(57)【要約】本発明は、放物面トラフのための自立型反射器、放物面トラフ自体、該反射器を作成するプロセス、該放物面トラフを作成するプロセス、及び該反射器の使用に関するものである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
放物面トラフのための自立型反射器であって、
(a) 少なくとも90％の反射率を有し、
(b) 光源に面する少なくとも１つの透明なプラスチック材料層と、
(c) 該(b) による層に隣接する少なくとも１つの金属層とからなる、
放物面トラフのための自立型反射器。
【請求項２】
前記透明のプラスチック材料が、ポリカーボネート、ポリ（メチル  メタクリレート）、スチレン−アクリロニトリル・ポリマー、及び／又はポリスチレンから選択されることを特徴とする、請求項１に記載の反射器。
【請求項３】
前記金属層の金属が、アルミニウム、銀、及び／又は金から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の反射器。
【請求項４】
前記少なくとも１つの透明なプラスチック材料層が、0.1〜8mmの範囲内の層厚さを有し、特に0.5〜4mmの範囲内の層厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の反射器。
【請求項５】
前記金属層が、0.5〜500μmの範囲内の層厚さを有し、特に1〜50μmの範囲内の層厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の反射器。
【請求項６】
同じ前記金属層に隣接する少なくとも２つの透明なプラスチック材料層を有することを特徴とする、請求項１に記載の反射器。
【請求項７】
前記反射器の長さが、少なくとも7mであり、特に少なくとも10mであることを特徴とする、請求項１に記載の反射器。
【請求項８】
請求項１に記載の反射器を備えた放物面トラフ。
【請求項９】
少なくとも１つの透明なプラスチック材料層が金属層と共に共押出成形される、請求項１に記載の反射器を作成するためのプロセス。
【請求項１０】
請求項１に記載の反射器が冷間成形により放物面形状にされることを特徴とする、請求項８に記載の放物面トラフを作成するためのプロセス。
【請求項１１】
請求項１に記載の反射器が加熱成形により放物面形状にされることを特徴とする、請求項８に記載の放物面トラフを作成するためのプロセス。
【請求項１２】
放物面トラフにおける、集光器における、又は建築物の正面の装飾的な要素としての、請求項１に記載の反射器の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放物面トラフ（trough：樋）のための可撓性を有する自立型反射器、該反射器を作成するためのプロセス、及び該反射器の使用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱及び電力を回復させるための集光器における太陽放射を集束させるための放物面鏡には、太陽光を焦点に集中させるための曲面鏡が配設されている。
【０００３】
かかる鏡は通常は、ガラス、アルミニウム、又はプラスチックの板から作成される。
【０００４】
太陽光を集中させるための最も一般的な材料は、背面側に鏡がコーティングされたフロートガラスである。大規模な設備（アルメリア、カリフォルニア、…）の殆どの用途では、いわゆる厚板ガラスが、太陽熱タワープラントのヘリオスタットのため、及びトラフ式集光器のために用いられている。
【０００５】
他の場合には、（例えば鋼板から作成された）支持体上の薄板ガラスが用いられる。鏡がコーティングされたアルミニウム板、又は正面側に鏡がコーティングされた他の材料の必要条件に関する特別な検査が行われている。薄いプラスチック反射膜もまた用いられている。
【０００６】
エネルギーを供給するために太陽放射を利用するためには、高い反射率が必要となる。経済的な実行可能性を達成するためには、高品質の鏡を使用しなければならない。太陽スペクトルに基づき90％又はそれ以上の値の反射率を有するガラス反射鏡が基準を定めるものとなっている。
【０００７】
かかる集中用の集光器の動作時には、その反射器の表面を洗浄により汚れがない状態に保つ必要がある。
【０００８】
これまで、ガラスは、太陽熱収集器の使用時の気象条件下での劣化に対して永久的な耐性を有することが立証された唯一の材料であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、ガラスの明らかな欠点は、取り付け・清掃・メンテナンスの際に、又は暴風や雹等の環境影響下で、壊れる危険性にある。結果として生じる材料の被害に加え、壊れたガラス片によって人が危険にさらされる。更に、落下する断片によって、隣接するガラス反射鏡又は高価な受光管に二次的な被害が生じる。壊れた反射鏡を交換する際、そのために必要な作業コストが発生する。
【００１０】
フロートガラスからなる湾曲した反射鏡ファセットの作成は、600℃前後の温度での複雑なプロセス、及びそれに次ぐ背面側の鏡コーティング及び密封処理を必要とする。
【００１１】
例えば、1.6m×1.7mの寸法を有するガラス製の放物面鏡は、通常は放物面トラフに使用される。既に確立されている板ガラスの製造プロセスにより、ガラス要素の最大サイズは6m×3.20mである。これらの従来の反射鏡は、取り付け場所に移送する前に既に湾曲されていなければならず、それ故、小さい状態で搬送することができない。これらの大きな湾曲した反射鏡の搬送は、大きな問題である。
【００１２】
更に、かかる反射鏡の中には正面側に鏡がコーティングされたものがあり、すなわち、その鏡層は太陽光に面する側にある。これは特に不利である。その理由は、この鏡層が、気象にさらされる金属層であり、それ故、光学的品質が急激に低下することにある。
【００１３】
DE 10 2004 054 755 A1は、入射光を集中させるための装置について記載しており、この場合にはアクリル製のガラスを配設することができる。このため、光源に面する金属層を備えた既知の放物面トラフにおいて追加の保護用ハウジングが配設される。
【００１４】
DE 197 05 046 A1は、光伝達素子及び光分配器を備えた太陽エネルギーを利用するための装置について記載しており、この場合、該光分配器は、透明な高分子固体から構成することが可能である。
【００１５】
DE 27 08 499 A1は、円筒状の放物面鏡からなる太陽熱収集器について記載しており、この場合、反射鏡表面は、光側に面しており、高分子基体上に配設されている。
【００１６】
このため、本発明の目的は、容易に作成され及び容易に搬送される反射器であって、更なる対策を必要とすることなく環境影響に対する耐性を有する、反射器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
第１の実施形態では、本発明のこの目的は、
(a) 少なくとも90％の反射率を有し、
(b) 光源に面する少なくとも１つの透明なプラスチック材料層と、
(c) 該(b) による層に隣接する少なくとも１つの金属層とからなる、
放物面トラフのための自立型反射器によって達成される。
【００１８】
本発明による反射器は、これまで使用されてきたガラス又は金属と比べて大幅に軽い重量を有する。更に、本発明による反射器は、ガラスと比べて大幅に高い耐衝撃性を有する。本発明による反射器は、成形及び加工に関して大幅に柔軟な構造特性を有する。更に、本発明による反射器は、素晴らしいことに押出成形により作成することができる。どうしても必要な場合には、ガラスと比べて大幅に低い温度で熱成形を行うことが可能である。更に、本発明による反射器は、鋭利な断片によって人を危険にさらすことはない。
【００１９】
本発明による反射器は、好適には可撓性を有するものである。このため、例えば、該反射器を平坦な状態のまま搬送し、目的の場所で放物面形状の状態で取り付ける、ということが特に容易である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
該反射器は好適には、0.2m〜8mの範囲内の最小曲げ半径を有する。これは、これまでの既知の反射器と比較した場合に、本発明による反射器を例えばロール状態で容易に運搬することができる、という利点を有するものである。
【００２１】
代替的に、該反射器を例えば剛性を有するものとすることが可能である。これは、製造時に熱成形を行うことにより実現することができる。これは、特に目的の場所で所望の形状にする必要がないという利点を有する。
【００２２】
例えば、前記光源は、太陽又は太陽光を反射器へ偏向させる装置である。
【００２３】
有利には、自立型反射器は一次元のみに曲げられる。本発明による反射器の場合、これは、非常にコンパクトな（例えば、平坦な又は巻いた）状態で運び、次いで例えば放物面形状に湾曲させるだけでよい、という利点を有する。
【００２４】
その基本重量は、有利には1〜20kg/m2の範囲内であり、更に好適には2〜10kg/m2である。このため、本発明による反射器は、放物面トラフのためのこれまでの既知の反射器よりも大幅に軽いものとなり、それ故、より一層容易に搬送できるだけでなく、より一層容易に取り付けることができる。
【００２５】
好適には、前記透明なプラスチック材料は、ポリカーボネート、ポリ（メチル  メタクリレート）、スチレン−アクリロニトリル・ポリマー、及び／又はポリスチレンから選択される。これらのポリマーは、それらの卓越した光学特性のため、光源に面する層に特に適している。
【００２６】
前記金属層の金属は、有利には、アルミニウム、銀、又は金から選択される。銀は、太陽スペクトルを特に効率良く反射するため、特に好ましい。
【００２７】
前記少なくとも１つの透明なプラスチック材料層が0.1〜8mm（特に0.5〜4mm）の範囲内の層厚さを有する場合には、特に有利である。より好適には、この層は、光源に面する層である。この好適な層の厚さは、前記金属層を環境影響から保護する一方で高い反射率に達するよう十分に薄くするのに特に適していることが分かった。
【００２８】
更に、本発明による反射器には好適には、通常の傷防止コーティングを施すことが可能である。
【００２９】
光源に面する透明なプラスチック材料層には更に、UV保護を施すことが可能である。該UV保護は、該層自体に組み込むことが可能であり、又は該層の外部に付与することが可能である。
【００３０】
該プラスチック層の表面は、光とは反対の側が非常に滑らかであることが好ましい。鏡の場合、表面の滑らかさは通常は、入射レーザビームの発散によって測量される。それ故、本発明による反射器は、波長532nm（緑）の入射レーザビームに多くとも2mradの発散を生じさせるものである。このため、光に面する側のプラスチック層の表面もまた非常に滑らかであることが好ましい。
【００３１】
有利には、前記金属層の背面側に隣接する更なるプラスチック層を配設することが可能である。この層は、1〜15mmの範囲内の層厚さを有するのが有利である。
【００３２】
前記金属層は、有利には、0.5〜500μmの範囲内、特に1〜50μmの範囲内の層厚さを有する。この層厚さの範囲は、本発明による反射器の曲げ半径を大幅に小さくすることを可能とし、ひいては本発明による反射器を大幅に容易に搬送することを可能にする、という特別な利点を有するものとなる。
【００３３】
該反射器は好適には、同じ金属層の正面側と背面側に隣接する２つのプラスチック材料層を有する。このため、該金属層は、その両側がプラスチック材料により取り囲まれ、それ故、その背面側が気象にさらされることはない。このため、本発明による反射器の耐用年数を20年又はそれ以上へと大幅に延ばすことが可能である。更に、前記金属層は、搬送中の擦り傷その他の機械的影響を大幅に受けにくくなる。
【００３４】
該反射器の長さは、少なくとも7m、特に少なくとも10mであることが好ましい。このため、最初に、以前のように個々の反射鏡間に無駄な空間を伴うことなく、放物面トラフの大幅に大きな反射鏡を使用することが可能となる。
【００３５】
別の実施形態では、本発明の目的は、本発明による反射器を備えた放物面トラフによって達成される。
【００３６】
別の実施形態では、本発明の目的は、本発明による反射器を作成するためのプロセスによって達成され、この場合、少なくとも１つの透明なプラスチック材料層が金属層と共に共押出成形される。有利には、該金属層は薄膜として用いられる。放物面トラフのための反射器を作成するためのこれまでの既知のプロセスと比べて、本発明によるプロセスは、後続の熱成形を必要とすることなく基本的に任意の大きさの反射器を押出成形することができるという特別な利点を有するものである。更に、以前のように真空プロセスで長時間にわたって反射層（金属層）を蒸着させる必要がない。
【００３７】
本発明によるプロセスでは、反射器は、冷間成形によって有利に放物面形状にされる。このため、放物面トラフが取り付けられる場所で該反射器の最終的な形状を形成することも可能である。
【００３８】
上述のように、該反射器は剛体とすることが可能であり、この場合には、該反射器は、代替的に及び好適に加熱成形によって作成することが可能である。これは、特に目的の場所で、該反射器をその所望形状にする必要がないという利点を有する。
【００３９】
更なる実施形態では、本発明の目的は、放物面トラフにおいて、集光器（特に皿形集光器）において、又は建築物の正面の装飾的な要素として、本発明による反射器を使用することにより、達成される。
【００４０】
本発明による反射器は、ポリカーボネート・ペレットを融解させ、該融解物を、スクリュー押出機により複数のスロットダイを介して押圧することにより、押出ライン上で作成された。押出時に、それらのスロットダイは、成形層間に銀箔を供給することができるように配列された。該銀箔は、該押出機からプラスチック層が形成されるのと厳密に同じ速度で供給された。該スロットダイのうちの１つは、該銀箔の一方の側に厚さ0.3mmのポリカーボネート層が形成されるように選択され、該銀箔の下方に位置する他方のスロットダイは、厚さ4mmの層が底に形成されるように選択された。該銀箔自体は、25μmの厚さを有するものである。全体として、7m×0.5mの大きさを有する本発明による反射器が作成された。この反射器には、正確な放物面形状を生成し維持するための通常の構造要素が配設された。本発明による反射器には、通常の接着により結合される補強要素が配設された。
【００４１】
緑色レーザビームの発散は2mrad未満であった。太陽光の光反射は少なくとも約93％であった。
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月19日(2010.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
放物面トラフのための自立型反射器であって、
(a) 太陽スペクトルに基づき少なくとも90％の反射率を有し、
(b) 光源に面し、及び0.1〜8mmの範囲内の層厚さを有する、少なくとも１つの透明なプラスチック材料層と、
(c) 該透明なプラスチック材料層に隣接し、及び0.5〜500μmの範囲内の層厚さを有する、少なくとも１つの金属層とからなる、
放物面トラフのための自立型反射器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記少なくとも１つの透明なプラスチック材料層が、0.5〜4mmの範囲内の層厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の反射器。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記金属層が、1〜50μmの範囲内の層厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の反射器。
【国際調査報告】
2011516928.tif 000002
2011516928.tif 000003
2011516928.tif 000004
2011516928.tif 000005
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2011516928.tif 000009