(57)【要約】【課題】該受風計測器の風取入口以外を本体部で覆われているので、受風計測装置が鉄塔や電柱に架設されている電線やトランスのような設置機器の近くに設置されても、設置機器の点検・修理等の作業において、支障がほとんど生じない受風計測器を提供すること。【解決手段】受風計測装置１は、ケーブルを保持するケーブル支持構造物に取り付けられる。受風計測装置１は、ケーブル支持構造物に形成された本体部と、本体部に取り付けられた受風計測器であって該受風計測器の風取入口以外を本体部で覆われている受風測定器と、を備える。風取入口はケーブルの伸びる方向に直角の方向に向いていることを特徴とする。【選択図】図１
2010185745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルを保持するケーブル支持構造物に取り付けられる受風計測装置であって、
前記ケーブル支持構造物に形成された本体部と、
前記本体部に取り付けられた受風計測器であって該受風計測器の風取入口以外を前記本体部で覆われている受風測定器と、を備え、
前記風取入口は前記ケーブルの伸びる方向に直角の方向に向いていることを特徴とする受風計測装置。
【請求項２】
前記本体部は前記ケーブル支持構造物から前記ケーブルの伸びる方向に延在しており、
前記受風計測器は、前記伸びる方向において、前記本体部の先端部の近傍に取り付けられている請求項１に記載の受風計測装置。
【請求項３】
前記受風計測器は、回転軸とそれぞれが前記回転軸から半径方向にかつ前記回転軸の伸びる方向に延在する複数の板状の羽とを有する回転羽と、前記回転羽の半分を覆うカバーとを備える請求項１又は２に記載の受風計測装置。
【請求項４】
前記本体部は、前記ケーブル支持構造物の腕金に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の受風計測装置。
【請求項５】
複数の請求項１から４のいずれかに記載の受風計測装置と、
前記複数の受風計測装置に接続するネットワークと、
前記ネットワークに接続した受風監視コンピュータとを備えることを特徴とする受風監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転計測装置及びこれを備えた受風計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電用鉄塔のような支持構造物に架設される配電線のようなケーブルは、このケーブルに対して直角の方向に吹く風による、風圧荷重やケーブルの大きな揺れなどの配慮が必要である。
【０００３】
従来、このような風を計測するために、受風計測装置として気象観測用プロペラ風車を備えた風向風速計を鉄塔の頂部や鉄塔に設けられた専用の設置箇所に設置して、定点観測が行われている（非特許文献１参照）。
【０００４】
一般的な気象観測用プロペラ風車はプロペラが裸状態で鉄塔や電柱に設置されるので、気象観測用プロペラ風車の設置場所は、専用支持物や建物等の頂部又は腕金外部に限定される場合が多々ある。
【０００５】
また、気象観測用プロペラ風車は、マクロ的な風速データの収集を目的に、気象台や消防のような行政によって限定された範囲に設置される。よって、任意地点での風速観測は、携帯用計測装置を携帯して行う必要があるので、その風速観測ができる範囲は、限定された範囲にとどまる。
【０００６】
また、気象観測用プロペラ風車は、プロペラの回転を電磁的変換により計測している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「鉄塔や風車などについて暴風に対する安全性を評価するプログラム」ｈｔｔｐ：／／ｃｓｗｅｂ．ｄｅｎｋｅｎ．ｊｐ／ｔｒａｎｓｆｅｒ／ｅｖｅｎｔ／ｐｄｆ／２００８＿ｔｅｃｈ＿Ｍ３．ｐｄｆ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、気象観測用プロペラ風車は、プロペラ部分が露出しているから、設置できる箇所に制約があったり、外部要因による破損があったりする。特に、気象観測用プロペラ風車は、これを鉄塔や電柱に設置する場合、鉄塔や電柱に架設されている電線やトランスのような設置機器の点検・修理等の作業において、支障が生じない位置、すなわち、電線から離れた位置することが求められるので、ケーブルに作用する風の直接的な測定がしにくい。
【０００９】
また、気象観測用プロペラ風車は、マクロ的な風速データの収集を目的に行政によって設置されるので、地形や都市構造によるミクロ的観測、傾向が困難・一般利用が困難な場合が多い。特に、都市においては、隣接する高層ビルの間に設置される電線に作用する風力の測定が困難な場合が多い。
【００１０】
特に、ケーブルを保持するケーブル支持構造物に取り付けられる受風計測装置は、ケーブルに吹き付ける風のうち、ケーブルに対し直角の方向に作用する力の原因となる風成分を計測することが求められ、それ以外の方向における風成分は重要でない場合が多いが、上述の気象観測用プロペラ風車は、全方向の風、すなわち、風成分を測定するものなので、過剰測定装置となる場合が多い。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者は、上述の課題を解決するため、精鋭研究を重ね、以下の発明をするに至った。
【００１２】
ケーブルを保持するケーブル支持構造物に取り付けられる受風計測装置は、前記ケーブル支持構造物に形成された本体部と、前記本体部に取り付けられた受風計測器とを備える。受風計測器は、該受風計測器の風取入口以外を前記本体部で覆われている。前記風取入口は前記ケーブルの伸びる方向に直角の方向に向いている。
【００１３】
前記本体部は前記ケーブル支持構造物から前記ケーブルの伸びる方向に延在している。前記受風計測器は、前記伸びる方向において、前記本体部の先端部の近傍に取り付けられている。
【００１４】
前記受風計測器は、回転軸とそれぞれが前記回転軸から半径方向にかつ前記回転軸の伸びる方向に延在する複数の板状の羽とを有する回転羽と、前記回転羽の半分を覆うカバーとを備える。
【００１５】
前記本体部は、前記ケーブル支持構造物の腕金に形成されている。
【００１６】
受風監視システムは、複数の上述の受風計測装置と、前記複数の受風計測装置に接続するネットワークと、前記ネットワークに接続した受風監視コンピュータとを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、受風計測器は該受風計測器の風取入口以外を本体部で覆われているので、受風計測装置が鉄塔や電柱に架設されている電線やトランスのような設置機器の近くに設置されても、設置機器の点検・修理等の作業において、支障がほとんど生じない。
【００１８】
また、風取入口はケーブルの伸びる方向に直角の方向に向いているので、ケーブルに吹き付ける風のうち、ケーブルに対し直角の方向に作用する力の原因となる風成分を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る受風計測装置の一部を省略した前面図である。
【図２】図１に示した受風計測装置の正面断面図である。
【図３】図１に示した受風計測装置をケーブル支持構造物に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図４】図１に示した受風計測装置の回転計測装置の一部を省略した前面断面図である。
【図５】図４に示した回転計測装置の説明のための一部を省略した前面図である。
【図６】図４に示した回転計測装置の動作を説明するための前面断面図である。
【図７】図６に続く回転計測装置の動作を説明するための前面断面図である。
【図８】本発明に係る受風監視システムを説明するための斜視図である。
【図９】本発明に係る別の受風計測装置の一部を省略した正面断面図である。
【図１０】図９に示した受風計測装置の一部を省略した前面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【００２１】
図１に示すように、受風計測装置１は、本体部１０と、本体部１０に取り付けられた受風計測器２０とを備える。
【００２２】
本体部１０は、例えば、７５ｍｍ×７５ｍｍ×７５０ｍｍの中空四角柱で形成されており、その一端部にスリット１２とその中央に形成された凹部１３と、他端部に後述する、複数の電線２０１を保持する電柱２０５のようなケーブル支持構造物２００の腕金２２０（図３参照）に取り付け可能な取付部１７とを備える。
【００２３】
スリット１２は、水平方向（図１の紙面において垂直方向）に形成されており、一対の側壁１１を有する。したがって、スリット１２は、風取入口として作用する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、スリット１２及び凹部１３は、それぞれ、本体部１０に回転可能に収容された後述する受風計測器２０のクロスフロー型風車２２のうち、一方の半分を隠す大きさ、及び、他方の半分を露出する大きさを有している。これにより、本体部１０には、クロスフロー型風車２２のうち、一方の半分を隠す大きさのカバーが形成されているのと同じ作用を奏するので、本体部１０に作業者が乗っても、スリット１２が形成する空間は、クロスフロー型風車２２が回転するに必要な空間を確保することができる。
【００２５】
クロスフロー型風車２２は、側壁１１に回転可能に支持された回転軸２３と、回転軸２３から半径方向に伸びる複数の羽部２１とを備える。羽部２１の幅方向（図２の紙面において垂直方向）の寸法は、一対の側壁１１の内寸法よりも若干小さく設定されている。
【００２６】
複数の羽部２１のうち、凹部１３によって覆われている羽部２１は風をほとんど受けない。したがって、方向Ｗ１の風は、風方向において回転軸２３よりスリット１２側の羽部２１にしかほとんど当たらないので、クロスフロー型風車２２は時計方向Ｃ１に回転し、方向Ｗ２の風も、風方向において回転軸２３よりスリット１２側の羽部２１にしかほとんど当たらないので、クロスフロー型風車２２は反時計方向Ｃ２に回転する。
【００２７】
風の方向が方向Ｗ１、Ｗ２以外の方向である場合、その風は、その風方向において、回転軸２３のスリット１２側と凹部１３側の羽部２１に当たるが、凹部１３で覆われている羽部２１には、その風が当たらないから、回転軸２３のスリット１２側と凹部１３側の当たる割合は、方向Ｗ１、Ｗ２方向の風速に応じた割合と略等しくなる。つまり、クロスフロー型風車２２は、あらゆる方向から風が吹いても、方向Ｗ１、Ｗ２の方向に相当する風に応じた回転数で回転することになる。
【００２８】
本体部１０には、クロスフロー型風車２２の回転を計測する回転計測装置１００が取り付けられている。回転計測装置１００は、クロスフロー型風車２２の回転軸２３の回転を計測する。
【００２９】
図３に示すように、受風計測装置１の取付部１７は、受風計測装置１の風取入口が電線２０１の伸びる方向に直角の方向に向くように、ケーブル支持構造物２００の腕金２２０に取り付けられている。
【００３０】
ケーブル支持構造物２００は、図３では、電柱であるが、これに限定されず、電線や通信ケーブル等のケーブルを支持するものであればよく、例えば、鉄塔を挙げることができる。
【００３１】
電柱２０５は、複数の電線２０１を電線支持用の腕金２１０で電気的に絶縁状態で支持している。
【００３２】
図４に示すように、回転計測装置１００は、回転体２４と、一対の投受光子５１、５２と、光パルスカウンター７０とを備える。
【００３３】
回転体２４は、被回転計測体に相対的回転不能に形成されており、本実施形態では、回転軸２３の一部をなしている。回転体２４は、この回転体２４の回転軸を通りその回転軸と直角の方向に貫通する貫通孔２５が形成されている。
【００３４】
また、図５に示すように、回転体２４は、回転体２４の回転軸を中心軸とする円筒側面部２６を備える。これにより、円筒側面部２６の軸は、回転体２４の回転軸の伸びる方向において回転体２４と貫通孔２５の軸線との交点を中心を通ることになり、また、円筒側面部２６は、この中心を通る回転体２４の半径方向に形成されていることになる。円筒側面部２６は、後述する投受光子５１、５２から発せられた光を反射することができるような表面を有する。
【００３５】
図４に示すように、回転体２４、ひいては、回転軸２３の端部は、軸受２８を介して回転計測装置１００のフレーム１０１に回転可能に支持されている。
【００３６】
フレーム１０１には、一対の貫通孔１０２が形成されている。一対の貫通孔１０２は、これらの軸線が、いずれも、回転体２４の回転軸の伸びる方向において回転体２４と貫通孔２５の軸線との交点を中心を通るように、フレーム１０１に形成されている。
【００３７】
フレーム１０１には、さらに、投受光子５１と投受光子５２とが取り付けられている。投受光子５１と投受光子５２とは、回転体２４の回転軸を間に置いて互いに反対側の位置に、かつ、互いにその回転体に向き合う位置に配置されている。
【００３８】
投受光子５１、５２は、互いに異なる波長の光を投光する。また、投受光子５１は、投受光子５１又は投受光子５２が発した光を受光する。同様に、投受光子５２は、投受光子５１又は投受光子５２が発した光を受光する。
【００３９】
光パルスカウンター７０は、投受光素子５３、５４と、光パルスカウント比較演算６０とを備える。
【００４０】
投受光素子５３、５４は、それぞれ、波長λ１、波長λ２のパルス状の光を発することができる。また、投受光素子５３、５４は、波長λ１、波長λ２を区別してパルス数を計数することができる。そして、投受光素子５３、５４は、それぞれ、光芯線を介して、投受光子５１、５２に、光学的に接続している。すなわち、投受光素子５３は、波長λ１のパルス状の光を発光し、発光されたパルス状の光を光芯線を介して投受光子５１から発する。同様に、投受光素子５４は、波長λ２のパルス状の光を発光し、発光されたパルス状の光を光芯線を介して投受光子５２から発する。
【００４１】
光パルスカウント比較演算６０は、投受光素子５３、５４によって波長λ１、波長λ２ごとに、計数されたパルス数を比較し、回転体２４、ひいては、クロスフロー型風車２２の単位時間当たりの回転数を求め、求めた回転数を受風計測システム７１に送る。
【００４２】
受風計測システム７１は、回転数や回転速度を所定の表示手段や通信手段で使用者や利用者に提供する。
【００４３】
より具体的には、図６に示すように、回転体２４が、貫通孔２５の軸方向と貫通孔１０２の軸方向が一致する位置に、回転すると、投受光子５１から発せられた光が、一方の貫通孔１０２、貫通孔２５、及び、他方の貫通孔１０２を通って投受光子５２に届く。同様に、回転体２４が、貫通孔２５の軸方向と貫通孔１０２の軸方向が一致する位置に、回転すると、投受光子５２から発せられた光が、一方の貫通孔１０２、貫通孔２５、及び、他方の貫通孔１０２を通って投受光子５１に届く。
【００４４】
しかし、図７に示すように、回転体２４が、貫通孔２５の軸方向と貫通孔１０２の軸方向が一致する位置以外の位置に、回転すると、投受光子５１から発せられた光が、一方の貫通孔１０２を通り、円筒側面部２６で反射し、再び、一方の貫通孔１０２を通って投受光子５１に届く。同様に、回転体２４が、貫通孔２５の軸方向と貫通孔１０２の軸方向が一致する位置以外の位置に、回転すると、投受光子５２から発せられた光が、一方の貫通孔１０２を通り、円筒側面部２６で反射し、再び、一方の貫通孔１０２を通って投受光子５２に届く。
【００４５】
図８に示すように、複数の受風計測装置１は、都市や市街地のような所定の地域に設置される。各受風計測装置１の受風計測システム７１は、回転数や回転速度を図３の光通信ケーブル２３０や図８の広域光通信ケーブルＬや無線通信手段を介して集中管理施設２５０に集約され、インターネットＮを介して使用者や利用者のコンピュータ２６０に提供する。提供を受けた利用者は、風力情報、都市開発等による環境変化管理に役立てることができる。
【００４６】
受風計測装置は、図９及び図１０に示すような受風計測装置１ａであってもよい。受風計測装置１ａは、本体部１０ａの形状が本体部１０と異なる以外は、受風計測装置１と同じ構造を有しているので、同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
受風計測装置１ａで用いる本体部１０ａは、受風計測装置１で用いる本体部１０よりも小さい。したがって、本体部１０ａの幅方向（図９の紙面における上下方向）は、受風計測器２０のクロスフロー型風車２２の直径よりも小さい。
【００４８】
そこで、本体部１０ａは、クロスフロー型風車２２の半分を覆うためのカバー３１を有し、カバー３１によって、凹部１３が形成されるように構成している。
【００４９】
また、本体部１０ａの一端部には、スリット１２を形成する一対の側壁３３の先端が互いに接近しないように、一対の側壁３３の先端には、これらを接続する接続部材３２が形成されている。これにより、本体部１０ａに作業者が乗っても、スリット１２が形成する空間は、クロスフロー型風車２２が回転するに必要な空間を確保することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１、１ａ  受風計測装置
１０  本体部
１０ａ  本体部
１１  側壁
１２  スリット
１３  凹部
１７  取付部
２０  受風計測器
２１  羽部
２２  クロスフロー型風車
２３  回転軸
２４  回転体
２５  貫通孔
２６  円筒側面部
２８  軸受
３１  カバー
３２  接続部材
３３  側壁
５１、５２  投受光子
５３、５４  投受光素子
６０  光パルスカウント比較演算
７０  光パルスカウンター
７１  受風計測システム
１００  回転計測装置
１０２  貫通孔
２００  ケーブル支持構造物
【図１】
2010185745.tif 000003
【図２】
2010185745.tif 000004
【図３】
2010185745.tif 000005
【図４】
2010185745.tif 000006
【図５】
2010185745.tif 000007
【図６】
2010185745.tif 000008
【図７】
2010185745.tif 000009
【図８】
2010185745.tif 000010
【図９】
2010185745.tif 000011
【図１０】
2010185745.tif 000012