JPS6031111A - 太陽光集光装置 - Google Patents
太陽光集光装置Info
- Publication number
- JPS6031111A JPS6031111A JP58139979A JP13997983A JPS6031111A JP S6031111 A JPS6031111 A JP S6031111A JP 58139979 A JP58139979 A JP 58139979A JP 13997983 A JP13997983 A JP 13997983A JP S6031111 A JPS6031111 A JP S6031111A
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- JP
- Japan
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- lens
- degrees
- line
- condensing
- light
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V5/00—Refractors for light sources
- F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S11/00—Non-electric lighting devices or systems using daylight
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
- G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
- G02B19/0038—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with ambient light
- G02B19/0042—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with ambient light for use with direct solar radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
- G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
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- Lenses (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、太陽を追尾することなく効率的に太陽光を集
光できる太陽光集光装置に係り、特に、集光レンズを南
向きに固定した太陽光集光装置に関する。
光できる太陽光集光装置に係り、特に、集光レンズを南
向きに固定した太陽光集光装置に関する。
（背景技術）
近年、太陽光を集光を目的とした装置が数多く開発され
実用化されている。この種の装置は大きく分けて、太陽
を追尾するための可動装置を備えたものと、可動装置を
持たずある一定の角度で固定したものとに分類すること
ができる。前者の代表的なものに太陽熱発電所があるが
、可動装置を備えるため、設置に大きな空間を必要とし
、また装置全体の重量が重くなり、コストが高くなると
いった欠点があり、一般家庭あるいは一般施設にはとて
も設置できないものである。そこで、本願出願人は、集
光レンズと凹面鏡を用いた追尾装置が不要な太陽光集光
装置を先に提案した（特願昭５７−８３５１８号、特願
昭５７−１９１５１８号、特願昭５８−３２３７９号）
。
実用化されている。この種の装置は大きく分けて、太陽
を追尾するための可動装置を備えたものと、可動装置を
持たずある一定の角度で固定したものとに分類すること
ができる。前者の代表的なものに太陽熱発電所があるが
、可動装置を備えるため、設置に大きな空間を必要とし
、また装置全体の重量が重くなり、コストが高くなると
いった欠点があり、一般家庭あるいは一般施設にはとて
も設置できないものである。そこで、本願出願人は、集
光レンズと凹面鏡を用いた追尾装置が不要な太陽光集光
装置を先に提案した（特願昭５７−８３５１８号、特願
昭５７−１９１５１８号、特願昭５８−３２３７９号）
。
第１図はかかる太陽光集光装置の基本構成を示すもので
、天頂方向からの見取り図であり、２枚のレンズＬＬ、
Ｌ２に入射した太陽光を凹面鏡Ｍで反射し、地面側に設
けた送光用の光ダクｌ−Ｄに集めるようにしたことを特
徴とするもので、太陽の移動による焦点の動きを補償し
光ダク）Ｄへ集まるように凹面鏡Ｍは形成されている。
、天頂方向からの見取り図であり、２枚のレンズＬＬ、
Ｌ２に入射した太陽光を凹面鏡Ｍで反射し、地面側に設
けた送光用の光ダクｌ−Ｄに集めるようにしたことを特
徴とするもので、太陽の移動による焦点の動きを補償し
光ダク）Ｄへ集まるように凹面鏡Ｍは形成されている。
また、光ダクトＤへ集まる光は、その変動が大きいと照
明等に使い雌いので、レンズＬｌ、Ｌ２に入射する太陽
光量の安定化を図るため、各レンズＬＬ、Ｌ２の設置角
を前記特願昭５８−３２３７９号に示す如く特定するこ
とが望ましい。
明等に使い雌いので、レンズＬｌ、Ｌ２に入射する太陽
光量の安定化を図るため、各レンズＬＬ、Ｌ２の設置角
を前記特願昭５８−３２３７９号に示す如く特定するこ
とが望ましい。
上記の例では、レンズが２枚あるため、第２図に示す如
く、それぞれレンズＬＬ、Ｌ２による焦点Ｆｌ、Ｆ２が
できる。かがる焦点Ｆｌ、Ｆ２ができる時刻を午前１０
時と仮定する。時間の経過と共に太陽が移動し、それに
伴い焦点も動く。仮に午前１１時半の光をとると、太陽
光は図中点線で示すように入射する。このとき、一方の
レンズＬ１により午前１０時にできた焦点Ｆ１と、他方
のレンズＬ２により午前１１時半にできた焦点Ｆ２°と
の位置が略同しになる時刻が存在する。これを凹面鏡Ｍ
で光ダクトＤへ反射する立場から判断すると、凹面鏡Ｍ
上の略同一部分に異なる方向から入射してくる光を、共
通の方向へ反射しなければならない。このことは矛盾で
あり、従って、どちらか一方の光を無視するか、あるい
は、一度凹面鏡Ｍ上の他の部分へ光路を変え、その部分
で再び光ダクトＤへ入射するよう凹面鏡Ｍを構成しなけ
ればならない。しかしながら、前者ではレンズ２枚を設
けた意味がなくなり、後者では凹面鏡Ｍの設計が複雑と
なり、製造上あるいはコスト上の問題が生じる。
く、それぞれレンズＬＬ、Ｌ２による焦点Ｆｌ、Ｆ２が
できる。かがる焦点Ｆｌ、Ｆ２ができる時刻を午前１０
時と仮定する。時間の経過と共に太陽が移動し、それに
伴い焦点も動く。仮に午前１１時半の光をとると、太陽
光は図中点線で示すように入射する。このとき、一方の
レンズＬ１により午前１０時にできた焦点Ｆ１と、他方
のレンズＬ２により午前１１時半にできた焦点Ｆ２°と
の位置が略同しになる時刻が存在する。これを凹面鏡Ｍ
で光ダクトＤへ反射する立場から判断すると、凹面鏡Ｍ
上の略同一部分に異なる方向から入射してくる光を、共
通の方向へ反射しなければならない。このことは矛盾で
あり、従って、どちらか一方の光を無視するか、あるい
は、一度凹面鏡Ｍ上の他の部分へ光路を変え、その部分
で再び光ダクトＤへ入射するよう凹面鏡Ｍを構成しなけ
ればならない。しかしながら、前者ではレンズ２枚を設
けた意味がなくなり、後者では凹面鏡Ｍの設計が複雑と
なり、製造上あるいはコスト上の問題が生じる。
（発明の目的）
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、１枚の集光レンズを用いることにより、２
つの焦点によって生ずる問題点をなくすと共に、集光光
量の安定化が図れる太陽光集光装置を提供するにある。
るところは、１枚の集光レンズを用いることにより、２
つの焦点によって生ずる問題点をなくすと共に、集光光
量の安定化が図れる太陽光集光装置を提供するにある。
（発明の開示）
第３図は本発明に用いるレンズの原理を説明する斜視図
で、長方形状に形成された線集光型の２枚のフレネルレ
ンズＡ、Ｂを、そのフレネル面が９０度交差するように
組み合せたものであり、一方のフレネルレンズＡは、図
中ａ−ａ’線方向にフレネル面を形成したもので、太陽
光を入射するとａ−ａ’線と平行に焦線ができ、他方の
フレネルレンズＢは、同様にしてｂ−ｂ’線と平行に焦
線ができるので、上述の如く組み合せると点集光型のレ
ンズを構成できる。
で、長方形状に形成された線集光型の２枚のフレネルレ
ンズＡ、Ｂを、そのフレネル面が９０度交差するように
組み合せたものであり、一方のフレネルレンズＡは、図
中ａ−ａ’線方向にフレネル面を形成したもので、太陽
光を入射するとａ−ａ’線と平行に焦線ができ、他方の
フレネルレンズＢは、同様にしてｂ−ｂ’線と平行に焦
線ができるので、上述の如く組み合せると点集光型のレ
ンズを構成できる。
かかるレンズを第４図に示す如くアーチ型に曲げ、さら
に第５図に示すように、光軸ｄ−ｄ’線５− と南北線とが平行になるように設置したとき、東レンズ
部Ｅおよび西レンズ部Ｗのそれぞれの中心点を通る法線
ｅ−ｅ″および法線ｗ−ｗ’ の傾き角が、前記特願昭
５８−３２３７９号に示す設置角になるように構成する
。
に第５図に示すように、光軸ｄ−ｄ’線５− と南北線とが平行になるように設置したとき、東レンズ
部Ｅおよび西レンズ部Ｗのそれぞれの中心点を通る法線
ｅ−ｅ″および法線ｗ−ｗ’ の傾き角が、前記特願昭
５８−３２３７９号に示す設置角になるように構成する
。
すなわち、上記一方の法線ｅ−ｅ’が、緯度ｙの地点に
おいて南軸から東へＸ度、水平面より天頂方向へ２度傾
く角度にすると共に、他方の法線ｗ−ｗ”が、南軸から
西へＸ度、水平面より天頂方向へ２度傾く角度にする。
おいて南軸から東へＸ度、水平面より天頂方向へ２度傾
く角度にすると共に、他方の法線ｗ−ｗ”が、南軸から
西へＸ度、水平面より天頂方向へ２度傾く角度にする。
ここで、上記Ｘ、ｙ、２は下式で表わされる６つの平面
３ｘ＋２ｙ＋３ｚ＝３４７
−７６
ｙ＋３ｚ＝８２
１４ｘ＋９ｙ＋１４ｚ−１５２５
１４、ｘ＋５７＝１１２１
１４ｘ−３’−１４ｚ＝６１３
により囲まれる領域内の各変数値である。
かかるレンズＬを用い第６図に示す如き太陽光集光装置
を構成すれば、レンズＬにより集光され６− る太陽光は単一焦点となるため、前述の如き２枚レンズ
による欠点を解消することができる。また、東レンズ部
Ｅおよび西レンズ部Ｗのそれぞれの中心点を通る法線ｅ
−ｅ’ および法線ｗ−ｗ ’ の傾き角が、前記特願
昭５８−３２３７９号に示す設置角になるように構成し
ているので、光ダクトＤへ入射する光量の変動も少なく
することができる。なお、太陽電池と蓄電池とを組み合
せた装置においては、受光部である光ダクトＤの替りに
太陽電池を設置すれば、発電量の安定した太陽光発電装
置とすることもできる。
を構成すれば、レンズＬにより集光され６− る太陽光は単一焦点となるため、前述の如き２枚レンズ
による欠点を解消することができる。また、東レンズ部
Ｅおよび西レンズ部Ｗのそれぞれの中心点を通る法線ｅ
−ｅ’ および法線ｗ−ｗ ’ の傾き角が、前記特願
昭５８−３２３７９号に示す設置角になるように構成し
ているので、光ダクトＤへ入射する光量の変動も少なく
することができる。なお、太陽電池と蓄電池とを組み合
せた装置においては、受光部である光ダクトＤの替りに
太陽電池を設置すれば、発電量の安定した太陽光発電装
置とすることもできる。
（発明の効果）
本発明は上記のように、集光レンズとして、線集光型の
２枚のフレネルレンズを、そのフレネル面が９０度交差
するように重ね合せると共に、アーチ型に曲げた点集光
型のレンズを用いたので、上記レンズにより集光さる太
陽光は単一焦点となり、その後方に設置する凹面鏡の形
状の単純化が図れ、製造が容易になる。また、レンズは
１枚でよく、しかも、その傾き角が予め設定されている
ため、集光装置におけるレンズの支持構造の簡略化が図
れる。さらに、レンズは連続面で形成されるため、防雨
、防塵構造の簡略化が図れるという付加的な効果もある
。
２枚のフレネルレンズを、そのフレネル面が９０度交差
するように重ね合せると共に、アーチ型に曲げた点集光
型のレンズを用いたので、上記レンズにより集光さる太
陽光は単一焦点となり、その後方に設置する凹面鏡の形
状の単純化が図れ、製造が容易になる。また、レンズは
１枚でよく、しかも、その傾き角が予め設定されている
ため、集光装置におけるレンズの支持構造の簡略化が図
れる。さらに、レンズは連続面で形成されるため、防雨
、防塵構造の簡略化が図れるという付加的な効果もある
。
第１図は先行例に係る太陽光集光装置の基本構成を示す
天頂方向からの見取り図、第２図は同上における太陽光
の光路を示す簡略図、第３図及び第４図は本発明に用い
るレンズの原理を説明する斜視図、第５図は上記レンズ
の設置角を説明する簡略図で、（ａｌは平面図、（ｂｌ
は斜視図、第６図は本発明に係る太陽光集光装置を基本
構成を示す簡略図である。 特許出願人 松下電工株式会社 代理人 弁理士 竹元敏丸 （ばか２名）
天頂方向からの見取り図、第２図は同上における太陽光
の光路を示す簡略図、第３図及び第４図は本発明に用い
るレンズの原理を説明する斜視図、第５図は上記レンズ
の設置角を説明する簡略図で、（ａｌは平面図、（ｂｌ
は斜視図、第６図は本発明に係る太陽光集光装置を基本
構成を示す簡略図である。 特許出願人 松下電工株式会社 代理人 弁理士 竹元敏丸 （ばか２名）
Claims (1)
- （１）線集光型の２枚のフレネルレンズを、そのフレネ
ル面が９０度交差するように重ね合せると共に、アーチ
型に曲げた点集光型のレンズであって、レンズ面を２分
割したとき、それぞれの分割面の中心点を通る２本の法
線の傾き角が、緯度ｙの地点において南軸から東へＸ度
、水平面より天頂方向へ２度傾く角度と、南軸から西へ
Ｘ度、水平面より天頂方向へ２度傾く角度である集光レ
ンズと、上記集光レンズの後方に設置され、太陽の日周
運動及び年周運動による上記集光レンズの焦点移動を補
償し、常に一定の範囲内に太陽光を結像せしめる複数の
反射角で構成された凹面鏡と、上記結像位置に配置した
受光部とより成る太陽光集光装置。 なお、上記ｘ、ｙ、ｚは下式で表わされる６つの平面 ３ｘ＋２ｙ＋３ｚ−３４７ −７６ ｙ＋３ｚ＝８２ １４ｘ＋９ｙ＋１４ｚ ＝１５２５ １４ｘ＋５ｙ＝１１２１ １４ｘ−）’−１４ｚ＝６１３ により囲まれる領域内の各変数値である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58139979A JPS6031111A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 太陽光集光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58139979A JPS6031111A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 太陽光集光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6031111A true JPS6031111A (ja) | 1985-02-16 |
| JPS6336644B2 JPS6336644B2 (ja) | 1988-07-21 |
Family
ID=15258115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58139979A Granted JPS6031111A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 太陽光集光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031111A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6422058A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Sanyo Electric Co | Manufacture of charge coupled device |
| US6603144B2 (en) | 1999-12-15 | 2003-08-05 | Nec Electronics Corporation | Solid-state imaging device and method for fabricating same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532756U (ja) * | 1991-08-20 | 1993-04-30 | ダイハツデイーゼル株式会社 | デイーゼル機関におけるシリンダライナの冷却構造 |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP58139979A patent/JPS6031111A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6422058A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Sanyo Electric Co | Manufacture of charge coupled device |
| US6603144B2 (en) | 1999-12-15 | 2003-08-05 | Nec Electronics Corporation | Solid-state imaging device and method for fabricating same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6336644B2 (ja) | 1988-07-21 |
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