JP2016038954A

JP2016038954A - Sunlight condensing device

Info

Publication number: JP2016038954A
Application number: JP2014159988A
Authority: JP
Inventors: 戸祐幸森; Yuko Morito; 嶋昭藤; Akira Fujishima
Original assignee: Tokyo University of Science; U Vix Corp
Current assignee: Tokyo University of Science; U Vix Corp
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2016-03-22

Abstract

【課題】
太陽の動きに追従してフレネルレンズの向きを変えることなく、また、ライトガイドを屈伸させることもなく、太陽光を効率よく集光することができるようにする。
【解決手段】
静止状態に取り付けられるフレネルレンズ（２）を挟んで屋内側の集光点にライトガイド（３）の光入射端（３in）が配されると共に、屋外側には、太陽の方角に応じて回動可能な環状の内フレーム（６）に、太陽の高度に応じて傾動可能な所要数の帯状ミラー（７）が所定間隔で取り付けられた反射ユニット（４）が配され、帯状ミラー（７）の傾動軸が太陽光と直交するように内フレーム（６）を回動させる内フレーム駆動系（１１）と、太陽の高度に応じて太陽光の反射光がフレネルレンズの光軸と平行になる角度に帯状ミラーを傾動させる帯状ミラー駆動系（１５）とを備えた。
【選択図】図１
【Task】
The sunlight can be efficiently collected without changing the direction of the Fresnel lens following the movement of the sun and without bending the light guide.
[Solution]
A light incident end (3 in) of the light guide (3) is arranged at the condensing point on the indoor side with the Fresnel lens (2) attached in a stationary state, and the outdoor side rotates according to the direction of the sun. The movable inner ring frame (6) is provided with a reflection unit (4) to which a required number of belt-like mirrors (7) that can be tilted according to the altitude of the sun are attached at predetermined intervals, and the belt-like mirror (7). The inner frame drive system (11) that rotates the inner frame (6) so that the tilt axis of the lens is orthogonal to the sunlight, and the reflected light of the sunlight is parallel to the optical axis of the Fresnel lens according to the altitude of the sun. And a belt-like mirror drive system (15) for tilting the belt-like mirror at an angle.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、太陽光をフレネルレンズで集光させ、ライトガイドを用いて屋内に導く太陽光集光装置に関する。 The present invention relates to a sunlight condensing device that condenses sunlight with a Fresnel lens and guides the sunlight indoors using a light guide.

太陽光を屋外に設置したレンズなどで集光させ、例えば、ライトガイドを用いて屋内に導き、照明その他の使用に供するため、太陽光集光装置が用いられている。
この太陽光集光装置は、太陽の動きを自動追尾する赤道義に取り付けられたフレームが、屋外に設置されるアクリルドーム内に配されており、フレームには、太陽光を入射する所定数のフレネルレンズが光軸を平行にして複数取り付けられ、夫々のレンズの焦点に光入射端が位置するように設置されたライトガイドが、屋内の所定箇所まで延設されている
（特許文献１〜４参照）。 A sunlight condensing device is used to collect sunlight with a lens or the like installed outdoors, guide the light indoors using, for example, a light guide, and use it for illumination or other purposes.
In this solar concentrator, a frame attached to the equator that automatically tracks the movement of the sun is arranged in an acrylic dome installed outdoors, and a predetermined number of sunlight is incident on the frame. A plurality of Fresnel lenses are mounted with their optical axes parallel to each other, and light guides installed so that the light incident ends are located at the focal points of the respective lenses are extended to predetermined indoor locations (Patent Documents 1 to 4). reference).

これによれば、赤道義を駆動させれば、フレームに設けられたフレネルレンズが、太陽の動きに追従して常に太陽に正面を向けているので、フレネルレンズの光軸と平行に太陽光が入射される。
太陽光は平行光であるので、フレネルレンズの焦点に集光されて、その焦点に光入射端を配したライトガイドに効率よく入射され、その出射端側から出射されるので、屋内照明その他の使用に供することができる。 According to this, if the equatorial drive is driven, the Fresnel lens provided on the frame follows the movement of the sun and always faces the sun, so sunlight is parallel to the optical axis of the Fresnel lens. Incident.
Since sunlight is parallel light, it is condensed at the focal point of the Fresnel lens, efficiently incident on the light guide with the light incident end at the focal point, and emitted from the exit end side. Can be used for use.

しかしながら、太陽光の集光量はフレネルレンズの面積に比例するため、集光量を増やそうとすれば、フレネルレンズの面積を広くしなければならず、フレームが大型化し重くなるため、その分、駆動系や支持系も頑丈に設計する必要が生じ、全体としてさらに重量化するという問題がある。 However, the amount of sunlight collected is proportional to the area of the Fresnel lens. Therefore, if the amount of light collected is increased, the area of the Fresnel lens must be increased, and the frame becomes larger and heavier. In addition, it is necessary to design the support system firmly and there is a problem that the weight is further increased as a whole.

また、フレネルレンズの光軸を太陽光と平行にするために、太陽の動きに追従させてフレーム全体の向きを変えると、これに取り付けられた全てのフレネルレンズが動くだけでなく、その焦点に光入射端が固定されたライトガイドもフレームの動きに追従して屈伸が繰り返されることになる。ライドガイドは、フレキシブルに設計されてはいるが、屈伸を毎日繰り返すと弾性疲労によりクラックが入り易くなり、比較的短期間で破断に至るという問題があった。
また、この場合に、ライトガイドを交換しなければならないため、メンテナンスコストが嵩むという問題も生ずる。 In addition, in order to make the optical axis of the Fresnel lens parallel to sunlight, if the orientation of the entire frame is changed by following the movement of the sun, not only all the Fresnel lenses attached to it move, but also at the focal point. The light guide with the fixed light incident end is repeatedly bent and stretched following the movement of the frame. Although the ride guide is designed to be flexible, there is a problem that if bending and stretching are repeated every day, cracks are likely to occur due to elastic fatigue and breakage occurs in a relatively short period of time.
Further, in this case, since the light guide must be replaced, there is a problem that the maintenance cost increases.

特開平１１−０５３９１４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-053914 特開平０７−０４３５３５号公報JP 07-043535 A 特開平０６−３００９２５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-300925 特公平０７−１１９８６３号公報Japanese Patent Publication No. 07-119863

そこで本発明は、太陽の動きに追従してフレネルレンズの向きを変えることなく、また、ライトガイドを屈伸させることもなく、太陽光を効率よく集光することができるようにすることを技術的課題としている。 Therefore, the present invention is technically capable of concentrating sunlight without following the movement of the sun without changing the direction of the Fresnel lens and without bending the light guide. It is an issue.

この課題を解決するために、本発明は、太陽光をフレネルレンズで集光させ、ライトガイドを用いて屋内に導く太陽光集光装置において、
建造物に対して静止状態に取り付けられる前記フレネルレンズを挟んで屋内側の集光点にライトガイドの光入射端が配されると共に、その屋外側に太陽光をフレネルレンズに向かって反射させる反射ユニットが配され、前記反射ユニットは、建造物に固定される環状の外フレームの内側に、太陽の方角に応じて中心軸周りに回動可能な環状の内フレームが同軸的に配され、当該内フレームには、所要数の帯状ミラーが、直径に対して並行に所定間隔で配列されると共に、太陽の高度に応じて傾動させる傾動軸が夫々の帯状ミラーの長手方向に沿って配され、前記内フレームを回動させることにより前記帯状ミラーの傾動軸を太陽光と直交する方角に向ける内フレーム駆動系と、太陽の高度に応じて前記帯状ミラーを傾動させる帯状ミラー駆動系とを備えたことを特徴とする。 In order to solve this problem, the present invention concentrates sunlight with a Fresnel lens and guides it indoors using a light guide.
A light incident end of the light guide is arranged at the condensing point on the indoor side across the Fresnel lens that is attached to the building in a stationary state, and reflection that reflects sunlight toward the Fresnel lens on the outdoor side A unit is arranged, and the reflection unit is arranged on the inner side of an annular outer frame fixed to a building, and an annular inner frame that can rotate around a central axis according to the direction of the sun is coaxially arranged. In the inner frame, a required number of belt-like mirrors are arranged at predetermined intervals in parallel to the diameter, and a tilting axis for tilting according to the altitude of the sun is arranged along the longitudinal direction of each belt-like mirror, An inner frame drive system for turning the inner frame to orient the tilt axis of the belt-like mirror in a direction orthogonal to sunlight, and a belt-like mirror drive for tilting the belt mirror according to the altitude of the sun Characterized by comprising and.

本発明によれば、建造物に対して静止状態に取り付けられるフレネルレンズを挟んで屋内側の集光点にライトガイドの光入射端が配されると共に、屋外側に太陽光をフレネルレンズに向かって反射させる反射ユニットが配されているので、太陽光は反射ユニットでフレネルレンズに向かって反射される。 According to the present invention, the light incident end of the light guide is arranged at the condensing point on the indoor side with the Fresnel lens attached to the building stationary, and the sunlight is directed to the Fresnel lens on the outdoor side. Therefore, the sunlight is reflected toward the Fresnel lens by the reflection unit.

反射ユニットは、建造物に固定される環状の外フレームの内側に、中心軸周りに回動可能な環状の内フレームが同軸的に配され、内フレームには、所要数の帯状ミラーが、直径に対して並行にして所定間隔で配列されると共に、太陽の高度に応じて傾動させる傾動軸が夫々の帯状ミラーの長手方向に沿って配されている。 In the reflection unit, an annular inner frame that can be rotated around the central axis is coaxially arranged inside an annular outer frame fixed to the building, and the required number of belt-like mirrors are arranged on the inner frame. Are arranged in parallel with each other at a predetermined interval, and a tilting axis for tilting according to the altitude of the sun is arranged along the longitudinal direction of each belt-like mirror.

ここで、内フレーム駆動系により内フレームを太陽の方角に向けて回動させながら、帯状ミラー駆動系により帯状ミラーを太陽の高度に応じて傾ければ、建造物に対して静止状態に取り付けられたフレネルレンズの光軸と平行な方向に太陽光を反射させることができる。
太陽光は平行光であるから、フレネルレンズに入射された太陽光は焦点で集光され、その焦点位置に配されたライトガイドの光入射端へ入射される。 Here, if the strip mirror is tilted according to the altitude of the sun by the strip mirror drive system while the inner frame is rotated toward the sun by the inner frame drive system, it can be attached to the building in a stationary state. Sunlight can be reflected in a direction parallel to the optical axis of the Fresnel lens.
Since sunlight is parallel light, the sunlight incident on the Fresnel lens is collected at the focal point and incident on the light incident end of the light guide disposed at the focal position.

このように、建造物に対して静止状態に取り付けられたフレネルレンズの光軸と平行に太陽光を入射させて、その焦点位置に配されたライトガイドへ入射されるので、フレネルレンズの姿勢を調整する必要がなく、その焦点位置も静止したままなので、ライトガイドを屈伸させる必要もない。
したがって、屈伸が繰り返されて弾性疲労によりライトガイドが破断することを防ぐことができ、ライトガイドの交換に伴うメンテナンスコストを軽減することができる。 In this way, sunlight is incident parallel to the optical axis of the Fresnel lens attached to the building in a stationary state and is incident on the light guide arranged at the focal position. There is no need to adjust, and the focal position remains stationary, so there is no need to bend and stretch the light guide.
Therefore, it is possible to prevent the light guide from being broken due to elastic fatigue due to repeated bending and stretching, and to reduce the maintenance cost associated with the replacement of the light guide.

本発明による太陽光集光装置の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the sunlight condensing device by this invention. 反射ユニットの平面図。The top view of a reflection unit. 反射ユニットのＸ方向断面図。X direction sectional drawing of a reflection unit. 太陽の動きを示す説明図。Explanatory drawing which shows a motion of the sun. 本発明装置の動作を示す説明図。Explanatory drawing which shows operation | movement of this invention apparatus. 他の実施例を示す説明図。Explanatory drawing which shows another Example.

本発明は、太陽の動きに追従してフレネルレンズの向きを変えることなく、また、ライトガイドを屈伸させることもなく、太陽光を効率よく集光するという目的を達成するために、建造物に対して静止状態に取り付けられるフレネルレンズを挟んで屋内側の集光点にライトガイドの光入射端が配されると共に、その屋外側に太陽光をフレネルレンズに向かって反射させる反射ユニットを配した。
反射ユニットは、建造物に固定される環状の外フレームの内側に、太陽の方角に応じて中心軸周りに回動可能な環状の内フレームを同軸的に配した。
内フレームには、所要数の帯状ミラーを直径に対して並行に所定間隔で配列し、帯状ミラーには、太陽の高度に応じて傾動させる傾動軸を夫々の帯状ミラーの長手方向に沿って配した。
内フレーム駆動系により、帯状ミラーの傾動軸が太陽光と直交する方角に内フレームを回動させながら、帯状ミラー駆動系により太陽の高度に応じて帯状ミラーを傾動させれば、太陽の位置に関わらず、常に太陽光をフレネルレンズに導くことができる。 The present invention achieves the purpose of efficiently collecting sunlight without changing the orientation of the Fresnel lens following the movement of the sun and without bending the light guide. On the other hand, the light incident end of the light guide is arranged at the condensing point on the indoor side across the Fresnel lens attached in a stationary state, and the reflection unit that reflects sunlight toward the Fresnel lens is arranged on the outdoor side. .
In the reflection unit, an annular inner frame that can rotate around the central axis according to the direction of the sun is coaxially arranged inside an annular outer frame fixed to the building.
On the inner frame, the required number of strip mirrors are arranged at predetermined intervals in parallel with the diameter, and the tilt axis for tilting according to the altitude of the sun is arranged along the longitudinal direction of each strip mirror. did.
By rotating the inner frame in the direction in which the tilt axis of the strip mirror is perpendicular to the sunlight by the inner frame drive system and tilting the strip mirror according to the altitude of the sun by the strip mirror drive system, Regardless, it can always direct sunlight to the Fresnel lens.

本例に係る太陽光集光装置１は、図１に示すように、太陽光をフレネルレンズ２で集光させ、ライトガイド３を用いて屋内に導き、屋内照明やその他の使用に供するためのものである。
フレネルレンズ２は、例えば、直径５０ｃｍ〜１ｍの大口径のものが用いられており、ビル（建造物）の屋上などに光軸Ｚ１を鉛直に向けて静止状態に取り付けられている。 As shown in FIG. 1, the sunlight collecting apparatus 1 according to this example collects sunlight with a Fresnel lens 2, guides it indoors using a light guide 3, and uses it for indoor lighting or other uses. Is.
The Fresnel lens 2 has a large diameter of, for example, 50 cm to 1 m, and is attached in a stationary state with the optical axis Z1 vertically oriented on the roof of a building (building).

このフレネルレンズ２を挟んで屋内側の集光点にライトガイド３の光入射端３inが配されると共に、屋外側に太陽光をフレネルレンズ２に向かって反射させる反射ユニット４が配されている。
なお、ここでいうフレネルレンズ２の屋内側の集光点は、フレネルレンズ２で平行光が集光されたときの光のスポットが、ライトガイド３の光入射端３inの開口面積より小さくなる焦点近傍を意味する。
また、ライトガイド３は、例えば、樹脂チューブ内にコアとなる導光液を充填した液体ライトガイドが用いられており、屋内の必要箇所まで延設され、その光出射端（図示せず）から出射される光を照明その他の任意の用途に用いる。 A light incident end 3in of the light guide 3 is disposed at a condensing point on the indoor side with the Fresnel lens 2 interposed therebetween, and a reflection unit 4 for reflecting sunlight toward the Fresnel lens 2 is disposed on the outdoor side. .
In addition, the condensing point on the indoor side of the Fresnel lens 2 here is a focal point where the light spot when the parallel light is condensed by the Fresnel lens 2 is smaller than the opening area of the light incident end 3 in of the light guide 3. Means the neighborhood.
The light guide 3 is, for example, a liquid light guide filled with a light guide liquid serving as a core in a resin tube. The light guide 3 extends to a necessary place indoors, and from its light emitting end (not shown). The emitted light is used for illumination or any other purpose.

反射ユニット４は、図１乃至図３に示されるように、ビル（建造物）に固定される環状の外フレーム５の内側に、太陽の方角に応じて中心軸Ｚ２周りに回動可能な環状の内フレーム６が同軸的に配されており、また、中心軸Ｚ２がフレネルレンズ２の光軸Ｚ１に対して同軸に配されている。
内フレーム６には、所要数の帯状ミラー７が、直径方向に対して並行に所定間隔で配列されると共に、太陽の高度に応じて傾動させる傾動軸Ｘが夫々の帯状ミラー７の長手方向に沿って配されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the reflection unit 4 has an annular shape that is rotatable around a central axis Z <b> 2 in accordance with the direction of the sun, inside an annular outer frame 5 fixed to a building (building). The inner frame 6 is arranged coaxially, and the central axis Z2 is arranged coaxially with the optical axis Z1 of the Fresnel lens 2.
In the inner frame 6, a required number of belt-like mirrors 7 are arranged at predetermined intervals in parallel with the diameter direction, and a tilting axis X that tilts according to the altitude of the sun is in the longitudinal direction of each belt-like mirror 7. It is arranged along.

この内フレーム６を回動させる内フレーム駆動系１１は、内フレーム６を回転可能に支持する外フレーム５に取り付けられたモータ１２により回転駆動されるピニオン１３と、内フレーム６の外周面に形成されたラック１４とからなり、モータ１２により内フレーム６を一日の太陽の方角変化に従って回動させ、帯状ミラー７の傾動軸Ｘが太陽光と直交する方角に向けるように制御される。
すなわち、帯状ミラー７の傾動軸Ｘと直交する直径方向を内フレーム６の方位軸Ｙとし、この方位軸Ｙが太陽に正対するように内フレーム７が回動されることとなる。 An inner frame drive system 11 for rotating the inner frame 6 is formed on a pinion 13 that is rotationally driven by a motor 12 attached to an outer frame 5 that rotatably supports the inner frame 6, and an outer peripheral surface of the inner frame 6. The inner frame 6 is rotated by the motor 12 according to a change in the direction of the sun of the day, and the tilt axis X of the belt-like mirror 7 is controlled to face in the direction orthogonal to the sunlight.
That is, the diameter direction orthogonal to the tilt axis X of the belt-like mirror 7 is the azimuth axis Y of the inner frame 6, and the inner frame 7 is rotated so that the azimuth axis Y faces the sun.

帯状ミラー７を傾動させる帯状ミラー駆動系１５は、直径位置に配された帯状ミラー７の傾動軸Ｘｃに取り付けられたモータ１６と、当該傾動軸Ｘｃに従動させてその他の帯状ミラー７の傾動軸Ｘを回動させる動力伝達機構（図示せず）を備え、太陽の高度に応じて太陽光の反射光がフレネルレンズ２の光軸Ｚ１と平行になる角度に前記帯状ミラー７を傾動させるように制御される。 The belt-like mirror drive system 15 for tilting the belt-like mirror 7 includes a motor 16 attached to the tilting axis Xc of the belt-like mirror 7 arranged at the diameter position, and the tilting shafts of the other belt-like mirrors 7 driven by the tilting axis Xc. A power transmission mechanism (not shown) for rotating X is provided, and the belt-like mirror 7 is tilted at an angle at which reflected light of sunlight is parallel to the optical axis Z1 of the Fresnel lens 2 according to the altitude of the sun. Be controlled.

以上が本発明の一構成例であって、次にその作用について説明する。
例えば、方角は北を０°とし東回りに定義し、高度を太陽位置の仰角で定義し、太陽の位置を（方角、高度）で定義すると、夏至の日は、図４に示すように、日の出（６０°、０°）、正中時（１８０°：７８°）、日没時（３００°：０°）となる。 The above is one configuration example of the present invention, and the operation thereof will be described next.
For example, if the direction is defined as east with 0 ° north, the altitude is defined by the elevation angle of the sun position, and the sun position is defined by (direction, altitude), the day of the summer solstice, as shown in FIG. Sunrise (60 °, 0 °), median time (180 °: 78 °), sunset (300 °: 0 °).

したがって、日の出から日没まで、内フレーム駆動系１１により、帯状ミラー７の傾動軸Ｘが太陽光と直交する方角に向くように太陽の角度に応じて内フレーム６の方位軸Ｙを６０°〜３００°まで回動させながら、帯状ミラー７を水平に対して、日の出時は４５°、正中時は８４°、日没時は４５°となるように傾ければ、太陽光の反射光がフレネルレンズ２の光軸Ｚ１と平行になるように落射される。 Therefore, from sunrise to sunset, the inner frame drive system 11 sets the azimuth axis Y of the inner frame 6 from 60 ° to the angle of the sun so that the tilt axis X of the belt-like mirror 7 faces in the direction orthogonal to the sunlight. If the belt-like mirror 7 is tilted to 45 ° at sunrise, 84 ° at midday, and 45 ° at sunset while rotating to 300 °, the reflected light of sunlight will be Fresnel. The light is incident on the lens 2 so as to be parallel to the optical axis Z1.

図５（ａ）〜図５（ｃ）は、夏至の７:１０頃、９:３０頃、１１:４０頃の反射ユニット４の動きを示し、上段が内フレーム６の方角を示す平面図、下段が帯状ミラー７を方位軸方向に切断した断面図及び光線図である。
太陽の位置はそれぞれ、７:１０（８０°、３０°）、９:３０（１０４、６０°）、１１:４０（１８０°、７８°）である。 5 (a) to 5 (c) are plan views showing the movement of the reflection unit 4 at around 7:10, 9:30, and 11:40 in the summer solstice, and the upper stage shows the direction of the inner frame 6. The lower stage is a cross-sectional view and a ray diagram obtained by cutting the belt-like mirror 7 in the azimuth direction.
The positions of the sun are 7:10 (80 °, 30 °), 9:30 (104, 60 °), and 11:40 (180 °, 78 °), respectively.

内フレーム６は、太陽の方角に応じて、帯状ミラー７の傾動軸Ｘが太陽光と直交する方角に向くように回動され、図５（ａ）〜図５（ｃ）の場合、方位軸Ｙが８０°、１０４°、１８０°の方向に向けられる。
一方、太陽光を鉛直下向き反射させる帯状ミラー７の水平方向に対する傾きは、
｛太陽の高度（仰角）＋９０°｝／２
で表され、太陽高度が３０°、６０°、７８°の場合、帯状ミラー７の傾きは、それぞれ６０°、７５°、８４°となる。 The inner frame 6 is rotated according to the direction of the sun so that the tilting axis X of the belt-like mirror 7 is directed in the direction perpendicular to the sunlight, and in the case of FIGS. 5 (a) to 5 (c), the azimuth axis Y is oriented in the direction of 80 °, 104 °, 180 °.
On the other hand, the inclination with respect to the horizontal direction of the belt-like mirror 7 that reflects sunlight vertically downward is:
{Sun altitude (elevation angle) + 90 °} / 2
When the solar altitude is 30 °, 60 °, and 78 °, the inclination of the belt-like mirror 7 is 60 °, 75 °, and 84 °, respectively.

いずれの場合も、太陽光は帯状ミラー７で反射されて平行光に維持されたまま、その平行光がフレネルレンズ２の光軸Ｚ１方向に落射されるから、フレネルレンズ２に対して光軸Ｚ１方向に平行光が入射されることになり、平行光は幾何光学に従いフレネルレンズ２の焦点に集光される。
その焦点（集光点）には、ライトガイド３の光入射端３inが配されているので、フレネルレンズ２で集光された光はすべてライトガイド３に取り込まれる。 In any case, since the sunlight is reflected by the belt-like mirror 7 and is maintained as parallel light, the parallel light is reflected in the direction of the optical axis Z1 of the Fresnel lens 2, so that the optical axis Z1 with respect to the Fresnel lens 2 Parallel light is incident in the direction, and the parallel light is collected at the focal point of the Fresnel lens 2 according to geometric optics.
Since the light incident end 3in of the light guide 3 is disposed at the focal point (condensing point), all the light collected by the Fresnel lens 2 is taken into the light guide 3.

このように、反射ユニット４の内フレーム６を太陽の方角に応じて回動させ、帯状ミラー７を太陽の高度に応じて傾動させることにより、固定されたフレネルレンズ２の光軸Ｚ１方向に太陽光を落射させることができるので、フレネルレンズ２を太陽に向けて姿勢制御する必要もなく、これに伴ってライトガイドが屈伸されることもない。 In this way, the inner frame 6 of the reflecting unit 4 is rotated according to the direction of the sun, and the belt-like mirror 7 is tilted according to the altitude of the sun, so that the sun is moved in the direction of the optical axis Z1 of the fixed Fresnel lens 2. Since the light can be reflected, there is no need to control the attitude of the Fresnel lens 2 toward the sun, and the light guide is not bent or stretched accordingly.

また、ライトガイド３として液体ライトガイドを用いた場合、内側を鏡面仕上げした光ダクトを用いる場合に比して屈曲敷設しても光出射端まで確実に光を届けることができ、石英ファイバを用いる場合に比して格段に安価に製造することができ、紫外線劣化がないのでプラスチックファイバを用いる場合に比して紫外線を含む自然光をそのまま伝送して屋内利用することができるというメリットがある。 In addition, when a liquid light guide is used as the light guide 3, light can be reliably delivered to the light emitting end even if it is bent and laid as compared with the case where an optical duct having a mirror-finished inner surface is used, and a quartz fiber is used. Compared to the case, it can be manufactured at a much lower cost, and since there is no deterioration of ultraviolet rays, there is an advantage that natural light including ultraviolet rays can be transmitted as it is and used indoors as compared with the case of using a plastic fiber.

なお、上記実施例の説明では、反射ユニット４の帯状ミラー７により垂直下方に太陽光を反射させ、直下に配したフレネルレンズ２に入射させる場合について説明したが、図６に示すように、建造物から突出させた庇２１に、帯状ミラー７を備えた内フレーム６と、これを支持する外フレーム５を水平に取り付け、フレネルレンズ２を垂直に立てた状態で壁面２２に設けるような場合、反射ユニット４の一部を構成するミラー２３をフレネルレンズ２の正面側に設け、帯状ミラー７で太陽光をミラー２３に向かって反射させ、さらにその反射光をミラー２３によりフレネルレンズ２に向かって反射させるようにしてもよい。 In the description of the above embodiment, the case where sunlight is reflected vertically downward by the belt-like mirror 7 of the reflection unit 4 and is incident on the Fresnel lens 2 arranged immediately below is described. However, as shown in FIG. When the inner frame 6 provided with the belt-like mirror 7 and the outer frame 5 supporting the same are horizontally mounted on the flange 21 protruding from the object, and the Fresnel lens 2 is vertically provided on the wall surface 22, A mirror 23 constituting a part of the reflection unit 4 is provided on the front side of the Fresnel lens 2, sunlight is reflected by the belt-like mirror 7 toward the mirror 23, and the reflected light is further reflected by the mirror 23 toward the Fresnel lens 2. You may make it reflect.

本発明は、太陽光を屋内に取り込んで照明その他の用途に使用する太陽光集光装置の用途に適用しうる。 The present invention can be applied to the use of a solar light collecting device that takes sunlight into an indoor space and uses it for lighting or other purposes.

１太陽光集光装置
２フレネルレンズ
３ライトガイド
３in 光入射端
４反射ユニット
５外フレーム
６内フレーム
７帯状ミラー
Ｘ傾動軸
１１内フレーム駆動系
１５帯状ミラー駆動系

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sunlight condensing device 2 Fresnel lens 3 Light guide 3in Light incident end 4 Reflection unit 5 Outer frame 6 Inner frame 7 Band-shaped mirror X Tilt axis 11 Inner frame drive system 15 Band-shaped mirror drive system

Claims

In a sunlight condensing device that collects sunlight with a Fresnel lens and guides it indoors using a light guide,
A light incident end of the light guide is arranged at the condensing point on the indoor side across the Fresnel lens that is attached to the building in a stationary state, and reflection that reflects sunlight toward the Fresnel lens on the outdoor side Units are arranged,
The reflection unit has an annular inner frame that is rotatable around a central axis in accordance with the direction of the sun, coaxially arranged inside an annular outer frame fixed to the building,
In the inner frame, a required number of belt-like mirrors are arranged at predetermined intervals in parallel with the diameter, and tilt axes that tilt according to the altitude of the sun are arranged along the longitudinal direction of the belt-like mirrors. ,
Rotating the inner frame includes an inner frame drive system that directs the tilt axis of the belt-like mirror in a direction orthogonal to sunlight, and a belt-like mirror drive system that tilts the belt mirror according to the altitude of the sun. The solar condensing device characterized by the above.

The solar light collecting apparatus according to claim 1, wherein the light guide is a liquid light guide in which a light guide liquid serving as a core is filled in a resin tube.

The solar light collecting device according to claim 1, wherein the reflection unit includes a mirror that further reflects the light reflected by the belt-shaped mirror toward a Fresnel lens.