JPH0370207B2 - - Google Patents

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JPH0370207B2
JPH0370207B2 JP57081477A JP8147782A JPH0370207B2 JP H0370207 B2 JPH0370207 B2 JP H0370207B2 JP 57081477 A JP57081477 A JP 57081477A JP 8147782 A JP8147782 A JP 8147782A JP H0370207 B2 JPH0370207 B2 JP H0370207B2
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lenses
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JPS58199303A (ja
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Takashi Mori
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/264Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S11/00Non-electric lighting devices or systems using daylight
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/12Light guides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本出願人は、先に、レンズ系によつて太陽光エ
ネルギーを集束して光導体ケーブル内に導入し、
該光導体ケーブルを介して任意所望の箇所へ伝達
して照明その他の使用に供するようにした太陽光
収集装置に関して種々提案してきた。本発明は、
上述のごとき太陽光収集装置を更に改良して光収
集効率の格段の向上を図るとともに、熱変形によ
る太陽光収集効率の低下を防止するようにしたも
のである。
第1図は、本発明による太陽光収集装置の一実
施例を説明するための要部概略構成図で、図中、
1は透明板、2は該透明板1の表面に配設された
多数個のレンズ、3は透明板1の裏面に前記レン
ズ2に夫々対向して配設されたレンズで、これら
レンズ2及び3は夫々対をなしてレンズ系を構成
し、各レンズ系は太陽光Lを集束するように構成
されている。4は前述のごとくして構成された各
レンズ系の焦点位置に配設された光導体、5は該
光導体を支持する透明板で、光導体4は水晶ロツ
ド又は石英フアイバー等から成る光導体ピツグテ
ールを構成しており、その受光端4aは夫々レン
ズ系の焦点位置に配設され、各レンズ系によつて
集束された太陽光が導入されるようになつてい
る。6は石英又はプラスチツク材から成る光導体
ケーブル又はフアイバー又はチユーブで、前述の
ごとくして光導体ピツグテール内に導入された太
陽光をまとめて任意所望の箇所へ伝達するための
ものである。而して、本発明においては、上述の
ように、太陽光収集装置のレンズ2,3及びこれ
らレンズを支持する透明板1、及び、レンズ系の
焦点位置に配設された光導体ピツグテール4を支
持する透明板5等が全て同一の材質例えばガラス
又はアクリルで構成されており、そのため、太陽
熱等によつて熱変形したような場合においても全
体の関係がくずれるようなことはなく、常に、最
初にセツトした最良の状態の効率で太陽光を収集
することができる。また、大型の太陽光収集装置
を構成する場合、大型のガラス又はアクリルレン
ズを用いて太陽光を収集するようにすることも考
えられるが、大型のガラス又はアクリルレンズ
は、受光面積に比して体積が大きく、従つて、重
量が大きくなり、大型の太陽光収集装置を構成す
るには得策ではない。この点、本発明において
は、直径4cm程度の小径のガラス又はアクリルレ
ンズを多数個用いるようにしているため、レンズ
の受光面積に対する重量を小さくすることがで
き、大型の太陽光収集装置を構成する場合に、装
置全体の重量を軽くすることができる。また、本
発明によると、小径のレンズを用いているので、
光導体ピツグテールの入射端面の径を小さくする
ことができ、例えば、レンズ2として直径4cmの
レンズを使用した場合、その焦点距離は約4cmと
なり、焦点の径は400μm〜800μmであるから、
光導体ピツグテールのコア部材の径は約400μm
〜800μmでよく、従つて、各レンズ系に対して
可撓性のある単一の光導体ピツグテールを使用す
ることができる。これに対し、従来の大型のレン
ズ例えば直径40cmのレンズを使用した場合は、可
撓性を維持するために細い径の多数本のフアイバ
ーを束にして受光端面を形成せざるを得ず、その
ため、必然的にフアイバー間に間隙が発生し、実
質的受光面積が減り、また、バンドル(束)にし
た受光端面を平面仕上げすることは非常に困難で
あり、その結果として、受光効率は30〜40%程度
にしかすぎなかつたが、この点、本発明による
と、単一の光導体フアイバー(ピツグテール)に
導入するようにしたので、受光効率を80%程度ま
で向上させることができた。また、本発明のよう
に、小径のレンズを多数個用いる場合、この多数
個のレンズを同一平面上に整然とかつ隙間なく配
設することは大変なことであるが、本発明のよう
に、これら多数個のレンズを透明板1の上に配設
するようにすれば、平面仕上げした透明板(ガラ
ス又はアクリル板を平面仕上げすることは容易で
ある)の上に並べて接着剤にて接着すればよいの
で、レンズの配設が極めて簡単になる。更に、本
発明によると、透明板1の裏面にも前記レンズ2
に対向して夫々レンズ3を配設し、これらレンズ
2及び3によつて夫々レンズ系を構成するように
したので、レンズ系の焦点位置を短くすることが
でき、従つて、装置全体を小型(薄型)化するこ
とができるが、その場合においても、レンズ3を
透明板1の裏面に接着剤等によつて接着すればよ
いので、製作が非常に楽である。なお、その際、
透明板1の表面に配設するレンズは円形、八角
形、六角形、四角形、三角形等任意形状のものを
使用することが可能であるが、六角形のものを使
用すると各レンズ間に間隙等が生ぜず、最も効果
的にレンズを配設することができるが、そのよう
な場合においても、レンズ2によつて集束された
太陽光は透明板1内を進行する間に集束されるの
で、レンズ3は間隙をもつて配設することが可能
である。そのため、この間隙を利用して透明板1
と4の間に支持柱7を設ける等して透明板1と4
を一体構成にすることが容易となるが、その際
に、支持柱としてガラス又はアクリル部材を使用
して全体を同一部材で構成するようにするとよ
い。なお、透明板1の裏面に使用するレンズとし
て色収差レンズを用いることも可能で、色収差レ
ンズを使用すると全ての波長成分の太陽光を光導
体内に導入することができる。
以上に本発明による太陽光収集装置の一実施例
について説明したが、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、例えば、ガラス板1の周辺
部に光電変換素子8を設け、レンズ2によつて集
束された太陽光がレンズ3に到達するまでの間に
ガラス板1内で反射して該ガラス板内を周辺方向
に向う光を利用して光電変換素子8を働かせ、或
いは、ガラス板5の表面或いは裏面において、光
導体4の周囲に光電変換素子9を設け、光導体4
内に入らなかつた太陽光エネルギーを該光電変換
素子によつて電気エネルギーに変換して利用する
ようにすることも考えられる。ただし、透明板、
レンズ等の材料としてアクリル材を使用する場合
は、レンズ系によつて集束された太陽光がアクリ
ル透明板5に当ると、該アクリル透明板が焼損す
るおそれがあるので、そのような場合には該アク
リル透明板5の表面に遮光板を設けるとよい(た
だし、その場合には、アクリル透明板5の周辺部
に光電変換素子を設けることはできない)。また、
11は前述のごとくして構成されたレンズ集合体
を保持するための枠体であるが、該枠材11によ
つて、透明板1及び5を保持する場合に、これら
透明板と枠体の間に、図示のように、弾性部材1
0を設けておくと、これら透明部材の水平方向の
伸び、振動等を該弾性部材10によつて吸収する
ことができる。
第2図は、第1図に示したA部の変形拡大図
で、図示のように、透明板1及び5をこれら透明
板と同質の枠体11で支持し、その外側に光電変
換素子12を設けるようにしてもよい。
第3図は、第1図の平面図で、図には、61個の
小径レンズを用いて直径約40cmのフレネルレンズ
に相当するレンズ集合体を示してあるが、本発明
は、図示レンズ集合体に限定されるものではな
く、例えば、図示のように構成されたレンズ集合
体を2個、3個、4個、7個、或いは19個等複数
個使用して更に大型の太陽光収集装置を構成する
ことも可能であり、或いは、更に大径の透明板1
を用い、該透明板2の上に更に多くの小型レンズ
2を配設するようにすることも可能である。その
際、支持柱7を図示のように中心のレンズに対し
て対称に配設しておくと、熱膨張等による変形が
全体にわたつて略均一となり透明板1と5の相対
的関係が一定に保たれるので、レンズ系の焦点位
置と光導体ピツグテールの受光面の関係が一定に
保たれ、変形等によつて光収集効率が低下するよ
うなことはなくなる。
以上の説明から明らかなように、本発明による
と、製作が容易で、かつ、小型、軽量で、しか
も、光収集効率の非常に優れた太陽光収集装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による太陽光収集装置の一実
施例を説明するための要部構成図、第2図は、第
1図のA部変形拡大図、第3図は、第1図の平面
図である。 1……透明板、2,3……レンズ、4……光導
体ピツグテール、5……透明板、6……光導体ケ
ーブル、7……支持柱、8,9……光電変換素
子、10……弾性部材、11……枠体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透明板と、該透明板の表面に配設された多数
    枚の前記透明板と同質の部材で形成されたレンズ
    と、前記透明板の裏面に前記各レンズと対向して
    レンズ系を構成するよう配設された前記透明板と
    同質の部材で形成されたレンズと、前記レンズ系
    の焦点位置に受光端面が配設された光導体と、該
    光導体を支持する前記透明板と同質の部材で形成
    された透明板と、前記レンズ系が配設されている
    透明板と前記光導体が配設されている透明板とを
    一体的に取り付けるための前記透明板と同質の部
    材で形成された枠体とによつて構成されているこ
    とを特徴とする太陽光収集装置。 2 前記透明板及びレンズがガラス部材で形成さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の太陽光収集装置。 3 前記透明板及びレンズがアクリル部材で形成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項又は第2項に記載の太陽光収集装置。
JP57081477A 1982-05-17 1982-05-17 太陽光収集装置 Granted JPS58199303A (ja)

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JP57081477A JPS58199303A (ja) 1982-05-17 1982-05-17 太陽光収集装置
US06/493,095 US4511755A (en) 1982-05-17 1983-05-09 Solar ray collection apparatus
EP83104595A EP0094598B1 (en) 1982-05-17 1983-05-10 Solar ray collection apparatus
DE8383104595T DE3373337D1 (en) 1982-05-17 1983-05-10 Solar ray collection apparatus
NZ204215A NZ204215A (en) 1982-05-17 1983-05-12 Solar ray concentrator:lenses with fibre optic cable
CA000428252A CA1229273A (en) 1982-05-17 1983-05-16 Solar ray collection apparatus
AU14547/83A AU557080B2 (en) 1982-05-17 1983-05-16 Solar ray collection apparatus
KR1019830002454A KR870000459B1 (ko) 1982-05-17 1983-06-02 태양광 수집장치
SG1114/87A SG111487G (en) 1982-05-17 1987-12-30 Solar ray collection apparatus
HK275/88A HK27588A (en) 1982-05-17 1988-04-14 Solar ray collection apparatus

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JPS58199303A JPS58199303A (ja) 1983-11-19
JPH0370207B2 true JPH0370207B2 (ja) 1991-11-06

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JPH11281351A (ja) * 1998-01-28 1999-10-15 Fuji Electric Co Ltd 測距装置
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JPS58199303A (ja) 1983-11-19

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