JPH07500901A

JPH07500901A - 放射エネルギー収集装置

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Publication number: JPH07500901A
Application number: JP5508032A
Authority: JP
Inventors: ヨーマンズ，アラン　ジェイムズ
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Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-06
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2016-01-31
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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】放射エネルギー収集装置Ｉ豆至上１本発明は、放射エネルギー収集装置に関し、さらに詳しく言うと、太陽エネルギー収集装置と、このような装置と太陽との整列を容易にするための手段と、荒れた天候状態で該装置を保護するための手段と、前記装置を安定化させるための手段との態様に関する。

ｌ豆立宜１太陽エネルギーを利用して加熱あるいは発電を行うには、エネルギー蓄積と転送用媒体とにおいて高温を得るために太陽放射光を集中させることが一般に必要である太陽放射光を集中させるのに使用される種々の方法がある。ある方法は、中心線が太陽を指す放物断面の円形ミラーを使用する。放物ミラーは、空中を移動する太陽の弧に追随して一定移動できるように適当に取りつけられねばならない。

さらに、空に描く太陽の弧の照準（アラインメント）は、太陽の傾きが夏至から冬至にかけて変化するように、日毎に変化する。これらの要件を満たすには複雑な機構が必要とされる。

上記方法では、ソーラエネルギーは小さな一個の焦点へ集中される。この場合、この焦点には適当な熱吸収器が取りつけられ、そしてこのエネルギーを利用地点へ転送することが難しい。

別のシステムでは、放物断面をもつ長い平行な反射用鉢が、太陽と整列される。

このシステムでは、集中は、収集用鉢の整列に平行な焦線に生ずる０反射用鉢は、−片の放物線状ミラーかあるいは一連のミラーのいずれかによって形成される。いずれの場合にも、ミラーあるいは一連のミラーを支持してその結果これらが放物跡の焦線に配置される収集器との整列から移動しないことは、焦点合わせと効率性の観点からみて重要なことである。

このために、大型で精密に形成された構造が一般に要求される。

収集器は、南北方向に整列され得る。この鉢はその日のコースを通る太陽の移動に随うことができるように取りつけられる。要件を満たすために複雑な機構がさらに要求される。

それから、太陽エネルギーは、概して適当な熱吸収液体を含んでいるパイプに収集される。バイブは、放物状反射跡の焦線に取りつけられる。

鉢収集システムでは、鉢は、さらに東西方向に整列させて取り付けできる。それから、傾きの変化を考慮して、−日に一回、鉢を太陽の弧線に整列させることが必要である。この整列を制御するのにも、複雑な機構が必要とされる。

南北あるいは東西形態のいずれかで放物反射鉢を取りつける際には、鉢は、反射用鉢の焦線に平行な軸に枢動できるように取りつけることによりそれらの焦点を太陽上に維持するように調節され、複数の回転ベアリング及び関連する取付構造体を一般に必要とする。

太陽エネルギー収集装置の反斜面を調整することも一般に必要である。そうすると、冨（扉を含む）のようなものによって生じる被害の可能性もなくなる。これは、反射ミラーの構成にしばしば高品質でそのために高価となった強化ガラスを使用することによって達成される。

さらに、保護として、ミラー面はしばしば電が落下する方向から回転されることが必要である。

免艶立ｌ互本発明の一つの様相において、流体貯蔵器（もしくは貯蔵所）と、前記流体貯蔵器内の流体上に浮いているプラットホームと、縦軸についてプラットホームを枢動するための駆動器と、前記プラットホーム上に支持される放射エネルギー収集器と、放射エネルギーを放射エネルギー収集器へ指向させるための集中器とを含む放射エネルギー収集装置が提供される。好ましくは、放射エネルギー収集器は、細長の形状であって、縦方向の枢軸に交差して延長する。

一つの好ましい形態では、流体貯蔵器は、貯蔵容器、つまり水のような流体を保持するダムのような組立てられた貯蔵器を含む。あるいは、流体は、川もしくは海の水を含んでもよい。かくして、明細書中で使用される用語「流体貯蔵器」は上述のいくつかの配置を含み、用語「貯蔵器」は天然のもしくは意図して組立てられた液体容器を含む。

本発明の別の様相では、プラットホームが液体上に浮いている時、少なくとも集中器は、強風や電や激しい雨のような荒れた天候状態に対して保護するために選択的に液体表面下に沈めることができる。本発明の一つの実施例では、プラットホーム下方へ小さな圧力が設定されて液体のプラットホーム上の浮力に対してプラットホームを制止させる。別の実施例では、プラットホームは追加的な浮力のあるもしくは浮遊性のデバイスあるいは手段を備えている。そのため、溢れによって沈められると、過度の歪みあるいは浮き出しなしに力学的に安定したみ位置まで移動する。

本発明の別の様相では、浮遊性デバイスは、プラットホームに固定されて、反射器が貯蔵器からの流体以下に沈められときにプラットホームを支持する。そしてこの場合、単位高さ当りの浮遊性デバイスの浮力は浮遊性デバイスの底部から頂部へと増加する。

本発明のさらなる別の様相では、放射エネルギー収集装置はソーラエネルギーを収集し、駆動器もしくは枢動手段がプラットホームを枢動させて太陽の移動に随わせる。

本発明のまた別の様相では、集中器は、プラットホーム上で支持される複数の並列で細長の反射器である。この場合の各反射器は、放物形で、水平な焦線上にソーラエネルギーを集中させる。そしてエネルギー収集器は、反射器の焦線で支持される。各放物形反射器は、断面が弓形もしくは平坦でもよいミラーのような複数の並列の細長の反射要素から構成されるのが好ましい。液体上で使用される場合、プラットホームは可境性の浮力ある材料から構成されるのが好ましい。そうすると、平坦な基準面を形成する液体の平坦な表面と一致することになる。その結果、反射器は、それの関連収集器上に収束されるように維持されることになる。

本発明の別の様相では、流体送り羽根車は貯蔵器内のプラットホームの下方で支持されて、プラットホームを介してボートと連絡してプラットホームと反射器との上へ水を汲み上げる０本発明のさらなる別の様相では、反対の羽根車は、各流体送り羽根車に関連づけられる０反対の羽根車は、送り羽根車と共に動作できて、変流器が送り羽根車と反対の羽根車との間に配置されて、送り羽根車と反対方向に流体に力を及ぼす。

本発明のまた別の様相では、導管は、一つあるいは両方の羽根車に結合されて、一つあるいは両方の羽根車に隣接する流体を縦方向に指向し、そして他端で流体を少なくとも部分的に水平方向に指向するように形成される容易かつ安価に構成かつ動作できる放射エネルギー収集装置を提供することが発明の目的である。

集中器がその関連収集器との整列を維持できる放射エネルギー収集装置を提供することが発明の別の好ましい目的である。

ソーラ集中器が太陽との整列を容易に維持できる放射エネルギー収集装置を提供することが発明の別の好ましい目的である。

損害を受ける可能性のある天候状態あるいはそうでない場合でも簡単に保護できる放射エネルギー収集装置を提供することが発明のさらに別の好ましい目的である。

大きな表面積上の放射エネルギーを収集するのに単純かつ容易に組み立てできる放射エネルギー収集装置を提供することが本発明のまた別の好ましい目的である。

過度のねじれから生じ得る破壊あるいはその他の劣化から保護される安価な放射エネルギー収集装置を提供することが本発明のさらに別の好ましい目的である。

の　な８日本発明の好ましい実施例は、図面を参照して説明される。

図１は、本発明によるソーラエネルギー収集装置の一形態を示す平面図である。

図２は、エネルギー収集装置用の浮遊制御システムの詳細を示すエネルギー収集装置の略平面図である。

図３は、図２の線Ａ−Ａによるエネルギー収集装置の正面断面図である。

図４は、エネルギー収集装置において使用する一つの集中ミラーシステムの平面図である。

図５は、図４に示す集中ミラーシステムの端面図である。

図６は、図４及び５の集中ミラーシステムの側面図である。

図７は、プラットホーム用の浮力のある支持システムを示す平面図である。

図８は、浸水されたプラットホームを示す図７の線Ｂ−Ｂによる断面図である。

図９は、分かりやす（するために個々のミラー及び頭上の上部構造物を省略した十個の個々の平行な放物ミラーシステムの一つの大型の浮台システムの平面図である図１０は、図９及び図１１の線Ｃ−ｃにょる浮台システムの正面断面図である。

図１１は、図９における、図９の線ｃ−ｃの全領域内に示されるような浮台及びミラーシステムの部分平面図である。

図１２は、本発明による水の羽根車組立体の側面図である。

図１３は、図１２の羽根車組立体を含む浮台及びミラーシステムの部分平面図である。

図１４（ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ図１０に例示される浮遊ブロックの一つの端面図、側面図、裏返し平面図である。

叉１１江Ｕ男まず最初に図１〜３を参照すると、本発明のある好ましい形態に従って、例えば、貯水池あるいはダムあるい意図して組立てた容器から構成できる円形の水用の容器もしくは貯蔵器１１を含むソーラエネルギー収集装置１０が例示されている。この容器１１は、その内部に水を閉じ込め入れている外壁１２を含む。プラットホーム１３は、容器１１内に配置されて、（水面）レベル１５で容器】１内に収容された水１４の上に浮いている。プラットホーム１３ば、発泡プラスチック材料のような浮力のある材料から構成してもよいし、またはこのような材料の層上に取りつけられてもよい。別法として、プラットホーム１３は、空気を密封した容器で形成されてもよいし、あるいはこれを浮かせる他の手段を備えていてもよい。

輪１６は、プラットホーム１３に固着されるかあるいはプラットホームと一体で形成されてプラットホーム１３の外径の周囲にほぼ水密のスカートを形成する。

この輸１６は、プラットホーム１３の裏側下方に延長している。

図２及び３に図示されるように、溝１７が、容器１１の基部１８内に構成され、容器１１の周縁に沿って全体的に連続して環状形状となっている。？Ｒ１７の外径が輪１６の外径より小さいことから、水が容器１１から排水されると輸１６が載ることになるランド１９が形成される。

ガイドローラー２０が容器壁１２の内面に沿って（内径の周りに）取りつけられて輸１６を押すことによってプラットホーム１３の各位置を維持する。一つあるいはそれ以上のローラー２０は、モータ駆動されてプラットホーム１３を都合よく回転させ、ソーラエネルギー収集装置１０と太陽との整列を制御する。

一つもしくはそれ以上の排水口用のバイブ２１は、適当なポンプ及びバルブユニット２２に連結されて、プラットホーム１３の下方から排水口２４を介して流すことによってプラットホーム１３の上方へあるいはバイブ２３を介して補助貯水池（図示なし）へ、水を汲み出し可能にする。水流の速度及び方向は、ポンプバルブユニット２２によって制御できる。容器１１の基部１８は、さらに樋２５を備えている。この樋２５は、バイブ２６を介してポンプバルブユニット２２に連結されている。

並列の態様で図１に図示されるように配置された複数のソーラ集中器２７は、プラットホーム１３上に支持される。これらソーラ集中器２７のそれぞれは、図４及びＳでさらに詳しく図示されるように、一つの大きな細長い放物ミラーとして動作しかつこれを定義するように、曲線形状か平面形状か角度のある形状のいずれかの一組の並列ミラー２８から成る。これらミラー２８は、ブラツクバイブのような、頭上のエネルギー収集器のバイブ２９上に太陽光線を収束するように配置される。この収集器バイブ２９は、ミラー２８の上方の三角形状の適当なフレーム３０に取りつけられる。蒸気タービン駆動電気生成プラントへのエネルギー供給のような、ある知られた手法での熱エネルギーの収集と業界で共通の何らかの手法での連続使用とを考慮して、収集器バイブ２９は共に適当に結合される。

このため、収集器バイブ２９は、熱吸収オイルのような、熱もしくはエネルギー吸収媒体を運ぶことができる。個々の集中器２７の収集器バイブ２９は例えば多岐管を介して共に結合でき１．バイブ２９によって運ばれる加熱媒体は、蒸気生成に使用できる、別法として、収集器バイブによって運ばれる媒体は、媒体から熱を取り出すのに使用される閉鎖系及び熱交換機内を循環させることもできる。

集中化ミラー２８の整列時の僅かな誤差を補償するために、弓形反射器３１が、収集用バイブ２９の上方に位置して、それにより像を作らない（ノン−イメージング）光学集中器として動作するように組み立てられる。

放射エネルギーはフレーム３０の要素と構造体の他の構成要素とが遮断しなければ集中ミラー２８に直接衝突することから、熱収集を改善するためには、鏡もしくは反射面３２（図６参照）が、このような構成要素に固着されるかあるいはその一部を形成してもよい。面３２は、ミラー２８の焦線に対して実質的に９０度で設定されて、太陽の放射エネルギーを図６の矢印で示されるように面３２からミラー２８上に反射させて収集器バイブ２９もしくは反射器３１に収束させる。

好ましい形式でのプラットホーム１３は、軽（薄い発泡プラスチック材料のような可撓性の浮力のある材料から構成される。かくして、浮いている時のプラットホーム１３はそれが可撓性でその浮いている液体の平坦面に一致することから平坦な平面の姿勢を維持する。集中化ミラー２８は、かくしてその関連する収集器バイブ２９に対して正確に収束されるもしくは実質的に収束される姿勢を維持することになる。プラットホームが何らかの、例えば波の動きによって動いても、収集器バイブ２９もこれに一致して動く、そのため、収集器バイブ２９は、その関連ミラー２８の焦点にもしくは実質的に焦点にあり続ける。プラットホーム１３に軽い可撓性の浮力ある材料を使用すると、ミラーがこれらの収集器との整列を維持されることを保証すると同時に、このシステムのコストを大幅に低減する。

上述したように、プラットホームを回転させるために、一つもしくはそれ以上のローラー２０がモータ駆動され得る。このため、ローラーの内の−っ２０’が、ベルト３３を介して駆動ローラー３４に結合できる。駆動ローラー３４は、サーボモータあるいは他の動作手段３５によって駆動されるように適合される。サーボモータ３５の動作は、追跡（トラッキング）装置３６によって制御される。追跡装置３６は、フォトトランジスタあるいは他の光感知手段と、太陽とこれｄとの整列に合わせて光感知手段を覆う影を作る影形成手段とを使用する装置のような何らかの知られた型である。当然ながら、多くの異なる代替システムを使用して、タイミングシステムのような太陽の移動に従ってプラットホーム１３を制御あるいは移動できる。

使用の際には、太陽が東に上ると、追跡装置３６はサーボモータもしくは動作手段３５と駆動滑車３４とベルト３３とホイール２０°とを介して浮いているプラットホーム１３を回転させて集中器２７を移動させる。その結果、これらの縦軸は、水平において太陽の縦の経線に向けられる。かくして、集中器２７の縦軸は、太陽と交差する鉛直平面内にある。太陽がその弧に亘って移動するにつれて、水平における縦の経線のその変化は、集中器２７によって追跡される。容器１１内の液体１４上に一部いていて集中器２７を支持するプラットホーム１３はその駆動システムによって回転されるので、集中器２７の縦軸は太陽に整列したままである。か（して、太陽が空にある全時間において、収集装置１ｏは、太陽からの最大放射エネルギーに晒されて、エネルギー収集を最大にする。浮遊プラットホーム１３を使用すると、装置１０の容易かつ便利な移動が集中器２７の太陽との整列を達成し維持することを可能にする。

電（釘も含む）あるいは同様の害を及ぼす気象現象になりそうなら、ポンプ２２がオンにされて水が水用の容器１１から貯水池へ大量にくみ出されてプラットホーム１３を下げる。そして、スカートもしくは輪１６の底部は、全体的な密閉効果を得るために容器１１の基部のランド１９と接触することになる。そして、僅かな圧力低下が、全プラットホームの下で生じることになる。そして、タイムの水は、全プラットホームでバイブ２４を介してプラットホーム１３の上方の領域へ流しこまれる。

プラットホーム１３下方の圧力低下が維持されることで、プラットホーム１３が２４でくみ出される水より上方に浮きあがらないようにする。その結果、水がプラットホーム１３と関連のソーラ集中器２７とを覆ってそれらへの損害を防ぐ。

別法として、プラットホーム１３を水中に沈めたままにするためにプラットホーム１３の下の圧力低下に依存するのではなく、このために機械手段を使用してもよい。例えば、ソーラ集中器２７を沈めてこの集中器２７の反射面もしくはミラー２８を保護するよう維持するためにプラットホームを潜水させた後、容器１１の外壁１２に取りつけられる保持用ビンもしくは部材が、内側へ延長される。プラットホーム１３を再度浮かせるには、ビンもしくは部材を引き抜けば良い。また更なる別法として、プラットホームは、一つもしくはそれ以上の空気チャンバもしくは貯蔵器を備えることができる。この空気チャンバもしくは貯蔵器は、水で満たされてブラットホ−ムを沈めるかあるいは空気で満たされてプラットホームを浮かせることができる。

水をバイブ２６を介して樋２５へ指し向けることによって、容器１１へ戻すことができる。ある程度の可撓性がプラットホームにはあるので、水をプラットホーム１３の中央下方に位置する樋２５へ指し向けると、プラットホームムの中央部が僅かに押上げられることになり、そして、集中器２７の再度の露出が要求されるどきには、有効かつ素早い水の排水を保証することになる。

図７及び８は、プラットホーム１３が湖、湾、川等のような大量の水の上に配置されるときのプラットホーム１３用の浮力のある支持システムを例示している。

ここでは、プラットホーム１３は、前もって並列される複数の集中器２７として含んでいるのであるが、集中器２７の内の一つしか完全には図示されてない。この実施例のプラットホームム１３は、その周囲に、上部縁の一つの浮き部材あるいは一連の浮き部材３８で終端する直立リム３７を備えている。図示されるこの実施例では、浮き部材３８は、環状形状であり、リム３７について十分に延長する発泡プラスチック材料から構成できる。さらに、浮き部材３９は、各放物線形の集中器２７と結合されて、集中器２７の中央の通常形となる部分に位置付けられる。好ましくは、部材３９は、ステム４０に取りつけられて集中器ミラー２８から離される。部材３９は好ましくは細長い長さの発泡プラスチック材料か構成され、ステム４０が部材３９を堅固に支持する。別法として、ステム４０は、短い長さのワイヤーもしくは他の可撓性の取付手段から構成できる。

例えば、荒れた天候状態の際に、図８に図示するように、プラットホーム１３を沈めることが所望される場合、水は、従来のポンプのような何らかの適当な手段によってプラットホーム１３上面に簡単に汲み上げられる。

別法として、プラットホーム１３は、図８に図示されるように一つもしくはそれ以上の給水及び排水用組立体４１を備えることができる。各組立体は、プラットホーム１３を介して、プラットホーム１３の下方へ延長する環状スカート４３と整列される開口４２を有する。プラットホームの上側に構台（ガントリー）４６によるような何らかの適当な形式で支持される駆動モーター４５に結合される羽根車４４が、スカート４３内に配置されてスカート４３内の液体内に沈められている。モーター４５が第一方向に駆動されると、水はスカート４３と開口４２とを介してプラットホーム１３の下側から上側へ力を受ける。プラットホーム１３から水を抜きたい時は、モーター４５は反対方向に駆動されて羽根車４４の回転を逆にし水を開口４２を介して排水する。

プラットホーム１３上に汲み上げられた水は、リム３７によってその上に保持されることになるので、プラットホームは沈み始める。プラットホーム１３の側面が最初に沈み易い場合には、それらは浮力のあるリム部材３８によって支持される。リム３７の間のプラットホーム１３の領域が浮き部材３９によって支持されて力学的安定な平衡が達成されるまで、水は、プラットホーム１３の上に（み上げ続けられて集中器２７を沈める。リム２７によって保持されていた水が排水されると、プラットホーム１３が再度水面に浮上して集中器２７を太陽に晒す。

さて図９を参照すると、典型的な浮台な有する本発明の別の形態が平面図で例示されている。この中では、複数の各反射ミラーと頭上のソーラ収集システムとこれらの取り付けについては省略されている。これらの要素は、図８に例示される。図９は、浮力のある浮台５２を図示する。この浮台５２には、溝もしくは平たい部分（フラット）５３が異なる角度で形成されており、平たい細片ミラー５４がその上に固着される。これらのミラー５４とこれに関連する溝とは放射エネルギーの光線（代表的には、太陽光線）をソーラ収集バイブ５６に集中させるような角度で設定される。さらに、ミラー５４の整列がわずかでも不精確であれば、太陽光線５５は、反射スクリーン５７で反射されて、ソーラ収集バイブ５６に当たる。

ソーラ収集バイブ５６と反射スクリーン５７とは、適当なフレーム５８に取りつけられ、フレーム５８は直接浮台５２に取りつけられる。別法として、フレーム５８は、例えばフレーム５８を浮遊ブロック５９に取りつけることによってのように、浮台に間接的に取りつけることもできる。この場合、浮遊ブロック５９自身が、直接浮台５２に取りつけられる。

通常の動作では、浮台５２は、参照番号６１によって指示されるような水の相対レベルで貯蔵器内に浮いている。当然、貯蔵器とは、人工プール、天然の湾、入り江あるいはダムのいずれかのある適当な大量の水を湛えた場所でもよい。

ミラー５４が電により起こり得る被害から保護されるべきであるということを示す天候状態であれば、貯蔵器からの水は適当な手段によって浮遊浮台５２の上面に汲み上げられる。

浮台５２の外径（あるいは、円形形状でない場合には、外縁）は、発砲ポリスチレンのような適当な浮遊媒体から構成される浮遊ブロック５９によって定義される小さな壁に固着するかあるいは浮台５２の一部をこの小さな壁に形成した。さらに、付加的な長手方向の浮遊ブロック６０が浮台５２の上に取りつけられかつしつかり固着される。図１４ａ〜Ｃに詳しく例示されるように、これらの浮遊ブロック６０は、それらの底面に切り抜きもしくはスロット６３をもつ（図１１参照）。

さらに、浮台５２がそれ自体単一部材であってもよいが、長い並行な個々の浮台構造体を結合することによって大きな浮台５２を形成することは本発明の技術範囲内であるということは理解されるべきである。個々の浮台構造体は、例λば図１０の参照番号６４で図示されるように何らかの適当な方法で共に固着できる。

駆動シャフト６７に取付けられる羽根車６５及び６６は、プラットホーム５２を貫通する離された囲いボート７０に隣接して浮台５２の全領域内に位置付けられて固着される。駆動シャフト６７は、図示されるように磁心ブラッケット６９によってのように、浮台５２に適当に取付けられる適当なモーター６８によって駆動される（図１２及び１３参照）。上側の羽根車６５と下側の羽根車６６とは、後述されるような目的のために羽根の羽根角を反対にするのが好ましい。

ボート７０は、浮台５２の基部に位置付けられて浮台５２の下方からこれを介して浮台５２の上方への水の流れを可能にする。そして、その逆も可能である。図１２に示される好ましい実施例では、浮台５２は、それ自体十分な浮力のある材料から製造されるため、ミラー５４を備える全装置を水のレベル以上に支持する。したがって、ボート７０は図示されるように開放できる。

別法として、通常の動作中にミラー５４を水のレベル以上に維持するために浮台５２に追加的な浮力が必要ならば、浮台５２は、外側リムが十分な液体を除去した場合のある容積を囲むほぼボート同様の形状にすることもできる。このため、浮台の周囲の水のレベルがリムの頂部以上に上がることはない（それに、ミラー５４が浮台の周囲の液体のレベルより低いレベルに配置されたとしても、ミラー５４は必ずしも液体で覆われるとは限らない、）この別の実施例では、ボートは通常動作中は閉じられるのが好ましいであろう。これは、動作中の要求に応じて適当に制御されるバルブを使ってボートを開は閉めすることによって達成できる。

追加的な導管もしくは囲い板７１を、さらに含んで水の流れを方向付ける助けをしてもよい。導管７１は、羽根車６５及び６６の中間に位置付けられる。別の導管システム７２は、一つあるいはそれ以上の下側羽根車６６に隣接して備えるのが好ましい。導管システム７２は、適当に取付けられて羽根車６６による水の鉛直方向の流れを水平方向の流れへ方向づけで、浮台５２の移動を制御可能にする。制御は、選択的に方向づけできる単一の導管システム７２を備えることによるこの方法で達成できる。あるいはまた、このシステムに各々が別々に方向づけられる複数の羽根車６６を備えつけることによっても達成できる。そうして、移動は選択した羽根車だけ動作することによって制御される。

当然ながら、浮台５２を外部から駆動することは、本発明の少なくとも一つの態様の範囲内にあるだろう。例えば、浮台５２がプールの淵に隣接して確実に位置付けできるプール内に位置するなら、太陽の移動に随う浮台５２の移動は、例えば図２及び３の上記実施例に示されるように、プールの淵で適当に駆動し浮台を結合することによって達成できる。

この装置の上述の好ましい実施例の動作は、かくして次の通りである。

通常の動作における、ミラー５４が太陽に晒されているときの、浮台５２とこれが浮いている貯蔵器との間の水の相対レベルは、参照番号６１で指示される。浮台５２の方向付けは、上述のように、太陽の状態に反応して導管７２によって適当に制御できる。

天候状態が電のようなものにより生じるミラー５４への損傷の可能性を示すならば、モーター６８が駆動されて貯蔵器内の水をボート７０を介して浮台５２の上面へ汲み上げる。

本来的な傾きが特定領域に集中する水のため生ずることから、浮台５２は、ボート７０の位置の広い範囲で沈められ、結果として同時に、残りの高い領域のミラー５４が天候による危険に晒されたままになる。しかしながら、浮遊ブロック５９．６０は、それらが基部から頂部−の広い部分へ概してテーパ状になっている。このテーノ（形状は、ある特定領域内の水の集中を浮台の表面全体に広がらせて、保護用水が十分な深さで全てのミラー５４を覆うように供給されることを保証する。かくして、ミラー５４は、図１０の参照番号６２によって示されるあるレベルの水によって確実に保護される。実際には、浮遊ブロック５９．６０のテーパー状の形状は、水の調和と十分な深さが溢れ過程（フロディング・プロセス）を通して維持されることを保証する。（さらに、浮台５２上の十分な水の溢れは浮遊ブロック５９．６０の底部に切り込まれた開口６３によって補助され、開口６３は浮台５２上へ汲み上げられた水が全浮台５２上での循環を可能にする。

）浮遊ブロック５９．６０が連続してテーパー状あるいは一方側だけテーパー状にするのではなくステップをつけることにより所望の段差のある浮力を選択的に提供できることは理解されるべきである。しかしながら、このような形状では、浮遊ブロックの水平断面積が、浮台５２からのある特定の距離であるものが別のものと等しくなることが非常に好ましい。

ミラー５４にとって危険な期間中は、モーター６８が十分な速度で動作し続けるので、上側羽根車６５がミラー５４上にレベル６２の保護用水を維持する。

ミラー５４への危険性がないときには、モーター６８は止めることができる。羽根車６５を止めると、浮台５２の本来の浮力により、ボート７０を介して戻る逆流が可能になる。その結果、浮台５２はミラー５４が露出するように浮き上がって、再び太陽エネルギーを収集パイプ５６へ反射することを可能にする。さらに、好ましい実施例では、浮台５２を形成する個々の部片の固＠（参照番号６４で示される）は、通例、この部分を通じての漏れも起こりやすいようである（このような漏れは当然ながら十分に最小にされるべきであるが羽根車６５はミラー５４を保護する必要がある時の天候期間中、水な所望のレベル６２に維持することができる）、当然ながら、水が４台５２を覆っであるレベル面を維持する場合の浮遊ブロック５９．６０の動作は水のボケ・ソトとなって浮台５２−ヒに水がトラップされないようにして装置の効率よい動作を抑制しているときに補助するだろうことは理解されるべきである。

当然ながら、浮遊プロセスを促進するためには、モーター６８は逆回転されて羽根車６５が水の流れをボート７０を介して下方へ指向させる。このような動作は、また、上述した本発明の代わりの実施例（すなわち、浮台がボートのような形状をしている場合）にも使用される。この場合、羽根車６５は、かくして浮台から水を除去する排水ポンプとして機能する。

羽根車６５の動作中は、ボート７０を介しての上昇する水の流れは、ボート７０と羽根車６５とに隣接する領域の浮台を局所的に沈ませる傾向にある。しかし、同一の駆動シャフト１７で回転する他方の羽根車６６の反対向きの羽根角が、平衡にする上昇力を生ぜしめることによってこの動きを防止する。結合された羽根車６５．６６の各羽根角と羽根面積を適当に選定することによって、荒れた天候時に液体を浮台の上へ汲み上げることから生じる力にもかかわらず浮台５２はあるレベルの様態に確実に維持される。

当然ながら、荒れた天候が止んで浮台５２から水を除去している間、羽根車６５．６６の反対の回転が所望されるなら、二つの羽根車６５．６６によって誘導される鉛直方向の力は反対方向である。それによって、底部の羽根車６６は浮台５２がボート７０の位置で上昇する（この場合、様態が不都合にもボート７０から離れた低い部分の浮台２に液体を集中させやすい）のを防ぐ平衡力を提供する。

当然ながら、同軸の羽根車６５．６６の反対の動作のために、追加導管７１はこれらの回転により発生する液体の反対の流れを分けるのに都合よく動作する。

か（して、本発明は、構成するのが比較的安価な太陽エネルギー収集装置を提供し、かつ太陽から受け取る放射エネルギーを最大にするための効率よいシステムを提供する。この装置は、安価で容易に入手可能な材料から構成できそして工業上の力の発生用途に適う大型の寸法に構成できる。あるいは゛、本発明の装置は、単一家族が使用するように適用できる。ソーラ集中器及び収集器は通常実質的に水平であるように説明したけれども、いくつかの状況においては、水平に対して傾けることもできるが太陽と交差する縦面に直角での使用ではまだ横にする。

さらに、本発明の装置は特にソーラ熱エネルギーの収集に適しているけれど、この装置は更に集中され得る他の形式の放射エネルギーをも収集できるということは理解されるべきである。

プラットホームがその上で浮遊移動するように支持される液体は、貯蔵器内に配置されるのが好ましいが、川や海その他貯水容器内の水のような何か他の容量を持つ液体から構成されてもよい。

かくして、上述のようなものが本発明の例示的な実施例により開示されたけれど、これらへの修正及び補正全ては、当業者にとっては明らかなように、本発明の範囲内に含まれると考えられる。

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Claims

【特許請求の範囲】

１．流体貯蔵器と、前記流体貯蔵器内の流体上に浮いているプラットホームと、前記流体貯蔵器内で前記プラットホームを移動させるための手段と、前記プラットホーム上で支持される放射エネルギー収集器と、前記放射エネルギー収集器上に放射エネルギーを集中させるための、前記プラットホーム上の手段と、悪天候状態から保護するために前記貯蔵器からの流体以下に前記集中化手段を選択的に沈めるための手段と、を有する放射エネルギー収集装置。
２．前記沈め手段が、前記プラットホーム上に流体を汲み上げるための手段と、前記流体を前記プラットホーム上および前記集中化手段上に維持するための手段とを有する請求項１に記載の装置。
３．前記維持手段が、前記プラットホームの下方に低い圧力を設定して前記貯蔵器内へ汲み出された流体のレベル以下に前記プラットホームを固定するための手段を有する請求項２に記載の装置。
４．前記ポンピングおよび維持手段が、前記貯蔵器内の前記プラットホーム下方に支持され、前記プラットホームを介してポートと連絡する流体送り羽根車を有する請求項２に記載の装置。
５．各流体送り羽根車と結合され、前記送り羽根車と共に動作可能で前記送り羽根車と反対方向に流体に力を加える反対の流体羽根車と、前記送り羽根車と前記反対羽根車との間の変流器と、をさらに有する請求項４に記載の装置。
６．前記送り羽根車が前記反対羽根車と反対の羽根角をもち、結合された送り羽根車及び反対羽根車が共通の縦方向駆動軸に固定されて軸方向に離されている、請求項５に記載の装置。
７．前記移動化手段が少なくとも一つの羽根車に結合されかつ二つの導管開口を結合する導管を有し、前記導管が前記少なくとも一つの羽根車に隣接する前記開口を介して流体を縦方向に方向付け他方の開口を介して流体を少なくとも部分的に水平方向に方向付ける、請求項４に記載の装置。
８．前記プラットホームが十分な浮力を持って前記集中化手段を前記貯蔵器内の流体のレベル以上に支持する請求項１に記載の装置。
９．前記沈め手段が、前記プラットホーム上に流体を汲み上げるための手段と、前記流体を前記プラットホーム上および前記集中化手段上に維持するための手段とを有する請求項８に記載の装置。
１０．前記ポンピングおよび維持手段が、前記貯蔵器内の前記プラットホーム下方に支持され、前記プラットホームを介してポートと連絡する流体送り羽根車を有する請求項９に記載の装置。
１１．各流体送り羽根車と結合され、前記送り羽根車と共に動作可能で前記送り羽根車と反対方向に流体に力を加える反対の流体羽根車と、前記送り羽根車と前記反対羽根車との間の変流器と、をさらに有する請求項１０に記載の装置。
１２．前記送り羽根車が前記反対羽根車と反対の羽根角をもち、結合された送り羽根車及び反対羽根車が共通の縦方向駆動軸に固定されて軸方向に離されている、請求項１１に記載の装置。
１３．前記移動化手段が少なくとも一つの羽根車に結合されかつ二つの導管開口を結合する導管を有し、前記導管が前記少なくとも一つの羽根車に隣接する前記開口を介して流体を縦方向に方向付け他方の開口を介して流体を少なくとも部分的に水平方向に方向付ける、請求項１０に記載の装置。
１４．前記プラットホームは、前記貯蔵器内の流体を前記プラットホーム上の前記集中化手段から分離するためのリムをその周囲に含んでいて、前記沈め手段が、前記収集装置に固定されて前記装置と前記貯蔵器との間で流体を移動するように選択して動作できる流体羽根車を有する、請求項１に記載の装置。
１５．前記集中化手段が前記貯蔵器からの流体以下に沈められるときに前記プラットホームに固定されて前記プラットホームを支持するための浮遊デバイスをさらに有する請求項１に記載の装置。
１６．単位高さ当たりの前記浮遊デバイスの浮力が、前記浮遊デバイスの底部から頂部へ増加する請求項１５に記載の装置。
１７．前記浮遊デバイスは、細長でありその長さに沿って前記プラットホームに固定され、前記プラットホームに隣接する狭い底部側から広い頂部側へ外側へテーパ状になっている、請求項１６に記載の装置。
１８．前記集中化手段がソーラエネルギーを前記収集器へ反射するように位置付けられた反射器を有する請求項１に記載の装置。
１９．各反射器が焦点を持つ放物形状であり、前記収集器が前記反射器の内の一つの実質的に焦点で支持される請求項１８に記載の装置。
２０．前記集中化手段が、実質的に放物形状の反射用鉢を定義する複数の並列な細長の反射器要素を有する請求項１に記載の装置。
２１．前記収集器がエネルギー転送媒体を運ぶ細長のパイプを有する請求項２０に記載の装置。
２２．前記収集器が前記定義した放物形状反射用鉢の実質的に焦点であり前記反射器要素から離れた位置にフレーム構造によって支持される請求項２０に記載の装置。
２３．流体貯蔵器と、前記流体貯蔵器内の流体上に浮いているプラットホームと、前記流体貯蔵器内で前記プラットホームを移動させて太陽の移動を追跡するための手段と、前記プラットホーム上で支持され、それぞれが実質的に放物形状でソーラエネルギーを実質的に水平焦線上に集中させる、複数の実質的に並列の長手方向の反射器と、前記反射器の前記焦線において支持されるソーラエネルギー収集器と、悪天候状態から保護するために流体以下に前記反射器を選択的に沈めるための手段と、を有することを特徴とし、前記沈め手段が、前記貯蔵器からの流体を前記プラットホーム上へくみ上げるための手段と、前記貯蔵器の流体レベル以下に前記プラットホームを維持するための手段とを有する、ソーラエネルギー収集装置。
２４．流体貯蔵器と、前記流体貯蔵器内の流体上に浮いているプラットホームと、前記流体貯蔵器内で前記プラットホームを移動させるための手段と、前記プラットホーム上に支持される放射エネルギー収集器と、前記放射エネルギー収集器上に放射エネルギーを集中させるための、前記プラットホーム上の手段と、悪天候状態から保護するために前記貯蔵器からの流体以下に前記集中器手段を選択的に沈めるために流体を前記プラットホーム上にくみ上げるための手段と、前記貯蔵器内で前記プラットホーム以下で支持され、前記プラットホームを介してポートと連絡される流体送り羽根車と、前記集中化手段が前記貯蔵器からの流体以下に沈められるときに前記プラットホームを支持するための、前記プラットホームに固定される浮遊デバイスと、を有することを特徴とし、単位高さ当たりの前記浮遊デバイスの浮力が、前記浮遊デバイスの底部から頂部へ増加する、放射エネルギー収集装置。
２５．各流体送り羽根車と結合され、前記送り羽根車と共に動作可能で前記送り羽根車と反対方向に流体に力を加える反対の流体羽根車と、前記送り羽根車と前記反対羽根車との間の変流器と、をさらに有する請求項２４に記載の装置。
２６．前記送り羽根車が前記反対羽根車と反対の羽根角をもち、結合された送り羽根車及び反対羽根車が共通の縦方向駆動軸に固定されて軸方向に離されている、請求項２５に記載の装置。
２７．前記移動化手段が少なくとも一つの羽根車に結合されかつ二つの導管開口を結合する導管を有し、前記導管が前記少なくとも一つの羽根車に隣接する前記開口を介して流体を縦方向に方向付け他方の開口を介して流体を少なくとも部分的に水平方向に方向付ける、請求項２４に記載の装置。
２８．前記プラットホームが十分な浮力を持って前記集中化手段を前記貯蔵器内の流体のレベル以上に支持する請求項２４に記載の装置。
２９．前記浮遊デバイスは、細長でありその長さに沿って前記プラットホームに固定され、前記プラットホームに隣接する狭い底部側から広い頂部側へ外側へテーパ状になっている、請求項２４に記載の装置。
３０．ある容量の流体と、前記容量の流体上に浮いているプラットホームと、前記プラットホームを回転させるための手段と、前記プラットホーム上に支持される放射エネルギー収集器と、を有することを特徴とし、前記プラットホームが、前記プラットホームが浮いている前記流体の表面にほぼ一致するように可撓性で浮力のある材料から形成される、放射エネルギー収集装置。