(57)【要約】【課題】この発明は、表示塔に風力発電機構を組み、高い位置で風車を回転させて効率良く発電させて、風力で発電した電力で表示体の照明ができる、照明表示塔並びに縦軸風車を、提供することを目的としている。【解決手段】複数の支柱４の上部位置に、複数の軸支持体５を多段状に枠組させた、支持枠体２の平面中央部に、縦軸風車１４が配設されて風力発電機構が構成され、羽根１２の外面位置で支持枠体２の外部に、縦軸風車１４の軸心を通る放射方向の複数部に位置して、表示体３が外方へ突設され、表示体３が縦軸風車１４への導風体となる、照明表示塔１。【選択図】図１
2008019837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の支柱の上部位置に、複数の軸支持体を多段状に枠組させた支持枠体の平面中央部に、縦軸風車が配設されて風力発電機構が構成され、羽根の外面位置で支持枠体の外部に、縦軸風車の軸心を通る放射方向の複数部に位置して、表示体が外方へ突設され、表示体が縦軸風車への導風体となること、を特徴とする照明表示塔。    
【請求項２】
複数の支柱に、複数の軸支持体を多段状に枠組させた支持枠体の、平面中央部に、縦軸風車が配設されて風力発電機構が構成され、支持枠体の上下１対の軸支持体の間を羽根配設区として設定され、縦軸風車の１本の縦主軸に、各羽根配設区毎に羽根が配設され、各羽根配設区の外側面以外の支持枠体の外部に、表示体が配設されたこと、を特徴とする照明表示塔。
【請求項３】
複数の支柱に、複数の軸支持体を多段状に枠組させた支持枠体の、平面中央部に、縦軸風車が配設されて風力発電機構が構成され、支持枠体の上下１対の軸支持体の間を羽根配設区として設定され、縦軸風車の１本の縦主軸に、各羽根配設区毎に羽根が配設され、前記支持枠体は、左右１対の組みとし、左右の支持枠体の間に表示体が横架されていること、を特徴とする照明表示塔。
【請求項４】
縦軸風車であって、縦主軸に複数の羽根支持体が配設され、羽根支持体は、環縁部の周縁部に羽根鞍が形成され、上下端部に傾斜部が形成された羽根が、羽根鞍に固定されていること、を特徴とする縦軸風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明表示塔並びに縦軸風車に係り、特に支持枠体に表示体と強力縦軸風車が支持され、風車により発電された電力で、表示体が照明される照明表示塔並びに縦軸風車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示塔は、塔上に表示板が配設され、表示板に外部電力による照明光をあてている。また、回転広告体に羽根を付けて風車とした提案も、特許文献１にみられる。
この特許文献１の広告塔は、支軸を中心に回転体を配し、回転体の縦中間外周に抗力型羽根を配設し、羽根に発光体を装着し、支軸と回転体の間で発電器とバッテリが、回転体と共回転をするように配設されている。
【特許文献１】特開平８−１３７４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１の広告塔は、回転体の重量が著しく重く、抗力羽根は支軸の片側の羽根はブレーキとして作用するため、台風のような高速風が吹かなければ回転せず、仮に回転体が回転しても、回転体に乗って共回転する発電器で発電することは出来ない。
また風力発電は、風速４ｍ／ｓ 以上の風が、年間２０００時間（１日約５．５時間）以上吹かなければ、実用にならないとされている。風速４ｍ／ｓは、木の枝が絶え間なく揺れる状態であるから、そのような風速の風は年間通して少ないから、通常の風車による継続的風力発電は不能で、風力発電で広告の照明を連続することは実質的に不能である。
表示塔は、一定の設置面積を要し、また照明にも外線から電線を引いており、消費電力も多い。この電力だけでも自家発電ができれば、維持コストも低減化させることができる。  この発明は、表示塔に低風速でも発電する高性能な風力発電機構を組み、高い位置で風車を回転させて効率良く発電させて、風力で発電した電力で、表示体の照明が連続できる照明表示塔を、提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明の具体的な内容は次の通りである。
【０００５】
(1)  複数の支柱の上部位置に、複数の軸支持体を多段状に枠組させた支持枠体の、平面中央部に、縦軸風車が配設されて風力発電機構が構成され、羽根の外面位置で支持枠体の外部に、縦軸風車の軸心を通る放射方向の複数部に位置して、表示体が外方へ突設され、表示体が縦軸風車への導風体となる、照明表示塔。        
【０００６】
(2)  複数の支柱に、複数の軸支持体を多段状に枠組させた支持枠体の、平面中央部に、縦軸風車が配設されて風力発電機構が構成され、支持枠体の上下１対の軸支持体の間を羽根配設区として設定され、縦軸風車の１本の縦主軸に、各羽根配設区毎に羽根が配設され、各羽根配設区の外側面以外の支持枠体の外部に、表示体が配設されたこと、を特徴とする照明表示塔。
【０００７】
(3)  複数の支柱に、複数の軸支持体を多段状に枠組させた支持枠体の、平面中央部に、縦軸風車が配設されて風力発電機構が構成され、支持枠体の上下１対の軸支持体の間を羽根配設区として設定され、縦軸風車の１本の縦主軸に、各羽根配設区毎に羽根が配設され、前記支持枠体は、左右１対の組みとし、左右の支持枠体の間に表示体が横架されている、照明表示塔。
【０００８】
(4)  縦軸風車であって、縦主軸に複数の羽根支持体が配設され、羽根支持体は、環縁部の周縁部に羽根鞍が形成され、上下端部に傾斜部が形成された羽根が、羽根鞍に固定されている縦軸風車。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、次のような効果がある。
【００１０】
(1)  請求項１に記載された照明表示塔は、支持枠体の平面中央部に、縦軸風車が配設されて風力発電機構が構成されているので、風が吹くと縦軸風車が回転して、発電器により発電される。それで得られる電力で表示体の照明をすることができる。
羽根の外面位置で支持枠体の外部に、縦軸風車の軸心を通る放射方向の複数部に位置して、表示体が外方へ突設されているので、遠方からでも表示体を望観することができる。  また表示体に当る風は、風車の羽根方向へ導かれるので、羽根に当る風量が増加して、風車の回転効率を高めて発電量を増加させる。  
【００１１】
(2)  請求項３に記載された発明の照明表示塔は、支持枠体の１本の縦主軸に、羽根が多段状に配設されているので、低風速時においても軸トルクが大きく、発電効率が優れているので、大きな表示体の電源を十分供給することができる。
羽根の外側面位置から離れた位置で、支持枠体の外部に表示体が配設されているので、表示体は風車に対する風の妨げにならずに、表示体は、遠くから望観することができる。
【００１２】
(3)  請求項３に記載された発明の照明表示塔は、支持枠体が２っ1対で、その間に表示体が横架されるので、例えば道路の左右に支持枠体が立設され、道路を跨いで表示体が横架され、表示体に道路情報などを電光表示させることができる。
【００１３】
(4)  請求項４に記載された発明の縦軸風車は、羽根支持体の環縁部に羽根鞍が形成されているために、弦長の長い羽根を羽根鞍に配設することにより、羽根の取付が容易で、堅固に安定して固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[実施例１]
本願発明の実施例を説明する。図１は本願発明の照明表示塔の要部平面図、図２は要部正面図、図３は全体を示す照明表示塔の正面図である。
照明表示塔(1)は、支持枠体(2)の上外部に表示体(3)が配設されている。支持枠体(2)は複数の支柱(4)と、これに多段状に配された複数の軸支持体(5)とで枠組みされている。
【００１５】
支持枠体(2)は、必要な高さと大きさに設定される。遠くから見える上部において、支持枠体(2)の外部に、中央軸心を通る放射方向の複数部に位置して、水平外方へ突出するように支持アーム(6)が複数（図では４）、突設されている。
支持アーム(6)は、図１に示すように、基部の幅は広く設定されて、強風にも屈折しないように形成されている。
【００１６】
上下の支持アーム(6)の間に、表示体(3)が縦長に配設されている。表示体(3)は、例えば縦長方形の中空体で、両広面に透明板が平行に張設され、中に照明灯(3a)が配設されている。該透明板には表示文画(3b)が表示される。表示体(3)は支持枠体(2)の放射方向に設定されているので、多方向からでも望観することができる。
【００１７】
照明表示塔(1)は、支持枠体(2)の上内部において、軸支持体(5)が複数、所定間隔置きに多段状に支柱(4)と枠組、配設されている。各軸支持体(4)は例えば４角形に枠組みされ、内部に縦横の桟が組まれて、その中央部には、それぞれ軸受(7)が配設されている。
上下の各軸受(7)を貫通して、１本の縦主軸(8)が回転自在に支持され、該縦主軸(8)の下部は、発電器(9)に連結されている。符号(10)は蓄電池である。
【００１８】
上下１対の軸受(7)の間に、羽根配設区(11)が設定されている。各羽根配設区(11)に、揚力型の羽根(12)が、羽根支持体(13)を介してそれぞれ配設されている。
揚力型の羽根(12)は、横断平面図では、回転方向に向く前部の板厚が厚く、後部は薄く、略魚形に形成されている。
【００１９】
この揚力型の羽根が他力で回転されると、羽根(12)前部の空気が圧縮され、空気密度が高まり、気圧が高くなるので、その高い気圧の気流は、比較の上で気圧の低い後方へ高速で流れ、その反作用として羽根(12)が前方に押出される。
【００２０】
羽根(12)は、図示するように、上下端部が縦主軸(8)方向へ約４５度の傾斜角度で傾斜されて、傾斜部(12a)が形成されている。羽根(12)が配設される羽根配設区(11)の数は、羽根(12)の大きさと、発電器(9)の発電容量によって適宜設定される。
【００２１】
すなわち、表示体(3)の照明に必要な電力量に合わせて、発電器(9)の発電容量が決められる。発電器(9)の回転に必要な軸トルクに合わせて、羽根(12)の受風面積が計算され、受風面積に適合する羽根(12)の枚数が選定され、枚数に合わせて羽根配設区(11)の段数が選定される。
【００２２】
羽根(12)は、上下先端部に傾斜部(12a)が形成されているために、回転時に上下方へ散逸する風流を抑止して、回転力を増加させる。
また、傾斜部(12a)に当る風流は、傾斜面を高速で滑るために、負圧を生じさせ、他域から風流を集合させて回転力にする作用があり、傾斜部(12a)のない直羽根と比較すると、回転効率の大きな向上が実験で確認されている。
【００２３】
羽根(12)は、各羽根配設区(11)において２枚羽根とし、上下において各羽根(12)の位相は、３６０度を羽根配設区(11)の数で割った角度ずつ変位されている。
これによって、平面視で各羽根(12)の位相は、定間隔になり上下で位相が重ならない。２枚羽根とするのは、羽根の枚数が多い場合、高速回転に至る過程で、前の羽根の乱気流が後の羽根を失速させ、全体として高速回転をさせることが出来なくなるためである。
【００２４】
羽根配設区(11)における外部において、支持枠体(2)の中心を通る放射方向の複数位置に、表示体(3)がそれぞれ配設されているため、図１において、Ａ矢示の風は、表示体(3)に当って、羽根(12)方向へ流れるので、羽根(12)に対しては、回転直径の１．５倍以上の風量が当たるため、縦軸風車(14)の回転効率を高め、低風速時においても、発電効率を高めることができる。
【００２５】
照明表示塔(1)は、縦主軸(8)、羽根支持体(13)、羽根(12)によって縦軸風車(14)が構成されている。これに発電器(9)を加えて、風力発電機構が構成される。
図１において、Ｂ矢示の風が吹くとき、表示体(3)に当る風は、遮られて、密度が高まり気圧が高くなる。その結果、羽根(12)の回転によって、風下へ流れる風流方へ高速で移動するため、羽根(12)の回転効率を高める。
【００２６】
上記のように構成された、この発明の照明表示塔(1)は、風速４ｍ／ｓ以下の風でも縦軸風車(14)が回転して、１本の縦主軸(8)に羽根(12)が多段に配設されているので、軸トルクが大きく、発電器(9)の大きなコギングトルクを容易に克服して発電することができる。
【００２７】
発電器(9)で発電された電気は、蓄電池(10)に蓄電しておき、夜間に表示体(3)の照明灯(3a)の電源として使用することができる。余分の電力は、他の電源に使用し、或いは売電にすることができる。
図２における符号(15)は屋根であり、上面に太陽発電パネルを張設することができる。
【００２８】
[実施例２]
図４は実施例２を示す照明表示塔の正面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。
この実施例２は、支持枠体(2)の頂上部にも、表示体(3)を配設したものである。この表示体(3)は、平面視環円形に板体が設定される。支持枠体(2)から照明灯の光線が照射される。
【００２９】
また支持枠体(2)の高さ中程に、羽根(12)の位置する側面以外の部位に、環状に表示体(3)が配設されている。この表示体(3)は、発光ダイオードを使用して、表示文画(3b)を表示させる電光掲示板にすることができる。
高速道路などで、事故情報、渋滞情報、天候情報などの表示をすることができ、発光ダイオードでは消費電力も小さいので、利用性は高い。図中符号(16)は街灯である。
【００３０】
[実施例３]
図５は実施例３を示す照明表示塔の正面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。
この実施例３は、支持枠体(2)を２っ１対として、その間に横長の表示体(3)が横架されているものである。
【００３１】
支持枠体(2)は、例えば高速道路の両側部に左右１対で立設される。適度の高さで縦軸風車(14)の、羽根(12)の位置から離れた位置で、左右の支持枠体(2)の間に、横桁枠(2a)が架設される。該横桁枠(2a)に表示体(3)が固定される。
【００３２】
縦軸風車(14)のある部位の、支持枠体(2)の周囲には、ネットが張設される。また羽根(12)は合成樹脂製で軽量なので、仮に破損しても、他物に対する衝撃力にならず、ネットからはみ出して、外方へ飛散することはないので、道路に対する障害物とならない。
表示体(3)の左右に支持枠体(2)があり、それぞれに縦軸風車(14)が配設されていて、発電をするので、余分の電力は、近くの街灯(16)や表示体の電源に利用することができる。
【００３３】
図６は、縦軸風車(14)の羽根支持体の平面図、図７はその正面図である。この縦軸風車(14)は、羽根支持体(13)の周部に、環縁部(13a)が形成され、環縁部(13a)の周部に、羽根鞍(13b)が凹設されている。該羽根鞍(13b)の外部に羽根(12)が嵌装されて、任意の取付手段により固定されている。
【００３４】
縦主軸(8)の周りに羽根(12)が配設される場合、取付位置が数ミリ単位で移動していても、回転バランスが微妙に異なってくる。例えば2枚羽根で、どちらかが前に移動していると、定間隔の配置が、前は長く、後は短かいという結果になり、１ミリの差でも２ミリの差として回転に影響する。回転バランスが崩れると、風は１方向から当るので、回転力のバランスが崩れ、円滑な回転の障害となる。
【００３５】
この縦軸風車(14)では、羽根支持体(13)の周部にある環縁部(13a)に、羽根鞍(13b)が形成されたため、正確な位置に羽根(12)を固定することができる。
羽根(12)の弦長にわたって固定することができるので、高い風圧による羽根(12)の捩れも抑止することができ、回転効率を安定させることができる。
【００３６】
図８は、縦軸風車(14)の羽根支持体の平面図である。この縦軸風車(14)は、羽根支持体(13)の環縁部(13a)の内側に、羽根鞍(13b)が凹設されている。該羽根鞍(13b)の内側部に羽根(12)が嵌装されて、任意の取付手段により固定されている。
【００３７】
これによって、羽根(12)の弦長が長くても、羽根(12)の弦長に沿う外側の全長が羽根鞍(13b)に当接するので、羽根(12)に遠心力がかかっても安定して堅固に固定される。
また、位置決めが容易で、取付作業性に優れ、環縁部(13a)は回転慣性により、安定した回転を維持させる。
【００３８】
なお、この発明は、前記実施例に限定されるものではなく、目的に沿って適宜設計変更をすることができる。各実施例における各部位は、それぞれ組合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
照明表示塔であるが、実質的に風力で自家発電をすることができるので、照明塔としても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る照明表示塔の要部平面図である。
【図２】本発明に係る照明表示塔の要部正面図である。
【図３】本発明に係る照明表示塔の正面図である。
【図４】実施例２を示す照明表示塔の正面図である。
【図５】実施例３を示す照明表示塔の正面図である。
【図６】縦軸風車の羽根支持体の平面図である。
【図７】図６における正面図である。
【図８】縦軸風車の羽根支持体の平面図である。
【符号の説明】
【００４１】
(1)照明表示塔
(2)支持枠体
(2a)横桁枠
(3)表示体
(3a)照明灯
(3b)表示文画
(4)支柱
(5)軸支持体
(6)支持アーム
(7)軸受
(8)縦主軸
(9)発電器
(10)蓄電池
(11)羽根配設区
(12)羽根
(12a)傾斜部
(12b)取付体
(13)羽根支持体
(13a)環縁部
(13b)羽根鞍
(14)縦軸風車
(15)屋根  
(16)街灯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008019837.tif 000009
【図８】
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