(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトで光学系の制御が簡単なセグメント型放物面鏡で構成した集光鏡を提供する。【解決手段】焦点距離の異なるセグメント型放物面鏡を組み合わせて、奥行きが小さく、横に長く、縦に短い光学系とした。この方法により一つの焦点を中心にして太陽の位置に対する方位と仰角を定め、ヘリオスタット鏡を用いずに太陽光を追尾できる。【選択図】図１
2008052229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠方からの光を一点に集光する方法としては，従来一個の放物面鏡や放物面鏡を「セグメント鏡」で構成した「セグメント型放物面鏡」を用いて来たことに対して，ここでは焦点距離の異なる「セグメント型放物面鏡」を組み合わせて，奥行きが小さく（平面的に），横に長く，縦に短い光学系としていることを特徴としている。これを例えば太陽光を収斂する等の場合には「ヘリオスタット鏡」を用いること無く，太陽光を追尾できる方法に結びつけることができる。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は，光を一点に集光する方法としては，従来一定の長さを持った焦点距離の放物面鏡を用いて来たことに対して，ここでは焦点距離の異なる「セグメント型の放物面鏡」を組み合わせて，横に長く縦に短い光学系とし，例えば太陽熱発電の光学系として使用する場合等には，太陽光を収斂する高圧球の中心を，放物面鏡の焦点となるように光学系を制御できる特徴を持つことと，焦点を中心にして反対側に入射する太陽光の量を制御する「シャツター」を装置してその重さと釣り合わせて太陽の位置に対しての方位と仰角を制御できる，主に太陽熱発電等に関しての技術分野に属している。
【背景技術】
【０００２】  光を一点に集光するに当たっては，従来の技術としては身近かなこととして「レンズ」を用いる方法が一般に行われて来ている。しかしガラスを用いた「レンズ」では赤外線を吸収してしまう等の欠点があることと，赤外線等を扱う場合や広い面積で扱う場合等には，放物面鏡を用いられて来た。又，巨大な太陽炉等では「セグメント型」の放物面鏡を用いる方法が取られて来た。しかし，このような方法では太陽を追尾するための「ヘリオスタット鏡」を用いければならず，装置全体が大きくなりその操作も困難である。このことに対して本装置では，装置全体がコンパクトになり，光学系の制御も簡単になるという有利さが考えられる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  これまでに於いての光学系として，遠方からの光を一点に集光する方法としては，主として一定の長さの焦点距離を持った放物面鏡を用いて来た。ここでは焦点距離の異なった「セグメント型放物面鏡」を組み合わせることによって，奥行きが小さく（平面的），横に長く，縦に短い光学系とすることができ，若しより大きい面積を必要とする場合には，上下左右に「セグメント鏡」を増せば良く，太陽熱発電等の実施に当たっては，太陽光を追尾するための「ヘリオスタット鏡」を必要とせず，この「セグメント型放物面鏡」と太陽光の量を制御する「シャッター」と組み合わせることで，太陽に対しての方位と仰角を容易に制御できる特徴を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本光学系に於いて，従来遠方からの光りを一点に集めるためには，放物面鏡を用いて来た。このような方法により，例えば太陽光を一点に集光する場合には，放物面鏡は巨大化し，しかも太陽光を追尾する手段として「ヘリオスタット鏡」を用なければならなく，装置全体が大きくなり且つ操作が複雑になる。このような問題を解決するための第一のこととしては，光軸上に焦点を定め，その光軸上にある長さの焦点距離を持った直径の小さな「セグメント型放物面鏡」を配置し，次にその鏡面から左右にずらして前の鏡面のものより少し大き目の焦点距離を持った「セグメント型放物面鏡」を配置し，又その隣に同じように更に焦点距離の大きい「セグメント型放物面鏡」を配置する．このような考えで光学系を構成すれば，それぞれの「セグメント型放物面鏡」で反射した光りが，予め定めた焦点に収斂することになり，しかも焦点の反対側に入射する光量を制御する「シャッター」を装置してその重さと釣り合わせれば，太陽に対しての方位と仰角の制御が簡単になり，「ヘリオスタット鏡」を用いる必要が無くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】  本発明に関しての背景技術としては，その第一のこととして先ず例えば，これまで太陽光を収斂する手段として，「ヘリオスタット型放物面鏡」を用いて来たことに対して，「ヘリオスタット鏡」を用いること無く，第二のこととしては光学系としては焦点距離の異なる「セグメント型放物面鏡」を平面的に，横に長く縦に短い集光系とすることが出来，しかも，しかもそれを太陽光を追跡するための太陽の位置に対しての方位と仰角を簡単に制御できる特徴を有するものであり，第三のこととしては，上下左右に「セグメント型放物面鏡」を配置することにより，より高温を得る装置とし，第四のこととしては，台風時等における災害時には，地面近くに伏させることができる特徴を有している．【０００６】    ［本発明は，遠方からの光や太陽光を収斂する方法として，一般に小さい物では直径の小さな放物面鏡を，大きいものでは「セグメント型放物面鏡」が用いられて来た。そして太陽光を追尾して用いる太陽炉等を扱う場合には，図．１によって説明すれば，光軸上に円形の面積の小さな放物面鏡を配置し，その左右に光軸上の鏡よりやや長い焦点距離を持った大きめの「セグメント型放物面鏡」を配置し，このような要領で次々と上下左右に「セグメント型放物面鏡を配置する。この時ここに用いる「セグメント型放物面鏡」の大きさは図に示したように適宜定めれば良く，この様に焦点が一つの場合には，この焦点を中心にして太陽の位置に対して方位と仰角を定めれば良く，これまでのように「ヘリオスタット鏡」を用いる必要がない。【０００７】又，太陽熱発電等に用いる場合のように，焦点が２個ある時には，図．２に示したように，左右の鏡面の焦点を中心にしてそれぞれの鏡面に対し，太陽を追尾するように方位と仰角を制御すれば良いことになる。
【発明の効果】
【０００８】本発明では，従来遠方からの光を収斂するための方法として一定の長さを持った放物面鏡を用いて来た。特に太陽光を追尾する必要のある太陽炉炉の場合には，特別に太陽を追尾するための「ヘリオスタット鏡」を必要として来たことに対して，放物面鏡のみで太陽を追尾できて，その効果は計り知れないものがあると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】焦点距離を異にした「セグメント型放物面鏡」で構成した集光鏡（単焦点型）
【図２】焦点距離を異にした「セグメント型放物面鏡」で構成した集光鏡（副焦点型）
【符号の説明】
Ａ      光
Ｂ      光軸
Ｃ      焦点
１      セグメント型放物面鏡
【図１】
2008052229.tif 000003
【図２】
2008052229.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月22日(2007.1.22)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠方からの光を一点に集光する方法としては、従来一個の放物面鏡や「セグメント鏡」で構成した「セグメント型放物面鏡」を用いて来たことに対して，ここでは先ず放物線の方程式の中のＸ軸上に焦点を持った放物線を描き，Ｙ軸に直角な線上に次々に前より少し長い焦点距離を持った「放物線」を描き，次ぎに又，それに隣接した上下又は左右に対して，前より更に少し長い焦点距離を持った放物線を描いて行く，このようにして描いたことのよって構成される曲線による集合体を，最終的には「輪帯型放物面鏡」に置き換えて，これを例えば太陽光を収斂する等の場合には、焦点を中心にして，その反対側に太陽光の量を制御する「シャッター」を装置して，且つそれらの重さを釣り合わせらば，これまでのように「ヘリオスタット鏡」を用いること無く，太陽光を追尾できる方法に結び付けることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は，光を一点に集光する方法としては、従来一定の長さを持った焦点距離の放物面鏡を用いて来たことに対して，ここでは焦点距離の異なる「輪帯型放物面鏡」によって構成される新型集光鏡により、例えば太陽熱発電の光学系として使用する場合等には，太陽光を収斂する高圧球の中心を、この光学系としての焦点となるように光学系を制御できる特徴を持つことと、焦点を中心にして反対側に入射する太陽光の量を制御する「シャッター」を装置してその重さを釣り合わせて太陽の位置に対しての方位と仰角を制御できる，主に太陽熱発電等に関しての技術分野に属している。
【背景技術】
【０００２】  光を一点に集光するに当たっての従来の技術としては，身近なこととしては「レンズ」を用いる方法が一般に行われて来ている。しかしガラスを用いたレンズでは赤外線を吸収してしまう等の欠点があることと，赤外線等を扱う場合や広い面積で扱う場合には放物面鏡が用いられ来た。又，巨大な太陽炉等では「セグメント型」の放物面鏡が用いられて来た。しかし，このような方法では太陽光を追尾するための「ヘリオスタット鏡」を用いなければならず，装置全体が大きくなりその操作も困難である。このことに対して本装置では，装置全体がコンパクトになり，光学系の制御も簡単になるという有利さが考えられる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  これまでに於いての光学系として，遠方からの光を一点に集光する方法としては、主として一定の長さを長さの焦点距離を持った放物面鏡を用いて来た。ここでは焦点距離の異なる「輪帯型放物面鏡」によって構成される新型集光鏡を組合わせることによって、光軸に直角な面に配置した光学系とすることができ，若し大きい面積を必要とする場合には，上下又は左右に「輪帯型放物面鏡」を増せば良く，太陽熱発電等等の実施に当たっては，太陽光を追尾するための「ヘリオスタット鏡」を必要とせず，この「新型集光鏡」と太陽光の量を制御する「シャッター」を組み合わせることで、太陽の位置に対しての方位と仰角を容易に制御できる特徴を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本光学系に於いて，従来遠方からの光を一点に集めるためには、放物面鏡を用いて来た。このような方法により，例えば太陽光を一点に集光する場合には，放物面鏡は巨大化し，しかも太陽光を追尾する手段として「ヘリオスタット鏡」を用いなければなく，装置全体が大きくなり且つ操作が複雑になる。このような問題を解決するための第一のこととしては，光軸上に焦点を定め，その光軸上にある長さの焦点距離を持った直径の小さな放物面鏡を配置し，その鏡面から前後又は左右に前の鏡面の焦点距離より少し大き目の焦点距離を持った「輪帯型放物面鏡」を配置し、又，次に鏡面から上下又は左右にずらして前の鏡面のものより焦点距離の長い「輪帯型放物面鏡」を配置する。このような考えで光学系を構成すれば，それぞれの「輪帯型放物面鏡」で反射した光が，予め定めた焦点に収斂することになり，しかも焦点の反対側に入射する光量を制御する「シャッター」を装置してその重さと釣り合わせれば，太陽の位置に対しての方位と仰角の制御が簡単になり，「ヘリオスタット鏡」を用いる必要がなくなる。
【発明を実施の形態】
【０００５】  本発明に関しての背景技術としては，その第一のこととして先ず例えば，これまで太陽光を収斂する手段として，「ヘリオスタツト型放物面鏡」を用いて来たことに対して，「ヘリオスタット鏡」を用いることが無く，第二のこととしての光学系としては焦点距離の異なる「輪帯型放物面鏡」を光軸に直角な面に配置することにより太陽光を一定の焦点に集光することができ，しかも，太陽光を追尾するための方位と仰角の制御が簡単にできる特徴を有するものであり，第三のこととしては光学系としての上下又は左右の末端に対して「輪帯型放物面鏡」を追加することにより，より高温が得られる装置とすることができ，第四のこととしては，台風時等の災害時には，地面近くに伏させることができる特徴を有している。
【図による説明】
【０００６】  本発明は，従来遠方からの光や太陽光を収斂する方法として、一般に小さいものでは直径の小さな放物面鏡を，大きいものでは「セグメント型放物面鏡」が用いられて来た。このことに対して，本発明では例えば太陽を追尾してすることでの太陽炉等を扱う場合について，図．１によつて説明すれば，先ず放物線としてのｙ＝４ｆｘの方程式に従い，光軸（ｘ）上に比較的小さな焦点距（ｆ）の放物面鏡を配置し，次にその上下にその放物面鏡の焦点距離より少し大き目の焦点距離（ｆ）の放物面鏡を配置した形で，次々にこの形で「輪帯型放物面鏡］を配置する。この時ここに用いる「輪帯型放物面鏡」の大きさは図に示したように適宜定めれば良く，このように焦点が一定の位置に固定されてる場合には，この焦点を中心にして太陽の位置に対しての方位と仰角の制御を行えば良く，これまでのように「ヘリオスタット鏡」を使用する必要が無い。図．２には，この光学系を「ロータリーエンジン」に利用した場合に付いて示したが，このように焦点が２ヶある場合には，その２ケの焦点の中心の廻りに，方位と仰角を制御すれば良いことになる。図．３は災害時における対策としての例を示したものであり，例えば、直径２０ｍの光学系に対して光軸を中心にして上下をそれぞれ１０ｍを使用することにすれば，この光学系によって得られる出力は，１００ｋＷを越えるものとなるが，このような形とすれば，災害時には簡単に伏させる事が出来て便利であろうこと考えられる。
【発明の効果】
【０００７】  本発明では，従来遠方からの光を収斂する方法として，特定の焦点距離を持った放物面鏡が用いられて来た。そして太陽光を追尾する必要のある太陽炉等を扱う場合には，太陽光を追尾するための「ヘリオスタット鏡」を必要として来たことに対して、焦点距離の異なる「輪帯型放物面鏡」によって構成した光学系のみによって太陽を追尾できることから，その効果は計り知れないものが有るものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】焦点距離の異なる「輪帯型放物面鏡」によって構成した集光鏡（単焦点型）
【図２】太陽熱発電に利用いた場合の集光鏡（副焦点型）
【図３】災害時における場合の光学系の応用例
【符号の説明】
【０００９】Ａ      光
Ｂ      光軸
Ｃ      焦点
１      「輪帯型放物面鏡」
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008052229.tif 000005
【図２】
2008052229.tif 000006
【図３】
2008052229.tif 000007