JPH06241578A - 太陽追尾装置 - Google Patents

太陽追尾装置

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JPH06241578A
JPH06241578A JP5029145A JP2914593A JPH06241578A JP H06241578 A JPH06241578 A JP H06241578A JP 5029145 A JP5029145 A JP 5029145A JP 2914593 A JP2914593 A JP 2914593A JP H06241578 A JPH06241578 A JP H06241578A
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primary mirror
mirror
wire guide
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Mitsuhiro Otomo
充弘 大友
Takao Shishido
昂郎 宍戸
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Tohoku Electric Power Co Inc
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2254/00Heat inputs
    • F02G2254/30Heat inputs using solar radiation

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽を追尾する主鏡の方位角と仰角を制御す
る装置を提供する。また、不使用時に主鏡を保護しエン
ジンの整備を容易にする装置を提供する。 【構成】 光学系の方位角制御に対しては、光学系を設
置してある格納庫5を、その下側に設置してある格納庫
回転装置6により装置架台4の中心周りに回転させる。
仰角の制御に対しては、主鏡1の中央下部を軸支してい
る主鏡下部支持金具10を中心とし、主鏡1の中央上部
を支えている主鏡上部支持金具11に連結したワイヤ7
を機械的に移動させ主鏡1を回転させる。主鏡1の重量
は主鏡上部支持金具11及び滑車装置12を介して錘り
14と釣り合っているので仰角は変動しない。また、不
使用時には主鏡下部支持金具10に取付けた主鏡裏返し
用ギア18により主鏡1を反転させ、スターリングエン
ジン3を整備する時は光学系から離して格納庫5の床面
に置く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽エネルギを集める
光学系の太陽追尾装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、太陽エネルギを利用する技術には
太陽電池による太陽光発電、家庭用の太陽熱温水器、主
鏡一般には放物面鏡若しくは副鏡を組合せた光学系によ
って集歛し、それを熱源として蒸気タビーンやスターリ
ングエンジンを駆動しての発電が有る。何れの技術にお
いても太陽の位置は時間の経過につれて変化するから太
陽を追尾することが、エネルギ利用効率を高める上に重
要なことになる。またこの光学系を不使用時、鏡面を汚
さないようにし、エンジンを整備しておくことも欠かせ
ない最重要課題である。
【0003】このうち太陽エネルギを利用するスターリ
ングエンジンの光学系は次の文献に記載されている。
【0004】宍戸昂郎、杉浦昌男、「中型太陽型スター
リングエンジンのための光学系とその格納フレームの試
作(その1)」、東北学院大学工学部研究報告 第23
書第1号 1988
【0005】
【発明が解決しようとする課題】太陽熱によってエンジ
ン(例えばスターリングエンジン)を駆動して発電する
システムにおいて比較的簡単に太陽を追尾し、かつ格納
する技術は確立されていい。
【0006】また、それに用いる光学系が、主鏡(一般
には放物面鏡)のみによるものであれ副鏡と組合せたカ
セグレン式のようなものであれ、これまでは格納される
システムを備えていることは極く希で、光学系そのもの
が野外にむき出しのまま設置され、特に不使用時におい
ては、鏡面が上向きの状態のままであるため、鏡面を塵
埃の降下から保護する上で問題を残している。
【0007】一方、光学系が格納されている場合でも、
格納庫の中で前後に移動出来る左右の支持台によって支
えられ使用時には格納庫の前方に人力によって移動し、
更に鏡面を太陽の位置に開くように仰角を変え方位角に
対しては格納庫自身をその後方中央の回転軸を中心とし
て回転するようにしてある。
【0008】また、不使用時には光学系を格納庫の後方
に人力によって移動し更に鏡面を塵埃から保護する上か
ら人力によって下向きにすることを行っている。
【0009】本発明の目的は、太陽を追尾する主鏡の方
位角と仰角を制御する装置を提供することにある。
【0010】本発明の目的は、不使用時に主鏡を保護し
エンジンの整備を容易にする装置を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的は、太陽を追尾
する主鏡を収納する建物と、該建物の床下に設け原動機
によりギアが回転する建物回転手段と、該ギアと係合し
基礎に固定された円周状のギアを有する建物支持手段
と、前記建物の床と天井の間に懸架し溝を有する円弧状
のワイヤガイドと、一方が前記主鏡の上部を軸支し他方
が該ワイヤガイドに摺動自在に嵌合する主鏡上部支持手
段と、前記主鏡の下部を前記建物の床に軸支する主鏡下
部支持手段と、前記主鏡上部支持手段に一部を固定され
前記主鏡上部支持手段より下を前記ワイヤガイドにガイ
ドされて回転するワイヤと、前記建物の天井を前記ワイ
ヤガイドと同方向に走行し前記ワイヤの前記主鏡上部支
持手段より上を懸垂する第1の滑車と前記主鏡上部支持
手段にかかる荷重に等しい錘りを懸垂する第2の滑車と
を有する滑車装置とを有する太陽追尾手段と、前記主鏡
と主鏡下部支持手段の間に配置され前記主鏡を下向きに
回転させる主鏡保護手段と、前記主鏡の太陽追尾時に前
記主鏡の中心にエンジンが位置するように一方の端部に
固定し他方の端部を前記建物の床に軸支した部材からな
るエンジン支持手段とを備えたことにより達成される。
【0012】
【作用】上記構成によれば、基礎に固定された円周状の
ギアと係合する建物回転手段のギアを回転させることに
より建物の方が回転し、太陽を追尾する主鏡の方位角を
定めることが出来る。
【0013】ワイヤを回転させるとワイヤに固定された
主鏡上部支持手段は、主鏡の下部が主鏡下部支持手段に
より建物の床に軸支されているので、ワイヤガイドに沿
って回転し主鏡上部支持手段の回転に伴って主鏡が回転
し太陽を追尾する主鏡の仰角を定めることが出来る。主
鏡の重量は滑車装置により錘りの重量と釣り合っている
ので、落下することなく任意の仰角を保持することが出
来る。
【0014】主鏡の不使用時にはエンジン支持手段を回
転させてエンジンを主鏡から離脱させ、主鏡保護手段に
より主鏡を下向きに回転させ塵埃から主鏡を保護するこ
とが出来る。
【0015】主鏡を所定の仰角に保持したままエンジン
支持手段のみを回転させてエンジンを床に静置すること
により、エンジンの整備が容易になる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図により説明す
る。
【0017】先ず、本実施例の構成を説明する。
【0018】図1は本発明の実施例の装置構成を示す斜
視図である。
【0019】本図に示すように1は放物面鏡からなりそ
の焦点に太陽光を集める主鏡、2は主鏡1の焦点に位置
し集めた太陽光を反射させる副鏡、3は副鏡から入射す
る太陽光により図示せざる発電機を駆動するスターリン
グエンジンで、これらの要素により太陽エネルギ発電装
置を構成する。
【0020】4は基礎に固定された円周状のギアを有す
る装置架台、5は主鏡1と副鏡2及びスターリングエン
ジン3を格納する格納庫、6は装置架台4のギアと係合
するギアを有し図示せざるモータにより駆動される格納
庫回転装置で、これらの要素により方位角制御装置を構
成する。
【0021】7は回転により主鏡1の角度を変えるワイ
ヤ、8は格納庫5の床と天井の間に配置されワイヤをガ
イドする溝が形成されたワイヤガイド、9はワイヤガイ
ド8を格納庫5に固定する仰角制御用案内板、10は主
鏡1を格納庫5の床に回転自在に軸支する主鏡下部支持
金具、11は主鏡1の上部を軸支しワイヤガイド8に嵌
合されワイヤ7の一部に固定された主鏡上部支持金具、
12は格納庫5の天井をワイヤガイド8の方向に走行し
ワイヤ7を懸垂する滑車13と主鏡上部支持金具11に
かかる荷重に等しい錘り14を懸垂する滑車群15が設
けられた滑車装置、16は滑車装置12が走行するレー
ル、17はワイヤガイド8の両端と図示せざる格納庫5
の床でワイヤ7をガイドする滑車で、これらの要素によ
り仰角制御装置を構成する。
【0022】主鏡1の下部と主鏡下部支持金具10の間
に配置され主鏡1をその仰角と直交する軸方向に回転さ
せる主鏡裏返し用ギア18により主鏡保護装置を構成す
る。
【0023】19はスターリングエンジン3を先端に搭
載したエンジン支持台、20はエンジン支持台19と係
合するギア、21はギア20と係合しエンジン支持台1
9を回転させるギア付モータで、これらの要素によりエ
ンジン整備装置を構成する。
【0024】図2は本発明の実施例の格納庫の外観を示
す斜視図である。
【0025】本図に示すように30は水平方向に開閉す
る可動屋根、31は大型の機器を搬入・搬出するための
観音開きの扉、32は人が出入りする出入口である。
【0026】次に、本実施例の動作を説明する。
【0027】太陽を追尾するために光学系の方位角を変
える時は、光学系を設置してある格納庫5の下側に設置
してある格納庫回転装置6のギアを回転させ、そのギア
と係合する円周状のギアは基礎に固定されているから装
置架台4の中心の周りに格納庫5が回転する。
【0028】こ光学系の仰角を変える時は、ワイヤ7を
回転させると主鏡1の下部を支持している主鏡下部支持
金具10は格納庫5の床に軸支されているので、ワイヤ
7に固定された主鏡1の上部を支持している主鏡上部支
持金具11がワイヤガイド8に沿って回転し、主鏡1の
仰角が変化する。一方主鏡上部支持金具11にかかる光
学系の重量は滑車群15が懸垂する錘り14と釣り合っ
ているので仰角が光学系の重量により変化することは無
い。主鏡上部支持金具11の回転につれて滑車装置12
はレール16を走行し追従する。仰角を変えるためのワ
イヤ7の回転は手動操作、太陽を自動追尾する装置によ
る操作の何れも可能である。
【0029】また、光学系の不使用時には、主鏡裏返し
用ギア18により主鏡1を裏返えしの状態にし降下する
塵埃から保護出来る。
【0030】そして、スターリングエンジン3を整備す
る時には、ギア付モータ19を回転させスターリングエ
ンジン3を光学系から離してエンジン支持台19を格納
庫5の床に置いて行う。
【0031】更に、光学系の使用時には格納庫5の上部
の可動屋根30を後方に移動して開放し、不使用時には
前方に移動し閉じる。主鏡1等の大型機器を搬入・搬出
する時は扉31を開放し、日常の出入りは出入口32を
使用する。
【0032】以上述べたように本実施例によれば、 1)太陽の追尾に際して安価で簡単な装置により方位角
と仰角の制御が出来る。 2)不使用時には、主鏡の鏡
面を降下する塵埃から保護出来る。
【0033】3)エンジンの保守管理が容易に出来る。
【0034】4)不使用時の装置全体の格納が出来る。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、安価で簡単な装置によ
り光学系の方位角と仰角の制御が出来る。
【0036】また、不使用時には、主鏡の鏡面を降下す
る塵埃から保護し、エンジンの保守管理が容易に出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の装置構成を示す斜視図であ
る。
【図2】本発明の実施例の格納庫の外観を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
1 主鏡 2 副鏡 3 スターリングエンジン 4 装置架台 5 格納庫 6 格納庫回転装置 7 ワイヤ 8 ワイヤガイド 9 仰角制御用案内板 10 主鏡下部支持金具 11 主鏡上部支持金具 12 滑車装置 13 滑車 14 錘り 15 滑車群 16 レール 17 滑車 18 主鏡裏返し用ギア 19 エンジン支持台 20 ギア 21 ギア付モータ 30 可動屋根 31 扉 32 出入口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽を追尾する主鏡を収納する建物と、
    該建物の床下に設け原動機によりギアが回転する建物回
    転手段と、該ギアと係合し基礎に固定された円周状のギ
    アを有する建物支持手段と、前記建物の床と天井の間に
    懸架し溝を有する円弧状のワイヤガイドと、一方が前記
    主鏡の上部を軸支し他方が該ワイヤガイドに摺動自在に
    嵌合する主鏡上部支持手段と、前記主鏡の下部を前記建
    物の床に軸支する主鏡下部支持手段と、前記主鏡上部支
    持手段に一部を固定され前記主鏡上部支持手段より下を
    前記ワイヤガイドにガイドされて回転するワイヤと、前
    記建物の天井を前記ワイヤガイドと同方向に走行し前記
    ワイヤの前記主鏡上部支持手段より上を懸垂する第1の
    滑車と前記主鏡上部支持手段にかかる荷重に等しい錘り
    を懸垂する第2の滑車とを有する滑車装置とを備えたこ
    とを特徴とする太陽追尾装置。
  2. 【請求項2】 太陽を追尾する主鏡を収納する建物と、
    該建物の床下に設け原動機によりギアが回転する建物回
    転手段と、該ギアと係合し基礎に固定された円周状のギ
    アを有する建物支持手段と、前記建物の床と天井の間に
    懸架し溝を有する円弧状のワイヤガイドと、一方が前記
    主鏡の上部を軸支し他方が該ワイヤガイドに摺動自在に
    嵌合する主鏡上部支持手段と、前記主鏡の下部を前記建
    物の床に軸支する主鏡下部支持手段と、前記主鏡上部支
    持手段に一部を固定され前記主鏡上部支持手段より下を
    前記ワイヤガイドにガイドされて回転するワイヤと、前
    記建物の天井を前記ワイヤガイドと同方向に走行し前記
    ワイヤの前記主鏡上部支持手段より上を懸垂する第1の
    滑車と前記主鏡上部支持手段にかかる荷重に等しい錘り
    を懸垂する第2の滑車とを有する滑車装置とを有する太
    陽追尾手段と、 前記主鏡と主鏡下部支持手段の間に配置され前記主鏡を
    下向きに回転させる主鏡保護手段とを備えたことを特徴
    とする太陽追尾装置。
  3. 【請求項3】 太陽を追尾する主鏡を収納する建物と、
    該建物の床下に設け原動機によりギアが回転する建物回
    転手段と、該ギアと係合し基礎に固定された円周状のギ
    アを有する建物支持手段と、前記建物の床と天井の間に
    懸架し溝を有する円弧状のワイヤガイドと、一方が前記
    主鏡の上部を軸支し他方が該ワイヤガイドに摺動自在に
    嵌合する主鏡上部支持手段と、前記主鏡の下部を前記建
    物の床に軸支する主鏡下部支持手段と、前記主鏡上部支
    持手段に一部を固定され前記主鏡上部支持手段より下を
    前記ワイヤガイドにガイドされて回転するワイヤと、前
    記建物の天井を前記ワイヤガイドと同方向に走行し前記
    ワイヤの前記主鏡上部支持手段より上を懸垂する第1の
    滑車と前記主鏡上部支持手段にかかる荷重に等しい錘り
    を懸垂する第2の滑車とを有する滑車装置とを有する太
    陽追尾手段と、 前記主鏡と主鏡下部支持手段の間に配置され前記主鏡を
    下向きに回転させる主鏡保護手段と、 前記主鏡の太陽追尾時に前記主鏡の中心にエンジンが位
    置するように一方の端部に固定し他方の端部を前記建物
    の床に軸支した部材からなるエンジン支持手段とを備え
    たことを特徴とする太陽追尾装置。
JP5029145A 1993-02-18 1993-02-18 太陽追尾装置 Expired - Lifetime JP2585943B2 (ja)

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