(57)【要約】【課題】発電装置付き道路設備の保守点検性を向上させる。【解決手段】発電装置付き道路設備１０は、風力発電ユニット２０及び道路設置部１２を備えている。風力発電ユニット２０は、回転軸３２、回転翼３４、及び軸受部３６を有する風車部３０、風車部３０からの回転運動を用いて発電する発電部４０、風車部３０及び発電部４０を保持し、発電部４０で発電された電力を出力する出力部２８を有する保持部２２を備えている。風力発電ユニット２０は、保持部２２が道路設置部１２の支持部材１４に着脱可能に支持されている。風力発電ユニット２０の出力部から出力された電力は、道路設置部１２の電力接点１７Ｅを介して道路設置部１２側へ送電される。【選択図】図２
2019044366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向の回転軸と、前記回転軸周りに回転する回転翼を有する風車部と、
前記風車部の回転翼の回転運動を用いて発電する発電部と、
前記風車部及び前記発電部を保持し、前記発電部で発電された電力を出力する出力部を有する保持部と、
を備えた風力発電ユニットと、
道路に設置され、前記出力部から出力された電力を受け取る電力接点と、前記保持部を着脱可能に支持する支持部材と、を有する道路設置部と、
を備えた発電装置付き道路設備。
【請求項２】
道路に沿って複数の前記風力発電ユニットが隣接配置され、
前記道路設置部は前記風力発電ユニットの各々の出力部に対応する複数の前記電力接点で前記出力部から出力された電力を受け取り、前記支持部材で前記保持部の各々を支持する、請求項１に記載の発電装置付き道路設備。
【請求項３】
隣接する前記風力発電ユニット同士の間に配置され、前記回転翼へ出入りする風を導く導風部材、を備えた請求項２に記載の発電装置付き道路設備。
【請求項４】
前記支持部材は、前記保持部を取付位置に導くガイド部を有している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電装置付き道路設備。
【請求項５】
前記風力発電ユニットは、前記風車部の累積回転数及び前記風車部の稼働時間の少なくとも一方を基地に送信する送信部、を備えた、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発電装置付き道路設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路に設置される発電措置付き道路設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路に設置される防風、防雪、防砂、防塵などの柵に、風力発電装置を設置して電力を得ることが提案されている（特許文献１、２参照）。このような発電装置から電力を得ることにより、系統電源が行き渡らない場所においても、道路用の照明等へ供給する電力を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４４５５０号公報
【特許文献２】特開２０１１−８９２６７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、発電装置の保守点検には手間や時間がかかる。特に、道路上において保守点検を行う場合に、車両の通行を制限する必要があり、課題が残る。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、発電装置付き道路設備の保守点検性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発電装置付き道路設備は、鉛直方向の回転軸と、前記回転軸周りに回転する回転翼を有する風車部と、前記風車部の回転翼の回転運動を用いて発電する発電部と、前記風車部及び前記発電部を保持し、前記発電部で発電された電力を出力する出力部を有する保持部と、を備えた風力発電ユニットと、道路に設置され、前記出力部から出力された電力を受け取る電力接点と、前記保持部を着脱可能に支持する支持部材と、を有する道路設置部と、を備えている。
【０００７】
請求項１に係る発電装置付き道路設備は、風力発電ユニットを備えている。風力発電ユニットでは、鉛直方向の回転軸周りに回転する回転翼の回転運動を用いて、発電部で発電が行われる。発電部で発電された電力は、出力部から電力接点を介して道路設置部へ送電される。
【０００８】
ここで、風車部や発電部は、回転等の動作を行う部材を有し、単に道路に設置される不動の工作物と比較して、高い頻度での保守点検が必要となる。そこで、風車部及び発電部を保持部で保持し、道路に設置された道路設置部の支持部材で保持部を着脱可能に支持する。そして、保守点検の際には、保持部を支持部材から取り外すことで、風車部及び発電部を含む風力発電ユニットを道路設置部から取り外し、交換用の風力発電ユニットを取り付ける。これにより、道路上での作業を風力発電ユニットに設けられた保持部の着脱のみとし、時間が掛かる作業を道路上で行う必要がなくなる。したがって、保守点検性を向上させることができる。また、鉛直方向の回転軸とされているので、道路設置部との着脱部分を道路の路面からアクセスしやすい下側端部に設けることにより、作業を行いやすくすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発電装置付き道路設備は、道路に沿って複数の前記風力発電ユニットが隣接配置され、前記道路設置部は前記風力発電ユニットの各々の出力部に対応する複数の前記電力接点で前記出力部から出力された電力を受け取り、前記支持部材で前記保持部の各々を支持する。
【００１０】
請求項２に係る発電装置付き道路設備では、道路に沿って隣接配置された複数の風力発電ユニットで発電されるので、発電量を多くすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発電装置付き道路設備は、隣接する前記風力発電ユニット同士の間に配置され、前記回転翼へ出入りする風を導く導風部材、を備えている。
【００１２】
請求項３に係る発電装置付き道路設備では、回転翼へ出入りする風は導風部材に導かれる。したがって、隣接する風力発電ユニット同士の間で風の流れが干渉し合わず、回転翼の回転を妨げ合うことを抑制することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発電装置付き道路設備は、前記支持部材は、前記保持部を取付位置に導くガイド部を有している。
【００１４】
請求項４に係る発電装置付き道路設備では、ガイド部により、保持部を容易に取付位置へ導くことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発電装置付き道路設備は、前記風力発電ユニットは、前記風車部の累積回転数及び前記風車部の稼働時間の少なくとも一方を基地に送信する送信部、を備えている。
【００１６】
請求項５に係る発電装置付き道路設備では、送信部により風車部の累積回転数及び風車部の稼働時間の少なくとも一方のデータが基地へ送信される。したがって、風車部の累積回転数及び風車部の稼働時間の少なくとも一方のデータに基づく保守点検の必要性を、簡単に把握することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の発電装置付き道路設備によれば、発電装置付き道路設備の保守、点検性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る発電装置付き道路設備が道路に設置された状態を示す図である。
【図２】本実施形態に係る発電装置付き道路設備の下支持部と未設置状態の風力発電ユニットの斜視図である。
【図３】本実施形態に係る発電装置付き道路設備の下支持部と設置状態の風力発電ユニットの一部断面図である。
【図４】風力発電ユニットの出力部と下支持部の電力配線との接続前から接続されるまでの状態を示す説明図である。
【図５】本実施形態に係る発電装置付き道路設備の保守点検手順の説明図である。
【図６】本実施形態の変形例に係る発電装置付き道路設備の一部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明が適用された発電装置付き道路設備１０の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＵＰは鉛直方向上側を示している。また、道路Ｄの延在方向を矢印Ｌ、道路Ｄの幅方向を矢印Ｗで示している。
【００２０】
図１に示されるように、本実施形態の発電装置付き道路設備１０は、道路Ｄに設置されている。発電装置付き道路設備１０が設置される場所としては、道路Ｄにおいて防風が必要な場所が望ましく、防風柵や防雪柵が設けられる場所が選択される。発電装置付き道路設備１０は、防風柵や防雪柵に代えて設置される。発電装置付き道路設備１０は、道路設置部１２、及び風力発電ユニット２０を備えている。
【００２１】
道路設置部１２は、基部１３及び支持部材１４を備えている。基部１３は、道路Ｄの延在方向Ｌに沿った長尺板状とされている。基部１３は、道路Ｄの幅方向外端に配置されている。支持部材１４は、枠状とされており、基部１３上に配置されており、下支持部１６及び上支持部１８を有している。下支持部１６は、基部１３に積層されるように配置されている。上支持部１８は下支持部１６から離間した上部に、下支持部１６と平行に配置されている。
【００２２】
下支持部１６には、風力発電ユニット２０が取り付けられる位置毎に、ガイド部１７が形成されている。図２、図３に示されるように、ガイド部１７は、下支持部１６の長手方向と直交する方向に道路Ｄの幅方向内側から形成された凹溝１７Ａと、凹溝１７Ａの溝幅両端の各々を上側から覆う押さえ部１７Ｂを有している。押さえ部１７Ｂには、取付ネジ１２Ａを挿通させるネジ孔１７Ｃが形成されている。ガイド部１７は、下支持部１６の長手方向に等間隔で複数形成されている。凹溝１７Ａの各々の底面には、凹部１７Ｄが形成されている。凹部１７Ｄには、風力発電ユニット２０からの電力を受け取る電力接点１７Ｅが形成されている。電力接点１７Ｅは、基部１３へ続く電気配線Ｅ１と接続されている。また、電力接点１７Ｅは、後述する接点球２８Ａと接続される。
【００２３】
上支持部１８には、ガイド部１７の各々に対応する位置に係合溝１８Ａが形成されている（図１参照）。係合溝１８Ａには、後述する風力発電ユニット２０の軸受部３６が係合される。
【００２４】
上支持部１８と下支持部１６の間には、導風部材５０が設けられている。導風部材５０は、板状とされ、隣り合うガイド部１７同士の間を仕切るように上支持部１８から下支持部１６に渡って配置されている。導風部材５０は、発電装置付き道路設備１０が設置される場所において、風を通す方向に板面が沿うように配置されている。本実施形態では、道路Ｄの幅方向Ｗに風が通るように、導風部材５０の板面は、道路Ｄの長手方向Ｌ方向が法線方向となるように配置されている。
【００２５】
支持部材１４には、複数の風力発電ユニット２０が取り付けられて設置されている。本実施形態では、１６機の風力発電ユニット２０が設置されている。
【００２６】
風力発電ユニット２０は、保持部２２、風車部３０、及び発電部４０を備えている。風車部３０は、所謂、垂直軸型の風車であり、回転軸３２、回転翼３４、及び軸受部３６を備えている。本実施形態では、サボニウス型の回転翼３４が用いられている。回転軸３２は回転翼３４の回転中心を構成し、軸受部３６に回転可能に軸支持されている。軸受部３６の外形は、係合溝１８Ａに係合される方形状とされている。
【００２７】
回転軸３２の下端は、発電部４０に支持されている。発電部４０は、回転式の発電機であり、回転軸３２の回転運動が伝達され、当該回転運動を用いて発電する。発電部４０での発電により得られた電力は、電気配線Ｅ２を経て、後述する保持部２２の出力部２８へ送られる。
【００２８】
保持部２２は、箱状の筐体２４を有している。筐体２４は、発電部４０を保持しつつ収納すると共に、発電部４０を介して回転軸３２を保持する。保持部２２の下端には、フランジ部２６が形成されている。フランジ部２６は、筐体２４から回転軸３２と直交する方向に延出され、凹溝１７Ａの押さえ部１７Ｂの下側に係合される。フランジ部２６のネジ孔１７Ｃに対応する上面には、取付ネジ１２Ａを螺合させる雌ネジ２６Ｂが形成されている。筐体２４の下面には、電力接点１７Ｅに対応する位置に接続凹部２６Ａが形成されている。
【００２９】
接続凹部２６Ａには、発電部４０での発電により得られた電力を出力する出力部２８が形成されている。出力部２８は、バネ２８Ｂにより下方（フランジ部２６から突出する方向）へ付勢された接点球２８Ａを有している。接点球２８Ａは、図示しないストッパにより、バネ２８Ｂから離脱しないように保持されている。接点球２８Ａは、下方から力が作用しない時には、筐体２４から突出する位置に配置され、下方からの押圧により接続凹部２６Ａ内に退避する。
【００３０】
保持部２２の筐体２４内には、記録部４２及び送信部４４が収納されている。記録部４２及び送信部４４は、互いにデータの授受が可能とされており、不図示の制御部により制御されている。記録部４２は、回転軸３２の累積回転数Ｄ１、発電部４０での総発電量Ｄ２、及び風力発電ユニット２０の使用開始からの経過時間Ｄ３を記憶する。送信部４４は、記録部４２に記録された累積回転数Ｄ１、総発電量Ｄ２、経過時間Ｄ３などのデータ、及び、当該風力発電ユニット２０のＩＤを基地へ送信する。
【００３１】
次に、本実施形態の発電装置付き道路設備１０の作用効果について説明する。
【００３２】
各々の風力発電ユニット２０を設置するときには、フランジ部２６を下支持部１６の幅方向Ｗの内側から凹溝１７Ａと重ね合わせる（図４（Ａ）参照）と共に、軸受部３６の係合凸部３６Ａを上支持部１８の幅方向Ｗの内側から係合凹溝１８Ａと係合させ、幅方向Ｗの外側へ移動させる。このとき、接点球２８Ａは、凹溝１７Ａの底面に押されて接続凹部２６Ａ内に退避した状態で、凹溝１７Ａ内を移動する（図４（Ｂ）参照）。接点球２８Ａは、接続凹部２６Ａに対応する位置で、バネ２８Ｂの付勢力により凹部１７Ｄ内に入り込み、電力接点１７Ｅと電気的に接続される（図４（Ｃ）参照）。保持部２２がこの位置に配置された状態で、取付ネジ１２Ａをネジ孔１７Ｃへ挿入し、雌ネジ２６Ｂへねじ込む。これにより、風力発電ユニット２０の道路設置部１２への設置が完了する。
【００３３】
風力発電ユニット２０は、道路設置部１２へ設置された状態で風を受ける。矢印Ｆ方向に吹く風は、導風部材５０により回転翼３４へ導かれ、回転翼３４を回転させる。回転翼３４の回転により、回転軸３２が回転し、回転運動が発電部４０へ伝達され、発電が行われる。発電した電力は、電気配線Ｅ２を介して保持部２２の出力部２８へ送電され、出力部２８の接点球２８Ａから電力接点１７Ｅを通って、基部１３の電気配線Ｅ１へ送電される。送電された電力は、道路に設置される灯や電光板などに用いることができる。また、一部の電力を風力発電ユニット２０内（制御や通信用の電力）で消費することもできる。
【００３４】
道路設置部１２へ送電が開始されると、記録部４２で累積回転数Ｄ１、総発電量Ｄ２、経過時間Ｄ３などのデータの記録が開始される。これらのデータは、定期的に、または、各々のデータが所定の数値に達した場合や所定の条件を満たした場合に、送信部４４から基地へ送信される。基地では、定期的に、または、各々のデータが所定の数値に達した場合や所定の条件を満たした場合に、発電装置付き道路設備１０について、風力発電ユニット２０を交換する。風力発電ユニット２０は、取付ネジ１２Ａを取り外して、風力発電ユニット２０のフランジ部２６を凹溝１７Ａ内をスライドさせて道路Ｄの幅方向内側へ移動させると共に、係合凸部３６Ａも同方向へ移動させて支持部材１４から取り外す。そして、保守点検済みの風力発電ユニット２０、または、新品の風力発電ユニット２０を、前述した取り付け手順により、支持部材１４へ取り付ける。
【００３５】
本実施形態の発電装置付き道路設備１０では、図５に示す手順で、保守点検を行うことができる。まず、手順Ｓ１０では、各々の風力発電ユニット２０に搭載された記録部４２に記録されたデータに基づいて、保守点検が必要となる風力発電ユニット２０を検出する。手順Ｓ１２では、検出された風力発電ユニット２０について、道路設置部１２から取り外して回収し、手順Ｓ１４で、保守点検済みの風力発電ユニット２０を道路設置部１２へ取り付ける。そして、手順Ｓ１６で、回収した風力発電ユニット２０の分解、点検、修理を行なう。手順Ｓ１２、Ｓ１４が道路上での作業になり、手順Ｓ１０、Ｓ１６が道路以外（基地等）での作業になる。
【００３６】
本実施形態の発電装置付き道路設備１０によれば、風力発電ユニット２０に回転動作などの動きを伴う部材が備えられており、風力発電ユニット２０の保持部２２を支持部材１４から取り外すことで、道路設置部１２から取り外すことができる。また、設置するときには、風力発電ユニット２０の保持部２２を支持部材１４へ取り付けることで、道路設置部１２へ設置することができる。したがって、不動の工作物と比較して高い頻度での保守点検が必要となる風力発電ユニット２０を、簡単に着脱することができ、道路Ｄ上での作業時間を短くすることができる。これにより、保守点検性を向上させることができる。
【００３７】
また、風力発電ユニット２０により風が受けられるので、道路Ｄへ吹き付ける風を弱めて、防風柵として機能させることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、風力発電ユニット２０が複数設置されているので、道路に沿って隣接配置された複数の風力発電ユニット２０で発電される。したがって、発電量を多くすることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、導風部材５０が設けられているので、各々の風力発電ユニット２０の回転翼３４へ出入りする風は導風部材５０に導かれる。したがって、隣接する風力発電ユニット２０同士の間で風の流れが干渉し合わず、回転翼３４の回転が妨げ合われることを抑制することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、支持部材１４は、保持部２２を取付位置に導くガイド部１７を有している。したがって、ガイド部１７により、保持部２２を容易に取付位置へ導くことができる。
【００４１】
また、本実施形態では、記録部４２に累積回転数Ｄ１、総発電量Ｄ２、経過時間Ｄ３などのデータが記録されており、送信部４４でこれらのデータが基地へ送信される。したがって、データに基づく保守点検の必要性を、簡単に把握することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、サボニウス型の回転翼３４を用いた例を説明したが、回転翼は別の型、例えば、クロスフロー型、パドル型、Ｓ型ロータ型などの抗力型のものを用いてもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、導風部材５０を支持部材１４に固定したが、図６に示すように、導風部材５０は、保持部２２に取り付けてもよい。保持部２２に取り付けることにより、導風部材５０を風力発電ユニット２０と共に取り外すことができる。このように、風力発電ユニット２０を構成する場合には、隣り合う風力発電ユニット２０と導風部材５０が重なり合う。上支持部１８には、導風部材５０を係合させる係合溝１８Ｂを形成し、保持部２２には、フランジ部２６を設けず、保持部２２の下端の道路幅方向の両側に、取付部２２Ａを設け、ボルトで固定してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０   発電機付き道路設備
１２   道路設置部
１４   支持部材
１７   ガイド部
１７Ｅ 電力接点
２０   風力発電ユニット
２２   保持部
２８   出力部
３０   風車部
３２   回転軸
３４   回転翼
４０   発電部
４４   送信部
５０   導風部材
Ｄ     道路
【図１】
2019044366.tif 000003
【図２】
2019044366.tif 000004
【図３】
2019044366.tif 000005
【図４】
2019044366.tif 000006
【図５】
2019044366.tif 000007
【図６】
2019044366.tif 000008