(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラボラ太陽光収集器の製造方法であって、
所望のパラボラ太陽光収集器に応じた適切な長さ、深さ、および方向で、地面に中心ポストを設置するステップと、
前記中心ポストに水平ジブを取り付けるステップと、
前記水平ジブの先端の下側に、支持枠を構築するステップと、
前記水平ジブに沿って移動可能なトロリーを取り付けるステップと、
前記トロリー上で上下に自由に移動することができる垂直作業アームを、垂直姿勢で前記トロリーに取り付けるステップと、
一端が前記中心ポストの先端に連結され、他端が前記トロリーに連結されるとともに前記垂直作業アームがローラーを介して載せられる非弾性の紐で、前記垂直作業アームの上下への移動を制限するステップと、
前記垂直作業アームの付近で、該垂直作業アームによって示される高さにまで、地面に支持杭を打ち込むステップと、
一定の角度増加量で前記中心ポストの周りに段階的に前記水平ジブを回転させ、新たな場所において前記方法で地面に支持杭を打ち込むステップと、
一定の距離増加量で段階的に前記水平ジブに沿って前記トロリーを移動させ、新たな場所において前記方法で地面に支持杭を打ち込むステップと、
前記支持杭の先端にリブ部材を配置するステップと、
前記リブ部材の上に鏡タイルを配置して、パラボラ形状の反射面を形成するステップと、を有することを特徴とするパラボラ太陽光収集器の製造方法。
【請求項２】
前記中心ポストの先端が、パラボラ鏡の焦点を定める請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記水平ジブは前記中心ポストの周りを３６０度の範囲で自由に回転し、前記支持枠は前記水平ジブの先端の直下に配置される請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記垂直作業アームは、重力の下で、または油圧式、空圧式もしくは電気式の手段により、上下に自由に移動することができる請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記中心ポストの先端に連結された前記非弾性の紐は、前記トロリーを前記水平ジブの先端に到達させるのに十分に長い請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記支持杭の地面への打ち込みは、空圧式、油圧式または電気式の手段で行われる請求項１記載の方法。
【請求項７】
回転および移動の増加量は、前記支持杭の先端と前記リブ部材とがパラボラ形状を形成するように決定される請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記鏡タイルを、前記パラボラ太陽光収集器の縁から中心ポストまで延在する連続する反射シートに置き換え可能な請求項１記載の方法。
【請求項９】
パラボラ太陽光収集器の製造装置であって、
中心ポストと、
水平ジブと、
前記水平ジブに沿って移動するトロリーと、
一端が前記中心ポストの先端に連結され、他端が前記トロリーに連結された非弾性の紐と、
前記トロリーに垂直に配置され、上下に自由に移動可能だが前記非弾性の紐に載せられる垂直作業アームと、
前記垂直作業アームの先端にある近接センサと、
前記水平ジブを前記中心ポストの周りに段階的に回転させるモーターと、
前記トロリーを前記水平ジブに沿って段階的に移動させるモーターと、
動きを制御するとともに、近接センサを読み込むためのコンピュータと、
前記トロリーに取り付けられる杭打ち機と、
前記杭打ち機の代わりに前記トロリーに取り付け可能な一つ以上のブラシのセットと、を有することを特徴とするパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項１０】
前記水平ジブは、前記中心ポストに取り付けられ、前記コンピュータに制御されて前記中心ポストの周りを回転するように、前記モーターによって回転させられる請求項９のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項１１】
前記トロリーは、前記コンピュータ制御の下で、前記モーターにより前記水平ジブに沿って動かされる請求項９のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項１２】
前記非弾性の紐は、前記トロリーを前記水平ジブの先端に到達させるのに十分に長いが、それ以上ではない請求項９のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項１３】
前記非弾性の紐に載せてある前記垂直作業アームは、前記トロリーが水平ジブに沿って移動するにつれて、前記非弾性の紐のジオメトリが変化することにより、上下に移動させられる請求項９のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項１４】
前記杭打ち機は、前記垂直作業アームと平行で、前記垂直作業アームに対する近傍位置で前記トロリーに取り付けられる請求項９のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項１５】
前記杭打ち機の前記垂直作業アームに対する近傍位置とは、その距離の範囲内で、前記近接センサが、打ち込まれる杭の存在を検出するような位置である請求項１４のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項１６】
前記杭打ち機が、支持杭を地面にねじ込むスクリューモーターに置き換えられる請求項９のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項１７】
前記垂直作業アーム、前記非弾性の紐装置及び前記近接センサは、前記水平ジブの特定の角度位置及び前記水平ジブに沿って移動する前記トロリーの特定の位置における、前記支持杭の正確な高さを示す請求項９のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項１８】
前記支持杭は、前記近接センサによって示される高さにまで地面に打ち込まれる請求項１７のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項１９】
前記杭打ち機が、前記垂直作業アーム、前記非弾性の紐装置及び前記近接センサによって示される高さに維持される、前記パラボラ太陽光収集器の清掃に用いられる前記一つ以上のブラシのセットに置き換えられる請求項９のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【請求項２０】
前記非弾性の紐と前記垂直作業アームが、数値制御されるモーター装置によって制御される垂直作業アームに置き換えられる請求項９のパラボラ太陽光収集器の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱収集器に関し、より詳細には、太陽熱収集器の構成要素、部分及び詳細に関する。本発明は、また、太陽熱収集器の据付け体及び支持体の配置に関する。本発明は、さらに、太陽熱収集器を清掃する手段に関する。本発明は、さらに、湾曲面を有する鏡、より詳細には、多面鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
パラボラ太陽光収集器は、太陽光を焦点に集中させるための太陽光収集器の中で、最もよく知られた形式の一つである。パラボラ型収集器は、また、電磁波を１点に集中させるために用いられたり、放射線をセンサに集中させるために人口衛星に搭載されたり、地上ステーションに用いられたりする。データベースから、パラボラ型の収集装置に関して非常に多くの特許があることが示されている。
【０００３】
文献調査により、パラボラ太陽光収集器の技術水準を要約するいくつかの文献が示された。こられの文献のうちの１つは、H. E.イマドジェム（H. E.Imadojemu）により書かれ、１９９５年の「Energy Conversion Management Journal」の第３６巻、第４号の２２５−２３７ページに掲載されている。この文献のタイトルは、「パラボラ集光集熱器：特許調査（Concentrating Parabolic Collectors: a Patent Survey）」である。他の公表された論文は、S．カロギロウ（S. Kalogirou）による、2007年の「Journal of Recent Patents on Engineering」の第１号の２３−３３ページに掲載されている。カロギロウによる公表のタイトルは、「太陽エネルギー収集器とその適用に関する最近の特許（Recent Patents in Solar Energy Collectors and Applications）」である。太陽光収集器の技術水準は、これらの論文により要約されている。
【０００４】
パラボラ太陽光収集器は、パラボラ形状を有した鏡の形式であり、太陽の方に向けて設置される。鏡から来る太陽光線は、エネルギー吸収器または第２の鏡が配置される特定の点に集中する。この種の太陽光収集器は、静止式反射器／追跡式吸収装置の構成（Stationary Reflector/Tracking Absorber configuration）を表す「SRTA」として公知である。この特定の構成においては、太陽光収集器は静止しているが、太陽の位置が変化するため、太陽光が集中する位置は明確に定められた軌道で連続的に変化する。そのため、追跡式吸収装置が用いられる。吸収装置を、常に、太陽光収集器の焦点に配置することにより、時刻に拘わらずエネルギーを受け取ることが可能である。
【０００５】
パラボラ型のSRTAの主な課題は、パラボラ鏡の構築にある。入念に設計された型を用いることで小型のパラボラ鏡を能率的に鋳造することができるが、特大のパラボラ鏡を製造することは困難で難しかった。パラボラ鏡の製造方法に関する特許としては、米国特許第4,124,277号明細書「パラボラ鏡の構築（Parabolic Mirror Construction）」と、米国特許第4,860,023号明細書「パラボラ反射アンテナ及びその製造方法（Parabolic Reflector Antennas and Method of Making Same）」がある。他の最近の特許出願である、米国特許出願公開第2010/0108057号「膨張可能な太陽光集中器のバルドウィン（Baldwin）の方法及び装置」は、パラボラ太陽光収集器を製造する異なる試みの一つである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第4,124,277号明細書
【特許文献２】米国特許第4,860,023号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第2010/0108057号
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、静止式パラボラ型の凹面鏡の製造方法と、この目的のために特に設計された装置とを公表する。本発明の主要な目的は、迅速且つ正確に、大規模なパラボラ鏡を製造することである。パラボラ鏡の構築で最も難しい面の１つは、正確に特定のパラボラ形状を形成することである。本発明は、構成部材に構築される鏡が、最終的には必要なパラボラ型の凹形状を有するように、パラボラ鏡の構成部材の正確な位置と高さとを決定する実用的な方法を教示する。
【０００８】
本発明によって対処される他の重要な課題は、パラボラ太陽光収集器の清掃の面である。太陽光収集器は、その性能レベルを高く保つために、定期的な清掃を必要とする。太陽光収集器は大きな表面積を有するので、反射特性を低下させる塵および埃が反射鏡に堆積する。もし鏡が定期的に清掃されなければ、太陽光収集器の効率は大幅に低下する。現代の太陽光収集器の多くに用いられる清掃方法は、手動式の清掃である。鏡の定期的な清掃に、しばしば高圧洗浄機が手動で用いられる。本発明で公表されるパラボラ鏡は大きな表面積を有するので、手動式の清掃は非常に時間がかかり単調である。本発明は、パラボラ鏡を構築するためのロボットのような装置を利用する。この装置は、構築を終えた後に若干の変更が施され、その後、太陽光収集器の自動清掃に用いられる。手動介入を必要としない清掃工程の自動性のために、太陽光収集器を活用できない夜間に清掃を行なうことができる。
【０００９】
パラボラ鏡の構築装置は、中心ポストと、その周りに３６０度回転できるように中心ポストに連結された水平ジブとを備える。水平ジブは、中心位置から先端までジブの長手方向に沿って移動することができるトロリーを備えている。トロリーは、トロリーに対して垂直に配置される垂直作業アームを備えている。トロリーに垂直に載置される垂直アームは、重力の下でまたは外部手段により、上下に自由に移動することができる。垂直アームの上下への移動は、滑車と、装置の異なる部分に計略的に接続された非弾性の紐とのシステムにより制限される。滑車及び紐のシステムは、水平ジブ上のトロリーが前後に移動するのにつれて、垂直アームの先端位置を決定する。これらの配置は、トロリーがジブに沿って移動するにつれて、垂直アームの先端が完全なパラボラの軌道をたどることを強いられるように成される。
【００１０】
構築装置は、垂直アームに隣接してトロリーに載置された杭打ち機を備えている。この杭打ち機は、建築業において支柱や杭を地面に打ち込むために用いられる機器の一種である。業界で使用される杭打ち機としては、振動型の杭打ち機として知られているものと、ハンマー型の杭打ち機として知られているものの、基本的に２つの異なる種類がある。ハンマー型は、地面に杭を打ち込むために、油圧または空圧で動かされるハンマーを使用する。振動型の杭打ち機は、地面に杭を打ち込むために、偏心的に生成された振動を使用する。両方の型の杭打ち機は、ネジ込み型の装置と同様に、この用途に適している。
【００１１】
杭打ち機及び垂直作業アームは、共に、トロリーに近くに近接して載置される。その配置は、杭打ち機が、装置の垂直アームによって示される高さにまで、地面に杭を打ち込むように成される。垂直アームの先端に取り付けられた近接センサは、地面に打ち込まれる支持杭の高さを検出する。杭は、その先端が、垂直アームの先端に取り付けられた近接センサ装置によって示される高さと正確に同じ水準になるまで地面に打ち込まれる。杭が、装置によって示される高さにまで打ち込まれるとすぐに、杭打ち機は停止する。水平ジブを段階的に回転させるとともに、垂直トロリーの位置を規則的な距離で変えながら、多数の杭が地面に打ち込まれる。垂直アームにおける紐と滑車の配置により、各々の杭の深さは相違する。杭の打ち込み工程が終了すると、支持杭の先端は、パラボラ鏡の輪郭を定める。杭は、その後、パラボラ鏡の反射部分を形成する反射材料により覆われる。
【００１２】
構築工程が完了した後、杭打ち機はもう必要ではないので、水平ジブを横断するトロリーから取り外される。
【００１３】
構築工程が完了すると、構築装置は変更が加えられて、今度は清掃目的に使用される。鏡は性能レベルを高く保つために頻繁な清掃を必要とするので、装置の垂直作業アームは、杭打ち機の代わりに清掃用のブラシが垂直アームに取り付けられることによって、清掃用に改変される。杭の高さを決定するために用いられた滑車と紐の設定は、ここではパラボラ鏡を清掃するブラシの高さを決定するために用いられる。水平ジブを段階的に回転させるとともに、コンピュータ制御により水平ジブに沿って垂直トロリーを移動させることによって、鏡を夜間に機械的に清掃することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】パラボラ鏡の構築装置の主要部分を示す図である。
【図２Ａ】鏡を傾斜させた応用例における中心ポストの姿勢を示す図である。
【図２Ｂ】傾斜した鏡を構築する工程において、中心ポストに配置された構築装置を示す図である。
【図３】パラボラ鏡の外側枠の構築工程を示す図である。
【図４】外側枠に載せられている水平ジブの先端の詳細を示す図である。
【図５Ａ】パラボラ鏡の基本原理を示す図である。
【図５Ｂ】構築装置の作動原理を示す図である。
【図５Ｃ】パラボラ形状の輪郭を決定するための滑車と紐の配置の詳細を示す図である。
【図５Ｄ】水平ジブの他の実施形態を概略で示す図である。
【図６】紐と滑車の配置と、調整された近接センサを含む杭打ち機のトロリー上への配置の詳細を示す図である。
【図７】杭が近接センサにより示された完全な深さに打ち込まれるときの、垂直アームの先端と杭打ち機を近接センサ装置とともに示す図である。
【図８】パラボラ断面の輪郭を描く、地面に打ち込まれた一連の杭を示す図である。
【図９】パラボラの輪郭を描く一組の杭の上に載置されたリブ部材を示す図である。
【図１０Ａ】リブの上に鏡タイルを載置する方法を示す図である。
【図１０Ｂ】連続する反射シートで一組のパラボラのリブを覆うようにした他の方法を示す図である。
【図１１】パラボラ鏡の構築が完了した状態を示す図である。
【図１２】傾斜したパラボラ鏡の構築が完了した状態を示す図である。
【図１３】装置を構成する電子機器及び制御要素のブロック図である。
【図１４】構築工程のフローチャートを示す図である。
【図１５】清掃設定において清掃用ブラシが装備された垂直アームの先端とトロリーとを示す図である。
【図１６】清掃工程のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここで、作動方法及び構築装置の詳細を、図を用いて詳細に説明する。
【００１６】
以下では、パラボラ鏡、パラボラ太陽光収集器、パラボラ収集器との用語は、全てパラボラ太陽光収集器を指す。
【００１７】
図１は、パラボラ鏡を製造する装置を含んだ主要部分を示す。符号１０が付された部材はパラボラ鏡の中心ポストである。符号２０は、中心ポスト１０の周りを回転し、装置の作業アームとして機能する水平ジブである。符号３０が付された部材は、装置の焦点支柱である。符号７０は、パラボラ鏡の焦点を定める焦点支柱の終端位置である。符号４０は、水平ジブのトロリーと垂直作業アームである。符号５０は、終端にローラーが装備された垂直作業アーム４０の先端位置を定める。符号６０は、一端が位置７０に接続され、他端が位置８５に接続された非弾性の紐である。位置７０から位置８５までの間で、非弾性の紐は位置５０においてローラーに掛け渡され、三角形状を形成する。符号８０は、水平ジブの先端であり、それは支持枠９０に載せられるローラーを備えている。支持枠９０は、中心ポスト１０の周りに完全な円を作る支持体の上に持ち上げられた円形形状の台である。
【００１８】
中心ポスト１０は、パラボラ太陽光収集器の幾何学的な中心と、パラボラ太陽光収集器の焦点が位置する軸線とを定める。パラボラ型収集器の焦点は中心ポスト１０により決定されるので、その位置と方向は太陽光収集器の性能に関して決定的に重要である。地球上の特定の場所における太陽の傾斜角度は、その特定の場所の地理学的緯度に、強く関連する。好適な実施形態では、中心ポスト１０は、垂直位置から、最適な条件で太陽光を受けられる傾斜角度で傾斜する。傾斜角度の決定は、技術に熟練した者にとって周知である。中心ポストをその傾斜角度で傾斜させることにより、中心ポストの周りに構築されたパラボラ収集器を、その日の最大の期間の間、垂直またはそれに近い角度で、太陽光を受けとるようにすることができる。
【００１９】
上記で説明した概念は、図２Ａおよび２Ｂによって更に説明される。図２Ａは、赤道以外の場所における太陽の位置に対する中心ポストの姿勢を示す。図２Ａは、地球に対して垂直な姿勢の線Ｌに対して角度Ｄを成す中心ポスト１０を示す。この図の角度Ｄは、特定の場所の傾斜角度を表す。図２Ｂは、その傾斜角度で、太陽５に向けて傾斜した中心ポスト１０および水平ジブ２０を示す。中心ポストがある方面に傾斜すると、周りに構築されたパラボラ鏡もまた太陽に対して傾斜する。パラボラ収集器の正確な方向を決めるには、綿密な計画と最適化の判断が必要であり、それはこの技術に熟練している者にとってよく知られていることである。中心ポストの適切な傾斜角度を決定するために必要な情報は、この技術に熟練している者のためのワールドワイド・ウェブ上の公開された情報源から入手することができる。
【００２０】
構築工程のステップは、ここで図２Ａを用いて説明される。パラボラ鏡の構築工程の第１ステップでは、適切な角度Ｄで地面に中心ポスト１０が設置される。中心ポストは、市販の杭打ち機を用いて、必要な傾斜角度で地面に打ち込まれる。好適な実施形態では、中心ポストの直径は１メートルであり、その杭は少なくとも６メートルの深さにまで打ち込まれる。中心ポストの直径は、パラボラ鏡の大きさにより決まり、その大きさに応じて調整することができる。杭の実際の深さは、また、土壌の性質によっても決まり、その深さは、水平ジブの重量やそれに関連する重量を、曲がったり不安定になったりすることなく支えるのに十分深くなければならない。他の実施形態の設計では、中心ポスト１０の基礎位置において地面にコンクリートを注入することができ、また、中心ポストはコンクリートスラブの上に配置または立てられることができる。さらに他の実施形態では、中心ポストを、移動または再配置が可能な、移動式で頑丈な基台の上に配置することができる。
【００２１】
構築方法の第２ステップは、図２Ｂを用いて説明される。このステップでは、３６０度自由に中心ポストの周りを回転することができるように、水平ジブ２０が、中心ポスト１０に取り付けられる。中心ポスト１０の高さは、水平ジブが妨げられることなく回転するように、十分に高くなければならない。好適な実施形態では、水平ジブ２０は、水平ジブを軽量であるが機械的に強くする、三角格子構造を用いて構築される。水平ジブは、安定し、頑丈であり、また真っ直ぐでなければならない。
【００２２】
パラボラ鏡の構築工程の第３ステップは、支持枠の構築であり、それは図３を用いて説明される。この特定のステップにおいて、水平ジブ２０は枠の起点に固定され、支持杭１０１が水平ジブ２０の先端の真下の地面に打ち込まれる。杭１０１の高さは、その終端位置が水平ジブ２０の終端位置と同じ高さとなるように調整される。
【００２３】
水平ジブ２０が僅かに回転すると、この工程が繰り返され、最終的にジブ２０の終端と同じ高さとなるように杭１０２が地面に打ち込まれる。同様の工程が繰り返されて、地面に多くの支持杭が打ち込まれると、レール枠台９０が杭１００，１０１，１０２及び１０３の上に取り付けられる。この工程が完了すると、円形のレール枠９２は、中心ポスト１０の周りに３６０度に亘って掛け渡される。レール枠９２は、水平ジブ２０の先端と同じ高さに位置する。図４は、ジブ２０の先端に取り付けられたローラー２１を用いてレール枠９０に載せられた水平ジブ２０の詳細図を示す。レール枠９０は、パラボラ鏡の縁を定めるとともに、水平ジブを載せ、端枠の全周に動かすための支持面を提供する。
【００２４】
構築方法の第４ステップは、一連の図５を用いて説明される。図５Ａは、完全なパラボラ鏡の横断面を示す。Ｘは、反射面を太陽に向けたパラボラ鏡を表す。光線Ａ及びＢは、真っ直ぐ上にある太陽から到来し、パラボラ鏡の軸線ＭＦに対して垂直である。Ｆは、パラボラ鏡の焦点を表す。このような条件において、光線Ａ及びＢは、鏡の点Ｆに向けて反射される。図５Ｂは、パラボラ鏡の幾何学的な特性を示す。Ｄを、パラボラ鏡のちょうど中央を横切り、Ｍで表されたパラボラの中心点の位置を通過する線とし、Ｃを線Ｄに対して垂直に引かれた特定の長さの線とすると、以下の方程式が成り立つ。
【００２５】
距離ＧＥ＋距離ＥＦ＝一定
【００２６】
同じ公式が、他の場合にも当てはまる。
【００２７】
距離ＨＬ＋距離ＬＦ＝一定
【００２８】
図において、ＧおよびＨは、線Ｃが線Ｄと交わる点である。図においては、ＧおよびＨは、明確性のために、交点から僅かに離れて示されている。
【００２９】
装置は、この幾何学的な特性を利用して、図５Ｃにおいて更に説明されるパラボラ鏡の輪郭を定める。焦点支柱３０は、水平ジブ２０が中心ポスト１０の周りで回転すると、焦点支柱３０も水平ジブ組立体ととともに回転するように、中心ポスト１０の最上部に立てられる。構築されたパラボラ鏡の焦点を定める焦点支柱３０の終端位置は、符号７０で示される。符号３５は、３１−３２の方向に水平ジブ２０に沿って自由に移動するトロリーである。符号４０は、トロリー３５に取り付けられ、中心ポスト１０に対して平行で、水平ジブ２０に対して垂直な方向３９に沿って自由に上下に移動できる垂直作業アームである。垂直作業アーム４０の先端は、符号５０で示される。非弾性の紐６０が、その一端において位置７０に連結され、位置５０に配置されたローラーを通過して、その他端において位置４６に連結されている。この特定の配置により、トロリー３５が３１−３２の方向に水平ジブ２０に沿って移動すると、垂直作業アーム４０の先端５０がパラボラの輪郭を定める。非弾性なので紐６０の長さは一定のままであるが、垂直アーム４０の高さは、図５Ｂにおいて説明された原理に従って変化する。この工程を通して定められるパラボラの焦点は、符号７０で表される。トロリー３５の位置及び水平ジブ２０の回転角度が変わるにつれて、パラボラ鏡の輪郭を描く多くの位置が得られる。
【００３０】
パラボラを定める背景となる原理は、以下の通りに更に説明される。図５Ｃの位置７０、５０および４６は、三角形を定める。この三角形において、紐の非弾性の性質のため、以下の幾何学的な関係が成り立つ。
【００３１】
（７０から５０までの距離）+（５０から４６までの距離）=一定
【００３２】
垂直作業アーム４０は、水平ジブ２０に対して垂直で、自由に上下に移動することができる。
【００３３】
これらの制約の結果、トロリー３５が位置８０から中心ポスト１０に向けて水平ジブ２０上を移動するにつれて、垂直アームの高さが（３９として示されるように地面から先端位置５０まで）変化する。
【００３４】
図５Ｄは、２本の平行なアーム４７，４８で形成された水平ジブ２０の他の実施形態を示す。トロリー４０は両方のアーム４７，４８に取り付けられ、また、２本のアームの間には符号４９で示されるように隙間が設けられている。本実施形態では、トロリー４０は、隙間４９に沿って走行することができる。
【００３５】
パラボラの輪郭を定めるこの原理を用いて、パラボラ鏡の支持杭の位置及び高さを決定する。これは、図６を用いて説明される。トロリー３５は水平ジブ２０に取り付けられ、３１−３２の方向にジブに沿って自由に移動することができる。トロリーの移動は、トロリー３５に取り付けられたモーターアセンブリによって制御される。他の実施形態では、トロリーのモーターを、水平ジブ２０の何れかの端部に取り付けることができる。符号３３は、垂直作業アーム４０に隣接してトロリー３５に取り付けられた杭打ち機である。垂直作業アーム４０は、符号５０で表される作業アームの先端に取り付けられたローラー４１を備えている。非弾性の紐６０は、その一端において焦点に連結され、ローラー４１の下を通過して、その他端において位置５８に取り付けられている。符号４７は、符号４３が付された打ち込まれる杭に向けて、横向きに検知を行う近接センサである。杭打ち機３３が打撃により地面に杭４３を打ち込むと、近接センサ４７は絶え間なく杭４３の高さをチェックし、杭４３がローラー４１と同じ高さになったことを検出する。図７は、杭４３がローラー４１と同じ高さになった状態を示す。これで、支持杭４３の高さは十分に地面に打ち込まれたものになり、杭４３の打撃を止めることができる。
【００３６】
本発明の他の実施形態では、支持杭は、打ち込まれるのに代えて、地面にねじ込まれる。この場合、杭打ち機３３は、近接センサ４１が適切な高さを示すまで、杭４３を地面にねじ込む回転モーターに交換される。この特定の実施形態では、支持杭３３は、ネジ状の形状とされる。
【００３７】
図８は、一連の支持杭が地面に打ち込まれ、これらの杭１２０，１２１，１２２，１２３，１２４，１２５及び１２６の高さがパラボラの輪郭を定める場合を示す。支持杭の先端は、厚みが調整可能なキャップ１２９によって覆われ、これにより、杭の全体的な高さを正確に調整することができる。杭の高さを杭打ち機と近接センサとの組み合わせで制御してはいるが、杭打ち機のストローク寸法は粗いので、正確に支持杭の高さを合わせることができない。焦点距離が１０メートルであるパラボラ鏡の実施形態では、支持杭の高さは、±２．５ｍｍの範囲で正確でなければならない。これは調整可能な厚みを有するキャップ１４５を取り付けることによって達成され、これにより、高さを正確に調整することができる。
【００３８】
図９は、符号１２９が付されたリブが杭１２０，１２１，１２２，１２３，１２４，１２５の上に設置された、構築方法の次の段階を示す。これらの支持杭の高さが、すでにパラボラ鏡の輪郭を描くので、これらの杭の上に設置される平坦なリブもパラボラの輪郭を描く。
【００３９】
図１０は、符号１３３のような反射鏡タイルがリブ１２９の上に取り付けられてパラボラ鏡の反射面が形成された、構築方法の次の段階を示す。リブ１２９は、反射タイルまたはシートを取り付けるための、連続する適切な台を形成する。
【００４０】
図１０Ｂは、反射鏡タイルが、符号１１１，１１２のような連続した反射シートに置き換えられた、構築工程の他の実施形態を示す。
【００４１】
図１１は、全ての鏡タイルが取り付けられた完成したパラボラ鏡１３５を示す。
【００４２】
図１２は、据付けが完了したパラボラ鏡装置１３５の傾斜したバージョンを示す。
【００４３】
図１３は、水平ジブを中心ポストの軸に沿って回転させる方位角モーター４、水平ジブに沿って移動するトロリーの位置を制御するトロリー・モーター５、杭を地面に打ち込む打撃またはねじ込みモーターを制御する杭打ち機制御装置６及び杭の高さを測定する近接センサ７にコンピュータ・ブロック３が接続された、本発明の制御系統のブロック図を示す。コンピュータ３は、構築工程及び清掃工程のためのアルゴリズムも実行する。
【００４４】
構築段階の間の動作のフローチャートを示す動作のフローチャートは、図１４に示される。このフローチャートは、パラボラ鏡のレール枠と支持杭とを構築するステップを説明する。
【００４５】
枠構築工程（９０）は、方位角モーターを初期位置に戻すことから始まる（９１）。初期位置は任意の位置であるが、一旦選ばれたら、構築工程の間中、初期位置として用いられなければならない。この位置において、トロリーは、水平ジブの先端まで移動させられる（９２）。この段階で、杭打ち機が起動され、枠支持杭が地面に打ち込まれる（９３）。杭の打ち込み工程が終了すると、方位角モーターが起動し、方位角度が予め定められた量だけ増加される（９４）。水平ジブは、これで異なる場所に向けられる。この新たな位置で、杭の打ち込み工程が繰り返される（９３）。初期位置に再び達するまで、この工程が何度も繰り返される（９５）。この工程が終了すると、枠支持杭は全て地面に打ち込まれ、レール枠が枠支持杭の上に設置される。これで、水平ジブの先端を、レール枠により下側で支えることができる。
【００４６】
次の工程は、水平ジブの初期位置から始まる。トロリーは、中心に向けて予め定められた距離だけ動かされる（９６）。杭打ち機が起動され、近接センサが指定位置に達したことを示すまで（９８）、支持杭が地面に打ち込まれる（９７）。
【００４７】
この工程は、トロリーを中心に向けて他の予め定められた距離だけ動かして、繰り返し行われる。近接センサが指定位置に達したことを示すまで、新たな杭が地面に打ち込まれる。この工程は、トロリーが中心ポストに近づくまで、繰り返し行われる。工程は、方位角度を増加させる（８０）とともにこの工程を繰り返すことによって繰り返し行われる。工程は、初期位置でもある方位角の終点位置にまで達すると終了する（８３）。
【００４８】
パラボラ鏡の構築が終了すると、杭打ち機は水平ジブに沿って横切るトロリーから取り外される。構築工程が終わっているので、杭打ち機はもはや必要でない。杭打ち機の代わりに、クリーニング・ブラシ装置がトロリーに取り付けられる。回転ブラシ装置８１が杭打ち機の代わりに取り付けられた場合を図１５に示す。ここで、クリーニング・ブラシ８１及び垂直アーム４１は、協働して、鏡タイルを清掃することができる。好適な実施形態では、ブラシのうちの１つが研磨用コンパウンドを塗布し、他のブラシが磨き上げ、他のものが鏡の表面を清掃するというような方法で、一組のブラシがトロリーに取り付けられる。本発明のさらに他の実施の形態では、ブラシは、清掃目的で鏡の表面に水や洗浄液を噴射する高圧水ノズルに置き換えられる。
【００４９】
清掃工程も、図１３に示されるのと同じ制御システムを用いたコンピュータシステムによって制御される。図１６は、基本的に、鏡を清掃するために計画された通りにモーターを動かす清掃工程のフローチャートを示す。
【００５０】
清掃工程（７０）は、方位角モーターを初期位置に動かすことから始まる（７１）。初期位置は選ばれた任意の位置であるが、一旦選ばれたら、清掃工程の間中、初期位置として維持されなければならない。トロリーは、枠の近くの水平ジブの先端まで動かされる（７２）。清掃ブラシのモーターが起動され（７３）、水平ジブを回転させる方位角モーターが段階的に回転する（７４）。初期位置に達する度に、垂直トロリーが中心に向かって引き寄せられ（７６）、工程が繰り返し行われる。最終的に、この工程によって鏡の全ての部分が清掃される。清掃工程の終わりに、トロリーが中心位置に止められ、工程が終了する（７８）。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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