JPH07209508A - 宇宙集光器用反射鏡及びその製造方法 - Google Patents

宇宙集光器用反射鏡及びその製造方法

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JPH07209508A
JPH07209508A JP6003534A JP353494A JPH07209508A JP H07209508 A JPH07209508 A JP H07209508A JP 6003534 A JP6003534 A JP 6003534A JP 353494 A JP353494 A JP 353494A JP H07209508 A JPH07209508 A JP H07209508A
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JP
Japan
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frame
reflector
space
reflecting mirror
thin film
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JP6003534A
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English (en)
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Toshio Taguchi
俊夫 田口
Shigeru Mori
茂 森
Hajime Okita
肇 沖田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 宇宙空間で使用される太陽エネルギーの集光
用反射鏡に関し、宇宙空間に素材をロケットで打上げ、
同宇宙空間で効果的に反射鏡を製造する。 【構成】 表面が凹面形状のプラスチック、軽量合金、
等からなる計量フレーム1の表面にAl,Ag等を蒸着
したプラスチックフィルムからなる薄膜フィルム反射材
2の接着剤3で接着されて反射鏡20を構成する。この
ような反射鏡のフレーム1及び薄膜フィルム2の素材と
共にこれらを加工、成形する成形、切断、接着装置をロ
ケットで所定の宇宙空間に打上げ、同宇宙空間で反射鏡
を製造するので、しわのない高性能な反射鏡ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は宇宙空間で使用される太
陽エネルギーを集光する集光器用反射鏡およびその反射
鏡の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】宇宙空間で使用される太陽エネルギーを
集める集光器には、例えば、特開平03−104800
号に開示された外形が図7に示すような集光装置があ
り、大きな面積を必要とする凹面又は放物面Sを持つ集
光器40がある。このような大きな集光器を地上から宇
宙空間に輸送する場合、打上ロケットの貨物室の中に入
れる必要があるため、小さな体積となるように収納し、
宇宙空間に輸送後、大型構造物に展開する必要がある。
この展開する手段としては、機械的に展開する方法と密
閉された変形可能な容器(バルーン等)を加圧し変形さ
せる方法がある。
【0003】機械的に展開する場合は、展開のための機
構や駆動系を装備する必要があり、多くの特許が出願さ
れているが、代表的な例としては前述の特開平03−1
04800号「ソーラ集中・放射組立体」がある。この
方式では図7に概略を示すように集光装置40を宇宙空
間で展開するためには複雑な機構、システムが必要とな
り、又、地上で成形した反射鏡の曲率が宇宙空間へのロ
ケットによる打上げ時の加速度で変形しないように剛性
を持たせた構造とするため重量が増加し、軽量化、コン
パクト化に限界があり、さらに収納・展開時に反射面が
摺動傷により反射率が損なわれないように構造上の工夫
が必要などの問題点がある。
【0004】又、加圧により変形させる場合には、例え
ば、特開昭62−251703号「太陽光集光装置」が
ある。この例では、図示省略するが、宇宙空間において
加圧して形成した集光装置は多重バルーンの一部が太陽
光を反射してその他の部分が透明であるようにして多重
反射板型を構成し、使用しない時には小さく収納し、収
納場所を小さくし、本体を軽量にしたものである。しか
し、このような方法で集光装置を加圧によって変形させ
ても形状維持のため加圧を保持する事はデブリ等の貫通
可能性を考えると困難であり、このままでは実用に供し
えない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来種々
検討されている宇宙空間での太陽エネルギーの集光装置
の輸送は、集光装置をロケットの貨物室に小さな体積に
して収納し、宇宙空間に輸送する。その後、(1)機械
的に展開する方法、(2)加圧して変形させる方法、に
より宇宙空間で集光装置として組立てるが、これらの方
法は前述のようにいずれも機構が複雑となったり、又加
圧による形状の維持等、さまざまな問題があり、実用に
供しえないのが現状である。
【0006】本発明は、このような前述の課題を解消す
るように宇宙空間での大型の凹面を有する宇宙集光器用
反射鏡とその製造方法を提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はそのため、宇宙
集光器用反射鏡を凹面に成形したプラスチック、FR
P、軽量合金、等よりなる軽量なフレームと、このフレ
ームの表面に接着する可撓性の薄膜フィルム反射材とで
構成する。又、この反射材をプラスチックフィルムに、
例えばAl,Agを蒸着してなる反射鏡も提供する。更
に宇宙集光器用の反射鏡の製造方法としてフレーム素
材、反射材の素材と共に反射鏡の加工、成形用の設備を
ロケットで所定の宇宙空間に打上げて同宇宙空間でこれ
ら素材と設備により反射鏡を製造する方法も提供する。
【0008】即ち、請求項1の発明は、宇宙空間におい
て太陽エネルギーを集光する宇宙集光器に複数枚接続し
て用いられる反射鏡であって、表面が凹面状に成形され
た軽量フレームと、同軽量フレームの表面に接着された
可撓性の薄膜フィルム反射材とよりなることを特徴とす
る宇宙集光器用反射鏡を提供する。
【0009】又、請求項2の発明として、請求項1の発
明において、可撓性の薄膜フィルム反射材はプラスチッ
クフィルムに金属の反射材を蒸着してなることを特徴と
する宇宙集光器用反射鏡も提供する。
【0010】更に、請求項3の発明として、平板状フレ
ーム素材およびロール状に巻かれたフィルム反射材の素
材をフレーム成形装置、素材切断装置、接着装置と共に
ロケットに搭載して所定の宇宙空間に打上げた後、同宇
宙空間において、前記平板状フレーム素材を前記フレー
ム成形装置によって凹面状にプレス成形して軽量フレー
ムとし、前記ロール状に巻かれた薄膜フィルム反射材の
素材を前記素材切断装置で切出して薄膜フィルム反射材
とし、同薄膜フィルム反射材は前記接着装置により凹面
状に変形させながら、前記軽量フレームに接着して反射
鏡を製造することを特徴とする宇宙集光器用反射鏡の製
造方法を提供する。
【0011】
【作用】本発明はそのため、請求項1の発明において
は、宇宙集光器用反射鏡は凹面成形された、プラスチッ
ク、FRP、軽量合金等を素材とした軽量フレームと、
その上に接着された可撓性の薄膜フィルム反射材とで構
成したので宇宙空間において、多数枚の反射鏡をわずか
ずつ傾きを違えて連接して設置することにより、全体と
して大きな凹面を形成する太陽エネルギーの集光装置を
容易に組立てることができる。
【0012】又、請求項2の発明では、請求項1の発明
の可撓性の薄膜フィルム反射材としてプラスチックフィ
ルムに、例えば、AlやAg、等の金属の反射材を蒸着
する構成としたので反射材の素材の製造が蒸着装置を用
いて大量に連続して製造することができる。
【0013】更に、請求項3の発明は、次の工程で宇宙
集光器用反射鏡を製造する。
【0014】(1)プラスチック、FRP、軽量合金な
どの平板フレーム状素材と、薄膜フィルム反射材の素材
をロール状に巻いたものと、平板フレーム状素材から軽
量フレームの表面を凹面に成形するための成形装置と、
ロール状の反射材の素材から軽量フレームの寸法と略等
しい寸法の反射材を切り出す素材切断装置と、切り出さ
れた反射材を圧力差を利用して、該凹面状フレームと略
同一の形状に滑らかに変形させ、接着剤等を介して接着
させる接着装置とを、ロケットに搭載し、宇宙空間の所
定の場所、例えば、宇宙ステ−ションへ打上げる。
【0015】(2)宇宙空間で、該平板状フレーム素材
を成形装置を用いて所定の凹面形状に、プレスし、軽量
フレームを成形する。
【0016】(3)ロール状素材から、プレス成形した
凹面形状のフレームと略等しい寸法の薄膜フィルム反射
材を素材切断装置を用いて切り出す。
【0017】(4)接着装置を用いて軽量フレームある
いは切り出した薄膜フィルム反射材の表面に接着剤塗布
等の処理を行い軽量フレームと薄膜フィルム反射材とを
周辺部でまず接着する。
【0018】(5)前記(4)の作業後に軽量フレーム
と薄膜フィルム反射材との間に空隙が残っているため、
接着装置により薄膜フィルム反射材の外側に圧力をかけ
てこのフィルム反射材を滑らかに変形させ、軽量フレー
ムの凹面に接着させる。
【0019】(6)以上の工程により、凹面形状を持っ
たしわのない高性能の宇宙集光器用反射鏡を宇宙空間に
おいて大量に製造することができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図1は本発明の一実施例に係る宇宙集光
器用反射鏡で、(a)はその断面図、(b),(c)は
その平面図である。図1(a)において、反射鏡20は
凹面状の軽量フレーム1およびこのフレームに接着剤3
を介して接着された薄膜フィルム反射膜(反射材)2と
から成っている。このフレーム1は軽量とするためプラ
スチックもしくはFRPもしくは軽量合金製が好まし
い。反射膜2はAl蒸着プラスチックフィルムもしくは
Ag蒸着プラスチックフィルムなどの可撓性の薄膜フィ
ルム状の反射材である。
【0021】(b),(c)は反射鏡20の平面図を示
し、(b)は矩形状反射鏡20の場合、(c)は円形状
反射鏡21の場合を示し、反射鏡20、21の周囲には
取付用のフランジ面20a,21aが成形されている。
この他にも図示省略するが、六角形状、三角形状等の反
射鏡でも良い。
【0022】次に、本発明の一実施例に係る反射鏡の製
造方法について説明する。図2は反射鏡製造過程におけ
る平板状フレーム素材の斜視図、図3は同じく製造過程
における反射材素材の斜視図、図4は同製造方法におけ
るフレーム成形装置の断面図、図5は同製造方法におけ
る接着装置の構成図、図6は本発明の反射鏡を用いて集
光器を組立てる場合の斜視図である。
【0023】平板状フレーム素材1’は図2に示すよう
に複数枚積み重ねてロケット内に収納し、打上げる。図
2は矩形状反射鏡用の平板状フレーム素材1’の場合を
示すが、その他の円形、多角形状でも同様に凹面成形し
ていない平板状なので隙間なく重ねることができ、コン
パクトにロケット内に収納できる。
【0024】反射材素材2’は図3に示すようにロール
状に巻いた状態でロケット内に収納し、打上げる。
【0025】これらの平板状フレーム素材1’、ロール
状の反射材素材2’は、後述のフレーム成形装置A、反
射材素材切断装置(図示省略)、接着装置Bと共にロケ
ットに収納されて宇宙空間の目的の場所、例えば、宇宙
ステーション、へ打上げられる。所定の宇宙空間におい
て次の手順で反射鏡が製造される。
【0026】平板状フレーム素材1’は図4に示す成形
装置Aにより周辺部にフランジ面を設け、凹面状にプレ
ス成形される。成形装置Aは凹面金型4及び凸面金型5
とからなり、両者の間に平板状フレーム素材1’を挿入
した後、図示しない加圧装置により加圧して、軽量フレ
ーム1をプレス成形する。
【0027】次に、凹面に成形された軽量フレーム1の
表面に接着剤3を塗布した後、その上に、ロール状反射
材素材2’から図示省略の反射材切断装置により矩形状
に切断した薄膜フィルム反射材2を、周辺部を合わせて
重ね接着装置Bにて次のように、で接着する。
【0028】接着装置Bはフード6、送風孔7、送風機
8、ガスボンベ9、配管10から成り、フード6を薄膜
フィルム反射材2にかぶせて、ガスボンベ9から配管1
0を通って供給されるガスを送風機8を介して送風孔7
からフード6内に吹きこむ。
【0029】すると、フード6と薄膜フィルム反射材2
との間の空間の圧力が上昇して可撓性の薄膜フィルム反
射材2は圧力によって滑らかに弾性変形し、凹面の軽量
フレーム1と接着する。
【0030】この時、薄膜フィルム反射材2がしわの入
った状態で接着されると、反射鏡としての性能が低下す
るが、このような方法で接着すると薄膜フィルム反射材
2は弾性変形して張力のかかった状態で接着されるた
め、しわが入ることなくきれいに接着できることが地上
の実験で確認された。
【0031】図6は宇宙空間において、このようにして
製造された反射鏡20をハンドリング装置30でわずか
ずつ傾斜を違えてフレーム1のフランジ部で連結して設
置し、全体として大きな凹面鏡を形成していく過程を示
す。このように宇宙空間で製造された反射鏡20は大量
に生産されることができ、任意の宇宙空間において複雑
な展開機構や、加圧手段による変形の維持、等の問題点
もなく容易に太陽光の集光装置を組立てることができ
る。
【0032】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
による宇宙集光器用反射鏡及びその製造方法によれば、
地上で反射鏡を製造し、ロケットで打上げる場合に比較
して次のような効果を有する。
【0033】(1)反射鏡を構成する部品を素材の形で
ロケットに搭載できるため、極めてコンパクトに収納で
き、反射鏡を打上げるのに要する費用を大幅に低減でき
る。
【0034】(2)無重力の宇宙空間で凹面成形するた
め、軽量フレームの剛性は最少限で良く、大幅な薄肉
化、軽量化が図れる。地上で凹面成形した反射鏡を打上
げる場合は、打上げ時の大加速度で変形しないように剛
性を大きくする必要があり、軽量化に限界があるが、本
発明の反射鏡とその製造方法を用いて打上げる時は、軽
量フレームは平板状素材を重ねて積めるので問題なく、
薄膜フィルム反射材は、ロール状に巻いてあるので剛性
は大きく、このようなロケットで打上げ時の問題は生じ
ない。
【0035】(3)ロケットへの搭載、打上げ時にフレ
ーム素材表面に摺動傷が入っても、その後に薄膜フィル
ム反射材を接着してきれいな反射面を形成できるので反
射面に傷が付く、等の問題は発生しない。
【0036】(4)以上により、将来、宇宙空間に大規
模な発電用集光器を建設する場合には本発明は実用的な
手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る宇宙集光器用反射鏡で
(a)図はその断面図、(b)図はその平面図、(c)
図は反射鏡が円形の場合の平面図である。
【図2】本発明の反射鏡の製造過程における平板状フレ
ーム素材の斜視図である。
【図3】本発明の反射鏡製造過程における反射材素材の
斜視図である。
【図4】本発明の反射鏡製造方法に係るフレーム成形装
置の断面図である。
【図5】本発明の反射鏡製造方法に係る接着装置の構成
図である。
【図6】本発明の一実施例に係る宇宙空間での反射鏡組
立の状況を示す斜視図である。
【図7】従来の太陽エネルギーの集光器の概略斜視図で
ある。
【符号の説明】
1 軽量フレーム 2 薄膜フィルム反射材 3 接着剤 4 凹面金型 5 凸面金型 6 フード 7 送風孔 8 送風機 9 ガスボンベ 10 配管 20 反射鏡 21 反射鏡

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 宇宙空間において太陽エネルギーを集光
    する宇宙集光器に複数枚接続して用いられる反射鏡であ
    って、表面が凹面状に成形された軽量フレームと同軽量
    フレームの表面に接着された可撓性の薄膜フィルム反射
    材とよりなることを特徴とする宇宙集光器用反射鏡。
  2. 【請求項2】 前記薄膜フィルム反射材はプラスチック
    フィルムに金属の反射材を蒸着してなることを特徴とす
    る請求項1記載の宇宙集光器用反射鏡。
  3. 【請求項3】 平板状フレーム素材およびロール状に巻
    かれた薄膜フィルム反射材の素材をフレーム成形装置、
    素材切断装置、接着装置と共にロケットに搭載して所定
    の宇宙空間に打上げた後、同宇宙空間において、前記平
    板状フレーム素材を前記フレーム成形装置によって凹面
    状にプレス成形し軽量フレームとし、前記ロール状に巻
    かれた薄膜フィルム反射材の素材を前記素材切断装置で
    切出して薄膜フィルム反射材とし、同薄膜フィルム反射
    材は前記接着装置により凹面状に変形させながら、前記
    軽量フレームの表面に接着して反射鏡を製造することを
    特徴とする宇宙集光器用反射鏡の製造方法。
JP6003534A 1994-01-18 1994-01-18 宇宙集光器用反射鏡及びその製造方法 Withdrawn JPH07209508A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2825478A1 (fr) * 2001-05-17 2002-12-06 Nat Aerospace Lab Dispositif de focalisation d'ondes electromagnetiques
WO2013054869A1 (ja) * 2011-10-13 2013-04-18 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 太陽光反射用ミラー及び太陽熱発電用反射装置
JP2014163990A (ja) * 2013-02-21 2014-09-08 Fujifilm Corp 太陽光集光用反射鏡
US20150007566A1 (en) * 2012-03-28 2015-01-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method for manufacturing mirror structure, mirror structure, light collection device having same, heat collection facility, and solar thermal power generation facility

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