JPS6078403A - 宇宙空間用太陽光収集装置 - Google Patents

宇宙空間用太陽光収集装置

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JPS6078403A
JPS6078403A JP58186113A JP18611383A JPS6078403A JP S6078403 A JPS6078403 A JP S6078403A JP 58186113 A JP58186113 A JP 58186113A JP 18611383 A JP18611383 A JP 18611383A JP S6078403 A JPS6078403 A JP S6078403A
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    • F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
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    • Y10S385/90—Solar collector or transmitter

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】 逢血欠ｊ 本発明は、Ｘ線や紫外線等が多く、しかも、熱輻射の大
きい宇宙空間において使用するのに好適な太陽光収集装
置に関する。
Ｌ末韮遺 本出願人は、先に、太陽光をレンズ等によって集束して
光導体ケーブル内に導入し、該光導体ケーブルを通して
任意所望の筒所へ伝達して照明その他の使用に供するよ
うにした太陽光収集装置について種々提案した。
而して、本出願人が提案した太陽光収集装置の１つに、
直径約４ｃｍ以下のレンズを多数枚例えば２０００枚程
度使用して太陽光を集束し、各レンズの焦点位置に直径
約０．１〜０．２ｍｍ程度の光ファイバーの受光端を精
度よく位置合わせし、もって、各レンズによって集束し
た太陽光を光フアイバー内に導入するようにしたものが
あるが、この太陽光収集装置においては、レンズの焦点
距離が約４ｃｍ以下であり、非常に薄型の太陽光収集装
置を提供することができる。しかし、その反面、レンズ
の焦点位置と光ファイバーの受光端面が正確に一致しな
ければならず、特に、温度差の徴しい砂漠、宇宙空間、
熱帯地方等で使用するような場合、レンズ及び該レンズ
を支持している支持部材等が熱膨張し、レンズの焦点位
置と光ファイバーの受光端面との位置関係がずれたり、
熱破壊してしまう欠点があった。
上述のごとき問題点を解決するために、本出願人は、先
に、第１図に示すごどき太陽光収集装置を提案した（特
願昭５８−９９９７８号参照）。
ただし、以下の説明においては、宇宙空間での使用を想
定してその説明を多少変えである。
第１図において、１０は光学系、２０は該光学系２０を
支持するための支持部材で、実際には、　・図示のごと
き光学系１０が多数個例えば６０個程度支持部材２０上
に配設されている。各光学系ｌＯは、基本的には、長径
が約４ｃｍ以下の六角形状のレンズ１１、該レンズ１１
を上面とする截頭六角錐体１２、及び、レンズ１１の焦
点位置に受光端面が正確に位置合わせされた光ファイｔ
＜−１３とから成り、レンズ１１によって集束された太
陽光が光フアイバー１３内に導入されるようになってい
る。支持部材２０には前記光学系ｌＯを受け入れるため
の大角形状の凹部２１が多数設けられており、該凹部２
１を形成する側壁２２のＬ部は前記六角錐体１２の錐面
と同じ傾斜を有する傾斜面２３に形成されている。従っ
て、レンズ及び該レンズの支持部材が熱膨張すると、一
般的には、レンズ及び六角錐体の方が熱膨張率が大きい
ので、光学系１０の六角錐体１２は矢印Ａ方向に向って
傾斜面２３を滑動して上昇し、収縮するとＢ方向に向っ
て滑動して下降するが、その際、レンズ１１の焦点位置
はほとんど移動せず、光ファイバー１３には常に太陽光
が効率よく導入される。なお、その際、レンズの膨張が
大き過ぎると、隣接するレンズ同志がぶつかって破損す
る恐れがあるので、側壁２２の上面の各頂点すなわちレ
ンズ同志かぶつかった時に一番破損しやすい位置に保護
林２４を設けておくとともに各レンズの頂点部に逃げｌ
ｌａを設けておき、これによって、レンズ同志のぶつつ
かりによる破損を防止するようにしている。また、宇宙
空間には間接太陽光は存在せず、直達太陽光はレンズ１
１によって集束されて光フアイバー１３内に導入される
ので、全ての直達太陽光を光フアイバー内に入れてしま
えば支持基板等が過熱される心配はそれ程ない。しかし
、実際には、全ての光を光フアイバー内に入れてしまう
ことは不可能であり、光フアイバー内に導入されなかっ
た光によって支持基板等が過熱されてしまうが、このよ
うな光ファイ／ヘー内に導入されなかった光をも何らか
の形で利用してしまえば、その分光学系の熱膨張を抑え
ることができる。そのためには、例えば、六角錐体１２
として高熱硬化の透明アクリル等を使用するとともにそ
の外周面にアルミ蒸着１４を施こして光反射膜を形成し
、かつ、六角錐体１２の底面部に太陽電池１５を配設し
、及び／又は、光エネルギーによって光学反応を起こし
てエネルギーを蓄積する誘導物質１６を流通させるよう
にすればよく、そのようにすれば、六角錐体１２内に導
入された太陽光はアルミ反射面１４によって効果的に反
射されて該六角錐体の底面の導かれ、ここで、電気エネ
ルギーに変換され、或いは、誘導物質に蓄えられる。そ
の際、透明アクリル六角錐体内に蛍光物質を混入してお
くと、該六角錐体内に入って来た光を太陽電池或いは透
導物質に最も反応する波長の光に変換することが可能と
なり、太陽光をより効果的に利用することができる。更
には、六角錐体の内周面にアルミ蒸着等を施こして該内
周面を反射面に形成することも可能で、このようにすれ
ば、六角錐体内に入った光を該反射面にて反射して外部
へ放出させることができるので、その分天陽光収集装置
全体の温度上昇を抑えることができる。
しかしながら、上記太陽光収集装置は、宇宙空間に存在
する多量のＸ線、γ線、紫外線等に対する考慮が十分払
われておらず、また、熱の影響に対しても宇宙空間の特
殊事情すなわち輻射による熱伝導が大きいという事情を
考慮しておらず、特に、宇宙空間において使用する場合
に必ずしも満足のいくものでなかった。
止−一順 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、Ｘ線、γ線、紫外線等が多量に存在し、また、熱
輻射の大きい宇宙空間において使用するのに好適な太陽
光収集装置を提供することを目的としてなされたもので
ある。
一部１ 第２図は、本発明による太陽光収集装置の一実施例を説
明するための一部拡大構成図、第３図は、本発明による
太陽光収集装置の１ユニット分を示す側断面図、第４図
は１本発明による太陽光収集装置を数ユニット組み合わ
せた時の部分的概略斜視図で、第２図において、第１図
と同様の作用をする部分には第１図の場合と同一の参照
番号を付しである。
而して、本発明においては、レンズ１１の受光面側に透
明体の光学的に安定な保護カバー３０例えば、平面性が
良く、熱変形しない石英ガラスのカバー３０が設けられ
ており、該保護力／＜−３０にはＸ線、γ線、紫外線等
の透過を阻止し、ｕｆ視光のみを透過するフィルター物
質が混入されており、これによって宇宙空間に多量に存
在するＸ線、γ線、紫゛外線等の通過を防止し、光ファ
イバー−１３内には純粋な可視光のみが伝達されるよう
にしている。斯様にして、各光フアイバー−１３内に導
入された光は、光導体ケーブル４０内に一括して導入さ
れ、該光導体ケーブル４０を通して宇宙船内に導入され
る。なお、上述のごときフィルター効果を持たせるため
に金蒸着膜３１を施こしたレンズは、本出願人において
既に提案されており（特願昭５８−２２５７３号参照）
、金蒸着膜を施すことによって紫外線や赤外線の透過を
阻止することができる。而して、このようにしてＸ線や
紫外線の透過を阻止すると、当然にそこに熱が発生し、
当該保護カバー、更には、光学系を熱膨張させて、これ
らを熱破壊する恐れがあるか、更に、宇宙空間において
は、太陽光が当る側と太陽光が当らない側との温度差が
非常に大きく、この温度差によって光学系その他が破損
する恐れがある。本発明は、このような問題点を解決す
るためになされたもので、前記保護林２４及び支持部材
２０を伝熱性の部材で構成するとともに、前記保護林２
４の先端部を前記保護カバー３０と伝熱効率より接続す
るようにし、保護カバー３０で受けた熱エネルギーを保
護林２４、支持部材２０の側！！２２等を通して支持基
板２０の裏側に伝達するようにしたものである。このよ
うにすると、保護カバー３０で受けた熱エネルギーは直
ちに支持基板２０の裏側に伝達されてしまい、受光側の
保護カバー、レンズ等が熱の影響を受けて歪むようなこ
とはなくなる。また、宇宙空間においては、太陽光の当
る場所と当らない場所では温度差が非常に大きく、その
温度差によって物性に変化が生じて破壊したり、また、
光導体ケーブル等は比較的長距離に亘って配線されるた
め、その間に、太陽光の当る場所、当らない場所等が生
じ、当る場所は高温に、当らない場所は低温になり、こ
れらの場所で光導体ケーブルが破損したり、また、温度
差によっても破損する恐れがある。第３図において、５
０は前述のごどき太陽光収集ユニットの側部及び裏部を
覆う保護部材、６０は前記光導体ケーブル４０を覆う保
護部材で、これらの中には例えばヒートバイブのような
伝熱部材５１．６１が埋設されており、これらヒートパ
イプによって高温部の熱が直ちに低温部に伝達されて温
度が均一化され、それによって、極所的な高温、低温、
及び、極端な温度差を防止するようにしている。なお、
以−りには、六角錐体を使用した実施例について説明し
たが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば、支持部材の凹部側面を滑動する面以外は必ずし
も六角錐体にする必要はなく、例えば、円錐形にしても
よい。
肱−一部深 以」−の説明から明らかなように、本発明によれば、熱
膨張、温度差等によって光学系を破壊することなく、し
かも、宇宙空間における紫外線やＸ線等の有害線を受け
ることなく純粋な可視光のみを収集することのできる太
陽光収集装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本出願人が先に提案した太陽光収集装置の一
例を説明するための要部断面図、第２図は、本発明によ
る太陽光収集装置の一実施例を説明するための要部断面
図、第３図は１本発明による太陽光収集装置の１ユニッ
ト分を示す概略断面構成図、第４図は、本発明による太
陽光収集装置を数ユニット組み合わせた時の部分図であ
る。 １０・・・光学系、１１・・・レンズ、２０・・・光学
系支持部材、２４・・・伝熱性保護棒、３ｏ・・・保護
カバー、４０・・・光導体ケーブル、５０．６０・・・
保護部材、５１．６１・・・ヒートパイプ。 特許出願人　森　敬 第２図 第３図 第４図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）、六角形状の凹部が多数個隣接して設けられてい
    る伝熱性の支持基板と、前記凹部の各々に配設された多
    数個の光学系と、前記凹部を形成する側壁のＬ面の頂点
    に立設された多数本の伝熱性の保護棒と、前記支持基板
    の受光面側を覆い、可視光透過性のフィルター機能を有
    する保護カバーとを有し、前記保護棒の先端部が前記保
    護カバーと伝熱的に接触されていることを特徴とする宇
    宙空間用太陽光収集装置。
  2. （２）、前記光学系が前記凹部の六角形と略等しい形状
    及び面積の集光レンツと、該集光レンズを上面にして前
    記凹部内に延長する伝熱性の截頭六角錐体と、前記集光
    レンズの焦点位置に受光端が配設された光ファイバーと
    から成り、前記凹部を形成する側壁の上部内周面が前記
    六角錐体の外周面と滑動可能な傾斜面に形成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の宇
    宙空間用太陽光収集装置。
  3. （３）２前記太陽光収集装置の側部及び裏部を覆う保護
    部材を具備し、該保護部材内に受光面側から裏面側に向
    う伝熱部材が設けられていることを特徴とする特許請求
    の範囲第（１）項又は第（２）項に記載の宇宙空間用太
    陽光収集装置。
  4. （４）、前記光ファイバーからの光が一括して導入され
    る光導体ケーブルを有し、該光樽体ケーブルの外側を伝
    熱部材を有する保護部材で覆ったことを特徴とする特許
    請求の範囲第（１）項乃至第（３）項のいずれか１項に
    記載の宇宙空間用太陽光収集装置。
JP58186113A 1983-10-04 1983-10-04 宇宙空間用太陽光収集装置 Granted JPS6078403A (ja)

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