(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】P2024121600
(43)【公開日】2024-09-06
(54)【発明の名称】自然エネルギー発電装置
(51)【国際特許分類】
F03D 13/20 20160101AFI20240830BHJP
F03D 80/80 20160101ALI20240830BHJP
F03D 80/50 20160101ALI20240830BHJP
【FI】
F03D13/20
F03D80/80
F03D80/50
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023028788
(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】松浦 文彦
【テーマコード(参考)】
3H178
【Fターム(参考)】
3H178AA12
3H178AA22
3H178AA43
3H178BB73
3H178BB79
3H178CC23
3H178DD51X
3H178DD54X
3H178DD58X
(57)【要約】
【課題】従来構造に比べて、設置条件を緩和すると共にコスト低減を図ることができる自然エネルギー発電装置を提供する。
【解決手段】自然エネルギー発電装置は、支柱1に支持された風力発電装置および太陽光発電装置のいずれか一方または両方を含む発電装置と、支柱1の内部に設けられ発電装置を制御する制御装置8とを備える。さらに自然エネルギー発電装置は、制御装置8に電気的に接続され発電装置本体で発電した電力を用いて出力するディスプレイ4と、支柱1に取り付けられディスプレイ4を収納する電気機器収納箱5とを有する。支柱1には、制御装置8を操作可能な支柱開口部11が設けられる。電気機器収納箱5には、電機機器を収納する収納空間が設けられ、収納空間13と支柱開口部11とを連通する連通孔18が設けられている。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
支柱に支持された風力発電装置および太陽光発電装置のいずれか一方または両方を含む発電装置と、前記支柱の内部に設けられ前記発電装置を制御する制御装置とを備えた自然エネルギー発電装置であって、
前記制御装置に電気的に接続され前記発電装置で発電した電力を用いる電気機器と、
前記支柱に取り付けられ前記電気機器を収納する電気機器収納箱と、を有し、
前記支柱には、前記制御装置を操作可能な支柱開口部が設けられ、前記電気機器収納箱には、前記電機機器を収納する収納空間が設けられ、前記収納空間と前記支柱開口部とを連通する連通孔が設けられている自然エネルギー発電装置。
【請求項2】
請求項1に記載の自然エネルギー発電装置において、前記支柱の内部に設けられ前記発電装置で発電した電力を蓄える蓄電池を有し、前記支柱の内部の前記蓄電池は前記支柱開口部を通して操作可能である自然エネルギー発電装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の自然エネルギー発電装置において、前記電気機器収納箱は、前記支柱開口部の開口周縁部に取り付けられた収納箱本体と、この収納箱本体に開閉自在に取り付けられた開閉扉とを有する自然エネルギー発電装置。
【請求項4】
請求項3に記載の自然エネルギー発電装置において、前記電気機器はディスプレイであり、このディスプレイは前記開閉扉に取り付けられている自然エネルギー発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、支柱に支持された風力発電装置および太陽光発電装置のいずれか一方または両方を含む自然エネルギー発電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
屋外等において各種情報をディスプレイにより表示する表示装置が提案されている(特許文献1,2)。
図5Aのように、例えば、ディスプレイ50は、ディスプレイ収納箱51の開閉扉51aを閉じた状態で表示可能に使用される。
図5Bのように、ディスプレイ50は、開閉扉51aを開いた状態でディスプレイ収納箱51に着脱自在である。
【0003】
図6に、ディスプレイ収納箱51を支柱52に取り付ける一例の概略図を示す。
従来、電源装置の支柱にディスプレイ収納箱を取り付ける場合は、同
図6のように、支柱52側に、ディスプレイ収納箱51をボルトで所謂共締めにより取り付るための、取付基台のような部品53を追加して取り付ける方法がある。またディスプレイ収納箱51を、図示外のバンドを用いて支柱52に括り付けて固定する方法が採られる。この場合、バンドとディスプレイ収納箱51を結合させる部品が別途必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2016-95369号公報
【特許文献2】特開2021-148805号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ディスプレイ収納箱51を支柱52に取り付けるには、支柱内部に収納されている蓄電池または制御装置の取り付けおよびメンテナンスを行うための開口部54を避けて取り付けることになる。その場合、蓄電池または制御装置のメンテナンス等のため、開口部54の方向C1とディスプレイ収納箱51が向いている方向C2の2方向に建造物等がない人が作業する空間がある場所に電源装置を設置する必要がある。この場合、ディスプレイ収納箱を設けない場合に比べ、設置条件に制限が増える。
【0006】
支柱52にディスプレイ収納箱51を取り付けるには、ディスプレイ収納箱51の取り付け機構を追加する必要がありコストが嵩む。
ディスプレイ50の電源を電源装置から引き入れる場合、ディスプレイ収納箱51と電源装置のどちらにも配線を通すための孔を支柱52に追加する必要がある。
【0007】
本発明の目的は、従来構造に比べて、設置条件を緩和すると共にコスト低減を図ることができる自然エネルギー発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の自然エネルギー発電装置は、支柱に支持された風力発電装置および太陽光発電装置のいずれか一方または両方を含む発電装置と、前記支柱の内部に設けられ前記発電装置を制御する制御装置とを備えた自然エネルギー発電装置であって、
前記制御装置に電気的に接続され前記発電装置で発電した電力を用いる電気機器と、
前記支柱に取り付けられ前記電気機器を収納する電気機器収納箱と、を有し、
前記支柱には、前記制御装置を操作可能な支柱開口部が設けられ、前記電気機器収納箱には、前記電機機器を収納する収納空間が設けられ、前記収納空間と前記支柱開口部とを連通する連通孔が設けられている。
前記「操作」とは、制御装置の制御系の設定操作だけでなく、制御装置のメンテナンス、支柱に対する制御装置の着脱操作を含む。
【0009】
この構成によると、支柱に取り付けられる電気機器収納箱には、電気機器の収納空間と支柱開口部とを連通する連通孔が設けられている。電気機器収納箱を開くことで、前記連通孔を通して制御装置を操作し得る。電気機器収納箱を支柱の支柱開口部のある箇所に合わせて取り付けることができるため、前述の支柱開口部とディスプレイ収納箱を支柱の別の箇所に設ける従来構造に比べて、メンテナンス等の作業空間を縮小し得る。
【0010】
したがって、自然エネルギー発電装置の設置条件を緩和することが可能となり、自然エネルギー発電装置の汎用性を高めることができる。既設の支柱開口部を覆う蓋を取り付けるボルト等を利用して電気機器収納箱を支柱に取り付けることができる。この場合、ディスプレイ収納箱の取り付け機構を追加する従来構造に比べて、部品点数を低減しコスト低減を図れる。電気機器収納箱には、電気機器の収納空間と支柱開口部とを連通する連通孔が設けられているため、制御装置と電気機器とを、前記連通孔を利用して電気的に接続し得る。この場合、配線を通すための孔を支柱に追加する従来構造よりも、構造を簡素化してコスト低減を図れる。また、支柱に孔を追加することによる支柱の強度、剛性の低下を避けることができる。
【0011】
前記支柱の内部に設けられ前記発電装置で発電した電力を蓄える蓄電池を有し、前記支柱の内部の前記蓄電池は前記支柱開口部を通して操作可能であってもよい。
前記「操作」とは、蓄電池の設定操作だけでなく、蓄電池のメンテナンス、支柱に対する蓄電池の着脱操作を含む。
この構成によると、電気機器収納箱の開閉扉を開くことで、前記連通孔を通して蓄電池を操作し得る。
【0012】
前記電気機器収納箱は、前記支柱開口部の開口周縁部に取り付けられた収納箱本体と、この収納箱本体に開閉自在に取り付けられた開閉扉とを有してもよい。この場合、支柱開口部の開口周縁部に、ボルト等により収納箱本体を容易に取り付けることができる。
【0013】
前記電気機器はディスプレイであり、このディスプレイは前記開閉扉に取り付けられていてもよい。開閉扉にディスプレイが取り付けられているため、開閉扉を開くことで制御装置または蓄電池の操作空間を確保することができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明の自然エネルギー発電装置は、支柱に、制御装置を操作可能な支柱開口部が設けられ、電気機器収納箱には、前記電機機器を収納する収納空間が設けられ、前記収納空間と支柱開口部とを連通する連通孔が設けられている。このため、従来構造に比べて、設置条件を緩和すると共にコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】本発明の第1の実施形態に係る自然エネルギー発電装置の斜視図である。
【
図2】同自然エネルギー発電装置の電気機器収納箱の開閉扉を開いた状態を部分的に示す拡大斜視図である。
【
図3A】同自然エネルギー発電装置の支柱開口部と既存の蓋等との関係を部分的に示す拡大斜視図である。
【
図3B】同支柱開口部と電気機器収納箱との関係を部分的に示す拡大斜視図である。
【
図4】同自然エネルギー発電装置の制御系を概略示すブロック図である。
【
図5A】従来のディスプレイ収納箱の開閉扉を閉じた状態を示す斜視図である。
【
図5B】同ディスプレイ収納箱の開閉扉を開いた状態を示す斜視図である。
【
図6】同ディスプレイ収納箱の支柱への取付例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
[第1の実施形態]
本発明の実施形態に係る自然エネルギー発電装置を
図1ないし
図4と共に説明する。
<自然エネルギー発電装置の全体構成>
図1の自然エネルギー発電装置は、支柱1に支持された発電装置本体2と、
図2のように支柱1の内部に設けられる電源装置3と、電気機器であるディスプレイ4と、支柱1に取り付けられディスプレイ4を収納する電気機器収納箱5とを備える。
図1の発電装置本体2は、風力発電装置6および太陽光発電装置7を含む。
図2の電源装置3は、発電装置本体2(
図1)を制御する制御装置8と、発電装置本体2(
図1)で発電した電力を蓄える蓄電池9とを含む。
【0017】
<支柱について>
図1の支柱1は、地面等に設置され上方に立設される支柱下部1aと、支柱下部1aの上端に直線状に繋がる支柱上部1bとを有する。これら支柱下部1a、支柱上部1bは、それぞれ柱状の中空円筒部材である。これにより発電装置本体2、電源装置3(
図2)およびディスプレイ4の配線等を、支柱下部1aの内部および支柱上部1bの内部に通し得る。支柱下部1aは、支柱上部1bよりも大径で且つ支柱上部1bと同心に設けられている。
【0018】
図2のように、支柱下部1aには、この支柱下部1aの内部を仕切る複数の隔壁10が設けられている。各隔壁10は、例えば、支柱下部1aの内周面から半径方向内方に突出する内径フランジ状に形成されて支柱下部内を上下に仕切る。隔壁10には、例えば、前記配線等が通る図示外の貫通孔が形成されている。支柱下部1aの内部における定められた隔壁10に、制御装置8および蓄電池9が支持される。支柱下部1aの正面には、支柱下部内の制御装置8および蓄電池9を操作可能な複数の支柱開口部11が形成されている。各支柱開口部11は、それぞれ矩形枠状の開口部であり、支柱1の内部の制御装置8、蓄電池9は、それぞれ対応する支柱開口部11を通して作業者等により操作可能である。
【0019】
<電気機器収納箱等>
電気機器収納箱5は、収納箱本体5aと、収納箱本体5aに蝶番12等を介して開閉自在に取り付けられた開閉扉5bとを有する。開閉扉5bは、ディスプレイ4の収納空間13を開閉自在である。ディスプレイ4は開閉扉5bに取り付けられている。ディスプレイ4は、開閉扉5bを閉じた状態で表示可能に使用される。
図3Bのように、収納箱本体5aは、支柱開口部11の開口周縁部14に複数のボルト15により
図2のように取り付けられる。
【0020】
具体的には、
図3Aのように、既設の支柱開口部11を覆う蓋16を取り付けるボルト孔17およびボルト15を利用して
図3Bのように電気機器収納箱5を支柱1に取り付け得る。収納箱本体5aには、収納空間13と支柱開口部11とを連通する連通孔18が複数設けられている。
図2のように、支柱開口部11の開口周縁部14に収納箱本体5aを取り付けた状態で、複数の連通孔18が、対応する支柱開口部11の開口に一致つまり連通するようになっている。
【0021】
<風力発電装置について>
図1のように、風力発電装置6は、支柱上部1bにおける最上部に設置される。風力発電装置6は、翼車19と、翼車19により駆動される発電機20とを備える。翼車19は、支持体21と、複数の翼22とを有する。支持体21は、支柱上部1bの上端に図示外の軸受等を介して垂直軸心回りに回転自在に支持されている。支持体21は、複数の翼22(この例では二枚)を支持する部材であり、支柱上部1bの上端部から半径方向外方に延びるようにアーム状に設けられている。
【0022】
支持体21の一端部に一枚の翼22が連結され、支持体21の他端部に他の一枚の翼22が連結されている。支持体21と各翼22とを繋ぐ複数の補強部材23が設けられている。各補強部材23は、支持体21の中央付近部から半径方向外方に向かうに従って翼22の先端側に至るように斜めに延びる。二枚の翼22,22は、上下方向に延びていて、支柱1を中心として180度位相の異なる位置に設けられる。
【0023】
各翼22は、上下方向に沿って延び、様々の方向からの風を受けて支柱1の軸心回りに回転する。翼22は、ストレート部22aと、ストレート部22aの長手方向両端からそれぞれ延びる翼先端部22b,22bとを有する。各翼先端部22bは、各々の翼先端からの翼端渦を低減するいわゆるウイングレットである。ストレート部22aおよび各翼先端部22bは同一材料から一体に形成される。前記一体とは、ストレート部22aと各翼先端部22bとが、複数の要素を結合したものではなく単一の材料から例えば金型による成形、機械加工等により単独の物の一部または全体として成形されたことを意味する。支柱1の上部から三本以上のアーム状の支持体が半径方向外方に放射状に延びる構成とし、各支持体にそれぞれ翼が設けられる構成にしても良い。
【0024】
発電機20は、例えば、支柱上部1bの内部に設けられ、翼22の回転により発電する。支柱上部1bの内部に、前記軸受における固定輪が取り付けられ、前記軸受における回転輪が支持体21に連結されている。翼22が回転することで、前記回転輪と共に、支柱上部1bの内部にて発電機20の回転子が回転することで発電する。発電機20として、例えば、誘導発電機または同期発電機が用いられる。
【0025】
<太陽光発電装置について>
太陽光発電装置7は、日照を受けて光電変換する太陽光パネル24と、太陽光パネル24を支持する架台25とを有する。支柱上部1bにおける、翼車22よりもやや下方に、架台25が取り付けられている。架台25は、太陽光パネル24の水平方向に対する傾斜角度を調整可能な図示外の角度調整機構を有する。太陽光パネル24は、例えば、シリコン多結晶セル等から構成される。但し、シリコン多結晶セルに限定されるものではない。
【0026】
<制御系について>
図4のように、制御装置8は、風力発電装置6および太陽光発電装置7のいずれか一方または両方によりディスプレイ4を駆動するように制御する。換言すれば、ディスプレイ4は、制御装置8に電気的に接続され発電装置本体2で発電した電力を用いて出力する。制御装置8は、例えば、図示外の中央制御装置と記憶装置とを備えている。制御装置8に、太陽光パネル24、および、風力発電装置6の発電機20が電気的に接続されている。太陽光パネル24および発電機20により発電した電力は、制御装置8を経由して蓄電池9に蓄えられる。制御装置8は、蓄電池9に蓄えられた直流電力を図示外のインバータ等により交流電力に変換させてディスプレイ4に供給する。
【0027】
<作用効果>
以上説明した
図1の自然エネルギー発電装置によると、支柱1に取り付けられる電気機器収納箱5には、
図2のように、電気機器であるディスプレイ4の収納空間13と支柱開口部11とを連通する連通孔18が設けられている。電気機器収納箱5の開閉扉5bを開くことで、連通孔18を通して制御装置8および蓄電池9を操作し得る。電気機器収納箱5を支柱1の支柱開口部11のある箇所に合わせて取り付けることができるため、前述の支柱開口部とディスプレイ収納箱を支柱の別の箇所に設ける従来構造に比べて、メンテナンス等の作業空間を縮小し得る。
【0028】
したがって、自然エネルギー発電装置の設置条件を緩和することが可能となり、自然エネルギー発電装置の汎用性を高めることができる。既設の支柱開口部11を覆う蓋16(
図3A)を取り付けるボルト等を利用して
図2のように電気機器収納箱5を支柱1に取り付けることができる。この場合、ディスプレイ収納箱の取り付け機構を追加する従来構造に比べて、部品点数を低減しコスト低減を図れる。電気機器収納箱5には、ディスプレイ4の収納空間13と支柱開口部11とを連通する連通孔18が設けられているため、制御装置8とディスプレイ4とを、連通孔18を利用して電気的に接続し得る。この場合、配線を通すための孔を支柱に追加する従来構造よりも、構造を簡素化してコスト低減を図れる。また、支柱に孔を追加することによる支柱の強度、剛性の低下を避けることができる。
【0029】
図3Bのように、電気機器収納箱5は、支柱開口部11の開口周縁部14に取り付けられた収納箱本体5aと、収納箱本体5aに開閉自在に取り付けられた開閉扉5bとを有する。このため、支柱開口部11の開口周縁部14に、ボルト等により収納箱本体5aを容易に取り付けることができる。開閉扉5bにディスプレイ4が取り付けられているため、開閉扉5bを開くことで制御装置8および蓄電池9の操作空間を確保することができる。
【0030】
<他の実施形態>
自然エネルギー発電装置は、風力発電装置のみが設けられてもよく、太陽光発電装置のみ設けられた構成であってもよい。
ディスプレイ以外の照明、音声出力機器、カメラ等の電気機器を適用してもよい。
風力発電装置は、プロペラ式の風力発電装置を適用することも可能である。
【0031】
以上、本発明の実施形態を説明したが、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0032】
1…支柱、2…発電装置本体、4…ディスプレイ(電気機器)、5…電気機器収納箱、5a…収納箱本体、5b…開閉扉、6…風力発電装置、7…太陽光発電装置、8…制御装置、9…蓄電池、11…支柱開口部、13…収納空間、14…開口周縁部、18…連通孔