WO2014054816A1

WO2014054816A1 - 凹面鏡と凸レンズとによる太陽光集熱装置。

Info

Publication number: WO2014054816A1
Application number: PCT/JP2013/077192
Authority: WO
Inventors: 信博松本
Original assignee: Matsumoto Nobuhiro
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-04-10
Also published as: JP5342053B1; JP2014074579A

Abstract

大型凹面鏡による太陽光の焦点付近での熱エネルギーの活用は被写体・機器・配管など自体の影がエネルギーロスを生むのでスターリングエンジンなど小型の機器に限定されるので、焦点位置を大型凹面鏡の裏側で再生させる事で問題の解決をはかる。その方法は大型凹面鏡（１）の中心線上に同じ反射曲率で固定又はシリンダー（９）装着での移動式で焦点位置（５）の後部に小型凹面鏡（２）を対向並列に設置し、大型凹面鏡（１）の中心を小型凹面鏡（２）と同径位の部分を取り除き、そこの中心と円筒で片面を取り除いた部分とを垂直に接続固定して集熱室（４）を作製し、その中に固定又は移動式の凸レンズ（３）を他器と並列に設置した装置で、太陽光（６）を大型凹面鏡（１）で集光し、小型凹面鏡（２）で太陽光凝縮平行反射し、凸レンズ（３）に透過して集熱する装置であり、小型凹面鏡（２）を移動式にする事で大型凹面鏡（１）が太陽光（６）を受ける面積を調節する事ができ集熱室（４）で集熱する温度を調節する事が可能になると共に、機能させる為、水平軸（７）で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転し、この装置を支える塔（８）を接続固定させ、太陽２軸追尾式としコンピュータ制御で太陽を追尾する集熱設備において重要な役割を担う凹面鏡と凸レンズとによる太陽光集熱装置であり、大型凹面鏡（１）の裏側にあたる集熱室（４）に焦点を再生させて熱活用する事で配管工事などを容易に行う事ができ、陰影増加によるエネルギーロスを防ぎ、集熱したエネルギーを大きな発電などにかえる事が可能になる。

Description

凹面鏡と凸レンズとによる太陽光集熱装置。

本発明は大型凹面鏡の焦点付近での熱活用の問題に関し、特に大型凹面鏡の裏側に焦点位置を再生させる事によって陰影の増加によるエネルギーロスや限定された小型機器の使用を解消し大きなエネルギーを造り出す技術に関するものである。

従来、この種のエネルギー活用は凹面鏡で集熱し、スターリングエンジンでの発電が知られている。

特開平０８−３０６２１８　　　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開平０３−２７１７１０　　　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開平０７−２９０５１２　　　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開平１１−２５４５１５　　　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開平１０−２９４２７２　　　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開昭６３−１４３４６０　　　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開２００３−２４０３５６　　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開２０１０−１５１３４６　　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開２０００−０６３８５４　　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開２０１０−１５１９８２　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開２００１−３３５１４７　　　　　　（ＪＰ，Ａ）特開２０００−０１１８６９　　　　　　（ＪＰ，Ａ）国際公開第２０１１／１３２７７６　　　（ＷＯ，Ａ１）国際公開第２０１０／０５０１０７　　　（ＷＯ，Ａ１）米国特許第０４０６８４７４　　　　　　（ＵＳ，Ａ）

海外ではディッシュ式の凹面鏡で集熱してスターリングエンジンを動かして発電する事案がある。

本発明は上記の問題点を鑑みてなされたもので、大型凹面鏡の焦点付近での熱活用が被射体や配管など自体の影の増加でエネルギーロスが発生する為、小型の機器しか使用できない事を解消し、大型凹面鏡の裏側に焦点位置を再生させ、大きなエネルギーを造り出す事を目的とする。

試行錯誤した結果、大型凹面鏡で垂直に入射する太陽光の反射焦点位置の再生可能な１次方向は、大型凹面鏡の中心線上以外有り得無いという結論に達した事から焦点位置を大型凹面鏡の裏側に再生させる事に着目する事が出来た事が本発明の最大の基となり、大型凹面鏡の中心の１部を取り除き、集熱室を作製する発想に至り、凹面鏡、凸面鏡、凸レンズがもつ特殊作用を熟知したうえで、その大きさ、鏡面角度、並べる順番、位置、距離、向き方向、耐熱温度等を考え、上記課題を解決し上記目的を達成する為に、本発明は大型凹面鏡（１）の中心線上に同じ反射曲率でシリンダー（９）装着での移動式の小型凹面鏡（２）を焦点位置（５）の後部に対向並列に設置し、大型凹面鏡（１）の中心を小型凹面鏡（２）と同径位の部分を取り除き、そこと円筒で片面を取り除いた部分とを垂直に接続固定して集熱室（４）を作製し、その中に固定又は移動式の凸レンズ（３）を他器と並列に設置した装置で、太陽光（６）を大型凹面鏡（１）で集光し、小型凹面鏡（２）で太陽光凝縮平行反射し、凸レンズ（３）に透過して集熱する装置であると共に、機能させる為に、水平軸（７）で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転しこの装置を支える塔（８）を接続固定させ、太陽２軸追尾式としコンピュータ制御で太陽を追尾する集熱設備において重要な役割を担う凹面鏡と凸レンズとによる太陽光集熱装置である。

本発明の発案条件として太陽熱を高効率で集熱する、コンパクトな設備にする、低コストにする、太陽があたる場所であればどんな所でも設置できる、国土風土にも適している等条件目標をクリアーし、集熱室（４）の中で太陽光（６）を高温で集熱して高温空気を発生させタービンを回した発電や、溶融塩や合成油等を加熱し、その熱源で水蒸気を発生させタービンを回し大きな発電が可能になる事は以下の詳細な説明と添付図面とによってより明白となる。

図１は小型凹面鏡（２）の固定式の図であり、太陽光集光用の大型凹面鏡（１）と太陽光凝縮平行反射用の小型凹面鏡（２）と太陽光集熱用の凸レンズ（３）と集熱室（４）と焦点位置（５）と太陽光（６）と水平軸（７）で構成。
図２は太陽光集光用の大型凹面鏡（１）と太陽光凝縮平行反射用の小型凹面鏡（２）と太陽光集熱用の凸レンズ（３）と集熱室（４）と太陽光（６）と水平軸（７）と垂直軸を中心に回転する塔（８）とシリンダー（９）で構成。小型凹面鏡（２）をシリンダー（９）装着した移動式で、水平軸（７）で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転する塔（８）を接続固定し、太陽２軸追尾式とした集熱設備の画像である。

シリンダー（９）装着で小型凹面鏡（２）を移動式にする事で、大型凹面鏡（１）による太陽光（６）を受ける面積を調節する事ができ、いろいろな天候条件に対応し、集熱室（４）で集熱する温度を調節する事が可能になる。機能させる為、水平軸（７）で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転しこの装置を支える塔（８）を接続固定し、太陽２軸追尾式としコンピュータ制御で太陽を追尾する集熱設備において重要な役割を担う凹面鏡と凸レンズとによる太陽光集熱装置である。

本発明の凹面鏡と凸レンズとによる太陽光集熱装置は集熱室（４）の中で太陽光（６）を高温で集熱し、媒体を加熱して水素、マグネシウム等の製造が可能なので産業上有益である。
本発明の効果や実施の形態についての上記説明は、例示を目的として提示したものであると共に、それらは、網羅的であったり、記載した形態そのままに本発明を制限したりする事を意図したものではなく、数多くの変形や変更が上記の記載内容に照らして可能であることは当業者に明白である。本発明の分類名称は「凹面鏡と凸レンズとによる太陽光集熱装置」であるが固有名称は『太陽力発電ディッシュ・ビームポイントチェンジ方式』又は『太陽熱発電ディッシュ・ビームポイントチェンジ方式』とする。

Claims

大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心線上に同じ反射曲率で固定又はエアーシリンダー装着や油圧シリンダー装着での移動式で焦点位置の後部に小型凹面鏡や小型凹面鏡状の多面鏡を対向並列に設置し、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心を小型凹面鏡や小型凹面鏡状の多面鏡と同径位の部分を取り除き、その中心に円筒や円錐や他形状で上面を取り除いた部分とを垂直に接続固定して集熱室を作製し、その中やその外側に固定又は移動式の凸レンズや凸レンズ状の多面レンズを他器と並列に設置した装置で、太陽光を大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡で集光し、小型凹面鏡や小型凹面鏡状の多面鏡で平行反射し、凸レンズや凸レンズ状多面レンズに透過して集熱する装置であると共に、機能させる為、水平軸で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転し、この装置を支える塔を接続固定させ、太陽２軸追尾式としコンピュータ制御や機械式制御で太陽を追尾する集熱設備において重要な役割を担う凹面鏡や凹面鏡状の多面鏡と凸レンズや凸レンズ状の多面レンズとによる太陽光集熱装置。
大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心線上に同じ反射曲率で固定又はエアーシリンダー装着や油圧シリンダー装着での移動式で焦点位置の前部に小型凸面鏡や小型凸面鏡状の多面鏡を対向並列に設置し、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心を小型凸面鏡や小型凸面鏡状の多面鏡と同径位の部分を取り除き、その中心に円筒や円錐や他形状で上面を取り除いた部分とを垂直に接続固定して集熱室を作製し、その中やその外側に固定又は移動式の凸レンズや凸レンズ状の多面レンズを他器と並列に設置した装置で、太陽光を大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡で集光し、小型凸面鏡や小型凸面鏡状の多面鏡で平行反射し、凸レンズや凸レンズ状の多面レンズに透過して集熱する装置であると共に、機能させる為、水平軸で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転し、この装置を支える塔を接続固定させ、太陽２軸追尾式としコンピュータ制御や機械式制御で太陽を追尾する集熱設備において重要な役割を担う凹面鏡や凹面鏡状の多面鏡と凸面鏡や凸面鏡状の多面鏡と凸レンズや凸レンズ状の多面レンズとによる太陽光集熱装置。
大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心線上に同じ反射曲率で固定又はエアーシリンダー装着や油圧シリンダー装着での移動式で焦点位置の後部に小型凹面鏡や小型凹面鏡状の多面鏡を対向並列に設置し、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心を小型凹面鏡や小型凹面鏡状の多面鏡と同径位の部分を取り除き、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心線上の太陽光が集光する任意の位置に固定又は移動式で他器と並列に設置した凸レンズや凸レンズ状の多面レンズに透過して太陽光を集熱する装置で、太陽光を大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡で集光し、小型凹面鏡や小型凹面鏡状の多面鏡で平行反射し、取り除いた空間から差し込んで集光した太陽光を大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心部分を取り除いた表側や裏側で集熱させる事を目的とした太陽光集熱装置であると共に、機能させる為、水平軸で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転し、この装置を支える塔を接続固定させ、太陽２軸追尾式としコンピュータ制御や機械式制御で太陽を追尾する集熱設備において重要な役割を担う凹面鏡や凹面鏡状の多面鏡や凸レンズや凸レンズ状の多面レンズとによる太陽光集熱装置。
大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心線上に同じ反射曲率で固定又はエアーシリンダー装着や油圧シリンダー装着での移動式で焦点位置の前部に小型凸面鏡や小型凸面鏡状の多面鏡を対向並列に設置し、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心を小型凸面鏡や小型凸面鏡状の多面鏡と同径位の部分を取り除き、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心線上の太陽光が集光する任意の位置に固定又は移動式て他器と並列に設置した凸レンズや凸レンズ状の多面レンズに透過して太陽光を集熱する装置で、太陽光を大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡で集光し、小型凸面鏡や小型凸面鏡状の多面鏡で平行反射し、取り除いた空間から差し込んで集光した太陽光を大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心部分を取り除いた表側や裏側で集熱させる事を目的とした太陽光集熱装置であると共に、機能させる為、水平軸で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転し、この装置を支える塔を接続固定させ、太陽２軸追尾式としコンピュータ制御や機械式制御で太陽を追尾する集熱設備において重要な役割を担う凹面鏡や凹面鏡状の多面鏡や凸面鏡や凸面鏡状の多面鏡や凸レンズや凸レンズ状の多面レンズとによる太陽光集熱装置。
大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心線上に異なる反射曲率で固定又はエアーシリンダー装着や油圧シリンダー装着での移動式で焦点位置の後部に小型凹面鏡や小型凹面鏡状の多面鏡を対向並列に設置し、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心を小型凹面鏡や小型凹面鏡状の多面鏡と同径位の部分を取り除き、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡で集光し、小型凹面鏡や小型凹面鏡状の多面鏡で反射集熱し、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心部分を取り除いた表側や裏側で集熱させる事を目的とした太陽光集熱装置であると共に、機能させる為、水平軸で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転し、この装置を支える塔を接続固定させ、太陽２軸追尾式としコンピュータ制御や機械式制御で太陽を追尾する集熱設備において重要な役割を担う凹面鏡や凹面鏡状の多面鏡による太陽光集熱装置。
大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心線上に異なる反射曲率で固定又はエアーシリンダー装着や油圧シリンダー装着での移動式で焦点位置の前部に小型凸面鏡や小型凸面鏡状の多面鏡を対向並列に設置し、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心を小型凸面鏡や小型凸面鏡状の多面鏡と同径位の部分を取り除き、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡で集光し、小型凸面鏡や小型凸面鏡状の多面鏡で反射集熱し、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心部分を取り除いた表側や裏側で集熱させる事を目的とした太陽光集熱装置であると共に、機能させる為、水平軸で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転し、この装置を支える塔を接続固定させ、太陽２軸追尾式としコンピュータ制御や機械式制御で太陽を追尾する集熱設備において重要な役割を担う凹面鏡や凹面鏡状の多面鏡と凸面鏡や凸面鏡状の多面鏡とによる太陽光集熱装置。
大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心線上に異なる反射曲率で固定又はエアーシリンダー装着や油圧シリンダー装着での移動式で対向並列に設置した小型凹面鏡や小型凹面鏡状の多面鏡又や小型凸面鏡や小型凸面鏡状の多面鏡で反射し、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の表側で集熱させる事や、大型凹面鏡や大型凹面鏡状の多面鏡の中心の一部分を取り除き、その裏側で集熱させる事を目的とした太陽光集熱装置であると共に、機能させる為、水平軸で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転し、この装置を支える塔を接続固定させ、太陽２軸追尾式をしコンピュータ制御や機械式制御で太陽を追尾する集熱設備において重要な役割を担う凹面鏡や凹面鏡状の多面鏡や凸面鏡や凸面鏡状の多面鏡とによる太陽光集熱装置。