JPH10281565A - 太陽熱集熱器 - Google Patents
太陽熱集熱器Info
- Publication number
- JPH10281565A JPH10281565A JP9098315A JP9831597A JPH10281565A JP H10281565 A JPH10281565 A JP H10281565A JP 9098315 A JP9098315 A JP 9098315A JP 9831597 A JP9831597 A JP 9831597A JP H10281565 A JPH10281565 A JP H10281565A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semi
- concave mirror
- mirror
- angle
- solar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
- F24S30/45—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with two rotation axes
- F24S30/452—Vertical primary axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/72—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with hemispherical reflective surfaces
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽熱集熱器の高さを低くしてメンテナンス
を容易にするとともに、台風等の強風時に、半凹面鏡を
下向きにして、強風に煽られないように固定できる太陽
熱集熱器を提供することを目的とする。 【解決手段】 凹面鏡をその中心より放射状に切除して
扇形の開放部４を有する半凹面鏡２を形成し、この開放
部２を下に向けて半凹面鏡２を支持枠１２に取り付ける
と共に、半凹面鏡の中心軸の角度を変更する角度変更機
構を備える。
を容易にするとともに、台風等の強風時に、半凹面鏡を
下向きにして、強風に煽られないように固定できる太陽
熱集熱器を提供することを目的とする。 【解決手段】 凹面鏡をその中心より放射状に切除して
扇形の開放部４を有する半凹面鏡２を形成し、この開放
部２を下に向けて半凹面鏡２を支持枠１２に取り付ける
と共に、半凹面鏡の中心軸の角度を変更する角度変更機
構を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽エネルギー利用
の太陽熱集熱器に関する。
の太陽熱集熱器に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】放物面鏡のような凹面
鏡を用いた太陽熱集熱器はよく知られている。そのうち
直達式と呼ばれるものは、凹面鏡の焦点に太陽熱を集中
させるのであるが、高熱を得るためには凹面鏡の口径を
大きくしなければないから、凹面鏡の外周から焦点まで
の距離が長くなり焦点に近付きにくく、被加熱物を焦点
に置いたり取り出したりするのが不便であるという問題
がある。この点、カセグレン式と呼ばれるものは、主鏡
の放物面鏡の焦点に副鏡として双曲面鏡または楕円面鏡
を設置して、主鏡で集めた光を副鏡で反射して主鏡の中
心孔を通しその後方の焦点に結ばせるので、高熱の焦点
に近付きやすいが、反面、主鏡で集めた太陽光により副
鏡が常時高温にさらされて劣化し易いという問題があ
る。またいづれの形式においても、凹面鏡が大型化する
と風圧を受けやすいため支持部材をを含め全体的に頑強
な構造にする必要があり、建設費がかさむという問題が
ある。また凹面鏡の鏡面には塵埃が付着しやすいが、大
きいと鏡面全体に手が届かず清掃が難しいという問題も
ある。
鏡を用いた太陽熱集熱器はよく知られている。そのうち
直達式と呼ばれるものは、凹面鏡の焦点に太陽熱を集中
させるのであるが、高熱を得るためには凹面鏡の口径を
大きくしなければないから、凹面鏡の外周から焦点まで
の距離が長くなり焦点に近付きにくく、被加熱物を焦点
に置いたり取り出したりするのが不便であるという問題
がある。この点、カセグレン式と呼ばれるものは、主鏡
の放物面鏡の焦点に副鏡として双曲面鏡または楕円面鏡
を設置して、主鏡で集めた光を副鏡で反射して主鏡の中
心孔を通しその後方の焦点に結ばせるので、高熱の焦点
に近付きやすいが、反面、主鏡で集めた太陽光により副
鏡が常時高温にさらされて劣化し易いという問題があ
る。またいづれの形式においても、凹面鏡が大型化する
と風圧を受けやすいため支持部材をを含め全体的に頑強
な構造にする必要があり、建設費がかさむという問題が
ある。また凹面鏡の鏡面には塵埃が付着しやすいが、大
きいと鏡面全体に手が届かず清掃が難しいという問題も
ある。
【０００３】本発明はこれらの問題を解決することを目
的とする。
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、凹面鏡をそ
の中心より放射状に切除して扇形の開放部を有する半凹
面鏡を形成し、この開放部を下に向けて半凹面鏡を支持
枠に取り付けると共に、半凹面鏡の中心軸の角度を変更
する角度変更機構を備える。
の中心より放射状に切除して扇形の開放部を有する半凹
面鏡を形成し、この開放部を下に向けて半凹面鏡を支持
枠に取り付けると共に、半凹面鏡の中心軸の角度を変更
する角度変更機構を備える。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面を
参照して説明する。図１は本発明の太陽熱集熱器の斜視
図で、半凹面鏡の中心軸を斜め上方に向けた状態を示
す。図２はその平面図、図３は半凹面鏡を下向きに伏せ
た状態の斜視図である。凹面鏡は鏡面が凹球面の反射鏡
で、凸レンズと同様に平行光線に対して収束作用があ
り、二次曲面鏡例えば放物面鏡、楕円面鏡および双曲面
鏡等が含まれる。太陽熱集熱器の角度変更機構は、太陽
を追尾してその方位を変える方位角度変更機構と、その
仰角を変える仰角角度変更機構とから構成する。１は鏡
面取付床で、その中心に縦軸の方位回転軸３を設け、方
位回転軸３を中心に鏡面取付床１を土台（図示せず）に
対し回転自在に取付ける。２は半凹面鏡で、凹面鏡の前
縁の下部をその中心より放射状に角度を下１／３から下
半分の範囲で切除して開放部４を形成する。半凹面鏡２
は全体を平滑な鏡面で形成するか、または図示するよう
に、半凹面に形成した半凹面板１１に、小凹面鏡を形成
するセグメント鏡２ａを多数取付けて形成してもよい。
参照して説明する。図１は本発明の太陽熱集熱器の斜視
図で、半凹面鏡の中心軸を斜め上方に向けた状態を示
す。図２はその平面図、図３は半凹面鏡を下向きに伏せ
た状態の斜視図である。凹面鏡は鏡面が凹球面の反射鏡
で、凸レンズと同様に平行光線に対して収束作用があ
り、二次曲面鏡例えば放物面鏡、楕円面鏡および双曲面
鏡等が含まれる。太陽熱集熱器の角度変更機構は、太陽
を追尾してその方位を変える方位角度変更機構と、その
仰角を変える仰角角度変更機構とから構成する。１は鏡
面取付床で、その中心に縦軸の方位回転軸３を設け、方
位回転軸３を中心に鏡面取付床１を土台（図示せず）に
対し回転自在に取付ける。２は半凹面鏡で、凹面鏡の前
縁の下部をその中心より放射状に角度を下１／３から下
半分の範囲で切除して開放部４を形成する。半凹面鏡２
は全体を平滑な鏡面で形成するか、または図示するよう
に、半凹面に形成した半凹面板１１に、小凹面鏡を形成
するセグメント鏡２ａを多数取付けて形成してもよい。
【０００６】鏡面取付床１に方位回転軸３を挟んで左右
対称位置に一対の支持具１０を対向して立設する。支持
具１０には仰角回転軸５を鏡面取付床１と平行に支持
し、回転自在に軸支する。半凹面鏡２または半凹面板１
１の裏面に沿い、複数の支持枠１２（図３参照）を放射
状に設け、半凹面鏡２または半凹面板１１を支持する。
半凹面鏡２の中心軸を含む垂直面に仰角回転軸５の中心
を合わせ（図１、２参照）、複数の支持枠１２の中心を
半凹面鏡取付具１３により仰角回転軸５に固定する。７
は集熱器支持金具で、前方に放物線状に張出し、その中
央を半凹面鏡２の焦点の位置に合わせ、その両端を半凹
面鏡２の前縁の左右両端に回転自在に取付ける。半凹面
鏡２の焦点位置に、集熱器支持金具７により集熱器本体
６を回転自在に保持する。さらに、半凹面板１１の前縁
上端に支持アーム８ａを立設し、支持アーム８ａの先端
に集熱器姿勢支持金具８の一端を回転自在に取付ける。
集熱器姿勢支持金具８の他端は連結関節８ｂを介して集
熱器姿勢加減リンク９に連結し、集熱器姿勢加減リンク
９の他端は集熱器本体５の一側に回転自在に連結する。
集熱器姿勢加減リンク９は、図４に示すように、円筒９
ａの内側に一端に右雌ネジと他端に左雌ネジを形成し、
それぞれに右雄ネジを形成した連結金具９ｂ、左雄ネジ
を形成した連結金具９ｃを螺着し、円筒９ａを回転する
ことにより、連結金具９ｂと連結金具９ｃの間隔を変え
て、集熱器姿勢加減リンク９の長さを調節する。半凹面
板１１の仰角に合わせて、集熱器姿勢加減リンク９の長
さを調整し、連結関節８ｂを曲げて、集熱器本体６の位
置を半凹面鏡２の焦点に合わせる。集熱器姿勢支持金具
８と集熱器姿勢加減リンク９の長さは、半凹面鏡２を下
向きにした状態で、関節８ｂが真直ぐに伸びても集熱器
本体６が鏡面取付床１に衝突しない長さとする。
対称位置に一対の支持具１０を対向して立設する。支持
具１０には仰角回転軸５を鏡面取付床１と平行に支持
し、回転自在に軸支する。半凹面鏡２または半凹面板１
１の裏面に沿い、複数の支持枠１２（図３参照）を放射
状に設け、半凹面鏡２または半凹面板１１を支持する。
半凹面鏡２の中心軸を含む垂直面に仰角回転軸５の中心
を合わせ（図１、２参照）、複数の支持枠１２の中心を
半凹面鏡取付具１３により仰角回転軸５に固定する。７
は集熱器支持金具で、前方に放物線状に張出し、その中
央を半凹面鏡２の焦点の位置に合わせ、その両端を半凹
面鏡２の前縁の左右両端に回転自在に取付ける。半凹面
鏡２の焦点位置に、集熱器支持金具７により集熱器本体
６を回転自在に保持する。さらに、半凹面板１１の前縁
上端に支持アーム８ａを立設し、支持アーム８ａの先端
に集熱器姿勢支持金具８の一端を回転自在に取付ける。
集熱器姿勢支持金具８の他端は連結関節８ｂを介して集
熱器姿勢加減リンク９に連結し、集熱器姿勢加減リンク
９の他端は集熱器本体５の一側に回転自在に連結する。
集熱器姿勢加減リンク９は、図４に示すように、円筒９
ａの内側に一端に右雌ネジと他端に左雌ネジを形成し、
それぞれに右雄ネジを形成した連結金具９ｂ、左雄ネジ
を形成した連結金具９ｃを螺着し、円筒９ａを回転する
ことにより、連結金具９ｂと連結金具９ｃの間隔を変え
て、集熱器姿勢加減リンク９の長さを調節する。半凹面
板１１の仰角に合わせて、集熱器姿勢加減リンク９の長
さを調整し、連結関節８ｂを曲げて、集熱器本体６の位
置を半凹面鏡２の焦点に合わせる。集熱器姿勢支持金具
８と集熱器姿勢加減リンク９の長さは、半凹面鏡２を下
向きにした状態で、関節８ｂが真直ぐに伸びても集熱器
本体６が鏡面取付床１に衝突しない長さとする。
【０００７】以上のように構成し、太陽追尾装置（図示
せず）により太陽の位置に合わせて、方位回転軸３を中
心に鏡面取付床１を回転する。ついで、仰角回転軸５を
中心として上下に仰角を調整して、半凹面鏡２の中心軸
が太陽に向くように調整する。この状態で、太陽光線は
半凹面鏡２の中心軸と平行に半凹面鏡２に入り、半凹面
鏡２の鏡面で反射して、半凹面鏡２の焦点Ｆの位置に設
けた集熱器本体６に集光する。半凹面鏡２が放物面鏡の
場合は点焦点（point focus ）、楕円面鏡と双曲面鏡で
は線の形（line focus）に集光する。この時、焦点Ｆの
位置にある集熱器本体６では太陽熱を集熱し、鏡面の精
度にもよるが、その温度を約７００〜３０００℃までに
高めることができる。さらに、半凹面鏡２の開放部４に
は、太陽光の入射および反射光を妨げない範囲で人が近
付くことができ、集熱器本体６や集熱器本体６内で加工
される物体の状態を近くで観測できる。また、半凹面鏡
２の開放部４に、半凹面鏡２の支持具１０を設けること
により、半凹面鏡２の高さを低くすることができ、同時
に半凹面鏡２を容易に下向きにすることができる。台風
等の強風にあっても、半凹面鏡２を低く下向きにするこ
とにより、強風で煽られないようにして被害を避けるこ
とができる。また、半凹面鏡２の高さが低いため、鏡面
の清掃・メンテナンスに際しても、リフト等の特別な設
備装置を必要とせず、容易に保守点検を行うことができ
る。半凹面鏡２の開放部４により面積が減り集熱効率は
低下するが、全面にセグメント鏡２ａを取付けることに
より、半凹面鏡２全体の重量が軽くなり、太陽光追尾の
際に、方位、仰角の調整が容易になり、自動化を図るこ
とができる。集熱器本体６は用途に応じ、例えばやか
ん、鍋や釜を焦点の位置に置いてこれに太陽光を集熱す
ることにより、ソーラクッカとして利用することもでき
る。また、熱空気エンジンの熱源として、その出力に応
じて鏡面の大きさを変えることにより、太陽光をエンジ
ンの動力に利用することもできる。
せず）により太陽の位置に合わせて、方位回転軸３を中
心に鏡面取付床１を回転する。ついで、仰角回転軸５を
中心として上下に仰角を調整して、半凹面鏡２の中心軸
が太陽に向くように調整する。この状態で、太陽光線は
半凹面鏡２の中心軸と平行に半凹面鏡２に入り、半凹面
鏡２の鏡面で反射して、半凹面鏡２の焦点Ｆの位置に設
けた集熱器本体６に集光する。半凹面鏡２が放物面鏡の
場合は点焦点（point focus ）、楕円面鏡と双曲面鏡で
は線の形（line focus）に集光する。この時、焦点Ｆの
位置にある集熱器本体６では太陽熱を集熱し、鏡面の精
度にもよるが、その温度を約７００〜３０００℃までに
高めることができる。さらに、半凹面鏡２の開放部４に
は、太陽光の入射および反射光を妨げない範囲で人が近
付くことができ、集熱器本体６や集熱器本体６内で加工
される物体の状態を近くで観測できる。また、半凹面鏡
２の開放部４に、半凹面鏡２の支持具１０を設けること
により、半凹面鏡２の高さを低くすることができ、同時
に半凹面鏡２を容易に下向きにすることができる。台風
等の強風にあっても、半凹面鏡２を低く下向きにするこ
とにより、強風で煽られないようにして被害を避けるこ
とができる。また、半凹面鏡２の高さが低いため、鏡面
の清掃・メンテナンスに際しても、リフト等の特別な設
備装置を必要とせず、容易に保守点検を行うことができ
る。半凹面鏡２の開放部４により面積が減り集熱効率は
低下するが、全面にセグメント鏡２ａを取付けることに
より、半凹面鏡２全体の重量が軽くなり、太陽光追尾の
際に、方位、仰角の調整が容易になり、自動化を図るこ
とができる。集熱器本体６は用途に応じ、例えばやか
ん、鍋や釜を焦点の位置に置いてこれに太陽光を集熱す
ることにより、ソーラクッカとして利用することもでき
る。また、熱空気エンジンの熱源として、その出力に応
じて鏡面の大きさを変えることにより、太陽光をエンジ
ンの動力に利用することもできる。
【０００８】
【発明の効果】以上のように、本発明では凹面鏡をその
中心から放射状に切除し、半凹面鏡を形成し、その開放
部を下にすることにより、太陽熱集熱器全体の高さを低
くし、太陽光追尾に際してその方位・仰角の調整を容易
にし、また鏡面の清掃や保守点検を容易にすることがで
きる。また、支持具に妨げられることなく半凹面鏡を下
向きにでき、台風等の強風に対して半凹面鏡を下向きに
して強風を避けることができる。また、半凹面鏡を多数
のセグメント鏡を凹面状に配置して、半凹面鏡の全重量
を軽減し、支持部や太陽追尾機構の負荷を軽減し、太陽
熱集熱器のコスト低減を図ることができる。
中心から放射状に切除し、半凹面鏡を形成し、その開放
部を下にすることにより、太陽熱集熱器全体の高さを低
くし、太陽光追尾に際してその方位・仰角の調整を容易
にし、また鏡面の清掃や保守点検を容易にすることがで
きる。また、支持具に妨げられることなく半凹面鏡を下
向きにでき、台風等の強風に対して半凹面鏡を下向きに
して強風を避けることができる。また、半凹面鏡を多数
のセグメント鏡を凹面状に配置して、半凹面鏡の全重量
を軽減し、支持部や太陽追尾機構の負荷を軽減し、太陽
熱集熱器のコスト低減を図ることができる。
【図１】本発明の太陽熱集熱器の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】同上の平面図である。
【図３】同上の半凹面鏡を下向きにした状態を示す斜視
図である。
図である。
【図４】集熱器姿勢加減リンクの構造を示す断面図であ
る。
る。
１ 鏡面取付床 ２ 半凹面鏡 ２ａ セグメント鏡 ３ 方位回転軸 ４ 開放部 ５ 仰角回転軸 ６ 集熱器本体 ７ 集熱器支持金具 ８ 集熱器姿勢支持金具 ８ａ 支持アーム ８ｂ 連結関節 ９ 集熱器姿勢加減リンク １０ 支持具 １１ 半凹面板 １２ 支持枠 １３ 半凹面鏡取付具
Claims (1)
- 【請求項１】 凹面鏡をその中心より放射状に切除して
扇形の開放部を有する半凹面鏡を形成し、この開放部を
下方に向けて半凹面鏡を支持枠に取り付けると共に、半
凹面鏡の中心軸の角度を変更する角度変更機構を備えて
なる太陽熱集熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9098315A JPH10281565A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | 太陽熱集熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9098315A JPH10281565A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | 太陽熱集熱器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10281565A true JPH10281565A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=14216495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9098315A Withdrawn JPH10281565A (ja) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | 太陽熱集熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10281565A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010026673A1 (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-11 | カワサキプラントシステムズ株式会社 | 太陽熱発電設備における集光装置のクリーニング装置 |
-
1997
- 1997-04-01 JP JP9098315A patent/JPH10281565A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010026673A1 (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-11 | カワサキプラントシステムズ株式会社 | 太陽熱発電設備における集光装置のクリーニング装置 |
| JP2010058058A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Kawasaki Plant Systems Ltd | 太陽熱発電設備における集光装置のクリーニング装置 |
| US8689393B2 (en) | 2008-09-04 | 2014-04-08 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Cleaning device for sunlight collecting devices in a solar thermal electric power generation system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |