WO2009064011A1

WO2009064011A1 - 円周分割パラボラアンテナと、太場光追尾架台

Info

Publication number: WO2009064011A1
Application number: PCT/JP2008/070968
Authority: WO
Inventors: Fukujito Ukawa
Original assignee: Kito Co., Ltd.
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2009-05-22

Abstract

１、　円周方向に分割した、鏡部を支持幹で一体構造とした円周分割パラボラアンテナ。　２、　中心部にフレネルレンズと組み合わせた、円周分割パラボラアンテナ又は通常パラボラと組み合せる。　３、　地軸方向に馬蹄形、小判型とした平面配置とする、分割パラボラアンテナ、既存パラボラアンテナとする事。　４、　不必要光線角の防御壁を風車とするパラボラアンテナ。　　５、　大気圧に対し低圧室、を利用した、膜構造パラボラアンテナ。　６、　水平にした地盤、または伸縮脚で、（１次）架台を、地軸方向に水平に配置し、太陽集光焦点に、季節変動用摺動回転中心を持つ（２次）架台を当該地の地軸に平行(当該地緯度に直角)に配置し、その先端に（３次）回転機構を配置する。　７、　この駆動部を、日回転、太陽高度変動に合わせ、各各精密に駆動する。粗動で目的を達する場合、太陽高度角へ手動又は時計機構で、１日１回程度周動し、日回転に対し、南中を基準に、２４時間当たり３６０度５９分８秒の割合で、個々回転させる　８、　不動な受光、受熱部を、受光台に駆動部と別に連結する。

Description

円周分割パラボラアンテナと、太陽光追尾架台技術分野

本発明は、太陽光追尾を簡単で効率のよい、円周分割パラボラアンテナ。低圧膜構造パラボラアンテナ。

必要外浸入光線防御壁に風車機能を付属する架台。

太陽に直交する、曰回転、季節高度追尾を最適にした、架台である。

背景技術明

従来、固定集光装置、小型の太陽熱パラボラアンテナまたはフレネルレンズで集

細 1

光、集熱し追尾する装置。地表に分割した多数の反射鏡を連動設置し、集光タワーに集光するもの、卜レンチ構造で中心方向軸に書回転するもの等がある。

しかし、太陽光（熱）をパラボラアンテナで集光、集熱する場合、集光面積が大きくなれば、集熱焦点が太陽側の遠方になり、装置が巨大になる。トレンチ構造で回転する場合軸方向は追尾できるが、目的軸に対し焦点距離が遠近し効率は改善されない。

フレネルレンズを使用した場合、焦点は太陽と反対の地上側になるが、柔軟なレンズを保持する機構が別途必要であり、大型化は集光角の関係で難しい。通常パラポラは、必要焦点以外に不注意で焦点を結び、事故を起こすこともあった。架台も、太陽光の地軸に対し一時間当たり 1 5度の回転と、緯度に加え季節変動 2 3 . 4度の太陽高度を追尾し使用するには、変動量の違う 2軸を常時連動駆動するため必要外のエネルギーを消費し、機構が複雑で巨大な物か、小型の物しかなかつた。

この改善策として、集熱部に巨大タワーを別途建設したり、柔軟なフレネルレンズ保持機構を強大にしたり、小分割のものを多数連動する必要がある。トレンチ構造の欠点を補うために副鏡を使用するものがあるが複雑になり焦点距離も一定にはならない。

天体望遠鏡に使用される赤緯儀、を使用しても、焦点位置を含め捕捉利用することは複雑であり、保持させる為の構造力点も集中し、太陽光、太陽熱を追尾使用するには、小型か、複雑、巨大な構造に成っていた。

特許文献 1 ：特開 2 0 0 4— 2 5 9 7 8 3 表

文献番号太陽 m¾ ¾ 追 m«構

文献当発明との相文献当発明との相違点特許出願公開多数の斜反射が予光線は 3 0虔の角度を保方位角、地球回転を具昭和 5 8— 板、その裏面で測不能の、何段つているので受光体に達体的（ 1軸稼働）に裨

0 0 2 5 5 4 底坂の一都隙回もの反射はする、相対的に揺動する。足されていない。

間を通過、底板損失が大きい。

上を出口に誘大型化は無理

導。がある。

特許出願公開パラボラか、フ大型化は無理 1支点の反対側に公転、 1 で受光機全体レネノレレンズがある。自転アームにより太陽にを保持すると、大型化昭和 5 9— による。正対し受光機回転軸と焦は贿があり、方位

9 7 4 6 1 点位镢にずれがあるが光角、地球回に連動るファイバ一で誘導する。に常時動力が必要、焦点位置が移動する。特許出願公開パラボラと副パラボラは大地上に方位調整ローラ大型化は無理であり、平 1一鏡により集光。型化に無理が ―、鏟の裏側に仰角調整方位角、地球回転に連

1 1 4 6 6 6 あり、副鏟は損ローラ一を連動する。動するには常時動力失を伴う。が必要、焦点位置が移動する。

特許出願公開パラボラによパラボラは大地上に方位角用水平回転大型化は無理であり、平 6— ^ 型化に無理が台、上都に支点を取りヮ焦点位置が移動する。

2 4 1 5 7 8 め。ィヤーで仰角し、回

転軸を中心に回転する。

特許出願公表全内部反射切フレネルレン基板の周緣近傍で固定支 —軸の記述のみ。平 8— 子レンズによズと同じよう持し、リンゲギアを駆動二軸の焦点が明示さ

5 0 0 4 4 9 り翻、に大型化は補モーターで光源を向いたれていない。

偏向、波長分強材が必要で状 I に維持。

離、するめる。パイブ熟タンクは固定位二軸の回転はされて大型化は無理 Sに固定脚で形成しいない。

がある。アッセンプリを回転す二軸の焦点位置が明示されていない。表 2

文献番号太陽集光追腿構

文献当発明との相文献当発明との相違点違点

特許出願公開多数のパラボラ多数のレンズ水平線回台により太大型化は無理があり、平 1 1一力ヽ多数のフレネ間に隙間が生陽に向い、上郎の半 P3 焦点が移動し、方位 5 3 9 1 4 クレレンズによる。じ損失が大き弧フレーム上の回転角、 ±也球回転に連動さい。駆動を連動し正対すせる為に両方の動力大型化は無理が必要である。

がある。

特閧 2 O O 3 - 公知ラポラ穴都分に縦横二軸周りに手動大型化は難しく、焦点 3 2 9 3 1 O 'で集光、一郎に穴がある。する。位置と $6^回転軸がを開ける。大型化は^ S 同一で、回転軸を照射がある。し、別位置に焦点すれば、集 ¾ ^と必要受光点は変動する。

特開 2 0 0 5 - 平板太陽鼇池モ平板モジュ一回転可能支持,上地軸に平行に特定せ O 3 9 1 4 8 ジ一ルルに特镚に平板モジュールず、方位角、地球回転北端を取り付け、南 ¾ に連動させる為に、両支持棒を上下動させ方の動力が常時必要支柱下都を水平に回である。'

teAKjさせる。パラボラに使用した場合焦点位 Sが変動する。

特開 2 0 O 5— パラボラと副反畐 U鎗が必要で、回転可ターンテ一ブ支点に荷重が集中し、 1 O 6 4 3 2 射鏡で集光。ラボラは大ルを備えた、固定支大型化は難しく太陽型化に無理が上端に平仰角調整口に正対する為に、水平ある。ッドを取り付け、連動回転、仰角調整を Wi&

させる。する為に、両方の常時動力が ' f要である。表 3

非特許文献 1 ：太暘光によるスターリングエンジンの作動（インタ一ネット) 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

パラボラアンテナ機構を、小型、大型ともに構築出来ること。

焦点誤動作による事故をなくすること。

風車機能を付随させる事。

低圧膜構造パラボラアンテナも使用出来ること。

架台で、最高率に太陽を正対補足するために、各各、

緯度位置に加え季節変動太陽高度を容易に追尾すること。

地球回転に伴う太陽光の、日回転動を容易に追尾すること。

課題を解決するための手段

1、本発明は、パラボラ反射鏡を、円周に沿って分割し、支持機構と一体とする事で、装置一体化で強度を保持し小型、大型とも容易な構造とする。 2、集光する光軸が鋭角になる中心付近に、フレネルレンズ、又は通常パラポラと組み合わせる。

3、大面積の分割パラボラアンテナを構成する場合、地軸方向に馬蹄形、小判型とする。

4、軽量簡易なパラボラアンテナを構成する場合、大気圧に対し低圧室、を利用した、低圧膜構造パラボラアンテナとする。

5、太陽光線の、必要外浸入光線防御壁を、中心に対し遍心させ、風車機能を付属させる。

6、水平にした地盤、または伸縮脚で、受光保持架台を、真北か真南方向に水平に配置する。

7、架台上部の、（1次幹）上部両端に、太陽光焦点に中心を持つ、時刻回転機構部と季節変動回転機構部を持つ（2次幹）を配置する。

この交点上部に 3次幹（季節変動伸縮幹）を配置する。

8、この（ 2次）回転部で、地軸回転に対し、昼間 1時間当たリ約 1 5度の割合で、回転する。

9、この季節変動回転機構部で、 3次幹（季節変動伸縮幹）を、太陽の緯度による高度に加え、季節変動 2 3. 4度の太陽高度角へ架台を摺動する。

1 0、この、複合回転構造を順次太陽移動に合わせ、手動又は、時計機構、あるいは、マイコン制御モーターで、それぞれ駆動する。

発明の効果

1、本発明の、円周分割パラボラアンテナは自立し、地上側固定位置に集光集熱が出来、装置が小型になり、風害も小さくなり、大集光面積の物も、構築できる。

2、集光する光軸が鋭角になる中心付近は、フレネルレンズ、又は通常パラボラと組み合せることにより、中心付近の分割パラボラァンテナ配置に余裕が出来る。

3、地軸方向に馬蹄形、小判型とした平面配置とする事により、大面積の集光でも集光焦点を一定に捕捉できる。

4、膜構造パラボラアンテナとする事により、軽量のパラボラとする事ができる。

5、太陽光線、不必要浸入光線の防御壁を設置することにより、正対光以外合焦できなくなり、安全性が高くなリ、またこれを、中心に対し渦巻き状に遍心配置することにより、風車機能が付随し、風力も合わせて利用できる。

6、この支持台は、設置時に当該地の地軸に平行に設置し、必要駆動を機能分割、

( 1次）（2次）（3次）し、地球回転と、季節高度を分立駆動としたことで、最小エネルギーで、太陽光を全地球上の赤道から極地、日の出から日没まで、最小限の動力で、太暘に正対し、受光、受熱出来る利点がある。図面の簡単な説明

図 1は平面図、円周分割パラボラアンテナ、構成平面図。

図 2は平面図、円周分割地軸方向延長パラボラアンテナ、構成平面図。図 3は側面図、円周分割パラボラアンテナ、鏡配置図。

図 4は側面図、鏡部分拡大図。

図 5は側面拡大図、鏡裏の低圧室拡大図。

図 6は側面図、円周分割パラボラアンテナ地軸面、全体集光図。

図 7は側面図、円周分割パラボラアンテナ地軸面、鏡等間隔全体集光図。図 8は平面図、円周分割パラボラアンテナ、全体組立平面図。

図 9は正面図、円周分割パラボラアンテナ地軸方向、組立正面図。図 1 0は側面図、円周分割パラボラアンテナ地軸面、組立側面図。

図 1 1は平面図、既存パラボラアンテナ、平面構成図。

図 1 2は側面図、既存パラボラアンテナ地軸面、側面図。

図 1 3は平面図、円周分割パラボラアンテナ風車、配置平面図。

図 1 4は側面図、円周分割パラボラアンテナ地軸面風車、酉 S置側面図。図 1 5は平面図、既存パラボラアンテナ風車、配置平面図。

図 1 6は側面図、既存パラボラアンテナ地軸面風車、配置側面図。

図 1 7は側面図、長軸パラボラアンテナ地軸面、側面図。

図 1 8は正面図、長軸パラボラアンテナ地軸方向、正面図。

符号の説明

1 パラボラ反射鏡

2 外周部リブ

3 内周部リブ

4 縦断リブ

5 入射光

6 反射光

7 受光、受熱部

1次幹（2支持幹を支持）

2次幹（時刻回転軸機構）と（季節変動回転機構)

3次幹（季節変動伸縮幹）

パラボラアンテナ受リブ

受光、受電、受熱、及び回転中心点水平据え付け時脚

受光支持台

曰回転幹 1 7 曰回転モーター

1 8 季節高度追尾、南北逆変角モーター

1 9 季節高度南北逆変角傘ギヤ（フレキシブル回転機構）

2 0 断熱材

2 1 南中時指標（太陽追尾指標）

2 2 フレネルレンズ

2 3 遍心集光防止壁、兼風車羽

2 4 回転受け台

2 5 低圧室

2 6 背後幕.ないし太陽電池パネル。（壁）

発明を実施するための最良の形態

1、パラボラアンテナは、円周に分割し隙間のある傘状の、反射鏡とし、円周分割パラボラ反射光の、焦点より主に地上側の反射光を使用し、太陽光、反射光、鏡が重複しない位置に配置する構造とする。集光する光軸が鋭角になる中心付近は、フレネルレンズ、又は通常パラボラと組み合せる。面積に応じた、集光熱エネルギー表

表 4

2、大面積で集光する場合、分割パラボラアンテナ、従来パラボラアンテナを地軸方向に馬蹄形、小判型とした平面配置とする。

3、軽量簡易なパラボラアンテナを構成する場合、大気圧に対し低圧室、を利用した、凹膜構造パラボラアンテナとする。、設置時等、異常太陽集光線の危な不必要角度光線の防御壁を、配置する。、不必要光線角防御壁を、中心に対し渦巻き状に、遍心させ、風車機能を付属させる。

、水平にした地盤、または伸縮脚で、支持架台を、地軸方向に水平に配置する。、架台上部の、（1次幹）上部両端に、太陽光焦点に中心を持つ、時刻回転機構部と季節変動回転機構部を持つ（2次幹）を配置する。

この交点上部に 3次幹（季節変動伸縮幹）を配置する。

、この（2次）回転部で、地軸回転に対し、昼間 1時間当たり約 1 5度の割合で、回転する。

、この季節変動回転機構部で、 3次幹（季節変動伸縮幹）を、太陽の緯度による高度に加え、季節変動 2 3 . 4度の太陽高度角へ架台を摺動する。、この、複合回転構造を順次太陽移動に合わせ、手動又は、時計機構、あるいは、マイコン制御モータ一で、それぞれ駆動する。

表 5

1 1、受光、受熱部を、駆動部と別に、受光台で脚に連結する。

実施例 1

1、鏡 1、を分割鏡幅が一定もしくは間隔が一定にし、（図 1 ) (図 2 ) 、断面方向配置（図 3) (図、 4) 、 2外周部リブ、 3内周部リブ、 4縦断リブ、 1 1 パラボラ受けリブ、で配置する構造で、円周分割パラボラアンテナを自立構成

(図、 8) (図、 9) (図、 10) する。

2、太陽光線、 5入射光、 6反射光が、（図 4) (図 6) (図 7) の焦点位置構成となる、円周分割パラボラアンテナを構成する。

3、集光する光軸が鋭角になる中心付近に、フレネルレンズ 22を（図 1) (図 3)

(図 8) (図 10) 、状に 3内周部リブで設置し、一体とする。又は通常パラボラを下方から組み合わせる。

4、地軸方向延長、分割パラボラアンテナ（図 2) 、地軸方向延長、従来パラボラアンテナ（図 17) 、状に地軸方向に馬蹄形、小判型平面配置とする。

5、太陽光線の、不必要光線角の浸入防御壁 23 (図 14) (図 16) を配置する。

6、この不必要浸入光線角の防御壁（図 13) (図 15) を、中心 12に対し渦巻き状に、遍心させ、回転受け台 24上に、風車機能を付属させる。

7、軽量構造の必要がある場合、膜構造鏡 1と、背後幕 26 (壁）を背面に配置し、大気圧に対し低圧室 25 (図 5) 、を配置し、太陽光反射外面を、凹膜パラポラアンテナとする。

8、水平にした地盤、あるいは、伸縮機能脚 13の、真北側 2本と、水平据え付け時脚 14合計 3本脚で、水平と真北方向に、受光支持架台 15を設置する。設置後、受光支持架台 15は、伸縮機能付脚 13、 4本で（図 8) (図 9) (図 10) (図 1 1) (図 12) 、安定的に定置する。

9、架台上部の、（1次幹） 8上部両端に、太陽光焦点 12に中心を持つ、時刻回転機構部と季節変動回転機構部を持つ（2次幹） 9 (図 8) (図 9) (図 1

0) (図 14) (図 16) (図 17) (図 18) を、を配置する。

この交点上部に 3次幹（季節変動伸縮幹）を配置する。

10、太陽の緯度による高度に加え、季節変動 23. 4度の太陽高度角へ、（2 次）架台 9先の、集光焦点に対する 3次幹（季節変動伸縮幹） 10 (図 8) (図 9) (図 10) (図 1 1) (図 13) (図 15) (図 16) (図 17) (図 1 8) 、を、季節高度南北逆変角傘ギヤ 19 (あるいはフレキシブル回転機構）と、南北逆変角モーター 18で、回転摺動する。

1 1、この（2次）回転架台 9、回転部と、（図 8) (図 9) (図 10) (図 1

1) (図 13) (図 15) (図 16) (図 17) (図 18) 曰回転幹 16、曰回転モーター 17で、昼間、地軸回転に対し、分立回転させる。 12、この、時刻回転軸機構と季節変動回転機構を持つ（2次幹） 9、季節変動伸縮幹（3次幹） 10、を順次太陽移動に合わせ、季節変動の高度角変動と、地軸曰周回転に各各、マイコン制御モーターで、微細に分離回転させる。焦点精度が粗動で済む場合、高度角は 1日 1回程度。地軸回転には、当該南中を中心に、 24時間当たり 360度 59分 8秒程度で、手動又は、時計機構で、駆動する。

13、受光、受熱部 7 (図 3) (図 8) (図 9) (図 10) (図 1 1) (図 13) (図 1 5) (図 16) (図 17) (図 18) を、駆動部と別に、 20断熱材を介し、 15受光台で 13脚に連結する。

14、南中時指標 21 (図 8) を日時計として、当該地の経度（衛星写真）、南中時刻（理科年表）を利用することにより、真北設置が容易に出来、一度設置が完了すると、後は、何時でも指標中心を受光中心に合致させる事により、目視でも、季節変動、時間回転動の誤差を調整補正し、簡単に日毎の管理が出来る。

15、この架台機構を小規模（図 14) (図 16) (図 17) (図 18) に構築した構成は、受光、受熱部が、回転中心とは異なる太陽追尾架台、及び、パラボラアンテナの架台として使用する。

産業上の利用可能性

太陽光集光、色素太陽光発電の集光、熱発電素子のため集熱、太陽光レーザーェネルギ一源、スターリングエンジンの集熱、蒸気発生の熱源、金属溶解の熱源、温熱蓄積の熱源、庭先バーべキユウの熱源、等用途にエコロジーな太陽エネルギー源用パラボラアンテナ.ないし太陽電池パネル、電波集波、太陽電池板架台として簡単に利用できる。

Claims

請求の範囲、パラボラアンテナ半球面を円周に沿って分割し、隙間のある傘状に、支持機構と一体とし、高集光、又は必要度に応じた集光をする、小規模、大規摸の集光構築が容易な、円周分割パラボラアンテナ。

、集光する光軸が鋭角になる中心付近に、フレネルレンズ、又は通常パラボラと組み合わせた、円周分割パラボラアンテナ。

、地軸方向に馬蹄形、小判型とした平面配置とする、分割パラボアンテナ、及び従来型パラボラアンテナ。

、パラボラアンテナの構造に、不必要な太陽入射角光の防御壁を配置する。必要に応じ、これを風車として利用する構造。

、大気圧に対し低圧室、を利用した、膜構造パラボラアンテナ。

、水平にした地盤、または伸縮脚で、保持台を、地軸方向に水平に配置する。太陽集光焦点に、季節変動用、摺動回転中心を持つ両端（2次）回転架台部を、地軸に平行（当該地緯度に直角）に配置する。

この（2次）架台で、曰周回転させる構造とする。先端部に、光軸中心に対し回転（3次）架台を太陽の緯度による高度に加え、季節変動 2 3 . 4 度の太陽高度角へ、変動摺動させる。

、この、複合構造を順次太陽移動に合わせ、マイコン制御モーターで、季節高度角変動と、地軸曰周回転に各各、微細に分離回転させる。

焦点精度が粗動で済む場合、手動又は、時計機構で高度角は 1日 1回程度。地軸回転には、当該南中を中心に、 2 4時間当たり 3 6 0度 5 9分 8秒程度で、分立回転させることにより、地球上どこでも太陽光を、赤道から極地、曰の出から日没まで、太陽を正対受光し、受熱部を固定した構造の太陽光追尾架台。

、受光、受熱部は、太陽と直交するが、焦点中心と、回転中心とは異なる架台機構を小規模に構築した、太陽追尾架台、太陽電池板架台。