Dispositivo de medición de la posición de montaje.
Dispositivo de medición de la posición de montaje de espejos reflectores (o facetas (31)) que han de ser montados en un heliostato 3 coinciden con un seudo-toroide (53),
se proporcionan un método de ajuste, y un dispositivo de medición de la posición de montaje para medir exactamente las posiciones de montaje de las facetas respectivas (31) para realizar el ajuste de montaje eficientemente y de modo simple. En un método de instalar los espejos reflectantes (o las facetas (31)) que constituyen el heliostato 3 para condensación de la luz solar, cada faceta (31) es instalada de tal modo que un rayo láser reflejado (52) por la faceta 31 puede alcanzar un punto de paso virtual (52b) en una unidad (12) de medición de punto láser.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2008/072085.
Solicitante: MITSUI ENGINEERING & SHIPBUILDING CO., LTD.
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 6-4, Tsukiji 5-chome, Chuo-ku TOKYO 1048439 JAPON.
Inventor/es: EZAWA,KAZUAKI, FUJIWARA,KAZUMASA.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F24J2/16
- G02B5/10 FISICA. › G02 OPTICA. › G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › G02B 5/00 Elementos ópticos distintos de las lentes (guías de luz G02B 6/00; elementos ópticos lógicos G02F 3/00). › de superficies curvas.
- G02B7/182 G02B […] › G02B 7/00 Monturas, medios de regulación o uniones estancas a la luz para elementos ópticos. › para espejos (dispositivos o sistemas ópticos que utilizan elementos ópticos móviles o deformables para gobernar la intensidad, el color, la fase, la polarización o la dirección de la luz G02B 26/00).
- H01S3/00 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01S DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN EL PROCESO DE AMPLIFICACION DE LUZ MEDIANTE EMISION ESTIMULADA DE RADIACIÓN [LASER] PARA AMPLIFICAR O GENERAR LUZ; DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN EMISION ESTIMULADA DE RADIACION ELECTROMAGNETICA EN RANGOS DE ONDA DISTINTOS DEL ÓPTICO. › Láseres, es decir, dispositivos que utilizan la emisión estimulada de la radiación electromagnética en el rango de infrarrojos, visible o ultravioleta (láseres de semiconductores H01S 5/00).
Fragmento de la descripción:
DISPOSITIVO DE MEDICIÓN DE LA POSICIÓN DE MONTAJE
CAMPO TÉCNICO
El presente invento se refiera un dispositivo para medir posiciones de montaje
de los espejos reflectantes respectivos (facetas) que constituyen heliostatos para
5 condensar rayos de luz solar.
ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA
En el campo de la generación de energía ténnica solar y similares en que los
rayos de luz solar son condensados y usados como energía, una tasa de condensación
de un heliostato 3 (un espejo reflectante) para condensar rayos de luz solar es
10 incrementada mediante el uso de un espejo que tiene una superficie cóncava. Es
deseable que esta superficie cóncava debería estar fom13da en tres dimensiones con un
toroide incluido en ella. Se ha propuesto un espejo duradero que tiene una superficie
cóncava (véase documento de Patente 1, por ejemplo) .
Sin embargo, sus costes de fabricación son elevados. Además, es dificil
15 asegurar la exactitud de fabricación, y para fabricar el espejo en un tamaño grande.
Por esta razón, se ha usado un heliostato que incluye espejos refl ectantes de tam31io
pequeño y planos (facetas 3 1) hechos coincidir con un toroide 53 de una seudo
manera como se ha mostrado en la fig. 5.
Para ponerlo específicamente, como se ha mostrado en la fig. 5, múltiples
20 facetas 31 son ajustadas y fijadas de tal manera que coincidan con una fonna que
representa el toroide 53, por ejemplo, una fonna que representa una superficie
esférica. En este caso, el aj uste necesita ser repetido de manera frecuente, ya que la
exactitud de las posiciones de montaje de las facetas respectivas 31 es baja.
Documento de Patente 1: soliciUtd de patente japonesa Ko.kai publicación nO
25 2002-154 179
EXPOSICIÓN DEL INVENTO
PROBLEMAS QUE HAN DE SER RESUELTOS POR EL INVENTO
Como se ha mostrado en la fig. 5, las facetas 3 1 están fijas a un bastidor 35 de
facetas mediante el uso de pemos 34 de faceta de tal manera que coincidan con el
3O seudo-toroide 53. Una práctica realizada de manera convencional es que: se hace un
diseño de papel de gran tamaño que representa el toroide 53; y mientras dos
trabajadores están sujetando este diseño de papel, otro trabajador ajusta las posiciones
de montaje de las facetas respectivas. Por esta razón, ocurre algo tal como el
desplazamiento del papel de diseño durante el trabajo. Esto provoca el problema de
35 que la capacidad de trabajo de la práctica realizada de manera convencional es baja.
Además el seudo-toroide 53 es fomlado ensamblando juntas las facetas 31
cuyas superficies son planas. Con este fin, cada faceta 3 1 necesita estar fijada a él de
tal manera que el centro de la superficie plana de la faceta 3 1 esté en contacto con el
papel de diseño, y formando un ángulo que hace que la faceta coincida con una línea
tangente a la toroide. Esto hace la precisión de este trabajo extremadamente baja.
Además, incluso aunque las facetas 31 parecen estar ajustadas de tal modo que
coincidan con el papel de diseño, ningún rayo de luz reflejado desde las facetas 31 es
5 a menudo focalizado sobre cualquier punto particular después de que rayos de luz
solar en forma de rayos paralelos indican realmente sobre las facetas 31. Así, el
trabajo de ajuste de las facetas 31 es un trabajo extremadamente dificil.
Además, en realidad, después también de que las facetas 31 son montadas en el
heliostato 3, la tasa de condensación de luz del heliostato 3 disminuye debido a la
10 exactitud mecánica del heliostato 3, y las posiciones de montaje de las facetas 31
respectivas son ajustadas repetidamente. Aunque la instalación de las facetas 31
requiere un trabajo y esfuerzos extremadamente meticulosos, es dificil conseguir una
alta precisión.
A este respecto, las posiciones de montaje de las facetas 31 respectivas afectan
15 ampliamente a la tasa a la que los rayos de luz solar son condensados en la generación
de energía térmica solar. Por esta razón, la mejora de exactitud en las posiciones de
montaje de las facetas 31 respectivas es esencial para mejorar la eficiencia de la
generación de energía térmica solar.
Con las circunstancias antes descritas tomadas en consideración, un objeto del
2 O presente invento es proporcionar un método de ajuste, y un dispositivo de medición de
las posiciones de montaje para, medir exactamente las posiciones de montaje de los
espejos reflectante s respectivos (facetas 31) que han de ser montados en el heliostato
3, de modo que se realice su ajuste de montaje de manera eficiente y fácil, en un
trabajo de fabricación de espejos (facetas) coinciden con el seudo-toroide. Además,
25 cuando un grupo de múltiples heliostatos 3 en cada uno de los cuales las posiciones de
montaje de las facetas 31 han sido ajustadas es fijado junto mediante el uso de un
conectador de tal modo que enlacen juntos, el presente invento ayuda a proporcionar
un método de ajuste, y un dispositivo de medición de la posición de montaje para,
hacer un ajuste con el fin de reunir los puntos focales de los heliostatos 3 juntos.
3 O MEDIOS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS
Con el propósito de resolver los problemas antes mencionados, un invento
como se ha citado en la reivindicación 1 a proporciona un método de instalación de
espejo reflectante para un heliostato de condensación de luz solar que incluye una
pluralidad de espejos reflectantes que son instalados en una plataforma de modo que
35 sea inclinable, ajustando el método los ángulos de montaje de los espejos reflectantes
31 respectivos de manera que los rayos láser 52 reflejados obtenidos irradiando la
pluralidad de espejos reflectantes 31 con una pluralidad de rayos láser
unidireccionales y paralelos son condensados en un punto focal 51 de un seudo
toroide 53 formado por la pluralidad de espejos reflectante s 3l. El método está
caracterizado porque: los puntos de intersección entre los trayectos virtuales y una
unidad de medición de punto láser 12 son definidos como puntos de paso virtual 52b,
5 estando formados los trayectos virtuales de modo que unan los espejos reflectantes 31
respectivos y el punto focal 51, siendo situada la unidad de medida de. Las ser 12 así
como para cruzarse con los trayectos virtuales cerca de sus generadores láser
correspondientes 11, estando situada la unidad de medición 12 de punto láser de modo
que corte los trayectos virtuales cerca de sus generadores láser 11 correspondientes,
1 O estando configurada la unidad 12 de medición de punto láser para medir posiciones
irradiadas con los rayos láser respectivos, y los espejos reflectantes 31 son ajustados
de manera que los rayos láser 52 reflejados por los espejos reflectantes 31 alcancen
cada uno sus puntos de paso virtual 52b, respectivamente.
Un invento como se ha citado en la reivindicación 2a proporciona un método
15 de ajuste de conectador para una unidad de heliostato configurada conectando una
pluralidad de heliostatos 6 de condensación de luz solar juntos mediante el uso de un
conectador 33 de manera que el heliostato 6 funcione enlazados entre sí, incluyendo
cada heliostato una pluralidad de espejos reflectantes 31 que son instalados en una
plataforma de modo que sea inclinable, siendo ajustada la pluralidad de espejos
2 O reflectantes 31 de manera que los rayos de luz son condensados en un punto focal 51
de un seudo-toroide 53. El método está caracterizado porque los puntos de
intersección entre trayectos virtuales y una unidad 12 de medición de punto láser están
definidos como puntos de paso virtual 52b, estando formados los trayectos virtuales de
modo que unan los espejos reflectantes 31 no respectivos y el punto focal, estando
25 colocada la unidad 12 de medición de punto láser de modo que corte a los trayectos
virtuales cerca de sus generadores láser 11 correspondientes, estando configurada la
unidad 12 de medición de punto láser para medir posiciones irradiadas con los rayos
láser respectivos, y el conectador 33 es ajustado de manera que los rayos láser
detectados 52 reflejados por los espejos reflectantes 31 alcancen sus puntos de paso
3 O virtual 52b, respectivamente.
Un invento como se ha citado en la reivindicación 3a proporciona un
dispositivo 1 de medición de la posición de montaje para medir una posición de
montaje de un espejo reflectante 31, estando el dispositivo 1 para un heliostato de
condensación de luz solar que incluye una pluralidad de espejos reflectantes 31 que
35 son instalados en una plataforma de modo que sea inclinable,...
Reivindicaciones:
¡a._ Un método de instalación de un espejo reflectante para un heliostato que
condensa la luz solar que incluye una pluralidad de espejos reflectantes que son
instalados sobre una platafom13 de modo que sea inclinable, ajustando el método los
S ángulos de montaje de los espejos reflectantes respectivos de modo que los rayos láser
reflejados obtenidos irradiando la pluralidad de espejos reflectantes con una pluralidad
de rayos láser de una sola dirección y paralelos son condensados en un punto focal de
un seudo-toroide fonnado por la pluralidad de espejos reflectantes, el método
caracterizado porque los puntos de inserción entre los trayectos virtuales y una unidad
10 de medición de punto láser son definidos como puntos de paso virtuales, estando
fonnados los trayectos virtuales de modo que unan los espejos reflectantes respectivos
y el punto focal, estando colocada la unidad de medición de punto láser de modo que
corte los trayectos virtuales cerca de sus generadores de láser correspondientes,
estando configurada la unidad de medición de punto láser para medir posiciones
1 S irradiadas con los rayos láser respectivos, y los espejos refl ectantes son ajustados de
modo que los rayos láser reflejados por los espejos reflectantes alcancen sus puntos de
paso virtuales, respectivamente.
2a ._ Un método para aj ustar un conectador para una unidad de heliostato
configurada conectando lUla pluralidad de heliostatos que condensan la luz solar
2 O juntos mediante el uso de un conectador de modo que los heliostatos funcionan
enlazados entre sí, incluyendo cada heliostato una pluralidad de espejos reflectantes
que son instalados sobre LUla platafonna de modo que sea inclinable, siendo ajustada
la pluralidad de espejos reflectantes de modo que los rayos de luz son condensados en
un punto focal de un seudo-toroide, el método caracterizado porque los puntos de
2 S intersección entre trayectos virtuales y una unidad de medición de punto láser son
definidos como puntos de paso virtual, estando fOnl13dos los trayectos virtuales de
modo que unan los espejos retlectantes respectivos y el punto focal, estando colocada
la unidad de medición de punto láser de modo que corte los trayectos virtuales cerca
de sus generadores láser correspondientes, estando configmada la unidad de medición
3O de punto láser para medir posiciones irradiadas con los rayos láser respectivos que son
irradiados, y el conectador es ajustado de modo que los rayos láser reflejados por los
espejos reflectantes alcancen sus puntos de paso virtuales, respectivamente.
3a ._ Un dispositivo de medición de la posición de montaje para medir una
posición de montaje de un espejo reflectante, siendo tal el dispositivo para un
3 S heliostato que condensa la luz solar que incluye una pluralidad de espejos reflectantes
que son instalados sobre una platafonna de modo que sea inc1inable, siendo usado el
dispositivo cuando los ángulos de montaje de los espejos reflectantes respectivos son
ajustados de modo que los rayos láser reflejados obtenidos irradiando la pluralidad de espejos reflectantes con rayos láser son condensados en un punto focal de un pseudos toroide formado por la pluralidad de espejos reflectantes, el dispositivo caracterizado porque comprende: una pluralidad de generadores láser desde la que los rayos láser
son emitidos en paralelo entre sí y en una sola dirección; una unidad de medición de punto láser que recibe los rayos láser desde los generadores láser, y detecta así posiciones irradiadas con los rayos láser respectivos; y un miembro de soporte sobre el que son instalados los generadores láser y la unidad de medición de punto láser.
4a._ Un dispositivo de medición de la posición de montaje para una unidad de 1 O heliostato configurada conectando una pluralidad de heliostatos que condensan la luz solar juntos mediante el uso de un conectador de modo que los heliostatos funcionen enlazados entre sí, incluyendo cada heliostato una pluralidad de espejos reflectantes que son instalados sobre una plataforma de modo que sea inclinable, siendo ajustada la pluralidad de espejos reflectantes de modo que los rayos de luz son condensados en un punto focal de un seudo-toroide, el dispositivo caracterizado porque comprende: una pluralidad de generadores láser desde los que son emitidos rayos láser en paralelo entre sí y en una sola dirección; una unidad de medición de punto láser que recibe los rayos láser desde los generadores láser, y detecta así posiciones irradiadas con los rayos láser respectivos; y un miembro de soporte en el que son instalados los 2 O generadores láser y la unidad de medición de punto láser. sa._ El dispositivo de medición de la posición de montaje según una cualquiera de las reivindicaciones 3a y 4a, caracterizado porque el miembro de soporte incluye un mecanismo de movimiento para moverse a lo largo de los espejos reflectantes. 6a._ El dispositivo de medición de la posición de montaje según una cualquiera de las reivindicaciones 3aa sa, caracterizado porque los generadores láser y la unidad de medición de punto láser son instalados sobre un miembro de soporte en forma de arco.
7a._ El dispositivo de medición de la posición de montaje según una cualquiera de las reivindicaciones 3a a 6a, caracterizado porque los generadores láser usan sus 3 O rayos láser respectivos cuyas longitudes de onda son diferentes entre sí, y que representan sus colores respectivos diferentes entre sí.
ga._ Un método de instalación de espejo reflectante para un heliostato que condensa la luz solar que incluye una pluralidad de espejos reflectantes que son instalados sobre una plataforma de modo que sea inclinable, y el método de ajustar
ángulos de montaje de los espejos reflectante s respectivos de modo que los rayos láser reflejados obtenidos irradiando la pluralidad de espejos reflectantes con una pluralidad de rayos láser unidireccionales y paralelos son condensados en un punto focal de un
seudo-toroide formado por la pluralidad de espejOS reflectantes, el método
caracterizado porque una unidad de medición de distancia láser que mide una
distancia mediante el uso de un rayo láser es instalada sobre una línea de referencia
configurada enfrente de los espejos reflectantes, se mide una distancia entre la línea de
5 referencia y cada uno de los espejos reflectantes, y así, cada uno de los espejos
reflectantes es ajustado de modo que esta distancia resulte igual a una distancia entre
la línea de referencia y el seudo-toroide que ha de ser formado por el espejo
reflectante.
9a ._ Un método de ajuste de conectador para una unidad de heliostato
1 O configurada conectado una pluralidad de heliostatos que condensan la luz solar juntos
mediante el uso de un conectador de modo que los heliostatos funcionan enlazados
entre sí, incluyendo cada heliostato una pluralidad de espejos reflectantes que son
instalados sobre una plataforma de modo que sea inclinable, estando ajustada la
pluralidad de espejos reflectantes de modo que los rayos de luz son condensados en un
15 punto focal de un seudo-toroide, el método caracterizado porque una unidad de
medición de distancia láser que mide una distancia mediante el uso de un rayo láser es
instalada sobre una línea de referencia configurada enfrente de los espejos reflectantes,
se mide una distancia entre la línea de referencia y cada uno de los espejos
reflectantes, y así, el conectador es ajustado de modo que esta distancia resulte igual a
2 O una distancia entre la línea de referencia y el seudo-toroide que ha de ser formado por
los espejos reflectantes.
lOa._ Un dispositivo de medición de la posición de montaje para medir una
posición de montaje de un espejo reflectante, siendo el dispositivo tal para un
heliostato que condensa la luz solar que incluye una pluralidad de espejos reflectantes
25 que son instalados sobre una plataforma de modo que sea inclinable, siendo usado el
dispositivo cuando los ángulos montados de los espejos reflectantes respectivos son
ajustados de modo que los rayos láser reflejados obtenidos irradiando la pluralidad de
espejos reflectantes con rayos láser son condensados en un punto focal de un seudo
toroide formado por la pluralidad de espejos reflectantes, el dispositivo caracterizado
3 O porque comprende una unidad de medición de una distancia láser que mide una
distancia mediante el uso de un rayo láser, el dispositivo caracterizado porque la
unidad de medición de la distancia láser es instalada sobre una línea de referencia
configurada enfrente de los espejos reflectantes.
11a._ Un dispositivo de medición de la posición de montaje para una unidad de
35 heliostato configurada conectando una pluralidad de heliostatos que condensan la luz
solar juntos mediante el uso de un conectador de modo que los heliostatos funcionan
enlazados entre sí, incluyendo cada heliostato una pluralidad de espejos reflectantes
que son instalados sobre una plataforma de modo que sea inclinable, estando ajustada la pluralidad de espejos reflectantes de modo que los rayos de luz son condensados en un punto focal de un seudo-toroide, el dispositivo caracterizado porque comprende una unidad que mide una distancia de medición de distancia láser mediante el uso de un rayo láser, el dispositivo caracterizado porque la unidad de medición de la distancia láser es instalado sobre una línea de referencia configurada enfrente de los espejos reflectantes.
l2a._ El dispositivo de medición de la posición de montaje según una cualquiera de las reivindicaciones loa y 11a, caracterizado porque el miembro de 10 soporte incluye un mecanismo de movimiento para moverse a lo largo de los espejos reflectantes.
13a._ El dispositivo de medición dela posición de montaje según una cualquiera de las reivindicaciones lOa a l2a, caracterizado porque la unidad de medición de la distancia láser es instalada sobre un miembro de soporte en forma de arco.
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