JPS597328A - 太陽光収集装置 - 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】 本発明に１１、太１港；尤収５４！装置、！［−１，、
に、透明体のカプセル内に太陽）℃を年末１゛るための
レンズと、太陽の方向を検知するセンサとをイ１し、該
センサによって太陽の方向を検知して前ＭＬレンズの受
光面を太陽の移動に追ｆｌＥさせて常に太陽光を効率よ
く収集するようにし／ζ太陽元収束装置において、前１
１−１太陽の方向を検知するセンサ８１（に空気流を発
生させるようにし、もって、核センザ部の渦度上昇又Ｑ
」、１Ｊｉｉ冒基］低下による誤％Ｈ作をＩｌ、Ｉｊ　
ＩＩするようにしたものである。

第１図は、不出１如人か先に提案したツク陽光収集装置
の一例を説明するだめの狽祝図で、図中、１は筒状の基
体部、２は透明体の１玉状体部で、これらによって太陽
光収集装置１月カプセル：３を構成し、使用状態におい
ては、該カプセル内に図示のように太陽光収集装置１ｔ
Ｉ（ｌが収容されている。この太陽光収集装置１０は、
太陽光を年頃するための多数枚例え１１７Ｊ：１９枚の
同化・円状に配設されたレンズ１１１〜Ｉ＋、７、太陽
の方向を検出するだめの太陽）°ｒ１方向センーリ１２
、これらを一体重に保持する支４４枠体１；つ、これら
を矢印Ａ方向に回ｔｌｊｊ＋させるための第１のモータ
１５、前記レンズ１１１〜１１１９乃−’＋’ｉモーり
１５を支持する支持１１′１目６、及び、前記モータ１
５の回転軸と１白交するよう配設→れた回転’１ｉｌｌ
ｌ　１７、肋回り１バ’ｌＮ１１１７を矢印Ｉ３方向に
回転するための第２のモータ（図７」＜せず）智を翁し
、前記太陽光力向センサ１２によって太陽の方向を検出
し、その検出信号によってレンズ１１１〜１１１９か常
に太陽の方向を向くよう前１．シ：第１及び第２のモー
タを制御し、レンズＩ＋、〜１１．。

によって集束された大陽光を該レンズの各光点イｒ’を
置にその受光３喘か配置＾（ン′さＪまた図示しない多
数本（第１図の例においては１９本）の光４ｊ体り一−
ブル咎に導入し、該光導体ケーブルを通して任ｅ＝”：
　ｒ’）「望の箇がｆへ伝達するようにしている。

而して、上述のごとき太陽光収集装置においては、該太
陽光収集装置を風雨、塵埃等から保護するだめに、該太
陽光収集装置を第１１ツ１に示したように透明体のノノ
グセル内に収容して使用しているが、そのため、カプセ
ル内の温度が上層１７で（又に、外気温の胃常低下等に
よって下降して）該カプセル内の装置にイ中々の悪影響
を及はし、特に、太陽の方向を検知するセンサγ１１Ｘ
の生′］′（’ｌが温度上〃ｉ又は下１（ｆｆｉによっ
て変化し、太陽光の収集が効率よく？１われなくなって
しまうことがある等の欠点があった。

本発明１・ｊ−１Ｉ−、１１１ｉのごとき従来目・術の
欠点をｌｉｌ’ｆ決するためになされたもので、ｔｌ”
ｆに、前記センサ？＜１５にり、。気流を発生さゼ−る
ようにし、もって、該センサ線の異常な譚１度１；寺１
又は下ＩＳ？［を直重して該センサが常に１ド乱″な動
作をするように１７、常に太陽光を効率よく収集しイ÷
するようにしたものである。

第２図は、本発明による太陽１（、収集装置の一実ｈ１
１（例を説明するだめの四部（既略１１１１１１１１面
図で、図中、１４は第１のモータ１５によって回転され
る第１の回転；１４１１、＋８の第２の回転軸１７をｌ
すｆ１云憾ぜるための第２のモーり、１１．〜１＋５　
ｆ＋：ｌ：レンズでこれらのレンズＩＩ、〜１１．は第
１図に示したレンズ１１．〜１１５に対応し７ており、
これらのレンズにＩ＋、　〜１１，１によって集束され
た太陽光１．．１１．：ｌ、各レンズの焦点にその受光
端面が配ｊ〜された光力イト２１１〜２１．内に轡１人
さ！する（たたし、本発明において（ｔ：ｊ　Ｘ第１図
に示したレンズ１１　　の１１“ｆ置を通して後ｊ１１
ｓのソ〔：虐イ（・２２か配設されるので、八にレンズ
１１３　に相当するレンズｄ、使用しない）Ｏ 第３図は、上Ｊ＜のどとき多数枚のレンズから成るレン
ズ系を裏側から見た場合の直路１１ケ成図で、図示例の
場合、１１．〜１１４．から成る１８什のレンズが略同
心円状ｒ配設され、各レンズの焦点に光ガイド２１□〜
２１１９（たブどし、２１３　　はなし）の・受光端面
が配置されており、各光ガイドの出光端１（１、図示の
ようにレンズ系の中心部に集められ、該中心部において
光導体２２内に接続され、該光導体２２を通して任意所
望の箇所へ伝達され、該任意所望の箇所にわいて照明そ
の他の使用に供される。このようにすると、多数枚のレ
ンズ１１□〜１１１．によって集束された太陽光は、各
レンズに対向して配設されたアＣ，ガイＭ　２１１〜２
１１９内に４）人されるが、各光力イトの出光７ｉｉ、
ｉ　Ｉｔ！ｌｌ　ｉｌ′：１．’多数枚のレンズによっ
て１トネ成されるｌＩＩ＆同氾・円の中上・部に集めら
れ、６し中心部においてＴｉ１−の光導体２２に接線〕
されているため、各ノ〒−、ガイドに心入された太陽光
は該中−の）Ｙ、ｉ！ｒ休２体を通して１丁；？Ｎ、ｌ
ｐ’ｒ中の宿１１″）１へ伝；幸されるので、尾カイト
の配線が非潜に♀ψ易になり、また、光ガイドとして光
カ体ケーブル以外にＪ（ｒ　’Ｒ体ロッドを使用するこ
とも可能となり、光力イトにン・］するコストイｒ：低
１兼化することができる。

而して、上１ｔｌ−のように、カプセル内に太ＫＬｊ　
’／を収イｉコ装置を収納し、該大円光収集（４）置に
設けられたセンサによって太陽の方向を検′ｆ′、１１
シてレンズ曲が常に太陽の方向を向くように１ｌｉ１．
ｌ　ｆ（＋」ｌする太陽光収集装置においで、カプセル
内に大引した光を全て尤々゛、・体内に捕捉し、てし１
つとと―、不可能であり、捕捉されなかった太陽光によ
ってカプセル内の温ｊｌ（が上昇し、該カプセル内の装
置に悪影響を及はずが、特に、センサ線は温度の＠″：
、りμ）５を受は易く、第２図に示したように、レンズ
の受光面が子午線と一致した油、昼時には、−センサ線
が渇（（（集中の起るカプセルｍ点イー１近にあり、セ
ンサが誤ｆｌｉ４１作する１吋れがあった。

本発明Ｃ１、土）ｉｌｉのごとき従来４’（！Ｍ１、ｆ
の欠点を厘ｒ決する／こめになされたものてＮ　７Ｉ’
ｌに、前古己センザｉ′１１りに空気流を発生させるよ
うにし、もって、静センザ部の過大な７．−冒ＩＪ　Ｊ
−、ｎ又は下降を１０月（−シて該センサの］Ｉ：、′
、￥な動作を・保８１１シ、太陽尤収月：効率の向−１
゜を図ったものである。

第２図において、；（（）は吸引ポンプ、；３１及び３
２　＋４１゜支４ＴＩＩ（ｉｉ　１６内に設けられた４
′を気流油孔、：（；うに１、・）・ノー交換器で、吸
引ポンプ、つ（）が作動されると、球状体部２内の空気
は一方の支持腕１６内に設けられた２Ｐ気６１直通孔（
３１を辿１−て基体部１に尋かれ、該基体部］に設けら
れた熱交換器：う′０３によって冷却される。Ｉ４Ｉ′
ｉ様にして玲却された空気は、今度ｔｒＪ、、他方の支
持１１・４１１６内に設けられた柴気流通孔３２を通し
て球状体部２に戻されるが、その際、支持腕１６内を；
ｉｑｌつだ空気は図中に矢印Ｃにて示すように支持腕１
６の先嬬部からセンサ線１２に向けて放出される。従っ
て、センサ↑’ｑ１＋　１２に空気流が起こり、該セン
サ部１２に溜っていた熱い空気が吹き飛（ｃシされるの
で、該センサ部１２の空気が異常高温になるよう々こと
はなくなる。このようにし２て吹き飛（（１：された空
気にＬ前述のようにして空気流ｊ１１孔；う１を辿して
基体ＦＸｌｉ　１に伝達され、該基体部１において熱交
換器；３：Ｈによって冷却され、従って、球状体部２内
の全体温１８′が高くなるようなこともなく、センサ部
１２の温度を所定温度に抑えることができる。なお、基
体８１≦１に←ｊ、センサ１２からの信号を演豹処坤し
てモータ１５．１８を制餌ｊする！１ｉｉｌ　４叶回路
；３・１が収納されているが、該制１ｉ１１１１＋’、
ｉＪ路：う／１に前コ／１りのようにして空気流通路；
３１を通して送られてきた鶴い空気が当ると種制御回路
：３４が誤動作する虞れがあるので、このような不都合
をｉｌｒζけるためににＪ−１図示のようにＪ、Ｌ１体
８１（１を隔板；３５によつで２分し、匍１帥回路邸３
４に熱い空気が当ら々いようにするとよい。リサに、レ
ンズによって集束された太陽光が全て光力イト内に導入
されるものとは限らず、捷／ζ、天空）１ｃ等もその焦
点像が大きすきて光ガイド内に導入されず、これら収集
されない太陽光がと゛〜エネルギーに変換されて球状体
２内の温度を一ト昇させ顔球状（」・内の装置に悪影響
を及はず。隼）１１１反射４１Ｑ’　：３６はこのよう
な問題を幀−θ♂にするために設けたもので、該１４尤
反ｊ４Ｊ　４’ｌ＼１：３６によって前述のごとき岬山
によって尤カイト内に当人されなかった〉′ｆ：及び人
空尤を反身、１して反身１’　）Ｙ、Ｌ’とし、該反射
）’（：　Ｌ′　　を光）ｊイド及び尾λＪ゛、・体に
導入するようにすると、：ｌ３ＪＣ状体内の温）り一十
眉を軽（威することができるばかりでなく、太陽）Ｙ；
収集効率の向−にをも図ることかできる。史に、上１．
ｆ：実／Ａｌｉ例においては、空気流１）１１路：３１
に吸引ポンプ；３０を設けた例を示したが、本発明は−
１−記実ｊｉｔＩＬ例に限定されるものではなく、吸引
ポンプ：３０に代って、り芦気１１１１’、　ｉｒ＋７
路３２に送風機を設けてもよく、更には、吸引ポンプと
送風機の両方を設けてもよいことは容易に理ｆ’＋’（
できよう。寸だ、空気流通路を支長腕内砒設けた場合、
及び、太陽光方向センサをレンズ系の中心部に設けた場
合等について説明したが、太陽ケｃ方向センサは必ずし
もレンズ系の中心部になければならないものではなく、
また、必ずしも支持腕内に空気流通孔を設けなければな
らないものでもない。史に、前記空気流の発生し、連続
的に行なっても又υ、凹欠的に行ってもよく、我いは、
カプセル白灯ましく←］：該カプセル内の太陽光方向セ
ンサの近傍に／ｊｌ□ｌＵ私センザを設センお”！　、
Ｆ”カプセル内の高度かＩ９Ｉ定１１１’、＋以１−父
は以−１：になった１１，７．、に前記等５気流、を発
生さぜるようにしてもよく、史には、太陽）１（４方向
センザかレンズ系の中心？＜ＩＶに設けられているよう
な場合Ｖ（υ２、該レンズ系の受九面が子午、ｌｊｌ、
ｉと一致する３′１１杯１１．（ニ、１ｉｆ１ｉ’：ｌ
：太陽光方向セフ　−＋ｊ−Ｐ（１５のζ都度か一雀１
笥くなるので（４？１呂すれけ、カフ。

セル内の温Ｊｊ、’：　ｉＪ、ト１く状イ」・部の頂点
＋Ｉ；ｒＬか一灸商くなり、太陽アＣ１方向十ンザがレ
ンズ糸の中心部に設けられている時ｉｒＩ：　　該太陽
）Ｙ、方向センサは真昼［情に該カプセルの４１’１点
イス１近に最も接近する）、第１の同１１べ４Ｑｌ　、
ｏ２いは第２の回転軸にレンズ系か子午線近傍に近つい
／こことを検知するマイクロスイッチ等を設けでおき、
レンズ系の受）し面が子午線近傍にきた時に前記太陽光
方向センサに向けて２ど気流を発生させるようにしても
よい。−千だ、以上には熱交換器によってノツプセル内
の空気１１１ｉ−、！　Ｉｌ’Ｊを下けることに主眼を
買いで説明したが、）１γ１に、カプセル内の熱エネル
ギーを熱交換器によって植極的に取り出して該カプセル
内の熱エネルギーを効用的に利用し、その活用としてカ
プセル内の温（Ｑ４二Ｆげろようにしてもよいことに１
−容易に理１（ｌｒｒできよう。更に、以上の；説明に
おいては、カプセル内の垢１戻゛が上層する場合に主眼
を置いて１ｉＩｔ、明したか、」↓′１合によって外気
温度との関係で、カプセル内の７１＋、′、１．度が異
常低温になることも考えられるが、そのような鳴合にη
ｊ１、外部より一隻交換器を通してカプセル内に熱エネ
ルギーを１１＋、給し、該ノツプセル内の７！ｉ、Ｘ度
を１９を定（都度に卸持するようにするようにしてもよ
い。

以上の鯖、明から明らかなように、本ツｌ−明による々
、カプセル内の温度特にカプセル内におけるセンサ部の
過大な高度上昇又は下降を効果的に抑え、もって、太陽
光センサの誤動作を防止（７、更には、太陽光収集効率
の向」二を図ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用される太陽光収集装置の−例を
説明するだめの創視図、第２図（」１、本発明による太
陽光収集装置の一実施例を贈明するブこめの要部オ既略
側ｌ＋）ｉ山１１：、！ｌ１１第３図（６１１、第２図
に示しプこレンズ系を川：１１１１１から県だ−ｉ＋、
１合の仙、略１当成図である０ ］　カプセル基体：ｌ；　、２　　ノノゾ士ル１！ｉ′
状体部、；３カプセル、１０　　太陽九収イ４４装ｊ１
４部、１１、〜Ｉ＋、９レンズ、１２　　太陽光方向セ
ンサ、Ｉ・１　　回転軸、１５　　モータ、１６　　支
（−〒１１穎、１７　　回中云Φ山、１８　　モータ、
２１１〜２１１９　　光ガイド、２２−　）Ｙｌ　’Ａ
Ｉ一体、：う０　吸引ポンプ、；３１、：３２　　全気
流通孔、：３；３　　熱交換器、３４−　！ｔｉ制御回
路、：３５　　隔板、；３６　　集光反射板。 ｉ・７１図 ０ 第２図 ４３図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）、太陽光を集束するだめのレンズと、太陽の方向
   を検知するためのセンサと、前記レンズによつで集束さ
   れた太陽光が７、り入されるグ（、狼体と、前り己しン
   ズ及Ｏ−該レンズと一体構成の’ｊ４１Ｈ利を回動自在
   に支Ｊ）１する第１の回転１ｌＩｌｌＩと、該第１の回
   転軸を支持する支持腕と、該受持腕を前記第１の回ｉｌ
   ＋・ｋ軸とｌＩ″ｌ父する１ＩＩｌｌｌの寸わりに回！
   １ｖ１目イ１に支持する第２の回転中１ｉＩと、前記全
   体棉成全１１ン納する透明体のカプセルとを千１’Ｌ、
   前ｊ’ｊｌ：センザによって太１場の方向を］・処知し
   てＦ）ＩＪ記第１の回転１１１１及び第２の回転【咄を
   前記レンズの受光面が太陽の方向を向くよう割前１して
   前記レンズによって集束された太陽光を前面（ト）で；
   竹体内にη、・入するようにした太陽光収集装置におい
   て、前ｉ［：カプセル内に送風襲或いは吸引ポンプを設
   け、前記センザ拐へに空気流を発生させるようにしたこ
   とを特徴とする太陽光Ｉｆ！７′集装置。
2. （２）、前り己レンズが略同心円状に配置列された多数
   枚のレンズから成り、各レンズの焦点に光ガイドの受光
   ｍ１が配設され、該多数本の）ＩＣ−、ツノイドかｒ−
   １’＋−の光樽体に接緒、さノ１１、計？」ウ−の毘碧
   体が前記第１の回転軸を同軸に１１ｊｌ　して配設され
   ていることを４＋ｌ、徴とする特許ｒ？ｊ求のｉｌｊ囲
   第間第）＋７にｉｉＬ　Ｉ：ｉＶ、の太１ｓｇ　）Ｙ−
   ；収集装置。
3. （３）、前言己尤嗜体が前１己支楊」ｊ（“［ｊ内を通
   してｒａｉｌ　ｉｊｌ：第２の回転軸に同軸ｌ　Ｋ　ｌ
   ”Ｉｌ、’、　ＡＱされていることを牛１「徴とする特
   許、ｌｉｉ′ｊ求の仙」、間第（２）頃に記載の太陽）
   覧収集装置ｄ。
4. （４）　、ｉｉ＋　Ｍ己センザか１１１１■記多数枚の
   レンズによって）し成され、る略同心円の中心・部に１
   妃設されていることを特徴とする特訂晶求のｉｉ４’＋
   囲第！２間第ｊｊ’、＋又Ｕ、第１３）１貞に記載の犬
   陽尤収集装置。
5. （５）、前ＭＬＶ／ズの受光ｉ？ｕ　カ子午、１ｄ１１
   １１１傍（（／ｒ　Ｐ、ｉ＋を含む）にある１侍にＭｉ
   ｌ記窒気随を発生さ」Ｊ−るようＶどしたことを特稈り
   とする竹へ′丁ｔ１１１求の山１シ１川第１４）：ｒ頁
   に４１．＋４戊の太陽光収集装置。
6. （６）、前古己送ＩＵ「１．４幾又は吸引ポンプがＭｉ
   ｔ記支持腕に装着され、前記センザ部におけるを気θ１
   ｒ１が前記支持１１′□１ｊ、にη４設されたりと気流
   ｉＱｉ孔を曲して行われることをｔｌｆ徴とする特許ｄ
   ｆ１求の恥、間第（１）項乃至第（５）頃のいずれか１
   項に記載の太陽光収集装置。
7. （７）、前記カプセルに１：太１湯光収集装＠′ｉ′Ｈ
   ：Ｂを収納する透明体の工・（（状部と、該球状部を支
   持する基体部とから成り、前ｉＬ：基体部に熱交換器を
   有し、前記球状部の９と気力様１■記基体部において冷
   却又は加熱されて該球状部に返還されるよう構成されて
   いることを！待機とする４１′Ｔ約悄求の・ｉｉ１＋、
   間第（１）噴乃至第１６）ｒ貞のいずノ１か１項に記ｔ
   ｔｔ（の太陽光収集装（σ。
8. （８）、前記基体ｉη１Ｓに前記熱交４１χ器を収容す
   る／こめのと１４立した部室をイ１シ２、該部室に前記
   熱Ｖ換器を設けて外部との熱父換を行うようにし／ここ
   とを特徴とする特κ′１晶求の範囲第（７）項に記動１
   の太陽光収集装置。
9. （９）、太陽光を１１−東する／ζめの多数枚のレンズ
   と、太陽の方向を検知するセンサと、ｉ！、ｔ　Ｍｅ各
   レンズに対向して設けられかつ対向するレンズによって
   集束さオした太陽光が導入される多数本の光力イトと、
   該多数本の光ガイドが接続されて各光ガイドを通して伝
   送さＩｌてくる太陽光かう、＋１人される中−の）１（
   Ｓ書体と、前記多数枚のレンズ及び該レンズと一体構成
   の部拐を回動自在に支持する第１の回転１呻と、該第１
   の回転１１１１を支持する支４Ｊｒ腕と、該支持腕を前
   記第１の回転軸と直交する軸の１わりに回ｉ７＋１自在
   に支持する第２の回転ｆ１１ｉ）と、前畠：全体構成を
   収納する透明体のカプセルとを治し、前ｈ］〕センセン
   よって太陽の方向を検知して前記第Ｊの回転東１１及び
   第２の回転軸を前ｉｊＬし／ズの受光面が太陽の方向を
   向くように制伺１して前記レンズによって集束された太
   陽光を前言己うＹ、ガイド内に導入するようにした太陽
   光収集装置において、前記多数枚のレンズ及び光ガイド
   等によって形成される空間の裏側に前言α相１の回転軸
   と一体的に回転される集光反射板を准するとともに、前
   記光ツノイドの出光Ｉ′ｌＷ　Ｉｔｌｌが前記多数枚の
   レンズによって形成される略同心円の中上・部において
   レンズ而に向って配設されて前記単一の光導体に微続妊
   れており、かつ、核光ガイドは少なくとも前記中心部近
   傍においてクラッド層を崩しておらす、前記集光反射板
   によって集束された尤か前記光ガイド内にψ人されるよ
   うに構成きれていることを特徴とする太陽光収集装置占
   。