(57)【要約】【課題】効率良く太陽熱を集熱することができる太陽熱集熱装置を提供する。【解決手段】複数本の反射ラインと、１本以上の受光ラインとを有する太陽熱集熱装置であって、複数本の反射ラインは、南北方向に並列に設定されたものであり、各列の反射ライン上には太陽光を反射する複数枚の反射鏡が設置されており、該複数枚の反射鏡はヘリオスタット機構を備えており、該ヘリオスタット機構は、複数枚の反射鏡の反射面を東西方向に個別に角度調整可能な東西角度調整手段と、南北方向に個別に角度調整可能な南北角度調整手段を有しており、１本以上の受光ラインは、複数本の反射ラインに直交して上方の定位置に設定され、１基のレシーバが設置されており、該レシーバは複数枚の反射鏡からの太陽光の反射光の熱を集熱する太陽熱集熱装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の反射ラインと、１本以上の受光ラインとを有する太陽熱集熱装置であって、
前記複数本の反射ラインは、南北方向に並列に設定されたものであり、各列の反射ライン上には太陽光を反射する複数枚の反射鏡が設置されており、該複数枚の反射鏡は太陽の動きに追従させて反射面の角度を調整するヘリオスタット機構を備えており、
該ヘリオスタット機構は、前記複数枚の反射鏡の反射面を東西方向に個別に角度調整可能な東西角度調整手段と、南北方向に個別に角度調整可能な南北角度調整手段を有しており、
前記１本以上の受光ラインは、前記複数本の反射ラインに直交して上方の定位置に設定されたものであり、各受光ライン上には１基のレシーバが設置されており、該レシーバは前記複数枚の反射鏡からの太陽光の反射光の熱を集熱するものであることを特徴とする太陽熱集熱装置。
【請求項２】
前記東西角度調整手段は、回転リングと微調整手段とを有し、
前記回転リングは前記複数枚の反射鏡とフレームを介して連結されており、前記回転リングの回転により前記フレームを介して１本の反射ライン上にある前記複数枚の反射鏡の反射面の角度が同時に調整されるものであり、かつ、前記微調整手段は前記複数枚の反射鏡毎にそれぞれ配置されており、該微調整手段により、前記回転リングの回転により同時に調整された複数枚の反射鏡の反射面の角度が、各々の反射鏡の位置に応じて個別に追加微調整されるものであり、
前記南北角度調整手段は、アクチュエータを有し、
該アクチュエータは前記反射鏡毎にそれぞれ配置され、各アクチュエータはアームを有し、該アームと前記反射鏡とが連結されており、前記アームの前進後退運動により各反射鏡の反射面の角度が個別に調整されるものであることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項３】
前記各列の反射ライン上にある前記複数枚の反射鏡を支持して連結する連結部材を有しており、
該連結部材が、南北方向において、一端が他端よりも相対的に上方に位置するよう傾けて配設されていることで、該連結部材により支持された前記複数枚の反射鏡は、前記一端の側に設置された反射鏡が前記他端の側に設置された反射鏡よりも相対的に上方に位置しているものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項４】
前記複数枚の反射鏡をそれぞれ撮影して各反射鏡の実画像を取得する撮像装置と、
前記レシーバに太陽光を反射させるため反射面が理想角度に調整された場合の各反射鏡の理想画像を、実際の太陽の位置からシミュレーションにより取得する演算処理装置と、
前記各反射鏡の実画像と理想画像とを比較して画像ズレを求める画像処理装置と、
前記撮像装置、前記演算処理装置、前記画像処理装置、前記ヘリオスタット機構を制御する中央制御装置とをさらに備えており、
前記ヘリオスタット機構は、前記画像ズレに基づいて、前記中央制御装置により制御されて、前記各反射鏡の反射面の角度を理想角度に調整するものであり、かつ、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する各反射鏡の角度調整データを内蔵しており、該内蔵データに基づいて、前記理想角度に調整された各反射鏡の反射面の角度を調整するものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項５】
前記レシーバはキャビティ型のものであり、
該キャビティ型レシーバは、中空の長箱体と、該長箱体内に配設された１本以上の受熱管とを備えており、
前記長箱体は、上壁と、該上壁とつながり下方に延びる側壁とで前記１本以上の受熱管を囲っているものであり、かつ、前記側壁のうち長手側の側壁部が内側に向かって傾斜していることにより前記長箱体は下面に向かって窄まっており、該窄まった下面に開口部が形成されたものであり、
前記長箱体の長手方向が東西方向と平行になるように長箱体が設置されており、
前記複数枚の反射鏡からの太陽光の反射光が前記開口部から前記長箱体内に導入されて前記受熱管に照射されて太陽熱が集熱されるものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項６】
前記レシーバはキャビティ型のものであり、
該キャビティ型レシーバは、前記複数枚の反射鏡からの太陽光の反射光を内部に導入するための開口部が形成されたレシーバ本体と、前記開口部に配設された格子状の構造体とを有しており、かつ、該格子状の構造体と前記レシーバ本体とで囲まれた空間に１本以上の受熱管が配設されたものであり、
前記格子状の構造体を通して前記太陽光の反射光が前記受熱管に照射されて、該受熱管内の熱媒体が５５０℃以上に加熱されるものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の太陽熱集熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射鏡によってレシーバに向けて太陽光を反射させて集熱する太陽熱集熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より石油など化石燃料からエネルギーを得てきたが、近年では、これらの化石燃料の枯渇や、該化石燃料の使用により排出される二酸化炭素等の温室効果ガス、さらには化石燃料の購入のためのコスト（燃料費）が問題となっている。
そこで、再生可能であり、燃料費が不要の太陽光が、新たなエネルギー源の１つとして注目されている。
【０００３】
この太陽光をエネルギー源として利用する太陽熱集熱装置としては、太陽光の集光方式の違いから数種挙げられる（特許文献１等参照）。これらの中には、例えばトラフ型や線形フレネル型、タワー型と呼ばれるタイプの集熱装置がある。
【０００４】
ここで、トラフ型の集熱装置は、桶状の放物面鏡を用いて太陽光を反射し、該反射光をレシーバに集光して太陽熱を集熱するものである。
また、線形フレネル型の集熱装置は、南北方向に並列に設定した複数の反射ライン上に複数枚の反射鏡を設置するとともに、これらの反射鏡の上方に南北方向に設定した受光ライン上にレシーバを設置し、反射鏡により太陽光を反射してレシーバに集光して太陽熱を集熱するものである。
さらに、タワー型の集熱装置は、タワー周辺に配置した複数枚の反射鏡により反射した太陽光をタワーに設けたレシーバに集光して太陽熱を集熱するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−６３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように太陽熱集熱装置においては種々の集光方式が用いられているが、これらの方式ではエネルギー源である太陽光から十分に集熱できているとは言えず、より一層、効率良く集熱することが可能な太陽光集熱装置が求められている。
すなわち、上記のようなタワー型等の集光方式では、時間帯（例えば朝９時など、１０時から１４時以外の時間帯）によっては収差が大きく、結像のぼやけ・歪みが生じ、レシーバに効率良く集光することが難しい。したがって、日中、安定してレシーバに集光することができない。図２６に示すように、中央（集光像の中心）付近では光の強度が高く、中央付近以外では強度が低い末広がりの状態で集光される。中央付近以外のように低い強度の箇所では、そこに集められた光およびその熱のエネルギーを有効利用するのは難しく、実質的にロスとなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、効率良く太陽熱を集熱することができる太陽熱集熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、複数本の反射ラインと、１本以上の受光ラインとを有する太陽熱集熱装置であって、前記複数本の反射ラインは、南北方向に並列に設定されたものであり、各列の反射ライン上には太陽光を反射する複数枚の反射鏡が設置されており、該複数枚の反射鏡は太陽の動きに追従させて反射面の角度を調整するヘリオスタット機構を備えており、該ヘリオスタット機構は、前記複数枚の反射鏡の反射面を東西方向に個別に角度調整可能な東西角度調整手段と、南北方向に個別に角度調整可能な南北角度調整手段を有しており、前記１本以上の受光ラインは、前記複数本の反射ラインに直交して上方の定位置に設定されたものであり、各受光ライン上には１基のレシーバが設置されており、該レシーバは前記複数枚の反射鏡からの太陽光の反射光の熱を集熱するものであることを特徴とする太陽熱集熱装置を提供する。
【０００９】
このように、まず、上記へリオスタット機構を備え、反射ラインと受光ラインとが上記関係であるクロスリニア型の太陽熱集熱装置であるため、日中においてどのような時間帯でも、太陽光の集光に関して収差を小さくすることができる。結像のぼやけ・歪みを抑制することができるため、前述したような中央付近のみ光の強度が高くなる従来の集光方式に比べて、図２５に示すように強度が高い箇所がより広範囲になり、均一な集光が可能なものとなる。従来方式のような末広がりの形状ではなく、また、中央付近以外の箇所でも集光度が高く、そのためエネルギーロスが生じてしまうのを防ぐことができるし、日中に、安定して効率良く集光・集熱することが可能である。
【００１０】
さらには、上記のような東西角度調整手段、南北角度調整手段を有しており、反射鏡の反射面の角度を調整するための制御構造を、東西方向の角度を調整するものと南北方向の角度を調整するものとに分けている。このように東西方向と南北方向の角度に分けて制御することで制御を単純なものとすることができるとともに、精度を大幅に高めることができる。すなわち簡便に、低コストで、しかも高精度で反射面の角度を調整することができる。したがって、太陽光を適切な角度でレシーバに向けて反射し易く、この点からも集熱効率の向上を図ることができる。
【００１１】
また、複数の反射鏡の反射面の角度を、東西方向、南北方向共に個別に角度調整可能であるため、太陽光をレシーバに向けてより正確に反射させるにあたって、反射鏡の設置位置の違いに応じて行うべき僅かな角度の調整も可能である。このため、より一層、高精度に集光して集熱することができる。
【００１２】
上記のように太陽光を十分に集光することができ、集熱効率が高いので、レシーバや設置する反射鏡の範囲を必要に応じて小規模化することもできる。この場合、太陽熱集熱装置やその設置に要する土地面積も小さくすることができるため、コストの低減を図ることができるし、太陽熱集熱装置設置のための広大な土地を比較的用意しにくい国においても設置可能になる。
【００１３】
このとき、前記東西角度調整手段は、回転リングと微調整手段とを有し、前記回転リングは前記複数枚の反射鏡とフレームを介して連結されており、前記回転リングの回転により前記フレームを介して１本の反射ライン上にある前記複数枚の反射鏡の反射面の角度が同時に調整されるものであり、かつ、前記微調整手段は前記複数枚の反射鏡毎にそれぞれ配置されており、該微調整手段により、前記回転リングの回転により同時に調整された複数枚の反射鏡の反射面の角度が、各々の反射鏡の位置に応じて個別に追加微調整されるものであり、前記南北角度調整手段は、アクチュエータを有し、該アクチュエータは前記反射鏡毎にそれぞれ配置され、各アクチュエータはアームを有し、該アームと前記反射鏡とが連結されており、前記アームの前進後退運動により各反射鏡の反射面の角度が個別に調整されるものとすることができる。
【００１４】
従来ではＴボーンのみで反射面を任意の角度に調整しており、そのために制御が複雑なものになってしまっていたが、上記のような回転リングと微調整手段、アクチュエータによって、反射面の角度調整を、より一層、簡便に精度高く行うことができる。
【００１５】
しかも、東西方向の角度調整に関して、反射面の角度を複数の反射鏡について同時調整するための回転リングと個別に追加微調整するための微調整手段を備えている。このようなものであれば、個別調整のために微調整手段が大規模化するのを防ぐことができるし、より高精度に角度調整し易い。
【００１６】
また、前記各列の反射ライン上にある前記複数枚の反射鏡を支持して連結する連結部材を有しており、該連結部材が、南北方向において、一端が他端よりも相対的に上方に位置するよう傾けて配設されていることで、該連結部材により支持された前記複数枚の反射鏡は、前記一端の側に設置された反射鏡が前記他端の側に設置された反射鏡よりも相対的に上方に位置しているものとすることができる。
【００１７】
上記のような連結部材が配設されていることで、南北方向において、前記一端の側に設置された反射鏡が前記他端の側に設置された反射鏡よりも相対的に上方に位置しているため、前記一端の側の反射鏡により反射された太陽光の反射光が、前記他端の側の反射鏡によって遮られてレシーバへ届かなくなるのを防ぐことができる（ブロッキングの防止）。したがって、さらに効率良く太陽熱を集熱することができる。
また、例えばトラフ型などの従来の装置に比べ、反射鏡の反射面を太陽光に対し、より直角に近くなるよう配置することができる。すなわち反射効率を高めることができ、効率の良い集熱を図ることができる。
【００１８】
また、前記複数枚の反射鏡をそれぞれ撮影して各反射鏡の実画像を取得する撮像装置と、前記レシーバに太陽光を反射させるため反射面が理想角度に調整された場合の各反射鏡の理想画像を、実際の太陽の位置からシミュレーションにより取得する演算処理装置と、前記各反射鏡の実画像と理想画像とを比較して画像ズレを求める画像処理装置と、前記撮像装置、前記演算処理装置、前記画像処理装置、前記ヘリオスタット機構を制御する中央制御装置とをさらに備えており、前記ヘリオスタット機構は、前記画像ズレに基づいて、前記中央制御装置により制御されて、前記各反射鏡の反射面の角度を理想角度に調整するものであり、かつ、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する各反射鏡の角度調整データを内蔵しており、該内蔵データに基づいて、前記理想角度に調整された各反射鏡の反射面の角度を調整するものとすることができる。
【００１９】
このようなものであれば、従来のＴボーンを用いた装置ではＴボーン設置のために高精度の測量等が必要であったが、それとは異なり、反射鏡の設置を簡便に低コストで行うことができるものであるとともに、集熱の開始時には反射面を理想角度に簡便に調整可能なものである。撮像装置によって実際の反射面の状態を確認することも可能である。
また、集熱時には上記のような内蔵の角度調整データに基づいて調整するものであるので、従来法のように太陽の位置から逐次計算をする必要もなく簡便である。逐次計算が必要ないため、太陽の動きに遅れることなく高精度かつ低コストで反射面の角度調整をすることができるものとなる。
したがって、効率の良い太陽熱の集熱が可能なものである。
【００２０】
また、前記レシーバはキャビティ型のものであり、該キャビティ型レシーバは、中空の長箱体と、該長箱体内に配設された１本以上の受熱管とを備えており、前記長箱体は、上壁と、該上壁とつながり下方に延びる側壁とで前記１本以上の受熱管を囲っているものであり、かつ、前記側壁のうち長手側の側壁部が内側に向かって傾斜していることにより前記長箱体は下面に向かって窄まっており、該窄まった下面に開口部が形成されたものであり、前記長箱体の長手方向が東西方向と平行になるように長箱体が設置されており、前記複数枚の反射鏡からの太陽光の反射光が前記開口部から前記長箱体内に導入されて前記受熱管に照射されて太陽熱が集熱されるものとすることができる。
【００２１】
このように、上記のようなキャビティ型レシーバであり、窄まった下面に開口部が形成されているため（すなわち、窄まった開口部を有しているため）、一旦開口部から長箱体内へ導入された太陽光の反射光が、長箱体の内壁でさらに反射して開口部から長箱体の外部へ放散するのを抑制することができる。したがって、太陽光の熱が長箱体の外部へ逃げるのを抑制することができ、内部に配設された受熱管に効率良く集熱することが可能である。
【００２２】
また、前記レシーバはキャビティ型のものであり、該キャビティ型レシーバは、前記複数枚の反射鏡からの太陽光の反射光を内部に導入するための開口部が形成されたレシーバ本体と、前記開口部に配設された格子状の構造体とを有しており、かつ、該格子状の構造体と前記レシーバ本体とで囲まれた空間に１本以上の受熱管が配設されたものであり、前記格子状の構造体を通して前記太陽光の反射光が前記受熱管に照射されて、該受熱管内の熱媒体が５５０℃以上に加熱されるものとすることができる。
【００２３】
このようなものであれば、５５０℃以上に加熱された受熱管や熱媒体からの強い再放射による熱エネルギーが、開口部から外部へ放射されて流出するのを格子状の構造体によって効果的に防ぐことができる。熱エネルギーをレシーバ本体内に留めることができ、集熱効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、クロスリニア型であり、その上、従来よりも簡便かつ高精度で反射鏡の反射面の角度調整を行うことができ、低コストで効率良く集熱することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の太陽熱集熱装置の一例を示す概略図である。
【図２】ヘリオスタット機構の一例を示す概略図である。
【図３】東西角度調整手段の一例を示す概略図である。（Ａ）回転リングおよびフレームの上面図である。（Ｂ）回転リングおよびフレームの側面図である。（Ｃ）微調整手段の一例を示す説明図である。（Ｄ）微調整手段の他の一例を示す説明図である。（Ｅ）微調整手段の他の一例を示す説明図である。
【図４】南北角度調整手段の一例を示す概略図である。（Ａ）図２におけるＡ矢視図である。（Ｂ）図２におけるＢ矢視図である。
【図５】連結部材の一例を示す説明図である。
【図６】連結部材により支持された各々の反射鏡の位置関係を示す説明図である。
【図７】本発明の太陽熱集熱装置の他の一例を示す概略図である。
【図８】撮像装置による反射鏡の実画像の模式図を示す説明図である。
【図９】演算処理装置による反射鏡の理想画像の一例を示す説明図である。
【図１０】画像処理装置で求められる画像ズレの一例を示す説明図である。
【図１１】第二の実施態様を用いた集熱方法の一例を示すフロー図である。
【図１２】キャビティ型レシーバの一例を示す概略図である。
【図１３】長箱体の横断面図である。（Ａ）上壁と南側の側壁部とのなす角度が、上壁と北側の側壁部とのなす角度と等しい形態である。（Ｂ）上壁と南側の側壁部とのなす角度が、上壁と北側の側壁部とのなす角度よりも小さい形態である。
【図１４】複数の反射鏡と長箱体の位置関係の例を示す説明図である。（Ａ）複数枚の反射鏡の列の中央上方に受光ラインが設定されて長箱体が設置される場合である。（Ｂ）複数枚の反射鏡に対して南寄りに設置される場合である。（Ｃ）複数枚の反射鏡に対して南寄りに設置される他の場合である。
【図１５】長箱体の各部の一例を示す概略図である。
【図１６】複数の開口部が形成されている態様の長箱体の一例を示す下面図である。
【図１７】複数の反射ラインと長箱体の複数の開口部の位置関係の一例を示す説明図である。
【図１８】受熱管の一例を示す概略図である。（Ａ）表面加工処理が施されたものである。（Ｂ）コーティング処理が施されたものである。
【図１９】キャビティ型レシーバの他の一例を示す概略図である。
【図２０】レシーバ本体の例を示す横断面図である。
【図２１】格子状の構造体による、外部への熱エネルギーの流出を防ぐ仕組みを示す説明図である。
【図２２】クロスリニア型の集光方式の原理に関しての、太陽、レシーバ、反射鏡の位置関係の一例を示す説明図である。
【図２３】クロスリニア型の集光方式の原理に関しての、太陽、レシーバ、反射鏡の位置関係の他の一例を示す説明図である。
【図２４】クロスリニア型の集光方式の原理に関しての、太陽、レシーバ、反射鏡の位置関係の他の一例を示す説明図である。
【図２５】本発明の集光方式における集光された光の強度分布を示すグラフである。
【図２６】従来の集光方式における集光された光の強度分布を示すグラフである。
【図２７】従来のＴボーン方式のヘリオスタット機構の一例を示す説明図である。
【図２８】従来の装置の反射鏡の位置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
前述したように、従来の集光方式では収差が大きくなり、太陽光を集光して太陽熱を集熱するにあたって非効率的な面がある。そこでまず本発明者は、クロスリニア型の集光方式を用いることにより、収差を小さくすることができ、効率良く太陽光を集光できることを見出した。
【００２７】
また、太陽熱集熱装置は、一般に、その設置に広大な土地を要するためコストがかかる。このような設置に必要な土地面積を最小限に抑え、コストを低減するには集光率を一層高める必要がある。そこで、本発明者はクロスリニア型の集光方式における集光率を高める方法について鋭意研究を行ったところ、反射鏡の角度調整に着目した。
【００２８】
まず、クロスリニア型の集光方式の原理について簡単に説明する。図２２に、春分のときの太陽、レシーバ、反射鏡の位置関係の一例を示す。天球の中心Ｏに位置する一枚の反射鏡によって、太陽光がレシーバに向けて反射されている。また、投影面には、天球において、太陽光が反射鏡に入射し、該反射鏡で反射された反射光がレシーバへと向かう道筋が投影されている。
【００２９】
クロスリニア型ではこのような反射鏡が複数枚、南北方向に沿って設置されることになる。その様子を示したのが図２３である。図２３では２つの反射鏡について示した。図２３に示すように、各々の反射鏡に対し、各々の天球においては同じ方向から太陽光が入射されることになるため、投影面における光の道筋は、いずれの反射鏡に関しても同様のパターンとなるが、反射鏡の反射面の角度はレシーバから遠い位置のものほど小さくなると考えられる。
【００３０】
しかしながら、図２４に示すように厳密には、レシーバへ反射させるための反射面の角度（南北方向および東西方向）は反射鏡の位置によって僅かではあるが異なってくる。すなわち、太陽光をレシーバＲに反射するため、反射鏡Ｍ１は、反射面が、∠ＳＭ１Ｒを二等分する直線Ｍ１Ｐに垂直になるよう角度調整される。一方、反射鏡Ｍ２では、反射面が、∠ＳＭ２Ｒを二等分する直線Ｍ２Ｐ’に垂直になるよう角度調整され、反射鏡Ｍ１の反射面の角度とは異なる。
【００３１】
したがって、設置位置の異なる複数枚の反射鏡を全て同じ向きに角度調整すると、たとえある反射鏡に関してはレシーバに向けて太陽光を最適な角度で反射できるとしても、別の反射鏡に関しては最適な角度からは僅かながらずれた角度で反射することになる。
そこで本発明者は、東西方向および南北方向の反射面の角度調整を、各々、個別に調整可能にすれば、より一層精度高く集光することができ、集熱効率をさらに向上できることを見出し、本発明を完成させた。
【００３２】
＜第一の実施態様＞
図１に本発明の太陽熱集熱装置の一例を示す。
まず、太陽熱集熱装置１の全体的な仕組みについて説明する。複数本の反射ライン２と１本以上の受光ライン３とが設定されている。各々の反射ライン２上には複数枚の反射鏡４が設置されており、受光ライン３上にはレシーバ５が設置されている。太陽光が反射鏡４に照射して反射され、該反射光をレシーバ５へ集光することで、太陽熱を集熱するものである。
太陽熱を集熱して温められたレシーバ内の媒体は不図示の蒸気タービンやガスタービン等へ送られて発電が行われる。
【００３３】
以下、各部について詳述する。
複数本の反射ライン２は、南北方向に沿って互いに並列に設定されている。図１には４本の反射ライン２Ａ〜２Ｄが設定されている例を示したが、反射ライン２の本数は複数本であればよく、特に限定されない。
【００３４】
また、１本以上の受光ライン３は、各々が、反射ライン２の上方の定位置に設定されている。さらには反射ライン２に直交するように（すなわち東西方向に沿うように）設定されている。
図１には１本の受光ライン３Ａが設定されている例を示したが、２本以上とすることもでき、適宜決定することができる。例えば、図１に示す反射鏡４やレシーバ５等を１ユニットとし、このユニットを複数用意して並列配置することができる。
また、受光ライン３と反射ライン２との垂直方向の距離も特に限定されず、例えば太陽光を集光し易いように各種条件に合わせて適宜決定することができる。
【００３５】
このように反射ラインおよび受光ラインの関係から分かるように、太陽熱集熱装置１はクロスリニア型のものであり、低コストで、効率良く太陽熱を集熱することが可能である。
【００３６】
次に、複数枚の反射鏡４について説明する。反射鏡４は太陽光を反射できる反射面６を有しているものであれば良く、反射鏡４の形状等は特に限定されない。例えば、太陽光の反射面６が平らなものとすることもできるし、凹面状のものとすることもできる。大きさも限定されず、例えば反射面６が３ｍ×１．５ｍ程度の面積を有するものとすることができる。
反射鏡４は反射ライン２Ａ〜２Ｄの各列上に複数枚ずつ設置されている。図１には各列あたり６枚ずつ設置されている例を示したが、この枚数に限定されない。例えば設置箇所の広さに応じて決めることができる。
【００３７】
また、反射鏡４にはヘリオスタット機構７が備えられている。ここで図２にヘリオスタット機構７の一例を示す。
ヘリオスタット機構７は太陽の動きに追従させて反射面６の角度を調整するものである。反射鏡４の反射面６に関して、東西方向の角度を調整する手段（東西角度調整手段８）と、南北方向の角度を調整する手段（南北角度調整手段９）とを有している。なお、ここでは反射ライン２Ａ上の反射鏡４Ａ１〜４Ａ６の場合についての例を挙げているが、他の反射ライン２Ｂ〜２Ｄにおいても同様にこれらの手段が備えられている。
従来では図２７のようなＴボーンのみを用いて任意の角度に反射面の角度を調整していたが、本発明におけるヘリオスタット機構７では、東西方向の角度と南北方向の角度とで調整手段が異なっている。これらの手段は、互いに独立して各々の方向の角度を調整できるようになっている。したがって、制御が簡単でありながら、高精度で角度調整ができる。
【００３８】
（東西角度調整手段について）
（回転リング）
まず、東西角度調整手段８について説明する。図３に東西角度調整手段８の一例を示す。図３（Ａ）は東西角度調整手段８の上面図であり、図３（Ｂ）はその側面図である。なお、１本の反射ライン２Ａ上に設置された反射鏡４（４Ａ１〜４Ａ６）も併せて記載している。
【００３９】
図３（Ａ）に示すように、東西角度調整手段８は、まず、回転リング１０とフレーム１１を備えている。
また、図２、図３（Ａ）に示すように、フレーム１１は、南北方向に直列に並べられた反射鏡４Ａ１〜４Ａ６の全てを囲うようにして配置されており、各反射鏡４Ａ１〜４Ａ６の東側および西側の側面と連結されている。なお、ここでは各反射鏡４Ａ１〜４Ａ６の側面の中央部において連結されており、該連結部を結ぶ軸（図３（Ａ）の点線）を中心にして各反射鏡４Ａ１〜４Ａ６は南北方向に回転可能になっている。
【００４０】
また、図３（Ａ）に示すように、回転リング１０はフレーム１１を例えば外側から囲うようにして、フレーム１１の両端と中央部に配置されており、各々、フレーム１１と連結されている。すなわち、回転リング１０と反射鏡４Ａ１〜４Ａ６はフレーム１１を介して連結されている。
なお、ここでは回転リング１０の数が３つの場合を例に挙げたが、これに限定されず１つ以上あれば良い。例えばフレーム１１の中央のみに配置しても良いが、特には複数あるのが好ましく、図３の場合よりも多く配置することもできる。
反射鏡４Ａ１〜４Ａ６を適切に保持できるとともに、同時に回転させることができれば良く、フレーム１１の形状や大きさ、回転リング１０の数や大きさ等は適宜決定することができる。反射鏡の重量等も考慮してフレーム１１等に撓みが生じないように、材質等もその都度決定することができる。
【００４１】
さらに図３（Ｂ）に示すように、各々の回転リング１０には、回転リング１０を東西方向に回転させるためのローラー１２が備えられている。回転リング１０を回転させる手段としては特に限定されないが、このようなローラー１２であれば、回転リング１０を簡便に回転させることができ、フレーム１１を介して連結されている反射鏡４（４Ａ１〜４Ａ６）を同時に東西方向に回転させることができる。
ここでは回転リング１０ごとに２つのローラー１２が配置されている。該ローラー１２によって回転リング１０は回転可能に下方から支えられている。ローラー１２の数や大きさ等は特に限定されず、適宜決定することができる。
【００４２】
また、これらの回転リング１０のうちの少なくとも１つにおいて、ローラー１２にモーター１３が接続されている。モーター１３によって、ローラー１２の回転駆動を制御して、所望のタイミング、回転数でローラー１２を回転させることができる。これにより、回転リング１０をｍＲ〜数十ｍＲの精度で正確に回転制御することが可能である。
配置するモーター１３の数は適宜決定することができる。
また、回転の度合い（回転範囲）も特に限定されないが、日中に反射鏡４が太陽光をレシーバ５に反射させることができるよう、反射鏡４を、１２時間あたり９０°回転させることが可能なモーター１３やローラー１２を用意するのが良い。
【００４３】
このような東西角度調整手段８が、各列の反射ライン上ごとに備えられている。このため、１本の反射ライン上に設置されている複数枚の反射鏡を全て同時に東西方向に回転させることができ、それらの東西方向の角度調整を同時に行うことが可能である。しかも複数ある反射ラインを各反射ラインごとに独立して反射鏡の角度調整をすることができる。
【００４４】
（微調整手段）
また、東西角度調整手段は、さらに、微調整手段を備えている。微調整手段は、上記のように回転リング１０等により同時調整される複数枚の反射鏡４の各々に設けられている。そして、各々の反射鏡の位置に応じて、反射面の東西方向の角度を追加的に微調整するものである。微調整手段の構成は特に限定されず、反射鏡４の反射面の角度を微調整できるものであれば良い。
【００４５】
図３（Ｃ）に微調整手段１８の一例を示す。
ここでは、図３（Ｃ）に示すように回動用部材１９、回動用アクチュエータ２０、回動用軸棒２１からなるものとする。
湾曲面を有する回動用部材１９はフレーム１１に連結されており、回動用アクチュエータ２０が備えられている。回動用部材１９には、湾曲面に沿って長溝が設けられている。そして該長溝に回動用軸棒２１の一端が嵌合されているとともに、回動用軸棒２１のその一端は長溝に沿って移動可能となっている。また、回動用軸棒２１の他端はフレーム１１に連結されている。ただし、これに限定されず、他端側にも同様に別の回動用部材を設け、その長溝に他端を勘合させることもできる。
【００４６】
そしてさらに、回動用軸棒２１は図３（Ａ）の点線に沿って反射鏡４と連結して設けられており、反射鏡４は、回動用軸棒２１を中心軸として、前述したように南北方向に回転可能になっている。このように反射鏡４は回動用軸棒２１および回動用部材１９を介してフレーム１１に連結されている。
【００４７】
また回動用軸棒２１には回動用アクチュエータ２０の回動用アーム２２の先端が取り付けられている。該アクチュエータ２０の前進後退運動により、回動用軸棒２１を長溝に沿って移動させることができる。それによって、回動用軸棒２１を、連結されている反射鏡４ごと、東西方向に回動させることができる。
なお、回動用アーム２２の前進後退の範囲（ストローク範囲）は特に限定されない。ただし、上述したように回転リング１０等を用い、複数の反射鏡４の角度を同時に大まかに調整可能であるので、各反射鏡の位置の違いを起因とする僅かな角度の差を追加調整できる程度に回動用軸棒２１を移動可能なものであれば良い。例えば、反射面の角度を東西方向に３°程度の範囲で調整できるものとすることができる。
【００４８】
本発明においては、東西角度調整手段８は図３（Ｃ）のような微調整手段１８をさらに備えているので、複数枚の反射鏡を回転リングで大まかに角度調整した後、さらに微調整手段１８を用い、反射鏡ごとに追加的に角度の微調整をすることができる。すなわち、微調整手段１８を備えていない場合よりも、東西方向の反射面の角度をより一層高精度に、しかも簡便に調整することができる。これにより、さらに効率良く、集光・集熱をすることができる。
なお、微調整手段は図３（Ｃ）に示す形態に限られず、他の形態のものとすることもできる。例えば図３（Ｄ）に示すように、反射鏡の両側に、アクチュエータ等によって上下に移動可能なレールを配設し、各々のレールの上下動により、レールに連結された反射鏡の回動用軸棒を上下動させることで反射鏡の東西方向の角度を微調整するものとしても良い。
また、図３（Ｅ）に示すように、反射鏡の回動用軸棒の一端を上下動させるための機構を設け、該一端を上下動させ、他端を支点として反射鏡を回転させて角度の微調整をするものとしても良い。他端は支点としての役割を果たせるよう適切な方法でフレームに連結させることができる。
【００４９】
なお、東西角度調整手段８に関して、当然、図３の形態（回転リングおよび微調整手段）に限らず、１つの手段を用い、各々の反射鏡４の反射面の東西方向の角度を個別に調整可能なものとすることもできる。しかしながら、たった１つの手段で各々の反射鏡の東西方向の細かな角度調整をしようとすると、その手段が大規模化したり、制御が複雑化しやすい。上記のような、回転リング１０（大まかな角度調整）および微調整手段１８（細かな角度調整）の組み合わせによって、無駄に複雑化・大規模化するのを防ぐことができる。しかも精度の高い角度調整を行いやすい。
【００５０】
（南北角度調整手段について）
次に南北角度調整手段９について説明する。図４に南北角度調整手段９の一例を示す。図４（Ａ）は図２のＡ矢視図であり、各々の位置関係が把握しやすいように、回転リング１０、フレーム１１、反射鏡４も併せて記載している。また図４（Ｂ）は図２のＢ矢視図であり、フレーム１１、反射鏡４も併せて記載している。
南北角度調整手段９は反射鏡４に対して個別に設けられており、アーム１４を有するアクチュエータ１５を備えている。このアクチュエータ１５はアーム１４を前進後退運動させるものである。またアーム１４は反射鏡４に連結されている。
【００５１】
ここではアーム１４は、先端が反射鏡４の裏面に連結されており、その前進後退運動により反射鏡４の裏面を押し引きすることができ、それによってフレーム１１との連結部同士を結ぶ軸を中心にして反射鏡４を南北方向に回転させることが可能である。アーム１４の前進後退の距離によって、反射鏡４の反射面６の南北方向の角度を調整することができる。
【００５２】
アーム１４の前進後退の範囲（ストローク範囲）は特に限定されないが、少なくとも、１年を通して太陽光をレシーバに向けて適切に反射できるようなものであれば良い。地軸の傾きにより、１年を通して太陽の高度は（２３．４°×２）の範囲で変化するため、反射面６の角度を少なくともその範囲の分は調整できるように、アーム１４のストローク範囲を決定すると良い。
【００５３】
またアーム１４は、前述のように反射鏡４の裏面を押したり引いたりして反射鏡４を回転させるが、同時に反射鏡４を裏面側から支持している。
従来用いられているＴボーン方式では、図２７に示すように各部を回転させることによって、太陽の動きに合わせて反射鏡を任意に回転させている。このようなＴボーン方式では風によって反射鏡が揺れてしまい、レシーバへの反射に悪影響が生じることがあったが、図４のアーム１４による支持のおかげで、風が吹いたとしても反射鏡４が揺れるのを効果的に防ぐことができる。したがって、反射鏡４の揺れによってレシーバへの反射が適切に行われなくなるのを防ぐことができ、集熱効率が下がるのを抑制することができる。
【００５４】
なお、反射鏡４の裏面でアーム１４と連結している場合について説明したが、当然これに限定されず、アーム１４と反射鏡４の連結部は適宜決定することができる。例えば反射鏡４の側面でアーム１４と連結させることも可能である。
また、反射鏡４とアーム１４は必ずしも連結されている必要はない。反射鏡を適切に支持しつつ回転させることができるような仕組みであれば良い。
【００５５】
また、前述したように反射鏡４はフレーム１１ごと東西方向に回転するものであるので、アクチュエータ１５自体は、例えばフレーム１１に固定させると良い。このようにすれば、反射面６の東西方向の角度調整のために回転リング１０によってフレーム１１および反射鏡４が東西方向に回転したとしても、アクチュエータ１５はフレーム１１に固定されているので、東西方向に回転する前と同様にして、アクチュエータ１５のアーム１４で反射面６の南北方向の角度調整を行うことが可能である。
【００５６】
このような南北角度調整手段９が、各々の反射鏡ごとに備えられている。このため、反射鏡４を個別に南北方向に回転させて、その反射面６の南北方向の角度調整を行うことが可能である。しかも反射鏡ごとに互いに独立して角度調整することができる。
【００５７】
以上、東西角度調整手段８と南北角度調整手段９について、反射鏡４を回転させて反射面６の角度を調整するための仕組みについて説明してきた。
図２７のような従来のＴボーン方式では、そのＴボーンのみで反射面を様々な方向に回転させて任意の角度に調整しなければならず、そのために制御が複雑であった。
しかしながら、本発明では、反射面の角度調整を、回転リングや微調整手段を有する東西角度調整手段とアクチュエータを有する南北角度調整手段で分担している。すなわち、東西角度調整手段は東西方向の角度調整だけ行えば良く、また、南北角度調整手段は南北方向の角度調整だけ行えば良いので、各々は、単純な制御構造で簡便に反射面の角度を調整することができ、それらの組合わせで任意の角度に反射面の角度を高い精度で調整可能である。しかも、それぞれの機構は簡単であるため、低コストなものとなる。
【００５８】
なお、単に反射面６を任意の角度に調整できるだけでなく、ヘリオスタット機構７として、実際に、太陽の動きに追従するように角度が調整されるものでなければならない。
このような角度調整を円滑にすすめるため、例えば、東西角度調整手段８および南北角度調整手段９に、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する反射鏡４の角度調整データを内蔵しておくと良い。前述したように、東西角度調整手段８においては、モーター１３によりローラー１２が回転駆動制御されて、回転リング１０の回転が制御されるとともに、微調整手段１８の回動用アクチュエータが制御され、反射鏡４の反射面６の東西方向の角度調整が行われる。また太陽の動きは暦および真太陽時から予め推測することができる。
【００５９】
そこで、モーター１３として、その駆動制御のためのコンピュータを備えるものとし、該コンピュータには上記太陽の動きに追従して反射鏡４の反射面６の角度が適切に調整されるようにするための、回転リング１０の回転度合いやモーター１３の制御値（角度調整データ）のパターンをインプットしておく。回動用アーム２２の前進後退運動の制御に関しても同様、回動用アクチュエータ２０のメモリ上、あるいは備え付けたコンピュータ内に制御パターンをインプットしておく。そして、実際に太陽光をレシーバ５に反射させる際には、コンピュータ内の角度調整データに基づいてモーター１３を駆動させ、回転リング１０の回転を制御し、また、回動用アクチュエータ２０の回動用アーム２２の前進後退運動を制御することで、簡便に反射面６の角度調整を行うことができる。
特に東西角度調整手段８においては、東から西へ移動する太陽に対して、回転リングにより一定速度で回転させ、微調整手段で追加的に微調整すれば良く、極めて安定した制御が可能である。従来のＴボーン方式では太陽の位置に対応させるために、反射鏡が大きく回転することもあり、回転速度を急激に高める必要性が生じたりもするが、本発明ではそのような急激な回転の必要性を低減することができる。
なお、コンピュータを別個用意するのではなく、例えばモーター１３に内蔵されるメモリと制御回路に角度調整データを入力して制御させることもできる。
【００６０】
また、南北角度調整手段９についても同様である。すなわち、アクチュエータ１５のメモリ上、あるいは備えつけたコンピュータ内に、上記太陽の動きに追従して反射鏡４の反射面６の角度が適切に調整されるようにするための、アクチュエータ１５のアーム１４の前進後退運動の制御値（角度調整データ）のパターンをインプットしておく。そして該角度調整データに基づいてアクチュエータ１５のアーム１４の前進後退運動を制御することによって、簡便に反射面６の角度調整を行うことができる。
【００６１】
当然、従来のように、逐次、太陽の位置を計算し、さらにその太陽の位置に対応した反射面の角度を計算して東西角度調整手段８および南北角度調整手段９を制御しても良い。しかしながら、上記のようにパターン化された内蔵データを利用するのであれば、従来のような逐次計算は必要なく、また、そのような逐次計算を行ってから反射面の角度調整を行うのではないので、より一層、太陽の動きに遅れることなくいち早く対応させることが可能であるし、簡便である上に精度も高い。また集熱効率の上昇につなげることができる。コスト等に応じて適宜決定することができる。
【００６２】
また、東西角度調整手段８および南北角度調整手段９は各々独立して制御可能であるが、これに限定されず、図１に示すように中央制御装置１６を設け、それぞれの、東西角度調整手段８のモーター１３、回動用アクチュエータ２０、や南北角度調整手段９のアクチュエータ１５と接続し、中央制御装置１６によって、回転リング１０の回転、回動用アクチュエータ２０の回動用アーム２２の前進後退運動、およびアクチュエータ１５のアーム１４の前進後退運動を統一的に制御することも可能である。例えば、集熱開始時やメンテナンス時の反射面６の初期角度の調整を行うときに中央制御装置１６で制御することができる。太陽の位置に基づいて、適切な反射面６の角度やその角度に調整するためのモーター１３等の制御データを計算し、該計算結果に基づき、中央制御装置１６によって反射面６の初期角度を調整することができる。
そして、初期角度を調整した後、引き続き中央制御装置１６により角度調整を行っても良いし、あるいは前述したように内蔵データを利用して角度調整を行うこともできる。
【００６３】
また、本発明では、各列の反射ライン上にある複数枚の反射鏡４を支持して連結する連結部材を有している。連結部材の一例を図５に示す。また、連結部材により支持された各々の反射鏡の位置関係を図６に示す。なお、図５、６においては、ヘリオスタット機構のアクチュエータや回転リングの記載は省略している。ここではまず、北半球に太陽熱集熱装置１を設置する場合について説明する。
この連結部材１７は特に限定されず、各列の反射ライン２上にある複数枚の反射鏡４（図５では、反射ライン２Ａ上の反射鏡４Ａ１〜４Ａ６）を支持して連結するものであれば良い。そして、連結部材１７を一端（北端）が他端（南端）よりも相対的に上方に位置するよう傾けて配設することができるものであれば良い（図６参照）。傾きの角度としては特に限定されないが、例えば１５〜２０°程度とすることができる。このように傾けて配設されているため、該連結部材１７により支持された複数枚の反射鏡４は、相対的に上方に位置する一端の側（北側）に設置された反射鏡が、相対的に下方に位置する他端の側（南側）に設置された反射鏡よりも相対的に上方に位置している。
【００６４】
なお、ここではヘリオスタット機構７のフレーム１１を連結部材１７として兼用しているが、これに限定されず、フレーム１１の他、複数枚の反射鏡４を連結する部材を別個に用意し、該部材を連結部材として備えたものとすることも当然可能である。複数枚の反射鏡４を直接的あるいは間接的に連結することができ、連結部材を傾けることで複数枚の反射鏡の高さ位置を一斉に調整できるものとすることができる。
【００６５】
ここで、連結部材１７は、南北方向の傾きの角度が一定の値に固定されて傾けて配設することもできるが、南北方向に自在に回転可能なものとし、南北方向の傾きの角度を適宜調整可能なものとすることもできる。必要に応じて角度調整のための部材、手段を配設することができる。
太陽光をレシーバに効率良く反射するにあたっては、太陽の高度を考慮する必要があるが、この太陽の高度は、日中はもちろんのこと、暦や、装置を配設する場所の緯度によって変化する。そこで、日中の変化に対してヘリオスタット機構７で反射面６の角度を調整する他、暦や緯度の変化にも対応しやすいように、上記のように連結部材１７の南北方向の傾きの角度を調整可能なものとすると良い。また、午前中など太陽の高度が低いときにも連結部材１７の傾きの角度を調整しても良い。従来では、例えば暦に関しては春分のときの太陽の高度に合わせて反射鏡の設置状態を調整している。しかしながら、南北方向の角度を調整可能なものであれば、一年を通してより適切に太陽の動きに対応させることができ、一層効率良く集熱を行うことができる。
【００６６】
ここで連結部材１７を備え、傾けて配設する理由についてさらに詳述する。
図６のように、複数枚の反射鏡４において、北側に設置された反射鏡が南側に設置された反射鏡よりも相対的に上方に位置しているため、ブロッキングが発生するのを防止し易い。そのため効率良く太陽熱を集熱することができる。
しかも、反射鏡４同士を例えば等間隔で配設することができる。このため、複数枚の反射鏡の設置が簡単になる。また、これらの反射鏡４を連結する連結部材１７は、等間隔で反射鏡４との連結部を設ければ良く、その製造が簡便である。
さらには、このような等間隔の配置であってもブロッキングを生じないようにすることができる。
【００６７】
一方、本発明のような連結部材を備えておらず、複数枚の反射鏡が同じ高さ位置で設置されている従来の装置の場合（図２８参照）、ブロッキングを防止するためには、北側に向かうほど反射鏡同士の間隔を広げて設置する必要がある。このような位置関係の場合、反射鏡の設置にも手間がかかってしまう。また、反射鏡の設置範囲が拡がって装置全体が大きくなってしまうし、単位面積当たりの反射鏡の枚数は少なくなり、集熱効率が良くない。本発明ではこのような問題点も解決することができる。
【００６８】
また、例えばトラフ型などの従来の装置に比べ、反射鏡の反射面を太陽光に対し、より直角に近くなるよう配置し易く、反射効率を高めることができ、効率の良い集熱が可能である。すなわち、トラフ型などでは桶状の放物面鏡は、鏡全体の南北方向の角度が調整されることもないため、特に太陽の高度が低い場合、太陽光が低角度で放物面鏡に入射することになり集熱効率が悪くなる。
しかしながら、本発明の場合は連結部材１７が傾けられていることで、太陽光をより直角に近くなるよう高角度で反射鏡に入射させて反射させることができ、集熱効率を向上させることができる。
なお、トラフ型において放物面鏡を傾けて配設しようとすると、それに伴いレシーバも傾ける必要が生じてしまうため、本発明に比べて多くの手間がかかってしまう。
【００６９】
連結部材１７もまた、図６に示すように中央制御装置１６に接続されていたり、連結部材１７を上下に回転させるモーター等に各種データが内蔵されており、暦や緯度等によって、南北方向の傾きの角度を適宜調整可能になっている。
なお、南半球に太陽熱集熱装置を設置する場合は、図６の態様とは逆に、連結部材の南端が北端よりも相対的に上方に位置するよう傾けて配設することができる。
【００７０】
（レシーバについて）
次にレシーバ５について説明する。
レシーバ５自体は特に限定されるものではなく、その形状、大きさは適宜決定することができる。例えば従来と同様のものを用いることができる。太陽光の反射光を集光させて、効率よく集熱することができるものであれば良い。
レシーバ５は媒体（空気や二酸化炭素など）が流れる受熱管を有しており、レシーバ５に集熱した太陽熱により受熱管中の媒体が温められ、該温められた媒体が蒸気タービン等に送られ、発電に用いられる。
【００７１】
以上のように、本発明であれば、東西方向および南北方向の角度調整を反射鏡ごとに個別に行うことができるので高精度な調整が可能であり、どのような時間帯でも、太陽光の集光に関して収差を小さくすることができる。図２５に示すように広範囲で高く均一に集光可能なものとなる。このため、日中、安定性高く、極めて効率よく太陽光を集光し、太陽熱を集熱することができる。
集光率の向上により、レシーバの小規模化や反射鏡の設置数の少数化を図ることができ、コストを低減することが可能になる。装置の設置面積も小さくすることができ、広大な土地でなくとも（例えば日本国内）設置して使用することができる。
【００７２】
＜第二の実施態様＞
図７に本発明の太陽熱集熱装置の他の一例を示す。
全体として、太陽熱集熱装置１０１はヘリオスタット機構７を備えた複数枚の反射鏡４、レシーバ５の他、さらに撮像装置３１、演算処理装置３２、画像処理装置３３、中央制御装置３６を有している。
そして反射鏡４は、中央制御装置３６の制御のもと、ヘリオスタット機構７、撮像装置３１、演算処理装置３２、画像処理装置３３によって反射面６の角度が調整可能である。また、これらの装置によって、実際の太陽の位置から、レシーバ５へ太陽光を反射させるための理想角度に反射面６が調整される。理想角度に調整された後は、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する反射鏡４の角度調整データに基づいて角度調整されることで、太陽熱をレシーバ５へ集熱するものである。
【００７３】
図７の太陽熱集熱装置１０１において、反射鏡、レシーバ、東西角度調整手段、南北角度調整手段等に関しては図１に示す太陽熱集熱装置１と同様のものとすることができる。
ここでは、図１の太陽熱集熱装置１と異なる点について詳述する。
【００７４】
まず、撮像装置３１について説明する。
図７に示すように、撮像装置３１は複数枚の反射鏡４をそれぞれ撮影することができ、各反射鏡４の実画像を取得することができるものであれば良く、特に限定されない。例えばＣＣＤカメラ３４などを用いることができる。ＣＣＤカメラであれば画質も十分である。反射鏡４を判別でき、後述するように画像処理装置３３で理想画像と比較できる程度の実画像を取得できるものであれば良く、コスト等に応じて適宜決定することができる。
また、撮像装置３１の配置位置や数も特に限定されず、太陽熱集熱装置１０１の規模、反射鏡４の枚数等に応じてその都度決定することができる。
【００７５】
ここで、撮像装置３１による反射鏡４の実画像の模式図を図８に示す。円形の撮影範囲の右側に写っているのが反射鏡４である。倍率等は、後述する理想画像と適切な比較ができるように設定されている。
なお、ここでは反射鏡４の一部が撮影されるような設定となっているが、当然これに限定されず、反射鏡４の全体が撮影されるように設定することも可能である。効率良く比較できるように各種条件に応じて適宜決定することができる。
【００７６】
次に演算処理装置３２について説明する。
上記のように撮像装置３１は反射鏡４の実画像を取得するものであるが、演算処理装置３２は、反射鏡４の理想画像を取得するものである。この反射鏡４の理想画像とは、レシーバ５に太陽光を反射させるために反射面６が理想角度に調整された場合のものであり、実際の太陽の位置からシミュレーションにより取得することができる。撮像装置３１の配置位置から見て上記理想画像を適切に取得するプログラムがインプットされているものであれば良く、プログラム自体は特に限定されない。
【００７７】
図９は、演算処理装置３２による反射鏡４の理想画像の一例である。ここでは、円形の範囲内において、反射鏡が中央寄りに位置している状態が理想とされている。
【００７８】
また、画像処理装置３３について説明する。
画像処理装置３３は撮像装置３１および演算処理装置３２と接続されており、撮像装置３１で取得された反射鏡４の実画像と、演算処理装置３２で取得された反射鏡４の理想画像とが送信されてくる。そして、送信されてきた２つの画像を例えば重ね合わせることによって比較し、２つの画像のズレが求められる。
画像処理装置３３は、このような画像ズレを適切に求めることができるプログラムがインプットされているものであれば良く、プログラム自体は特に限定されない。
【００７９】
図１０は、画像処理装置３３で求められる画像ズレの一例である。ここでは、撮像装置３１の実画像と演算処理装置３２の理想画像とが重ね合わせて比較されている。反射鏡の位置が、理想画像に対して実画像の方が右側にずれていることがわかる。
【００８０】
次に中央制御装置３６について説明する。
中央制御装置３６は、ヘリオスタット機構７、撮像装置３１、演算処理装置３２、画像処理装置３３と接続されており、各装置の制御を統一的に行うことが可能である。
中央制御装置３６は、所望のタイミングで、撮像装置３１、演算処理装置３２、画像処理装置３３に対して指令を送り、反射鏡４の実画像の取得、理想画像の取得、実画像と理想画像の比較および画像ズレの取得を実施させることができる。
【００８１】
また、中央制御装置３６には、画像処理装置３３で求まった画像ズレに基づいて、反射鏡４の反射面６の実際の角度から理想角度へ調整するための、ヘリオスタット機構７の東西角度調整手段８等の各部（モーター１３、回動用アクチュエータ２０、アクチュエータ１５）の制御値を算出するプログラムがインプットされている。そして、該プログラムによって算出された制御値は中央制御装置３６によりヘリオスタット機構７へと送信され、該制御値に基づいて、ヘリオスタット機構７が制御されて、反射鏡４の反射面６の角度が理想角度に調整される。
【００８２】
例えば、図１０の理想画像と一致するように（すなわち、画像ズレがなくなるように）、ヘリオスタット機構７が制御されて反射鏡４の反射面６が理想角度に調整される。
【００８３】
前述したようにヘリオスタット機構７の東西角度調整手段８および南北角度調整手段９は各々独立して制御可能であるが、さらには、上記のように中央制御装置３６の指令に基づいて反射鏡４の反射面６の角度を調整することもできる。
【００８４】
このように、上記撮像装置３１等を備えたものであれば、反射鏡４の反射面６の角度を、太陽の位置に対応した理想角度に簡便に調整することができる。しかも低コストで角度調整することができる上、調整に要する時間も短縮することができるし、撮像装置３１によって実際の反射面６の状態も確認することができる。
さらには、太陽熱集熱装置１０１の建設の際には、後に撮像装置３１等を用いて適宜反射面６の角度調整ができるので、反射鏡４の設置自体に関し、従来に比べて手間やコストを抑えることができる。
【００８５】
なお、上記各装置、機構は有線によって互いに接続して通信制御することもできるが、送信機および受信機を配設して無線により通信制御することもできる。無線での制御であれば、有線の場合に比べてコストを低減することもできるし、太陽熱集熱装置１０１が大規模化したときにも早急かつ簡便に対応させることが可能である。
【００８６】
ここで、第二の実施態様である図７の本発明の太陽熱集熱装置１０１を用いて太陽熱の集熱を実施する方法について説明する。図１１は、その工程の一例であり、アライメント工程と集熱工程とに大きく分かれている。
まずアライメント工程を行うことにより、集熱工程の開始時における、太陽の位置に対する理想角度に反射鏡４の反射面６の角度を調整し、その後に集熱工程を行って太陽熱の集熱を行う。
【００８７】
以下、各工程について詳述する。
（アライメント工程）
複数枚の反射鏡４の反射面６の角度を理想角度にアライメント（調整）する。
より具体的には、まず、中央制御装置３６から撮像装置３１、演算処理装置３２、画像処理装置３３に指令を送る。
すなわち、ＣＣＤカメラ３４等の撮像装置３１によって各反射鏡４を撮影する。それによって各々の実画像を取得する（図８参照）。
また一方で、演算処理装置３２によって各反射鏡４の理想画像を取得する（図９参照）。
そして、撮像装置３１から実画像を、演算処理装置３２から理想画像を画像処理装置３３に送り、該画像処理装置３３によって実画像と理想画像の比較を行う。それにより画像ズレを取得する（図１０参照）。
【００８８】
次に、画像処理装置３３は、画像ズレに関するデータを中央制御装置３６へ送る。そして、各々の反射鏡４ごとに、反射面６の実際の角度が理想角度に調整されるように、中央制御装置３６によって、画像ズレのデータを基にヘリオスタット機構７の制御値を算出する。つまり、東西角度調整手段８のモーター１３や回動用アクチュエータ２０、南北角度調整手段９のアクチュエータ１５の適切な制御値を算出する。
そして、該制御値に基づいてモーター１３や回動用アクチュエータ２０、アクチュエータ１５を制御し、回転リング１０を回転させたり、回動用アーム２２、アーム１４を前進又は後進させることで、各反射鏡４の反射面６を理想角度に調整する。
このような方法であれば、簡便かつ直ちに反射鏡４の反射面６の角度を理想角度に調整することができる。
【００８９】
（集熱工程）
上記のようにアライメント工程を行って各反射鏡４の反射面６を理想角度に調整した後、実際に太陽光を反射鏡４によりレシーバ５に反射させて太陽熱の集熱を行う。
集熱工程開始時などの太陽の位置に対応して反射面６の角度を理想角度に調整したものの、今度は太陽の動きに追従するように反射面６の角度を調整する必要がある。
【００９０】
そこで本発明では、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する各反射鏡４の角度調整データに基づいて、ヘリオスタット機構７を制御して反射面６の角度を調整しつつ、太陽熱の集熱を行う。例えばヘリオスタット機構７に内蔵した角度調整データを用いることができる。
このようにすれば、従来のような太陽の位置に対する反射面の角度の逐次計算が必要ないため簡便であるし、太陽の動きにいち早く対応させることができる。高精度に調整できる上、制御にかかるコストも低減できる。
【００９１】
なお、アライメント工程は、太陽熱集熱装置１０１の建設時、特には反射鏡４やレシーバ５を設置したときに行うことができる。本発明では反射鏡４自体の設置等はそれほど精密に行う必要がなく、従来に比べて比較的簡単に行うことができる。このため、建設作業に伴う手間やコストを削減することができる。
そして、アライメント工程によって一旦理想角度に調整した後は、角度調整データに基づいて集熱工程を行えば良いだけであるので一層簡便である。
【００９２】
また、太陽熱集熱装置１０１の建設時のみならず、例えば定期的にアライメント工程を行うこともできる。集熱工程では実際の太陽の位置から反射面６の角度を調整するのではなく、角度調整データに基づいて調整を行うので、太陽熱集熱装置１０１を長期運転する場合には、反射面６の角度が適切かどうか定期的に点検を行って調整すると良い。このような定期点検を行うことで、装置に不具合等が生じて反射面６が不適切な角度になっていた場合には適切な角度に調整し直すことができ、集熱効率が下がるのを防ぐことができる。それによって安定した運転をすることができる。
【００９３】
＜第三の実施態様＞
さらに、本発明の太陽熱集熱装置の他の一例を示す。図１の太陽熱集熱装置のレシーバが別の態様のものである。
この太陽熱集熱装置のレシーバはキャビティ型である。このレシーバ５５について図１２を参照して説明する。図１２はレシーバ５５の一例であり、長箱体４１と１本以上の受熱管４２とを備えている。長箱体４１は中空であり、上壁４３と、側壁４４（長手側の側壁部４４Ａ、短手側の側壁部４４Ｂ）を有している。側壁４４は上壁４３の端部とつながっており、下方に向かって延びるように設けられている。また長箱体４１の下面には開口部４５が形成されている。一方、受熱管４２は上壁４３と側壁４４で囲まれた長箱体４１の内部に配設されている。
この長箱体４１は長手方向が東西方向と平行になるように設置され、反射鏡により反射された太陽光の反射光が、開口部４５から長箱体４１の内部に導入され、受熱管４２に照射されて受熱管４２に集熱される仕組みになっている。
【００９４】
ここで長箱体４１についてさらに詳述する。図１３に長箱体の横断面図を示す。図１３から上壁４３と、２つの長手側の側壁部４４Ａの関係が分かる。すなわち、２つの長手側の側壁部４４Ａが、互いに長箱体４１の内側に向かって傾斜するように設けられている。このため、長箱体４１は下面に向かって窄まった形状となっている。そして該窄まった下面に開口部４５が形成されている。
このように長箱体４１の上方（上壁４３側）に比べて開口部４５は窄まっているため、長箱体４１の内部に太陽光の反射光が一旦導入されると、たとえ長箱体４１の内壁でさらに反射したとしても、該反射光は長箱体４１の外部へ放散しにくい。内壁からの反射光が外部に逃げにくくなるので、太陽熱を効率良く長箱体４１内、さらには受熱管４２に集熱することが可能である。
【００９５】
また、前述したように長箱体４１は長手方向が東西方向に沿って設置されるため、２つの長手側の側壁部４４Ａは、一方は南側に面し（側壁部４４Ａ１）、他方は北側に面することになる（側壁部４４Ａ２）。上壁４３と側壁部４４Ａ１とのなす角度をαとし、上壁４３と側壁部４４Ａ２とのなす角度をβとした場合、図１３（Ａ）に示すようにαとβが等しくなるように側壁部４４Ａ１、４４Ａ２が設けられたものを用いることができる。
また、例えば図１３（Ｂ）に示すようにαのほうがβよりも小さくなるように側壁部４４Ａ１、４４Ａ２が設けられたものを用いても良い。
各種条件に応じて、太陽光をより効率的に集光できる形態を選ぶことができる。
【００９６】
ここで、図１３に示す長箱体４１の使用に関して、複数の反射鏡４と長箱体４１との位置関係を示す図１４を参照してさらに説明する。
図１４（Ａ）に示すように複数枚の反射鏡４の列の中央上方に受光ラインが設定されて長箱体４１が設置される場合、例えば図１３（Ａ）の形態のものを使用するのが好ましい。長箱体４１に対して北側および南側に設置された反射鏡４からの反射光を集めるからである。
【００９７】
一方、複数枚の反射鏡４に対して長箱体４１が南寄りに設置される場合について図１４（Ｂ）、１４（Ｃ）に示す。特に北半球においては、反射鏡４に対して長箱体４１を南寄りに設置することで効率良く太陽光を反射して集熱することができる。
図１４（Ｂ）、１４（Ｃ）の位置関係の場合、長箱体４１に対して複数枚の反射鏡４は北側に設置されることになる。すなわち、図１４（Ｂ）、１４（Ｃ）の最南端の反射鏡の位置は、図１４（Ａ）の最南端の反射鏡の位置よりも北側に位置することになる。
【００９８】
したがって、図１４（Ｂ）のように、図１３（Ａ）の形態のものを使用する場合、長箱体４１への反射光に関して、南側では開口部４５のうち反射光が導入されない余分な領域が生じることになる。つまり、開口部４５において最南端の反射鏡からの反射光が導入される位置と南側の長手側の側壁部の端部との間に隙間４６が生じてしまう。
これに対して、図１４（Ｃ）のように、図１３（Ｂ）の形態のものを使用する場合、上記のような隙間４６も生じることもない。長箱体４１内から熱が逃げるのを防いで効果的に集熱するにあたっては、当然、開口部４５が小さい方がより好ましく、余分な隙間４６はない方が良い。
なお、この他、図１４（Ｃ）のように長箱体４１を傾けて配置することで反射光の導入に関して調整をすることもできる。
【００９９】
また、長箱体４１の各部について図１５を参照して説明する。なお、図１５には受熱管４２も併せて図示する。
図１５に示すように、まず、上壁４３の内面側に太陽光吸収面４７を有している。該太陽光吸収面４７は、開口部４５から見て受熱管４２よりも奥側に位置している。
長箱体４１内に導入されて受熱管４２に直接照射されなかった太陽光の反射光は、その奥の上壁４３の内面側に照射される。このとき、開口部４５が窄まっているとはいえ、上壁４３の内面側で反射し、該反射光が開口部４５から長箱体４１の外部へ逃げてしまうことがある。しかしながら、図１５のような太陽光吸収面４７が存在することで、受熱管４２に直接照射されなかった反射光を吸収することができ、反射して開口部４５から逃げるのを低減することが可能である。
【０１００】
太陽光吸収面４７を形成するものとしては特に限定されず、太陽光を効率良く吸収できるものであればよく（例えば吸収効率が０．６〜０．７程度以上）、黒色セラミック等を用いることができる。
なお、太陽光吸収面４７にて吸収した熱が上壁４３を介して外部へ逃げないように、太陽光吸収面４７を形成するものと上壁４３との間に、断熱材４８Ａを配置しても良い。断熱材４８Ａとしては、アルミナブランケット、アルミナウール、ガラスウールなどが挙げられる。軽さや耐熱性の高さを考慮して、適宜決定することができる。
【０１０１】
また、長手側の側壁部４４Ａの内面側に赤外線反射面４９を有するものとすることができる。
長箱体４１内に反射鏡からの反射光が導入されるものの、開口部４５が窄まっているため、該反射光は長手側の側壁部４４Ａの内面側には直接照射されにくい。しかしながら、前述したように導入された反射光の一部は上壁４３の内面側の太陽光吸収面４７に照射される。そして該太陽光吸収面４７からは赤外放射（熱エネルギーの放射）が生じる。この再放射は温度が上がるほど強く、高い熱エネルギーが放射されることになる。
そこで、上記のような赤外線反射面４９を有することで、太陽光吸収面４７から再放射された赤外線を受熱管４２へ向けて反射させることができる。これにより、受熱管４２をさらに温めることができ、より一層効率良く集熱させることができる。
【０１０２】
赤外線反射面４９を形成するものとしては例えば鏡面化したステンレスや白色セラミックを用いることができるが、これらに限定されない。赤外線を効率良く反射することができれば良く、耐熱性等を考慮して適宜決定することができる。
【０１０３】
また、長箱体４１内や開口部４５にセラミックハニカム５０を配置することもできる。図１５には開口部４５の位置に配置した例を示したが、長箱体４１内に配置する場合は、開口部４５と受熱管４２の間に位置するよう配置する。
ハニカム状で貫通孔が形成されており、反射鏡からの反射光は貫通孔を通して受熱管４２へと照射される。その一方で反射光の一部はセラミックハニカム５０に照射される。セラミックハニカム５０により反射光を吸収し、長箱体４１内や受熱管４２へ向けて赤外線を放射することができ、それらを温めることができる。
【０１０４】
また、このセラミックハニカム５０は、反射光の全てが受熱管４２に照射されて必要以上に受熱管４２が温められ、受熱管４２が熱劣化するのを防ぐことができる。
さらには、長箱体４１内の熱が外部へ逃げるのを低減することができる。
セラミックハニカム５０の設置は、受熱管４２の材質との兼ね合いを考慮したり、受熱管４２の温度、長箱体４１内の温度が所望の温度となるように、必要に応じて適宜決定することができる。
【０１０５】
また、長箱体４１の外面側は断熱材４８Ｂで覆われている。断熱材４８Ｂで覆うことにより、上壁４３や側壁４４を介して長箱体４１内の熱が外部へ逃げるのを抑制することができる。
断熱材４８Ｂとしては、アルミナブランケット、アルミナウール、ガラスウールなどが挙げられる。軽さや耐熱性の高さを考慮して、適宜決定することができる。
【０１０６】
また、長手側の側壁部４４Ａには、外面側に媒体を流通させる管５１が配設されていても良い。このような管５１に高温の媒体（空気など）を流通させることで、長箱体４１内を予熱することができる。予熱をしておくことによって、受熱管４２をより効率的に温めることが可能である。予熱により長箱体４１内や受熱管４２の温度を底上げすることができ、該底上げされた長箱体４１内に太陽光の反射光を導入することで、予熱なしの場合に比べて受熱管４２をより高温に温めることが可能になる。
【０１０７】
また一方で、この管５１により長手側の側壁部４４Ａの内面側の赤外線反射面４９の温度が必要以上に高温化するのを防ぐことができる。例えば、管５１により長箱体４１を予熱し、反射光を導入して長箱体４１内をより高温化させることができたものの、そのような高温下においては赤外線反射面４９を形成する材質が腐食・劣化してしまう場合が考えられる。しかしながら、管５１に媒体を流通させ続けることで、逆に、必要以上に高温となった赤外線反射面４９の熱を、管５１を通して外部へ逃がすことができる。これによって長手側の側壁部４４Ａ近傍において必要以上に高温化するのを抑制し、赤外線反射面４９の劣化を防ぐことができる。
【０１０８】
次に、長箱体４１の下面の開口部４５について説明する。
開口部４５は１つ以上形成されていれば良く、その数は特に限定されない。また大きさも特に限定されない。反射鏡からの反射光を長箱体４１内に効率良く導入できるよう、適切な数、大きさに設定することができる。長箱体４１の長手方向の開口部４５の幅は反射ラインの本数等により決定することができ、また、短手方向の開口部４５の幅は例えば２０ｃｍ〜１ｍ程度にすることができる。
【０１０９】
例えば側壁４４Ａの下端を縁として構成される１つの開口部とすることができる。
また、開口部が複数形成されている長箱体としては、例えば図１６のような形態が挙げられる。図１６は長箱体の下面図である。
図１６に示すように、長箱体４１の下面には複数の開口部４５が形成されている。ここでは開口部の数は４つ（４５Ａ〜４５Ｄ）だが、これに限定されず、適宜決定することができる。そして、開口部同士の間には蓋５２があって閉じられている。すなわち、図１６の場合、開口部４５Ａ、４５Ｂの間に蓋５２Ａ、開口部４５Ｂ、４５Ｃの間に蓋５２Ｂ、開口部４５Ｃ、４５Ｄの間に蓋５２Ｃが存在する。
【０１１０】
ここで、図１７に、複数の反射ラインと長箱体の複数の開口部の位置関係を示す。
受光ライン３Ａ上には長箱体４１が設置されており、反射ライン２Ａ〜２Ｄ上には複数の反射鏡４が設置されている。上記のような複数（ここでは４つ）の開口部４５Ａ〜４５Ｄは、各々が各列（２Ａ〜２Ｄ）の反射ラインに対応するように形成されている。したがって、例えば反射ライン２Ａ上の反射鏡からの反射光は集光されて、反射ライン２Ａ上の反射鏡に対応する開口部４５Ａを通して長箱体４１の内部に導入される。
【０１１１】
一方で、例えば反射ライン２Ａ上の反射鏡と反射ライン２Ｂ上の反射鏡は間隔を開けて設置されており、そのために長箱体４１の下面には反射光が照射されない領域が存在する。この領域が開口部４５Ａ、４５Ｂの間の蓋５２Ａに該当する。
【０１１２】
より具体的に説明すると、反射ライン上に設置された反射鏡の東西方向の幅が３ｍであり、反射ライン同士の間隔、つまりは東西方向の反射鏡同士の間隔が１ｍであるとき、長箱体の長手方向において、開口部の幅を３ｍとし、蓋の幅を１ｍとすることができる。
【０１１３】
このような複数の開口部４５および蓋５２を有する長箱体４１であれば、反射光が照射されない領域が開放されていないので、該領域から長箱体４１内の熱が逃げるのを防ぐため、さらに効率良く長箱体４１内の受熱管を温めることができる。また反射光は開口部４５からしか導入されないものの、長箱体４１内は中空であり長手方向に熱が行き来可能であるため、蓋５２の位置に対応していて反射光が直接照射されない部分の受熱管も温めることができる。
このように複数の開口部および開口部同士間の蓋を有する形態とすることで、反射光を長箱体内に取り入れるとともに、長箱体内から熱が不必要に逃げるのを防ぐことができるため、より効率良く太陽熱を集熱することができる。
【０１１４】
次に、上記のような長箱体４１内に配設された受熱管４２について説明する。
受熱管４２の本数は特に限定されず、１本以上配設されていれば良い。長箱体４１内の容量、開口部４５の大きさおよび反射光の照射範囲等に応じて適宜決定することができる。また太さも特に限定されず、例えば直径（外径）３ｃｍ程度のものとすることができる。受熱管４２同士の間隔も特に限定されず、例えば１ｃｍ程度とすることができる。
【０１１５】
そして、太陽光を効率良く吸収できるように図１８のように工夫が施されているものが好ましい。
図１８（Ａ）は、表面に加工処理が施されている受熱管の一例である。例えば、ハニカム状の表面あるいは複数の溝、窪みが形成された表面に加工することができる。
あるいは、図１８（Ｂ）に示すように、表面にコーティング処理を施したものとすることができる。太陽光吸収のための特殊塗料（例えば、Ｐｙｒｏｍａｒｋ  ２５００  ｐａｉｎｔ）を塗ることができる。
なお、これら両方の処理を施したものとすることもできる。
これらの処理が施されていることで、特には吸収効率が０．４以上、さらには０．６〜０．８以上のものを用意することができる。
【０１１６】
また、受熱管４２内には媒体が流通されている。内部の媒体としては、例えば空気、二酸化炭素が挙げられる。受熱管４２に反射光が照射されて太陽熱が集熱され、内部の媒体が温められ、該温められた媒体は不図示の蒸気タービン等に送られる。
【０１１７】
以上のような本発明の太陽熱集熱装置１であれば、従来のフレネル型等よりも大幅に効率良く集熱することが可能である。例えば、フレネル型等では受熱管内の媒体を５００℃程度までしか温められなかったものの、本発明であれば７００℃以上に温めることもできる。
【０１１８】
＜第四の実施態様＞
さらに、本発明の太陽熱集熱装置の他の一例を示す。図１の太陽熱集熱装置におけるレシーバがさらに別の態様のものである。
この太陽熱集熱装置のキャビティ型レシーバ６５について図１９を参照して説明する。
まず、レシーバ６５の全体構成について説明する。図１９に示すように、レシーバ６５はレシーバ本体６１、格子状の構造体６２、内部に熱媒体６３を有する受熱管４２を備えている。レシーバ本体６１には、反射鏡４からの反射光をレシーバ本体６１の内部に導入するための開口部７５が形成されており、該開口部７５には格子状の構造体６２が配設されている。そして、レシーバ本体６１と格子状の構造体６２とで囲まれた空間に受熱管４２が配設されており、開口部７５の格子状の構造体６２を通して導入された反射光によって受熱管４２内の熱媒体６３が加熱される仕組みになっている。
なお、全体の形状としては、図１９に示すように例えば長細い形状をしており、レシーバ６５が受光ライン３上に設置される場合には長手方向が東西方向に沿うようにして設置される。この場合、短手方向は南北方向に沿うことになる。
【０１１９】
まず、レシーバ本体６１について説明する。
このレシーバ本体６１の形状は特に限定されず、下面等に開口部７５を有するキャビティ型のものであれば良い。レシーバ本体６１の形状の例を図２０に示す。図２０の各々はレシーバ本体６１の横断面図である。図２０（Ａ）〜（Ｆ）のいずれのレシーバ本体においても、内部が中空になっており、下面に開口部７５が形成されている。
【０１２０】
図２０（Ａ）では、上壁および側壁を有し、該側壁は上壁の端部とつながっており、下方に向かって延びている。側壁は外側に向かって傾斜するように設けられている。
一方、図２０（Ｂ）では、側壁は上壁に対し直角に下方に向かって延びている。
また、図２０（Ｃ）では、側壁は内側に向かって傾斜するように設けられている。
【０１２１】
図２０（Ｄ）では、図２０（Ｂ）と比較すると、側壁の下端から、側壁に対し直角に下壁が延びており、下面側の一部を覆っている。
また、図２０（Ｅ）では、フラスコを逆さにした形状になっている。
また、図２０（Ｆ）では半円形の壁と下壁を有しており、下壁は半円形の壁の端部から延びており、下面側の一部を覆っている。
【０１２２】
このようにレシーバ本体６１の形状について種々の例を挙げたが、特には、レシーバ本体６１の内側の表面積ＳＣと開口部の面積ＳＡとの比ＳＣ／ＳＡが４〜１０のものとすることができる。さらに好ましくは８のものとすることができる。このようなものであれば、熱エネルギーが開口部から逃げにくく、レシーバ本体の内部を効率良く温めることができる。したがって内部に位置する受熱管４２の熱媒体６３を一層効果的に加熱することができ、集熱効率を高めることが可能である。
【０１２３】
なお、上記の比ＳＣ／ＳＡの値は４〜１０に限定されるものではない。当然、比ＳＣ／ＳＡの値が他の値をとるような形状のレシーバ本体６１とすることもできる。レシーバ本体６１の製造にかかるコストや、設置条件、目標とする熱媒体の加熱温度等に応じて適宜決定することができる。
【０１２４】
次に格子状の構造体６２について説明する。
格子状の構造体６２の具体的な形状は特に限定されず、格子の隙間から反射光を通過させてレシーバ本体６１の内部に導入できるものであれば良い。特には、反射光をレシーバ本体６１の内部に効率良く導入することができ、一方で、レシーバ本体６１の内部からの再放射や熱エネルギーを外部へ逃がしにくいような構造のものとすると良い。格子の太さ、格子間の隙間の大きさ等、適宜決定することができる。
また、材質も特に限定されず、適宜決定することができる。例えばセラミックスとすることができる。セラミックスであれば、反射光の照射によって格子状の構造体６２自体も温められ、レシーバ本体６１の内部あるいは受熱管４２へ向けて赤外線を放射することができ、それらを加熱することができる。
【０１２５】
本発明では、このような格子状の構造体６２が開口部７５に配設されているため、５５０℃以上に加熱された受熱管４２や熱媒体６３からの再放射による熱エネルギーが、開口部７５から外部へ逃げるのを効果的に防ぐことができる。
格子状の構造体による、外部への熱エネルギーの流出を防ぐ仕組みを図２１に示す。図２１に示すように、再放射は受熱管４２等から種々の方向に向かって放射される。一部は、格子状の構造体６２の隙間に対して平行な方向に放射されて外部へ逃げるものの、他の大部分は、格子状の構造体６２により遮ることができ、レシーバ本体６１の内部に熱エネルギーを留めておくことができる。
このように、格子状の構造体６２によって、反射光をレシーバ本体６１内に導入して受熱管４２に照射できるとともに、加熱された受熱管４２等から外部への再放射による熱エネルギーの損失を抑制することが可能である。
【０１２６】
次に、レシーバ本体６１と格子状の構造体６２で囲まれた空間内に配設された受熱管４２について説明する。
受熱管４２の本数は特に限定されず、１本以上配設されていれば良い。レシーバ本体６１内の容量、開口部７５の大きさおよび反射光の照射範囲等に応じて適宜決定することができる。また太さも特に限定されず、例えば直径（外径）３ｃｍ程度のものとすることができる。受熱管４２同士の間隔も特に限定されず、例えば１ｃｍ程度とすることができる。
【０１２７】
また、受熱管４２内を流通する熱媒体としては、例えば空気、二酸化炭素が挙げられる。受熱管４２に反射光が照射されて太陽熱が集熱され、内部の熱媒体６３が温められ、該温められた熱媒体６３は不図示の蒸気タービン等に送られる。
【０１２８】
次に、第四の実施態様である本発明の太陽熱集熱装置を用いて太陽熱の集熱を実施する方法について説明する。
図１、１９のように南北方向に並列に設定した複数本の反射ライン２上に、ヘリオスタット機構７を備えた複数枚の反射鏡４を設置するとともに、反射ライン２に直交して（すなわち東西方向）上方の定位置に設定した１本以上の受光ライン３上に、各々、キャビティ型レシーバ６５を１基設置する。このようなクロスリニア型の方式で集熱するのであれば、受熱管４２内の熱媒体６３を効率良く加熱することができ、５５０℃以上、さらには７００℃以上の高温にまで加熱し易い。
【０１２９】
ここでレシーバ６５としては、図１９のように開口部７５が形成されたレシーバ本体６１、開口部７５に配設された格子状の構造体６２、そしてレシーバ本体６１と格子状の構造体６２で囲まれた空間に１本以上の受熱管４２を備えたものを用意し、受光ライン３上に設置する。
【０１３０】
なお、レシーバ本体６１の形状の例としては図２０のようなものが挙げられるが、当然これらに限定されるものではなく、適宜決定することができる。前述した比ＳＣ／ＳＡなどを考慮して決定することができ、例えば比ＳＣ／ＳＡの値が４〜１０、さらに好ましくは８のものを用意することができる。これは、熱エネルギーをレシーバ本体６１内に留めやすく、レシーバ本体の内部を効率良く温めることができるからである。
【０１３１】
また、格子状の構造体６２を開口部７５に配設することで、格子の隙間から反射光を通過させてレシーバ本体６１内に導入するとともに、高温に加熱された受熱管４２内の熱媒体６３から、開口部７５を通して外部へ再放射され、それによって熱エネルギーが外部へ流出するのを防ぐことができる。このため集熱効率をより一層高めることができる。
【０１３２】
実際の集熱工程においては、ヘリオスタット機構７を用いて反射鏡４の反射面６の角度を調整しつつ太陽光をレシーバ６５に向けて反射し、該反射光を格子状の構造体６２を通してレシーバ本体６１内に導入し、受熱管４２に照射する。それによって受熱管４２内の熱媒体６３を例えば５５０℃以上に加熱することができる。
【０１３３】
本発明では５５０℃以上、さらには７００℃以上の高温に熱媒体６３を加熱することができるため、５５０℃未満の場合に比べ、熱媒体６３等からの再放射は強くなる。従来法では、この再放射による熱エネルギーが開口部を通して外部に逃げてしまっていた。しかしながら本発明では、前述したように格子状の構造体６２を開口部７５に配設することにより、このような熱エネルギーの損失を極めて低減することができ、集熱効率の向上を図ることができる。高温になるほど赤外放射は強くなるので、例えば７００℃以上など、さらに高温に加熱する場合には本発明のこの態様の太陽熱集熱方法は一層有効である。
【実施例】
【０１３４】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
図１に示すような本発明のクロスリニア型の太陽熱集熱装置を用いて太陽光を集光して受熱管内の媒体を温めるシミュレーションを行った。シミュレーションの条件を以下のように設定した。
１本の受光ラインを設定してレシーバを設置し（地上から２０ｍの高さ）、８０本の反射ライン上に（ライン間の距離は１．５ｍ）、一列あたり３０枚の反射鏡（大きさは１．５ｍ×１．５ｍ）を設置した（全反射鏡の面積は５４００ｍ２）。
また、反射鏡は全てレシーバに対して北側に配置した。レシーバに近い側の第一番目の反射鏡の先端とレシーバとの水平方向の距離が５ｍになるようにした。
反射鏡の角度調整は、図１の東西角度調整手段および南北角度調整手段を用いた。内蔵の、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する各反射鏡の角度調整データに基づいて、回転リングの回転、微調整手段の回動用アクチュエータの回動用アームの前進後退運動、アクチュエータのアームの前進後退運動を制御して反射鏡の角度調整を行った。
【０１３５】
また、その他の条件は以下の通りである。
ブロッキング（反射鏡同士による反射光の遮り）は０〜０．２（すなわち２割以下）とした。
また、日時や場所としては、春分の午前１０時で、赤緯３６．８４０１６３２度（スペインアルメリア）とした。
【０１３６】
（比較例１）
従来の線形フレネル型（１２列の反射ラインおよび受光ラインが共に南北方向）の太陽熱集熱装置を用いて太陽光を集光して受熱管内の媒体を温めるシミュレーションを行った。シミュレーションの条件を以下のように設定した。
【０１３７】
幅が１．５ｍ、長さが３００ｍの反射鏡を１２列（レシーバに対して東側に６列、西側に６列）設置した（実施例と同様に、全反射鏡の面積は５４００ｍ２）。
また、反射鏡同士の間隔を１．５ｍとすることにより、ブロッキングの割合が実施例とほぼ同様になるようにした。
なお、日時や場所は実施例と同様にした。
【０１３８】
（比較例２）
東西角度調整手段の微調整手段を備えていないこと以外は実施例１と同様の太陽熱集熱装置を用いた。そして、実施例１とは異なり、回転リングの回転、アクチュエータのアームの前進後退運動のみを制御して反射鏡の角度調整を行い、太陽光を集光して受熱管内の媒体を温めるシミュレーションを行った。
【０１３９】
実施例、比較例１、２のシミュレーションの結果を見ると、本発明を実施した実施例では、比較例１に対して集光率および集熱効率を２０％上昇させることができた。また、比較例２に対しては集光率および集熱効率を４％上昇させることができた。
このように本発明は、従来の太陽熱集熱装置に比べ、極めて効率良く、太陽光を集光して集熱を行うことが可能である。
【０１４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１４１】
１、１０１…本発明の太陽熱集熱装置、  ２、２Ａ〜２Ｄ…反射ライン、
３、３Ａ…受光ライン、  ４、４Ａ１〜４Ａ６…反射鏡、
５、５５、６５…レシーバ、
６…反射面、  ７…ヘリオスタット機構、  ８…東西角度調整手段、
９…南北角度調整手段、  １０…回転リング、  １１…フレーム、
１２…ローラー、  １３…モーター、  １４…アーム、  １５…アクチュエータ、
１６、３６…中央制御装置、  １７…連結部材、
１８…微調整手段、  １９…回動用部材、  ２０…回動用アクチュエータ、
２１…回動用軸棒、  ２２…回動用アーム、
３１…撮像装置、  ３２…演算処理装置、  ３３…画像処理装置、
３４…ＣＣＤカメラ、
４１…長箱体、  ４２…受熱管、  ４３…上壁、  ４４…側壁、
４４Ａ、４４Ａ１、４４Ａ２…長手側の側壁部、  ４４Ｂ…短手側の側壁部、
４５、４５Ａ〜４５Ｄ、７５…開口部、  ４６…隙間、  ４７…太陽光吸収面、
４８Ａ、４８Ｂ…断熱材、  ４９…赤外線反射面、  ５０…セラミックハニカム、
５１…管、  ５２、５２Ａ〜５２Ｃ…蓋、
６１…レシーバ本体、  ６２…格子状の構造体、  ６３…熱媒体。
【図１】
2014134336.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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