JPS6245529B2 - - Google Patents

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JPS6245529B2
JPS6245529B2 JP58186113A JP18611383A JPS6245529B2 JP S6245529 B2 JPS6245529 B2 JP S6245529B2 JP 58186113 A JP58186113 A JP 58186113A JP 18611383 A JP18611383 A JP 18611383A JP S6245529 B2 JPS6245529 B2 JP S6245529B2
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24S23/12—Light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
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    • F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
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    • F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
    • F24S10/95—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 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。
従来技術 本出願人は、先に、太陽光をレンズ等によつて
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箇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程度の光フアイバー
の受光端を精度よく位置合わせし、もつて、各レ
ンズによつ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
点位置と光フアイバーの受光端面が正確に一致し
なければならず、特に、温度差の激しい砂漠、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アイバーの受光端
面との位置関係がずれたり、熱破壊してしまう欠
点があつた。
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図に示すごとき太陽光収集装置
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てある。
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１０
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アイバー１３と
から成り、レンズ１１によつ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つて
いる。支持部材２０には前記光学系１０を受け入
れるための六角形状の凹部２１が多数設けられて
おり、該凹部２１を形成する側壁２２の上部は前
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。従つて、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方向に向つて
傾斜面２３を滑動して上昇し、収縮するとＢ方向
に向つて滑動して下降するが、その際、レンズ１
１の焦点位置はほとんど移動せず、光フアイバー
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つ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
志がぶつかつた時に一番破損しやすい位置に保護
棒２４を設けておくとともに各レンズの頂点部に
逃げ１１ａを設けておき、これによつて、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、直接太陽光はレンズ１１にによつて集束され
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
導入されなかつた光によつて支持基板等が過熱さ
れてしまうが、このような光フアイバー内に導入
されなかつ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、光エネルギーによつ
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によつ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、該六角錐体内に入つて来た光
を太陽電池或いは誘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、六角錐体内に入つ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、その分太
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つた。
目 的 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。
構 成 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ユニツト分
を示す側断面図、第４図は、本発明による太陽光
収集装置を数ユニツ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
を付してある。
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、該保護カバー３０
にはＸ線、γ線、紫外線等の透過を阻止し、可視
光のみを透過するフイルター物質が混入されてお
り、これによつ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、光フアイバ
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、上述のごときフイル
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
とによつ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が、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
によつ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、前記保護棒２４及び支持部材２０を
伝熱性の部材で構成するとともに、前記保護棒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
ネルギーを保護棒２４、支持部材２０の側壁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、その温度差によつ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
離に亘つて配線されるため、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
よつても破損する恐れがある。第３図において、
５０は前述のごとき太陽光収集ユニツトの側部及
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
ヒートパイプのような伝熱部材５１，６１が埋設
されており、これらヒートパイプによつて高温部
の熱が直ちに低温部に伝達されて温度が均一化さ
れ、それによつて、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、
以上には、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。
効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、熱膨張、温度差等によつ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、本発明によ
る太陽光収集装置の１ユニツ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
を数ユニツ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、３０……
保護カバー、４０……光導体ケーブル、５０，６
０……保護部材、５１，６１……ヒートパイプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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
    壁の上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
    透過性のフイ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 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ズと、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
    された光フアイバーとから成り、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 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 前記光フア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、該光導体ケーブルの
    外側を伝熱部材を有する保護部材で覆つたことを
    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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JP58186113A JPS6078403A (ja) 1983-10-04 1983-10-04 宇宙空間用太陽光収集装置

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JPS6245529B2 true JPS6245529B2 (ja) 1987-09-28

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US (1) US4717227A (ja)
EP (1) EP0136712B1 (ja)
JP (1) JPS6078403A (ja)
KR (1) KR890003296B1 (ja)
AU (1) AU575075B2 (ja)
DE (1) DE3472158D1 (ja)
HK (1) HK12689A (ja)
NZ (1) NZ209762A (ja)

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