JPS6155015B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアメリカ合衆国雇備人によつて行な
われたもので合衆国のために合衆国政府は使用料
を支払うことなく発明を実施することができるも
のである。

この発明は太陽追跡装置、特に追跡装置内の集
光皿の取付けに関するもので、集光皿を太陽から
集光皿の面に垂直に引いた線に対して集光皿を常
に向けようとするもので、この線は爾後太陽線と
呼ぶ。

天体物体を追跡する方法は極めて古くから知ら
れており、その装置は二軸回転が同時に行なわれ
得る取付装置の複合回転によつてジンバルリング
の複雑な配置によつて支持された取付装置を含ん
でいる。もちろん追跡装置の設計と操作を知つて
いる人々には良く了解されるように二軸同時回転
を容易に行なうためには複雑で巨大な構造の設計
を必要とする。複数の相互関連ジンバルリングを
使用するときの種々の困難に打勝つために交叉す
るカム路を設け、日々及び季節的追跡を容易にす
るために単一軸が並進運動ができるようにするこ
とが提案されていた。しかしこれらの試みはそれ
らに伴なう複雑さと製作費のために充分に満足さ
れ得るものではなかつた。

追跡装置の設計と製造の複雑さは製作費と維持
費が増加し、全体としての信頼性の低下が伴な
い、従つて簡単で信頼できる集光皿取付装置に対
する要求が現在行なわれており、季節的及び日々
の太陽追跡の両方を行なう簡単な回動運動を利用
することができるのが望まれていた。この必要性
は太陽追跡の第１目的が最小の費用で太陽エネル
ギーを集めることであるとき特に重要であつた。

従つてこの発明の一般目的は太陽エネルギー集
光皿を有する太陽追跡装置を設け集光皿を常に太
陽線に向ける簡単な回転運動の原則を利用する改
良された取付装置を得ることである。

この発明の一目的は集光皿に対する改良された
取付装置を太陽追跡装置に対して設けることであ
る。

この発明の他の目的は太陽追跡装置内の集光皿
の方向を決めるのに対して簡単な回転運動の原則
によつて行なわれる改良された取付装置を設ける
ことである。

この発明の更に他の目的は簡単で経済的で信頼
できる取付装置で、太陽の日々及び季節的追跡の
間に簡単な回転運動の原則によつて太陽線に対し
て集光皿を常に向ける取付装置を得ることであ
る。

これらの目的及び利点は直線状の中間部分が軸
の中間部分に対する対称長さ方向軸と合致する季
節軸の囲りを段階的角移動を行なうよう支持され
た集光皿と接続され、両端の延長部分が中間部分
に対して直角に反対方向にされ軸方向で間隔配置
された１対の軸受で支持され、軸受の軸は回転の
極軸を大地に対して平行にする日々軸と合致し、
軸に対する駆動装置は軸を周期的に日々軸を中心
に反時計回りに一定速度で駆動し、間歇的に集光
皿の反時計回り回転の１゜毎に相続く各24時間を
表示する。

各添付図面において同様の部材は同じ数字記号
を付して示し、第１図の追跡装置は一般に数字記
号１０で示され、この発明による取付装置が含ま
れている。

図示されたように取付装置は１対の脚台１２と
１４が北と南方向に適当な材料で構成され基礎
（図示せず）に取付けられて支持されている。

取付装置は実質的に環状の箱体１６を有し、そ
の円形面内に太陽エネルギー集光皿１８として作
用する反射板が設けられている。集光皿１８は入
射太陽エネルギーが焦点を形成するよう光学的に
形成され、図示するように一般に球のセグメント
の形である。集光皿の焦点にエネルギー吸収器２
０が設けられ、吸収器２０の設計はこの発明の特
徴を構成しないのでここでは詳細な説明を行なわ
ない。しかし吸収器２０は複数の収斂するストラ
ツト２２で支持され、ストラツト２２の基部は箱
体１６の周辺に等距離に固着され、吸集器は太陽
エネルギーを受けて、更にそのエネルギーを処理
する。

取付装置は１対の軸受ブロツク２４と２６が一
線上に配置され、脚台１２と１４の頂部にそれぞ
れ支持され、一線上に配置された軸受スリーブ２
８と３０が設けられている。スリーブ２８と３０
は曲げられた軸３２の両端を回転支持する。

軸３２は剛体構造で直線状の中間部３４とそれ
から直角方向の第１端部３６と、第１端部３６と
同一平面内にあるが反対方向に直角に延びる第２
端部３８を含み、第１と第２端部３６と３８は太
陽線に直角な面からの地球の極軸の最大偏位によ
つて決定される長さである。端部３６と３８は１
対のリストピン４０を形成するよう一線上に曲げ
られた突出部に終つており、リストピン
（WRISTEPIN）４０が軸受スリーブ２８と３０
内に受入れられ、軸３２を支持して地球の極軸に
平行である回転軸４２を中心に回転させる。軸４
２は便宜のためにここでは日軸（DIURNAL
AXIS）と呼び、集光皿１８が太陽の毎日の軌道
を一定速度で360゜回転するように配置されてい
る。

特に重要なことは軸受ブロツク２４と２６は軸
４２が他の軸４４に対して斜めであるように配置
することであり、軸４４は軸３２の中間部３４に
対する長さ方向の対称軸と合致し、軸４４は便宜
のため季節軸と呼ばれ、この軸４４を中心に集光
皿１８が太陽軌道の季節的変動に応じて毎日１゜
ずつ段階的に回転するようにされている。

軸３２の中間部３２は図示されたように円形箱
体１６の直径方向に延び、季節軸４４が集光皿１
８の面内にあつて集光皿１８を直径方向で２等分
する。軸３２の中間部３４は箱体１６内にある軸
受スリーブ４６の対を通じて集光皿に接続され、
箱体１６と集光皿１８が軸３２の中間部３４を中
心に角移動できるように支持し、従つて季節軸４
４の中間部を中心に回転する。

箱体１６を季節軸４４の中心に段階的角移動す
るため、箱体１６内にモーター４８が取付けられ
ている。モーター４８の回転出力軸は適当な駆動
装置５０を通じて軸３２に駆動接続され、図示し
たように駆動装置５０は軸３２の中間部３４に固
着されたピニオン５４と噛合うウオーム５２を含
んでおり、従つてモーター４８は箱体１６を駆動
装置５０を通じて軸３２を中心に角移動を行なわ
せる。

日々軸４２を中心に軸３２に角移動を行ない、
集光皿１８を日軸追跡態様で角移動を行なうため
に脚台１４に取付けられ歯車列５８を通じて接続
されたモーター５６が設けられる。図示されたよ
うに歯車列５８は１対の噛合正歯車（無記号）を
含み、その一つがモーター５６の出力軸に他の歯
車が相隣るリストピン４０に一線にされた短軸６
０に接続されている。もちろん歯車列５８の歯車
比は軸３２が日軸４２を中心に毎時15゜の一定速
度で角移動するように選ばれる。希望されるとき
はモーター５６の出力は逆にされ集光皿１８に逆
方向の運動を与え皿１８を360゜回転することな
く日軸４２に対して初めの状態に戻すことができ
る。

第３ａ図ないし第３ｃ図に示すように季節軸４
４は軸３２が日軸４２を中心に回転すると日軸４
２に対する変動位置を次第に占める。日軸４２を
中心に１゜ずつ日軸位置を表示し季節軸４４と太
陽線との間の垂直関係を第４ａ図ないし第４ｃ図
に示したように地球の極軸に対して傾斜しても維
持することができる。従つて太陽線に対する垂直
面に集光皿１８を周期的に再配置することは単に
集光皿１８を一日に一回だけ軸３２の中間部分３
４を中心に段階的に進めて角移動することによつ
て行なうことができる。もし希望するならば軸を
中心に角移動することは地球の極軸の傾斜角が季
節の変化と同じ速度で同時に行なわれるようにさ
れる。

集光皿１８が地球の楕円形軌道の動きにつれて
季節軸４４を中心に正しく動くのを表示する一方
法は集光皿１８が毎日24時間に一度軸３２の中間
軸を中心に反時計回りの回転について１゜を指示
し、軸３２は同時に反対方向に同じ距離を動かす
ことである。このようにして集光皿１８は太陽線
が垂直に関連する面内で実質的方向付けられて維
持され、地球の極軸に対する面の傾斜は季節の変
化と同じに変化される。

動 作 以上の説明からこの発明の装置の動作は容易に
了解されるが再び簡単に説明する。

太陽追跡装置１０は説明したように組立取付け
され、集光皿１８は太陽の毎日と季節との両方の
追跡を行なうように初めから準備され、取付装置
の初めの位置は集光皿１８が太陽線に対し垂直な
面内にあるようにされる。日々と季節的の両方の
太陽追跡は集光皿１８の位置が地球の極軸を中心
とする回転と太陽を中心とする楕円軌道における
進行につれて維持されることによつて行なわれ
る。

毎日の追跡は日軸４２を中心として軸３２を反
時計回りに地球がその軸を中心として回転すると
同じ速度、すなわち毎分1/4゜の定速で角移動を
行なうようモーター５６で回転することによつて
行なわれる。

季節的追跡は集光皿１８の位置を軸３２に対し
て毎日変更することによつて行なわれ、これは軸
３２を時計回りに24時間毎に日軸を中心に１゜回
転するようにし、その間に集光皿を軸を中心に反
時計回りすなわち季節軸４４を中心に１゜角移動
して行なわれる。

連続追跡が希望される場合は、周期モーターを
使用し、日軸を中心とする軸３２の移動と季節軸
を中心とする集光皿１８の移動とを同時に連続し
て行なう。更にもし希望される場合は各モーター
を一つのループ閉回路に接続して行なわれ、その
回路は季節軸４４を中心とする集光皿１８の動き
に対する基準信号と、日軸４２を中心とする軸３
２の動きに対する基準信号を発生する北極南極感
知装置を含むのがよい。

以上の説明からこの発明による追跡装置は太陽
線に対する集光皿の一定方向維持に簡単な回転運
動を用いて行なわれることが明らかである。

この発明を最も実際的な好ましい実施例につい
て説明したが、この発明の範囲内で種々の変更改
造が可能であり、この発明は説明した実施例に限
定されるものでない。

【図面の簡単な説明】

第１図は追跡装置の側面図で集光皿を支持する
軸を有する改良された取付装置と集光皿の焦点に
あるエネルギー吸収器を備え、第２図は第１図の
一部の平面図、第３ａ図ないし第３ｃ図は地球が
その冬至から春分を経て夏至に至る軸の各変化位
置を示し、第４ａ図ないし第４ｃ図は第３ａ図な
いし第３ｃ図に示した軸と地球の軸の関係を示
し、軸は集光皿を地球が冬至から春分を通じて夏
至に至る間に太陽線に対し垂直面に支持するのを
示す。 １０……追跡装置、１２，１４……脚台、１６
……箱体、１８……集光皿、２０……吸収器、２
２……ストラツト、２４，２６……軸受ブロツ
ク、２８，３０……軸受スリーブ、３２……軸、
３４……中間部、３６，３８……軸端部、４０…
…ピン、４２……日軸、４４……季節軸、４６…
…軸受スリーブ、４８……モーター、５０……駆
動列、５６……モーター、５８……歯車列、６０
……軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 太陽光線集光皿を有する太陽追跡装置におい
   て、太陽光線集光皿を太陽に対して連続して向け
   る取付装置であつて、 太陽光線集光皿に支持関係に接続された直線状
   の中間部分と、該中間部分に対し直角に反対方向
   に延び且つ地球極軸と平行に軸心が配置された一
   対の角度をもつた突出部に終つている端部とを有
   する剛体の取付軸とを有し、地球が極軸を中心に
   回転するとき太陽からの光線が実質的に垂直に投
   射する基準面内に太陽光線集光皿を維持する装
   置、 取付軸端部の角度をもつた突出部に接続され、
   該極軸に平行な回転軸心まわりに該取付軸を角移
   動するよう支持し且つ該取付軸の中間部に対する
   長さ方向軸心と合致する軸心に対し斜め方向に関
   連するよう接続された一対の同軸の間隔を置いた
   軸受装置、 該取付軸に接続され該回転軸心まわりに該取付
   軸を角移動する駆動装置、 を備えたことを特徴とする取付装置。 ２ 太陽光線集光皿は取付軸の中間部まわりに角
   移動するよう支持された特許請求の範囲第１項記
   載の取付装置。 ３ 太陽光線集光皿を取付軸の中間部まわりに角
   移動する駆動装置を備えている特許請求の範囲第
   ２項記載の取付装置。 ４ 駆動装置は取付軸を回転軸心まわりに反時計
   回りに一定速度で角移動するよう連続作動される
   駆動機構と、各24時間の間に１゜の取付軸の時計
   回り回転を示す表示装置を備えている特許請求の
   範囲第３項記載の取付装置。 ５ 駆動装置は取付軸の中間部に対する長さ方向
   軸心まわりに各24時間に１゜反時計回りに太陽光
   線集光皿を割出作動するよう間歇的に作動される
   駆動機構列を有する特許請求の範囲第４項記載の
   取付装置。 ６ 太陽光線集光皿の焦点に吸収器を支持する装
   置を備えている特許請求の範囲第４項記載の取付
   装置。