特開 2024-121592 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024121592

(43)【公開日】2024-09-06

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   F03D 13/00 20160101AFI20240830BHJP

【ＦＩ】

F03D13/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023028772

(22)【出願日】2023-02-27

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100142608

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 由佳

(74)【代理人】

【識別番号】100213470

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 真二

(72)【発明者】

【氏名】柄澤 龍介

【テーマコード（参考）】

3H178

【Ｆターム（参考）】

3H178AA16

3H178AA36

3H178AA43

3H178BB71

3H178BB77

3H178BB79

3H178DD12Z

3H178DD51X

3H178DD67Z

(57)【要約】

【課題】低コストで、且つ、風車取り付け後の調整工数を低減できる電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置１は、風車支柱１４と風車翼１６とを有する風車２と、風車２の回転によって発電する発電機４と、発電機４と共に風車２を備えたコンテナ６と、コンテナ６の壁面に風車２を上下動可能に設置する直動案内装置２４とを備えている。直動案内装置２４は、上下方向に延びるガイド部材４２と、ガイド部材４２に沿って移動するスライド部材４４とを有している。さらに、風車２とコンテナ６との間に、風車２をコンテナ６に固定するとともに、風車２とコンテナ６との隙間を調整する隙間調整部材２６が設けられている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

風車支柱と風車翼とを有する風車と、前記風車の回転によって発電する発電機と、前記発電機と共に前記風車を備えたコンテナと、前記コンテナの壁面に前記風車を上下動可能にする直動案内装置とを備えた電源装置であって、
前記風車と前記コンテナとの間に、前記風車を前記コンテナに固定し、前記風車と前記コンテナとの間の隙間を調整する隙間調整部材を備えた電源装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電源装置において、前記直動案内装置は、上下方向に延びるガイド部材と、前記ガイド部材に沿って移動するスライド部材とを有し、
前記スライド部材は、前記ガイド部材の手前側に当接する上側の第１のローラと、前記ガイド部材の奥側に当接する下側の第２のローラとを有している電源装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の電源装置において、前記コンテナは、水平方向に延びるコンテナ上側梁およびコンテナ下側梁と、これらコンテナ上側およびコンテナ下側梁を連結する複数のコンテナ柱とを有し、
前記風車支柱が、前記締結部材により前記コンテナ上側梁に固定されている電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、未電化地域や災害の被災地等での電力供給減として簡易に移動設置できる電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

直動案内装置を利用した風力発電装置が提案されている（例えば、特許文献１，２）。従来の直動案内装置では、リニアガイドのような精度の高い直動案内装置が適用されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１６９６３７号公報

【特許文献2】特開２０２２－０５４９０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、リニアガイドのような精度の高い直動案内装置は、構造が複雑で、コストも嵩む。また、リニアガイドのような精度の高い直動案内装置はあそびがなく、風車を立上げたあとのコンテナとの固定部との隙間の調整に工数がかかる。

【0005】

本発明の目的は、低コストで、且つ、風車取り付け後の調整工数を低減できる電源装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の電源装置は、風車支柱と風車翼とを有する風車と、前記風車の回転によって発電する発電機と、前記発電機と共に前記風車を備えたコンテナと、前記コンテナの壁面に前記風車を上下動可能にする直動案内装置とを備えた電源装置であって、前記風車と前記コンテナとの間に、前記風車を前記コンテナに固定するとともに、前記風車と前記コンテナとの間の隙間を調整する隙間調整部材が設けられている。ガイド部材は、例えば、Ｈ鋼、Ｉ鋼、溝形鋼である。

【0007】

この構成によれば、直動案内装置に、例えばＨ鋼のようなガイド部材を用いることで、構造がシンプルになりコストが下がる。また、風車を立ち上げる際に、風車が、隙間調整部材を介してコンテナに固定される。これにより、隙間調整部材と風車との間にあそびをもたせることができ、隙間調整部材と風車支柱との間のすきま調整の工数が減る。すきま調整後に、隙間調整部材と風車は、密着した状態で締結部材によりで固定することができる。

【0008】

本発明において、前記直動案内装置は、上下方向に延びるガイド部材と、前記ガイド部材に沿って移動するスライド部材とを有し、前記スライド部材は、前記ガイド部材の手前側に当接する上側の第１のローラと、前記ガイド部材の奥側に当接する下側の第２のローラとを有していてもよい。ここで、「手前側」とは風車支柱側をいい、「奥側」とはコンテナの壁面側をいう。この構成によれば、上側の第１のローラが手前側のみに当接し、下側の第２のローラが奥側のみに当接するようにすることで、風車は奥方向にあそびができる。これにより、隙間調整部材と風車支柱のすきまをあけた状態で風車が取り付けられ、立上げ後にすきまを無くした状態で締結部材により固定することができる。

【0009】

本発明において、前記コンテナは、水平方向に延びるコンテナ上側梁およびコンテナ下側梁と、これらコンテナ上側およびコンテナ下側梁を連結する複数のコンテナ柱とを有し、前記風車支柱が、前記締結部材により前記コンテナ上側梁に固定されていてもよい。この構成によれば、風車支柱が、強度の高い梁に固定されるので、コンテナ内への風車発電音の伝達を抑えることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明の電源装置によれば、直動案内装置の構造がシンプルになりコストが下がるうえに、隙間調整部材と風車支柱との間にあそびをもたせて、隙間調整部材と風車支柱との間のすきま調整の工数を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電源装置を示す正面図である。

【図2】同電源装置の風車を示す正面図である。

【図3】同風車の図２とは別の状態を示す斜視図である。

【図4】同電源装置の直動案内装置を示す斜視図である。

【図5】図４の側面図である。

【図6】図２のVI－VI線に沿った断面図である。

【図7】図２のVII－VII線に沿った断面図である。

【図8A】同直動案内装置のスライド部材を示す斜視図である。

【図8B】同スライド部材を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る電源装置１の正面図である。本発明の電源装置１は、未電化地域や災害の被災地域等での電力供給源として簡易に移動、設置できる移動型の独立電源装置である。

【0013】

電源装置１は、風車２と、風車２の回転によって発電する発電機４と、発電機４と共に風車２を固定可能なコンテナ６とを有している。コンテナ６には、その他に、図示しない蓄電池、制御盤等が収容される。図２は、風車２がコンテナ６の上端部に設置された状態を示す。図３は、風車２がコンテナ６の下端部に位置する状態を示す。

【0014】

図１に示すコンテナ６は、矩形の箱であり、水平方向に延びるコンテナ上側梁８およびコンテナ下側梁１０と、これらコンテナ上側およびコンテナ下側梁８，１０を連結する複数のコンテナ柱１２とを有している。コンテナ上側梁８，コンテナ下側梁１０およびコンテナ柱１２は、例えば、溝形鋼であるが、これに限定されない。

【0015】

本実施形態では、コンテナ６は、例えば、一般的な４トントラックでも運べるように、規格寸法よりも幅狭のコンテナ６を用いている。ただし、コンテナ６は、規格寸法のコンテナであってもよい。

【0016】

本実施形態の風車２は、上下方向に延びる風車支柱１４と、風車支柱１４の上端部に取り付けられた風車翼１６とを有する。本実施形態の風車２は、垂直型の風車であり、風車支柱１４の上端部に垂直軸心回りに回転自在に設置された中央回転部材１８と、中央回転部材１８の周囲で鉛直方向に延びる複数の翼２０と、中央回転部材１８と翼２０とを連結するアーム２２とを有している。これら翼２０およびアーム２２が風車翼１６を構成している。

【0017】

風車２は、図３に示す隙間調整部材２６を介してコンテナ６の外壁面に固定されている。詳細には、風車２は、風車支柱１４の下端部にブラケット部材２８を有している。ブラケット部材２８は、コンテナ６の外壁面に取り付けられる板状のプレート部３０と、プレート部３０と風車支柱１４の下端部とを連結する連結部３２とを有している。

【0018】

本実施形態では、プレート部３０および連結部３２は板金製で、プレート部３０と連結部３２が溶接で結合され、連結部３２が風車支柱１４の下端部に溶接で結合されている。つまり、本実施形態では、風車支柱１４、連結部３２およびプレート部３０が不可分一体に構成されている。

【0019】

図４に示すように、プレート部３０に、ボルト挿通孔３４が設けられている。ボルト挿通孔３４は、幅方向（左右方向）の両側に設けられている。本実施形態では、ボルト挿通孔３４は、幅方向両側に上下方向に並んで３つずつ設けられている。ただし、ボルト挿通孔３４の数はこれに限定されない。

【0020】

隙間調整部材２６は、上下方向に延びる部材で、幅方向（左右方向）に並んで２つ配置されている。隙間調整部材２６は、例えば、Ｈ鋼、Ｉ鋼、溝形鋼であるが、これらに限定されない。

【0021】

図３に示す隙間調整部材２６におけるプレート部３０のボルト挿通孔３４（図４）に対応する位置に、第１ねじ孔３６が形成されている。また、図６に示すように、隙間調整部材２６におけるコンテナ６の壁面に当接する部分に第２ねじ孔３８が形成されている。本実施形態では、第２ねじ孔３８は、１つの隙間調整部材２６の幅方向両側に上下方向に並んで複数設けられている。ただし、第２ねじ孔３８の配置、数は特に限定されない。第１および第２ねじ孔３６，３８は、例えば、溶接ナットである。なお、図７では、隙間調整部材２６が省略されている。

【0022】

コンテナ６の壁面に形成された挿通孔６ａに、コンテナ６の内側からボルトのような締結部材３５が挿通され、隙間調整部材２６の第２ねじ孔３８に締め付けられている。これにより、隙間調整部材２６がコンテナ６の壁面に固定される。

【0023】

プレート部３０のボルト挿通孔３４に、風車支柱１４側（コンテナ６の反対側）からボルトのような締結部材４０が挿通され、隙間調整部材２６の第１ねじ孔３４に締め付けられている。これにより、風車２が、隙間調整部材２６を介してコンテナ６の壁面に着脱自在に取り付けられる。

【0024】

図２の例では、風車支柱１４が隙間調整部材２６を介してコンテナ６の壁面に固定されているが、図１に示すように、風車支柱１４は締結部材３５により隙間調整部材２６を介してコンテナ上側梁８に固定されてもよい。風車２が強度の高い梁８に固定されることで、コンテナ６内への風車発電音の伝達を抑えることができる。

【0025】

風車２は、図４に示す直動案内装置２４を介してコンテナ６の外壁面に上下動可能に設置される。つまり、風車２は、コンテナ６の下部で直動案内装置２４に設置され、直動案内装置２４により上方に移動された後、隙間調整部材２６を介してコンテナ６の上部で壁面に固定される。図３は風車２がコンテナ６の下部に位置する状態を示しており、図２は風車２がコンテナ６の上端部に固定された状態を示している。

【0026】

図４に示すように、直動案内装置２４は、上下方向に延びるガイド部材４２と、ガイド部材４２に沿って移動するスライド部材４４とを有している。本実施形態では、ガイド部材４２としてＨ鋼が用いられているが、ガイド部材４２は、Ｈ鋼に限定されず、例えば、Ｉ鋼、溝形鋼等であってもよい。ガイド部材４２は、例えば、ステンレス製または鋼材を溶融亜鉛メッキ仕上げしたものが用いられる。

【0027】

本実施形態では、平面視で、図７に示すように、Ｈ鋼４２の開口が左右方向を向くように、ガイド部材４２が配置されている。つまり、Ｈ鋼における平行な２つの部材４２ａ，４２ｂの一方の部材４２ａがコンテナ６の壁面にボルト４５で取り付けられている。以下の説明において、Ｈ鋼における平行な２つの部材のうちコンテナ壁面側を第１部材４２ａ、風車支柱側を第２部材４２ｂ、第１および第２部材４２ａ，４２ｂを連結する部材を連結部材４２ｃとする。また、ガイド部材４２において、風車支柱側を手前側と呼び、コンテナ壁面側を奥側と呼ぶ。

【0028】

図４に示すように、スライド部材４４は、上側の第１のローラ４６と、下側の第２のローラ４８とを有している。上側の第１のローラ４６はガイド部材４２の手前側の第２部材４２ｂに当接し、下側の第２のローラ４８は奥側の第１部材４２ａに当接する。

【0029】

本実施形態では、第１のローラ４６と第２のローラ４８は、実質的に同じ構造であるので、ここでは、代表して第１のローラ４６の構成を説明し、第２のローラ４８については第１のローラ４６との相違点のみ説明し、同一の構成については共通の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0030】

図８Ａおよび図８Ｂに示すように、第１のローラ４６は、Ｌ字形のブラケット５０と、ブラケット５０に取り付けられたローラ部５２とを有している。Ｌ字形のブラケット５０は、例えば、金属製のアングルであり、ローラ部５２が取り付けられる第１片５０ａと、第１片５０ａに直交する第２片５０ｂとを有している。

【0031】

ブラケット５０の第１片５０ａにローラ取付孔５０ａａが形成されており、第２片５０ｂに固定孔５０ｂａが形成されている。

【0032】

本実施形態の第１のローラ４６は、段付きボルト５４と、ナット５６と、円筒カラー５８とを有している。段付きボルト５４の大径部５４ａの外径はブラケット５０の第１片５０ａのローラ取付孔５０ａａの直径よりも大きく、段付きボルト５４の小径部のねじ部５４ｂの外径はローラ取付孔５０ａａの直径よりも小さい。円筒カラー５８の内径は、段付きボルト５４の大径部５４ａの外径よりも大きく、段付きボルト５４の頭部５４ｃの外径よりも小さい。

【0033】

段付きボルト５４の大径部５４ａに円筒カラー５８が装着された状態で、段付きボルト５４の小径部５４ｂがブラケット５０のローラ取付孔５０ａａに挿通されている。段付きボルト５４の小径のねじ部５４ｂにナット５６が螺合されている。これにより、円筒カラー５８が段付きボルト５４の軸心回りに回転自在に、第１のローラ４６がブラケット５０に支持される。

【0034】

本実施形態では、段付きボルト５４の頭部５４ｃと円筒カラー５８の間および円筒カラー５８とブラケット５０の第１片５０ａとの間にワッシャ６０が介在されている。また、円筒カラー５８は、軸方向に遊びを持った状態で取り付けられている。詳細には、段付きボルト５４の大径部５４ａの軸方向長さが、円筒カラー５８の軸方向長さと２枚のワッシャ６０，６０の厚さの合計よりも大きい。

【0035】

ブラケット５０の第２片５０ｂの固定孔５０ｂａを用いて、ボルトのような締結部材５５により第１のローラ４６が風車支柱１４のブラケット部材２８のプレート部３０に着脱自在に取り付けられている。本実施形態では、上下方向に並ぶ２つの締結部材５５で第１のローラ４６が風車支柱１４に取り付けられているが、締結部材５５の数、配置はこれに限定されない。

【0036】

図６に示すように、第１のローラ４６が取り付けられた状態で、円筒カラー５８は第１および第２部材４２ａ，４２ｂの間に位置する。本実施形態では、左右一対の第１のローラ４６，４６が設けられている。つまり、一対の第１のローラ４６，４６が取り付けられた状態で、一方側の第１のローラ４６の円筒カラー５８は連結部材４２ｃよりも一方側で第１および第２部材４２ａ，４２ｂの間に位置し、他方側の第１のローラ４６の円筒カラー５８は連結部材４２ｃよりも他方側で第１および第２部材４２ａ，４２ｂの間に位置する。

【0037】

第１のローラ４６と第２のローラ４８では、第１片５０ａの前後方向長さが異なる。ここで、前後方向とは、鉛直方向および左右方向の両方に直交する方向をいう。詳細には、図５に示すように、第１のローラ４６の第１片５０ａの長さＬ１は、第２のローラ４８の第１片５０ａの長さＬ２よりも短い。換言すれば、第２のローラ４８の第１片５０ａは、第１のローラ４６の第１片５０ａよりも奥側に延びている。第２のローラ４８は、第１片５０ａの前後方向長さ以外の構成は、第１のローラ４６と同じである。

【0038】

第１片５０ａが短い第１のローラ４６の円筒カラー５８はガイド部材４２の手前側の第２部材４２ｂにのみ当接し、第１片５０ａが長い第２のローラ４８の円筒カラー５８は奥側の第１部材４２ａにのみ当接する。第１および第２のローラ４６，４８の円筒カラー５８がスライド部材４２の第１および第２部材４２ａ，４２ｂに案内されて転動する。これにより、風車２がコンテナ６の外壁面に上下動可能である。

【0039】

第１および第２のローラ４６，４８の構成は本実施形態のものに限定されず、例えば、ベアリングであってもよい。

【0040】

本実施形態のスライド部材４４は、さらに、側面ガイド部材６０を有している。本実施形態の側面ガイド部材６０は、段付きボルト６２を有している。詳細には、段付きボルト６２の小径のねじ部６２ａが、図７に示す風車支柱１４のブラケット部材２８のプレート部３０に形成されたねじ孔３０ａに締め付けられている。これにより、側面ガイド部材６０が風車支柱１４に着脱自在に取り付けられている。ねじ孔３０ａは、例えば、溶接ナットである。

【0041】

この状態で、段付きボルト６２の頭部６２ｂとプレート部３０との間で、段付きボルト６２の大径部６２ｃが、ガイド部材４２の第２部材４２ｂの端縁に当接している。本実施形態では、図４に示すように、側面ガイド部材６０は、左右の第１のローラ４６の上方と、左右の第２のローラ４８の下方に設けられている。つまり、本実施形態では、４つの側面ガイド部材６０が設けられている。側面ガイド部材６０の数、配置はこれに限定されない。

【0042】

側面ガイド部材６０を設けることで、ガイド部材４２に沿って風車２が上下移動する際に、風車２が左右方向にずれることが抑制され、風車２の上下移動が安定する。側面ガイド部材６０の構成は、本実施形態のものに限定されない。例えば、側面ガイド部材６０は、段付きボルト６２に円筒カラー、ローラ等を組み合わせたものでもよい。

【0043】

上記構成によれば、風車２をコンテナ６に設置する際、図３に示すコンテナ６の下端部で、風車２に固定されたスライド部材４４が、コンテナ６に固定されたガイド部材４２に連結される。具体的には、図４に示すスライド部材４４の第１および第２のローラ４６，４８の円筒カラー５８が、Ｈ鋼からなるガイド部材４２の溝に係止される。ガイド部材４２がＨ鋼からなるので、構造がシンプルになりコストが下がる。この状態で、円筒カラー５８がガイド部材４２に案内されながら、風車２がコンテナ６の上端部に引き揚げられる。風車２の引き揚げは、例えば、ウィンチのような公知の手段で行われる。

【0044】

風車２がコンテナ６の上端部に引き揚げられた後、図２に示すように、風車２を立ち上げてコンテナ６に固定する。その際、風車支柱１４が、図６に示すコンテナ６に固定された隙間調整部材２６を介して締結部材４０で固定される。これにより、隙間調整部材２６と風車支柱１４との間にあそびをもたせることができ、隙間調整部材２６と風車支柱１４との間のすきま調整の工数が減る。すきま調整後に、隙間調整部材２６と風車支柱１４は、密着した状態で締結部材４０によりで固定することができる。

【0045】

風車２が前後に動かないように上側および下側のローラを手前側と奥側の両方のガイド部材に当接させると、風車２を立ち上げた後の隙間調整に工数がかかる。上記構成によれば、上側の第１のローラ４６は手前側の第１部材４２ａにのみ当接し、下側の第２のローラ４８は奥側の第２部材４２ｂにのみ当接している。これにより、風車２は奥方向にあそびができる。したがって、隙間調整部材２６と風車支柱１４のすきまをあけた状態で風車２が取り付けられ、立上げ後にすきまを無くした状態で締結部材４０により固定することができる。したがって、すきま調整の工数が減る。

【0046】

風車２をコンテナ６のコルゲート壁に固定すると、コンテナ６内への風車発電音が伝達されることがある。図１に示すように、風車支柱１４は、締結部材４０によりコンテナ上側梁８に固定されていてもよい。このように、風車支柱１４が、強度の高い梁８に固定されることで、コンテナ６内への風車発電音の伝達を抑えることができる。

【0047】

本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0048】

１ 電源装置
２ 風車
４ 発電機
６ コンテナ
８ コンテナ上側梁
１０ コンテナ下側梁
１２コンテナ柱
１４ 風車支柱
１６ 風車翼
２４ 直動案内装置
２６ 隙間調整部材
４０ ボルト（締結部材）
４２ ガイド部材
４４ スライド部材
４６ 第１のローラ
４８ 第２のローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】