(57)【要約】【課題】フレームが大量生産に向いた構造であるヘリオスタットを提供する。【解決手段】フレームがプレス成形により加工されたフレーム本体とレインフォースにより形成されているため、フレームの大量生産が可能で、ヘリオスタットを多数設置する場合に、その製造コストの低下と製造期間の短縮を実現することができる。フレーム本体に縦方向に沿うレインフォース結合して剛性の高い部分を形成し、その部分を駆動機構により駆動させるため、フレーム全体を確実に回転させることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸まわりに回転自在な第１軸と、軸まわりに回転自在で且つ水平な第２軸を有し、該第１軸及び第２軸を中心に回転自在な格子状のフレームを備え、該フレームに複数のミラーを取付け、太陽を追尾しながらフレームをミラーごと回転させ、ミラーの表面で太陽光を反射して一点に向けて集光させるヘリオスタットであって、
前記フレームが、所定の厚さを有する金属板からプレス成形により格子状に打ち抜き加工したフレーム本体と、所定の厚さを有する金属板からプレス成形により打ち抜き加工及び曲げ加工され且つフレーム本体の縦方向及び横方向に沿ってそれぞれ結合される複数のレインフォースとから構成されることを特徴とするヘリオスタット。
【請求項２】
フレーム本体の横方向中央位置に、縦方向に沿う一対のレインフォースが横方向で離間した状態でフレーム本体に対して結合され、
該縦方向に沿う一対のレインフォースが該レインフォースの間に設置された駆動機構により駆動されて、フレーム全体が回転することを特徴とする請求項１記載のヘリオスタット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽光を一点に向けて反射するためのヘリオスタットに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光により熱エネルギーを得るために、太陽を追尾しながら太陽光を一点のターゲットに向けて反射させるヘリオスタットが知られている。ヘリオスタットはターゲットを頂部に有するタワー等の周囲に多数設置され、それぞれのヘリオスタットからターゲットに向けて太陽光を反射している。
【０００３】
ヘリオスタットは角パイプを縦横格子状に結合したフレームを有し、そのフレームに複数のミラーを取付け、そのフレームを駆動機構により回転させる構造になっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２２４０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらこのような関連技術にあっては、フレームが複数の角パイプを縦横格子状に結合した構造のため、製造に手間が掛かり大量生産に向かない。ヘリオスタットにより集光する光のエネルギー量を大きくしようとすると、より多くのヘリオスタットをタワーの周囲に設置する必要があるが、フレームが大量生産に向かない構造だと、設置するヘリオスタットの数が増すほど、製造コストの増加と製造期間の長期化を招いてしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、フレームが大量生産に向いた構造であるヘリオスタットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の技術的側面によれば、軸まわりに回転自在な第１軸と、軸まわりに回転自在で且つ水平な第２軸を有し、該第１軸及び第２軸を中心に回転自在な格子状のフレームを備え、該フレームに複数のミラーを取付け、太陽を追尾しながらフレームをミラーごと回転させ、ミラーの表面で太陽光を反射して一点に向けて集光させるヘリオスタットであって、前記フレームが、所定の厚さを有する金属板からプレス成形により格子状に打ち抜き加工したフレーム本体と、所定の厚さを有する金属板からプレス成形により打ち抜き加工及び曲げ加工され且つフレーム本体の縦方向及び横方向に沿ってそれぞれ結合される複数のレインフォースとから構成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の技術的側面によれば、フレーム本体の横方向中央位置に、縦方向に沿う一対のレインフォースが横方向で離間した状態でフレーム本体に対して結合され、該縦方向に沿う一対のレインフォースが該レインフォースの間に設置された駆動機構により駆動されて、フレーム全体が回転することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の技術的側面によれば、フレームがプレス成形された加工可能なフレーム本体とレインフォースにより形成されているため、フレームの大量生産が可能で、ヘリオスタットを多数設置する場合に、その製造コストの低下と製造期間の短縮を実現することができる。
【００１０】
本発明の第２の技術的側面によれば、フレーム本体の横方向中央位置に縦方向に沿う一対のレインフォースを結合して剛性の高い部分を形成し、その部分を駆動機構により駆動させるため、フレーム全体を確実に回転させることができる。また縦方向に沿う一対のレインフォースが横方向で離間しているため、駆動機構を設置するためのスペースを確保することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ヘリオスタットを示す正面図。
【図２】ヘリオスタットを示す背面側からの斜視図。
【図３】ヘリオスタットを示す側面図。
【図４】フレームの構造を示す分解斜視図。
【図５】フレーム本体のプレス成形を示す斜視図。
【図６】レインフォースのプレス成形を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１〜図６は本発明の好適な実施形態を示す図である。
【００１３】
この実施形態に係るヘリオスタット１はセンサ制御式で、フレーム２に１３枚の円形のミラー３を備えたマルチミラー構造をしている。
【００１４】
地面に設置された支柱４の上部にはＵ字状の駆動機構５が設けられている。駆動機構５は支柱４の軸心に沿った垂直な第１軸Ａを中心に水平回転自在である。駆動機構５の上部には水平方向に沿い、軸心である第２軸Ｂを中心に回転自在な回転軸６が設けられている。駆動機構５自体と、そこに取付けられている回転軸６はそれぞれ図示せぬ別々のモータにより必要な回転量だけ後述するセンサ７に制御されて回転するようになっている。回転軸６には回転軸６と一緒に回転する四角形のセンサミラーＭが固定されている。
【００１５】
フレーム２はこの駆動機構５の回転軸６に固定されて、全体が垂直な第１軸Ａと水平な第２軸Ｂで回転自在な経緯台式のヘリオスタット１となる。
【００１６】
フレーム２は、所定厚さの金属板からなる格子状のフレーム本体８と、それを補強するための第１レインフォース９及び第２レインフォース１０とから構成されている。フレーム本体８は横方向に長い横枠１１を上下に有し、この横枠１１間に上下方向に沿う４本の縦枠１２を有している。左右の一対の縦枠１２間には短い横枠１３も形成されている。図５に示すように、フレーム本体８は金属板１４からプレス成形により格子状に打ち抜き加工したもので、大量生産に向いている。
【００１７】
第１レインフォース９は概略台形状で、内部に打ち抜きされた部分があり、周囲にフランジ１５が曲げ形成されている。この第１レインフォース９の製造は、図６に示すように、フランジ１５を含めて全体が金属板１６からプレス成形により打ち抜き加工され、その後に、曲げ加工によりフランジ１５だけ直角に曲げられる。第１レインフォース９はフランジ１５を含む立体形状のため部品としての剛性が高い。打ち抜き加工も曲げ加工もプレス成形により行われるため大量生産に適している。第１レインフォース９はフレーム本体８の横方向中央側に位置する一対の縦枠１２に沿ってフランジ１５を内側に向けた状態で溶接される。
【００１８】
第２レインフォース１０は、概略第１レインフォース９の一端を真っ直ぐにしたような形状で、この第２レインフォース１０も第１レインフォース９と同様の製造方法で製造される。従って、大量生産に適している。この第２レインフォース１０もフランジ１７を含む立体形状のため部品としての剛性が高い。第２レインフォース１０は短い横枠１３と第１レインフォース９の中央部にそれぞれ溶接される。
【００１９】
フレーム本体８にはこのように第１レインフォース９と第２レインフォース１０が溶接されるため、フレーム本体８の剛性が全体的に向上する。特に一対の第１レインフォース９が溶接されたフレーム本体８の横方向中央部分の剛性が向上する。
【００２０】
そして、横方向で離間した一対の第１レインフォース９が駆動機構５の回転軸６の両端にそれぞれ固定され、回転軸６と一体的に回転する。回転軸６が剛性の高い部分に固定されるため、フレーム２全体を確実に回転させることができる。また第１レインフォース９が横方向で離間しており、駆動機構５がその一対の第１レインフォース９の間に位置するため、駆動機構５がフレーム本体８に接近した状態となりフレーム２を回転させやすい。
【００２１】
フレーム２と駆動機構５とが組み付けられたヘリオスタット１の前方には、センサ７がポール１８により所定高さ位置に支持されている。太陽Ｓからの太陽光Ｌはヘリオスタット１のセンサミラーＭにより反射され、その反射光がセンサ７にて受光される。
【００２２】
反射した太陽光Ｌが一度センサ７にて受光されると、その状態を維持するようにセンサ７から駆動機構５へ信号が出力される。そして駆動機構５によりフレーム２がミラー３ごと第１軸Ａ及び第２軸Ｂを中心に回転して、常に反射した太陽光Ｌがセンサ７へ向くようにフィードバック制御される。
【００２３】
センサミラーＭとセンサ７を結ぶ延長線上にはターゲット（図示省略）が位置しており、センサミラーＭ以外のミラー３で反射された太陽光Ｌは太陽Ｓがどの位置にあっても常にターゲットに向けて集光されることとなる。
【００２４】
この実施形態に係るヘリオスタット１によれば、フレーム２がプレス成形により加工されたフレーム本体８と第１・第２レインフォース９、１０により形成されているため、大量のヘリオスタット１をターゲットの周囲に設置しなければならない場合も、フレーム２の大量生産が可能で、ヘリオスタット１の製造コストの低下と製造期間の短縮を実現することができる。
【００２５】
以上の実施形態では、垂直な第１軸Ａと水平な第２軸Ｂによる経緯台式のヘリオスタット１を例にしたが、第１軸が地球の自転軸と平行で且つ軸心を中心に太陽の日周運動に関連する赤経方向で回転自在で、第２軸が太陽の季節運動に関連する赤緯方向で回転自在な赤道儀式のヘリオスタットであっても良い。また制御方式もセンサ制御方式に限定されず、センサを用いないコンピュータ制御方式でも良い。
【符号の説明】
【００２６】
１  ヘリオスタット
２  フレーム
３  ミラー
５  駆動機構
８  フレーム本体
９  第１レインフォース（縦方向）
１０  第２レインフォース（横方向）
Ａ  第１軸
Ｂ  第２軸
Ｌ  太陽光
Ｍ  センサミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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