(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽光を利用して発電する装置などにおいて、太陽光をより適切に反射して集光させることが可能な反射鏡を提供する。【解決手段】太陽光を反射面で反射するための反射鏡であって、反射鏡は、土台６０と、土台６０上に配設された平板状の複数の反射鏡片６１とを備えており、反射鏡の反射面６３は、複数の反射鏡片６１の反射面６２の集合からなるモザイク面であり、複数の反射鏡片６１の各々の反射面６２による太陽光の反射光が重なりあって焦点Ｆを形成するものであり、土台６０上に配設された複数の反射鏡片６１の各々の反射面６２による太陽光の反射光が焦点Ｆに集光するように、土台６０において、複数の反射鏡片６１の各々が配設される各載置面ごとに載置面の角度が調整されている。【選択図】図１９
2016018205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を反射面で反射するための反射鏡であって、
前記反射鏡は、土台と、該土台上に配設された平板状の複数の反射鏡片とを備えており、
前記反射鏡の反射面は、前記複数の反射鏡片の反射面の集合からなるモザイク面であり、前記複数の反射鏡片の各々の反射面による太陽光の反射光が重なりあって焦点を形成するものであり、
前記土台上に配設された複数の反射鏡片の各々の反射面による太陽光の反射光が前記焦点に集光するように、前記土台において、前記複数の反射鏡片の各々が配設される各載置面ごとに該載置面の角度が調整されているものであることを特徴とする反射鏡。
【請求項２】
前記焦点の形状は、多角形であることを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
【請求項３】
前記土台の各載置面は、段差を介して他の載置面と隣り合っており、
該隣り合う載置面同士をつないで前記段差を構成する段差面には、前記土台を貫通する孔が開けられているものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射鏡。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の反射鏡を１枚以上備え、該１枚以上の反射鏡の反射面の角度を太陽の動きに追従させて調整するヘリオスタット装置であって、
前記１枚以上の反射鏡を支持する１つのミラーフレームと、該ミラーフレームと連結してミラーフレームを南北方向に回転させるための東西方向を回転軸方向とする一対の南北回転軸棒と、前記ミラーフレームを東西方向に回転させるための南北方向を回転軸方向とする東西回転軸棒と、該東西回転軸棒から東側および西側に向かって突き出ている一対のアームと、前記東西回転軸棒を軸回転可能に支持する支柱とを有しており、
前記一対のアームの先端には、前記一対の南北回転軸棒が互いに対向して軸回転可能に配設されており、
前記東西回転軸棒を回転軸として、前記一対のアームと前記一対の南北回転軸棒と前記ミラーフレームとが一体的に東西方向に回転されることで、前記ミラーフレームに支持された１枚以上の反射鏡の反射面の東西方向の角度が調整されるものであり、
前記一対の南北回転軸棒を回転軸として、前記ミラーフレームが南北方向に回転されることで前記１枚以上の反射鏡の反射面の南北方向の角度が調整されるものであることを特徴とするヘリオスタット装置。
【請求項５】
前記東西回転軸棒に接続されており該東西回転軸棒の軸回転を制御するモーターをさらに有するものであることを特徴とする請求項４に記載のヘリオスタット装置。
【請求項６】
前記一対のアームの両端に取り付けられた東西チェーンと、該東西チェーンが掛けられた東西チェーン長さ調整手段とをさらに有しており、
該東西チェーン長さ調整手段の駆動により、該東西チェーン長さ調整手段から前記アームの取り付け位置までの東西チェーンの長さが調整されつつ、前記一対のアームが前記ミラーフレームと一体的に前記東西回転軸棒を回転軸として東西方向に回転されるものであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のヘリオスタット装置。
【請求項７】
前記ミラーフレームに南北にわたって取り付けられた南北チェーンと、該南北チェーンが掛けられた南北チェーン長さ調整手段とをさらに有しており、
該南北チェーン長さ調整手段の駆動により、該南北チェーン長さ調整手段から前記ミラーフレームの取り付け位置までの南北チェーンの長さが調整されつつ、前記ミラーフレームが前記南北回転軸棒を回転軸として南北方向に回転されるものであることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のヘリオスタット装置。
【請求項８】
前記ミラーフレームの形状を保持するための構造体をさらに有するものであることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のヘリオスタット装置。
【請求項９】
前記ミラーフレームは、四角形の枠と裏面支持部材とを有しており、
前記枠の四辺の各々には前記反射鏡が１枚ずつ枠の内側に向かって傾斜して配設されるものであり、前記裏面支持部材は前記傾斜して配設される反射鏡の裏面を支持するものであることを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか一項に記載のヘリオスタット装置。
【請求項１０】
請求項４から請求項９のいずれか一項に記載のヘリオスタット装置を一つ以上備えており、各々のヘリオスタット装置により支持され、反射面の角度が調整された前記１枚以上の反射鏡による太陽光の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ことを特徴とする太陽熱集熱装置。
【請求項１１】
請求項４から請求項９のいずれか一項に記載のヘリオスタット装置を一つ以上備えており、各々のヘリオスタット装置により支持され、反射面の角度が調整された前記１枚以上の反射鏡による太陽光の反射光を太陽電池に集光するものであることを特徴とする太陽光集光発電装置。
【請求項１２】
前記太陽電池には、熱交換器が設けられているものであることを特徴とする請求項１１に記載の太陽光集光発電装置。
【請求項１３】
前記太陽電池には、前記１枚以上の反射鏡により集光された反射光を前記太陽電池の受光面に導くための筒状の二次集光器が設けられているものであることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の太陽光集光発電装置。
【請求項１４】
前記ヘリオスタット装置は、前記ミラーフレームにより支持された集光レシーバを備えており、該集光レシーバは、前記太陽電池と、太陽光により太陽の位置を感知して信号を発信するセンサとを有しており、
前記センサにより発信された信号に基づき、太陽の動きに追従するように、前記太陽電池による電力で、前記一対のアームと一対の南北回転軸棒とミラーフレームの一体的な東西方向の回転、および、前記ミラーフレームの南北方向の回転が制御されて、前記１枚以上の反射鏡の反射面の東西方向および南北方向の角度が自動的に調整可能なものであることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の太陽光集光発電装置。
【請求項１５】
前記ヘリオスタット装置は、補助蓄電池または補助太陽電池をさらに備えており、
前記補助蓄電池または前記補助太陽電池による電力で、夜から翌日の朝に、前記一対のアームと前記一対の南北回転軸棒と前記ミラーフレームとが一体的に西から東へ回転して、前記１枚以上の反射鏡の反射面が東へ向くように自動的に角度調整可能なものであることを特徴とする請求項１４に記載の太陽光集光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の位置に向けて太陽光を反射させるための反射鏡およびヘリオスタット装置ならびに太陽熱集熱装置および太陽光集光発電装置に関する。
【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】
上述したような集熱装置の他、クロスリニア型のものが挙げられる。
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。
【０００７】
このように太陽光を利用して発電等を行う場合にあっては反射鏡がよく用いられており、反射鏡によって適切に太陽光を反射することが求められている。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、例えば太陽光を利用して発電する装置などにおいて、太陽光をより適切に反射して集光させることが可能な反射鏡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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、太陽光を反射面で反射するための反射鏡であって、前記反射鏡は、土台と、該土台上に配設された平板状の複数の反射鏡片とを備えており、前記反射鏡の反射面は、前記複数の反射鏡片の反射面の集合からなるモザイク面であり、前記複数の反射鏡片の各々の反射面による太陽光の反射光が重なりあって焦点を形成するものであり、前記土台上に配設された複数の反射鏡片の各々の反射面による太陽光の反射光が前記焦点に集光するように、前記土台において、前記複数の反射鏡片の各々が配設される各載置面ごとに該載置面の角度が調整されているものであることを特徴とする反射鏡を提供する。
【００１０】
このようなものであれば、反射鏡の反射面が大きなものであっても、より簡便に、より適切に反射光を所望の領域に集光させることができる。
すなわち、平板状の複数の反射鏡片からなるものであるので、例えば大面積の反射面を有する１枚の凹面鏡を用意するよりも簡単に用意することができる。また、焦点において、より均一な集光像を形成することができる。反射光を例えば太陽電池に集光したりして発電する場合などには、集光像の均一性のため安定して発電しやすく、電力の安定供給が可能になる。
【００１１】
このとき、前記焦点の形状は、多角形であるものとすることができる。
【００１２】
従来の反射鏡、すなわち、一枚の大きな凹面鏡であれば、通常、焦点の形状は円形になる。しかしながら、本願発明の反射鏡は複数の反射鏡片からなっており、焦点の形状は多角形になる。
【００１３】
また、前記土台の各載置面は、段差を介して他の載置面と隣り合っており、該隣り合う載置面同士をつないで前記段差を構成する段差面には、前記土台を貫通する孔が開けられているものとすることができる。
【００１４】
このようなものであれば、反射鏡に対して吹く風を、上記孔を通じて反射鏡の反対側へ逃すことができる。このため、風の抵抗を減らすことができ、風による反射鏡の揺れ、撓みを防ぎ、集光率が低下するのを抑制することができる。また、土台自体の重量を減らすことができるため、反射鏡を取り扱いやすくなる。
【００１５】
また、本発明は、上記本発明の反射鏡を１枚以上備え、該１枚以上の反射鏡の反射面の角度を太陽の動きに追従させて調整するヘリオスタット装置であって、前記１枚以上の反射鏡を支持する１つのミラーフレームと、該ミラーフレームと連結してミラーフレームを南北方向に回転させるための東西方向を回転軸方向とする一対の南北回転軸棒と、前記ミラーフレームを東西方向に回転させるための南北方向を回転軸方向とする東西回転軸棒と、該東西回転軸棒から東側および西側に向かって突き出ている一対のアームと、前記東西回転軸棒を軸回転可能に支持する支柱とを有しており、前記一対のアームの先端には、前記一対の南北回転軸棒が互いに対向して軸回転可能に配設されており、前記東西回転軸棒を回転軸として、前記一対のアームと前記一対の南北回転軸棒と前記ミラーフレームとが一体的に東西方向に回転されることで、前記ミラーフレームに支持された１枚以上の反射鏡の反射面の東西方向の角度が調整されるものであり、前記一対の南北回転軸棒を回転軸として、前記ミラーフレームが南北方向に回転されることで前記１枚以上の反射鏡の反射面の南北方向の角度が調整されるものであることを特徴とするヘリオスタット装置を提供する。
【００１６】
このような本発明のヘリオスタット装置の優れた点について、従来のヘリオスタット装置と比較して説明する。
従来のクロスリニア型の太陽熱発電装置などで用いられているヘリオスタット装置として、例えば図１１に示すようなものが挙げられる。図１１が従来のヘリオスタット装置の上面図である。
図１１のヘリオスタット装置１０１では、１枚の反射鏡１０２を支持する２つのミラーフレーム１０３、１０４を有しており、ミラーフレーム１０４はミラーフレーム１０３を囲うよう形成されている。そして、ミラーフレーム１０３が東西棒１０５を回転軸にして南北方向に回転可能なようにミラーフレーム１０４に連結されている。さらには、ミラーフレーム１０４が南北棒１０６を回転軸として東西方向に回転可能なように構成されている。このような構成によって、反射鏡１０２が南北方向および東西方向に回転し、その反射面の角度が調整される。
【００１７】
しかしながら、このような従来のヘリオスタット装置では、１枚の反射鏡の反射面の角度調整をするにあたって、反射鏡を囲う、少なくとも２つの大きなミラーフレームが必要となってしまい、部品数も増え、コスト面等で問題が生じてくる。
【００１８】
一方、本発明のヘリオスタット装置であれば、反射鏡を東西方向および南北方向に回転させて、反射面の角度を簡便に調整することができるとともに、従来では２つ必要だったミラーフレームの数を１つにすることができる。このため部品数を減少させ、コストの低減、運搬の容易化を図ることができる。
また、本発明の反射鏡を備えているので、発電等のために太陽光を集光するにあたって、より適切な太陽光の反射を行うことが可能になる。
【００１９】
また、前記東西回転軸棒に接続されており該東西回転軸棒の軸回転を制御するモーターをさらに有するものとすることができる。
【００２０】
このようなものであれば、モーターによって、一対のアーム、一対の南北回転手段、ミラーフレームを介して反射鏡を東西方向に簡便に回転させることができる。
【００２１】
また、前記一対のアームの両端に取り付けられた東西チェーンと、該東西チェーンが掛けられた東西チェーン長さ調整手段とをさらに有しており、該東西チェーン長さ調整手段の駆動により、該東西チェーン長さ調整手段から前記アームの取り付け位置までの東西チェーンの長さが調整されつつ、前記一対のアームが前記ミラーフレームと一体的に前記東西回転軸棒を回転軸として東西方向に回転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、簡便にアーム等を介して反射鏡を東西方向に回転させることができる。
また、東西チェーンの張力によってアームを保持することができるため、風によって反射鏡が揺れるのを効果的に抑制することができる。したがって風による集光への悪影響を低減することができ、集光率を改善することができる。
【００２３】
また前記ミラーフレームに南北にわたって取り付けられた南北チェーンと、該南北チェーンが掛けられた南北チェーン長さ調整手段とをさらに有しており、該南北チェーン長さ調整手段の駆動により、該南北チェーン長さ調整手段から前記ミラーフレームの取り付け位置までの南北チェーンの長さが調整されつつ、前記ミラーフレームが前記南北回転軸棒を回転軸として南北方向に回転されるものとすることができる。
【００２４】
このようなものであれば、簡便にアーム等を介して反射鏡を南北方向に回転させることができる。
また、南北チェーンの張力によってアームを保持することができるため、風によって反射鏡が揺れるのを効果的に抑制することができる。したがって風による集光への悪影響を低減することができ、集光率を改善することができる。
【００２５】
また、前記ミラーフレームの形状を保持するための構造体をさらに有するものとすることができる。
【００２６】
上記のような東西チェーンを備えた場合、チェーンの張力によって、材質によってはアーム、さらにはミラーフレームに、しなりが発生する場合がある。南北チェーンを備えた場合についても同様である。
そこで、上記のような構造体を有するものであれば、しなりなどの変形が発生するのを防止することができ、それによって各チェーンの張力も十分となり、上記のような東西方向や南北方向のミラーフレームの回転機構に十分な強度を与えることができ、風などによる揺れも一層防止でき、回転の安定性や精度を向上させることができる。
【００２７】
また、前記ミラーフレームは、四角形の枠と裏面支持部材とを有しており、前記枠の四辺の各々には前記反射鏡が１枚ずつ枠の内側に向かって傾斜して配設されるものであり、前記裏面支持部材は前記傾斜して配設される反射鏡の裏面を支持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、１つのヘリオスタット装置に対して４枚の反射鏡を配置することができ、より広い範囲で太陽光を反射させて集光することができる。しかも各反射鏡は上記のように傾斜配設されるので４枚分の焦点を簡単に合わすことができるし、裏面支持部材によって支えられているので、風によって揺れるのも抑制することができる。したがって集光率を改善することができる。
さらには、太陽光を反射させて集光する範囲が同面積の場合を考えた場合、従来のように大きな１枚の反射鏡を配設する場合に比べ、本発明のように４枚の反射鏡を配設する場合は、一枚あたりの反射鏡の面積を小さくすることができるため、製造や運搬の面で容易になり有効である。このためコスト面で改善を図ることができ、取り扱いの手間もかからない。
また一枚あたりの重量も小さくすることができ、自重によるたわみも抑制することができる。たわみによる集光への悪影響を低減することができるので、この点でも集光率を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明は、上記ヘリオスタット装置を一つ以上備えており、各々のヘリオスタット装置により支持され、反射面の角度が調整された前記１枚以上の反射鏡による太陽光の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ことを特徴とする太陽熱集熱装置を提供する。
または、上記ヘリオスタット装置を一つ以上備えており、各々のヘリオスタット装置により支持され、反射面の角度が調整された前記１枚以上の反射鏡による太陽光の反射光を太陽電池に集光するものであることを特徴とする太陽光集光発電装置を提供する。
【００３０】
このように、本発明のヘリオスタット装置を用いた太陽熱集熱装置あるいは太陽光集光発電装置を提供することができ、低コストで効率良く太陽エネルギーを利用することができる。さらには、より均一に反射光を集光させることができるので、より安定した集熱や発電が可能なものとなる。なお、本発明のヘリオスタット装置は、例えばタワー型やクロスリニア型の集熱装置や集光発電装置に利用することが挙げられる。
【００３１】
また、前記太陽電池には、熱交換器が設けられているものとすることができる。
【００３２】
このようなものであれば、集光による温度上昇で太陽電池での発電効率が低下するのを抑制することができる。しかも、熱交換器で熱エネルギーを回収することができる。
【００３３】
また、前記太陽電池には、前記１枚以上の反射鏡により集光された反射光を前記太陽電池の受光面に導くための筒状の二次集光器が設けられているものとすることができる。
【００３４】
このようなものであれば、反射鏡からの反射光を太陽電池に直接的に集光させるほか、二次集光器に集光させれば太陽電池へ集光させることができる。したがって集光範囲を広げることができ、より簡便に、より効率良く太陽電池に集光させることができる。
【００３５】
また、前記ヘリオスタット装置は、前記ミラーフレームにより支持された集光レシーバを備えており、該集光レシーバは、前記太陽電池と、太陽光により太陽の位置を感知して信号を発信するセンサとを有しており、前記センサにより発信された信号に基づき、太陽の動きに追従するように、前記太陽電池による電力で、前記一対のアームと一対の南北回転軸棒とミラーフレームの一体的な東西方向の回転、および、前記ミラーフレームの南北方向の回転が制御されて、前記１枚以上の反射鏡の反射面の東西方向および南北方向の角度が自動的に調整可能なものとすることができる。
【００３６】
このようなものであれば、太陽電池とセンサによって、太陽を自動追尾するように反射鏡の反射面の角度を自動調整することができるので、極めて簡単に太陽光の反射光を太陽電池に集光させることが可能である。従来のような太陽追尾のためのコンピュータによる複雑な計算も省略することができ、手間もコストも削減できる。すなわち、中央制御の必要がない自立型のものとすることができる。
【００３７】
また、前記ヘリオスタット装置は、補助蓄電池または補助太陽電池をさらに備えており、前記補助蓄電池または前記補助太陽電池による電力で、夜から翌日の朝に、前記一対のアームと前記一対の南北回転軸棒と前記ミラーフレームとが一体的に西から東へ回転して、前記１枚以上の反射鏡の反射面が東へ向くように自動的に角度調整可能なものとすることができる。
【００３８】
このようなものであれば、自動的に、翌日の朝に、前述したセンサによる太陽の自動追尾が可能な状態にしておくことができるため簡便である。したがって、より完全に自立型のものとすることができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上のように、本発明によれば、より簡便に、より適切に反射光を所望の領域に集光させることが可能な反射鏡を提供することができる。
また、大きなミラーフレームの数やそれに必要な材料の量を減らすことができ、コストが低減され、運搬等の取り扱いも容易な上、簡便に反射面の角度調整をすることができるヘリオスタット装置を提供することができる。
さらには、安定した集熱・発電等が可能な太陽熱集熱装置、太陽光集光発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のヘリオスタット装置の一例を示す概略図である。
【図２】支柱と東西回転軸棒との関係の一例を示す説明図である。
【図３】アーム等を東西方向に回転させるための機構の一例を示す説明図である。
【図４】鼓型プーリーの一例を示す概略図である。
【図５】南北回転手段の一例を示す説明図である。
【図６】南北回転手段の他の一例を示す説明図である。
【図７】ミラーフレームの一例を示す説明図である。
【図８】枠と裏面支持部材との位置関係の一例を示す説明図である。
【図９】太陽熱集熱装置の一例を示す概略図である。
【図１０】太陽光集光発電装置の一例を示す概略図である。
【図１１】従来のヘリオスタット装置の一例を示す説明図である。
【図１２】従来のヘリオスタット装置の他の一例を示す説明図である。
【図１３】アーム等を東西方向に回転させるための機構の他の一例を示す説明図である。
【図１４】南北回転手段の他の一例を示す説明図である。
【図１５】南北チェーン長さ調整手段３４の一例を示す説明図である。
【図１６】ミラーフレームの他の一例を示す説明図である。
【図１７】ミラーフレームと他の部材との位置関係の一例を示す説明図である。
【図１８】ミラーフレームの形状を保持する構造体の一例を示す説明図である。
【図１９】本発明の反射鏡の一例を示す概略図である。
【図２０】反射鏡片の一例を示す概略図である。
【図２１】アーム等を東西方向に回転させるための機構の他の一例を示す説明図である。
【図２２】太陽電池の周辺構造の一例を示す説明図である。
【図２３】太陽光集光発電装置の他の一例を示す概略図である。
【図２４】補助太陽電池を備えた一例を示す説明図である。
【図２５】補助蓄電池を備えた一例を示す説明図である。
【図２６】土台の一例を示す概略図である。
【図２７】土台に形成された孔の位置の一例を示す説明図である。
【図２８】反射鏡における孔の形態の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１に本発明のヘリオスタット装置の一例を示す。
まず、ヘリオスタット装置１の全体的な仕組みについて説明する。主な構成としては、本発明の反射鏡２を支持する１つのミラーフレーム３と、一対の南北回転軸棒１６と、東西回転軸棒５と、一対のアーム６と、支柱７が挙げられる。なお、取り付け可能な反射鏡２の枚数は、１枚以上であれば良く、したがって複数枚とすることもできるが、以下では１枚の反射鏡を取り付ける場合を例に挙げて説明する。また、説明上、ヘリオスタット装置１の構造が分かりやすいようにするため、図１を含めて図中において反射鏡２は透明にしている。
また、本発明の反射鏡２においては、後述するように、土台や複数の反射鏡片等からなるものであるが、この点に関しても、説明上、分かりやすいようにするため、反射鏡の具体的な構成に関する図１９、２０、２６−２８以外は、図中において、それらの構成要素は省略して描かれており、反射鏡全体の外形のみ描かれている。
【００４２】
地面等に設置された支柱７に対し、東西回転軸棒５が軸回転可能なように取り付けられている。なお南北方向が回転軸方向である。また、東西回転軸棒５から東側および西側に向かって、それぞれアーム６が突き出ている。そして各々のアーム６の先端には、南北回転軸棒１６が互いに対向するようにして軸回転可能に配設されている。なお、これらの一対の南北回転軸棒１６は一直線上に並んでいて回転軸を共有しており、その回転軸方向は東西方向である。また、これらの南北回転軸棒１６はミラーフレーム３と連結している。
【００４３】
反射鏡２の反射面の角度調整に関しては以下の通りである。
東西方向については、東西回転軸棒５を回転軸として、アーム６、南北回転軸棒１６、ミラーフレーム３とが一体的に東西方向に回転されることで、反射鏡２の角度が調整される。
一方、南北方向については、一対の南北回転軸棒１６を回転軸として、ミラーフレーム３が南北方向に回転されることで、反射鏡２の角度が調整される。
【００４４】
以下、さらに詳述する。
（東西方向の回転について）
東西回転軸棒５は、前述したように南北方向が回転軸方向となるように支柱７に取り付けられている。支柱７への取り付け方法は特に限定されず、東西回転軸棒５が軸回転可能であれば良い。また、支柱７の形状等は特に限定されず、東西回転軸棒５等や反射鏡２を強固に支持できるものであれば良い。
図２に支柱と東西回転軸棒との関係の一例を示す。図２は図１におけるＡ矢視図である。
図２のように、支柱７の上部に貫通孔８を設け、東西回転軸棒５と接続された支軸９を、貫通孔８を通して配設することができる。このような構造であれば、支軸９を軸回転させることにより、東西回転軸棒５を軸回転させることができる。
【００４５】
東西回転軸棒５は、その長さは特に限定されないが、ミラーフレーム３の南北方向の回転の妨げにならないように短くすることができる。長さが短ければ材料費も低減することができるし、取り扱いや運搬も容易である。
【００４６】
また、図１に示すように東西回転軸棒５の両側（東西方向）には一対のアーム６が取り付けられている。このアーム６の長さは南北回転手段４を介して連結されたミラーフレーム３の大きさに応じて決定することができる。またアーム６の形状は特に限定されず、円柱状のものや板状のものなど適宜決定することができる。ミラーフレーム３や反射鏡２の重さ等に応じて、適切に支持できるものを用意することができる。
東西回転軸棒５の軸回転により、アーム６をミラーフレーム３と一体になって東西方向に回転させることができる。
【００４７】
また、東西回転軸棒５を軸回転させる手段は特に限定されないが、例えばモーターを用いることができる。
図２に示すように、モーター１０を設けて支軸９と接続する。モーター１０の駆動制御によって、支軸９の軸回転および東西回転軸棒５の軸回転を制御することが可能である。モーター１０は東西回転軸棒５等を介してアーム６等を回転させるのに必要な出力を有するものであれば良い。そもそもアーム６等の東西方向の回転は東西回転軸棒５を中心に回転するものであるため、比較的出力の小さいモーターでも十分である。小型のモーターであればコストを低減することができる。
【００４８】
また、図３にアーム等を、東西回転軸棒を回転軸として東西方向に回転させるための機構の他の一例を示す。
図３に示すように、一対のアーム６の両端に取り付けられた東西チェーン１１と、該東西チェーン１１が掛けられている東西チェーン長さ調整手段３０とを有している。なお、ここでは東西チェーン長さ調整手段３０の一例として鼓型プーリー１２を有しているものを例に示す。
東西チェーン１１は例えばラダーチェーンとすることができるが特には限定されない。鼓型プーリー１２に適切に引っ掛かることができ、鼓型プーリーの回転により巻き取られ、反対側へと送り出されるものであれば良い。
【００４９】
また、鼓型プーリー１２の一例を図４に示す。鼓型プーリー１２は回転駆動可能なものであり、回転軸方向で鼓のように外径が変化している。すなわち、回転軸方向において内側に向かって外径が小さくなっている。
そして外周には、溝あるいは図４のように歯車のように突起１３が螺旋状に設けられており、該突起１３にラダーチェーン等のチェーン１１を掛けることが可能である。
【００５０】
このような鼓型プーリー１２の構成により、回転軸方向において外径の大きな外側では東西チェーン１１が掛かっている範囲が広くなり（東西チェーン１１が巻き取られている範囲が長くなり）、回転軸方向において外径の小さな内側では東西チェーン１１が掛かっている範囲が狭くなる（東西チェーン１１が巻き取られている範囲が短くなる）。
そして、鼓型プーリー１２の回転駆動によって、鼓型プーリー１２からアーム６の取り付け位置までの東西チェーン１１の長さが調整され、併せて一対のアーム６等を東西回転軸棒５を回転軸として東西方向に回転させることができる。
スムーズにアーム６等が回転するように、突起１３の配置等を適宜決定することができる。
【００５１】
なお、鼓型プーリー１２を回転させる手段は特に限定されないが、例えば図３のように別のモーター１４を用いることができる。この場合においてもアーム６等は東西回転軸棒５を中心に回転するので、小型のモーターでも十分にアーム６等を適切に回転させることができる。
【００５２】
鼓型プーリー１２やモーター１４を配設する位置は特に限定されないが、これらをアーム６よりも下方に配設することで、ヘリオスタット装置１全体の重心を下げることができ、安定性を増すことができる。
【００５３】
また、東西チェーン長さ調整手段の他の例について図１３を参照して説明する。
図１３に示すように、東西チェーン長さ調整手段３０は、東西チェーン１１が掛けられているプーリー３２、該プーリー３２の上方および下方に接続される２つのスプリング３３、プーリー３２を回転させるためのモーター３１からなっている。スプリング３３の他端の固定位置は特に限定されず、例えば支柱等に固定可能である。
そしてモーター３１を回転駆動させることでプーリー３２を回転させて、プーリー３２から取り付け位置ａまでの東西チェーン１１の長さと、プーリー３２から取り付け位置ｂまでの東西チェーン１１の長さが調整されつつ、例えば東端が下がり西端が上がるようにしてアーム６がミラーフレームと一体的に回転する。
【００５４】
なお、スプリング３３による引力や東西チェーンの張力などのバランスによってプーリー３２の位置は決まる。このプーリー３２の回転に伴い東西チェーン１１の張力の変化が生じるものの、その変化した東西チェーン１１の張力とスプリング３３による引力との間で再度バランスが自動構築される。このためプーリー３２は、その回転に応じて上記バランスが保たれるように位置が上下動することになる。
【００５５】
また、東西チェーン長さ調整手段のさらに他の例について図２１を参照して説明する。
図２１に示すように、東西チェーン長さ調整手段３０は、東西チェーン１１が掛けられているギア４４、支柱７に設けられたレール４５、ギア４４と連結されており、レール４５に沿って昇降可能な昇降体４６からなっている。なお、ここでは昇降体４６にギア４４を回転させるためのモーターが内蔵されているが、昇降体４６と分離してモーターを用意することも可能である。
【００５６】
そして、昇降体４６内のモーターを回転駆動させることでギア４４を回転させて、ギア４４から取り付け位置Ａまでの東西チェーン１１の長さと、ギア４４から取り付け位置Ｂまでの東西チェーン１１の長さが調整されつつ、アーム６がミラーフレームと一体的に東西方向に回転する。
また、ギア４４の回転によって東西チェーン１１の張力に変化が生じ、該張力の変化に応じて、自動的に、ギア４４と連結している昇降体４６がレール４５に沿って昇降してそれらの高さ位置が決まる。
【００５７】
以上、東西方向の回転に関して東西チェーン長さ調整手段について説明してきたが、図３や図１３、図２１などのような機構を有していれば、単にアーム６等を東西方向に回転させるばかりでなく、東西チェーン１１の張力によって、アーム６をその位置に保持することができる。したがって風によって、アーム６や反射鏡２が揺れるのを防ぐことができ、太陽光を反射させるべき位置から反射光がずれてしまうのを抑制することができる。このため、所定位置に太陽光を安定して反射させることができ、集光率の向上を図ることができる。
【００５８】
なお、図４のような鼓型プーリーや、図１３のようなスプリング付のプーリー、図２１のギアと昇降体に限定されない。東西チェーン１１を適切に巻き取り、これらのプーリーから取り付け位置までの東西チェーン１１の長さを適切に調整することができ、アーム６等を適切に回転させることができるものであれば良く、他の形状のプーリーを用いることができるし、あるいは他の器具を用いたものとすることもできる。また、チェーンに限らずワイヤ等を用いた機構とすることもできる。
【００５９】
また、アーム６等を回転させる機構として、図２に示すモーター１０のみの構成とすることもできるし、図３や図１３、図２１に示す機構のみとすることもできるが、図２と図３（または図１３、図２１）の構成を併設することもできる。
【００６０】
（南北方向の回転について）
次に、南北回転軸棒１６について説明する。
図５は、一方のアーム６の先端付近の拡大図を示しており、特には南北回転軸棒１６を有する南北回転手段の一例を示している。
南北回転手段４は、一対のアーム６のそれぞれの両端に設けられている。図５に示す例では、各々のアーム６の円柱状の先端部１５の内側に、南北回転軸棒１６を有する南北回転手段４が設けられている。この南北回転軸棒１６にはモーターが付属しており、該付属モーターにより南北回転軸棒１６を軸回転可能である。そして、各々の南北回転軸棒１６は対向しており、ミラーフレーム３（ここでは四角形の枠）と連結されており、その軸回転によりミラーフレーム３を南北方向に回転させることが可能である。
【００６１】
図６に南北回転手段の他の一例を示す。
図５と異なって南北回転軸棒１６には備え付けのモーターは設けられていないものの、アーム６の先端部１５にはアクチュエータ１７が併せて設けられており、かつ、該アクチュエータ１７の先端部が南北回転軸棒１６の側面と連結されている。アクチュエータ１７の駆動により先端部が前進後退運動し、それによって連結された南北回転軸棒１６が周方向に回転（すなわち軸回転）し、さらにはミラーフレーム３が南北方向に回転するように構成されている。
【００６２】
南北回転手段４はこれらの態様に限定されず、南北回転軸棒１６を回転軸として、ミラーフレーム３を南北方向に適切に回転させることができる機構であれば十分である。なお、図５、６のような南北回転軸棒１６の軸回転を利用する機構であれば、ミラーフレーム３を比較的小さなトルクで回転させることができるため、南北回転軸棒１６の付属モーター等は小型のものでも済ますことができる。
【００６３】
また、図５、６では南北回転軸棒１６を先端部１５の内側に設けたが、配設位置はこれに限定されない。例えば、図１４の他の一例のように、アーム６に対して垂直に、先端部１５から突き出た箇所の端部に配設することもできる。このような端部に南北回転軸棒１６を設けることで、該南北回転軸棒１６に連結されたミラーフレーム３とアーム６とをより一層離すことができる。すなわち、ミラーフレーム３とアーム６との間に比較的広い空間を設けることができる。このような空間を設けておけば、ミラーフレーム３が、後述するような裏面支持部材を備える場合であっても、該裏面支持部材がアーム６と接触してミラーフレーム３の回転が阻害されることを効果的に防ぐことができる。
【００６４】
また、図５、６、１４に示す例では、付属モーターやアクチュエータを利用して南北回転軸棒１６自体を回転駆動させているが、これに限定されない。例えば、図３、１３、２１等のようにチェーンを利用する形態が挙げられる。
上記のように図３、１３、２１では東西回転軸棒を回転軸とするアームの東西回転のためにアームの東端と西端に東西チェーンを取り付けているが、南北回転軸棒を回転軸としてミラーフレームを南北方向に回転させるにあたっては、ミラーフレームの南北の２箇所に南北チェーンを取り付ける。例えば、ミラーフレームが四角形の枠である図１の場合、四隅のうちの北側と南側の角に取り付けることができる。
【００６５】
図１５に南北チェーン長さ調整手段３４の一例を示す。図１５に示すように、南北チェーン長さ調整手段３４は、南北チェーン３８が掛けられているプーリー３５、該プーリー３５の上方および下方に接続される２つのスプリング３６、プーリー３５を回転させるためのモーター３７からなっている。スプリング３６の他端の固定位置は特に限定されず、例えば支柱等に固定可能である。
なお、南北チェーン長さ調整手段３４の駆動やミラーフレーム３の回転（南北方向）の仕組みは、例えば図１３の東西チェーン長さ調整手段の駆動やアームの回転（東西方向）の仕組みと同様とすることができる。
【００６６】
また、南北チェーン調整手段として、図１５のようなスプリング付のプーリーではなく、鼓型プーリーを用いることもできる。この場合は、例えば図３の鼓型プーリーと同様のものとすることができ、同様の仕組みとすることができる。
あるいは、図２１のようなギアと昇降体の組み合わせを用いることも可能である。
【００６７】
以上のように本発明における回転機構について説明してきたが、一方で従来のヘリオスタット装置としては、図１１に挙げたようなものの他、図１２のようなヘリオスタット機構が用いられている。反射鏡の裏面にＴ字の支柱（Ｔボーン）が取り付けられており、図１２に示すようにＴボーンの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ることができる。
しかしながら、特には支柱周りに回転させる場合に（回転Ｒ）大きなトルクが必要となってしまう。すなわち、反射鏡の角度を制御するにあたって小型のモーターでは不十分な場合が生じる。
【００６８】
一方、図１−図６、図１３−図１５、図２１のような東西方向および南北方向の回転機構であれば、前述したように小型のモーター等を用いて、より小さなトルクで十分にアーム６やミラーフレーム３を回転させ、反射鏡２の角度を所望の角度に調整することが可能である。
また、反射面の角度調整を東西方向と南北方向に分けて行うことができるので、Ｔボーンよりも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、集光効率の向上を図ることができる。
【００６９】
次に、ミラーフレーム３について説明する。
ミラーフレーム３は１つだけ配設されており、反射鏡２を１枚以上支持することができるものであれば良く、その形状等は特に限定されない。図１のように、単に１枚のミラーの外周を囲う枠のものとすることもできるし、あるいは図７のようなものとすることもできる。
図７はミラーフレーム３の平面図である。位置関係が分かりやすいように、南北回転軸棒１６、東西回転軸棒５、アーム６等も併せて図示した。
図７に示すミラーフレーム３は１つの四角形の枠（枠１８）の他、裏面支持部材１９からなっている。なお、ここでは枠１８の４つの角がそれぞれ東西南北の方向に位置するよう配設されており、裏面支持部材１９が北東から南西にかけて配設されていて枠１８の北東の辺と南西の辺に接続されている。
【００７０】
なお、反射鏡２も併せて図示している。反射鏡２は、ここでは四角形のものが４枚配設されているが、四角形に限られず、円形のものなど適宜決定できる。枠１８の四辺の各々の上に各々の反射鏡２が載置されている。反射鏡２の対角線と枠１８の辺の位置が重なるように載置されており、反射鏡２は枠１８の辺を支点に回転可能になっている。ここでは反射鏡２は枠１８の内側に向かって傾斜するように配設されており（傾斜配設した反射鏡２は実線で描かれている。なお、参考として、傾斜させない場合（水平配設）を点線で示している）、その裏面は裏面支持部材１９によって支持されている。このように傾斜して配設されており、４枚の反射鏡による太陽光の反射光を一点に集光することができる。傾斜角は焦点の位置に応じて適宜決定することができる。
【００７１】
また、例えば４枚とも傾斜せずに配設した場合、すなわち、４枚全体で１枚の平らな反射鏡のような状態では、反射鏡の正面方向から吹いてくる風をまともに受けてしまい、たわんだり揺れやすくなり、太陽光を集光させるのに効率が悪くなる。一方、上記のように４枚の反射鏡を傾斜配設することによって、正面からの風による抵抗を減らすことができ、集光率が低下するのを抑制できる。また、風による抵抗の影響を受けにくいので、反射鏡を回転させるための動力源の出力も比較的小さなものとすることが可能になる。
【００７２】
図８に枠１８と裏面支持部材１９との位置関係をさらに示す。図８は、図７におけるＢ矢視図である（すなわち、裏面支持部材１９の縦断面図である）。なお、位置関係が分かりやすいようにミラーフレーム３の平面図も図８に併せて示す。
裏面支持部材１９の形状等は特に限定されないが、ここでは複数の板材を組み合わせて構成されている。一端が枠１８の辺と接続された２枚の支持板２０や、支持板２０の他の一端同士を接続する底板２１、さらには梁２２等から構成されている。支持板２０の交差する箇所は切れ目の加工を入れて互いに嵌合し合うようにするなどの工夫を施すことができる。支持板２０は傾斜して配設されており、その上面で反射鏡２の裏面を支持することができる。傾斜角は、前述したように反射光の焦点の位置に応じて適宜決定することができる。
なお、底板２１や梁２２を設けることによって、裏面支持部材１９の構造をより強固にすることができ、反射鏡２をより一層強固に支持することができる。
当然これらの構造に限定されず、反射鏡２の裏面を支持できるものであればよく、適宜その構造を決定することができる。
また、北西から南東にかけて同様の裏面支持部材を設けることもできる。あるいは２つの裏面支持部材を適切に組み合わせて一体化させ、４枚全ての反射鏡の裏面を支持可能なものを用いることもできる。アームや東西回転軸棒などの回転機構の部品と干渉しないように適切な形状の裏面支持部材を用意することができる。
【００７３】
用いる反射鏡が大きくなればなるほど、それ自体の重さが重くなり、反射鏡自体に大きな撓みが生じやすく集光に悪影響が生じてしまう。しかし、上記のようなミラーフレーム３を使用し、複数の反射鏡を用いる形態であれば、１枚あたりの面積や重さを小さくすることができるため、撓みを抑制することができる。したがって集光率の向上を図ることができる。また反射鏡の製造や運搬をより容易に行うことができ、コスト面や取り扱いの面での改善を図ることができる。
さらには、反射鏡２の裏面を裏面支持部材１９で支えることができるので、風による反射鏡の揺れを極めて抑制することができる。この点も集光率の向上につなげることができる。
【００７４】
なお、反射鏡２やミラーフレーム３を南北回転させる際に、ミラーフレーム３（特には裏面支持部材１９）が、アーム６や東西回転軸棒５と接触しないように、それらの間に適当な間隔が設けられるよう、裏面支持部材１９やアーム６等の形状を適宜決定することができる。
【００７５】
また、図１６に他の形態のミラーフレームを示す。
このミラーフレーム４０は、隣接する２つの菱形（正方形）の枠をさらに２本の棒で連結した形状となっている。
また、ミラーフレーム４０と他の部材との位置関係を、図１７において平面図（上図）と縦断面図（下図）で示す。ここでは、特に東西回転軸棒５、アーム６、南北回転軸棒１６、支柱７との関係を示した。また、一例として、後述するような太陽光集光発電装置に用いられるものとし、太陽電池４１およびそれを支持する支持台４２も図示している。
【００７６】
図１７に示すように、計２枚の反射鏡２が載置可能なものである。なお、各々分割して計８枚の反射鏡を載置させることもできる。またミラーフレーム４０には上方に支持台４２が連結されており、該支持台４２に２つの太陽電池４１が配設されており、反射鏡２による太陽光の反射光が太陽電池４１に集光できるようになっている。
このように、ミラーフレームの形状は特に限定されず、種々の形状とすることができる。
【００７７】
また、図３や図１５などのように、回転機構として東西チェーンや南北チェーンを備える形態の場合、ミラーフレームに、その形状を保持するための構造体をさらに設けることができる。
図１８に形状保持のための構造体の一例を示す。なお、図１８にはミラーフレーム３に南北チェーン３８を取り付けた場合を示したが、東西チェーンを取り付ける場合も仕組みとしては基本的に同様である。構造体４３はミラーフレーム３に対し、南北チェーン３８と反対側に設けると特に良い。このような構造体４３を設けてミラーフレーム３を保持することで、反対側からミラーフレーム３を引っ張る南北チェーン３８に十分な張力を付与することができる。このため、チェーンの弛みなども防止することができ、回転機構に強度を付与して風などにも対抗しやすく、ミラーフレーム３の回転をより高精度で制御することができる。
なお、太陽光集光発電装置に用いる場合は、図１７のような支持台４２（レシーバ）を上記構造体４３の機能を兼ね備えたものとすることもできる。
【００７８】
また、ミラーフレームにより支持される反射鏡の形態について説明する。
前述したように反射鏡の枚数は１枚以上であれば良い。
ここで、１枚１枚の反射鏡（すなわち、本発明の反射鏡）の詳細を図１９に示す。図１９に示すように、本発明の反射鏡２は、主に、土台６０と複数の反射鏡片６１とからなっている。土台６０上に反射鏡片６１が複数枚配設されていることによりモザイク状になっている（モザイク面）。この反射鏡片６１の反射面６２の集合によって、１枚の反射鏡２の反射面６３が構成されている。
そして、この反射鏡２の反射面６３は、反射鏡片６１の各々の反射面６２による太陽光の反射光が重なりあって焦点を形成するものである。各々の反射鏡片６１の反射面６２によって反射された反射光は上記焦点Ｆに集光されるように構成されている。
【００７９】
なお、図７、８のように複数枚の反射鏡を配設するヘリオスタット装置では、それらの全ての反射鏡による反射光が一箇所に集光されるように、各反射鏡の配置位置等に応じて、各々の焦点が調整されている。
【００８０】
反射鏡２の各構成要素について詳述する。
反射鏡片６１は図２０に示すように平板状のものである。平板状であるため、例えば凹面のものよりも簡単に用意することができる。また外形は、正四角形、菱形、丸形などその都度決定することができる。大きさや枚数は限定されず、例えば目標とする集光像の均一性や、運搬、取扱いのしやすさ等に応じて適宜決定できる。従って、大きな１枚の反射鏡に対して、小面積で簡単な形状であるため、大量生産ができ、低コストで準備できる。
【００８１】
そして反射鏡２の反射面６３は、上記のような複数の反射鏡片６１の反射面６２から構成されているため、焦点Ｆの形状は多角形になる。一方で従来のような一枚の大きな凹面鏡では焦点の形状は円形になる。
【００８２】
次に、土台６０について図２６を参照して説明する。
土台６０は、その上面が区分けされており、各々、反射鏡片６１が配設される載置面６４となっている。この複数の載置面６４は、各々の位置等に応じて角度が適切に調整され、載置された反射鏡片６１により形成される反射面６３によって、太陽光の反射光が焦点を形成するようにされている。図２６の例では土台の裏側は平面状になっており、その反対側である反射鏡片６１が配設される側では、上記区分ごとに（載置面ごとに）裏側の平面に対して角度がついている。例えば、図２６の一番左、かつ、一番手前に位置する載置面６４Ｓと裏面のなす角度はＡ（左右方向）である。なお、図２６では省略しているが、奥行き方向においても、載置面６４Ｓは裏面に対して所定の角度がついている。なお、上記例では土台６０の裏面を平面とし、かつ載置面６４の角度の基準面として説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、基準面は適宜設定することができ、該設定した基準面に対して載置面の角度を決定すれば良い。
そしてこのように載置面６４における角度が調整されていることによって、その上に配設される反射鏡片６１が平板状であるにも関わらず、複数の反射鏡片６１による反射光を一点に集光させることができる。
【００８３】
また、土台６０の材質等は特に限定されないが、軽い材質のものであれば、運搬やそれ自体を回転させるためのモーター等の出力を小さなものとすることができるので好ましい。また、風等の抵抗を受けて簡単に折れないよう、適切な強度を有するものとすることができる。
【００８４】
さらにはその形成方法等も限定されない。従来のように反射鏡を用意するにあたって１枚の大きな凹面鏡を用意する場合、その焦点調整のため、反射面などにおいて細やかな調整が必要であり、製造にも手間がかかり、高価なものになっていた。
しかしながら、土台と複数の反射鏡片からなる本発明であれば、土台の載置面の角度等、一旦決定してしまえば、決定したその型を利用して簡単に大量生産することができる。また反射鏡片にしても前述したように平板状のため用意は比較的簡単である。本発明は製造の手間やコストを大きく低減することが可能である。
【００８５】
このような土台と反射鏡片からなる反射鏡を用いることで、１枚の大きな凹面鏡を用いる場合よりも、焦点において均一な集光像を形成することができる。そしてこのような均一な集光像を形成しつつ反射光を集光することで、より一層、発電等の安定性を図ることができる。
【００８６】
また、上記土台６０には該土台を貫通する孔が形成されている。この孔の形成位置を図２７に示す。図２７に示すように、角度調整された載置面６４は、隣り合う載置面（例えば載置面６４Ｔに対する載置面６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄ）の間に段差６５が設けられている。段差６５の大きさは特に限定されず、また、全て同じ高さの段差とすることもできるし、位置等に応じて異なる高さの段差とすることもできる。
そして、この隣り合う載置面同士をつないで段差６５を形成する段差面６６において、孔６７が形成されている。
【００８７】
孔の形状に関して、図２８に反射鏡の断面の一例を示す。図２８に示すように、孔６７は土台６０を貫通するように開けられている。
このような孔６７を設けておくことで、反射鏡２の例えば表側（すなわち反射鏡片６１が配設されている側）に対して吹きつける風を、一部、孔６７を通して吹き抜けさせることができる。これによって反射鏡２が受ける風による抵抗を低減することが可能である。また、土台６０の重さも減らすことができる。したがって、反射鏡２の支持や回転を簡単に行うことができるし、運搬なども容易になるので好ましい。
【００８８】
なお、孔６７は直線状に形成されていても良いし、途中で角度をつけて曲がるように形成されていても良い。風が効率よく通り抜けられるように、適切な形状に開けることができる。また、本数も限定されず、土台の強度等も考慮して適切な本数および大きさの孔を形成することができる。
【００８９】
そして、上記本発明のヘリオスタット装置１を１つ以上備えた太陽熱集熱装置や太陽光集光発電装置を提供することができる。これらの装置は、効率良く簡便に反射鏡で集光することができる上、従来よりも低コストのヘリオスタット装置１を用いるため、装置全体のコストも低減することが可能である。また、本発明の反射鏡２を用いているので、より適切に集光することができ、発電や集熱の安定性も増す。
図９は太陽熱集熱装置の一例である。この太陽熱集熱装置２３はクロスリニア型であり、複数本の反射ライン（南北方向）と１本以上の受光ライン（東西方向）が設定されている。各々の反射ラインにはヘリオスタット装置１が１つ以上配設されている。そして、受光ラインには１基以上のレシーバ２４が配設されている。
反射ライン上のヘリオスタット装置１で角度調整された反射鏡２からの太陽光の反射光をレシーバ２４に集光することで太陽熱を集熱することが可能になっている。そして、レシーバ２４に集熱された熱を利用して媒体を温め、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することができる。
【００９０】
また、図１０に太陽光集光発電装置の一例を示す。太陽光集光発電装置２５（クロスリニア型）では、複数本の反射ライン上にヘリオスタット装置１が１つ以上配設されており、１本以上の受光ラインに配設されたレシーバには太陽電池２６が支持されている。
そして、ヘリオスタット装置１で角度調整された反射鏡２からの太陽光の反射光を太陽電池２６に集光することで発電することができる。
【００９１】
なお、図９や図１０ではクロスリニア型の装置について説明したが、これに限定されず、例えばタワー型のものに本発明のヘリオスタット装置１を用いることも可能である。
【００９２】
また、図１０や図１７のような太陽電池に集光する装置に関して、太陽電池の周辺構造の一例について図２２を参照してさらに説明する。
この例では、太陽電池４７に対して、熱交換器４８や二次集光器４９を設けている。
反射光の集光によって太陽電池の温度が上昇するが、この温度上昇に伴って太陽電池での発電効率が低下するのを、熱交換器４８を設けることで抑制することができる。この熱交換器自体は特に限定されない。例えば種々の冷媒（ガス、液体等）を用いた熱交換器とすることができる。太陽電池により電気エネルギーを得られるだけでなく、熱交換器４８によって熱エネルギーをも回収できるので好ましい。
【００９３】
また、二次集光器４９も、太陽電池４７に対して配設され、太陽電池４７の受光面５５に反射光を集光できるものであれば良く、形状、素材等は特に限定されない。反射光が、太陽電池そのものから外れるように反射されたとしても、二次集光器の内側に向かって反射されていれば太陽電池に集光できる。したがって、集光範囲（反射許容範囲）を拡げることができ、反射鏡の反射角の精度等を弛めることができるので簡便である。効率良く集光することができる。
【００９４】
形状としては、筒状のものが挙げられる。例えば、太陽電池の配設側が窄まっている円錐や角錐のようなものとすることができる。また、太陽電池の配設位置と反対側、すなわち、反射光の入口側は、例えば、図２２に示すように縁が丸まっているトランペット型のものとすることができる。このようなものであれば、縁に向かって反射された反射光を二次集光器の内側に向かって（すなわち太陽電池に向かって）取り入れ易く、効率良く集光することができる。なお、二次集光器は、当然、このような縁の形状のものに限られるものではない。
【００９５】
また、素材としては、例えばアルミを用いることができ、表面にその酸化皮膜を形成したものとすることができる。アルミを基材とすることで重さが軽いものとすることができ、運搬もし易くなる。また、図１７のように太陽電池を支持するもの等が反射鏡やミラーフレーム等と一体になっている場合（この場合では二次集光器も含めて一体になっている場合）、共に回転させる際に二次集光器の重さが負荷になりにくいので好ましい。
【００９６】
また、太陽光集光発電装置の他の一例について図２３を参照して説明する。
この太陽光集光発電装置のヘリオスタット装置では、ミラーフレーム３に集光レシーバ５０が固定されている。該集光レシーバ５０には、内側に太陽電池５１が配設されており反射鏡２からの反射光が集光されるようになっている。一方、集光レシーバ５０の外側にはセンサ５２が配設されている。
ミラーフレームの形状は特に限定されず、また、それに固定された集光レシーバの形状も特に限定されない。ただし、集光レシーバの存在によって、反射鏡への太陽光が遮断されるのを抑制し、より多くの太陽光が反射鏡に照射されるように、その形状を考慮するのが好ましい。
【００９７】
このセンサ５２は、太陽光の照射によってその照射方向を感知するものである。すなわち、太陽光の照射によって太陽の位置を感知するものであり、該太陽の位置・方向に関する信号を発信することができる。また、センサ５２は、前述したような、東西方向および南北方向の反射鏡等の角度を制御する各手段に接続されている。そして、センサ５２から発信された太陽の位置に関する信号に基づき、太陽の動きに追従するように、各手段によって自動的に反射鏡等の角度が自動調整されるようにプログラムが組まれている。図２３に示す例では、集光レシーバ５０の頭頂部にセンサ５２が設けられており、太陽が昇っている間は、太陽を追いかけるので、常に、反射面の法線上に、太陽電池、センサ、太陽が並ぶようになっている。
当然、このセンサ５２の配設位置は特に限定されず、太陽光を受けやすい位置に配設されていれば良い。
また、太陽電池５１も、反射鏡等の角度を制御する各手段に接続されており、反射光が集光されることによって太陽電池５１で発電された電力の一部で各手段を駆動させることが可能である。例えば図１等に示した各手段であれば、前述したように比較的少ない電力で反射鏡等を回転制御できるので、太陽電池５１からの一部の電力で十分に制御可能である。
【００９８】
このように上記の太陽電池５１やセンサ５２を備えていることによって、日中、反射鏡等の角度の駆動、具体的な角度制御を自動的に行うことができる。たとえ、太陽の位置を計算して各手段に知らせる中央制御に相当するようなコンピュータがなくとも自動的に制御できるため簡便である。また、中央制御も必要なくなり、自立型の装置となるので、中央制御と接続するケーブル等も要らず、場所やコストの低減を図ることができる。
【００９９】
上記のような装置であれば、日中はセンサ５２等の利用によって、太陽を自動追尾することができる。したがって太陽が沈む頃、反射鏡２の反射面やセンサ５２は西を向くことになる。すると、太陽が沈んで翌朝に太陽が東から昇っても、太陽電池５１、反射鏡の反射面、センサ５２が反射鏡２の陰に隠れて太陽光が照射されず、反射鏡等の角度の自動調整ができない。そこで、夜間あるいは朝方に、前日の夕方に西を向いた反射鏡等を東へ自動的に回転させて角度調整するための補助太陽電池を設けると良い。
また、曇りが多い日で、センサ５２で太陽の位置を捉えきれないとき（すなわち、センサ５２が太陽を見失い、太陽の位置に関する信号を発信できないとき）などにも、補助太陽電池の存在は有効である。
【０１００】
この補助太陽電池を備えた例を図２４に示す。図２４に示すように、朝方の太陽光の照射によって補助太陽電池５３で発電され、その電力を用いて反射鏡の反射面を東へ向くように回転駆動させることが可能である。補助太陽電池５３の形状や配設位置としては、例えばミラーフレームの端部に半球状のものを設けることができる。しかしながら、当然これに限定されず、朝方や、曇りから回復したときに、太陽光が照射されやすい位置、形状であれば良い。例えば、反射鏡の裏側や支柱に配設したり、湾曲した板状のものとすることもできる。
【０１０１】
また、補助太陽電池の代わりに、図２５に示すように補助蓄電池５４を備えたものとすることもできる。一日に一度、あるいは曇りのときを想定して数度程度、反射鏡等を回転させることができれば良いので、低容量のもので十分に済ますことができる。また太陽電池５１による電力の一部で充電できるものとすることもできる。
このようなものであれば、夜のうちに反射鏡の反射面を東に向くように角度調整可能である。
【０１０２】
このような補助手段をも備えておくことで、より一層、完全な自立型の装置とすることができる。コストや、設置地域の日照条件等によって、その装備を適宜決定することができる。
【０１０３】
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】
【０１０４】
１…本発明のヘリオスタット装置、  ２…本発明の反射鏡、
３、４０…ミラーフレーム、
４…南北回転手段、  ５…東西回転軸棒、  ６…アーム、  ７…支柱、
８…貫通孔、  ９…支軸、  １０、１４、３１、３７…モーター、
１１…東西チェーン、  １２…鼓型プーリー、  １３…突起、
１５…アームの先端部、  １６…南北回転軸棒、  １７…アクチュエータ、
１８…四角形の枠、  １９…裏面支持部材、  ２０…支持板、  ２１…底板、
２２…梁、  ２３…太陽熱集熱装置、  ２４…レシーバ、
２５…太陽光集光発電装置、  ２６、４１、４７、５１…太陽電池、
３０…東西チェーン長さ調整手段、  ３２、３５…プーリー、
３３、３６…スプリング、  ３４…南北チェーン長さ調整手段、
３８…南北チェーン、  ４２…支持台、  ４３…構造体、
４４…ギア、  ４５…レール、４６…昇降体、  ４８…熱交換器、
４９…二次集光器、  ５０…集光レシーバ、
５２…センサ、  ５３…補助太陽電池、  ５４…補助蓄電池、
５５…太陽電池の受光面、
６０…土台、  ６１…反射鏡片、  ６２…反射鏡片の反射面、
６３…反射鏡の反射面、
６４、６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄ、６４Ｓ、６４Ｔ…載置面、
６５…段差、  ６６…段差面、  ６７…孔、  Ｆ…焦点。
【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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【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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