JP5342053B1 - 凹面鏡と凸レンズとによる太陽光集熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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を可能と する太陽光集熱装置を提供する。
【解決手段】大型凹面鏡１の中心線上に移動式の小型凹面鏡２を対向並列に設置し、大型凹面鏡の中心の小型凹面鏡と同径の部分を取り除き、そこと同径の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を大型凹面鏡で集光し、小型凹面鏡で平行反射し、凸レンズに透過して集熱する装置である。さらに太陽を追尾する集熱設備であり、配管工事などを容易に行う事ができ、陰影増加を防ぎ、集熱したエネルギーを大きな発電等にかえる事が可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は大型凹面鏡の焦点付近での熱活用に関し、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。

先行技術文献１

米国特許第４０６８４７４ 他案（米国特許第４０６８４７４）を検索した結果３か所の部分で問題があると思います。１点目は、ディシュ型の太陽光の集熱においては、太陽追尾型でないと機能しません。２点目は、大型凹面鏡と小型凹面鏡の反射曲率が異なるので中心方向に太陽光が集まらない。３点目は、太陽光の入射角度がななめ上方向以外中心方向に集まらない。したがってこの他案は機能しないと思います。以上が本案と大きく異なる事です。太陽光の集熱設備においては、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、どれひとつ不備があっても機能しないし、光に関する事案ですので、似たような事案があってもほとんどが機能しないと思われます。機能するには、すべての条件が完全にそろった構造になった時、はじめて達成すると思います。

海外では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な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出来た事が本案の最大の基となり、大型凹面鏡の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標を達成する為に、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）と同径の部分を取り除き、そこと同径の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、小型凹面鏡で平行反射し、凸レンズに透過して集熱する装置であり、それに加え機能させる為、水平軸で回転するこの装置と垂直軸を中心に回転する塔を接続固定させ、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、どんな場所でも設置できる、どんな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、溶融塩やオイル等を加熱し、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。

小型凹面鏡（２）の固定式の図であり、集光用の大型凹面鏡（１）と平行反射用の小型凹面鏡（２）と集熱用の凸レンズ（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。 凹面鏡と凸レンズとによる太陽光集熱装置であり、エアーシリンダー装着や油圧シリンダー装着による小型凹面鏡（２）の移動式の集熱設備の画像である。

図１は本発明の実施の形態による凹面鏡と凸レンズとによる太陽光集熱装置の構成を示す図であ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を接続固定し、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。

Claims (2)

1. 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、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。
2. 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、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。