JPS59119146A - ソ−ラコレクタ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は太陽を追尾して太陽熱を集めるソーラコレクタ
に関する。

〔発明の技術的背景〕

ソーラコレクタでは、太陽熱を効率良く集めるために、
ソーラコレクタを常に太陽の方角に向けることが必要と
なる。そのため、従来のソーラコレクタには電動機によ
る駆動装置が設けられており、時計もしくは太陽の位置
を記憶したコンピュータ、又は太陽センサなどからなる
制御システムの信号によって電動機を回転させ太陽を追
尾させていた。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、従来のソーラコレクタでは電動機や制御
システムのために電力を必要としたので、例えば、集め
られた太陽熱を利用して発電を行なう場合に、発電量の
一部を所内電力として太陽追尾装置のために供給しなけ
ればならず、外部への送電量が減少してしまうという欠
点があった。

また、太陽熱は希薄なエネルギ源であり、これを集めて
利用するためには多数のソーラコレクタが必要となるた
め、太陽熱利用プラントを経済的に実用化するにはソー
ラコレクタの低価格化が要求される。しかしながら従来
の制御システムと電動機による太陽追尾方式では低価格
化に限界があり、太陽熱利用の普及を妨げる大きな原因
となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、電力を用い
ずに太陽を追尾でき、しかも安価なソーラコレクタを提
供することを目的としている。

〔発明の実施例〕

前記目的はフレームに、集熱管、及び太陽軌道に沿って
配列される多数のセンサコレクタを設け、前記集熱管に
、該集熱管を焦点とじ該集熱管の回りに回動自在となる
ようにメインコレクタを設け、該メインコレクタに、多
数のローラがカム溝に嵌合され前記集熱管を回転軸とす
る確動カムを固着し、さらに前記の各センサコレクタの
集熱部に、一端を前記フレームに固着された形状記憶合
金ワイヤをそれぞれ設け、該形状記憶合金ワイヤの他端
を前記確動カムの各ローラにそれぞれ接続せしめること
により達成される１、 〔発明の概要〕 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示しており、この実施
例においては、ソーラコレクタ１のベースに、軸への回
りに回動自在にアーム２が取り付けられ、このアーム２
にはフレーム３が同省されている。フレーム３には、管
軸が南北方向を向くように集熱管４が支持されており、
この集熱管４には、その軸方向に一定の間隔をおいて確
動カム５及びボス６が回動自在に嵌合されている。また
、確動カム５及びボス６には、第２図に示すように、約
１２０度の角度をもって放射状に延在する２本のアーム
７．７がそれぞれ設けられており、この合計４本のアー
ム７にはメインコレクタである反射鏡（以下メインコレ
クタと称−’４’−）８か取り付けられている。

上記の確動カム５は、８３図に詳示するように、外筒９
及び内筒ｌＯから構成されており、外筒９の内周面と、
内１′ｆ？ＪｌＯの外周面との間には一定の間隔からな
るカム竹な構成する環状通路９ａか形成され、この環状
通路９ａ内には複数のローラ１１か転勤自在に配設され
ている。各ローラ１１は支軸１７の上下端に転勤自在に
支持されたローラ本体１８　、１８を有しており、前記
支軸１７に突設されたアーム１２が前記外筒９の周壁に
形成された環状スリット１９を挿連して外部に突出し、
ているう 一方、フレーム３の上部には、集熱管４の管軸を指向す
る多数の反射鏡（センサコレクタ）　１３か設り゛られ
ている。これら反射鏡１３は、地球の回転により太陽の
方角が変化した場合にもいずれか一つの反射鏡１３が常
に太陽の方角を指向しているよして うに、集熱管４を中心ｒかれる半円に沿って配列されて
いる。（第２図）。

また、反射鏡１３の前面には、第３図に示すように、上
端がフレーム３に固着された形状記憶合金ワイヤ１４が
、反射鏡１３の焦点（集熱部）を通過するように設けら
れている。この形状記憶合金ワイヤ１４は、反射鏡１３
の焦点を通過して後、フレーム３に同役されたプーリ１
５に巻き掛けられ、その先端が前記ローラ１１のアーム
１２外端部に固着されている。ここで用いられる形状記
憶合金ワイヤ１４は、所定温度以上に昇温された場合に
予め記憶した形状に復元する力を有するものでちり、本
実施例では、所定温度以上に昇温された場合にコイル状
に収縮されろ形状記憶合金ワイヤ１４を用いている。

次に、前述した実施例の作用を第４図囚、（Ｂ）により
説明する。なお、第４図（Ａ）において、太陽の方角を
指向する反射鏡１３は符号１．３　ａで表示するものと
し、また反射鏡１３ａに対応する形状記憶合金ワイヤ１
４．ローラ１１及びアーム１２はそれぞれ符号１４ａ、
ｉｌａ及び１２ａで表示するものとする。また、第４図
（Ｂ）において、反射鏡１３ａの左隣りにある反射鏡を
符号１３ｂで表示するものとし、また反射鏡１３ｂに対
応する形状記憶合金ワイヤ１４．ローラ１１及びアーム
１２はそれぞれ符号１４ｂ、１．ＩＪ及び１２ｂで表示
するものとする。

今、太陽が第４図囚に示す方角から入射されているとす
れば、反射鏡１３ａによって集熱が行なわれ、反射鏡１
３ａの前面に位置する形状記憶合金ワイヤ１４ａのほぼ
鉛直方向に延在する部分が昇温され、該部分が収縮を始
める。この収縮が始まると形状記憶合金ワイヤ１４ａの
ほぼ水平方向に延在する部分が引っ張られ、やがて一杯
に張られた状態となる。さらに形状記憶合金ワイヤ１．
４　ａのほぼ鉛直方向に延在する部分が収縮されると、
その形状記憶合金ワイヤ１４ａに接続されるローラｌｌ
ａが確動カム５の環状通路９ａを転動するようになり、
それと共に確動カム５が回転される。こ、の回転方向は
、反射鏡１３ａの焦点とローラｌｌａの軸とを結ぶ距離
がより小さくなる方向即ち第４図（３）の矢印Ｂの方向
になされるっ 而して、前記距離が最小となった位置で形状記憶合金ワ
イヤ１４ａの収縮は終わり、確動カム５の回転は止まる
（第４図（Ｂ））。このとき、メインコレクタ８は反射
鏡１３ａの指向方向即ち太陽の方角を向く。

この関係は全ての形状記憶合金ワイヤ１４．確動カム５
及びメインコレクタ８についても満足されなければなら
ない。また、確動カム５０回転中にその回転を妨げる要
因があってはならない。したがって、例えばローラ１１
により確動カム５が回転されているときに、他のローラ
１１に接続されている形状記憶合金ワイヤ１４によって
確動カム５の回転が妨げられないよう各形状記憶合金ワ
イヤ１４の収縮率及び長さは調整されていなければなら
１よい。

続いて、地球の自転により太陽光の入射方向が第４図囚
から第４図ＣＢ）の方向に移った場合について考えれば
、反射鏡１３ａでは最早集熱が行なわれな（なり、形状
記憶合金ツイヤ１．ｉ４　ａは伸張されるが、一方、反
射鏡１．３　ｂにて集熱が行なわれ、反射鏡１３ｂの前
面に位置する形状記憶合金ワイヤ１４ｂのほぼ鉛直方向
に延在する部分が昇温され、該部分が収縮を始める。こ
の収縮により形状記憶合金ワイヤ１４＼のほぼ水平方向
に延在する部分が引っ張られやがて一杯に張られた状態
となる。さらに形状記憶合金ツイヤ１４ｂのほぼ鉛直方
向に延在する部分が収縮されると、その形状記憶合金ワ
イヤ１４ｂに接続されるローラｌｌｂが確動カム５の環
状通路９ａを転動するようになり、それと共に確動カム
５が矢印Ｃの方向に回転される。そして、メインコレク
タ８が太陽の方角を向いたとぎに確動カム５０回転は止
まる。

以上のように本発明の実施例によれば、形状記憶合金ワ
イヤの収縮によってメインコレクタを常に太陽の方角に
指向させることができる。

次に本発明の第２の実施例について述べれば、本実施例
においては、第５図に示すように第１の実施例の反射鏡
の代りに凸レンズ１６をセンサコレクタとして用いてい
る。この結果、形状記憶合金ワイヤ１４の配設位置は凸
レンズ１６の後部位置となるが、その他の構成は第１の
実施例と同様である。

この第２の実施例においても第１の実施例と同様の効果
が得られる。

なお、第１及び第２の実施例においては南北軸型のソー
ラコレクタについて説明したが、本発明は、東西軸型の
ソーラコレクタにも適用できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係るソーラコレクタは、フ
レームに、集熱管、及び太陽軌道に沿って配列される多
数のセンサコレクタを設け、前記集熱管に、該集熱管を
焦点とし該集熱管の回りに回動自在となるようにメイン
コレクタを設け、該メインコレクタに、多数のローラが
カム溝に嵌合され前記集熱管を回転軸とする確動カムを
固着し、さらにｔｊｍ記の各センサコレクタの集熱部に
、一端を前記フレームに固着された形状記憶合金ワイヤ
をそれぞれ設け、該形状記憶合金ワイヤの他端を前記確
動カムの各ローラにそれぞれ接続し、これによりメイン
コレクタを太陽の方角に向けるようにしているので、電
力を用いずに太陽を追尾でき、しかも低価格化を図るこ
とができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の縦断面側面図、第２図
は第１図の確動カム及びセンサコレクタ部分の上面図、
第３図は第１図の確動カムの一部切欠拡太斜視図、第４
図囚及び第４図ｆＢ）は第１図の作用説明図、第５図は
第２の実施例のＯＩ動カム及びセンサコレクタ部分の上
面図である。 ３・・・フレーム、４・・・集熱管、５・・・確動カム
、８・・・メインコレクタ、ｎ−・・ローラ、Ｊ３．】
６・・・センサコレクタ、１４・・・形状記憶合金ワイ
ヤ。 出願人代理人　　猪　　股　　　　　渭第１　図 ４ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）フレームに、集熱部、及び太陽軌道に沿って配列さ
   れる多数のセンサコレクタを設け、前記集熱管に、該集
   熱管を焦点とし該集熱管の回りに回動自在となるように
   メインコレクタを設しナ、該メインコレクタに、多数の
   ローラかカム溝に嵌合され前記集熱管を回転軸とする確
   動カムを固着し、さらに前記の各センサコレクタの集熱
   部に、一端を前記フレームに固着された形状記憶合金ワ
   イヤをそれぞれ設け、該形状記憶合金ワイヤの他端を前
   記確動カムの各ローラにそれぞれ接続せしめたことを特
   徴とするソーラコレクタ。 ２）前記センサコレクタを反射鏡としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のソーラコレクタ。 ３）前記センサコレクタを凸レンズとしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のソーラコレクタ。