(57)【要約】【課題】  入射角度に対する放射角度範囲のばらつきを少しでも小さくしたリニアレンズパネルにより太陽光の濃縮密度を向上させた太陽光集光装置を提供する。【解決手段】  奥行き方向の端部から見たときに隣り合う平面部分間の角度が略４０°を成して階段状をした入射面と、放射面側の前記入射面の各平面部分３，４に対向する位置のうち入射面側からみて山近傍に形成された凸曲面状のスライダー部分５，６と、放射面側の入射面側からみて谷近傍に形成され先端へ向かうに従って幅狭となる氷柱状部分７，８とを具備するリニアレンズパネル１をアーチ状に配置して太陽光を集光する。集光目標位置に向かう放射光の放射角度の変動が±２０°以内の範囲となり従来よりも高いエネルギー密度を得る事が出来る。【選択図】  図２
2007286378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
奥行き方向の端部から見たときに隣り合う平面部分間の角度が略４０°を成して階段状をした入射面と、
奥行き方向の端部から見たときに放射面側の前記入射面の各平面部分に対向する位置のうち入射面側からみて隣り合う平面部分が構成する山近傍に形成された凸曲面状のスライダー部分と、
奥行き方向の端部から見たときに放射面側の前記入射面の各平面部分に対向する位置のうち入射面側からみて隣り合う平面部分が構成する谷近傍に形成され先端へ向かうに従って幅狭となる氷柱状部分と
を具備し、同一断面形状が奥行き方向に連続し全体が縦横数十センチメートルの略平板状で透明な素材からなることを特徴とするリニアレンズパネル。
【請求項２】
複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群を備えたことを特徴とする請求項１のリニアレンズパネルを用いた太陽光集光装置。
【請求項３】
複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群を備え、
鏡面反射をする凹状曲面を有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端において太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて配置された後部反射板を備え、
片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側において太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて配置された前部反射板を備えたことを特徴とする請求項１のリニアレンズパネルを用いた太陽光集光装置。
【請求項４】
複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群を備え、
鏡面反射をする凹状曲面を有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端において太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて配置された後部反射板を備え、
片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側において太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて配置された前部反射板を備え、
片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが交互に繰り返して成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり東西方向の各端において外側に平面側を向けるとともに奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を前部反射板側に向け凹状曲面部分を後部反射板側に向けて配置された側部反射板を備えたことを特徴とする請求項１のリニアレンズパネルを用いた太陽光集光装置。
【請求項５】
複数の前記リニアレンズパネルを、集光目標位置の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、さらに、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜させて配置してなる初段リニアレンズパネル群を備え、
前記初段リニアレンズパネル群の下において、複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群を備え、
鏡面反射をする凹状曲面を有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端において上下方向に略集光目標位置の高さ位置から初段リニアレンズパネル群の高さ位置の範囲を覆い幅方向に略初段リニアレンズパネル群の幅の範囲を覆い太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて配置された下側後部反射板を備え、
鏡面反射をする凹状曲面を有するとともに初段リニアレンズパネル群の幅の１倍乃至２倍の幅を有し太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて初段リニアレンズパネル群の南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端から上へと向かって延び初段リニアレンズパネル群との境界位置で東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持された上側後部反射板を備え、
片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の端の東西方向の各端近傍から上方へと向かい太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて配置された下側前部反射板を備え、
片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有し奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向け初段リニアレンズパネル群の直下で集光リニアレンズパネル群の南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の端から上へと向かって延び集光リニアレンズパネル群との境界位置で東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持された上側前部反射板を備え、
片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり東西方向の各端において外側に平面側を向けるとともに奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を下側前部反射板側に向け凹状曲面部分を下側後部反射板側に向けて配置された側部反射板を備えたことを特徴とする請求項１のリニアレンズパネルを用いた太陽光集光装置。
【請求項６】
同一断面形状が奥行き方向に連続した複数の集光部が幅方向に連なって全体が平板状をした透明な板材であり奥行き方向端部から見て幅方向に入射角度の異なる太陽光を全反射及び屈折により放射面側から略垂直になるように制限して放射させる複数のリニアレンズパネルを、集光目標位置の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、さらに、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜させて配置してなる初段リニアレンズパネル群を備え、
前記初段リニアレンズパネル群の下において、複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなるメイン集光リニアレンズパネル群を備え、
前記メイン集光リニアレンズパネル群の東西方向の各端位置を補助集光目標位置とし前記補助集光目標位置の上空で前記初段リニアレンズパネル群の直下位置から始まり東西方向の外側に向かって複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を補助集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が補助集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる補助集光リニアレンズパネル群を備え、
前記補助集光リニアレンズパネル群の東西方向の各端位置を次なる補助集光目標位置とし複数の前記リニアレンズパネルを前記補助集光リニアレンズパネル群と同様に配置してなるという操作を複数回繰り返して形成された複数個の後段補助集光リニアレンズパネル群を備えていることを特徴とする太陽光集光装置。
【請求項７】
同一断面形状が奥行き方向に連続した複数の集光部が幅方向に連なって全体が平板状をした透明な板材であり奥行き方向端部から見て幅方向に入射角度の異なる太陽光を全反射及び屈折により放射面側から略垂直になるように制限して放射させる複数のリニアレンズパネルを、集光目標位置の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、さらに、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜させて配置してなる初段リニアレンズパネル群を備え、
前記初段リニアレンズパネル群の下において、複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなるメイン集光リニアレンズパネル群を備え、
前記メイン集光リニアレンズパネル群の東西方向の各端位置を補助集光目標位置とし前記補助集光目標位置の上空で前記初段リニアレンズパネル群の直下位置から始まり東西方向の外側に向かって複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を補助集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が補助集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる補助集光リニアレンズパネル群を備え、
前記補助集光リニアレンズパネル群の東西方向の各端位置を次なる補助集光目標位置とし複数の前記リニアレンズパネルを前記補助集光リニアレンズパネル群と同様に配置してなるという操作を複数回繰り返して形成された複数個の後段補助集光リニアレンズパネル群を備え、
南北方向から見て前記初段リニアレンズパネル群の集光目標位置から東西方向に最も外側に位置する後段補助集光リニアレンズパネル群の補助集光目標位置へと結ぶ第一濃縮幅案内線に平行な線で集光目標位置に幅を持たせて設定した濃縮幅の端を通る第二濃縮幅案内線と集光目標位置から東西方向に最も外側に位置する後段補助集光リニアレンズパネル群の東西方向に最も外側の端を通る鉛直線との交点を通り前記第二濃縮幅案内線に垂直な面上にあり第一濃縮幅案内線と第二濃縮幅案内線との間の範囲を覆って放射面を集光目標位置側に向けて配置された複数の前記リニアレンズパネルからなる第二濃縮幅案内リニアレンズパネル群を備え、
集光目標位置から東西方向に最も外側に位置する後段補助集光リニアレンズパネル群の東西方向に最も外側の端を通る鉛直線と第二濃縮幅案内線との交点を補助集光目標位置とし前記補助集光目標位置の上空で前記初段リニアレンズパネル群の直下位置から始まり東西方向の外側に向かって複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を補助集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が補助集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群を備え、
前記第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群の東西方向の各端位置を次なる補助集光目標位置とし複数の前記リニアレンズパネルを前記第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群と同様に配置してなるという操作を複数回繰り返して形成された複数個の第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群を備えていることを特徴とする太陽光集光装置。
【請求項８】
前記リニアレンズパネルは請求項１のリニアレンズパネルであることを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の太陽光集光装置。
【請求項９】
同一断面形状が奥行き方向に連続した複数の集光部が幅方向に連なって全体が平板状をした透明な板材であり奥行き方向端部から見て幅方向に入射角度の異なる太陽光を全反射及び屈折により放射面側から略垂直になるように制限して放射させる複数の前記リニアレンズパネルからなり南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向には平板状に配置した２つの集光リニアレンズパネル群を集光目標位置の直上付近において集光目標位置側に対して１２０°前後の角度を成して切妻状に接合し、
前記集光リニアレンズパネル群の東西方向の端近辺の下側に複数の前記リニアレンズパネルを南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ更に東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる側方集光リニアレンズパネル群を備え、
鏡面反射をする凹状曲面を有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端から所定間隔離れた位置において上下方向に略集光目標位置の高さ位置から前記集光リニアレンズパネル群の高さ位置の範囲を覆い幅方向に略集光リニアレンズパネル群の幅の範囲を覆い太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて配置された固定反射板を備え、
鏡面反射をする凹状曲面を有するとともに太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて前記固定反射板の上端から上へと向かって延び前記固定反射板との境界位置で東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持された可動反射板を備え、
片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり集光リニアレンズパネル群の直下において太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて所定角度で傾斜して配置された前部反射板を備え、
片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の端の東西方向の各端近傍から上方へと向かい太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて配置された下側前部反射板を備え、
片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが交互に繰り返して成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり東西方向の各端において外側に平面側を向けるとともに奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を前方に向け凹状曲面部分を後方に向けて配置された側部反射板を備え、
前記集光リニアレンズパネル群と後部反射板となる固定反射板及び可動反射板との間が所定の解放状態となった風の抜け口を後方に備えていることを特徴とする請求項１のリニアレンズパネルを用いた太陽光集光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時々刻々と入射角度が変化する太陽光の進行方向を所定範囲に制限出来るリニアレンズパネルと前記リニアレンズパネルを用いた太陽光集光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでに太陽光エネルギーを凝縮させる為に凸レンズや凹面鏡を用いた研究がなされている。凸レンズや凹面鏡によれば太陽光を焦点に集光させることで濃縮が可能である。しかし、凸レンズや凹面鏡によれば常時、入射光を一定方向から入射させる必要があるため時事刻々と変化する太陽光の入射角度に応じて、入射光の向きが常に一定になるように追尾させる必要がある。そのため、制御系も複雑になる等設備が大掛かりになってしまい希薄な太陽光エネルギーを利用する割りには設備費が高額なものとなり実用には不向きとされている。また、曇天の日には、太陽光は散乱してしまうため集光不能である。
【０００３】
通常、太陽光集光に用いるレンズは全て屈折理論であるが、全反射の併用を考えることにより、高効率に太陽光を集光できることが分かった。鈴木は、これまでに「リニアレンズパネルと前記リニアレンズパネルを用いた集光方法」（特開２０００−５６１０２号公報）、光路抑制レンズ（特開２００２−２１４４０６号公報）、光路抑制レンズ（特開２００２−３５７７０２号公報）にて開示しているように、地表面の１平方メートルあたりに１kW程度と極めて希薄なエネルギーである太陽光を従来の集光技術では実現しえない程に効率よく濃縮するリニアレンズパネルを開発した。これらのレンズによれば、様々な方向から入射する光の透過後の進行方向を入射角度に関係なく略一定に保つことができた。例えば、具体的には±７５°の範囲で入射角度が変化する太陽光を放射角度３５°程度の範囲に制限することが出来鉛直下向きに近い状態に保つことが出来た。なお、レンズの放射面の法線と放射光の進行方向との成す角度を放射角度と定義する。これらのレンズによれば、複数のレンズを使用して各レンズの透過光が一定の位置に集中する様に配置するだけで、時刻の変化で太陽光の入射角度が変化しようとも、曇りの日で入射光が散乱光であっても、太陽光を集光させることができた。
【０００４】
しかし、所定の範囲の入射角度に対する放射角度範囲のばらつきは少しでも小さい方が高密度に太陽光を濃縮出来るので好ましい。
【特許文献１】特開２０００−５６１０２号公報
【特許文献２】特開２０００−３０３９４６号公報
【特許文献３】特開２０００−２８４２１２号公報
【特許文献４】特開２００１−８２０５７号公報
【特許文献５】特開２００２−２１４４０６号公報
【特許文献６】特開２００２−３５７７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、入射角度に対する放射角度範囲のばらつきを少しでも小さくし太陽光の濃縮密度を向上させる点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明にかかるリニアレンズパネルは、奥行き方向の端部から見たときに隣り合う平面部分間の角度が略４０°を成して階段状をした入射面と、奥行き方向の端部から見たときに放射面側の前記入射面の各平面部分に対向する位置のうち入射面側からみて隣り合う平面部分が構成する山近傍に形成された凸曲面状のスライダー部分と、奥行き方向の端部から見たときに放射面側の前記入射面の各平面部分に対向する位置のうち入射面側からみて隣り合う平面部分が構成する谷近傍に形成され先端へ向かうに従って幅狭となる氷柱状部分とを備え、同一断面形状が奥行き方向に連続し全体が縦横数十センチメートルの略平板状で透明な素材からなるものである。
【０００７】
請求項２の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群を備えたものである。
【０００８】
請求項３の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群を備え、鏡面反射をする凹状曲面を有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端において太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて配置された後部反射板を備え、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側において太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて配置された前部反射板を備えたものである。ここで、南北方向の太陽光が差し込む側とは、北半球では南、南半球では北のことである。
【０００９】
請求項４の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群を備え、鏡面反射をする凹状曲面を有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端において太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて配置された後部反射板を備え、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側において太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて配置された前部反射板を備え、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが交互に繰り返して成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり東西方向の各端において外側に平面側を向けるとともに奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を前部反射板側に向け凹状曲面部分を後部反射板側に向けて配置された側部反射板を備えたものである。
【００１０】
請求項５の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１の複数の前記リニアレンズパネルを、集光目標位置の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、さらに、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜させて配置してなる初段リニアレンズパネル群を備え、前記初段リニアレンズパネル群の下において、複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群を備え、鏡面反射をする凹状曲面を有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端において上下方向に略集光目標位置の高さ位置から初段リニアレンズパネル群の高さ位置の範囲を覆い幅方向に略初段リニアレンズパネル群の幅の範囲を覆い太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて配置された下側後部反射板を備え、鏡面反射をする凹状曲面を有するとともに初段リニアレンズパネル群の幅の１倍乃至２倍の幅を有し太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて初段リニアレンズパネル群の南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端から上へと向かって延び初段リニアレンズパネル群との境界位置で東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持された上側後部反射板を備え、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の端の東西方向の各端近傍から上方へと向かい太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて配置された下側前部反射板を備え、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有し奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向け初段リニアレンズパネル群の直下で集光リニアレンズパネル群の南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の端から上へと向かって延び集光リニアレンズパネル群との境界位置で東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持された上側前部反射板を備え、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり東西方向の各端において外側に平面側を向けるとともに奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を下側前部反射板側に向け凹状曲面部分を下側後部反射板側に向けて配置された側部反射板を備えたものである。
【００１１】
請求項６の発明にかかる太陽光集光装置は、同一断面形状が奥行き方向に連続した複数の集光部が幅方向に連なって全体が平板状をした透明な板材であり奥行き方向端部から見て幅方向に入射角度の異なる太陽光を全反射及び屈折により放射面側から略垂直になるように制限して放射させる複数のリニアレンズパネルを、集光目標位置の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、さらに、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜させて配置してなる初段リニアレンズパネル群を備え、前記初段リニアレンズパネル群の下において、複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなるメイン集光リニアレンズパネル群を備え、前記メイン集光リニアレンズパネル群の東西方向の各端位置を補助集光目標位置とし前記補助集光目標位置の上空で前記初段リニアレンズパネル群の直下位置から始まり東西方向の外側に向かって複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を補助集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が補助集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる補助集光リニアレンズパネル群を備え、前記補助集光リニアレンズパネル群の東西方向の各端位置を次なる補助集光目標位置とし複数の前記リニアレンズパネルを前記補助集光リニアレンズパネル群と同様に配置してなるという操作を複数回繰り返して形成された複数個の後段補助集光リニアレンズパネル群を備えてたものである。
【００１２】
請求項７の発明にかかる太陽光集光装置は、同一断面形状が奥行き方向に連続した複数の集光部が幅方向に連なって全体が平板状をした透明な板材であり奥行き方向端部から見て幅方向に入射角度の異なる太陽光を全反射及び屈折により放射面側から略垂直になるように制限して放射させる複数のリニアレンズパネルを、集光目標位置の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、さらに、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜させて配置してなる初段リニアレンズパネル群を備え、前記初段リニアレンズパネル群の下において、複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなるメイン集光リニアレンズパネル群を備え、前記メイン集光リニアレンズパネル群の東西方向の各端位置を補助集光目標位置とし前記補助集光目標位置の上空で前記初段リニアレンズパネル群の直下位置から始まり東西方向の外側に向かって複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を補助集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が補助集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる補助集光リニアレンズパネル群を備え、前記補助集光リニアレンズパネル群の東西方向の各端位置を次なる補助集光目標位置とし複数の前記リニアレンズパネルを前記補助集光リニアレンズパネル群と同様に配置してなるという操作を複数回繰り返して形成された複数個の後段補助集光リニアレンズパネル群を備え、南北方向から見て前記初段リニアレンズパネル群の集光目標位置から東西方向に最も外側に位置する後段補助集光リニアレンズパネル群の補助集光目標位置へと結ぶ第一濃縮幅案内線に平行な線で集光目標位置に幅を持たせて設定した濃縮幅の端を通る第二濃縮幅案内線と集光目標位置から東西方向に最も外側に位置する後段補助集光リニアレンズパネル群の東西方向に最も外側の端を通る鉛直線との交点を通り前記第二濃縮幅案内線に垂直な面上にあり第一濃縮幅案内線と第二濃縮幅案内線との間の範囲を覆って放射面を集光目標位置側に向けて配置された複数の前記リニアレンズパネルからなる第二濃縮幅案内リニアレンズパネル群を備え、集光目標位置から東西方向に最も外側に位置する後段補助集光リニアレンズパネル群の東西方向に最も外側の端を通る鉛直線と第二濃縮幅案内線との交点を補助集光目標位置とし前記補助集光目標位置の上空で前記初段リニアレンズパネル群の直下位置から始まり東西方向の外側に向かって複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を補助集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が補助集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群を備え、前記第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群の東西方向の各端位置を次なる補助集光目標位置とし複数の前記リニアレンズパネルを前記第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群と同様に配置してなるという操作を複数回繰り返して形成された複数個の第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群を備えたものである。
【００１３】
請求項８の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項６または請求項７のいずれかに記載の太陽光集光装置において、前記リニアレンズパネルが請求項１のリニアレンズパネルであるものである。
【００１４】
請求項９の発明にかかる太陽光集光装置は、請求項１に記載のリニアレンズパネルを用いた太陽光集光装置である。詳しくは、同一断面形状が奥行き方向に連続した複数の集光部が幅方向に連なって全体が平板状をした透明な板材であり奥行き方向端部から見て幅方向に入射角度の異なる太陽光を全反射及び屈折により放射面側から略垂直になるように制限して放射させる複数の前記リニアレンズパネルからなり南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向には平板状に配置した２つの集光リニアレンズパネル群を集光目標位置の直上付近において集光目標位置側に対して１２０°前後の角度を成して切妻状に接合し、前記集光リニアレンズパネル群の東西方向の端近辺の下側に複数の前記リニアレンズパネルを南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ更に東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる側方集光リニアレンズパネル群を備え、鏡面反射をする凹状曲面を有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端から所定間隔離れた位置において上下方向に略集光目標位置の高さ位置から前記集光リニアレンズパネル群の高さ位置の範囲を覆い幅方向に略集光リニアレンズパネル群の幅の範囲を覆い太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて配置された固定反射板を備え、鏡面反射をする凹状曲面を有するとともに太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて前記固定反射板の上端から上へと向かって延び前記固定反射板との境界位置で東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持された可動反射板を備え、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり集光リニアレンズパネル群の直下において太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて所定角度で傾斜して配置された前部反射板を備え、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の端の東西方向の各端近傍から上方へと向かい太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて配置された下側前部反射板を備え、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが交互に繰り返して成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり東西方向の各端において外側に平面側を向けるとともに奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を前方に向け凹状曲面部分を後方に向けて配置された側部反射板を備え、前記集光リニアレンズパネル群と後部反射板となる固定反射板及び可動反射板との間が所定の解放状態となった風の抜け口を後方に備えているものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明にかかるリニアレンズパネルによれば、日の出から日没に至るまで日中を通じて時々刻々と入射角度が東西方向に変化する太陽光の進行方向を時刻に関係なく一定方向に抑制出来る効果がこれまでに考えたものの中で最も大きい。従来より太陽光のエネルギー利用分野では時刻の変化で変化する入射光の入射角度に追尾する機構を余儀なくされていたが、本発明のリニアレンズパネル１によれば、追尾不要での太陽光利用が出来る効果がこれまでに考えたものの中で最も大きい。しかも、全体を均一に薄肉に構成出来、型による成型にも適した形状である。
【００１６】
請求項２の発明にかかる太陽光集光装置によれば、入射光の様々な入射角度に対して放射角度が一定範囲に保たれる請求項１の発明の複数のリニアレンズパネルの各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置されているので、いずれのリニアレンズパネルを透過した太陽光も時刻の変化で入射角度が変化しようとも入射角度の変化に無関係に略集光目標位置へと集光される効果がある。特に、集光目標位置に向かう放射光は放射角度の変動が±２０°以内の範囲という高い精度で集光されるので、従来よりも高いエネルギー密度を得る事が出来る。例えば、集光目標位置を中心とする集光範囲に太陽熱温水器を設置する場合には、集光により高密度となった太陽光に熱せられて従来より高温な温湯をより短時間に供給出来る。
【００１７】
請求項３の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項２の効果に加えて、四季を通じて変化する南中高度の違いにより集光範囲より後方へと漏れ出ようとする太陽光を凹状曲面で集光して後部反射板で反射し、集光範囲へと到達させることが出来る。また、後部反射板により集光範囲へと向かう光の中には集光範囲の上を通り越して前方へと漏れ出ようとするものが発生する場合があるが、南北方向の端のうち太陽光が差し込む側すなわち集光範囲の前方に配置された前部反射板が奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けた状態にあるので、集光範囲の上を通り越して前方へと漏れ出よう光をも前部反射板が、その独特の形状及び配置状態により全反射させて集光範囲へと到達させることが出来る。しかも、このとき、前部反射板は透明であり平面側を太陽光が差し込む側すなわち前方に向けており、前部反射板の前方からの入射光は阻止することなく、そのまま透過させて、集光範囲へと到達させる事が出来る。このように、請求項３の発明にかかる太陽光集光装置によれば、東西南北あらゆる方向から入射する太陽光を集光範囲へと追尾不要で極めて効率よく集光出来る。
【００１８】
請求項４の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項３の効果に加えて、集光範囲の東西方向側方へと漏れ出ようとする太陽光まで側部反射板によって、集光範囲へと到達させることが出来る。側部反射板は片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなる。そして、側部反射板は奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を前側に向け凹状曲面部分を後ろ側に向けた状態にあるので、集光範囲の東西方向の側方へと漏れ出よう光をその独特の形状及び配置状態により全反射させて集光範囲へと到達させることが出来る。しかも、このとき、側部反射板は透明であり平面側を外側に向けており、入射光は阻止されることなく、そのまま透過させて、集光範囲へと到達する事が出来る。その結果、より広範囲の太陽光のエネルギーを得る事が出来好ましい。
【００１９】
請求項５の発明にかかる太陽光集光装置によれば、入射光の様々な入射角度に対して放射角度が一定範囲に保たれる請求項１の発明の複数のリニアレンズパネルを幅方向が連続して水平になるように合わせて配置してなる初段リニアレンズパネル群を備え、初段リニアレンズパネル群を構成する各リニアレンズパネルが集光目標位置の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、更に、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜しているので、いずれのリニアレンズパネルを透過した太陽光も時刻の変化で入射角度が変化しようとも入射角度の変化に無関係に略一定方向へと進む。特に、放射光の放射角度の変動が±２０°以内の範囲という高い精度であるので、その下に配置された集光リニアレンズパネル群は終日安定した角度で入射光を受ける事が出来る。集光リニアレンズパネル群は、入射光の様々な入射角度に対して放射角度が一定範囲に保たれる請求項１の発明の複数のリニアレンズパネルの各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置されているので、それ単独でも、いずれのリニアレンズパネルを透過した太陽光も時刻の変化で入射角度が変化しようとも入射角度の変化に無関係に略集光目標位置へと集光される効果があるが、上述の様に入射光の進行方向を初段リニアレンズパネル群により予め終日安定した角度に規制しているので、より一層高いエネルギー密度を得る事が出来る。更に、四季を通じて変化する南中高度の違いにより集光範囲より後方へと漏れ出ようとする太陽光のうち初段リニアレンズパネル群を透過したものは下側後部反射板が凹状曲面で集光して反射し、初段リニアレンズパネル群へと入射することすら出来なかったものは上側後部反射板が凹状曲面で集光して反射し、より広範囲に後方へと漏れ出ようとする太陽光を集光範囲へと到達させることが出来る。更に、下側後部反射板または上側後部反射板のいずれで反射された光の中にも集光範囲の上を通り越して前方へと漏れ出ようとするものが発生する場合があるが、南北方向の端のうち太陽光が差し込む側すなわち集光範囲の前方において、集光リニアレンズパネル群の下側では下側前部反射板に、集光リニアレンズパネル群の上側では上側前部反射板によりそれぞれ集光範囲の前方へと漏れで出ようとする光を反射させて集光範囲へと到達させることが出来る。詳しくは、下側前部反射板及び上側前部反射板は、いずれも片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなる。そして、下側前部反射板及び上側前部反射板のいずれも奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けた状態にあるので、集光範囲の上を通り越して前方へと漏れ出よう光をその独特の形状及び配置状態により全反射させて集光範囲へと到達させることが出来る。しかも、このとき、下側前部反射板及び上側前部反射板のいずれも透明であり平面側を太陽光が差し込む側すなわち前方に向けており、入射光は阻止されることなく、そのまま透過させて、集光範囲へと到達する事が出来る。加えて、集光範囲の東西方向側方へと漏れ出ようとする太陽光まで側部反射板によって、集光範囲へと到達させることが出来る。側部反射板も下側前部反射板及び上側前部反射板と同様に片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなる。そして、側部反射板は奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を下側前部反射板側に向け凹状曲面部分を下側後部反射板側に向けた状態にあるので、集光範囲の東西方向の側方へと漏れ出よう光をその独特の形状及び配置状態により全反射させて集光範囲へと到達させることが出来る。しかも、このとき、側部反射板は透明であり平面側を外側に向けており、入射光は阻止されることなく、そのまま透過させて、集光範囲へと到達する事が出来る。このように、請求項５の発明にかかる太陽光集光装置によれば、比較的大規模な場合であっても東西南北あらゆる方向から入射する太陽光を集光範囲へと追尾不要で極めて効率よく集光出来る。吸収冷凍サイクルの再生器を集光範囲へと設置すれば、太陽熱利用による冷房を行うことが出来る。なお、吸収冷凍サイクルには吸収剤にリチウムブロマイドを用いた一般的なものの他、塩化リチウム、塩化カルシウムを用いたもの等がある。特に、塩化カルシウム利用に適している。その他、温湯や暖気を得る事で給湯、暖房に利用出来る。更に、水蒸気も得る事が出来、この水蒸気はコークスとの反応により水素と二酸化炭素の生成に使用しても良い。生成された水素は直接燃料としてまたは燃料電池等に使用できる。二酸化炭素は藻類の培養に使用し、収穫した藻類を直接加工食品の原料にしたり、鯉、ドジョウ、スッポンのエサとして使用しても良い。
【００２０】
請求項６の発明にかかる太陽光集光装置によれば、入射光の様々な入射角度に対して放射角度が一定範囲に保たれる複数のリニアレンズパネルを幅方向が連続して水平になるように合わせて配置してなる初段リニアレンズパネル群を備え、初段リニアレンズパネル群を構成する各リニアレンズパネルが集光目標位置の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、更に、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜しているので、いずれのリニアレンズパネルを透過した太陽光も時刻の変化で入射角度が変化しようとも入射角度の変化に無関係に略一定方向へと進む。また、メイン集光リニアレンズパネル群、補助集光リニアレンズパネル群、後段補助集光リニアレンズパネル群は複数の前記リニアレンズパネルを、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を各々の集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が各々の集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなるので、各々の集光目標位置へと入射光を集光出来る。すなわち、メイン集光リニアレンズパネル群、補助集光リニアレンズパネル群、後段補助集光リニアレンズパネル群が受ける太陽光は、予め、初段リニアレンズパネル群で時刻の変化の影響を受けない最適入射角度に補正されて入射するため、最高の精度で各集光位置へと集光出来、しかも、最後段となる後段補助集光リニアレンズパネル群が集光する入射光は、その１つ手前の補助集光リニアレンズパネル群が東西方向の各端位置となる補助集光目標位置で受け、補助集光リニアレンズパネル群が集光する入射光は、更にその１つ手前のメイン集光リニアレンズパネル群が東西方向の各端位置となる補助集光目標位置で受けるという具合に最終的に全ての入射光をメイン集光リニアレンズパネル群が受けて集光目標位置へと集光出来る。その結果、装置全体の高さを大きくする事無く、メイン集光リニアレンズパネル群、補助集光リニアレンズパネル群、後段補助集光リニアレンズパネル群等の集光リニアレンズパネル群の段数に応じて広範囲の太陽光を集光出来る。
【００２１】
請求項７の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項６の発明にかかる太陽光集光装置の効果に加えて、メイン集光リニアレンズパネル群の他その外側に続く補助集光リニアレンズパネル群、後段補助集光リニアレンズパネル群が受けた太陽光が集光目標位置へと集光出来るのと同様に、第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群とその外側に続く第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群が受けた太陽光が全て第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群の補助集光目標位置へと集光され、その後、第二濃縮幅案内リニアレンズパネル群を介して集光目標位置近傍の濃縮幅の範囲へと向けて送り込まれる。すなわち、メイン集光リニアレンズパネル群、補助集光リニアレンズパネル群、後段補助集光リニアレンズパネル群が受けた太陽光の他に、その外側となる第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群、第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群が受けた太陽光までもが装置全体の高さを変えることなく集光目標位置近傍に集光出来る。
【００２２】
請求項８の発明にかかる太陽光集光装置によれば、請求項６または請求項７のいずれかの太陽光集光装置の効果に加えて、初段リニアレンズパネル群に入射角度の変化に無関係に放射光の放射角度の変動が±２０°以内の範囲という高い精度を維持出来る請求項１の発明のリニアレンズパネルを用いているので、その下に配置されたメイン集光リニアレンズパネル群、補助集光リニアレンズパネル群、後段補助集光リニアレンズパネル群は終日安定した角度で入射光を受ける事が出来結果的に太陽光の濃縮密度を最大限に上げることが出来る。
【００２３】
請求項９の発明にかかる太陽光集光装置によれば、切妻状の集光リニアレンズパネル群により、一段でも集光目標位置へと集光する能力を適度に備える。集光目標位置から遠く、充分な集光が期待できない集光リニアレンズパネル群の東西方向の端近辺へと照射される太陽光を側方集光リニアレンズパネル群により集光目標位置へと集光できる。集光目標位置の後方へと漏れ出ようとする太陽光を反射させて固定反射板と可動反射板で反射させて集光目標位置へと集光させる効果がある。特に、可動反射板は可動式なので、四季を通じて変化する南中高度に応じて集光に最適な反射角度を得る効果がある。固定反射板と可動反射板の反射後に集光目標位置から前方へと漏れ出ようとする太陽光を前部反射板と下側前部反射板で反射させて集光目標位置へと集光させる効果がある。集光目標位置の東西方向側方へと漏れ出ようとする太陽光を側部反射板により集光目標位置へと到達させることが出来る。切妻状の集光リニアレンズパネル群と後方の風の抜け口を備える構造により風の抜けが良く、中側の気流を速くし、ベルヌーイの定理による減圧効果で台風に強い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態のリニアレンズパネルと前記リニアレンズパネルを用いた太陽光集光装置について説明する。図１は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの奥行き方向の端部の一部分を示す説明図である。図２は図１のリニアレンズパネルの集光部の１つを示す拡大図である。図１及び図２に示すように、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１は、同一断面形状が奥行き方向に連続した複数の集光部２が幅方向に連なって全体が平板状をした透明な板材である。１つの集光部２の幅は略１５ｍｍであり、全体が縦横数十センチメートルの大きさである。例えば、縦：２５０ｍｍ、横：２５０ｍｍの正方形をした板である。更に詳しくは、奥行き方向の端部から見たときに隣り合う平面部分３，４間の角度が略４０°を成して階段状をした入射面と、奥行き方向の端部から見たときに放射面側の前記入射面の各平面部分に対向する位置のうち入射面側からみて隣り合う平面部分が構成する山近傍に形成された凸曲面状のスライダー部分５，６と、奥行き方向の端部から見たときに放射面側の前記入射面の各平面部分３，４に対向する位置のうち入射面側からみて隣り合う平面部分が構成する谷近傍に形成され先端へ向かうに従って幅狭となる氷柱状部分７，８とを具備しており、同一断面形状が奥行き方向に連続し全体が縦横数十センチメートルの略平板状で透明な素材からなる。なお、本発明のリニアレンズパネル１を構成する透明素材には屈折率１．４９のメタアクリル（ＭＭＡ）、ガラス等がある。
【００２５】
本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１の構成によれば、階段状をした入射面から入射した光のうち入射面の隣り合う平面部分３，４が構成する山近傍に入射した光は必要に応じて放射面側のスライダー部分５，６での跳ね上げと入射面の平面部分３，４間での跳ね下げとなる全反射を繰り返し放射角度を一定範囲に制限されて放射面側へと透過する。また、放射面側のスライダー部分５，６と入射面の平面部分３，４間では放射角度を充分に制限出来なかった入射光は氷柱状部分７，８へと到達して先端へ向かうに従って幅狭となる平面部分間で全反射を繰り返す過程で放射角度を一定範囲に制限される。この様子を図３乃至図８に示す。図３乃至図８は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの特性を示す説明図である。本実施形態のリニアレンズパネル１を平板と見たときに各図は入射角度が順に７５°、６０°、４５°、３０°、１５°、０°の場合の光の透過特性を示している。図６乃至図８に示すように、入射角度が比較的小さい場合には、入射光は入射面の階段状の谷の部分からも入射するので、放射面側のスライダー部分５，６を通る事無く、直接、氷柱状部分７，８を通過することもある。しかし、図３及び図４に示すように、入射角度が大きい傾向にあり透過光の進行方向の補正が困難な場合には、入射光は入射面の階段状の隣り合う山の部分に遮られ山の部分近傍にしか入射することが出来ないようになっている。その結果、入射角度が大きい場合には、放射面側のスライダー部分５，６と入射面の平面部分３，４間での全反射と、氷柱状部分７，８での全反射という２回の補正チャンスを得る事が出来、充分に放射角度を一定範囲に制限出来る。具体的には、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１は、奥行き方向端部から見て幅方向に様々に入射角度の異なる太陽光を全反射及び屈折により放射面側から全体を平板状と見た場合の仮想平面に対して略垂直になるように制限して放射させることが出来る。特に、放射角度を制限する性能は、図９に示すように、全入射角度範囲に対して放射角度が±２０°以内を実現した。図９は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの特性のまとめを示す説明図である。この結果は、これまでに考案したものの中で最も良い結果である。しかも、全体を均一に薄肉に構成出来、型による成型にも適した形状である。
【００２６】
従って、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１によれば、日の出から日没に至るまで日中を通じて時々刻々と入射角度が東西方向に変化する太陽光の進行方向を時刻に関係なく一定方向に抑制出来る効果がこれまでに考えたものの中で最も大きい。従来より太陽光のエネルギー利用分野では時刻の変化で変化する入射光の入射角度に追尾する機構を余儀なくされていたが、本発明のリニアレンズパネル１によれば、追尾不要での太陽光利用が出来る効果がこれまでに考えたものの中で最も大きい。しかも、全体を均一に薄肉に構成出来、型による成型にも適した形状である。
【００２７】
続いて上記第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた具体的な実施例について説明する。図１０は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第一実施例の太陽光集光装置を示す正面図である。図１１は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第一実施例の太陽光集光装置を示す側面図である。
【００２８】
図１０及び図１１に示すように、本実施例の太陽光集光装置１１は一般家屋の屋根１８に据え置きで設置する太陽熱温水器に応用するものである。詳しくは、複数の第一実施形態の前記リニアレンズパネル１を、図１０に示すように、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置１２へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、図１１に示すように、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向１３に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群１４を備えたものである。集光目標位置１２を中心とする集光範囲１５には、例えば、太陽熱温水器が設置してある。
【００２９】
この構成によれば、入射光の様々な入射角度に対して放射角度が一定範囲に保たれる複数のリニアレンズパネル１の各放射面が集光目標位置１２を向いて略アーチ状を成す様に配置されているので、いずれのリニアレンズパネル１を透過した太陽光も時刻の変化で入射角度が変化しようとも入射角度の変化に無関係に略集光目標位置１２へと集光される効果がある。特に、集光目標位置１２に向かう放射光は放射角度の変動が±２０°以内の範囲という高い精度で集光されるので、従来よりも高いエネルギー密度を得る事が出来る。例えば、集光目標位置１２を中心とする集光範囲１５に太陽熱温水器を設置する場合には、集光により高密度となった太陽光に熱せられて従来より高温な温湯をより短時間に供給出来る。
【００３０】
また、本実施例の太陽光集光装置１１は、図１１に示すように、鏡面反射をする凹状曲面１６ａを有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端において太陽光が差し込む側に凹状曲面１６ａを向けて配置された後部反射板１６を備え、図１２及び図１３に示すように、片側の面が平面１７ａで他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分１７ｂと凹状曲面部分１７ｃとが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側において太陽光が差し込む側に平面１７ａ側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分１７ｂを上側に向け凹状曲面部分１７ｃを下側に向けて配置された前部反射板１７を備えている。図１２は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第一実施例の太陽光集光装置の前部反射板の機能を示す説明図である。図１３は図１２に続く本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第一実施例の太陽光集光装置の前部反射板の機能を示す説明図である。ここで、南北方向の太陽光が差し込む側とは、北半球では南、南半球では北のことである。北半球と南半球では南中高度が逆になり南北方向に太陽光が差し込む方向が逆になるので、この様に定義した。以下の説明でも南北方向の太陽光が差し込む側は同様の意味に扱う。なお、前記後部反射板１６は上下方向の略中間位置において、そこから上への部分が東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持されている。
【００３１】
この構成によれば、四季を通じて変化する南中高度の違いにより集光範囲１５より後方へと漏れ出ようとする太陽光を凹状曲面１６ａで集光して後部反射板１６で反射し、集光範囲１５へと到達させることが出来る。特に、前記後部反射板１６は上下方向の略中間位置において、そこから上への部分が東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持されているので、四季を通じて変化する南中高度の変化に応じて集光範囲１５から後方へと漏れ出ようとする太陽光を反射させる角度を調整し、より多くの太陽光を集光範囲１５へと送り込むことが出来る。また、後部反射板１６により集光範囲１５へと向かう光の中には集光範囲１５の上を通り越して前方へと漏れ出ようとするものが発生する場合があるが、南北方向の端のうち太陽光が差し込む側すなわち集光範囲１５の前方に配置された前部反射板１７が奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分１７ｂを上側に向け凹状曲面部分１７ｃを下側に向けた状態にあるので、集光範囲１５の上を通り越して前方へと漏れ出よう光をも前部反射板１７が、その独特の形状及び配置状態により全反射させて集光範囲１５へと到達させることが出来る。しかも、このとき、前部反射板１７は透明であり平面１７ａ側を太陽光が差し込む側すなわち前方に向けており、前部反射板１７の前方からの入射光は阻止することなく、そのまま透過させて、集光範囲１５へと到達させる事が出来る。このように、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第一実施例の太陽光集光装置１１によれば、東西南北あらゆる方向から入射する太陽光を集光範囲１５へと追尾不要で極めて効率よく集光出来る。
【００３２】
続いて本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第二実施例の太陽光集光装置について説明する。図１４は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第二実施例の太陽光集光装置を示す平面図である。図１５は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第二実施例の太陽光集光装置を示す正面図である。図１６は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第二実施例の太陽光集光装置を示す右側面図である。
【００３３】
本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第二実施例の太陽光集光装置２１は、一般家屋の比較的小規模な太陽熱温水器への利用とは異なり比較的規模の大きい太陽熱利用のためのものである。例えば、規模は縦横数十メートル程度であり、得られた熱は単なる給湯以外に吸収冷凍サイクルの再生器等の比較的大量の熱を必要とする設備への利用を目的とする。
【００３４】
以下、図１４乃至図１６に従って、本実施例の太陽光集光装置２１の構成を示す。先ず第一に、第一実施形態の複数の前記リニアレンズパネル１を、集光目標位置３１の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、さらに、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜させて配置してなる初段リニアレンズパネル群２２を備えている。
【００３５】
第二に、第二実施例の太陽光集光装置２１は、前記初段リニアレンズパネル群２２の下において、複数の前記リニアレンズパネル１を、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置３１へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置３１を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群２３を備えている。
【００３６】
第三に、第二実施例の太陽光集光装置２１は、鏡面反射をする凹状曲面２４ａ，２４ｂを有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端において上下方向に略集光目標位置３１の高さ位置から初段リニアレンズパネル群２２の高さ位置の範囲を覆い幅方向に略初段リニアレンズパネル群２２の幅の範囲を覆い太陽光が差し込む側に凹状曲面２４ａ，２４ｂを向けて配置された下側後部反射板２４を備えている。
【００３７】
第四に、第二実施例の太陽光集光装置２１は、鏡面反射をする凹状曲面２５ａを有するとともに初段リニアレンズパネル群２２の幅の１倍乃至２倍の幅を有し太陽光が差し込む側に凹状曲面２５ａを向けて初段リニアレンズパネル群２２の南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端から上へと向かって延び初段リニアレンズパネル群２２との境界位置で東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持された上側後部反射板２５を備えている。
【００３８】
第五に、第二実施例の太陽光集光装置２１は、第一実施例の太陽光集光装置１１の前部反射板１７と同様に片側の面が平面１７ａで他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分１７ｂと凹状曲面部分１７ｃとが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の端の東西方向の各端近傍から上方へと向かい太陽光が差し込む側に平面１７ａ側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分１７ｂを上側に向け凹状曲面部分１７ｃを下側に向けて配置された下側前部反射板２６，２７を備えている。
【００３９】
第六に、第二実施例の太陽光集光装置２１は、第一実施例の太陽光集光装置１１の前部反射板１７と同様に片側の面が平面１７ａで他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分１７ｂと凹状曲面部分１７ｃとが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有し奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり太陽光が差し込む側に平面１７ａ側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分１７ｂを上側に向け凹状曲面部分１７ｃを下側に向け初段リニアレンズパネル群２２の直下で集光リニアレンズパネル群２３の南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の端から上へと向かって延び集光リニアレンズパネル群２３との境界位置で東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持された上側前部反射板２８を備えている。
【００４０】
第七に、第二実施例の太陽光集光装置２１は、第一実施例の太陽光集光装置１１の前部反射板１７と同様に片側の面が平面１７ａで他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分１７ｂと凹状曲面部分１７ｃとが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり東西方向の各端において外側に平面１７ａ側を向けるとともに奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分１７ｂを下側前部反射板２６，２７側に向け凹状曲面部分１７ｃを下側後部反射板２４側に向けて配置された側部反射板２９，３０を備えている。
【００４１】
本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第二実施例の太陽光集光装置２１は、以上の構成からなるので、入射光の様々な入射角度に対して放射角度が一定範囲に保たれる本発明の第一実施形態の複数のリニアレンズパネル１を幅方向が連続して水平になるように合わせて配置してなる初段リニアレンズパネル群２２を備え、初段リニアレンズパネル群２２を構成する各リニアレンズパネル１が集光目標位置３１の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、更に、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜しているので、いずれのリニアレンズパネルを透過した太陽光も時刻の変化で入射角度が変化しようとも入射角度の変化に無関係に略一定方向へと進む。特に、放射光の放射角度の変動が±２０°以内の範囲という高い精度であるので、その下に配置された集光リニアレンズパネル群２３は終日安定した角度で入射光を受ける事が出来る。集光リニアレンズパネル群２３は、入射光の様々な入射角度に対して放射角度が一定範囲に保たれる本発明の第一実施形態の複数のリニアレンズパネル１の各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置されているので、それ単独でも、いずれのリニアレンズパネルを透過した太陽光も時刻の変化で入射角度が変化しようとも入射角度の変化に無関係に略集光目標位置へと集光される効果があるが、上述の様に入射光の進行方向を初段リニアレンズパネル群２２により予め終日安定した角度に規制しているので、より一層高いエネルギー密度を得る事が出来る。更に、四季を通じて変化する南中高度の違いにより集光範囲より後方へと漏れ出ようとする太陽光のうち初段リニアレンズパネル群２２を透過したものは下側後部反射板２４が凹状曲面２４ａ，２４ｂで集光して反射し、初段リニアレンズパネル群２２へと入射することすら出来なかったものは上側後部反射板２５が凹状曲面２５ａで集光して反射し、より広範囲に後方へと漏れ出ようとする太陽光を集光範囲３２へと到達させることが出来る。更に、下側後部反射板２４または上側後部反射板２５のいずれで反射された光の中にも集光範囲の上を通り越して前方へと漏れ出ようとするものが発生する場合があるが、南北方向の端のうち太陽光が差し込む側すなわち集光範囲３２の前方において、集光リニアレンズパネル群２３の下側では下側前部反射板２６，２７に、集光リニアレンズパネル群２３の上側では上側前部反射板２８によりそれぞれ集光範囲３２の前方へと漏れで出ようとする光を反射させて集光範囲３２へと到達させることが出来る。詳しくは、下側前部反射板２６，２７及び上側前部反射板２８は、いずれも第一実施例の太陽光集光装置１１の前部反射板１７と同様に片側の面が平面１７ａで他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分１７ｂと凹状曲面部分１７ｃとが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなる。そして、下側前部反射板２６，２７及び上側前部反射板２８のいずれも奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分１７ｂを上側に向け凹状曲面部分１７ｃを下側に向けた状態にあるので、集光範囲３２の上を通り越して前方へと漏れ出よう光をその独特の形状及び配置状態により全反射させて集光範囲３２へと到達させることが出来る。しかも、このとき、下側前部反射板２６，２７及び上側前部反射板２８のいずれも透明であり平面１７ａ側を太陽光が差し込む側すなわち前方に向けており、入射光は阻止されることなく、そのまま透過させて、集光範囲３２へと到達する事が出来る。
【００４２】
加えて、集光範囲３２の東西方向側方へと漏れ出ようとする太陽光まで側部反射板２９，３０によって、集光範囲３２へと到達させることが出来る。この様子を図１７に示す。図１７は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第二実施例の太陽光集光装置の側部反射板の機能を示す説明図である。側部反射板２９，３０も下側前部反射板２６，２７及び上側前部反射板２８と同様に片側の面が平面１７ａで他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分１７ｂと凹状曲面部分１７ｃとが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなる。そして、側部反射板２９，３０は奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分１７ｂを下側前部反射板２６，２７側に向け凹状曲面部分１７ｃを下側後部反射板２４側に向けた状態にあるので、図１７において矢印で示すように、集光範囲３２の東西方向の側方へと漏れ出よう光をその独特の形状及び配置状態により全反射させて集光範囲３２へと到達させることが出来る。しかも、このとき、側部反射板２９，３０は透明であり平面１７ａ側を外側に向けており、入射光は阻止されることなく、そのまま透過させて、集光範囲３２へと到達する事が出来る。このように、第二実施例の太陽光集光装置２１によれば、比較的大規模な場合であっても東西南北あらゆる方向から入射する太陽光を集光範囲３２へと追尾不要で極めて効率よく集光出来る。吸収冷凍サイクルの再生器を集光範囲３２へと設置すれば、太陽熱利用による冷房を行うことが出来る。なお、吸収冷凍サイクルには吸収剤にリチウムブロマイドを用いた一般的なものの他、塩化リチウム、塩化カルシウムを用いたもの等がある。特に、規模の大きい場合には塩化カルシウム利用が経済的なので適しているが、規模が小さくなる場合には塩化カルシウム利用では専門性知識の高い人員が要求されるので扱いが簡易な塩化リチウム利用が望ましい。その他、温湯や暖気を得る事で給湯、暖房に利用出来る。更に、水蒸気も得る事が出来、この水蒸気はコークスとの反応により水素と二酸化炭素の生成に使用しても良い。生成された水素は直接燃料としてまたは燃料電池等に使用できる。二酸化炭素は藻類の培養に使用し、収穫した藻類を直接加工食品の原料にしたり、鯉、ドジョウ等の淡水魚、スッポンのエサとして使用しても良い。なお、塩化リチウム、塩化カルシウムの再生は、休耕田における太陽熱利用により行い、休耕田では設備規模も大きくでき、二酸化炭素利用の藻類の培養や淡水魚等の飼育規模も拡大できる。
【００４３】
ところで、上記説明では、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第一実施例の太陽光集光装置１１は、第二実施例の太陽光集光装置２１のような側部反射板２９，３０を備えていないが、小規模で据え置きタイプの第一実施例の太陽光集光装置１１が側部反射板２９，３０を備えても良い。
【００４４】
第一実施例の太陽光集光装置１１が側部反射板２９，３０を備えた場合には、上記第一実施例の太陽光集光装置１１の効果に加えて、集光範囲１５の東西方向側方へと漏れ出ようとする太陽光まで側部反射板２９，３０によって、集光範囲１５へと到達させることが出来る。側部反射板２９，３０は片側の面が平面１７ａで他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分１７ｂと凹状曲面部分１７ｃとが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなる。そして、側部反射板２９，３０は奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分１７ｂを前側に向け凹状曲面部分１７ｃを後ろ側に向けた状態にあるので、集光範囲１５の東西方向の側方へと漏れ出よう光をその独特の形状及び配置状態により全反射させて集光範囲１５へと到達させることが出来る。しかも、このとき、側部反射板２９，３０は透明であり平面１７ａ側を外側に向けており、入射光は阻止されることなく、そのまま透過させて、集光範囲１５へと到達する事が出来る。その結果、より広範囲の太陽光のエネルギーを得る事が出来好ましい。
【００４５】
続いて本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第三実施例の太陽光集光装置について説明する。図１８は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第三実施例の太陽光集光装置の正面から向かって略右半分を示す部分省略正面図である。
【００４６】
図１８に示すように、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第三実施例の太陽光集光装置４１は、同一断面形状が奥行き方向に連続した複数の集光部２が幅方向に連なって全体が平板状をした透明な板材であり奥行き方向端部から見て幅方向に入射角度の異なる太陽光を全反射及び屈折により放射面側から略垂直になるように制限して放射させる複数の前記リニアレンズパネル１を、集光目標位置４２の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、さらに、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜させて配置してなる初段リニアレンズパネル群４３を備え、前記初段リニアレンズパネル群４３の下において、複数の前記リニアレンズパネル１を、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置４２へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置４２を向いて略アーチ状を成す様に配置してなるメイン集光リニアレンズパネル群４４を備え、前記メイン集光リニアレンズパネル群４４の東西方向の各端位置を補助集光目標位置４４ａとし前記補助集光目標位置４４ａの上空で前記初段リニアレンズパネル群４３の直下位置から始まり東西方向の外側に向かって複数の前記リニアレンズパネル１を、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を補助集光目標位置４４ａへ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が補助集光目標位置４４ａを向いて略アーチ状を成す様に配置してなる補助集光リニアレンズパネル群４５を備え、前記補助集光リニアレンズパネル群４５の東西方向の各端位置を次なる補助集光目標位置４５ａとし複数の前記リニアレンズパネル１を前記補助集光リニアレンズパネル群４５と同様に配置してなるという操作を複数回繰り返して形成された複数個の後段補助集光リニアレンズパネル群４６，４７を備えたものである。なお、補助集光目標位置４５ａが後段補助集光リニアレンズパネル群４６の補助集光目標位置であるのと同様に後段補助集光リニアレンズパネル群４６の東西方向の各端位置には補助集光目標位置４６ａがあり、同様な繰り返しにより後段補助集光リニアレンズパネル群の数は何段も設定出来る。
【００４７】
従って、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第三実施例の太陽光集光装置４１によれば、入射光の様々な入射角度に対して放射角度が一定範囲に保たれる複数のリニアレンズパネル１を幅方向が連続して水平になるように合わせて配置してなる初段リニアレンズパネル群４３を備え、初段リニアレンズパネル群４３を構成する各リニアレンズパネル１が集光目標位置４２の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、更に、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜しているので、いずれのリニアレンズパネル１を透過した太陽光も時刻の変化で入射角度が変化しようとも入射角度の変化に無関係に略一定方向へと進む。特に、放射光の放射角度の変動が±２０°以内の範囲という高い精度であるので、その下に配置されたメイン集光リニアレンズパネル群４４、補助集光リニアレンズパネル群４５、後段補助集光リニアレンズパネル群４６，４７は終日安定した角度で入射光を受ける事が出来る。また、メイン集光リニアレンズパネル群４４、補助集光リニアレンズパネル群４５、後段補助集光リニアレンズパネル群４６，４７は複数の前記リニアレンズパネル１を、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を各々の集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が各々の集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなるので、各々の集光目標位置へと入射光を集光出来る。すなわち、メイン集光リニアレンズパネル群４４、補助集光リニアレンズパネル群４５、後段補助集光リニアレンズパネル群４６，４７が受ける太陽光は、予め、初段リニアレンズパネル群４３で時刻の変化の影響を受けない最適入射角度に補正されて入射するため、最高の精度で各集光位置へと集光出来、しかも、最後段となる後段補助集光リニアレンズパネル群４６，４７が集光する入射光は、その１つ手前の補助集光リニアレンズパネル群４５，４６が東西方向の各端位置となる補助集光目標位置４５ａ，４６ａで受け、補助集光リニアレンズパネル群４５が集光する入射光は、更にその１つ手前のメイン集光リニアレンズパネル群４４が東西方向の各端位置となる補助集光目標位置４４ａで受けるという具合に最終的に全ての入射光をメイン集光リニアレンズパネル群４４が受けて集光目標位置４２へと集光出来る。その結果、装置全体の高さを大きくする事無く、メイン集光リニアレンズパネル群４４、補助集光リニアレンズパネル群４５、後段補助集光リニアレンズパネル群４６，４７等の集光リニアレンズパネル群の段数に応じて広範囲の太陽光を集光出来る。
【００４８】
続いて本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第四実施例の太陽光集光装置について説明する。本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第四実施例の太陽光集光装置５１は、上記第三実施例の太陽光集光装置４１における集光目標位置４２に幅を持たせて濃縮精度を緩和することで太陽光の集光量を拡大するものである。図１９は本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第四実施例の太陽光集光装置の正面から向かって略右半分を示す部分省略正面図である。なお、図中、上記第三実施例と同一符号及び記号は上記第三実施例と同一または相当であるものとする。
【００４９】
即ち、図１９に示すように、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第四実施例の太陽光集光装置５１は、上記第三実施例の太陽光集光装置４１と同様に、同一断面形状が奥行き方向に連続した複数の集光部２が幅方向に連なって全体が平板状をした透明な板材であり奥行き方向端部から見て幅方向に入射角度の異なる太陽光を全反射及び屈折により放射面側から略垂直になるように制限して放射させる複数の前記リニアレンズパネル１を、集光目標位置４２の上空において放射面を下に向け、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向が連続して水平になるように合わせ、さらに、奥行き方向を東西方向から見て南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて傾斜させて配置してなる初段リニアレンズパネル群４３を備え、前記初段リニアレンズパネル群４３の下において、複数の前記リニアレンズパネル１を、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置４２へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置４２を向いて略アーチ状を成す様に配置してなるメイン集光リニアレンズパネル群４４を備え、前記メイン集光リニアレンズパネル群４４の東西方向の各端位置を補助集光目標位置４４ａとし前記補助集光目標位置４４ａの上空で前記初段リニアレンズパネル群４３の直下位置から始まり東西方向の外側に向かって複数の前記リニアレンズパネル１を、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を補助集光目標位置４４ａへ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が補助集光目標位置４４ａを向いて略アーチ状を成す様に配置してなる補助集光リニアレンズパネル群４５を備え、前記補助集光リニアレンズパネル群４５の東西方向の各端位置を次なる補助集光目標位置４５ａとし複数の前記リニアレンズパネル１を前記補助集光リニアレンズパネル群４５と同様に配置してなるという操作を複数回繰り返して形成された複数個の後段補助集光リニアレンズパネル群４６，４７を備えている。なお、補助集光目標位置４５ａが後段補助集光リニアレンズパネル群４６の補助集光目標位置であるのと同様に後段補助集光リニアレンズパネル群４６の東西方向の各端位置には補助集光目標位置４６ａがあり、同様な繰り返しにより後段補助集光リニアレンズパネル群の数は何段も設定出来る。更に、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第四実施例の太陽光集光装置５１は、上記第三実施例の太陽光集光装置４１との相違点として、南北方向から見て前記初段リニアレンズパネル群４３の集光目標位置４２から東西方向に最も外側に位置する後段補助集光リニアレンズパネル群４７の補助集光目標位置４６ａへと結ぶ第一濃縮幅案内線５２に平行な線で集光目標位置４２に幅を持たせて設定した濃縮幅５３の端５３ａを通る第二濃縮幅案内線５４と集光目標位置４２から東西方向に最も外側に位置する後段補助集光リニアレンズパネル群４７の東西方向に最も外側の端を通る鉛直線との交点を通り前記第二濃縮幅案内線５４に垂直な面上にあり第一濃縮幅案内線５２と第二濃縮幅案内線５４との間の範囲を覆って放射面を集光目標位置４２側に向けて配置された複数の前記リニアレンズパネル１からなる第二濃縮幅案内リニアレンズパネル群５５を備え、集光目標位置４２から東西方向に最も外側に位置する後段補助集光リニアレンズパネル群４７の東西方向に最も外側の端を通る鉛直線と第二濃縮幅案内線５４との交点を補助集光目標位置５６とし前記補助集光目標位置５６の上空で前記初段リニアレンズパネル群４３の直下位置から始まり東西方向の外側に向かって複数の前記リニアレンズパネル１を、南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を補助集光目標位置５６へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が補助集光目標位置５６を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群５７を備え、前記第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群５７の東西方向の各端位置を次なる補助集光目標位置５７ａとし複数の前記リニアレンズパネル１を前記第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群５７と同様に配置してなるという操作を複数回繰り返して形成された複数個の第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群５８，５９を備えたものである。なお、補助集光目標位置５７ａが第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群５８の補助集光目標位置であるのと同様に第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群５８の東西方向の各端位置には補助集光目標位置５８ａがあり、同様な繰り返しにより第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群の数は何段も設定出来る。
【００５０】
従って、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いた第四実施例の太陽光集光装置５１によれば、上記第三実施例の太陽光集光装置４１の効果に加えて、メイン集光リニアレンズパネル群４４の他その外側に続く補助集光リニアレンズパネル群４５、後段補助集光リニアレンズパネル群４６，４７が受けた太陽光が集光目標位置４２へと集光出来るのと同様に、第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群５７とその外側に続く第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群５８，５９が受けた太陽光が全て第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群５７の補助集光目標位置５６へと集光され、その後、第二濃縮幅案内リニアレンズパネル群５５を介して集光目標位置４２近傍の濃縮幅５３の範囲へと向けて送り込まれる。すなわち、メイン集光リニアレンズパネル群４４、補助集光リニアレンズパネル群４５、後段補助集光リニアレンズパネル群４６，４７が受けた太陽光の他に、その外側となる第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群５７、第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群５８，５９が受けた太陽光までもが装置全体の高さを変えることなく集光目標位置４２近傍に集光出来る。ところで、上記説明では第四実施例の太陽光集光装置５１は第二濃縮幅案内リニアレンズパネル群５５を備えるが必ずしも第二濃縮幅案内リニアレンズパネル群５５を備えることに限定しない。第二濃縮幅案内リニアレンズパネル群５５がない場合はある場合に比べて第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群５７を透過した太陽光の中には集光目標位置４２からより離れた部分に集光されることになるが、集光目標位置４２を中心とした周辺には外側に離れるに従って何層にも分割された図示しない水槽からなる集熱水槽群を配置し、集光目標位置４２から離れた集光密度の低い低温部分において集熱されることに変わりない。集熱水槽群で加熱された温湯は中心となる集光目標位置４２において最高温度となり周辺に遠ざかるに従って低温となるが、集光目標位置４２に位置する水槽から温湯を順に採取して使用するようになっており、低温側で集熱された太陽熱も最終的に高温側の水槽で使用されることとなり有効利用されることに変わりない。
【００５１】
ところで、上記説明では第一実施例の太陽光集光装置１１、第二実施例の太陽光集光装置２１、第三実施例の太陽光集光装置４１及び第四実施例の太陽光集光装置５１に用いるリニアレンズパネルは本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１であるが、必ずしも、本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１に限定するものではなく、透過光の進行方向を一定範囲に抑制出来る形状のものであれば他のリニアレンズパネルを用いても良い。例えば、図２０に示すように、第一実施形態のリニアレンズパネル１の細部を少し変形したものであっても構わない。図２０は第二実施形態のリニアレンズパネルの集光部の１つを示す拡大図である。
【００５２】
本発明の第二実施形態のリニアレンズパネルも、第一実施形態のリニアレンズパネル１と同様に、奥行き方向の端部から見たときに隣り合う平面部分間の角度が略４０°を成して階段状をした入射面と、奥行き方向の端部から見たときに放射面側の前記入射面の各平面部分に対向する位置のうち入射面側からみて隣り合う平面部分が構成する山近傍に形成された凸曲面状のスライダー部分と、奥行き方向の端部から見たときに放射面側の前記入射面の各平面部分に対向する位置のうち入射面側からみて隣り合う平面部分が構成する谷近傍に形成され先端へ向かうに従って幅狭となる氷柱状部分とを具備し、同一断面形状が奥行き方向に連続し全体が縦横数十センチメートルの略平板状で透明な素材からなることに変わりない。
【００５３】
したがって、本発明の第二実施形態のリニアレンズパネルを用いても本発明の第一実施形態のリニアレンズパネル１を用いる場合と同様、入射角度の変化に無関係に放射光の放射角度の変動が±２０°以内の範囲という高い精度を維持出来き結果的に太陽光の濃縮密度を最大限に上げることが出来る。
【００５４】
続いて、第五実施例の太陽光集光装置６１について説明する。図２１は本発明の第五実施例の太陽光集光装置の平面図、図２２は本発明の第五実施例の太陽光集光装置の正面図、図２３は本発明の第五実施例の太陽光集光装置の右側面図、図２４は本発明の第五実施例の太陽光集光装置の斜視図である。上記第二実施例の太陽光集光装置２１では、集光目標位置３１の直上範囲を略フラット状態の初段リニアレンズパネル群２２と略アーチ状を成す様に配置してなる集光リニアレンズパネル群２３の２段重ねで集光しているが、第五実施例の太陽光集光装置６１では、集光目標位置となる屋根温水器６２の直上付近には集光リニアレンズパネル群は１段しかない。詳しくは、屋根６０に設置された屋根温水器６２の直上付近では第一実施形態のリニアレンズパネルまたは第二実施形態のリニアレンズパネルからなり南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向には平板状に配置した２つの集光リニアレンズパネル群６３，６４を屋根温水器６２側に対して１２０°前後の角度を成して切妻状に接合している。したがって、切妻状の集光リニアレンズパネル群６３，６４により、一段でも集光目標位置へと集光する能力を適度に備える。なお、本実施例では、たまたま、屋根温水器６２は２台並んで配置されているが２台に限定しない。また、屋根温水器６２は、水中内に黒体からなる収熱体を収容していても良い。水中内に黒体からなる収熱体を備えることで、生成される温湯がより高温となり、吸収剤にリチウムブロマイドを用いた一般的なものの他、塩化リチウム、塩化カルシウムを利用した吸収冷凍サイクルを可動させることも出来る。
【００５５】
また、集光リニアレンズパネル群６３，６４の東西方向の端近辺では、その下側に、第三実施例の太陽光集光装置４１のメイン集光リニアレンズパネル群４４の場合と同様に、複数の前記リニアレンズパネルを南北方向から見て同一断面形状が連続する奥行き方向を略南北に合わせるとともに幅方向を集光目標位置へ向かう方向に対して略垂直となる様に合わせ、さらに、東西方向から見て奥行き方向を南中時の太陽光の進行方向に対して略垂直となる様に合わせて、各放射面が集光目標位置を向いて略アーチ状を成す様に配置してなる側方集光リニアレンズパネル群６５，６６を備えている。したがって、集光目標位置から遠く、充分な集光が期待できない集光リニアレンズパネル群６３，６４の東西方向の端近辺へと照射される太陽光を集光目標位置へと集光できる。
【００５６】
また、第五実施例の太陽光集光装置６１は、第二実施例の太陽光集光装置２１の下側後部反射板２４と同様の固定反射板７０と、第二実施例の太陽光集光装置２１の上側後部反射板２５と同様の可動反射板７１を備える。すなわち、鏡面反射をする凹状曲面を有し南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の反対側の端から所定間隔離れた位置において上下方向に略集光目標位置の高さ位置から前記集光リニアレンズパネル群６３，６４の高さ位置の範囲を覆い幅方向に略集光リニアレンズパネル群６３，６４の幅の範囲を覆い太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて配置された固定反射板７０を備え、鏡面反射をする凹状曲面を有するとともに太陽光が差し込む側に凹状曲面を向けて前記固定反射板７０の上端から上へと向かって延び前記固定反射板７０との境界位置で東西方向を向く軸を中心に回動及び所定角度にて固定可能に支持された可動反射板７１を備える。したがって、集光目標位置の後方へと漏れ出ようとする太陽光を反射させて固定反射板７０と可動反射板７１で反射させて集光目標位置へと集光させる効果がある。特に、可動反射板７１は可動式なので、四季を通じて変化する南中高度に応じて集光に最適な反射角度を得る効果がある。
【００５７】
また、第五実施例の太陽光集光装置６１は、第一実施例の太陽光集光装置１１の前部反射板１７と同様の前部反射板６７を集光リニアレンズパネル群６３，６４の直下に備える。さらに、第五実施例の太陽光集光装置６１は、第二実施例の太陽光集光装置２１の下側前部反射板２６，２７と同様の下側前部反射板６８，６９を側方集光リニアレンズパネル群６５，６６の直下に備える。すなわち、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり集光リニアレンズパネル群６３，６４の直下において太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて所定角度で傾斜して配置された前部反射板６７を備え、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが略９０°の角度を成して交互に繰り返して並んで成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり南北方向の端のうち太陽光が差し込む側の端の東西方向の各端近傍から上方へと向かい太陽光が差し込む側に平面側を向けるとともに奥行き方向を東西方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を上側に向け凹状曲面部分を下側に向けて配置された下側前部反射板６８，６９を備える。したがって、前部反射板６７と下側前部反射板６８，６９によれば、固定反射板７０と可動反射板７１の反射後に集光目標位置から前方へと漏れ出ようとする太陽光を反射させて集光目標位置へと集光させる効果がある。
【００５８】
また、第五実施例の太陽光集光装置６１は、第二実施例の太陽光集光装置２１の側部反射板２９，３０と同様の側部反射板７２，７３を備える。すなわち、片側の面が平面で他方の面に奥行き方向の端部から見たとき完全にフラットな平面部分と凹状曲面部分とが交互に繰り返して成る階段形状を有して奥行き方向に同一断面形状が連続する全体が透明で略平板状をした板からなり東西方向の各端において外側に平面側を向けるとともに奥行き方向を上下方向に向け階段状を構成する面部のうち完全にフラットな平面部分を前方に向け凹状曲面部分を後方に向けて配置された側部反射板７２，７３を備える。したがって、側部反射板７２，７３によれば、集光目標位置の東西方向側方へと漏れ出ようとする太陽光を集光目標位置へと到達させることが出来る。
【００５９】
特に、第五実施例の太陽光集光装置６１が他の実施例と大きく異なる点は、後方（北半球では北側）に風の抜け口７４がある点である。詳しくは、集光リニアレンズパネル群６３，６４と、後部反射板となる固定反射板７０、可動反射板７１との間が所定の解放状態となっており、風の抜け口７４が形成されている。前方より吹き付ける風は、後方の風の抜け口７４により抜ける。切妻状の集光リニアレンズパネル群６３，６４と後方の風の抜け口７４を備える構造は風の抜けが良く、中側の気流を速くする。したがって、ベルヌーイの定理による減圧効果で台風に強い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
上記のような構成からなる本発明によれば、従来技術では困難とされた石油代替エネルギーとして使用可能なレベルにまで太陽光のエネルギーを高密度に濃縮できる。従って、太陽光を暖房、給湯への利用のレベルを超えて吸収冷凍サイクルや蒸気機関への利用も可能であり、冷房、発電への利用も出来る。水蒸気を得る場合にはコークスとの反応により水素と二酸化炭素の生成に使用しても良い。生成された水素は直接燃料としてまたは燃料電池等に使用できる。二酸化炭素は藻類の培養に使用し、収穫した藻類を直接加工食品の原料にしたり、鯉、ドジョウ等の淡水魚、スッポンのエサとして使用しても良い。なお、吸収冷凍サイクルの吸収剤には、リチウムブロマイドを用いた一般的なものの他、塩化リチウム、塩化カルシウムを用いたものがある。塩化リチウム、塩化カルシウムの再生は、休耕田における太陽熱利用により行い、ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏとしてだけでなく、ＣａＣｌ２・４Ｈ２ＯまたはＣａＣｌ２・６Ｈ２Ｏとして再生する場合もある。休耕田では設備規模も大きくでき、二酸化炭素利用の藻類の培養や淡水魚等の飼育規模も拡大できる。また、生ゴミの乾燥にも使用できる。このように、本発明は石油代替エネルギーとして様々な利用可能性を秘めている。しかも、本発明は太陽光を用いることで、ＣＯ２の排出を防止するだけでなく、藻類培養への展開により積極的にＣＯ２の吸収を行い、地球温暖化防止にも貢献できる。しかも、藻類培養に加えて、淡水魚飼育への展開により将来の食料不足問題の解決にも寄与する。さらに、ゴミ処理のエネルギー供給へと発展する等、産業上の利用可能性は計り知れない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの奥行き方向の端部の一部分を示す説明図である。
【図２】図１のリニアレンズパネルの集光部の１つを示す拡大図である。
【図３】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの特性を示す説明図である。
【図４】図３に続く本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの特性を示す説明図である。
【図５】図４に続く本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの特性を示す説明図である。
【図６】図５に続く本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの特性を示す説明図である。
【図７】図６に続く本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの特性を示す説明図である。
【図８】図７に続く本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの特性を示す説明図である。
【図９】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルの特性のまとめを示す説明図である。
【図１０】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第一実施例の太陽光集光装置を示す正面図である。
【図１１】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第一実施例の太陽光集光装置を示す側面図である。
【図１２】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第一実施例の太陽光集光装置の前部反射板の機能を示す説明図である。
【図１３】図１２に続く本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第一実施例の太陽光集光装置の前部反射板の機能を示す説明図である。
【図１４】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第二実施例の太陽光集光装置を示す平面図である。
【図１５】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第二実施例の太陽光集光装置を示す正面図である。
【図１６】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第二実施例の太陽光集光装置を示す右側面図である。
【図１７】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第二実施例の太陽光集光装置の側部反射板の機能を示す説明図である。
【図１８】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第三実施例の太陽光集光装置の正面から向かって略右半分を示す部分省略正面図である。
【図１９】本発明の第一実施形態のリニアレンズパネルを用いた第四実施例の太陽光集光装置の正面から向かって略右半分を示す部分省略正面図である。
【図２０】第二実施形態のリニアレンズパネルの集光部の１つを示す拡大図である。
【図２１】本発明の第五実施例の太陽光集光装置の平面図である。
【図２２】本発明の第五実施例の太陽光集光装置の正面図である。
【図２３】本発明の第五実施例の太陽光集光装置の右側面図である。
【図２４】本発明の第五実施例の太陽光集光装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  リニアレンズパネル
２  集光部
３，４  平面部分
５，６  スライダー部分
７，８  氷柱状部分
１１，２１，４１，５１，６１  太陽光集光装置
１２，３１，４２  集光目標位置
１３  進行方向
１４，２３，６３，６４  集光リニアレンズパネル群
１５，３２  集光範囲
１６  後部反射板
１６ａ，２４ａ，２４ｂ，２５ａ  凹状曲面
１７，６７  前部反射板
１７ａ  平面
１７ｂ  平面部分
１７ｃ  凹状曲面部分
１８  屋根
２２，４３  初段リニアレンズパネル群
２４  下側後部反射板
２５  上側後部反射板
２６，２７，６８，６９  下側前部反射板
２８  上側前部反射板
２９，３０，７２，７３  側部反射板
４４  メイン集光リニアレンズパネル群
４４ａ，４５ａ，４６ａ，５６，５７ａ，５８ａ  補助集光目標位置
４５  補助集光リニアレンズパネル群
４６，４７  後段補助集光リニアレンズパネル群
５２  第一濃縮幅案内線
５３  濃縮幅
５３ａ  端
５４  第二濃縮幅案内線
５５  第二濃縮幅案内リニアレンズパネル群
５７  第二濃縮幅補助集光リニアレンズパネル群
５８，５９  第二濃縮幅後段補助集光リニアレンズパネル群
６０  屋根
６２  屋根温水器
６５，６６  側方集光リニアレンズパネル群
７０  固定反射板
７１  可動反射板
７４  風の抜け口
【図１】
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【図２】
2007286378.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007286378.tif 000007
【図６】
2007286378.tif 000008
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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