(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラボラ型太陽集熱器の製造方法であって、
所望の前記パラボラ型太陽集熱器に応じた長さ、深さ及び方位を有する中心ポストを地中に配置するステップと、
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部の下方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少なくとも１個のトロリーを取り付けるステップと、
前記トロリーにおいて上下に自由に移動可能な垂直作業アームを、前記トロリーに直交するよう取り付けるステップと、
ローラを使用して前記垂直作業アームを非弾性ストリング上に配置し、かつ該非弾性ストリングの第１端部を前記中心ポストの先端部に接続し、第２端部を前記トロリーに接続することにより前記垂直作業アームを拘束するステップと、
前記垂直作業アームの先端部に前記垂直作業アームの直下における下部下地材を成形する成形装置を取り付けるステップと、
前記水平ジブを角度が増加するよう前記中心ポスト周りに回転させ、前記下部下地材を前記成形装置によって成形するステップと、
前記トロリーを距離が増加するよう前記水平ジブに沿って移動し、前記下部下地材を前記成形装置によって成形するステップと、
前記下部下地材上に硬化手段を配置するステップと、
パラボラ形状の反射面を形成する少なくとも１つのミラーシートを前記下部下地材上に配置するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記中心ポストの先端部は、前記パラボラ鏡の焦点を規定する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水平ジブを前記中心ポスト周りに自由に回転させ、また前記支持枠を前記水平ジブの先端部の下方に配置する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記垂直作業アームを、重力又は油圧式、空圧式、電気式手段により上下に自由に移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記中心ポストの先端部に接続した前記非弾性ストリングは、前記トロリーが前記水平ジブの先端部に到達するのに十分な長さのみ有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記下地材を成形するための前記成形装置は、油圧式、空圧式、電気式手段によって作動するツール、ディスペンサ、カッター、機器を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
回転及び移動の増加量を選択することにより、前記下部下地材をパラボラ形状に成形するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記硬化手段は、コンクリート材料、金属材料、化学材料、生物材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ミラーシートは、パラボラ反射面を構成する１つの一体的なシートを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ミラーシートは、パラボラ反射面を構成するよう配置した複数の前記ミラーシートを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
パラボラ型太陽集熱器の製造装置であって、
中心ポストと、
水平ジブと、
前記水平ジブ上に沿って移動する１個以上のトロリーと、
前記中心ポストの先端部に接続された第１端部、及び前記トロリーに接続された第２端部を有する非弾性ストリングと、
前記非弾性ストリング上に配置されて上下に自由に移動可能であると共に、前記トロリーに直交するよう配置された垂直作業アームと、
前記垂直作業アームの先端部に配置された成形装置と、
前記水平ジブを前記中心ポスト周りに漸進的に回転させるためのモータと、
前記トロリーを前記水平ジブに沿って漸進的に移動するためのモータと、
作動させたときに、前記垂直作業アームの自由な移動を阻止するブレーキアセンブリと、
１つ以上のミラーシートと、
前記トロリー、前記水平ジブ、前記垂直作業アーム、前記ブレーキアセンブリ及び前記成形装置の運動を制御するためのコンピュータと、
１個以上のブラシと、
を備える装置。
【請求項１２】
前記水平ジブは、前記中心ポストに取り付けられると共に、前記コンピュータの制御下で前記中心ポスト周りに回転するよう前記モータが回転させる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記コンピュータは、前記水平ジブ上での前記トロリーの移動を前記モータによって制御するよう構成されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記非弾性ストリングは、前記トロリーが前記水平ジブの一端を越えない長さを有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記非弾性ストリング上に配置された前記垂直作業アームは、前記トロリーが前記水平ジブ上を移動するときに生じる前記非弾性ストリングの形状変化により、上下に強制的に移動する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記垂直作業アームに取り付けられた前記成形装置は、切削、掘削、蒸発、スイーピング、タンピング及び堆積を含む操作により、前記作業アームの直下における下部下地材を成形する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記下部下地材は、該下部下地材上に反射面を構成する１枚またはそれ以上のミラーシートで覆われている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ブレーキアセンブリは、前記コンピュータの制御化で前記垂直作業アームの自由な移動を阻止する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】
請求項１１に記載の装置であって、前記垂直作業アームに取り付けられた１個以上の前記ブラシは、回転、スイーピング、研磨、濯ぎ及び吹き付けを含む操作により、前記垂直作業アームの直下における前記ミラーシートを洗浄する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱集熱器に関し、より具体的には太陽熱集熱器の構成要素、部分及び細部に関する。また本発明は、太陽熱集熱器の取り付け部及び支持部に関する。更に本発明は、太陽熱集熱器の洗浄手段に関する。これに加えて本発明は、曲面鏡、より具体的には多面鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
パラボラ型太陽集熱器は、太陽光を焦点に集中させるための太陽集熱器の中で、最も良く知られたタイプの一つである。パラボラ型集熱器は更に、電磁波を一点に集中させるために使用されているだけでなく、放射線をセンサに集中させるために、搭載衛星及び地上局にも使用されている。データベースによれば、パラボラ型集熱器に関して多数の特許が存在する。
【０００３】
文献調査では、パラボラ型太陽集熱器の技術水準を要約した複数の文献が示された。これら文献の１つには、非特許文献１（H.E Imadojemuによる、1995年の学術雑誌Energy Conversion Management Journalの第36巻4号225-237ページに掲載の論文「パラボラ型集光集熱器」（Concentrating Parbolic Collectors: a Patent Survey）がある。他の文献としては、非特許文献２（S. Kalogirouによる、2007年の学術雑誌Journal of Recent Patents on Engineeringの第１号23-33ページに掲載の論文「太陽エネルギー集熱器とその適用に関する最近の特許」（Recent Patents in Solar Energy Collectors and Applications）がある。太陽集熱器に関する技術水準は、これらの文献により要約されている。
【０００４】
パラボラ型太陽集熱器とは、パラボラ形状を有すると共に、太陽を指向するよう設置される一種の鏡である。この場合、鏡に反射する太陽光は、エネルギー吸収器又は第２の鏡が配置される特定点に集束する。このタイプの太陽集熱器は、静止式反射器／追跡式吸収器構成（Stationary Reflector/Tracking Absorber Configuration）を表す「SRTA」として知られている。この特定の構成において、太陽集光器は静止しているが、太陽の位置が変化するため、太陽光が集束する点は明確に規定された経路で連続的に変化する。そのため、追尾式吸収器が使用される。即ち、この場合に吸収器を、太陽集熱器における焦点に常に配置することにより、時刻に関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における主な課題は、パラボラ鏡の構築にある。綿密に設計された型を使用すればパラボラ鏡を効率的に鋳造することができるが、特大のパラボラ鏡の製造は困難である。パラボラ鏡の製造方法に関する特許としては、特許文献１（米国特許第4,124,277号明細書）「パラボラ鏡の構成（Parabolic Mirror Construction）」と、特許文献２（米国特許第4,860,023号明細書）「パラボラ型反射アンテナ及びその製造方法」（Parabolic Reflector Antennas and Method of Making Same）とがある。他の最近の特許出願である特許文献３（米国特許出願公開第2010/0108057号明細書）「膨張可能な太陽集光器におけるボールドウィン法及び装置」（Inflatable Solar Concentrator Baldwin Method and Apparatus）は、パラボラ型太陽集熱器の製造に関する異なる試みの１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号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】1995年の学術雑誌Energy Conversion Management Journalの第36巻4号225-237ページに掲載の論文「パラボラ型集光集熱器」（Concentrating Parbolic Collectors: a Patent Survey）
【非特許文献２】2007年の学術雑誌Journal of Recent Patents on Engineeringの第１号23-33ページに掲載の論文「太陽エネルギー集熱器とその適用に関する最近の特許」（Recent Patents in Solar Energy Collectors and Applications）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、静止式パラボラ凹面鏡の製造方法と、特にこの目的のために設計された装置とを開示する。本発明の主な課題は、設計された装置を使用して、大規模なパラボラを迅速かつ正確に、しかも自動的に製造することである。パラボラ鏡の構築において最も困難な点の１つは、特定のパラボラ形状を正確に形成することにある。本発明は、パラボラ鏡の下部下地構造を成形することにより、結果的に該下地上に配置されるミラーシートがパラボラ形状の鏡となる実用的な方法を教示する。
【０００９】
本発明が対処する他の重要な課題は、パラボラ型太陽集熱器を洗浄することである。太陽集熱器では、性能レベルを高く保つために定期的な洗浄が必要とされる。塵や埃が反射鏡に堆積する結果、鏡面の反射特性が低下する。鏡を定期的に洗浄することがなければ、太陽集熱器の効率が大幅に低下する。現代の太陽集熱器の多くに利用されている洗浄法は、高圧洗浄機を使用した手動によるものである。鏡面が大きい場合、この手動による洗浄工程は、極めて時間のかかる面倒なものになり得る。本発明は、パラボラ構造の構築に使用するのと同一の装置を使用して、鏡面を自動的に洗浄する方法も教示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、パラボラ鏡を構築するためにロボット状装置を使用するものである。このロボット状装置は、適切な成形装置を取り付けることのできる先端部を備えるため、形成すべき下地材がパラボラ形状に適合可能である。構築段階では、下部下地材を形成するために種々の成形ツールを先端部として使用することができる。この構築段階の終了後、上記の先端部には、太陽集熱器の鏡面を自動洗浄するために使用可能な洗浄装置が取り付けられる。洗浄工程は、自動的で人の介入が不要であるため、太陽集熱器が使用されていない夜間に行うことができる。
【００１１】
パラボラ鏡構築装置は、中心ポストと、該中心ポスト周りに回転可能に連結された水平ジブとを備える。この水平ジブは、該ジブの中心位置から先端部までの全長に亘って移動可能なトロリーを有する。この場合にトロリーは、該トロリーに直交するよう配置された垂直作業アームを有する。このトロリーに直交するよう取り付けられた垂直アームは、重力又は外部手段により、上下に自由に移動可能である。垂直作業アームに取り付けられたブレーキ装置を作動させた場合、アームにおける自由運動を停止することができる。更に、この垂直アームにおける上下運動は、プーリと、装置における異なる部分に戦略的に接続された非弾性ストリングとに基づくシステムにより拘束される。このプーリ及びストリングに基づくシステムは、トロリーが水平ジブ上を往復するときの垂直アームの先端位置を決定するものである。この場合の配置は、トロリーがジブに沿って移動するときに、垂直アームの先端部が完全なパラボラの経路に強制的に従うようになされる。
【００１２】
垂直アームの先端部は、パラボラ鏡の輪郭を規定するために使用される。適切な取り付けツールを使用し、かつ垂直アームの先端部を中心ポスト周りに連続的に回転させることにより、下部下地材がパラボラ形状に成形可能である。回転する度にベース材から僅かな量を除去していくことで金属片を成形する旋盤と同様に、ジブ及び垂直アームは、下部下地材から材料片を除去していくことで該下地材をパラボラ形状に成形するものである。ジブアームを回転させ、かつトロリーをジブアームの全長に亘って移動することにより、垂直アームの先端部は、装置の直下における砂地、土壌又は材料をパラボラ形状に成形するために使用することができる。垂直アームの先端部には、集熱器の下地を構成する充填材を掘削又は成形するのに適切なツールを備え付けなければならない。垂直作業アームに取り付けられるブレーキ装置は、下地材の成形工程に際して選択的に使用することにより、工程時に除去される材料量を制限する。旋盤が回転する度にベース材を漸進的に除去するよう構成されるのと同様に、装置におけるブレーキ機構は、回転する度に処理し易い量だけが除去されることを保障するものである。
【００１３】
下地材は、該下地材に付加的な材料を堆積させることでも成形可能である。本発明の他の実施形態において、成形装置は、下地材を除去するのではなくむしろ材料を下地材に堆積させるものとする。この場合、適切なアプリケータを使用して異なる量の充填材を堆積させることにより、下地がパラボラ形状に成形される。
【００１４】
下地材がパラボラ形状に成形された後、下地材の表面は、コンクリート、発泡剤、接着剤、金属メッシャ又は他の任意の手段で覆うことにより堅固かつ頑丈にすることができる。垂直アームの先端部には、適切なディスペンサを備え付けることにより、コンクリート、発泡剤、接着剤又は他の任意の手段を制御した状態で下地材に塗布することができる。これにより、分配された材料がパラボラ形状に適合する。
【００１５】
構築工程の速度は、水平ジブ上に１個以上のトロリーを取り付けることにより高めることができる。この場合に各トロリーは、独立の垂直作業アームを有する。これら垂直作業アームの運動は、上述したストリング及びプーリの配置によって制御されるものである。各配置における焦点を同一に規定することにより、全ての垂直アームの先端部が同一のパラボラ経路に従うものとすることができる。各先端部に適切なツールを取り付けることにより、成形又は洗浄工程が促進される。
【００１６】
本発明に係る方法及び装置を用いれば、パラボラ形状の構築は、完全なパラボラ形状ではなく部分的な形状とすることも可能である。このことは、ジブアームの回転角及びトロリーの移動を特定限度内に制限することで達成することができる。このやり方により、部分的なパラボラ形状を有する構造物が構築可能である。パラボラを部分的に構築することは、物理的スペースが限られている場合や地形が適していない場合に有用なことがある。
【００１７】
本発明に係る方法及び装置を用いれば、パラボラ形状の構築は、一方の側に向けて傾斜した形状とすることも可能である。この場合、構築された最終的なパラボラ面はオフセットパラボラとして使用することができる。このオフセットパラボラの利点及び適切な使用は、当該タイプに精通した者にとって既知である。部分的なオフセットパラボラの構築は、中心ポストを傾斜した角度で配置し、かつジブの回転角を制限することで達成することができる。
【００１８】
パラボラ形状は、本発明に係る方法及び装置を用いて、プラスチック製、木製又は金属製のスタッド上に構築することも可能である。このような場合、パラボラ経路を規定する垂直アームの先端部は、先端部がミラー用のパラボラ下地を規定するブレース又はスタッドの長さ調整に使用することができる。
【００１９】
構築工程の完了後、構築装置には、洗浄目的に使用される他の先端部装置が取り付けられることで変更が加えられる。鏡は、性能レベルを高く保つために頻繁な洗浄を必要とするため、装置の垂直作業アームは、その先端部に洗浄ブラシを取り付けることによって洗浄目的に改変される。この場合、パイルの高さを決定するために使用されたプーリ及びストリングの設定は、パラボラ鏡を洗浄するブラシの高さを決定するために使用される。水平ジブを漸進的に回転させると共に、該水平ジブに沿って垂直トロリーを移動することによって、鏡は、鏡面の輪郭に正確に従うブラシ又は洗浄装置の移動で機械的に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】パラボラ鏡の構築装置における主要部分を示す図である。
【図２】パラボラ鏡における外側枠の構築工程を示す図である。
【図３】外側枠上に配置された水平ジブの先端部を詳細に示す図である。
【図４Ａ】パラボラ鏡の基本原理を示す図である。
【図４Ｂ】構築装置の作業原理を示す図である。
【図４Ｃ】パラボラ形状の輪郭を決定するためのプーリ及びストリングの配置の概観を、装置全体に対して示す図である。
【図４Ｄ】調整された状態の垂直作業アームと、ストリング及びプーリの配置とを詳細に示す図である。
【図４Ｅ】構築及び洗浄工程を促進するために使用可能な１個以上のトロリー及び垂直作業アームを有する水平ジブの代替的な実施形態を示す図である。
【図５Ａ】下部下地材の成形工程の初期段階を示す図である。
【図５Ｂ】下部下地材の成形工程の中間段階を、垂直作業アームの移動を阻止するために作動させたブレーキアセンブリを使用した状態で示す図である。
【図５Ｃ】下部下地材の成形工程の最終段階を示す図である。
【図６】装置を構成する要素を示すブロック図である。
【図７】構築工程のフローチャートを示す図である。
【図８】洗浄工程のフローチャート示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、構築装置の作動法方及び詳細を添付図面に基づいて詳述する。
【００２２】
なお、以下の用語パラボラ鏡及びパラボラ型集熱器は何れも、パラボラ型太陽集熱器を指すものと理解されたい。
【００２３】
図１は、パラボラ鏡を製造するための装置が備える主要部分を示す。参照符号10が付された部材は、パラボラ鏡の中心ポストである。参照符号20は、中心ポスト10周りに回転する水平ジブである。参照符号30が付された部材は、装置の焦点マストである。参照符号70は、パラボラ鏡の焦点を定める焦点マスト30の終端位置である。部材40は、水平ジブ20に沿って移動可能なトロリーである。部材45は、水平ジブの垂直作業アームである。部材60は、一端が位置70に接続され、他端がトロリー40における位置85に接続された非弾性ストリングである。この非弾性ストリングは、位置70から位置85の間で、位置50においてローラに掛け渡され、三角形状を形成している。参照符号80は、水平ジブ20の終端位置であり、この終端位置80には支持枠90上に配置されるローラが備え付けられている。この場合の支持枠90とは、支持手段上に持ち上げられたプラットフォームのことであり、水平ジブ20の重量の一部を支えるものである。
【００２４】
中心ポスト10は、パラボラ型太陽集熱器の幾何学的中心と、パラボラ型太陽集熱器の焦点が位置する軸線とを規定している。パラボラ型集熱器の焦点は中心ポスト10が規定するものであるため、中心ポスト10の位置と方位は太陽集熱器の性能にとって極めて重要である。地球上の特定の位置における太陽の傾斜角は、この特定の位置における地理学的緯度に密接に関連するものである。好適な実施形態における中心ポスト10は、最適な条件で太陽光を受けるよう、垂直位置から傾斜角に亘って傾斜させるものとする。傾斜角の決定に関することは、太陽集熱器の当業者に周知されている。中心ポストを傾斜角に亘って傾斜させれば、中心ポスト周りに構築されたパラボラ型集熱器は、垂直又は垂直に近い角度で、一日における最大の時間に亘って太陽光を受けるよう構成することができる。
【００２５】
次に、構築工程のステップを図２に基づいて説明する。第１ステップでは、中心ポスト10を、パラボラ鏡を構築する場所において地中に設ける。第２ステップでは、水平ジブ20を、該水平ジブが中心ポスト周りに自由に回転できるよう中心ポスト10に取り付ける。中心ポスト10及び水平ジブ20の取り付け位置は、水平ジブ20が中心ポスト10周りに自由に回転するのに十分な高さとする。好適な実施形態において、水平ジブ20は、水平ジブを軽量ではあるが機械的に頑丈にする三角格子構造で構成される。
【００２６】
パラボラ鏡の構築における第３ステップでは、支持枠90を構築する。このステップにおいて、水平ジブ20は、支持枠の始端位置に固定し、支持パイル101は、水平ジブ20の先端部における直下の地面に打ち込む。この場合のパイル101の高さは、該パイルの終端位置が水平ジブ20の終端位置と同一の高さになるよう調整される。
【００２７】
この工程は、水平ジブ20を僅かに回転させ、パイル102が地中に打ち込まれた後に繰り返されるものである。これにより、パイル102の終端位置がジブ20の終端位置と同一の高さに調整される。より多くのパイルが地中に打ち込まれ、かつこの工程が繰り返された後、レール枠プラットフォーム92がパイル100，101，102，103上に取り付けられる。この工程の完了後、レール枠プラットフォーム92により、水平ジブ20の移動平面内で該水平ジブ20が支持される。
【００２８】
図３は、水平ジブ20の先端部に取り付けられたローラ21を使用することで、支持枠90上に配置された水平ジブ20を示す詳細図である。この場合に支持枠90は、パラボラ鏡の枠を規定すると共に、水平ジブ20を配置し、かつ移動するための支持構造部として機能する。
【００２９】
構築方法における第４ステップは、一連の図４に基づいて説明する。図4A及び図4Bは、基本的な作動原理を説明する。
【００３０】
図4Aは、完全なパラボラ鏡の横断面を示す。この場合にＸは、反射面を太陽に向けた状態のパラボラ鏡を表す。光線Ａ及びＢは、直上に位置する太陽から到来し、パラボラ鏡の軸線MFに対して平行である。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Ｘの焦点である点Ｆに向けて反射される。
【００３１】
図4Bは、パラボラ鏡の幾何学的特性を示す。この場合にＤは、パラボラ鏡Ｘを通過し、かつMで表すパラボラの中心点上を線MFに直交するよう通過する線と仮定し、Ｃは、線Ｄに直交するよう描いた特定の長さを有する線と仮定すれば、以下の方程式が成り立つ。
（線Ｄを通過する）距離GE＋距離EF＝Ｋ、ここにＫは定数である。
【００３２】
同じ公式は、他の場合にも当てはまる。
距離HL＋距離LF＝Ｋ、ここにＫは定数である。
【００３３】
図において、Ｇ及びＨは、線Ｃが線Ｄに直交するよう通過する点を表す。
【００３４】
装置は、上述の幾何学的特性を利用することにより、図4cに更に説明するパラボラ鏡の輪郭を規定するものである。焦点マスト30は、水平ジブ20が中心ポスト10周りに回転した場合に、焦点マスト30も水平ジブアセンブリと共に回転するよう中心ポスト10の頂部に設置されている。構築されたパラボラ鏡の焦点を規定する焦点マスト30の終端位置は、参照符号70で示す。部材35は、水平ジブ20に沿った方向31‐32に自由に移動するトロリーである。部材40は、トロリー35上に取り付けられた垂直作業アームである。この垂直作業アーム40は、中心ポスト10に対しては平行、かつ水平ジブ20に対しては直交する方向38‐39に沿って上下に自由に移動することができる。垂直作業アーム40の終端位置は、参照符号50で示す。非弾性ストリング60は、一端が焦点70に接続され、位置50に配置されたローラに掛け渡されて、他端が位置46接続されている。この特定の配置により、トロリー35が水平ジブ20に沿って移動するのに伴い、垂直作業アーム40の先端部50によってパラボラの経路が規定される。非弾性的であるためストリング60の長さは一定に留まるが、垂直作業アーム40の高さは、図4Bに基づいて説明した原理に従って変化する。この工程を通して規定されるパラボラの焦点は、参照符号70で示す。トロリー35の位置及び水平ジブ20の回転角の変化に伴い、パラボラ形状の輪郭を描く多くの位置が得られる。
【００３５】
パラボラを規定する原理は、以下において更に説明する。図4cに示す位置70，50，46は、三角形を規定するものである。この三角形において、ストリングの非弾性的性質に基づく以下の幾何学的関係が成り立つ。
・（70から50までの距離）＋（50から46までの距離）＝一定
・垂直作業アーム40は、水平ジブ20に直交し、上下に自由に移動することができる。
【００３６】
これらの制約の結果、垂直作業アーム40の終端位置である位置50は、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上を移動するのに伴い変化する。
【００３７】
垂直作業アーム及び非弾性ストリングの関係、並びに他の詳細については、図4Dに基づいて説明する。トロリー35は、水平ジブ20に取り付けられると共に、ジブに沿った方向31‐32に自由に移動可能である。垂直作業アーム40は、その終端位置50に取り付けられたローラを有し、方向38‐39に自由に移動することができる。非弾性ストリング60は、一端が焦点に接続され、ローラ50に掛け渡されて、他端が位置58に接続される。この位置58は、トロリー35に含まれると共に、垂直作業アーム40がトロリー35に連結される箇所に近接するものである。部材95は、垂直作業アーム40の端部に連結された成形装置を示す。部材99は、作動したときに、垂直作業アーム40の移動を方向38‐39に阻止するブレーキアセンブリを示す。
【００３８】
図4Eは、水平ジブアームの異なる実施形態を示す。この場合、１個以上のトロリーが水平ジブアームに取り付けられる。水平ジブ20は、該水平ジブ20に取り付けられた２個のトロリー35，36を有する。各トロリー35，36は、図4Dに基づいて説明した配置によって、トロリーを焦点70に接続する非弾性ストリング60を有する。
【００３９】
図5A、図5B及び図5Cは、下部構造を成形するための装置の作動について説明する。図5Aは、下部下地材が成形される前の作動初期状態を示す。同図における参照符号72は、成形すべき下部下地材72を示す。部材35は、端部に成形装置95が設けられた垂直作業アームを示す。水平ジブ20を中心ポスト10周りに回転させ、かつトロリー35を方向38‐39に漸進的に移動することにより、垂直作業アーム40は、成形装置95を使用して下部下地材を成形することができる。図5Bは、製造工程における中間段階を示す。この中間段階では、成形装置95を使用した成形工程に際して適切な量の下地材72の除去を可能にするため、垂直作業アーム40の深さがブレーキアセンブリ99によって固定される。図5Cは、装置の作動における最終段階を示す。この最終段階では、水平ジブ20を中心ポスト10周りに繰り返し回転させ、かつトロリー35を水平ジブ20に沿って繰り返し移動した後、下部下地材72が成形装置95によってパラボラ形状に成形される。この下部下地構造がパラボラ形状に成形された後、下部下地構造72は、パラボラ鏡の構築を完了するために鏡材で覆われる。
【００４０】
図６は、装置における制御システムのブロック図を示す。この場合、コンピュータブロック１は、水平ジブを中心ポスト軸線周りに回転させる方位角モータ２と、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３と、水平作業アームの移動を選択的に阻止するブレーキアセンブリ４と、成形装置を選択的にオン・オフ切り替えする成形装置制御部５とにそれぞれ接続されている。コンピュータ１は更に、構築及び洗浄工程のためのアルゴリズムを実行することができる。
【００４１】
図７は、構築段階における作動に関する流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、レール枠の構築及び下地材の成形に関するステップを説明する。
【００４２】
枠構築工程（90）は、方位角モータを開始位置に設定することで始める（91）。この開始位置とは任意に設定する位置だが、選択後は、構築工程全体に亘って開始位置として利用するのが望ましい。この位置において、トロリーを、水平ジブにおける中心ポストに対向する側の遠端部に移動する（92）。この段階において、レール枠プラットフォームの支持パイルを地中に打ち込み、レール枠プラットフォームの一部を支持パイル上に配置する（93）。支持パイルの高さは、水平ジブの高さと同一とするのが望ましい。パイルの打ち込み工程が完了した後、方位角モータを作動させて、方位角を所定値に亘って増加させる（94）。これにより、水平ジブは、異なる支持パイル位置に向けられる。この新しい位置において、地中への支持パイルの打ち込み工程を繰り返す（93）。この工程は、開始位置に再度到達するまで何度も繰り返す（95）。この工程の完了に際して、枠支持パイルは全て地中に打ち込まれ、かつレール枠プラットフォームがこれら支持パイル上に完全に取り付けられた状態にある。この段階において、水平ジブの先端部は、直下に位置するレール枠プラットフォームで支持可能である。
【００４３】
次の工程は、水平ジブの開始位置から始める。フローチャートのＸ及びＹは、中心に対するトロリーの距離を示す。この場合にＹ＝100とは、水平ジブ上のトロリーが中心に対して最も離れた位置にあることを意味するものである。これと同一のことがＸにも当てはまる。即ち、Ｘ＝100とは、中心ポストに対して最も離れた位置を意味する。トロリーを水平ジブの端部まで移動する（96）。成形装置をオンに切り替えた後（98）、成形工程を始めるために方位角モータをオンに切り替える（99）。この成形装置のオン状態で、水平ジブを完全に旋回させる（100）。これにより、パラボラ形状の最外周が構築される。この工程は、トロリーを中心に向けて漸進的に近づくよう移動しながら繰り返す（79）。その際に、パラボラ形状を形成するため、垂直作業アームの高さはブレーキを非作動状態にすることで調整可能である（81，82）。垂直作業アームの高さが調整された状態でトロリーを新しい位置に移動した後、ブレーキアセンブリを作動させることにより垂直作業アームの高さが固定される（83）。この段階において、方位角モータをオンに切り替え（84）、水平ジブを完全に旋回させることが可能である。この回転の完了後、トロリーを、垂直作業アームの高さが固定位置にある状態で、中心ポストに向けて更に近づける（86）。この方位角モータをオンに切り替え、かつトロリーを中心に向けて近づける工程は、トロリーが中心位置に到達するまで繰り返す（80）。この工程により、下部下地材の表面が削られ、平坦な高さを有する表面が成形される（この点は工程における中間段階に対応し、図5Bに示す）。この工程の完了後、トロリーを、図７に示す工程（79）の位置に再び移動する。その際に、ブレーキは非作動状態にすることで、パラボラ形状が規定する新しい高さに調整する。この工程は、パラボラ形状の成形工程が終了するまで繰り返す（88）。
【００４４】
洗浄工程も、図６に示すのと同様の制御システムを利用するコンピュータによって制御される。
【００４５】
図８は、洗浄工程のフローチャートを示す。この洗浄工程では、モータを基本的に系統立てて動かすことにより鏡を洗浄する。洗浄工程に先立ち、垂直作業アームの先端部には洗浄ブラシを備え付ける。洗浄工程（70）は、方位角モータを開始位置に設定することで始める（71）。この開始位置とは任意に設定する位置だが、選択後は、洗浄工程全体に亘って開始位置として維持するのが望ましい。トロリーを外側枠近傍における水平ジブの遠端部に移動する（72）。洗浄ブラシモータをオンに切り替え（73）、また、方位角モータを漸進的に旋回させることにより（74）水平ジブが回転する。水平トロリーは、開始位置に到達する度に中心に向けて引張り（76）、上述の工程を繰り返す。この工程により、鏡の全体が洗浄される。洗浄工程の完了に際して、トロリーは中心ポスト近傍位置に停止し、洗浄工程が完了する（78）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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