JPS61272701A - 太陽光集光装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は太陽光を集光する太陽光集光装置に関する。

（従来技術と発明が解決しようとする問題点）例えば太
陽光を集光して日の当たらない北側や暗い室を照明する
場合、従来では集光部分にパラボラ反射鏡や単層の凸レ
ンズを使用し、その集光した光を光フアイバーケーブル
で導入し再び拡散して暗処を照明していたが、いずれの
方法によっても太陽の位置が時間とともに変化するなめ
独立した追尾装置が必要であった。

また、パラボラ反射鏡や凸レンズは一つの光学系によ゛
って光線を点状に集光するものであるため、高精度のも
のが必要であり、また太陽光線や焦点位置に対する位置
や向きについても微妙な精度が要求され、装置全体も複
雑になった。

本発明は、特別な追尾装置を必要とせず長時間有効に太
陽光を集光でき、しかも用いるレンズが高精度の要求さ
れない比較的単純なもので済むと共に、装置全体も簡単
になし得るようにしたものである。

（問題点を解決するための手段） この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、光線
を線状に集光する複数の第１集光レンズ１が、その夫々
の魚ｖＡＬが略同一平面上で角度を順次異ならせて放射
状に変わるように、円弧状に並べて設けられ、前記各第
１集光レンズ１とその焦線位置との間に、光線を線状に
集光する複数の第２ｍ光レンズ２が、第１集光レンズｌ
を通過した光線を夫々略一点に集光させかつ前記第１集
光レンズ１の配置と同心の円弧状に順次角度を異ならせ
て並ぶように設けられている点にある。

（作　用） 第１集光レンズ１及び第２集光レンズ２を円弧状に並べ
た方向が東西を向（ように配置しておくと、特別の追尾
装置を必要とすることなく、集光する第２集光レンズ２
が東から西へと順次１個ずつ変わりながらも、長時間に
亘って小さな受光部６に太陽光線を確実に集光し得る。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に従って説明すると、第１
図及び第２図粁おいて、１は光線を線状に集光する第１
集光レンズ１で、熱可そ性材料としては例えばポリメチ
ルメタアクリレート、ポリカーボネート、熱硬化性材料
として例えばジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ート等の透過性を有しかつ耐熱性のある合成樹脂により
円柱集光レンズの働きをもつりニアフレネルレンズを構
成して成り、第３図乃至第５図に示す如く入射した太陽
光線と線状に集光し、焦線りを形成する。

この第１集光レンズｌは複数個（図例では５個）設けら
れ、これら第１集光レンズｌは、第３図に示す°如く夫
々光軸方向に入射した光線の焦線りが略同一平面内で順
次角度を異ならせて放射状に交わるように円弧状に並べ
て配置されている。

２は光線を線状に集光する第２！ｌ光レンズで、ポリメ
チルメタアクリレート、ポリカーボネート、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート等の透過性を有しか
つ耐熱性のある合成樹脂によりシリンドリカルレンズを
構成して成る。この第２集光レンズ２は第１集光レンズ
１とその焦線位置との間に４５個設け′られている。こ
れら第２集光レンズ２は、第１集光レンズ１を通過した
光線を略一点に集めるように各第１集光レンズｌに対し
て直交する方向にあり、また各第２集光レンズ２は第１
集光レンズ１の円弧状の配置と同心の円弧状に順次角度
を異ならせて並ぶように配置されている。即ち、第１集
光レンズ１に対してその先軸方向に入射した太陽光線が
、第２図及□び第６図に示８す□如く第１集光レンズ１
及び第２集光レンズ２を通過して略一点に集まり、その
焦点Ｆを中心とした半径ｒ円弧３上に第２集、光レンズ
２が多数並べて配置され、それより大きい半径Ｒの円弧
４上に第１・集光レンズ１が複数個配置されている。そ
して第２集光レンズ２を配置した角度βは９０度の範囲
にあり、第７図に示す如く隣り合う第２集光レンズ２同
志のなす角αは２度である。

５は光ファイバーで、その受光部６は第１集光レンズ１
に光軸方向に入射した光が第２集光レンズ２を通して集
光する焦点Ｆに設けられている。

上記実施例の構成によれば、第１集光レンズｌ及び第２
集光レンズ２を円弧状に並べた方向が東西を向くように
配置すると、第・１集光レンズ１は一方向即ち南北方向
のみに屈折力があるので、第１集光レンズ１に光軸方向
に入射した太陽光線は南北方向に垂直な平面上に線状に
集光する。そして太陽の日周運動によって太陽光線の入
射方向が変化することにより、太陽光線が光軸方向にな
る第１集光レンズ１が東から西の第１集光レンズ１へと
順次かわり、各第１集光レンズｌに対して光軸方向に近
似した角度で入射した太陽光線の焦線りは角度を順次異
ならせるが、第３図に示す如くこれらの各焦線位置が常
に範囲Ａ内に存在する。

一方、第２集光レンズ２は９０度の角度の範囲に４５個
あり、太陽が東西方向に９０度の角度移動する時間は６
時間であるため、 ３６０分＋４５個＝８分／個 つまり８分毎に太陽光線が近似的に光軸方向となる第２
集光レンズ２は東から西へと順次１１個ずつ移り変わり
、例えば第８図ａに示す如くである時点で第１集光レン
ズ１を通過した太陽光線が第２集光レンズ２ａに対して
光軸方向に一敗した一場合、該第２集光レンズ２ａを通
過した太陽光線は第８図ａ、ａ’に示す如く受光部６の
中央に集光する。その４分後には太陽光線は１度変化し
、第８図す、ｂ’に示す如く前記第２集光レンズ２ａと
その西隣りの第２集光レンズ２ｂとを通過した各太陽光
線が受光部６の外周部に夫々集光する。さらに４分後に
は太陽光線が１度変化して第２集光レンズ２ｂに対して
光軸方向となり、第８図ｃ、ｃ”に示す如く該第２集光
レンズ２ｂを通過した太陽光線が受光部６の中央に集光
する。以下同様にして８分毎に太陽光線を受光部６に集
光する第２集光レンズ２が東から西へと順次１個ずつ変
わり、受光部６が極めて小さいものであっても、６時間
に亘って受光部６に太陽光線を確実に集光し得る。

第９図は隣り合う第２集光レンズ２のなす角αを１．９
５度にすると共に、受光部６の直径を１０鶴とし、１２
時９分から数分毎に測定した実測結果を示している。こ
の実測結果によれば１２時９分から１２時４９分の間に
、７個の第２集光レンズ２によって太陽光線を途中で途
切れることなく順次受光部６に集光していることがわか
る。

なお、第１集光レンズ１及び第２集光レンズ２は、夫々
１個ずつを別体に構成し、その後に複数個を円弧状に並
べて互いに連結固着するようにしてもよいし、また複数
の第１集光レンズ１及び第２集光レンズ２の複数個を夫
々円弧に並べた状態で一体成形するようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、第１集光レンズｌ及び第２集光レンズ
２を並べた方向が東西を向くように配置することにより
、特別な追尾装置を必要とせず、太陽光線を長時間に亘
って狭小な範囲に集光させることができる。しかも第１
集光レンズ１及び第２集光レンズ２は単に光線を線状に
集光するものであり、凸レンズのように高精度が要求さ
れない円柱集光レンズ等を使用することができ、また集
光レンズ１．２の位置や向きについてもさ程精度が要求
されず、このため装置全体の構造を節単になし得、製造
容易でかつ安価に提供でき、その効果は著大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体斜視図、
第２図は側面図、第３図は第１集光レンズの側面図、第
４図は第１集光レンズの斜視図、第５図は第１集光レン
ズの正面図、第６図は第２集光レンズ部分の拡大斜視図
、第７図は第２集光レンズの拡大側面図、第８図は作用
説明用の側面図及び平面図、第９図は実測結果を示す図
である。 １−第１集光レンズ、２−・第２集光レンズ、Ｌ−・焦
線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光線を線状に集光する複数の第１集光レンズ１が、
   その夫々の焦線Ｌが略同一平面上で角度を順次異ならせ
   て放射状に変わるように、円弧状に並べて設けられ、前
   記各第１集光レンズ１とその焦線位置との間に、光線を
   線状に集光する複数の第２集光レンズ２が、第１集光レ
   ンズ１を通過した光線を夫々略一点に集光させかつ前記
   第１集光レンズ１の配置と同心の円弧状に順次角度を異
   ならせて並ぶように設けられていることを特徴とする太
   陽光集光装置。