JPH0238865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複合鏡パネルに関するものである。

複合鏡パネルは多くの目的に有用で、太陽エネ
ルギーコレクター分野での用途が増大している。

ある形態の太陽エネルギー変換装置では、多く
の鏡が支持体群で一つのフイールド中に分布され
たものの上に保持されている。各支持体には面積
数平方メートルの鏡群が担持され、例えば面積数
ヘクタールまでのフイールド中に支持体群が100
あるいはそれ以上分布されている。全ての鏡は太
陽エネルギーを例えばタービン発電機を駆動する
ためにもうけられたボイラーのエネルギー捕集面
上へと反射するように配置されている。

太陽が空を横切る時これら鏡が太陽光をエネル
ギー捕集面上へ反射し続けることができるよう
に、鏡支持体には縦軸および水平軸のまわりに鏡
群の向きを調節するための手段がもうけられてい
る。このような鏡と支持体の組合せは日光反射装
置として公知である。これらの鏡は平坦なものあ
るいは彎曲されたものである。

かかる太陽エネルギー変換装置の効率およびコ
ストは多くの因子、就中、日光反射装置の鏡の特
性による。

日光反射装置あるいは他の形態の太陽エネルギ
ーコレクターのいずれに用いるにせよ太陽鏡は高
度の反射能をもたねばならず、また鏡を長期寿命
のものたらしめるため該反射能は屋外暴露で保持
されることが勿論望ましい。またこの鏡は使用時
に実質的に硬質であることも望ましい。日光反射
装置はコレクターから例えば100メートルあるい
はそれ以上も離して位置せしめることがあり、こ
の場合には突風によりごくわずか鏡が動くとか変
形しても反射太陽光をコレクター表面から遠くに
反射してしまう。

この剛性ならびに耐候性といつた要件特性は鏡
に保護ならびに補強裏地手段を組合わせ、これら
と鏡とで複合鏡パネルを作ることにより最も良好
に達成せられる。かかる特性を有する複合鏡パネ
ルは太陽反射装置のみならず他の目的例えばビル
用パネルとしても有用である。

通常平らな硬質ガラスの鏡をその弾性限度内の
曲げ応力下に凹型に保ち、それを実質的に寸法安
定材料の保持層に接着し、該保持層は可撓性で凝
固性の寸法安定材料の層間にサンドイツチされた
開口伸縮性細胞状材料の層により構成される複合
凹面鏡パネルの製造は例えば米国特許第4124277
（マーチン・マリエタ・コーポレーシヨン）から
公知である。保持層は、鏡を所定の凹型に機械的
に保持する間にその場で硬化されガラス鏡に接合
せられる。アルミニウムと紙のハニカム構造のも
のが好適な細胞状材料の例として示されている。

この方法で作られる凹面鏡群は各鏡が意図する
目的にかなう製造上の許容範囲内で予定された曲
率になるように作らねばならない。太陽鏡の場
合、かかる許容範囲は極めて小である。曲がつた
条件に保持された反射被覆ガラスシートからなる
彎曲鏡の製造において、ガラスシートは所定の鏡
曲率の金型面あるいはダイにおしつけられ保持さ
れる。従つて上記公知構造の凹面鏡を作る場合、
たとえこういつた曲率の差がごく僅かであるとし
ても、それぞれの鏡曲率に対し別々の金型あるい
はダイを用いる必要がある。例えば太陽光集中装
置に用いる場合の如く太陽光反射目的の鏡群を作
る場合には曲率のことなるかなり多くの鏡が必要
となる。

本発明の目的の一つはパネル面プロフイルを変
えることができるが、それを容易に剛性の支持構
造物に固定することができ、パネルが予定された
曲率に保持され外部より力を加えても曲げ耐性が
大であるような構造の鏡パネルを提供するにあ
る。同時に、耐候性に優れ、従つて太陽エネルギ
ー反射装置の如く戸外での使用に適したかかるパ
ネルを提供することも本発明の一つである。

本発明に従えば、裏面に鏡を作るための反射被
覆がもうけられている前部可撓性ガラスシート、
該鏡の裏に水密接着されそれとでラミネートを作
るようにもうけられている可撓性耐水性裏地シー
ト（以下第１裏地シートと称す）、ならびに波と
平行した軸のまわりに曲げうる複合パネルを作る
ため波の山にそつて前記第１裏地シートに接着さ
れている波型裏地シートからなる複合鏡パネルが
提供せられる。

かかる複合鏡パネルは製造ならびに使用の容易
さという点で多くの重要な利点をもたらす。

本発明はその反射面が波と平行した軸のまわり
に曲げることのできる鏡パネルの組立てを可能と
する。かかる鏡パネルは例えば波を横切つて通つ
ているリブあるいははりからなる支持体に極めて
容易にしつかりともうけることができる。パネル
が可撓性であるため、一定の曲率に鏡パネル群を
製造する時と同程度の正確度は不要である。とい
うのはその可撓性の故に、複合鏡パネルを使用の
ため支持体に固定するとき、かかる曲率への少な
くとも僅かな調整はその場で可能であるからであ
る。事実、この可撓度が十分であれば鏡パネル群
は単一反射面プロフイルに作ることができ、この
プロフイルは現場である範囲のいろいろな曲率の
複合鏡パネル群にするよう改変することが可能で
ある。これは特に製造上有用である。

第２裏地シートの強度は、複合鏡パネル全体が
波に直交する軸のまわりには実質的に曲がらぬよ
う選択が容易であり、また所望によつてはかかる
軸のまわりにある程度曲げうるように選択するこ
ともできる。

ラミネートが応力を加えぬ場合平らなラミネー
トである点は特に好ましい。というのは彎曲した
シートにラミネートするよりも平らなシートを相
互にラミネートする方がはるかに容易だからであ
る。その場で彎曲させうる平らな鏡パネル群の製
造はまた、支持体への取付け前の積み重ね、包装
および運搬を容易ならしめる点で有用である。

複合鏡パネルの製造に先立つて鏡を第１裏地シ
ートにラミネートすることはパネルの組立て中、
前部ガラスシートの破損の危険性を低減させるの
で有利である。もしこうした工夫がなく、大きな
面積の薄いガラスシートを用いる場合にはこうい
つた危険性が非常に大である。パネル組立に使用
する前にかかるラミネートを作ることはまた、鏡
と第１裏地シート間の極めて重要な接合に特別な
注意がはらわれることになるので、その意味でも
有用である。最終製品において、この第１裏地シ
ートは反射被覆の風雨による劣化に対し保護を与
えあるいは保護の助けの役割をはたす。

本発明を利用する主要技術分野は太陽光反射装
置、特に太陽エネルギー集中装置すなわち凹型に
彎曲した太陽光反射装置である。

好ましくは前部ガラスシートの厚みは最大限
1.5mm、好ましくは0.6〜1.0mmである。パネルの明
るさを良くすること以外に、上記特性はまたパネ
ルの反射能を大ならしめる利点もある。というの
は厚いシートを用いる時よりもガラス材料中での
光通路が短かいのでガラスシートに吸収されるエ
ネルギーが少なく、ガラスシートの前面および裏
面からの反射による二重像の見えることが少なく
なるからである。

前記裏地シートはそれぞれヤング率少なくとも
10、好ましくは少なくとも50GN／m²の材料で作
られるのが有利である。こうすると本発明により
作られる複合パネル構造物の剛性が良くなる。ま
たかかるシートを第１裏地シートとして用いると
波型裏地シートの接着に先立つての取扱い中、前
部ガラスシートに対し耐破損性と良好な支持を付
与する利点がある。

裏地シート群は各種材料例えばフアイバー補強
プラスチツク材料、特にガラス繊維補強プラスチ
ツクで作ることができ、またそれらは同一あるい
は異種の材料で作ることができる。

本発明の好ましい具体例において、前記の第１
裏地シートは前部ガラスシートより厚いガラスシ
ートである。各種の裏地シートが平板ラミネート
の製造のため高度の平坦度に容易に成形せられ
る。

本発明の別の好ましい具体例において、第１裏
地シートは金属シートである。その代りに、ある
いはそれと共に、波型裏地シートが金属シートで
あることが好ましい。前記金属シートあるいは少
なくともその一つがスチール、アルミニウム、あ
るいはアルミニウム合金製であることが好まし
い。スチールを用いる場合、腐食防止のため亜鉛
メツキされていることが好ましい。金属シートに
他の保護被覆を適用すればさらに耐食性はよくな
り、例えばスチールの裏地シートの露出面をシリ
コーンポリエステルで被覆することができる。

強度と重量の均こうを良好ならしめるため、前
記金属シートあるいは、少なくともその一つの厚
みを0.5〜1.5mmにするのが好ましい。

好ましくは前記の前部ガラスシートおよび第１
裏地シートはある彎曲度あるいはそれ以上の彎曲
度のリフレクターにするため成分シートの弾性限
度内でラミネートを曲げる時、可撓性ラミネート
が前部ガラスシートの厚みの外にくる中立曲げ面
をもつように選択され接着される。

ラミネートの中立曲げ面が前部ガラスシートの
厚み外にあるため、シートを曲げた場合、該シー
トは圧縮力を受けるが引張力は受けない。衆知の
如く、ガラス材料は通常、破壊されることなく引
張力よりも圧縮力に耐えうるから、かかるラミネ
ートが構成部分となつている複合鏡パネルはより
小さな曲率半径に曲げることができる。

かかる可撓性ラミネートにする特に好ましい構
成の一つは例えば公開された英国特許出願第
2042761A号に記載の如くそれを可撓性放射エネ
ルギーリフレクターとして構成することである。

波形裏地シートの波は任意の所望の形態になし
うる。例えばそれは丸くするとか正弦波の形ある
いは長方形にすることができるが非優角台形波で
あることが好ましい。このような波形はシートの
両側に、第１裏地シートと鏡パネル支持体へ取り
つけるための好都合な平らな山を提供する。この
ような山を連結する波形シートのウエブは非優角
的である。すなわち山に対し鈍角をなし目的意図
に最良の機械的特性を与える。

有利には、かかる波形裏地シートの片側のどの
山も同じ幅をもち、その幅は波形裏地シートの反
対側の山の共通の幅とはことなつており、第１裏
地シートはこの狭い方の山に接着される。

二つの裏地シートは任意の好都合な方法で接着
される。しかしながらスポツト溶接の如き接合手
段は局在応力集中因子となり複合鏡パネルを組立
て後に曲げると反対面を変形する傾向のあること
が注目さるべきである。事実、単にスポツト溶接
だけを行うと第１裏地シートを変形し、従つて接
着鏡の反射面をも変形する。この問題を回避しあ
るいは低減させるため、第１裏地シートを波形裏
地シートにはり合わせるのが好ましい。

パネルを支持体にもうける手段が波形裏地シー
トにより提供されるかあるいは該シートにとりつ
けられるのが有利である。例えば波形裏地シート
の裏面に植込ボルトあるいはナツトがとりつけら
れるとか、あるいはボルトをさしこむための穴が
あけられる。

本発明にかかるパネルの最も好ましい具体例に
おいて、パネル取付け手段は第１裏地シートに間
接的にのみ接続される。これは第１裏地シートを
変形し、そこへ直接伝えられる局部応力の大とな
る危険性を減じる。

本発明は上述の鏡パネルの少なくとも一つが支
持体上にもうけられていることを特徴とする太陽
エネルギー捕集装置を包含する。かかる鏡パネル
は好ましくは日光反射装置にもうけられる。本発
明のある好ましい具体例では、該鏡パネルあるい
はその少なくとも一つがその支持体により凹型に
彎曲保持される。

以下添付図を参照し本発明のパネル例につき説
明する。

第１図では、前部ガラスシート１に公知方法
で、例えば銀の反射被覆２がもうけられ鏡３を構
成している。所望により、図示されてはいない
が、鏡３の裏面は公知方法でペイントされうる。
前部ガラスシート１の反射被覆面はグルー層４に
より防水性裏地シート５（第１裏地シート）に接
着され可撓性ラミネート６を形成する。第１図の
例では、第１裏地シート５は第１ガラスシート１
より厚いガラスシートである。この第１裏地シー
ト５はまた接着剤ボデイ７により波形裏地シート
８に接着されている。図示の如く、波形裏地シー
ト８の波は台形で、第１裏地シート５はかかる波
の前面の平らな山９に接着され、これらの山は全
てが実質的に同じ幅で、後方の山１０よりは幅が
狭い。前と後の山９，１０を連結するウエブ１１
はこれらの山に対し非優角の角度となつている。

実施例 １ １×３ｍの鏡パネルを作るため、厚み0.8mmの
非強化ソーダ石灰ガラスをフロントガラスシート
１とし常法で銀メツキした。商品名マクボンドと
して市販されている両面接着フイルムを用いこの
フロントガラスシート１を、やはりソーダ石灰ガ
ラスであるが厚み３mmの第１裏地シート５に接着
した。第１裏地シート５をゼネラル・エレクトリ
ツクより市販されているシリコーン接着剤を用い
波形裏地シート８に接着した。この波形裏地シー
ト８はアルクラド3003H16−18として市販されて
いる１mmのアルミニウム合金シートで作られた。
この合金のヤング率は65GN／m²以上である。使
用せる波形シートはシダール・カンパニーにより
TS1045として製造された。第１裏地シート５に
接着されたフロントの山９はそれぞれ幅30mmで、
後方の山１０の幅はそれぞれ90mmであつた。波の
振幅は45mmで、ピツチ160mmであつた。

フロントガラスシート１と第１裏地シート５が
接着されているため、得られたラミネート６の中
立曲げ面すなわちラミネート内の概念上の薄層で
曲げによる圧縮応力と引張応力がバランスされて
いる面は、ラミネートを曲げ鏡３の凹形とした場
合裏地シート５の厚み内にくる。本実施例の複合
鏡パネルは何ら損傷の危険なしに波に平行な軸に
関しての曲率半径250ｍ、波に直角な軸に関して
の曲率半径340ｍの凹面鏡面になるよう容易に曲
げることができ、このように曲げた時、波形裏地
シート８を曲げて保持することによりラミネート
６に付与される応力はシリコーン接着剤７内に分
布され、従つて鏡が接着区域で変形されることは
ないことが判明した。

本実施例の鏡パネルの一改変例で、２枚のガラ
スシート１，５を同じ厚みでただし強化ソーダ石
灰ガラス製とした。この鏡パネルは曲率半径のよ
り小さなものに曲げることができた。

第２図は曲率半径の小さなものに曲げるに適し
た複合鏡パネルの一例を示す。第２図において、
第１図のものと同じ素子には同じ番号を用いた。
図より、ガラス裏地シート５がより薄い裏地シー
ト１２により置換されていることが認められよ
う。この具体例で裏地シート１２は金属シートで
ある。

実施例 ２ 厚さ0.75mmの通常の非強化ガラスのシート１を
厚さ0.67mmの亜鉛引きスチールから作られた金属
シート１２に接着して第２図に示されたラミネー
ト６が作られた。この接着に先立つて、ガラス層
に銀の反射被覆２と、通常の鏡の製造に用いられ
るような銅層と保護塗料層からなる保護被覆とを
もうけた。

この被覆ガラスと金属シートはチバによりアラ
ルダイトとして市販されているエポキシベースの
接着剤層で接着された。このラミネートは金属の
弾性限度内で、ガラスの破壊なしに18.5cm程度の
曲率半径をガラス層の前面に与えるべく曲げるこ
とができた。弾性限度をこえさらに曲げると、曲
率半径が12.5cmになつた時ガラスが破損した。

このラミネート６を次に実施例１の記載の如き
波形裏地シート８に接着した。この鏡パネルは全
体として、波に平行な軸に関し、200ｍもの小さ
な半径での均一な凹型曲線を鏡３に与えるべく曲
げることが可能であることが判つた。

第３図はかかる鏡パネルが支持体上にカーブし
たプロフイルでもうけられる一方法を示す。第３
図において、波形裏地シート８に接着された鏡／
裏地シートラミネート６からなる複合鏡パネルは
トラス構造の支持用はり１４のフランジ１３にそ
の末端の一つは付近で取りつけられている。図示
せる例では、フランジ１３はまつすぐであるか
ら、鏡パネルに所定の曲率を与えるため、波形裏
地シート８の後ろの山１０とフランジ１３の間に
適当な形のスペーサー片１５が挿入されている。
鏡パネルのもう一方の末端も同様に第２のはり１
４に取りつけられている。波形裏地シート８をス
ペーサー片１５およびフランジ１３に実際に取り
付けるにはボルト、リベツト、溶接例えばスポツ
ト溶接により、あるいは任意の他の好都合な手段
により実施せられる。

第４図は本発明にかかる鏡パネル群を担持する
支持体からなる日光反射装置を示す。

支持体は土中に適当な深さまで沈められた基礎
に直立保持されているペデスタル２１からなる。
ペデスタル２１の上端には駆動メカニズム２２が
もうけられ、これが一般に水平なビーム２３を支
持し、この上にダブルＨあるいはＨ−Ｈラツク組
立物を作るため四つの棒はり２４が固定されてい
る。駆動メカニズム２２は支持体により担持され
る公知の太陽トラツキング制御手段（図示なし）
により制御されビーム２３を大体水平な軸のまわ
りに、またペデスタル２１の軸のまわりにピボツ
トする。本発明にかかる通常長方形の複合鏡パネ
ル２５の多数がＨ−Ｈラツク組立物の棒わく２４
の間に２列に固定されている。これらの鏡パネル
２５は実質的に同じで、それぞれその長辺ならび
に波が通常水平に、またその短辺が棒わく２４と
平行になるようにもうけられている。

この特定具体例では、各々１×３メートルの鏡
パネル６枚ずつが２列にもうけられている。

これらのパネルは平面反射装置を作るべくもう
けられ、あるいは好ましくは凹面反射装置を作る
べくもうけられる。別の例では、棒わく２４が彎
曲しており、鏡パネル群がそれらの間にとりつけ
られ、大体水平な曲率軸をもつほぼ円筒状あるい
は放物円筒状の面を有する連続的に凹面になつて
いる反射装置を構成する。さらに別の例では２例
の鏡パネルからの太陽光の反射ビームが日光反射
装置から所定の距離で交叉するようビーム２３が
曲げられる。さらにまた別の例では各列の鏡パネ
ル群は、その列を支える棒わくに平行な軸のまわ
りに凹面状に曲げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一具体例にかかる複合鏡パネ
ルの側面図、第２図は別の具体例にかかる複合鏡
パネルの側面図、第３図は支持体上に凹面状にと
りつけられた複合鏡パネルの側面拡大図、第４図
は複合鏡パネル群をもうけるためのヘリオスタツ
ト支持体の斜視図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 裏面に鏡を作るための反射被覆がもうけられ
   ている前部可撓性ガラスシート、該鏡とでラミネ
   ートを作るべく鏡の裏面に水密接着せしめられて
   いる可撓性防水裏地シート（以下第１裏地シート
   と称す）、ならびに波と平行した軸のまわりに可
   撓性の複合パネルを作るため波の山にそつて前記
   第１裏地シートに接着されている波形裏地シート
   からなり、前記ラミネートが応力を加えぬ場合に
   は平らなラミネートであり、波形裏地シートが金
   属シートである複合鏡パネル。 ２ 前記前部ガラスシートの厚みが最大限1.5mm、
   好ましくは0.6〜1.0mmである特許請求の範囲第１
   項記載のパネル。 ３ 前記裏地シートのおのおのが少なくとも10、
   好ましくは少なくとも50GN／mm²のヤング率をも
   つ材料で作られている特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載のパネル。 ４ 第１裏地シートが前部ガラスシートより厚い
   ガラスシートである特許請求の範囲第１項〜第３
   項のいずれかに記載のパネル。 ５ 第１裏地シートが金属シートである特許請求
   の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載のパネ
   ル。 ６ 前記金属シートあるいは少なくともその一つ
   がスチール、アルミニウムあるいはアルミニウム
   合金製である特許請求の範囲第１項記載のパネ
   ル。 ７ 前記金属シートあるいは少なくともその一つ
   が厚み0.5〜1.5mmである特許請求の範囲第５項ま
   たは第６項記載のパネル。 ８ ある凹面のあるいはより凹面度の大きな反射
   鏡を作るためラミネートをその構成シート群の弾
   性限度内でまげる時、該可撓性ラミネートが前部
   ガラスシートの厚み外にくる中立曲げ面を有する
   ように前部ガラスシートならびに第１裏地シート
   が選択されかつ接合せられる特許請求の範囲第１
   項〜第７項のいずれかに記載のパネル。 ９ 波形裏地シートが非優角台形波形を有する特
   許請求の範囲第１項〜第８項のいずれかに記載の
   パネル。 １０ 波形裏地シートの片側の各山が反対側の山
   群の共通幅とはことなつた同一の幅を有し、第１
   裏地シートがこの狭い方の山群に接着されている
   特許請求の範囲第９項記載のパネル。 １１ 第１裏地シートが波形裏地シートに接着さ
   れている特許請求の範囲第１項〜第１０項のいず
   れかに記載のパネル。 １２ 支持体上にもうけられた特許請求の範囲第
   １項〜第１１項のいずれかにかかる少なくとも一
   つの鏡パネルからなる太陽エネルギーコレクタ
   ー。 １３ 前記鏡パネルあるいはその少なくとも一つ
   が日光反射装置にもうけられている特許請求の範
   囲第１２項記載の太陽エネルギーコレクター。 １４ 前記鏡パネルあるいはその少なくとも一つ
   が、その支持体により凹型に彎曲し保持されてい
   る特許請求の範囲第１２項または第１３項記載の
   太陽エネルギーコレクター。