(57)【要約】【課題】反射面を撓ませる機構を支持する支持部の軽量化を図る。【解決手段】太陽光集光装置は、軸方向に長尺な主軸部、主軸部を回動する回動機構、板状の反射部３および板状の対向部６を有する。反射部３は、軸方向および軸方向に垂直な幅方向に広がる反射面３０を上面として有し、下面が主軸部に固定される。対向部６は、主軸部から幅方向の両側に伸び、幅方向の両端部が、幅方向における反射部３の両端部と、軸方向および幅方向に垂直な中央法線方向において対向する。反射部３および対向部６の撓み量を主軸部の回動に従って変更する撓ませ機構７が、反射部３の端部と対向部６の端部との間に設けられる。撓ませ機構７が、中央法線方向に関して、反射部３の端部と対向部６の端部とを同時に反対方向に移動することにより、反射部３および対向部６から撓ませ機構７に作用する反力が互いに打ち消され、軽量な支持部にて撓ませ機構７を支持することが可能となる。【選択図】図７
2014194321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱回収部に太陽光を集光する太陽光集光装置であって、
所定の軸方向に長尺な主軸部と、
前記軸方向および前記軸方向に垂直な幅方向に広がる反射面を上面として有し、下面において前記幅方向の略中央にて前記軸方向に伸びる中央線状領域が前記主軸部に固定される板状の反射部と、
前記軸方向に平行な中心軸を中心として前記主軸部を回動可能に支持する主軸支持部と、
前記主軸部を回動することにより、前記反射面を傾斜させる回動機構と、
前記主軸部に固定されるとともに前記主軸部から前記幅方向の両側に伸び、前記幅方向の両端部が、前記幅方向における前記反射部の両端部と、前記軸方向および前記幅方向に垂直な中央法線方向において対向する対向部と、
前記反射部の前記両端部と前記対向部の前記両端部との間にそれぞれ設けられ、前記中央法線方向に関して、前記反射部の前記両端部と前記対向部の前記両端部とを同時に反対方向に移動することにより、前記反射部および前記対向部の撓み量を前記主軸部の回動に従って変更する一対の撓ませ機構と、
前記主軸部に固定され、前記一対の撓ませ機構を支持する撓ませ機構支持部と、
を備えることを特徴とする太陽光集光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光集光装置であって、
前記反射部の前記両端部および前記対向部の前記両端部が前記一対の撓ませ機構により移動する際に、前記中央法線方向に関して、前記反射部の前記幅方向における各端部から、前記各端部を移動させる撓ませ機構に作用する第１反力の大きさと、前記各端部に対向する前記対向部の端部から前記撓ませ機構に作用する第２反力の大きさとの差が、前記第１反力の大きさの半分以下であることを特徴とする太陽光集光装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽光集光装置であって、
前記一対の撓ませ機構のそれぞれが、
前記反射部の前記両端部のうちの一の端部と、前記端部に対向する前記対向部の端部との間にて前記軸方向に伸びるスライドロッドと、
前記主軸部の回動に従って前記スライドロッドを前記軸方向にスライドさせるスライド機構と、
前記スライドロッドと前記反射部の前記端部および前記対向部の前記端部のそれぞれとを機械的に連結し、前記スライドロッドがスライドする際に、前記中央法線方向に関して前記反射部の前記端部および前記対向部の前記端部を同時に反対方向に移動させる運動伝達機構と、
を備え、
前記撓ませ機構支持部が、前記主軸部に固定されるとともに、前記スライドロッドを前記軸方向に移動可能に支持するロッド支持部を有することを特徴とする太陽光集光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽光集光装置であって、
前記スライド機構が、前記主軸部の回動を、前記スライドロッドの前記軸方向への運動に変換するカムを含むことを特徴とする太陽光集光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱回収部に太陽光を集光する太陽光集光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光を集光して熱媒体を加熱することにより太陽熱エネルギーを回収する太陽熱回収システムの実用化が進められている。太陽熱回収システムでは、太陽熱エネルギーを効率よく回収することが重要である。例えば、特許文献１では、太陽の動きに合わせて反射鏡を傾動させる太陽光集光装置において、反射鏡の傾動姿勢に応じて反射面の曲がり具合を変化させることにより、太陽光（の反射光）を効率よく熱回収手段に導く手法が開示されている。具体的に、特許文献１の太陽光集光装置では、回転支持軸に固定された棒状体により反射鏡の中央が支持され、反射鏡の傾動姿勢に応じて曲げ調整装置により反射鏡の両側縁部が上げ下げされる。曲げ調整装置は、所定の支持構造（副支持材および取付用板）を介して棒状体に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０８６８２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の太陽光集光装置では、曲げ調整装置を棒状体に対して相対的に支持する支持部の剛性を高くすることにより、曲げ調整装置と棒状体との位置関係が厳密に固定され、反射面の撓みを精度よく調整することが実現される。しかしながら、高剛性の支持部では、重量が大きくなるため、回転支持軸を回動可能に支持する部材と回転支持軸との摩擦が増大し、回転支持軸の回動に必要な動力が大きくなる。また、これに伴って、回転支持軸のねじり角が大きくなるおそれがあり、この場合、軸方向の位置によって反射面の傾きに差が生じ、太陽光の集光性能が低下する。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、反射面を撓ませる機構を支持する支持部の軽量化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、熱回収部に太陽光を集光する太陽光集光装置であって、所定の軸方向に長尺な主軸部と、前記軸方向および前記軸方向に垂直な幅方向に広がる反射面を上面として有し、下面において前記幅方向の略中央にて前記軸方向に伸びる中央線状領域が前記主軸部に固定される板状の反射部と、前記軸方向に平行な中心軸を中心として前記主軸部を回動可能に支持する主軸支持部と、前記主軸部を回動することにより、前記反射面を傾斜させる回動機構と、前記主軸部に固定されるとともに前記主軸部から前記幅方向の両側に伸び、前記幅方向の両端部が、前記幅方向における前記反射部の両端部と、前記軸方向および前記幅方向に垂直な中央法線方向において対向する対向部と、前記反射部の前記両端部と前記対向部の前記両端部との間にそれぞれ設けられ、前記中央法線方向に関して、前記反射部の前記両端部と前記対向部の前記両端部とを同時に反対方向に移動することにより、前記反射部および前記対向部の撓み量を前記主軸部の回動に従って変更する一対の撓ませ機構と、前記主軸部に固定され、前記一対の撓ませ機構を支持する撓ませ機構支持部とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の太陽光集光装置であって、前記反射部の前記両端部および前記対向部の前記両端部が前記一対の撓ませ機構により移動する際に、前記中央法線方向に関して、前記反射部の前記幅方向における各端部から、前記各端部を移動させる撓ませ機構に作用する第１反力の大きさと、前記各端部に対向する前記対向部の端部から前記撓ませ機構に作用する第２反力の大きさとの差が、前記第１反力の大きさの半分以下である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の太陽光集光装置であって、前記一対の撓ませ機構のそれぞれが、前記反射部の前記両端部のうちの一の端部と、前記端部に対向する前記対向部の端部との間にて前記軸方向に伸びるスライドロッドと、前記主軸部の回動に従って前記スライドロッドを前記軸方向にスライドさせるスライド機構と、前記スライドロッドと前記反射部の前記端部および前記対向部の前記端部のそれぞれとを機械的に連結し、前記スライドロッドがスライドする際に、前記中央法線方向に関して前記反射部の前記端部および前記対向部の前記端部を同時に反対方向に移動させる運動伝達機構とを備え、前記撓ませ機構支持部が、前記主軸部に固定されるとともに、前記スライドロッドを前記軸方向に移動可能に支持するロッド支持部を有する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の太陽光集光装置であって、前記スライド機構が、前記主軸部の回動を、前記スライドロッドの前記軸方向への運動に変換するカムを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撓ませ機構支持部の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】太陽熱回収システムの平面図である。
【図２】太陽光集光装置の一部を示す平面図である。
【図３】太陽光集光装置の中央近傍を示す正面図である。
【図４】太陽光集光装置の断面図である。
【図５】回動機構を示す図である。
【図６】太陽光集光装置の断面図である。
【図７】運動伝達機構を示す図である。
【図８】運動伝達機構の断面図である。
【図９】運動伝達機構の他の例を示す図である。
【図１０】運動伝達機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一の実施の形態に係るフレネル型の太陽熱回収システム１０の平面図である。図１では、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を矢印にて図示している（後述の図において同様）。太陽熱回収システム１０は、内部を熱媒体が流れる熱回収部１１、および、熱回収部１１に太陽光を集光して熱回収部１１内の熱媒体を加熱する複数の（図１では、６個の）太陽光集光装置１を備える。熱回収部１１は、Ｙ方向に長い管状体である。熱回収部１１の両端は一対の柱部１２により支持され、熱回収部１１が複数の太陽光集光装置１の（＋Ｚ）側に配置される。熱回収部１１内の熱媒体は、例えば、外部の発電装置との間で循環されており、当該発電装置における発電に利用される。以下の説明では、（＋Ｚ）側を上側と呼び、（−Ｚ）側を下側と呼ぶ。
【００１３】
複数の太陽光集光装置１は、熱回収部１１の下方にてＸ方向に配列される。各太陽光集光装置１は、Ｙ方向に長尺な略管状の主軸部２、主軸部２に固定されるとともに主軸部２の長尺方向（すなわち、Ｙ方向であり、以下、「軸方向」という。）に長尺な反射部３、および、軸方向における主軸部２の中央近傍に配置される回動機構４を備える。反射部３は、板状であり、反射面３０を上面として有する。後述するように、回動機構４が主軸部２を回動することにより、反射面３０が傾斜する。以下の説明では、１つの太陽光集光装置１に着目するが、他の太陽光集光装置１も同様の構成を有する。
【００１４】
図２は、太陽光集光装置１の一部を示す平面図である。反射部３は、反射面３０を形成する複数のミラー板３１（図２中にて実線にて示す。）、および、複数のミラー板３１の下面に接する複数の支持板３２（図２中にて太い破線にて示す。）を有する。各ミラー板３１は、矩形（例えば、１メートル（ｍ）×１．２ｍの矩形）の可撓性部材であり、複数のミラー板３１は、微小な間隔を空けて軸方向に配列される。各支持板３２は菱形の可撓性部材であり、複数の支持板３２は、間隔を空けて軸方向に配列される。本実施の形態では、軸方向に並ぶ４個のミラー板３１を１つのユニットとして、太陽光集光装置１では２３個のユニットが軸方向に並ぶ。
【００１５】
図３は、軸方向における太陽光集光装置１の中央近傍を示す正面図であり、図４は、図３中の矢印IV−IVの位置における太陽光集光装置１の断面図である。図３および図４に示すように、主軸部２は、管状体である主軸部本体２１を有し、主軸部本体２１は、軸方向（Ｙ方向）に長い固定部材２３を介して反射部３の下面に固定される。主軸部本体２１は主軸支持部５により支持される。詳細には、主軸支持部５は、地面に設置される複数の支持台５１を有する。各支持台５１には、主軸部本体２１の外周面に接する２つのローラ５２、および、２つのローラ５２をそれぞれ回転可能に支持台５１に対して支持する２つのローラ支持部５３が設けられる。図３では、２つの支持台５１を図示しているが、実際には、３以上の支持台５１が軸方向に間隔を空けて配置される。このようにして、主軸支持部５により、主軸部２が、軸方向に平行な中心軸Ｊ１（ここでは、主軸部本体２１の中心軸Ｊ１）を中心として回動可能に支持される。
【００１６】
図５は、（−Ｙ）側から（＋Ｙ）方向を向いて見た回動機構４を示す図である。図５では、主軸部２の一部を断面にて示す。回動機構４は、電動シリンダ、油圧シリンダ、あるいは、空圧シリンダ等であるシリンダ部４１を有し、シリンダ部４１はシリンダ支持部４２により地面に対してＹ方向に平行な軸を中心として回動可能に固定される。主軸部本体２１には、その外周面から突出する連結板２２が設けられ、シリンダ部４１のピストンの先端が、連結板２２にピンを介して固定される。図５中に実線および二点鎖線にて示すように、シリンダ部４１がピストンを進退させることにより、主軸部２が中心軸Ｊ１を中心として回動し、反射部３の反射面３０が傾斜する。後述するように、実際には、主軸部２の回動角に従って反射部３の撓み（撓み曲線）が変化するが、図５では、反射部３の撓みが無いものとして反射部３を図示している。以下の説明では、撓みが無い状態の反射部３において反射面３０に沿うとともに軸方向に垂直な方向を「幅方向」という。すなわち、撓みが無い状態の反射部３では、反射面３０は軸方向および幅方向に広がる。
【００１７】
図６は、図２中の矢印VI−VIの位置における太陽光集光装置１の断面図である。反射部３の下面には、幅方向の略中央にて軸方向に伸びる線状の領域３９（以下、「中央線状領域３９」という。）が設定される。軸方向に長い固定部材２３は中央線状領域３９に固定され、反射部３が主軸部２に対して固定される。したがって、反射部３は、主軸部２に対して固定された中央線状領域３９から幅方向の両側に広がる。反射部３において幅方向の片側の部位に着目すると、当該部位は片持ち状態にて固定部材２３に支持される。以下の説明では、反射部３の中央線状領域３９の法線方向、すなわち、軸方向および幅方向に垂直な方向を「中央法線方向」という。なお、図６では、幅方向および中央法線方向は、それぞれＸ方向およびＺ方向に平行であるが、幅方向および中央法線方向は、反射部３に対して固定された方向であり、反射部３が傾斜すると、幅方向および中央法線方向は、それぞれＸ方向およびＺ方向に対して傾斜する。
【００１８】
主軸部本体２１の外周面において、固定部材２３と中央法線方向に対向する位置には、もう１つの固定部材２４が設けられる。固定部材２４も軸方向に長く、固定部材２４の主軸部本体２１とは反対側の面には対向部６が設けられる。図２中に細い破線にて示すように、対向部６は、可撓性部材である複数の対向板６１を有する。各対向板６１は、幅方向の長さが反射部３とほぼ等しい矩形であり、軸方向（Ｙ方向）に関して、複数の対向板６１は、複数の支持板３２とそれぞれ同じ位置に配置される。したがって、各対向板６１の幅方向における両端部は、反射部３の幅方向における両端部と、中央法線方向において対向する。図６では、対向部６の対向板６１を破線にて示しており、対向板６１は、固定部材２４から幅方向の両側に広がる。対向板６１において幅方向の片側の部位に着目すると、当該部位は片持ち状態にて固定部材２４に支持される。
【００１９】
図２および図６に示すように、反射部３の幅方向における各端部と、当該端部に対向する対向部６の端部（複数の対向板６１の端部）との間には、軸方向に伸びるスライドロッド７１が設けられる。正確には、図１に示すように、回動機構４よりも（＋Ｙ）側の主軸部２の部位における幅方向の両側に一対のスライドロッド７１が配置され、回動機構４よりも（−Ｙ）側の主軸部２の部位における幅方向の両側に他の一対のスライドロッド７１が配置される。すなわち、太陽光集光装置１では、４個のスライドロッド７１が設けられる。図６に示すように、各スライドロッド７１の軸方向に垂直な断面形状は矩形である。
【００２０】
主軸部２には複数のロッド支持部８１が設けられ、複数のロッド支持部８１は軸方向に間隔を空けて配置される（図１参照）。各ロッド支持部８１は、主軸部２の幅方向の両側に配置される一対の枠状部８１１を有し、一対の枠状部８１１は固定アーム８１２により主軸部２に対して固定される。各スライドロッド７１は複数のロッド支持部８１における矩形の枠状部８１１に挿入され、軸方向に移動可能に支持される。なお、各スライドロッド７１の主軸部２に対する幅方向および中央法線方向の相対位置は一定となり、主軸部２が回動する際には、各スライドロッド７１も主軸部２と共に中心軸Ｊ１を中心として回動する。
【００２１】
図１および図３に示すように、Ｘ方向における反射部３の両側には、一対のフレーム９１が設けられる。図３に示すフレーム９１において、各スライドロッド７１に対向する位置には、カムレール７２２が設けられる。軸方向（Ｙ方向）に沿って見たカムレール７２２の形状は、主軸部２の回動軸、すなわち中心軸Ｊ１（図６参照）を中心とする円弧状である。また、各スライドロッド７１において回動機構４に近接する端部には、一対のローラ７２１が設けられる。一対のローラ７２１は、軸方向におけるカムレール７２２の両側に配置され、カムレール７２２において軸方向を向く両端面である２つのカム面にそれぞれ当接する。カムレール７２２の両カム面間の距離は一定であるが、軸方向の位置は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向の角度位置に応じて相違する。したがって、スライドロッド７１が主軸部２と共に中心軸Ｊ１を中心として回動すると、カムレール７２２により一対のローラ７２１の軸方向の位置が変化する。すなわち、ローラ７２１およびカムレール７２２により主軸部２の回動がスライドロッド７１の軸方向への運動に変換され、スライドロッド７１が軸方向に移動（スライド）する。以上のように、太陽光集光装置１では、ローラ７２１およびカムレール７２２により、主軸部２の回動に従ってスライドロッド７１を軸方向にスライドするスライド機構７２が実現される。
【００２２】
実際には、回動機構４の（＋Ｙ）側に設けられるカムレール７２２および（−Ｙ）側に設けられるカムレール７２２は、主軸部２の軸方向の中央における軸方向に垂直な面に対して面対称となる。したがって、回動機構４の（＋Ｙ）側に設けられるスライドロッド７１および（−Ｙ）側に設けられるスライドロッド７１は、軸方向において互いに反対方向にスライドする。換言すると、軸方向において互いに反対方向であり、かつ、ほぼ同じ大きさの反力が、（＋Ｙ）側のスライドロッド７１および（−Ｙ）側のスライドロッド７１から（＋Ｙ）側のカムレール７２２および（−Ｙ）側のカムレール７２２に対してそれぞれ作用する。したがって、双方のカムレール７２２を支持するフレーム９１の全体に対して、双方のスライドロッド７１の移動に伴って作用するこれらの反力は互いに打ち消し合う。これにより、スライドロッド７１の移動に伴う反力によりフレーム９１が傾くまたは倒れることが防止される。
【００２３】
図７は、スライドロッド７１に取り付けられる運動伝達機構７３を示す図であり、図８は図７中の矢印VIII−VIIIの位置における運動伝達機構７３の断面図である。運動伝達機構７３は、反射部３の支持板３２の幅方向における各端部（以下、単に「端部」ともいう。）に固定される上ブラケット部７４、および、スライドロッド７１の上面に固定される上ガイド部７５を有する。上ブラケット部７４は、軸方向および中央法線方向に沿って広がる２枚の板部材７４１を有し、２枚の板部材７４１は幅方向に間隔を空けて設けられる。２枚の板部材７４１の間には幅方向に伸びるピン部材７４２が固定される。上ガイド部７５は、軸方向および中央法線方向に沿って広がる板状であり、上ブラケット部７４の２枚の板部材７４１の間に配置される。上ガイド部７５は軸方向に対して傾斜した方向に長いガイド孔７５１を有し、ガイド孔７５１にはピン部材７４２が挿入される。このようにして、スライドロッド７１と反射部３の支持板３２の端部とが機械的に連結される。
【００２４】
運動伝達機構７３は、対向部６の対向板６１の幅方向における各端部（以下、単に「端部」ともいう。）に固定される下ブラケット部７６、および、スライドロッド７１の下面に固定される下ガイド部７７を有する。下ブラケット部７６は、上ブラケット部７４と同様に、軸方向および中央法線方向に沿って広がる２枚の板部材７６１を有し、２枚の板部材７６１は幅方向に間隔を空けて設けられる。２枚の板部材７６１の間には幅方向に伸びるピン部材７６２が固定される。下ガイド部７７は、上ガイド部７５と同様に、軸方向および中央法線方向に沿って広がる板状であり、下ブラケット部７６の２枚の板部材７６１の間に配置される。下ガイド部７７は軸方向に対して傾斜した方向に長いガイド孔７７１を有し、ガイド孔７７１にはピン部材７６２が挿入される。このようにして、スライドロッド７１と対向部６の対向板６１の端部とが機械的に連結される。
【００２５】
本実施の形態では、幅方向に沿って見た場合に（図７参照）、軸方向に伸びるスライドロッド７１に対して、上ガイド部７５のガイド孔７５１と、下ガイド部７７のガイド孔７７１とが対称な形状となる（すなわち、スライドロッド７１の軸方向に伸びる中心線に対して線対称となる。）。したがって、スライドロッド７１が軸方向にスライド移動する際に、中央法線方向に関して、反射部３の端部および対向部６の端部が同時に反対方向に同じ距離だけ移動し、反射部３の端部および対向部６の端部の撓み量（撓みが無い状態からの変位量）が同様に変化する。以上のように、中央法線方向に関して、反射部３の端部と対向部６の端部との間に設けられるスライドロッド７１、スライド機構７２（図３参照）および運動伝達機構７３により、反射部３および対向部６の撓み量を主軸部２の回動に従って変更する撓ませ機構７が実現される。
【００２６】
既述のように、図３に示す回動機構４の（＋Ｙ）側のカムレール７２２と、（−Ｙ）側のカムレール７２２とが、主軸部２の軸方向の中央における軸方向に垂直な面に対して面対称となり、回動機構４の（＋Ｙ）側のスライドロッド７１および（−Ｙ）側のスライドロッド７１は、主軸部２の回動に合わせて軸方向において互いに反対方向に同じ距離だけスライドする。また、回動機構４の（＋Ｙ）側のスライドロッド７１に設けられる上ガイド部７５のガイド孔７５１および下ガイド部７７のガイド孔７７１と、（−Ｙ）側のスライドロッド７１に設けられる上ガイド部７５のガイド孔７５１および下ガイド部７７のガイド孔７７１とが、上記面に対して対称な形状となる。したがって、回動機構４よりも（＋Ｙ）側に位置する反射部３の部位の幅方向における端部の撓み量と、（−Ｙ）側に位置する反射部３の部位の幅方向における端部の撓み量とが同じとなる。よって、反射面３０の撓み曲線（幅方向の各位置における撓み量を示す曲線）が、軸方向の全体においてほぼ同じとなる。図６では、中心軸Ｊ１を中心とする周方向の一の角度位置に反射部３が傾斜した際における、反射部３および対向部６を二点鎖線にて示している。
【００２７】
太陽光集光装置１では、反射部３の曲げ剛性（端部における荷重と撓み量との関係）が、対向部６の曲げ剛性とおよそ等しい。また、上ガイド部７５のガイド孔７５１の軸方向に対する傾斜角の大きさが、下ガイド部７７のガイド孔７７１の軸方向に対する傾斜角の大きさと等しい。したがって、反射部３の両端部および対向部６の両端部が一対の撓ませ機構７により中央法線方向に移動する際に、中央法線方向に関して、反射部３の幅方向における各端部から、当該端部を移動させる撓ませ機構７に作用する第１反力の大きさと、当該端部に対向する対向部６の端部から当該撓ませ機構７に作用する第２反力の大きさとの差がほぼ０となる。すなわち、第１反力の大きさと第２反力の大きさとがほぼ等しい。よって、反射部３の曲げに伴って、スライドロッド７１を支持する複数のロッド支持部８１に作用する力は僅かとなる。
【００２８】
なお、反射部３の端部における曲げ剛性と、対向部６の端部における曲げ剛性とが相違していてもよい。この場合、第１反力の大きさと第２反力の大きさとがほぼ等しくなるように、下ガイド部７７のガイド孔７７１の傾斜角が、上ガイド部７５のガイド孔７５１の傾斜角と異なる大きさに設定される（すなわち、反射部３の端部の撓み量と、対向部６の端部の撓み量とが相違する。）。
【００２９】
図１の太陽熱回収システム１０では、図示省略の制御部により複数の太陽光集光装置１における回動機構４が、太陽の動きに合わせて制御される。すなわち、太陽熱回収システム１０の設置場所において太陽が取り得る各高度に対して、軸方向に垂直な面上において、太陽光に平行、かつ、熱回収部１１を通過する直線を対称軸とし、熱回収部１１の位置を焦点とし、さらに、反射面３０の位置（の幅方向の中央）を通過する放物線が想定され、反射面３０の位置における当該放物線の接線の傾き、および、当該位置における当該放物線の曲率が取得される。そして、反射面３０の幅方向の中央（中央線状領域３９の位置）における傾斜角が、実際の太陽の高度における当該放物線の接線の傾きに一致するように主軸部２が回動する。また、反射面３０の曲率が実際の太陽の高度における当該放物線の曲率に近似するように、主軸部２の回動角に合わせてカムレール７２２の形状（スライドロッド７１の移動量）およびガイド孔７５１の形状（上ブラケット部７４の移動量）が決定されている。これにより、太陽の動きに合わせて反射面３０を傾斜させるとともに、反射面３０の傾斜に応じて反射面３０の撓み曲線が変化し、太陽光（の反射光）を効率よく熱回収部１１に導く（集光する）ことが実現される。
【００３０】
以上に説明したように、太陽光集光装置１は、主軸部２に固定されるとともに主軸部２から幅方向の両側に伸びる対向部６を有し、対向部６の幅方向における両端部が、反射部３の幅方向における両端部と中央法線方向において対向する。また、反射部３の撓み量を主軸部２の回動に従って変更する一対の撓ませ機構７が、反射部３の両端部と対向部６の両端部との間にそれぞれ設けられる。各撓ませ機構７は、中央法線方向に関して、反射部３の端部と対向部６の端部とを同時に反対方向に移動することにより、反射部３の端部から撓ませ機構７に作用する第１反力の少なくとも一部が、対向部６の端部から撓ませ機構７に作用する第２反力により打ち消される。その結果、一対の撓ませ機構７を支持する撓ませ機構支持部として、剛性が低い複数のロッド支持部８１を採用する、すなわち、複数のロッド支持部８１の軽量化を図ることができる。また、撓ませ機構支持部の材料費の低減も図ることができ、太陽光集光装置１の製造コストも削減することができる。さらに、回動機構４において主軸部２の回動に必要な動力も小さくすることができ、主軸部２のねじり角の増大により太陽光の集光性能が低下することを防止することができる。
【００３１】
また、太陽光集光装置１では、反射部３の端部と対向部６の端部との間にて軸方向に伸びるスライドロッド７１が設けられ、スライド機構７２により主軸部２の回動に従ってスライドロッド７１が軸方向にスライドする。そして、スライドロッド７１と反射部３の端部および対向部６の端部のそれぞれとを機械的に連結する運動伝達機構７３により、スライドロッド７１がスライドする際に、中央法線方向に関して反射部３の端部および対向部６の端部が同時に反対方向に移動する。このように、太陽光集光装置１では、反射部３および対向部６の撓み量を主軸部２の回動に従って変更する撓ませ機構７が簡単な構成にて実現される。また、スライド機構７２が、主軸部２の回動を、スライドロッド７１の軸方向への運動に変換するカムを含むことにより、撓ませ機構７がさらに簡単な構成にて実現される。
【００３２】
ここで、一般的な片持ち梁の曲率について説明する。片持ち梁の長さ方向（以下、「梁の長さ方向」という。）に垂直な荷重Ｗが自由端に付与される片持ち梁では、梁の長さ方向における任意の位置の固定端からの距離をｘ、当該位置における曲率半径をＲ、当該位置における断面二次モーメント（中立軸に対する断面二次モーメント）をＩ、ヤング率（縦弾性係数）をＥ、梁の長さ方向における全長をＬとして、曲げモーメントと曲げ応力との関係から（Ｗ・Ｒ＝Ｅ・Ｉ／（Ｌ−ｘ））が満たされる。したがって、梁の長さ方向における自由端からの距離（Ｌ−ｘ）と、当該距離における断面二次モーメントＩとの比を、梁の全長に亘って一定とすることにより、梁の曲率半径Ｒが一定となり、梁が円弧状に撓む。
【００３３】
具体的に、梁の長さ方向に垂直な断面の形状が矩形であり、当該断面の荷重方向の幅をｈ、荷重方向に垂直な方向の幅をｂとすると、断面二次モーメントＩは（ｂ・ｈ３／１２）として表される。したがって、荷重方向の幅ｈが一定であり、かつ、梁の長さ方向における自由端からの距離（Ｌ−ｘ）と、当該距離における荷重方向に垂直な方向の幅ｂとの比が一定であれば、梁が円弧状に撓む。
【００３４】
図２に示す反射部３の支持板３２において、幅方向における各端部と中央線状領域３９との間の部位を注目部位として注目すると、注目部位は、幅方向を梁の長さ方向とする片持ち梁として捉えることができる。注目部位の固定端（中央線状領域３９側の端部）は主軸部２に対して固定され、自由端（幅方向における支持板３２の端部）の撓み量は、撓ませ機構７により主軸部２の回動に従って変更される。また、支持板３２は、一定の厚さを有し、さらに、幅方向における各端部と中央線状領域３９との間において、中央線状領域３９に底辺が位置し、かつ、底辺に対向する頂点が当該端部近傍に位置する略三角形の部位を有する。すなわち、荷重方向の幅ｈが一定であり、梁の長さ方向における自由端からの距離（Ｌ−ｘ）と、当該距離における荷重方向に垂直な方向の幅ｂとの比が一定である。実際には、支持板３２にはミラー板３１が接合されるため、上述の片持ち梁と同一ではないが、支持板３２を有する反射部３では、中央法線方向に沿って見た支持板の形状を矩形とする場合に比べて、軸方向に垂直な反射面３０の断面形状を円弧に近似させる（すなわち、反射面３０を略円弧状に撓ませる）ことができる。その結果、反射面３０の幅方向の端部近傍に照射される太陽光も熱回収部１１に効率よく導かれ、太陽光の集光性能をさらに向上することが実現される。
【００３５】
図９は、運動伝達機構７３の他の例を示す図であり、図１０は図９中の矢印Ｘ−Ｘの位置における運動伝達機構７３の断面図である。図９および図１０の運動伝達機構７３では、軸方向に伸びるとともに反射部３の複数の支持板３２（図２参照）の端部に固定されるリブが上ブラケット部７４であり、上ブラケット部７４に設けられるピン部材７４２が、軸方向に対して傾斜した上ガイド部７５の上面と当接する。また、軸方向に伸びるとともに対向部６の複数の対向板６１の端部に固定されるリブが下ブラケット部７６であり、下ブラケット部７６に設けられるピン部材７６２が、軸方向に対して傾斜した下ガイド部７７の下面と当接する。スライドロッド７１が軸方向に移動すると、ピン部材７４２が上ガイド部７５の上面に沿って移動するとともに、ピン部材７６２が下ガイド部７７の下面に沿って移動する。これにより、中央法線方向に関して反射部３の端部および対向部６の端部が同時に反対方向に移動し、反射部３の端部および対向部６の端部の撓み量が変化する。
【００３６】
図９および図１０に示す運動伝達機構７３では、図７および図８に示す運動伝達機構７３と比較して、構造を簡素化することが可能となる。なお、図９の運動伝達機構７３では、上ガイド部７５の上端が反射面３０よりも上方に位置し、太陽光を僅かに遮ってしまうが、上ブラケット部７４の重量の増大が許容される場合には、上ブラケット部７４の中央法線方向の幅を長くし、ピン部材７４２を下方に配置することにより、上ガイド部７５の上端が反射面３０よりも下方に配置されてもよい。
【００３７】
上記太陽光集光装置１は様々な変形が可能である。例えば、中央法線方向に関して、反射部３の各端部から撓ませ機構７に作用する第１反力の大きさと、当該端部に対向する対向部６の端部から当該撓ませ機構７に作用する第２反力の大きさとが相違してもよい。ただし、撓ませ機構支持部の大幅な軽量化を図るには、第１反力の大きさと、第２反力の大きさとの差が、第１反力の大きさの半分以下であることが好ましい。
【００３８】
対向部６の対向板６１は、必ずしも矩形である必要はなく、例えば、菱形の支持板３２と同じ部材が、対向板６１として用いられてもよい。また、軸方向に長い対向板６１が設けられ、１つの対向板６１の幅方向における端部（軸方向に長い帯状の端部）が、複数の支持板３２の端部と対向してもよい。同様に、軸方向に長い矩形の支持板３２が設けられ、１つの支持板３２の幅方向における端部（軸方向に長い帯状の端部）が、複数の対向板６１の端部と対向してもよい。
【００３９】
反射部３において必ずしも支持板３２が設けられる必要はなく、ミラー板３１のみが設けられてもよい。また、予め僅かに撓んだ形状の反射部３（および対向部６）を用いることも可能である。
【００４０】
太陽光集光装置１において、モータを有する回動機構４が設けられ、減速機構を介して主軸部２が回動されてもよい。また、スライド機構７２において、カム以外の機械要素（例えば、歯車）を用いることにより、主軸部２の回動に従ってスライドロッド７１を軸方向にスライドさせてもよい。さらに、運動伝達機構７３において、例えば、リンク機構により、スライドロッド７１と反射部３の端部および対向部６の端部のそれぞれとが機械的に連結され、スライドロッド７１がスライドする際に、中央法線方向に関して反射部３の端部および対向部６の端部が同時に反対方向に移動してもよい。撓ませ機構支持部では、ローラによりスライドロッド７１を軸方向に移動可能に支持するロッド支持部等が設けられてもよい。
【００４１】
太陽光集光装置１の設計によっては、回動機構４とは独立した動力を用いた撓ませ機構が採用されてもよい。例えば、モータを有する撓ませ機構が反射部３の端部と対向部６の端部との間に配置され、モータの動力により、中央法線方向に関して、反射部３の端部と対向部６の端部とが同時に反対方向に移動してもよい。この場合、撓ませ機構の駆動が、制御部により、回動機構４による主軸部２の回動に合わせて制御される。このような太陽光集光装置においても、反射部３の端部から撓ませ機構に作用する第１反力の少なくとも一部が、対向部６の端部から撓ませ機構に作用する第２反力により打ち消されることにより、撓ませ機構を支持する撓ませ機構支持部の軽量化を図ることが可能となる。
【００４２】
太陽熱回収システム１０において熱回収部１１内の熱媒体は発電以外の用途に利用されてもよい。また、可変曲面である反射面３０を有する太陽光集光装置１は、太陽熱回収システム１０以外の設備に設けられてもよい。
【００４３】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【００４４】
１    太陽光集光装置
２    主軸部
３    反射部
４    回動機構
５    主軸支持部
６    対向部
７    撓ませ機構
１１    熱回収部
３０    反射面
３２    支持板
３９    中央線状領域
６１    対向板
７１    スライドロッド
７２    スライド機構
７３    運動伝達機構
８１    ロッド支持部
７２２    カムレール
Ｊ１    中心軸
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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