JPH0319622A - 太陽光追尾集光伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮粟上生机且欽顆 本発明は、海洋牧場、野菜工場、人工飼育室、培養槽、
病院、学校、マンション等において利用されるもので、
太陽光を効率良く収集し使用目的箇所に伝送するシステ
ムに関する。

丈来致歪 従来かかるシステムにおける光伝送手段としては、石英
系、多威分硝子系または樹脂系のバンドルファイバーが
利用されている。

バンドルファイバーは細い光学繊維を多数木束にしたも
ので、各繊維は高屈折率のコア材の周囲を低屈折率のク
ラッド材で被覆した構造をしており、クラッド材は内部
全反射によってコア材の一端面に入射した光を他端まで
損失なく伝送させる。

クラッド材はコア材を被覆して円筒状をなすので、かか
る光学繊維を複数本束にするとその断面は第４図のよう
になっている。

このようにして束ねられたバンドルファイバーは可撓性
を有し、レンズまたはミラーによる集光部から使用目的
箇所まで配設され、集光された太陽光をバンドルファイ
バーの端面に入射して他端面から所要の太陽光を出射す
ることができる。

゛　しよ゛と　る゛ しかしバンドルファイバーの断面が第４図に拡大して示
すように円柱を束ねたものなので、隣接する光学繊維間
に間隙を有し、集光して該バンドルファイバーの断面に
入射された太陽光の一部は常にその間隙に入射して伝送
されず損失となり、一定の効率以上の効率は期待できな
い。

また石英系バンドルファイバーは高価であり、そのため
ハンドル径は経済的理由から自ずと制約されることにな
る。

制約されたバンドル径では太陽光集光手段に高度の技術
が必要とされ、特にレンズまたはξラにおける焦点位置
で太陽エネルギー密度を高める工夫が要求される。

多威分硝子系または樹脂系のハンドルファイバは伝送損
失が大きいことや、入射光部の耐熱性が不十分であるこ
と等の理由から特殊用途にのみ使用が限定されている。

”　するための　　および 本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的と
する処は光伝送ホースを利用することで−Ｌ記課題を解
決し効率の良い太陽光追尾集光伝送装置を供する点にあ
る。

すなわち本発明は、大陽光を集光する集光手段と、同集
光手段を常に太陽に対し一定の姿勢にする太陽追尾手段
と前記集光手段により集光された太陽光を所要箇所に伝
送する光伝送手段からなるシステムにおいて、前記光伝
送手段として光伝送ホースを用いた太陽光追尾集光伝送
装置である。

光伝送ホースは可撓性管状体をクラッド材とし、同クラ
ッド材より屈折率の高い液状コア材を内部に充填し両端
部を耐熱性の窓材で封止したもので、相当程度［コ径を
大きくすることができ、かつ経済性にも優れたものとす
ることが可能である。

したがって窓材端面に入射された太陽光は全て伝送され
、殆ど損失を受けることがなく、また集光に高度の技術
を必要どセず集光システムの自由度が高い。

さらに入射光は全て透過されるので発熱が少なく、僅か
に認められる発熱も窓材に耐熱性に優れた部材が用いら
れるため、全く問題とならない。

尖亀拠 以下第１図ないし第３図に図示した本発明に係る一実施
例について説明する。

第１図は本実施例の太陽光追尾集光伝送装置１の全体斜
視図である。

直方体状の基礎台２の上板を貫いて上方Ｃこ突出した回
転軸３の上端に、長尺平板をコ字状に折曲３ した支持体４が左右側板４ａを上方に向けて固着されて
いる。

この支持体４の左右側板４ａ間に直方体状の筺体５が回
転軸６によって揺動自在に支持されている。

前記回転軸３は、支持体４の左右側板４ａを連結する下
板４ｂの下面中央より下方へ垂設されており、基礎台２
の上面を貫通して回動自在に基礎台２に支持されている
。

そして基礎台２内に設けられたモータを駆動源とした駆
動機構により回転軸３が回動され、これと一体に支持体
４が回転軸３を中心に回動する。

また回転軸６は、筺体５の左右側板から外側方へ水平方
向に指向して同軸に突設されており、支持体４の友右側
板４ａを回動自在に貫通して筺体５を支持している。

そして一方の回転軸６は側板４ａに設けられたモータボ
ックス７内に嵌人して同モータボックス７内の駆動機構
により回動される。

したがってモータボックス７内のモータによって筐体５
は回転軸６を中心に揺動する。

４ 以上の基礎台２内のモータおよびモータボックス７内の
モータの駆動によって筐体５は姿勢を自由に変えること
ができる。

筐体５の開口部には集光レンズ１０が嵌着され、同集光
レンズ１０と同方向に太陽光の入射面を向けて太陽光位
置検出センサー１２が筺体５の側板５ａに固着されてい
る。

太陽光位置検出センサー１２の信号は、マイクロコンピ
ュータまたは差動増幅器を利用した図示されない制御機
構に入力されて、同制御機構によって分析されて太陽光
を追尾する制御信号が基礎台２内およびモータボックス
７内の駆動機構に出力され、同信号に基づきモータが駆
動されることで、筐体５に嵌着された集光レンズ１０を
常に太陽に向けるように制御される。

次に筐体５内の構造を第２図に図示し説明する。

前記集光レンズ１０は、筐体５の開「コに取付具１１に
よって嵌着され、同集光レンズ１０に対応した筺体５の
底板５ｂと、内部の中仕切板１３とに各々円孔を有し、
同円孔は集光レンズ１０とともに中心を光５ ６ 軸上Ｘ−ｘに位置させている。

かかる底板５ｂと中仕切板１３の円孔にスリーブ１４が
嵌挿され一体化され、同スリーブ１４内に光伝送ホース
２０の先端の口金部１５が挿入され、図示されないがネ
ジ等の固定具によりスリーブ１４に固定される。

光伝送ホース２０は、第３図に中央部を省略した断面図
で示すように、フッ素系樹脂からなる筒状の可撓性管状
体２１の内部に同可撓性管状体２ｌより屈折率の高い液
状コア材（フッ素系の油）２２が充填され、可撓性管状
体２１の両端開口部には硬質ガラスからなる窓材２３が
嵌合されて液状コア材２２を閉塞している。

可撓性管状体２１に嵌合される一方の窓材２３は先端の
一部を可撓性管状体２ｌより露出させている。

かかる光伝送ホース２０を保護管１６に挿入して、光伝
送ホース２０自体を外界から保護し、先端部に前記口金
部１５を嵌着する。

口金部１５はスリーブ１４と略回し長さの円筒状をなし
先端縁が内側に延出して小径の円孔を形威して、可撓性
管状体２１より前方に露出した窓材２３が同円孔に嵌合
する。

よって光伝送ホース２０の窓材２３と集光レンズ１０と
は、光軸Ｘ−ｘ上に位置して筐体５に固定され、光伝送
ホース２０はその筺体５に固定された先端部から後方へ
延出し可撓性を有することから、使用目的箇所まで自由
に配設することができる。

本実施例に係る太陽光追尾集光伝送装置１は以上のよう
な構成をしており、太陽光位置検出センサー１２、制御
機構および駆動機構に基づく太陽光追尾装置により、筺
体５の光学系の光軸ｘ−ｘ上に常に太陽が位置するよう
に筐体５の姿勢を変え、集光レンズ１０より入射した太
陽光は光伝送ホース２０の窓材２３の端面に集光して光
伝送ホース２０のコア材２２に入り伝送される。

窓材２３の入光面は均質な平面をなしているのでバンド
ルファイバーの如く（第４図参照）、繊維相互間の間隙
のような入射光の一部を無駄にする部分を有せず入射光
の全てを略損失なく伝送することができる。

７ また光伝送ホースは、経済性に優れているので、口径を
大きくするのに制約を受けることがない。

したがって光伝送ホース２０の入光部である窓材２３の
口径を大きくすることで、集光システムの自由度が増し
、一般的に利用される集光手段は全て採用可能で、この
点においてもコストの低減を図ることができる。

例えば集光手段としては、光学系硝子レンズ、樹脂レン
ズ、フレネルレンズ、放物レンズおよびこれらの組合せ
、さらに長焦点距離レンズ、大口径レンズや低Ｎ．Ａ．
値レンズの採用が可能である。

また光伝送ホース２０の窓材２３に入射した太陽光は全
て透過されるので、発熱が少なく、僅かに発生する熱も
窓材２３が耐熱性に優れた硬質ガラスを用いているので
変質等の悪影響を防止できる。

従って従来のような熱線を予め吸収して除去するような
特別な熱対策は不要である。

発曵坐羞果 本発明は、太陽光追尾集光伝送システムにおいて光伝送
手段に光伝送ホースを用いることで、単８一 純な構威で集光した太陽光を損失なく人光して伝送でき
極めて効率の高い装置を安価に供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の太陽光追尾集光伝送装
置の全体斜視図、第２図は同装置の光学系の構造を示す
断面図、第３図は同装置に用いられる光伝送ホースの一
部省略断面図、第４図はバンドルファイバーの断面拡大
図である。 １・・・太陽光追尾集光伝送装置、２・・・基礎台、３
回転軸、４・・・支持体、５・・・筐体、６・・・回転
軸、７・・・モータボックス、 １０・・・集光レンズ、１１・・・取付具、１２・・・
太陽光位置検出センサー、１３・・・中仕切板、１４・
・・スリーブ、１５・・・口金部、１６・・・保護管、 ２０・・・光伝送ホース、２１・・・可視性管状体、２
２・・・コア材、２３・・・窓材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽光を集光する集光手段と同集光手段を常に太陽に対
   し一定の姿勢にする太陽追尾手段と前記集光手段により
   集光された太陽光を所要箇所に伝送する光伝送手段から
   なるシステムにおいて、前記光伝送手段として光伝送ホ
   ースを用いたことを特徴とする太陽光追尾集光伝送装置
   。