかの側に支持されている構成とすることが好ましい。 The center of the lower surface of the light receiving panel is supported by the upper end of the support column, and the drive rod of the first direction inclination angle driving cylinder passes through the center of the light receiving panel and is centered on the first direction line extending in the first direction. The drive rod of the second directional tilt angle drive cylinder supported on either side is either side with respect to the center on the second directional line extending in the second directional direction through the center of the light receiving panel. It is preferable that the structure is supported by the above.
第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダに使用される流体は、車用冷却液を使用することが好ましい。 The fluid used for the first direction-direction tilt angle drive cylinder and the second direction-direction tilt angle drive cylinder is preferably a vehicle coolant.
本発明に係る太陽光を追尾する受光パネル駆動装置によれば、次のような効果が生じる。
(1)太陽の移動に応じて支柱を旋回するような構成ではなく、支柱に対して、単に、東西方向への傾きの調整及び南北方向への傾きの調整を、東西傾斜角駆動シリンダ及び南北傾斜角駆動シリンダで制御する構成であるから、減速ギヤー、駆動用ネジ等の機構部が無く全体的な構成が簡単となる。
According to the light receiving panel driving apparatus for tracking sunlight according to the present invention, the following effects are produced.
(1) It is not the structure which turns a support | pillar according to the movement of the sun. Since the configuration is controlled by the tilt angle drive cylinder, there is no mechanism such as a reduction gear and a drive screw, and the overall configuration is simplified.
東西傾斜角駆動シリンダ及び南北傾斜角駆動シリンダとして、それぞれ両ロッドタイプの流体シリンダを使用しているので、ピストンがどの位置にあっても、流体の総体積は変わらないので、駆動用ロッドが伸びきった際と引き込んだ際に生じる、体積の変化に基づく流体圧回路内での流体の増減が生じることがない。 Since both rod type fluid cylinders are used as the east-west tilt angle drive cylinder and the north-south tilt angle drive cylinder, the total volume of fluid does not change regardless of the position of the piston. There is no increase or decrease in the fluid in the fluid pressure circuit based on the change in volume that occurs when it is closed or pulled.
従って、変化した体積分の流体を吸収するためのタンク等が不要であり、コストを低減することができる。また、受光パネルを太陽光に対して最も効果的に受光可能な角度に向かうように正確に駆動し、効果的な太陽エネルギーの利用を図ることができる。 Therefore, a tank or the like for absorbing the fluid of the changed volume is unnecessary, and the cost can be reduced. In addition, it is possible to drive the light receiving panel accurately so that the light receiving panel is directed to an angle at which light can be received most effectively with respect to sunlight, thereby effectively utilizing solar energy.
本発明に係る太陽光を追尾する受光パネル駆動装置を実施するための実施の形態を実施例に基づいて図面を参照して説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Embodiment for implementing the light-receiving panel drive device which tracks sunlight which concerns on this invention is described with reference to drawings based on an Example.
(全体構成)
図1〜図5は、本発明に係る太陽光を追尾する受光パネル駆動装置の実施例を説明する図である。本発明に係る太陽光を追尾する受光パネル駆動装置1は、図1及び図2に示すように、受光パネル2と、支柱3と、シリンダ取付ブラケット4と、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5と、第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6と、を備えている。
(overall structure)
1-5 is a figure explaining the Example of the light-receiving panel drive device which tracks the sunlight based on this invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the light receiving panel driving device 1 for tracking sunlight according to the present invention includes a
なお、本明細書では、「第1の方角方向」及び「第2の方角方向」における「方角方向」とは、所定の方位(例.東)と該所定の方位の反対方向の方位(西)から成る方向(例.東西方向)を言うものとする。そして、「第1の方角方向のうちのいずれか」とは、所定の方向(例.東)又はその逆方向(西)を言う。第2の方角方向についても同様であり、「第2の方角方向のうちのいずれか」とは、所定の方向(例.南)又はその逆方向(北)を言う。 In the present specification, the “direction direction” in the “first direction direction” and the “second direction direction” means a predetermined direction (eg, east) and a direction (west) opposite to the predetermined direction. ) (Eg, east-west direction). And “any one of the first direction directions” refers to a predetermined direction (eg, east) or the opposite direction (west). The same applies to the second direction, and “any one of the second directions” refers to a predetermined direction (eg, south) or the opposite direction (north).
受光パネル2は、太陽電池パネル(ソーラパネル)、太陽熱集熱盤、太陽光集光反射鏡太陽光採光盤等で、太陽のエネルギー(太陽光や太陽熱)を利用して発電、集熱、集光、採光等に供するものである。本実施例では、受光パネル2は矩形の板状であるが、円形又は多角形の外形で、さらに凹面鏡等のように湾曲していてもよく、図2の受光パネル2では、その下面(太陽の受光される表面に対する裏面)11を示している。
The
受光パネル2は、例えば、本実施例では図2に示すように、一方の一対の辺を第1の方角方向(例えば、東西方向)に向け、他方の一対の辺を第1の方角方向と直交する第2の方角方向(例えば、南北方向)に向けて設置する。
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the
ここで、第1の方角方向と第2の方角方向が直交する構成としては、ほぼ直交する構成も含まれる。受光パネルが、第1の方角方向傾斜角シリンダ5及び第2の方角方向傾斜角シリンダ6によって、太陽に向けて傾斜されるのであれば、第1の方角方向と第2の方角方向は直交しない構成であっても、適宜角度で交叉する構成であってもよい。
Here, the configuration in which the first direction direction and the second direction direction are orthogonal includes a configuration in which the first direction and the second direction are orthogonal to each other. If the light receiving panel is tilted toward the sun by the first
図2では、説明の都合上、受光パネル2の下面11の中心12を通過する第1の方角方向(例えば東西方向)に延びる第1の方角方向線13と、中心12を通過する第2の方角方向(例えば南北)に延びる第2の方角方向線14を、それぞれ一点鎖線で記載しておく。
In FIG. 2, for convenience of explanation, a first direction line 13 extending in the first direction (for example, the east-west direction) passing through the center 12 of the
支柱3は、その下端についての図示はしないが地上や建物に固定されており、その上端に受光パネル2が、図2に示すように、継ぎ手17等によって、全方向に向けて傾動可能なように取り付けられている。その取付け箇所は、傾動動作の安定性等を考慮すると、受光パネル2の下面11の中心12が好ましい。
Although the lower end of the
シリンダ取付ブラケット4は、支柱3に固定されており、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5と第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6を取り付けるものである。図3は、シリンダ取付ブラケット4のより具体的な構成を示す図である。この図3に示すように、シリンダ取付ブラケット4は、支柱固定部材18と、一対のシリンダ支持部材19を備えている。
The cylinder mounting bracket 4 is fixed to the
支柱固定部材18は、ビス等で支柱3に固定されることで、シリンダ取付ブラケット4全体を支柱3に固定する。一対のシリンダ支持部材19は、U字型をしており、それぞれ支柱固定部材18にピン20によって、回転可能に取り付けられている。一対のシリンダ支持部材19は、それぞれ第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6を、ピンに20よって傾動可能に支持している。
The
第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6は、それぞれ両ロッドタイプであり、それぞれ図4(a)に示すように、ピストン24を有している。このピストン24の一面に基端が固定された駆動ロッド25が、シリンダ5、6の一端側から外に伸び出ており、また、ピストン24の他面に基端が固定された遊動ロッド26がシリンダ5、6の他端側から外に伸び出ている。
Each of the first direction-direction tilt
第1の方角方向傾斜角駆動ロッド25の先端は、図3に示すように、受光パネル2の下面11における第1の方角方向のうちのいずれか一方(例えば、東西方向であれば、東西のいずれか一方)の側に、ボールジョイント(十字継手であってもよい)27で、全方向に傾動可能に取り付けられている。
As shown in FIG. 3, the tip of the first direction-direction tilt
また、第2の方角方向傾斜角駆動ロッド25の先端は、受光パネル2の下面11における第2の方角方向のうちのいずれか一方(例えば、南北方向であれば、南北のいずれか一方)の側に、ボールジョイント(十字継手であってもよい)27で、全方向に傾動可能に取り付けられている。
Further, the tip of the second direction-direction tilt
より好ましくは具体的に、本実施例では、第1の方角方向傾斜角駆動ロッド25の先端は、パネルの下面11における第1の方角方向に延びる第1の方角方向線13の線上に取り付けられている。また、第2の方角方向傾斜角駆動ロッド25の先端は、受光パネル2の下面11における第2の方角方向に延びる第2の方角方向線14の線上に取り付けられている。
More preferably, specifically, in the present embodiment, the tip of the first directional tilt
(流体圧回路)
本発明に係る太陽光を追尾する受光パネル駆動装置1の流体圧回路31を、図4(a)において説明する。第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6について、それぞれ互いに全く同じ構成の流体圧回路31を備えているので、ここでは、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5についての流体圧回路31を説明し、第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6についての流体圧回路31の説明は省略する。
(Fluid pressure circuit)
A fluid pressure circuit 31 of the light receiving panel driving apparatus 1 for tracking sunlight according to the present invention will be described with reference to FIG. The first direction-direction tilt
第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5のピストン24で区画された2つの室のうち、本明細書では、駆動ロッド25側を「駆動室」と言い、遊動ロッド26側の室を「遊動室」と言う。駆動室32と遊動室33は、それぞれ流体圧回路31に連通されている。この流体圧回路31には、三位置電磁弁36と流体ポンプ37が配置されている。
Of the two chambers defined by the
即ち、流体ポンプ37の出口側流路38は三位置電磁弁36の第1孔41に接続され、流体ポンプ37の入口側流路39は三位置電磁弁36の第2孔42に接続されている。駆動室32からの流路45は三位置電磁弁36の第3孔43に接続され、遊動室33からの流路46は三位置電磁弁36の第4孔44に接続されている。
That is, the outlet-
なお、三位置電磁弁36は、流路切替弁として機能するが、三位置電磁弁36に替えて、図4(b)示すように、流体圧回路の変形例として二位置三方弁59を2個使用した構成としてもよい。
The three-
図4(a)、図5において、三位置電磁弁36及びポンプ37は、太陽の方向を認識する追尾センサ49から太陽の方向情報信号47を取り込み、三位置電磁弁36及びポンプ37へ駆動信号を出力するポンプ・電磁弁制御装置50からの駆動信号を受けて、受光パネルが最適な傾斜角度となるように、ポンプ37については駆動され、三位置電磁弁36については切替え開閉動作が行われる。
4A and 5, the three-position
もしくは、予め位置(緯度、経度、標高、その他)、時(年、月、日、時、分、秒)等の情報から太陽の方向を割り出すアルゴリズム(プログラム)が組み込まれたポンプ・電磁弁制御装置50からの駆動信号を受けて、受光パネルが最適な傾斜角度となるように、ポンプ37については駆動され、三位置電磁弁36については切替え開閉動作が行われる。
Or, a pump / solenoid valve control that incorporates an algorithm (program) that determines the direction of the sun from information such as position (latitude, longitude, altitude, etc.) and time (year, month, day, hour, minute, second). In response to the drive signal from the
本発明は、受光パネル2を駆動する受光パネル駆動機構を特徴とする発明であって、三位置電磁弁36の切換え開閉を制御するための追尾センサ及びアルゴリズム制御等自体は発明の直接の対象ではないので、その詳細な説明は省略する。
The present invention is characterized by a light receiving panel drive mechanism for driving the
流体ポンプ37は、電磁流体ポンプ、或いはギヤー流体ポンプ、その他等が使用される。そして、流体ポンプ37は、ポンプ・電磁弁制御装置50からの信号を受けて、オン−オフ動作を行うが電磁弁が閉じている場合では、ポンプはオフにするので、流体ポンプ出口側流路38(流体ポンプ37の出口から三位置電磁弁36の第1孔41までの流路)が過圧になる事はない。
As the
上記のとおり、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6をそれぞれ両ロッドタイプのシリンダとしたので、ピストン24がシリンダ内でどこの位置(例えば、シリンダから駆動ロッドが伸び切った時と引き込まれた場合)にあっても、流体圧回路31内の容量は原則、変動しない。そのため、変動する場合に必要な流体の補助タンク(又は補充タンク)は不要である。
As described above, since the first direction-direction tilt
なお、流体圧回路の構造によっては流体が漏れて少なくなるか、或いは使用される環境によっては周囲の温度降下により流体が収縮するようなことが生じる。その結果、流体圧回路31内は負圧となって外部から空気が侵入し流体の動作が不安定となる等の問題が生じる可能性もある。 Depending on the structure of the fluid pressure circuit, the fluid may leak and decrease, or depending on the environment in which the fluid is used, the fluid may contract due to a drop in ambient temperature. As a result, the fluid pressure circuit 31 may have a negative pressure, causing air to enter from the outside and causing problems such as unstable fluid operation.
そのような問題を解決するために、図4(a)に点線で示すように、オプションで、流体ポンプ37の入口側流路39に、補助タンク54を、補助タンク流路57において互いに並列に配置されたストップ弁55、チェック弁56及びリリーフ弁58を介して接続する構成としてもよい。
In order to solve such a problem, as indicated by a dotted line in FIG. 4A, an
このチェック弁56は、常時は動作しないが流体圧回路31内の流量が減少し流体圧回路31内が負圧となった際に開くものを使用するとよい。なお、周囲外気温度の上昇により流体の体積膨張による過圧状態となった場合については、流体圧回路の配管材料等の強度を適宜設計することで、対応可能であるが、リリーフ弁58を設け補助タンク54に流体を逃がしても良く、再び温度が下がれば流体はチェック弁56を通して流体圧回路31に戻される。なお、ストップ弁55は、常時は閉じているが、流体圧回路31に流体を特に補給する必要が生じた場合等に開く。
The check valve 56 may not be operated at all times, but may be used when the flow rate in the fluid pressure circuit 31 decreases and the fluid pressure circuit 31 becomes negative pressure. In the case of an overpressure state due to the volume expansion of the fluid due to an increase in the ambient air temperature, it is possible to cope with this by appropriately designing the strength of the piping material of the fluid pressure circuit, but a
上記流体ポンプ37、電磁弁36及び第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5を含む流体圧回路31の体積は変化なく、この体積に対応した流量の流体が流体圧回路31中に充填されている。流体圧回路31は、閉回路であるから、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5からの微量の漏れ等による変化は別として、基本的には、流体圧回路31中に充填された流体の流量は変わらない。
The volume of the fluid pressure circuit 31 including the
なお、流体としては、車用冷却液等が使用される。例えば、エチレングリコール(30%〜50%)水溶液、漏れ防止剤及び腐食防止剤、防錆剤等を含み、10年以上の寿命のある冷却液等である。その理由は、このような車用冷却液は、凍結温度が低く、漏れて空気にふれると固化するので作動油のようにしみ出続けることが少なく、又新たに必要になった際も入手は容易である。 As the fluid, vehicle coolant or the like is used. For example, it is a coolant having a lifetime of 10 years or longer, including an ethylene glycol (30% to 50%) aqueous solution, a leakage inhibitor, a corrosion inhibitor, a rust inhibitor, and the like. The reason for this is that such a vehicle coolant has a low freezing temperature and solidifies when it leaks and touches the air, so it rarely continues to ooze out like hydraulic oil, and is also available when it becomes necessary. Easy.
(作用)
以上の構成から成る太陽光を追尾する受光パネル駆動装置1の作用を説明する。図5において、追尾センサ49からのフィードバック信号47を受けてポンプ・電磁弁制御装置50、は、受光パネルの最適傾斜角度とのずれを補正すべく駆動信号を三位置電磁弁36及び流体ポンプ37へ出力し、三位置電磁弁36は適宜開閉動作を行うとともに、流体ポンプ37は、オン−オフ動作を行い、受光パネル2が最適な傾斜角度となるようにシリンダの制御を行う。
(Function)
The operation of the light receiving panel driving apparatus 1 for tracking sunlight having the above configuration will be described. In FIG. 5, in response to the
この場合、まず第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5を制御して、受光パネル2を第1の方角方向の角度について最適な傾斜角度に傾動させ、次に、第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6を制御して、受光パネル2を第2の方角方向の角度について最適な傾斜角度に傾動させる。その順番は同時でも逆でもよい。
In this case, first, the first direction-direction tilt
具体的には、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5の流体圧回路31は、三位置電磁弁36は、適宜開閉動作を行い、流体ポンプ37からの流体を、駆動室32に送り駆動ロッド25を第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5内に引き込み、遊動ロッド26を伸び出させる、又は流体ポンプ37からの流体を、遊動室33内に送り遊動ロッド26を第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5内に引き込み駆動ロッド25を伸び出させる。
Specifically, in the fluid pressure circuit 31 of the first directional tilt
このようにして、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5を動作させて駆動ロッド25を伸縮させることで、受光パネル2の中心12の継ぎ手17を中心に、受光パネル2が太陽に向き合うように傾動させ、受光パネル2の第1の方角方向についての角度を合わせる。
In this manner, the
次に、第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6の流体圧回路31は、三位置電磁弁36は、適宜開閉動作を行い、流体ポンプ37からの流体を、駆動室32に送り駆動ロッド25を第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6内に引き込み遊動ロッド26を伸び出させる、又は流体ポンプ37からの流体を、遊動室33内に送り遊動ロッド26を第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6内に引き込み駆動ロッド25を伸び出させる。
Next, in the fluid pressure circuit 31 of the second direction-direction tilt
このようにして、第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6を動作させて駆動ロッド25を伸縮させることで、受光パネル2の中心12の継ぎ手17を中心に、受光パネル2が太陽に向き合うように傾動させ、受光パネル2の第2の方角方向についての角度を合わせる。
In this manner, the
以上のようにして、第1の方角方向の受光パネル2の角度と第2の方角方向の受光パネル2の傾斜角度をそれぞれ順次調整することで、受光パネル2を、太陽光に対して最も効果的に受光可能な角度に向けて(パネル正面が太陽に向き合うように、又受光パネルに鏡を使い他の方向に反射させる場合はその中間の角度)、合わせることができる。
As described above, by sequentially adjusting the angle of the
太陽光を追尾する受光パネル駆動装置1では、受光パネル2自体を旋回させる構成ではなく、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6を順次動作させて受光パネル2を太陽の向きに傾斜させるので、受光パネル2をバランス良く、安定して傾斜動作させることができ、さらに旋回型の太陽電池パネルのごとく出力電線が支柱に巻きつき損傷を受けるような事も無い。
In the light receiving panel driving device 1 that tracks sunlight, the
歯車等のバックラッシュの生じる機械的伝動手段を使用することなく、また、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ5及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ6をそれぞれ両ロッドタイプのシリンダとし、流体圧回路を閉回路としたので、シリンダから駆動ロッドが伸び切った時と引き込まれた時で、流体の流量が変わることがない。
Without using mechanical transmission means such as gears that cause backlash, the first direction-direction tilt
従って、ピストンのストロークによって流体の流量が変動した分を吸収するためのタンク(又は補充するためのタンク)等は不要であり、流体圧回路の構成が簡素化でき、コストを低減することができる。さらに、このようなタンクを設けた場合に生じる、タンクへの出入りに伴う流動抵抗等による駆動ロッドの動作への影響が生じないので、駆動ロッド25の円滑に作動させ、受光パネル2を正確に傾動することが可能となる。
Accordingly, a tank (or a tank for replenishment) for absorbing the amount of change in the flow rate of the fluid due to the stroke of the piston is unnecessary, the configuration of the fluid pressure circuit can be simplified, and the cost can be reduced. . Further, since there is no influence on the operation of the drive rod due to the flow resistance, etc. that occurs when such a tank is provided, the
以上、本発明に係る太陽光を追尾する受光パネル駆動装置を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明は特にこのような実施例に限定されることなく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲内でいろいろな実施例があることはいうまでもない。 As mentioned above, although the form for implementing the light-receiving panel drive device which tracks sunlight concerning the present invention was explained based on the example, the present invention is not limited to such an example, and claims It goes without saying that there are various embodiments within the scope of the technical matters described in the scope.
なお、上記実施例では、受光パネル2について説明したが、このような受光パネルとして、表面にレンズを付けたもの(例.集光型発電素子モジュール)、鏡面から成り太陽光を集め、光エネルギー、熱エネルギーを利用する集光装置、採光装置等してもよい。
In the above embodiment, the
以上の構成から成る本発明に係る太陽光を追尾する受光パネル駆動装置は、太陽光エネルギー利用装置(例.太陽光発電装置、採光装置等)、太陽熱エネルギー利用装置(例.太陽熱発電装置、太陽熱利用温水装置等)のような各種の太陽エネルギーの利用装置に適用可能であり、さらに本案の特徴である処の全天空を駆動範囲にするのが可能であるという事から、追尾センサとの組み合わせにより船舶等移動体に積載する追尾用の駆動装置、又赤道直下のように太陽が東西南北いずれの方角にも位置する場所での追尾型にも適用可能である。 The light receiving panel driving device for tracking sunlight according to the present invention having the above-described configuration includes a solar energy utilization device (eg, solar power generation device, daylighting device, etc.), a solar thermal energy utilization device (eg, solar thermal power generation device, solar heat). It can be applied to various solar energy utilization devices such as hot water heaters, etc., and it can be used as a driving range for the entire sky, which is a feature of this proposal. Therefore, the present invention can be applied to a tracking driving device loaded on a moving body such as a ship, or a tracking type in a place where the sun is located in any direction of east, west, south, and north, just below the equator.
1 受光パネル駆動装置
2 受光パネル
3 支柱
4 シリンダ取付ブラケット
5 第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ
6 第2の方角方向傾斜角駆動シリンダ
11 受光パネルの下面
12 下面の中心
13 第1の方角方向線
14 第2の方角方向線
17 ボールジョイント
18 支柱固定部材
19 シリンダ支持部材
20 ピン
24 ピストン
25 駆動ロッド
26 遊動ロッド
27 ボールジョイント
31 流体圧回路
32 駆動室
33 遊動室
36 三位置電磁弁
37 流体ポンプ
38 流体ポンプの出口側流路
39 流体ポンプの入口側流路
41 三位置電磁弁の第1孔
42 三位置電磁弁の第2孔
43 三位置電磁弁の第3孔
44 三位置電磁弁の第4孔
45 駆動室からの流路
46 遊動室からの流路
47 太陽方向情報信号
54 補助タンク
55 ストップ弁
56 チェック弁
57 補助タンク流路
58 リリーフ弁
59 二位置三方弁
1 Light receiving panel drive
2 Light receiving panel
3 props
4 Cylinder mounting bracket
5 First direction tilt angle drive cylinder
6 Second direction tilt angle drive cylinder
11 Underside of light receiving panel
12 Center of bottom
13 First direction line
14 Second direction line
17 Ball joint
18 Prop fixing member
19 Cylinder support member
20 pins
24 piston
25 Drive rod
26 idle rod
27 Ball joint
31 Fluid pressure circuit
32 Drive room
33 Playroom
36 Three-position solenoid valve
37 Fluid pump
38 Fluid outlet side flow path
39 Inlet flow path of fluid pump
41 First hole of 3-position solenoid valve
42 2nd hole of 3 position solenoid valve
43 Third hole of 3-position solenoid valve
44 4th hole of 3 position solenoid valve
45 Flow path from drive room
46 Flow path from idle room
47 Solar
55 Stop valve
56 Check valve 57 Auxiliary
Claims (4)
受光パネルは、その下面が支柱の上端に全方向に向けて傾動可能に支持されており、第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダによって、第1の方角方向及び第2の方角方向に向けて傾斜角が変わるように駆動され、
第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ及び第2の方角方向傾斜角駆動シリンダは、それぞれその一端側から伸び出て受光パネルの傾斜角度を変えるための駆動ロッドと、その他端側から伸び出る遊動ロッドを有する両ロッドタイプのシリンダであることを特徴とする太陽光を追尾する受光パネル駆動装置。 A light receiving panel for tracking sunlight comprising a light receiving panel, a column, a cylinder mounting bracket, a first direction tilt angle drive cylinder, a second direction tilt angle drive cylinder orthogonal to the first direction, and a fluid pressure circuit A driving device comprising:
The lower surface of the light receiving panel is supported by the upper end of the support column so as to be tiltable in all directions. The first direction direction tilt angle driving cylinder and the second direction direction tilt angle driving cylinder support the first direction direction. And the tilt angle is driven toward the second direction,
The first direction-direction tilt angle drive cylinder and the second direction-direction tilt angle drive cylinder each have a drive rod extending from one end side thereof to change the tilt angle of the light receiving panel, and an idle rod extending from the other end side. A light receiving panel driving device for tracking sunlight, wherein the light receiving panel driving device is a double rod type cylinder.
第1の方角方向傾斜角駆動シリンダ及び第2の方角方向駆動シリンダは、ピストンの両面からそれぞれ伸びる駆動ロッド及び遊動ロッドを備えた両ロッドタイプのシリンダであり、
第1の方角方向傾斜角駆動シリンダの駆動ロッドは、受光パネルの下面であって第1の方角方向のうちのいずれかの側において、全方向に向けて傾動可能に支持されており、
第2の方角方向傾斜角駆動シリンダの駆動ロッドは、受光パネルの下面であって第2の方角方向のうちのいずれかの側において、全方向に向けて傾動可能に支持されており、
流体圧回路は、流体ポンプ及び流路切替弁を有し、
流路切替弁は、ピストンの駆動ロッド側の駆動室と遊動ロッド側の遊動室に接続されており、流体ポンプは、流路切替弁で切り替えて、駆動室と遊動室のいずれかに流体を送ることを特徴とする太陽光を追尾する受光パネル駆動装置。 A light receiving panel driving device for tracking sunlight comprising a light receiving panel, a column, a cylinder mounting bracket, a first direction tilt angle driving cylinder, a second direction tilt angle driving cylinder, and a fluid pressure circuit. The lower surface of the column is supported by the upper end of the column so that it can tilt in all directions.
The first direction-direction tilt angle drive cylinder and the second direction-direction drive cylinder are double-rod type cylinders having a drive rod and a floating rod extending from both sides of the piston,
The drive rod of the first direction-direction tilt angle drive cylinder is supported to be tiltable in all directions on either side of the first direction direction on the lower surface of the light-receiving panel,
The drive rod of the second direction tilt angle drive cylinder is supported so as to be tiltable in all directions on the lower surface of the light receiving panel and on either side of the second direction.
The fluid pressure circuit has a fluid pump and a flow path switching valve,
The flow path switching valve is connected to the driving chamber on the drive rod side of the piston and the idler chamber on the floating rod side, and the fluid pump is switched by the flow path switching valve to supply fluid to either the driving chamber or the idle chamber A light receiving panel driving device for tracking sunlight, characterized by being sent.
第1の方角方向傾斜角駆動シリンダの駆動ロッドは、受光パネルの中心を通り第1の方角方向に延びる第1の方角方向線上の中心に対しいずれかの側に支持され、
第2の方角方向傾斜角駆動シリンダの駆動ロッドは、受光パネルの中心を通り第2の方角方向に延びる第2の方角方向線上の中心に対しいずれかの側に支持されていることを特徴とする請求項2に記載の太陽光を追尾する受光パネル駆動装置。 The center of the lower surface of the light receiving panel is supported by the upper end of the column,
The drive rod of the first direction tilt angle drive cylinder is supported on either side with respect to the center on the first direction line extending through the center of the light receiving panel in the first direction direction,
The drive rod of the second direction tilt angle drive cylinder is supported on either side with respect to the center on the second direction line extending through the center of the light receiving panel in the second direction. The light-receiving panel drive device which tracks sunlight according to claim 2.
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