| 【発明の名称】 |
風力発電システム及び風力発電装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】平間 和夫
【氏名】山本 公博
【氏名】浦田 健司
【氏名】佐藤 昌志
【氏名】中井 健司
【氏名】今野 久志
【氏名】佐藤 京
【氏名】小林 将
【氏名】三田村 浩
【氏名】逢坂 秀俊
【氏名】佐々木 康博
【氏名】氏平 増之
|
| 【要約】 |
【課題】緊急連絡用の電話設備等の種々の機器に電力を供給する風力発電システムを提供する。
【解決手段】路肩に設置されているスノーポール２０の支柱には、発電機１０が取り付けられている。この発電機１０は、随時、風力を受けることより発電する。スノーポール２０の近くには各種機器を収納する収納ボックス３０が設置される。収納ボックス３０の内部には、移動通信ネットワーク８０と呼接続が可能な携帯電話４０と、携帯電話４０に電力を供給する電池５０と、ＬＥＤ２１にケーブル３３を介して電力を供給する鉛電池３２と、発電機１０からケーブル７０を介して供給される電気エネルギーを電池５０又は鉛電池３２に充電する充電器６０とが収納される。また、この収納ボックス３０の内部には、昼か夜かを判定するための光センサ３１と、この光センサ３１に接続された切替機３４とが収納される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 道路に設置された所定の固定物に着脱可能であり、風力により発電する風力発電手段と、前記風力発電手段によって発生される電気エネルギーを保存する電気エネルギー保存手段と、前記電気エネルギー保存手段によって保存された電気エネルギーを所定の電気機器に供給する電気エネルギー供給手段とを具備することを特徴とする風力発電システム。
【請求項２】 請求項１記載の風力発電システムにおいて、前記所定の固定物は道路に設置された各種標識であることを特徴とする風力発電システム。
【請求項３】 請求項１記載の風力発電システムにおいて、前記風力発電手段は、風力により回転する風車部と、前記風車部に連結され、前記風車部の回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部と前記所定の固定物に前記発電部を固定する固定部とを具備することを特徴とする風力発電システム。
【請求項４】 請求項３記載の風力発電システムにおいて、前記風車部は、前記発電部が前記固定部によって前記所定の固定物に固定されるときに、前記発電部の下方に配置されることを特徴とする風力発電システム。
【請求項５】 請求項１記載の風力発電システムにおいて、前記所定の電気機器は道路の路肩に設置される緊急連絡用の通信設備であることを特徴とする風力発電システム。
【請求項６】 請求項５記載の風力発電システムにおいて、前記緊急連絡用の通信設備は携帯電話機であることを特徴とする風力発電システム。
【請求項７】 風力により回転する風車部と、前記風車部の回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部と、道路に設置される所定の固定物に前記発電部を固定する固定部とを具備することを特徴とする風力発電装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電システムに係り、特に、路肩に設置される緊急通報用電話機に電力を供給する風力発電システム及びこのシステムに好適な風力発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】道路の路肩には、所定の間隔で、複数の緊急連絡用の電話設備が設置されている。この緊急連絡用の電話設備には電源供給ケーブルが接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、交通量の少ない地域であっても、交通事故やその他の事故が発生することがあるので、上記の電話設備が設置されることが望まれる。しかし、地域によっては、膨大な道のりの道路や、山間部等の過疎地域における道路等があり、そのような道路においては、電源供給ケーブルを道路全線にわたり敷設するのではなく、別途、電話設備のための電源供給設備を設置することが経済的である。本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、緊急連絡用の電話設備等の種々の機器に電力を供給する風力発電システム及びこのシステムに好適な風力発電装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、道路に設置される所定の固定物に着脱可能であり、風力により発電する風力発電手段と、前記風力発電手段によって発生される電気エネルギーを保存するエネルギー保存手段と、前記電気エネルギー保存手段によって保存された電気エネルギーを所定の電気機器に供給する電気エネルギー供給手段とを具備することを特徴とする風力発電システムを提供するものである。
【０００５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の風力発電システムにおいて、前記所定の固定物は道路に設置される各種標識であることを特徴とする風力発電システムを提供するものである。
【０００６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の風力発電システムにおいて、前記風力発電手段は、風力により回転する風車部と、前記風車部に連結され、前記風車部の回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部と、前記所定の固定物に前記発電部を固定する固定部とを具備することを特徴とする風力発電システムを提供するものである。
【０００７】請求項４記載の発明は、請求項３記載の風力発電システムにおいて、前記風車部は、前記発電部が前記固定部によって前記所定の固定物に固定されるときに、前記発電部の下方に配置されることを特徴とする風力発電システムを提供するものである。
【０００８】請求項５記載の発明にあっては、請求項１記載の風力発電システムにおいて、前記所定の電気機器は道路の路肩に設置される緊急連絡用の通信設備であることを特徴とする風力発電システムを提供するものである。
【０００９】請求項６記載の発明にあっては、請求項５記載の風力発電システムにおいて、前記緊急連絡用の通信設備は携帯電話機であることを特徴とする風力発電システムを提供するものである。
【００１０】請求項７記載の発明にあっては、風力により回転する風車部と、前記風車部に連結され、前記風車部の回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部と、道路に設置される所定の固定物に前記発電部を固定する固定部とを具備することを特徴とする風力発電装置を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】[１．構成]図１に本発明の実施形態である風力発電システムの構成を示す。スノーポール２０（これは雪道における道路端を示す標識である）の支柱の比較的上部には、発電機１０が取り付けられている。この発電機１０は、随時、風力を受けることより起電力を発生させる。２１はＬＥＤであり、スノーポールの矢印２２の直下、すなわち、道路と路側帯の境界線上に配置されている。夜間には、このＬＥＤ２１が点灯することにより、道路端が明らかになる。
【００１２】スノーポール２０の近辺には各種機器を収納する収納ボックス３０が設置される。この収納ボックス３０の内部には、移動通信ネットワーク８０と呼接続が可能な携帯電話４０と、携帯電話４０に電力を供給する電池５０と、ＬＥＤ２１にケーブル３３を介して電力を供給する鉛電池３２と、発電機１０からケーブル７０を介して供給される電気エネルギーを電池５０又は鉛電池３２に充電する充電器６０とが収納される。また、この収納ボックス３０の内部には、昼か夜かを判定するための光センサ３１と、この光センサ３１に接続された切替機３４とが収納される。
【００１３】この切替機３４の内部には、電池５０と鉛電池３２とのどちらを充電状態とするかを切り替えるスイッチ３５と、ＬＥＤ２１と鉛電池３２との接続のオンオフを切り替えるスイッチ３６とが設けられている。この切替機３４は、光センサ３１の昼か夜かの判定に従って、スイッチ３５及び３６を切り替える。
【００１４】例えば、光センサ３１が昼であると判定した場合には、切替器３４は、スイッチ３５を切り替えて鉛電池３２を充電する状態にし、同時に、スイッチ３６をオフとしてＬＥＤ２１を消灯状態とする。また、光センサ３１が夜であると判定した場合には、切替器３４は、スイッチ３５を切り替えて電池５０を充電する状態にし、同時に、スイッチ３６をオンとしてＬＥＤ２１を点灯状態とする。つまり、昼間は、発電機１０から得られる電気エネルギーは鉛電池３２に充電され、また、夜間は、発電機１０から得られる電気エネルギーは電池５０に充電されると同時に、鉛電池３２に充電された電気エネルギーを用いてＬＥＤ２１が点灯する。また、鉛電池３２及び電池５０のいずれかが過充電になるのを防ぐため、切替機３４は、それらの電池３２及び５０のいずれかの充電が終了すると、今度は他方の電池の充電動作に切り替える。
【００１５】図２に、発電機１０を下方から見た図を示し、図３に、同発電機１０を側面から見た図を示す。
【００１６】これらの図において、１０１は取付具であり、スノーポール２０の支柱に固定される。取付具１０１はヒンジ１０２を中心として、開閉部１０３から両側に開閉自在となっているが、その構成については後述する。
【００１７】取付具１０１の周の外縁部分には、４本の支持具１０４−１〜１０４−４の一端が取り付けられている。
【００１８】各支持具１０４−１〜１０４−４の他端は、ダイナモ１０５−１〜１０５−４に固定される。１０６−１〜１０６−４は風車であり、風を受けて回転する。各風車１０６−１〜１０６−４の回転軸１０７−１〜１０７−４は、各ダイナモ１０５−１〜１０５−４に取り付けられている。
【００１９】図４に、同発電機の一部を斜め上方から見た図を示す。同図において、回転軸１０７はダイナモ１０５の内部に突き抜けて、回転自在に固定されている。そのダイナモ１０５内の回転軸１０７の内部には、４つの磁極を有するロータ１２１が設けられている。ここで、４つの磁極はＮ極とＳ極が交互になるように配置されている。また、ダイナモ１０５の内部には、出力用コイル１２２が設けられており、この出力用コイル１２２はケーブル７０に接続されている。
【００２０】風車１０６が風力を受けて回転すると、回転軸１０７及びその内部のロータ１２１が回転する。そして、ロータ１２１の各磁極による回転磁場が、出力用コイル１２２上を通過する。すると、この出力用コイル１２２には起電力が誘導される。そして、この起電力により、ケーブル７０に電流が供給される。
【００２１】図５（Ａ）に、取付具１０１を開いた場合の様子を上から見た図を示し、図５（Ｂ）に、この取付具１０１を閉じたときの様子を上から見た図を示す（なお、支持具１０４、風車１０６、ダイナモ１０７等の他の部材の図示は省略している）。
【００２２】これらの図において、取付具１０１は、２つの半円状の部材１１０−１及び１１０−２と、これらの部材１１０−１及び１１０−２を開閉自在に連結するヒンジ１０２と、部材１１０−１及び１１０−２の内側（つまり、スノーポール２０の支柱と接触する部分）に設けられたクッション１０９と、ねじ１０８と、ねじ１０８がねじ入れられる穴（図示せず）が設けられた開閉部１０３とにより構成される。
【００２３】取付具１０１を支柱に取り付ける際には、まず、同図（Ａ）のように、２つの半円状の部材１１０−１及び１１０−２がヒンジ１０２を中心として開けられる。そして、２つの部材１１０−１及び１１０−２の間に支柱が挟みこまれて、同図（Ｂ）のように、開閉部１０３がねじ１０８により締結される。
【００２４】なお、この発電機１０をスノーポール２０に取り付ける際には、図１に示すようにダイナモ１０５−１〜１０５−４の下方に風車１０６−１〜１０６−４が位置するように取り付けてもよいし、或いは、ダイナモ１０５−１〜１０５−４の上方に風車部１０６−１〜１０６−４が位置するように取り付けてもよい。特に、積雪の多い地域においては、ダイナモ１０５−１〜１０５−４の下方に風車部１０６−１〜１０６−４が位置するように取り付けるようにすると（つまり図１のように取り付けると）、ダイナモ１０５−１〜１０５−４と回転軸１０７−１〜１０７−４の接触部分の積雪が避けられ、その部分の凍結を防止することができるという利点がある。
【００２５】[２．動作]次に当該システムを使用した動作例を図１を参照して説明する。発電機１０は、取付具１０１により、スノーポール２０の支柱の比較的上部に取り付けられる。そして、風車１０６−１〜１０６−４は風を受けると回転し始める。このとき、風車１０６−１〜１０６−４は、発電機１０の風上側の風を、その回転運動により、スムーズに発電機１０の風下側に運ぶ。
【００２６】一般に、スノーポール２０のような固定物の近辺を風が通過すると、その風下側では風が巻き込まれて不規則な乱流等が発生し、固定物に振動やねじれ、たわみ等が発生する。
【００２７】しかし、上述の風車１０６の回転により、スノーポール２０の風上側の風はスムーズにスノーポール２０近辺を通過し、その風下側でも風の巻き込み等が起こらず、乱流の発生も抑制される。その結果、風によってスノーポール２０に発生する振動やたわみ、ねじれ等が抑制される。
【００２８】そして、風車１０６−１〜１０６−４の回転運動により、回転軸１０７−１〜１０７−４内のロータ１２１も回転する。それにより、出力用コイル１２２には上述のように起電力が誘導される。
【００２９】その起電力により、各ダイナモ１０５−１〜１０５−４からケーブル７０を介して充電器６０に電流が供給され、充電器６０は電池５０又は鉛電池３２に充電する。
【００３０】充電された電池５０は、携帯電話４０に電力を供給する。従って、利用者は、緊急時等に、携帯電話４０を用いて所定の操作をすると、移動通信ネットワーク８０を介して、警察署９０や消防署９１等に連絡することが可能となる。また、上述したように、充電された鉛電池３２は、夜間にはＬＥＤ２１に電力を供給する。
【００３１】[３．変形例][３−１．第一変形例]上述の実施形態で示したような風車部及びダイナモの数は、４つに限定されるわけではなく、その数はいくつでもよい。また、発電機１０は図１に示すような形状に限定されるわけでもない。要は、風を受けて回転等の何らかの運動エネルギーを発生し、その運動エネルギーを電気エネルギーに変換するものならよい。
【００３２】図６に、上述の発電機１０とは別の発電機を上方から見た図を示し、図７に、同発電機を側方から見た図を示す。図６及び図７において、この発電機は、固定部１３１と、回転部１３３と、回転部に取り付けられた羽１３２とにより構成される。
【００３３】固定部１３１は、スノーポール２０の支柱にねじ止め等の所定の方法で固定される。この固定部１３１の内部には出力用コイル１３４があり、この出力用コイル１３４はケーブル等を介して充電部に接続される。
【００３４】回転部１３３は、羽１３２が風力を受けることにより、固定部１３１の周りを滑らかに回転する。この回転部１３３の内部には、Ｓ極とＮ極が交互に配置された４極のロータ１３５がある。羽１３２が風力を受けることにより回転部１３３が固定部１３２のまわりを回転すると、回転部１３３内のロータ１３５による回転磁場が、固定部１３１の内部にある出力用コイル１３４を通過し、出力コイル１３４には起電力が誘導される。そして、この出力用コイル１３４に発生した起電力により、充電部にケーブルを介して、電気エネルギーが供給される。
【００３５】また、発電機１０は、スノーポール以外の固定物、例えば、各種道路標識、街路灯、橋桁、看板、電柱、送電塔、ポール、煙突、アンテナ、建築物等の様々な固定物にも取り付け可能である。さらに、発電機１０の取り付け位置も、それらの固定物の支柱に限定されるのではなく、例えば、道路標識の表示板に取り付けられてもよい。
【００３６】[３−２．第二変形例]電池５０に充電された電力は、緊急連絡用の電話設備に供給されるだけではなく、他の電気機器に供給されてもよい。例えば、交通状況を撮影するカメラや、街路灯等の電源として利用されてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、風力を利用して、緊急連絡用の電話設備等の種々の電気機器に電力を供給することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】５９５０６６２７２
【氏名又は名称】株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ北海道
【識別番号】５９９０１７２３２
【氏名又は名称】佐藤 昌志
【識別番号】５９９０１７２４３
【氏名又は名称】中井 健司
【識別番号】５９９０１７２５４
【氏名又は名称】今野 久志
【識別番号】５９９０１７２６５
【氏名又は名称】佐藤 京
【識別番号】５９９０１７２７６
【氏名又は名称】小林 将
【識別番号】５９９０１７２８７
【氏名又は名称】三田村 浩
【識別番号】５９９０１７２９８
【氏名又は名称】逢坂 秀俊
【識別番号】５９９０１７３０２
【氏名又は名称】佐々木 康博
【識別番号】５９７０１６０３３
【氏名又は名称】氏平 増之
|
| 【出願日】 |
平成１１年１１月１０日（１９９９．１１．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９８０８４
【弁理士】
【氏名又は名称】川▲崎▼ 研二
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２６１６（Ｐ２００１−１３２６１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１９９８３ |
|