(57)【要約】      （修正有）【課題】低コストで、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２と、受光ライン３とを有する太陽熱集熱装置１であって、反射ラインは南北方向に並列に設定されたものであり複数枚の反射鏡４が設置され、ヘリオスタット機構７により反射面６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、東西角度調整手段は、回転駆動モーターと変速機とを有し、回転駆動モーターは反射鏡の各列に１つずつ設けられ、変速機を介して直列の複数枚の反射鏡を回転駆動させるものであり、変速機は、直列の複数枚の反射鏡の各々に伝達して回転駆動させて反射面の角度を個別に調整するものであり、受光ラインは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１基のレシーバ５が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
2015014392.tif 000002
【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直列に設置されており、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、
前記東西角度調整手段は、回転駆動モーターと変速機とを有しており、
前記回転駆動モーターは、前記直列の複数枚の反射鏡の各列に１つずつ設けられており、該回転駆動モーターの回転駆動により前記変速機を介して前記直列の複数枚の反射鏡を東西方向に回転駆動させるものであり、
前記変速機は、前記回転駆動モーターの回転駆動を変速比に基づいて前記直列の複数枚の反射鏡の各々に伝達して回転駆動させて反射面の東西方向の角度を個別に調整するものであり、
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】
前記変速機は、
前記直列の複数枚の反射鏡同士の間に設けられていて隣接し合う反射鏡同士を連結しているか、または、
前記直列の複数枚の反射鏡同士の間に設けられていて隣接し合う反射鏡同士を連結しているとともに、直列の一端の反射鏡にさらに設けられていて、
前記変速機のいずれか１つが前記回転駆動モーターと接続されており、
前記変速比は、前記一端の反射鏡の位置または前記隣接し合う反射鏡同士の位置に応じて設定されており、
前記回転駆動モーターの回転駆動が前記変速機を介して伝達されて前記回転駆動モーターと接続された反射鏡が回転駆動され、該回転駆動モーターと接続された反射鏡の回転駆動が前記変速機を介して隣接する反射鏡に伝達されて、直列に連結された他の反射鏡が連動して回転駆動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】
前記回転駆動モーターと接続された変速機は、プーリーまたは歯車と、該プーリーまたは歯車を前記回転駆動モーターに連結するベルトまたはチェーンとを有するものであることを特徴とする請求項２に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項４】
前記回転駆動モーターからはドライブシャフトが延びており、前記回転駆動モーターの回転駆動により前記ドライブシャフトが回転駆動されるものであり、
前記変速機は、前記直列の複数枚の反射鏡の各々に付設しており、該付設する反射鏡の位置に応じて変速比が設定されており、かつ、前記ドライブシャフトに各々接続されており、
前記回転駆動モーターの回転駆動による前記ドライブシャフトの回転駆動が前記変速比に基づいて前記直列の複数枚の反射鏡の各々に伝達されて、該直列の複数枚の反射鏡が回転駆動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５】
前記直列の複数枚の反射鏡の各々に付設している変速機は、前記反射鏡に接続された被駆動プーリーまたは被駆動歯車と、前記ドライブシャフトに設けられた駆動プーリーまたは駆動歯車と、該被駆動プーリーまたは被駆動歯車を前記駆動プーリーまたは駆動歯車に連結するベルトまたはチェーンとを有するものであることを特徴とする請求項４に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項６】
前記ドライブシャフトは、複数のミニドライブシャフトが連結器を介して連結されて構成されたものであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項７】
前記変速機の変速比は、前記直列の複数枚の反射鏡のうち、いずれか一枚の反射鏡の位置を基準にして設定されたものであり、
前記回転駆動モーターの回転駆動は、前記いずれか一枚の反射鏡の反射面の角度を基準にして制御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６のいずれか一項に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項８】
前記変速機の変速比は、前記直列の複数枚の反射鏡のうち中心に位置する中心反射鏡の位置を基準にして設定されたものであり、
前記回転駆動モーターの回転駆動は、前記中心反射鏡の反射面の角度を基準にして制御されるものであることを特徴とする請求項７に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項９】
前記直列の複数枚の反射鏡は、各々を支えて位置固定するための支持フレームを有するものであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項１０】
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南北方向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から請求項９のいずれか一項に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項１１】
前記南北角度調整手段は、南北角度調整用モーターを有し、
該南北角度調整用モーターは前記直列の複数枚の反射鏡の各々に設けられており、前記南北角度調整用モーターの駆動制御により各反射鏡の反射面の南北方向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から請求項９のいずれか一項に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項１２】
前記ヘリオスタット機構を備えた前記直列の複数枚の反射鏡が、南北方向に複数組設置されているものであることを特徴とする請求項１から請求項１１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１４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】
このように、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。
クロスリニア型の集熱装置は、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、反射ラインに直交して（すなわち東西方向に）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。
【０００８】
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。
【０００９】
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１０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。
【００１０】
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１１である。図１１では２つの反射鏡について示した。図１１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。
【００１１】
しかしながら、図１２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。
【００１２】
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た。
【００１３】
例えば東西方向の角度調整は、回転リングと微調整用のアクチュエータを利用したものを備えることによって行うことができる。
ここで回転リングは反射ライン上の複数枚の反射鏡と連結されており、回転リングの回転駆動により複数枚の反射鏡を同時に同角度回転させて東西方向の角度を大まかに調整するためのものである。また、微調整用アクチュエータは各々の反射鏡に対して設けられており、回転リングによって角度が大まかに調整された反射鏡を、微調整用アクチュエータの前進後退運動を利用して個別にさらに回転させて東西方向の角度を微調整するためのものである。
しかしながら、特にはこのように東西方向の角度調整だけでも二段階で調整するために、微調整用アクチュエータを反射鏡ごとに用意するのはコストがかかってしまう。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、低コストで、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】
【００１５】
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直列に設置されており、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、前記東西角度調整手段は、回転駆動モーターと変速機とを有しており、前記回転駆動モーターは、前記直列の複数枚の反射鏡の各列に１つずつ設けられており、該回転駆動モーターの回転駆動により前記変速機を介して前記直列の複数枚の反射鏡を東西方向に回転駆動させるものであり、前記変速機は、前記回転駆動モーターの回転駆動を変速比に基づいて前記直列の複数枚の反射鏡の各々に伝達して回転駆動させて反射面の東西方向の角度を個別に調整するものであり、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。
【００１６】
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１３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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
さらには、東西方向の角度調整手段が、複数枚の反射鏡の各列に１つずつ設けられた回転駆動モーターと、変速機とからなっているので、東西方向の角度調整に反射鏡ごとに微調整用アクチュエータを用意する必要もなく、回転リングと微調整用アクチュエータからなる調整手段よりもコストを抑制することができる。
また、回転リングと微調整用アクチュエータからなる調整手段では、回転リングを回転駆動させる上に微調整用アクチュエータを前進後退運動させる必要があるが、本発明であれば、回転駆動モーターを回転駆動させるだけで変速機を介して反射面の角度調整が可能である。すなわち、直接的に駆動制御する対象を減らすことができるため、簡便に角度調整を行うことができる。
【００２１】
より具体的には、前記変速機は、前記直列の複数枚の反射鏡同士の間に設けられていて隣接し合う反射鏡同士を連結しているか、または、前記直列の複数枚の反射鏡同士の間に設けられていて隣接し合う反射鏡同士を連結しているとともに、直列の一端の反射鏡にさらに設けられていて、前記変速機のいずれか１つが前記回転駆動モーターと接続されており、前記変速比は、前記一端の反射鏡の位置または前記隣接し合う反射鏡同士の位置に応じて設定されており、前記回転駆動モーターの回転駆動が前記変速機を介して伝達されて前記回転駆動モーターと接続された反射鏡が回転駆動され、該回転駆動モーターと接続された反射鏡の回転駆動が前記変速機を介して隣接する反射鏡に伝達されて、直列に連結された他の反射鏡が連動して回転駆動されるものとすることができる。
【００２２】
このようなものであれば、Ｔボーンからなる調整手段や、回転リングと微調整用アクチュエータからなる調整手段のような制御が複雑なものよりも、反射面の東西方向の角度調整を、より一層簡便に行うことができる。
【００２３】
このとき、前記回転駆動モーターと接続された変速機は、プーリーまたは歯車と、該プーリーまたは歯車を前記回転駆動モーターに連結するベルトまたはチェーンとを有するものとすることができる。
【００２４】
このようなものであれば、簡便な構造で、回転駆動モーターの回転駆動を反射鏡に伝達できるものとなる。
【００２５】
また、あるいは、前記回転駆動モーターからはドライブシャフトが延びており、前記回転駆動モーターの回転駆動により前記ドライブシャフトが回転駆動されるものであり、前記変速機は、前記直列の複数枚の反射鏡の各々に付設しており、該付設する反射鏡の位置に応じて変速比が設定されており、かつ、前記ドライブシャフトに各々接続されており、前記回転駆動モーターの回転駆動による前記ドライブシャフトの回転駆動が前記変速比に基づいて前記直列の複数枚の反射鏡の各々に伝達されて、該直列の複数枚の反射鏡が回転駆動されるものとすることができる。
【００２６】
このようなものによっても、反射面の東西方向の角度調整を、より一層簡便に行うことができる。
【００２７】
このとき、前記直列の複数枚の反射鏡の各々に付設している変速機は、前記反射鏡に接続された被駆動プーリーまたは被駆動歯車と、前記ドライブシャフトに設けられた駆動プーリーまたは駆動歯車と、該被駆動プーリーまたは被駆動歯車を前記駆動プーリーまたは駆動歯車に連結するベルトまたはチェーンとを有するものとすることができる。
【００２８】
このようなものであれば、簡便な構造で、回転駆動モーターの回転駆動によるドライブシャフトの回転駆動を反射鏡に伝達できるものとなる。
【００２９】
また、前記ドライブシャフトは、複数のミニドライブシャフトが連結器を介して連結されて構成されたものとすることができる。
【００３０】
このようなものであれば、ドライブシャフトの組み立ても解体も楽なものであり、かつ、たとえドライブシャフトが長くてそのまま運搬するのが容易でない場合であっても、ミニドライブシャフトと連結器に解体することができるので運搬が楽になる。
【００３１】
また、前記変速機の変速比は、前記直列の複数枚の反射鏡のうち、いずれか一枚の反射鏡の位置を基準にして設定されたものであり、前記回転駆動モーターの回転駆動は、前記いずれか一枚の反射鏡の反射面の角度を基準にして制御されるものとすることができる。
【００３２】
このようにいずれか一枚の反射鏡の位置または角度が基準のものであるならば、各々の変速機の変速比の設定や回転駆動モーターの回転駆動の制御を簡便に行うことができる。
【００３３】
特に、前記変速機の変速比は、前記直列の複数枚の反射鏡のうち中心に位置する中心反射鏡の位置を基準にして設定されたものであり、前記回転駆動モーターの回転駆動は、前記中心反射鏡の反射面の角度を基準にして制御されるものとすることができる。
【００３４】
太陽の位置に対する反射面の東西方向の回転の理想角度は反射鏡ごとに異なり、基準の反射鏡から離れた反射鏡ほど基準の反射鏡の反射面の理想角度から大きくずれやすくなる。また、そのズレの値は日中を通して上下に変動するが、基準の反射鏡から離れた反射鏡ほどそのズレの値の変動幅も大きくなる。
そこで、このように列の中心反射鏡を基準とするものであれば、列の端の方の反射鏡の回転角のズレの値およびその変動幅を抑制することができ、より精密に反射面の東西方向の角度調整を行うことができる。
【００３５】
また、前記直列の複数枚の反射鏡は、各々を支えて位置固定するための支持フレームを有するものとすることができる。
【００３６】
このようなものであれば、より一層安定して各々の反射鏡を支持することができ、集光・集熱の効率を向上することができる。すなわち、上記支持フレームにより反射鏡ごとに支持点を設けることができるため、例えば直列の複数枚の反射鏡を連結して両端でのみ支持する場合に比べ、反射鏡自体の重みによってたわみ、列の中心付近の反射鏡の高さ位置が下がってしまうのを防ぐことができる。
【００３７】
また、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南北方向の角度が個別に調整されるものとすることができる。
【００３８】
このようなものであれば、Ｔボーンからなる調整手段のような制御が複雑なものよりも、反射面の南北方向の角度調整を簡便に行うことができる。
【００３９】
あるいは、前記南北角度調整手段は、南北角度調整用モーターを有し、該南北角度調整用モーターは前記直列の複数枚の反射鏡の各々に設けられており、前記南北角度調整用モーターの駆動制御により各反射鏡の反射面の南北方向の角度が個別に調整されるものとすることができる。
【００４０】
このようなものによっても、反射面の南北方向の角度調整を簡便に行うことができる。
【００４１】
前記ヘリオスタット機構を備えた前記直列の複数枚の反射鏡が、南北方向に複数組設置されているものとすることができる。
【００４２】
このようなものであれば、１つの回転駆動モーターは１つの組における複数枚の反射鏡を回転駆動させるだけで良いので、大がかりなものを用意する必要がない。また、複数組設置することで、集光・集熱の効率を下げることなく、広大な土地に対応して装置の大規模化を図ることもできる。
【発明の効果】
【００４３】
以上のように、本発明の太陽熱集熱装置によれば、タワー型等の従来装置よりも高精度で反射鏡の反射面の角度調整を行うことができ、しかも簡便かつ低コストで、効率良く集熱することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【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）東西角度調整手段の全体図である。（Ｂ）直列の一端の反射鏡と、それに対して設けられた変速機との関係を示す説明図である。
【図４】東西角度調整手段の他の一例を示す概略図である。
【図５】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６】南北角度調整手段の他の一例を示す概略図である。（Ａ）南北角度調整手段を備えた反射鏡を東側から見た説明図である。（Ｂ）南北角度調整手段を備えた反射鏡の上面図である。
【図７】実施例１における春分の午前６時から午後６時までにおける、基準となる反射鏡に対する各反射鏡の回転角のズレ比の変動である。
【図８】実施例１における夏至の午前５時から午後７時までにおける、基準となる反射鏡に対する各反射鏡の回転角のズレ比の変動である。
【図９】実施例１における冬至の午前７時から午後５時までにおける、基準となる反射鏡に対する各反射鏡の回転角のズレ比の変動である。
【図１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
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、クロスリニア型の太陽熱集熱装置において、南北方向の角度のみならず、東西方向の角度に関しても反射鏡を個別に調整可能なものであれば、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。
南北方向に直列に設置した複数枚の反射鏡において、太陽の位置に応じてレシーバに太陽光を反射するための反射面の東西方向の理想角度は厳密には異なってくるからである。すなわち、理想的には、同じ日時においても反射鏡同士で互いにその反射面の角度（回転角）にはズレが生じていることになる。
【００４６】
そこで、その反射鏡同士の東西方向の回転角のズレに関してさらに調査をすすめたところ、微調整用アクチュエータのような比較的コストが高く制御が複雑なものを用いずとも、一定の変速比を有する変速機を用いれば、簡単かつ低コストで、反射鏡の反射面の角度を十分に適切に調整して太陽熱を効率良く集熱することができることを本発明者は見出し、本発明を完成させた。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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５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。
【００５２】
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４Ａ１〜４Ａ５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。また、南北角度調整手段９については反射鏡４Ａ２についてのみ記載している。
従来では図１５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。
【００５３】
なお、複数枚の反射鏡４は、各々ミラーフレーム２１を有している。また各々の反射鏡の東側および西側の側面の中央部には南北方向の回転軸が取り付けられている。該回転軸は、ミラーフレーム２１の東側および西側の側面の中央部を貫通しており、それにより反射鏡４がミラーフレーム２１に保持されていて、反射鏡４を南北方向の回転軸を中心にして南北方向に回転駆動させることが可能になっている。図２では反射鏡４Ａ２のみ南北方向に回転させている。
また、ミラーフレーム２１の北側と南側の側面の中央部には東西方向の回転軸が設けられており、該東西方向の回転軸を中心にしてミラーフレーム２１を東西方向に回転駆動させることが可能になっている。ミラーフレーム２１の回転駆動により、保持された反射鏡４も一体となって東西方向に回転駆動される。
【００５４】
（東西角度調整手段について）
東西角度調整手段８について説明する。
＜第一の態様＞
東西角度調整手段の一例を図３に示す。図３（Ａ）は東西角度調整手段の全体図である。図３（Ａ）に示すように、主には回転駆動モーター１０、変速機（ギヤボックス）１１からなっている。
まず、変速機１１は、その種類は特に限定されず、例えば種々の歯車等を用い、回転動力を動力源から他の部材へ伝達できるものであれば良い。図３（Ａ）では、隣接し合う反射鏡同士の間にミラーフレーム２１を介して設けられており（すなわち、反射鏡４Ａ１と反射鏡４Ａ２の間に変速機１１Ｂ、反射鏡４Ａ２と反射鏡４Ａ３の間に変速機１１Ｃ、反射鏡４Ａ３と反射鏡４Ａ４の間に変速機１１Ｄ、反射鏡４Ａ４と反射鏡４Ａ５の間に変速機１１Ｅ）、隣接し合う反射鏡同士を連結している。このため、例えば反射鏡４Ａ１が回転駆動した場合、変速機１１Ｂを介して反射鏡４Ａ２が連動して回転駆動する。さらに次々と連動して他の反射鏡４Ａ３〜４Ａ５の全てが回転駆動する仕組みになっている。各々の反射鏡において、隣接する反射鏡の回転駆動の伝達により回転駆動する角度は、隣接し合う反射鏡同士の間に設けられた変速機１１の変速比に基づく。変速機１１内の歯車等の構成を変更することで、この変速比は所望の値に設定することができる。
【００５５】
また、直列の一端の反射鏡４Ａ１に対しては、変速機１１Ｂが設けられている側とは反対側にさらに変速機１１Ａが設けられている。
また、回転駆動モーター１０は直列に設置された反射鏡４Ａ１〜４Ａ５に対して１つだけ設けられており、ここでは直列の一端の反射鏡４Ａ１に設けられている。
【００５６】
図３（Ｂ）に直列の一端の反射鏡４Ａ１と、それに対して設けられた変速機１１Ａと回転駆動モーター１０との関係を示す。図３（Ｂ）に示すように、変速機１１Ａはプーリー１２とベルト１３とを有している。一方、台１４上に回転駆動モーター１０が設置されている。そして、回転駆動モーター１０のモーター軸１５はベルト１３を介してプーリー１２と連結されている。さらにプーリー１２は反射鏡４Ａ１を保持したミラーフレーム２１の東西方向の回転軸に接続されている。
したがって、回転駆動モーター１０による回転駆動、すなわちモーター軸１５の回転駆動により、ベルト１３を介してプーリー１２が回転駆動し、該プーリー１２の回転駆動により、接続されたミラーフレーム２１の東西方向の回転軸を中心にしてミラーフレーム２１が反射鏡４Ａ１ごと回転駆動されるように構成されている。
なお、回転駆動モーター１０による回転駆動に対して反射鏡４Ａ１の回転駆動する角度は、変速機１１Ａの変速比、すなわち、例えばモーター軸１５の直径に対するプーリー１２の直径の大きさ等に基づく。この変速比は所望の値に設定することができる。
【００５７】
この他、プーリー１２の代わりに歯車を用いることができるし、その場合にはベルト１３の代わりにチェーンを用いることが可能である。歯車の歯数の調整により、変速比を所望の値に設定することができる。
【００５８】
以上のような構成により、回転駆動モーター１０を回転駆動した場合、その回転駆動が変速機１１Ａを介して伝達されて直列の一端の反射鏡４Ａ１が回転駆動され、該反射鏡４Ａ１の回転駆動が変速機１１Ｂを介して隣接する反射鏡４Ａ２に伝達されることになる。さらに、変速機１１Ｃ〜１１Ｅを介して、他の反射鏡４Ａ３〜４Ａ５が次々に連動して回転駆動されることになる。
なお、回転駆動モーター１０をどの程度回転駆動させるかは特に限定されず、適宜設定することができるが、例えば、反射鏡４Ａ１〜４Ａ５のうち、いずれか一枚の反射鏡（特には中心に位置する反射鏡４Ａ３）の反射面の角度を基準にして制御することができる。反射鏡４Ａ３が太陽光を理想角度でレシーバに反射できるように回転駆動モーター１０の回転駆動を制御することができる。ただし、回転駆動モーター１０と反射鏡４Ａ３の間には変速機１１Ａ〜１１Ｃが介されているので、これらの変速比を考慮した上で回転駆動モーター１０の回転駆動の制御を行う必要がある。
【００５９】
また、変速機１１の変速比の設定方法は特には限定されないが、例えば、直列の複数枚の反射鏡のうちのいずれか一枚の反射鏡、特には中心に位置する反射鏡４Ａ３の位置を基準にして設定することができる。中心の反射鏡を基準とすることで、基準反射鏡に対しての、直列の端の方の反射鏡の回転角のズレの値やその変動幅が大きくなるのを抑制することができる。例えば、一端の反射鏡を基準とした場合の、最も離れた他端の反射鏡の回転角のズレの値やその変動幅と比較して小さくすることができる。このため、より一層高精度で各反射鏡の反射面の東西方向の角度調整を行うことが可能になる。
【００６０】
変速機１１の変速比の設定方法についてさらに詳述する。
前述したように、本発明者は直列の反射鏡同士の回転角のズレに関して調査を行った。具体的には、直列の複数枚の反射鏡のうち一枚の反射鏡の一日（例えば、春分であれば午前６時から午後６時）の反射面の東西方向の角度の変動（およそ４５°〜１３５°）を基準とし、他の反射鏡の反射面の角度とのズレ（差異）を求め、さらにはそれらの回転角のズレ比を算出した。なお、ここでいう回転角のズレ比とは、（基準の反射鏡の反射面の角度−比較対象の反射鏡の反射面の角度）を（基準の反射鏡の反射面の角度）で除した値である。
その結果、基準の反射鏡と比較対象の反射鏡の回転角のズレ比は一日を通してさほど上下に変動しないことが分かった。さらに計算を行ったところ、一年（例えば春分、夏至、秋分、冬至）を通しても、同様にさほど上下に変動しないことが分かった。
【００６１】
ここで、上記の回転角のズレ比は、各々の反射鏡の設置位置、つまりは設置する箇所の緯度によって変わってくる。したがって、変速機１１の変速比は一端の反射鏡４Ａ１の位置や、隣接し合う反射鏡同士４Ａ１〜４Ａ５の位置に応じて変わってくる。シミュレーション等によって、予め、基準となる反射鏡４Ａ３に対する反射鏡４Ａ１、４Ａ２、４Ａ４、４Ａ５の各々の回転角のズレ比を求めておく。先に述べたように回転角のズレ比は一日において（また、一年において）ほぼ一定であるものの多少変動がある。したがって、反射鏡４Ａ１、４Ａ２、４Ａ４、４Ａ５ごとに、例えばその１年あたりの平均値をとり、該平均値を回転角のズレ比の適正値とすることができる。
【００６２】
後は、基準となる反射鏡４Ａ３の理想の反射面の角度の変動に応じて、常に、反射鏡４Ａ１、４Ａ２、４Ａ４、４Ａ５が、各々、前記求めた回転角のズレ比の分だけずれて角度調整されるように、回転角のズレ比および反射鏡の並びに基づいて、各々の変速機の変速比を計算により求めて設定すれば良い。
【００６３】
なお、上記シミュレーションを用いて回転角のズレ比を求める方法について一例を述べておく。
（１）装置（反射鏡）の設置場所の緯度、経度を決める。
（２）一年のうち、計算する日を決める（四季で様子を見る場合は春分、夏至、秋分、冬至等）。
（３）太陽時（午前６時〜午後６時（春分時））（なお、冬はこれより短く、夏は長くなる）を決める。
（４）その他必要な事項（クロスリニア型（レシーバが東西配置、ヘリオスタット機構を備えた反射鏡が南北配置等）、レシーバーと反射鏡との距離等）を決める。
（５）これらを基にして、太陽光をレシーバに向けて反射するための反射面の理想角度を各々の反射鏡について計算する。
（６）基準の反射鏡を決めて、それ以外の比較対象の反射鏡との反射面の角度の差を計算する（すなわち、（基準の反射鏡の反射面の角度−比較対象の反射鏡の反射面の角度））。
（７）（６）で得られた値を（基準の反射鏡の反射面の角度）で除す。
以上により、回転角のズレ比を得ることができる。
【００６４】
なお、上記変速機の変速比の算出方法、設定方法は一例であり、特に限定されるものではない。算出するためのコストや手間に応じて変速比を適宜決定することができる。たとえ上記よりも簡易な算出方法・異なる算出方法であったとしても、直列の複数枚の反射鏡を東西方向に全て同じ角度で回転駆動させる場合に比較して、理想角度に一層近づくよう個別調整できる変速比を求めることができればそれで良い。
【００６５】
また、図３（Ａ）に示す例とは異なる態様とすることもできる。例えば、一端の反射鏡４Ａ１に対しての変速機１１Ａは設けず、隣接し合う反射鏡同士の間だけに変速機を設ける態様とすることができる。
そして、その隣接し合う反射鏡同士の間に設けられた変速機のうち、いずれか１つが回転駆動モーターと接続されている。回転駆動モーターと接続される変速機は特に限定されず、反射鏡の回転駆動がより効率的に行われるよう適宜選択することができる。例えば５枚の反射鏡が直列に設置されているのならば、２枚目と３枚目の反射鏡の間の変速機に対して回転駆動モーターを接続することができる。このようなものであれば、図３の場合よりもねじり剛性を弱くすることができる。
【００６６】
なお、回転駆動モーターと接続された変速機としては、例えば、図３（Ｂ）のような機構（ベルトや、該ベルトを介して回転駆動モーターと連結されたプーリー）を有するとともに、隣接する反射鏡に接続する他のプーリーをさらに有するものとすることができる。そして、回転駆動モーターに連結されたプーリーの回転駆動を上記他のプーリーに伝達させ、隣接する反射鏡も回転駆動させるものとすることができる。ただし、当然このような機構に限定されず、他の機構とすることも可能である。
この他、変速比の設定は上記と同様にして行うことができる。
【００６７】
＜第二の態様＞
東西角度調整手段の他の一例を図４に示す。図４は直列の複数枚の反射鏡４を東側から見た全体図である。図４に示すように、この態様の東西角度調整手段１０８では回転駆動モーター１１０からはドライブシャフト１６が延びている。例えば、回転駆動モーター１１０のモーター軸にドライブシャフト１６が取り付けられており、回転駆動モーター１１０の回転駆動によりドライブシャフト１６が回転駆動できるよう構成されている。
【００６８】
なお、このドライブシャフト１６は一本の長い棒状のものとすることもできるが、例えば図４に示すように、複数のミニドライブシャフト１７とそれらを連結するための連結器１８から構成されているものとすることもできる。
このような複数のミニドライブシャフト１７と連結器１８からなるものであれば、組み立てや解体、さらには運搬の面においても楽であり有効であるため好ましい。
【００６９】
また、変速機１１１が直列の反射鏡４Ａ１〜４Ａ５の各々に付設している。すなわち、反射鏡４Ａ１に変速機１１１Ａ、反射鏡４Ａ２に変速機１１１Ｂ、反射鏡４Ａ３に変速機１１１Ｃ、反射鏡４Ａ４に変速機１１１Ｄ、反射鏡４Ａ５に変速機１１１Ｅが付設している。そしてこれらの変速機１１１Ａ〜１１１Ｅは、各々、ドライブシャフト１６にも接続されている。
例えば変速機１１１Ａの場合、被駆動プーリー１９と、駆動プーリー２０と、これらを連結するベルト１１３からなっている。被駆動プーリー１９は反射鏡４Ａ１を保持したミラーフレーム２１の東西方向の回転軸に接続されており、駆動プーリー２０はドライブシャフト１６に設けられている。このため、ドライブシャフト１６が回転駆動した場合、同時に駆動プーリー２０が回転駆動してベルト１１３を介して被駆動プーリー１９が回転駆動する。そして被駆動プーリー１９に接続されたミラーフレーム２１の東西方向の回転軸を中心にしてミラーフレーム２１が反射鏡４Ａ１ごと回転駆動されるように構成されている。
なお、ドライブシャフト１６による回転駆動に対して反射鏡４Ａ１の回転駆動する角度は、変速機１１１Ａの変速比、すなわち、例えば被駆動プーリー１９の直径や駆動プーリー２０の直径との差に基づく。この変速比は所望の値に設定することができる。
【００７０】
この他、被駆動プーリー１９の代わりに被駆動歯車を用いることができるし、その場合にはベルト１１３の代わりにチェーン用いることが可能である。また、駆動プーリー２０の代わりに駆動歯車を用いることができる。これらの歯車の歯数の調整により、変速比を所望の値に設定することができる。
【００７１】
以上の構成により、回転駆動モーター１１０の回転駆動によってドライブシャフト１６が回転駆動された場合、その回転駆動が変速機１１１の各々の変速比に基づいて反射鏡４Ａ１〜４Ａ５の各々に伝達され回転駆動する仕組みになっている。
【００７２】
また、回転駆動モーター１１０の回転駆動の制御は特に限定されず、例えば第一の態様と同様に、直列の中心の反射鏡４Ａ３を基準にして行うことができる。
また、変速機１１１の各々の変速比の設定方法も特に限定されず、例えば上記と同様に、直列の中心の反射鏡４Ａ３を基準にし、付設する各反射鏡の位置に応じて設定することができる。
【００７３】
以上、東西角度調整手段について例を挙げたが、当然これらに限定されず、回転駆動モーターの回転駆動を、変速機を介して変速比に基づいて直列の複数枚の反射鏡に伝達して回転駆動させ、東西方向の角度を個別に調整できるものであれば良い。
【００７４】
（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。
＜第一の態様＞
図５に南北角度調整手段の一例を示す。図５（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反射鏡４も併せて記載している。また図５（Ｂ）は図２のＢ矢視図であり、こちらも反射鏡４を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２２を有するアクチュエータ２３を備えている。このアクチュエータ２３はアーム２２を前進後退運動させるものである。またアーム２２は反射鏡４に連結されている。
【００７５】
ここではアーム２２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、それによってミラーフレーム２１に保持された南北方向の回転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２２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。
【００７６】
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２２のストローク範囲を決定すると良い。
【００７７】
またアーム２２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１５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５のアーム２２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。
【００７８】
なお、反射鏡４の裏面でアーム２２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２２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２２と連結させることも可能である。
また、反射鏡４とアーム２２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。
【００７９】
また、前述したように反射鏡４はミラーフレーム２１ごと東西方向に回転駆動するものであるので、アクチュエータ２３自体は、例えばミラーフレーム２１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ミラーフレーム２１および反射鏡４が東西方向に回転駆動したとしても、アクチュエータ２３はミラーフレーム２１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２３のアーム２２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。
【００８０】
＜第二の態様＞
図６に南北角度調整手段の他の一例を示す。図６（Ａ）は、南北角度調整手段を備えた反射鏡４を東側から見た説明図である。また図６（Ｂ）は、南北角度調整手段を備えた反射鏡４の上面図である。
この態様の南北角度調整手段１０９では、反射鏡４ごとに個別に南北角度調整用モーター２４が備えられている。ミラーフレーム２１を貫通している反射鏡４の南北方向の回転軸に対して南北角度調整用モーター２４が接続されている。そして、該南北角度調整用モーター２４の駆動制御により、南北方向の回転軸を回転駆動させ、それによって反射鏡４を南北方向に回転駆動させて反射面６の南北方向の角度が調整可能になっている。
なお、この南北角度調整用モーター２４の種類等は特に限定されず、南北方向の回転軸を適宜回転駆動することができるものであれば良い。
【００８１】
以上のような南北角度調整手段が、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。
【００８２】
以上、東西角度調整手段と南北角度調整手段に関し、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１５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、回転駆動モーターや変速機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。
【００８３】
また、東西角度調整手段に関しては、例えば回転リングと微調整用アクチュエータからなるものよりも低コストなものとすることができるし、直接的に駆動制御する対象も１つ少なくなるため実に簡便である。
【００８４】
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、回転駆動モーター１０の回転駆動により、変速機を介して反射鏡４が回転駆動され、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。
【００８５】
そこで、図３、４等の回転駆動モーター１０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、該コンピューターには上記太陽の動きに追従して反射鏡４（例えば中心に位置する反射鏡４Ａ３）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、回転駆動モーター１０の制御値（角度調整データ）のパターンを変速機の変速比を考慮しつつ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回転駆動モーター１０を駆動させ、変速機１１を介し、変速比に基づいて、簡便に反射鏡４の各々反射面６の角度調整を行うことができる。
なお、コンピュータを別個用意するのではなく、例えば回転駆動モーター１０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。
【００８６】
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２３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２３のアーム２２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２３のアーム２２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。
また、南北角度調整用モーター２４を備えた場合においても同様に角度調整パターンをインプットしておくことができる。
【００８７】
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。
【００８８】
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２５を設け、それぞれの、東西角度調整手段８の回転駆動モーター１０や南北角度調整手段９のアクチュエータ２３と接続し、中央制御装置２５によって、回転駆動モーター１０の回転駆動、およびアクチュエータ２３のアーム２２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２５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回転駆動モーター１０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２５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２５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。
【００８９】
（反射鏡の支持部材について）
前述したように、各々の反射鏡４はミラーフレーム２１によって囲まれている。そして、該ミラーフレーム２１や、あるいは図２のようにミラーフレーム２１同士の間に位置する変速機（ギヤボックス）１１には、例えば三角形状の支持フレーム２６が取り付けられている。この支持フレーム２６によって、ミラーフレーム２１や変速機１１を介して各々の反射鏡４が支持されている。
このような支持フレーム２６を配設することで、特には、直列の複数枚の反射鏡のうち中側に位置する反射鏡が自重により高さ位置が下がるのを防止することができる。各々の反射鏡４を所望の高さ位置に安定させることが可能である。
【００９０】
（反射鏡の南北方向の配列について）
また、前述したような東西角度調整手段８および南北角度調整手段９からなるヘリオスタット機構７を備えた直列の複数枚の反射鏡４を、南北方向に複数組設置することができる。
１組あたりの反射鏡４の枚数は特に限定されるものではないが、あまり枚数が多くなると、例えばそれらの反射鏡を回転駆動させるために出力の大きな回転駆動モーターが必要となり、大掛かりなものとなってしまい、コストも必要以上にかかりやすくなってしまう。
【００９１】
そこで、１組あたりの反射鏡４の枚数を抑え（例えば５枚程度）、比較的簡易な回転駆動モーターで十分に回転駆動可能なものとする。太陽光をレシーバに反射させるための反射鏡の枚数を増やしたいのであれば、同様のヘリオスタット機構を備えた反射鏡の組を南北方向に直列に配設すれば良い。これにより、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。また、組数を増やせば良いだけなので、大規模化も容易である。
【００９２】
（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。
【００９３】
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１３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。
【実施例】
【００９４】
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１）
図１〜３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１５ｍ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５枚の反射鏡４Ａ１〜４Ａ５（大きさは１．５ｍ×１．５ｍ）を設置した（全反射鏡の面積は９００ｍ２）。
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。
また、設置場所としては赤緯３６．８４０１６３２度（スペインアルメリア）とした。
【００９５】
変速機の変速比については以下のようにして求めた。
上記設置場所における太陽の動きを計算し、各反射鏡の位置やレシーバとの距離等を考慮した上で、太陽光をレシーバに向けて反射するための反射面の理想角度を各々の反射鏡について計算した。そして、中心に位置する反射鏡４Ａ３を基準として、他の反射鏡４Ａ１、４Ａ２、４Ａ４、４Ａ５との回転角のズレ比を計算した。
【００９６】
図７に春分の午前６時から午後６時までにおける、基準となる反射鏡に対する各反射鏡の回転角のズレ比の変動を示す。また、図８に夏至の午前５時から午後７時までにおける、基準となる反射鏡に対する各反射鏡の回転角のズレ比の変動を示す。さらに、図９に冬至の午前７時から午後５時までにおける、基準となる反射鏡に対する各反射鏡の回転角のズレ比の変動を示す。
図７に示すように、基準となる反射鏡４Ａ３よりも南側に位置する反射鏡４Ａ１、４Ａ２の回転角のズレ比は、各々、平均して−０．０３８、−０．０２９であった。
また、基準となる反射鏡４Ａ３よりも北側に位置する反射鏡４Ａ４、４Ａ５の回転角のズレ比は、各々、平均して０．０２５、０．０５２であった。
また、図８に示すように反射鏡４Ａ１、４Ａ２、４Ａ４、４Ａ５の回転角のズレ比は、各々、平均して−０．０３６、−０．０１９、０．０２２、０．０５であった。
さらには、図９に示すように反射鏡４Ａ１、４Ａ２、４Ａ４、４Ａ５の回転角のズレ比は、各々、平均して−０．０４４、−０．０２５、０．０３、０．６４であった。
このように、１年を通して回転角のズレ比は各反射鏡においてほぼ一定であることが分かる。
そして、これらの回転角のズレ比の１年の平均値（反射鏡４Ａ１、４Ａ２、４Ａ４、４Ａ５の順に、−０．０３９３、−０．０２４３、０．０２５６７、０．０５５３３）を基に、基準となる反射鏡４Ａ３の回転駆動に対し、回転角のズレ比の平均値に対応するように各々の反射鏡が回転駆動して角度調整されるように、各々の変速機の変速比を設定した。
【００９７】
そして、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、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、回転駆動モーターの回転駆動、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。
【００９８】
（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。
【００９９】
幅が１．５ｍ、長さが３００ｍの反射鏡を２列（レシーバに対して東側に１列、西側に１列）設置した（実施例と同様に、全反射鏡の面積は９００ｍ２）。
なお、日時や場所は実施例と同様にした。
【０１００】
実施例１および比較例１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１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。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。
【０１０１】
（比較例２）
クロスリニア型で反射鏡の配列は実施例１と同様であるが、東西方向の角度調整が回転リングのみからなる太陽熱集熱装置（すなわち、直列の複数枚の反射鏡の東西方向の回転駆動は一体となって行われ、全て同じ角度に調整される）を用い、実施例１と同様にしてシミュレーションを行った。
【０１０２】
（比較例３）
クロスリニア型で反射鏡の配列は実施例１と同様であるが、東西方向の角度調整が回転リングと微調整用アクチュエータからなる太陽熱集熱装置を用い、実施例１と同様にしてシミュレーションを行った。
【０１０３】
実施例１および比較例２のシミュレーションの結果を見ると、実施例１では、比較例２に対して集光率および集熱効率を６％上昇させることができた。このように本発明は、東西角度調整手段が回転リングのみの場合よりも、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。
また、実施例１および比較例３のシミュレーションの結果を見ると、比較例３のほうが実施例１よりも集熱効率がやや良かったものの、それほど差はなかった。その一方で、実施例１では、比較例３のような微調整用アクチュエータを各反射鏡に設ける必要がなかったため、コストを大幅に低減することができた。
【０１０４】
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】
【０１０５】
１…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、４Ａ１〜４Ａ５…反射鏡、
５…レシーバ、  ６…反射面、  ７…ヘリオスタット機構、
８、１０８…東西角度調整手段、
９…南北角度調整手段、  １０、１１０…回転駆動モーター、
１１、１１Ａ〜１１Ｅ、１１１、１１１Ａ〜１１１Ｅ…変速機、
１２…プーリー、  １３、１１３…ベルト、
１４…台、  １５…モーター軸、  １６…ドライブシャフト、
１７…ミニドライブシャフト、  １８…連結器、
１９…被駆動プーリー、  ２０…駆動プーリー、
２１…ミラーフレーム、  ２２…アーム、  ２３…アクチュエータ、
２４…南北角度調整用モーター、  ２５…中央制御装置、
２６…支持フレーム。
【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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【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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