(57)【要約】【課題】  この発明は、表示体が配設された表示塔における照明用電力を、微弱な風力で確実に得ることが出来て、表示体の取付作業性に優れた照明表示塔を、提供することを目的としている。   【解決手段】  高層支持体４の外部に表示体５が配設された表示塔１であって、その上部域に、風車配設部７が形成されて、プロペラ風力発電機９９が配設され、そのプロペラ翼９bは、翼端縁部の最大弦長部から先が先細りで、前方に傾斜されて傾斜部9eが形成されている、照明表示塔１。  【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高層支持体の上部域外部に、照明表示体が配設された表示塔であって、その上部域に、風車配設部が形成されて、プロペラ風力発電機が配設され、そのプロペラ翼は、翼端縁部の最大弦長部から先が先細りで、前方に傾斜されて傾斜部が形成されていること、を特徴とする照明表示塔。
【請求項２】
前記高層支持体は、複数の横枠体と複数の支柱とで支持枠体に組立てられ、横枠体は外枠の内部に横桟が一体に形成され、外枠に定間隔に形成された継手部に、支柱が嵌合され、風車配設部が多段に形成されたこと、を特徴とする請求項１に記載された照明表示塔。
【請求項３】
前記支持枠体の横枠体は、外部に水平外方向を向く支持腕が固定されていること、を特徴とする請求項２に記載された照明表示塔。  
【請求項４】
前記風車配設部は、内部において、上下に導風体が配設されていること、を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された照明表示塔。
【請求項５】
前記高層支持体は、柱状体で、上端部にプロペラ風力発電機が配設され、柱状体の上部域に表示体が、支持腕を介して固定されていること、を特徴とする請求項１に記載された照明表示塔。   
【請求項６】
前記プロペラ風力発電機は、風車筐体の方向舵に表示体が配設されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載された照明表示塔。
【請求項７】
前記表示体における発光ダイオードに、異なった風速により生じる異なった電荷が、プロペラ風力発電機から供給され、発光ダイオードによる表示光が、経時的に異なった電荷により、強弱光輝で表示されるように構成されたこと、を特徴とする請求項１〜６の何れかに記載された照明表示塔。
【請求項８】
複数の支柱と複数の横枠体とで形成された、支持枠体に配設されたプロペラ風車であって、上下の横枠体間をそれぞれ風車配設部に設定され、各風車配設部の横枠体を貫通して、１本の縦主軸が回転自在に配設され、各風車配設部毎にプロペラ風車が、縦主軸に無接触で縦主軸周りに回転自在に配設され、各プロペラ軸の回転力が、縦主軸にそれぞれ伝動されるよう構成されたこと、を特徴とする風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明表示塔並びに風車に係り、特に、上部域外部に表示体が配設されている表示塔の、照明用電力を、微弱な風力で確実に得ることができ、表示体の取付作業性に優れた、照明表示塔並びに風車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に、垂直軸に回転羽根を付け、羽根に発光体を配した広告塔が開示されている。前記広告塔は、塔そのものが１本の柱の上部に広告体が配設され、柱の中間に、柱の周りを回転する回転体が配設され、回転体に羽根が配設され、柱と回転体の間に発電器が、回転体と共に回転するように配設されているものが開示されている。
【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】
前記広告塔は、発電器が配設された回転体の重量が著しく重く、回転体に配設された羽根は抗力羽根なので、柱の片側では向かい風を受けるブレーキとして作用し、台風のような高速風でないと回転しないし、回転体と共に回転する発電器で発電することは、実質的に不能（そのような発電器は見あたらない）なので、実用にならない。
特に、風車の風力回収率は、理論値横軸で４５％、縦軸で３５％で、これに機械的ロスがあるので、実質的に縦軸では２０％程度で、前記のような重い回転体では１０％にもならない。また、風力発電は風速４ｍ／ｓ（木の葉が常に揺れる）以上の風が、年間２０００時間（１日５．５時間） 以上吹かなければ実用にならないといわれ、仮に風速５m/sの風が毎日吹いたと仮定しても、風力回収率が１０％〜２０％では風車は回転することはない。
また一般に広告塔は、看板を支持するだけの構築物で、電力は外部から得ている。  
この発明は、表示体が配設された表示塔における照明用電力を、微弱な風力で確実に得ることが出来て、表示体の取付作業性に優れた照明表示塔と風車を、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)  高層支持体の上部域外部に、表示体が配設された表示塔であって、その上部域に、風車配設部が形成されて、プロペラ風力発電機が配設され、そのプロペラ翼は翼端縁部の最大弦長部から先が先細りで、前方に傾斜されて傾斜部が形成されている、照明表示塔。
【０００６】
(2)  前記支持体は、複数の横枠体と複数の支柱とで組立てられて支持枠体に構成され、横枠体は外枠の内部に横桟が一体に形成され、外枠に定間隔に形成された継手部に、支柱が嵌合され、風車配設部が多段に形成された、前記(1)に記載された照明表示塔。
【０００７】
(3)  前記支持枠体の横枠体は、外部に水平外方向を向く支持腕が固定されている、前記(1)(2)の何れかに記載された照明表示塔。  
【０００８】
(4) 前記風車配設部は、内部において、上下に導風体が配設されている、前記(1)〜(3)のいずれかに記載された照明表示塔。  
【０００９】
(5)  前記高層支持体は、柱状体で、上端部にプロペラ風力発電機が配設され、上部域に表示体が固定されている、前記(1)に記載された照明表示塔。  
【００１０】
(6)  前記プロペラ風力発電機は、風車筐体の方向舵に表示体が配設されている、前記(1)〜(5)のいずれかに記載された照明表示塔。
【００１１】
(7)  前記表示体における発光ダイオードに、異なった風速により生じる異なった電荷がプロペラ風力発電機から供給され、発光ダイオードによる表示光が、経時的に異なった電荷により、強弱光輝で表示されるように構成された、前記(1)〜(5)の何れかに記載された照明表示塔。
【００１２】
(8)  複数の支柱と複数の横枠体とで形成された、支持枠体に配設されたプロペラ風車であって、上下の横枠体間をそれぞれ風車配設部に設定され、各風車配設部の横枠体を貫通して、１本の縦主軸が回転自在に配設され、各風車配設部毎にプロペラ風車が、縦主軸に無接触で縦主軸周りに回転自在に配設され、プロペラ軸の回転力が、縦主軸にそれぞれ伝動されるよう構成された風車。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると次のような効果がある。
【００１４】
（1)  請求項１に記載された発明の照明表示塔は、高層支持体の外部に表示体が配設されているので、表示体が小さくても、遠くからでも表示体を望観することができる。
また高層支持体の上部域の内部に、風力発電機が配設され、プロペラ翼の翼端に傾斜部が形成されているので、プロペラの翼長が短く、回転半径が小さなものであっても、弱風で回転し発電することができるので、自家発電で表示体の照明をすることができる。風力発電機は支持枠体の内部に配設されるので、台風などの場合も安全維持ができる。
【００１５】
(2)  請求項２に記載された発明の照明表示塔は、支持枠体は横枠体の継手部に支柱が嵌合されて組立てられるので、運搬性と組立作業性に優れ、高さを任意に設定させることができる。風車配設部を複数形成して、風力発電機を複数配設することによって、小型の風力発電機を使用することができる。
【００１６】
(3)  請求項３に記載された発明の照明表示塔は、支持枠体の横枠体は外部に、水平外方向を向く支持腕が固定されているので、支持枠体の組立後、直ぐに支持腕に表示体を固定することができ、取付作業性に優れている。  
【００１７】
(4)  請求項４に記載された発明の照明表示塔は、支持枠体の上部域の風車配設部内部において、上下に導風体が配設されているので、プロペラ風力発電機を配設するとき、四方からプロペラの方へ風を集合させることができ、微弱風での発電に加効する。
【００１８】
(5)  請求項５に記載された発明の照明表示塔は、高層支持体が柱状体なので、簡易なものに適し、短い柱状体を積層して高さを変化させることができて、組立作業性に優れている。またフランジに表示体を固定するとき、取付作業性に優れている。
【００１９】
(6)  請求項６に記載された発明の照明表示塔は、プロペラ風力発電機の風車筐体に形成されている方向舵にも表示体が配設されているので、風向きによって変化して、見る人の注意を引くことができる。
【００２０】
(7)  請求項７に記載された発明の照明表示塔は、表示体における発光ダイオードに、異なった風速により生じる異なった電荷が供給され、発光ダイオードによる表示光が、経時的に異なった電荷により、強弱光輝で表示されるように構成されたので、観る人の注意を惹き、発電量などを知ることができる。
【００２１】
(8)  請求項８に記載された発明の風車は、複数段のプロペラで１本の縦主軸を回転させるので、小型の風車が使用出来て、風車が小型でも縦主軸の軸トルクを大きくして、発電容量を大きくすることができる。そのため、支持枠体における設置面積が小さくても、小型風力発電機で、高出力の発電をさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
【実施例１】
【００２３】
本願発明の実施例１を説明する。図１は本発明に係る照明表示塔の概略正面図、図２は要部平面図、図３は要部正面図である。
【００２４】
照明表示塔(1)は、高層支持体(4)として、複数の支柱(2)と複数の横枠体(3)とで支持枠体(4a)が構成されている。高さは、設置される場所、表示体の大きさなどにより、適宜設定される。
【００２５】
支持枠体(4a)の上部域における外面に、表示体(5)が上下の支持腕(6)を介して固定されている。支持腕(6)は、図１．２．３に示すように、横枠体(3)の外部で放射方向に向けて固定されている。図１中の符号(11)は街灯、(4d)は屋根であり、上部に太陽光発電パネルを張設することができる。
【００２６】
前記表示体(5)は、図２に示すように、支持枠体(4a)の平面中心を通る放射方向の複数部に、放射線に沿うように配設されている。図２においては、支持枠体(4a)が方形なので、対角線上に表示体(5)が配設されている。
【００２７】
これによって、図２に示すように、四方から吹く風は、表示体(5)によりプロペラ風車(9)の方へ導風されるので、表示体(5)は導風体を兼ねる。表示体(5)の態様は、発光ダイオード表示、電光掲示板、透光板表示、ネオンなど任意である。
【００２８】
横枠体(3)は、図４に示すように、外枠(3a)の内部に横桟(3b)が固定され、外枠(3a)に定間隔置きに継手部(3c)が形成されている。横枠体(3)の外面には、図２に示すように、支持腕(6)を、あらかじめ固定することができる。
これによって、支柱(2)は直柱でも、支持枠体(4a)を組立てると、支持腕(6)に直ぐ表示体(5)を固定させることができ、取付作業性に優れている。
【００２９】
横枠体(3)の継手部(3c)は、管状に形成され、内部に継軸(3d)が嵌合されており、継軸(3d)にそれぞれ支柱(2)が嵌合されて、支持枠体(4a)が組立てられる。これによって、支持枠体(4a)の高さを、任意に調節することができ、また運搬並びに組立作業性に優れている。
【００３０】
支持枠体(4a)の上域における内面に、風車配設部(7)が形成されている。風車配設部(7)の数は任意である。風車配設部(7)において、上下の横枠体(3)には、導風体(8)が配設されている。下部の導風体(8)は図２．３に示すように、中央部の高い台形に形成され、四方からの風を中央寄りに導くことができる。上部の導風体(8)は下部の逆向きに配設される。該導風体(8)は、例えばＦＲＰで成形されると、軽量で耐候性に優れている。
【００３１】
下部導風体(8)の平面中央部には、支柱(9a)が立設され、その上部にプロペラ風車(9)の風車筐体(9b)が、旋回自在に配設されている。風車筐体(9b)の内部には、図示しない発電器と連結されたプロペラ軸(9c)が、回転自在に横架され、前部に突出されたプロペラ軸(9c)の先端部に、プロペラ(9d)が配設されて、プロペラ風力発電機(99)が構成されている。
【００３２】
プロペラ(9d)の翼端部は、弦長が広く、最大弦長部から先が前方へ傾斜された傾斜部(9e)が形成されている。一般のプロペラ風車は、翼弦長が狭く、細長いものが普通で、遠心部における受風面積が小さいので、高速風が吹かなければ回転しない。
【００３３】
特に、風力発電は、風速４ｍ／ｓ （木の枝が常に揺れている状態）以上の風が、年間２０００時間（１日５．５時間) 以上吹かなければ、採算に合わない、とされている。
また発電効率は、受風面積×風速の２乗に比例するとされている。従って、風速が弱い中では、プロペラ翼の遠心部における受風面積が、広くなければならない。
【００３４】
本願プロペラ翼(9d)は、翼長が短かく、遠心部の弦長が広く、傾斜部(9e)が形成されているために、遠心方へ風が散逸しにくく、また、傾斜部(9e)に当たる風は翼根の方へ高速で滑ることから、負圧を生じさせて周囲から風を集合させるため、プロペラ翼(9d)に当る風量の総量が大となり、プロペラ(9d)の回転半径が小さくても、回転トルクが大きいので、４ｍ／ｓ以下の弱い風速の中でも、容易に発電をすることができる。    
【００３５】
従って、支持枠体(4a)の上部域における風車配設部(7)の面積が、例えば１平方ｍ〜４平方メートルの狭いものであっても、小型のプロペラ風車(9)を配設することができる。
風車筐体(9b)の後上下部には、方向舵(9f)が配設されている。図３中の符号(10)は蓄電池であり、プロペラ風力発電機(99)によって発電された電力が蓄積される。
【００３６】
以上のように構成されたこの照明表示塔(1)は、上部域にプロペラ風力発電機(99)が配設されているので、風が吹くとプロペラ(9d)が回転して、発電することができる。
特に翼端部の弦長が広く、傾斜部(9e)が形成されたプロペラ(9b)が、配設されているので、翼長が短く、回転半径が小さなプロペラ風車(9)であっても、弱風で発電をすることが出来る。
【００３７】
発電された電力は蓄電池(10)に蓄電され、夜間に表示体(5)の照明に使用される。余分の電力は街灯や売電に利用される。
この発明においては、風車配設部(7)が、支持枠体(4a)の内部に形成されているために、ここに配設されるプロペラ風力発電機(99)は、台風にも安定している。
【００３８】
支持枠体(4a)外面には、図示しない防護ネットを張設することができるので、仮にプロペラ(9d)が台風で折損したと仮定しても、防護ネツト外に飛散することはなく、またプロペラ翼は合成樹脂で形成することができるので、軽量であり、折損して飛散しても、他へ衝撃を与えることはない。
【実施例２】
【００３９】
図５は実施例２を示す、照明表示塔の要部正面図である。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では、高層支持体(4)の上部域であって、風車配設部(7)の外部以外の部位に、表示体(5)が横に配設されたものである。これによって、例えば道路脇において、交通情報などの電光表示を、表示体(5)ですることができる。
【００４０】
また、プロペラ風車(9)は多段式が配設されている。図５において、支持枠体(4a)の上部域において、上下の横枠体(3)の間における風車配設部(7)は、複数段(図では３段)形成されている。風車配設部(7)の上下の横枠体(3)を貫通して、１本の縦主軸(12)が回転自在に配設され、その下部は発電器(13)に連結されている。
【００４１】
各風車配設部(7)毎に、風車筐体(9b)が縦主軸(12)に無接触で、縦主軸(12)周りを回転自在に、支持体(14)を介して配設されている。各風車筐体(9b)の中において、縦主軸(12)にギアからなる伝動手段(15)が固定され、プロペラ軸(9c)の後部の、ギアからなる伝動手段(15)と連結されている。
【００４２】
風車筐体(9b)は、方向舵(9f)に風を受けてプロペラ(9b)を風上に向ける。複数の風車筐体(9b)は、それぞれ自由に旋回して、プロペラ(9b)に風を受けて回転する。
これによって、複数のプロペラ(9d)が同時に回転すると、それぞれ伝動手段(15)を介して、縦主軸(12)が強い回転力で回転させられ、発電器(13)により発電され、プロペラ風力発電機(99)が構成される。
【００４３】
以上のように構成された、この実施例２の照明表示塔(1)は、風車配設部(7)の外部以外の部位に、表示体(5)が横側に配設されるので、大きな表示体(5)を高層支持体(4)の周囲に配設することができる。
また、風車が１本の縦主軸(12)を、多段に配した複数のプロペラ風車(9)で回転されるので、より小型の風車を使用することができる。
【実施例３】
【００４４】
図６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の照明表示塔(1)は、高層支持体(4)として柱状体(4b)が使用されている。該柱状体(4a)は、例えば長さを１〜２ｍとして、長手端部にフランジ(4c)が形成されている。
柱状体(4b)の横断面形状は、管形、十形、その他任意である。
【００４５】
柱状体(4b)は、竪長に積層して、上下のフランジ(4c)を結合をすることによって、高さを任意に設定することができるので、作業性に優れている。  
高層支持体(4)の頂上に、プロペラ風力発電機(99)が固定されている。図中の符号(9g)は、平面における風車筐体(9b)の両側後部に、支持腕(9h)で対称に支持されている方向舵である。この方向舵(9g)の外面には、任意手段で表示をして、方向舵(9g)を表示体(5)に兼用させることができる。
【００４６】
照明表示塔(1)の上部域で、高層支持体(4)の外側部に、支持腕(6)を介して表示体(5)が配設されている。表示体(5)は、例えば看板状のものを、高層支持体(4)の前後に配する形態、高層支持体(4)の周囲に環状に配する形態など、形態は任意である。
【００４７】
表示体(5)は、図６においては、柱状体(4b)のフランジ(4c)部分に、支持腕(6)を固定する態様で固定されている。すなわち、フランジ(4c)は外方へ突出しているので、フランジ(4c)に、あらかじめ取付用のネジ穴を開設しておくことにより、表示体(5)の取付作業性に優れている。
【００４８】
またフランジ(4c)は、柱状体(4b)の強度を高め、梯子、緊張索などの取付に便利である。  図７に示すように、柱状体(4b)は、左右１対として、その間に表示体(5)を配設させることができる。当然に柱状体(4b)は、複数、例えば４本を並立させて、その間に表示体(5)を配設させることができる。
【００４９】
前記表示体(5)は、例えば発光ダイオードを利用した電光掲示板状のものとし、発光色の異なる発光ダイオードを組合わせ、発電器からの電力を直接供給して、風力の差によって生じる電荷の差によって、発光ダイオードの光輝度を、変化させたまま表示させると、色の濃淡ボカシなどの表現をすることができ、観る人の注意を喚起させることができる。
【００５０】
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。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】
【００５１】
自家発電ができるので、道路における交通情報表示、その他、夜間の照明表示や街灯に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る照明表示塔の正面図である。
【図２】本発明に係る照明表示塔の平面図である。
【図３】本発明に係る照明表示塔の要部正面図である。
【図４】本発明に係る横枠体の平面図である。
【図５】実施例２を示す照明表示塔の要部正面図である。
【図６】実施例３を示す照明表示塔の正面図である。
【図７】照明表示塔の正面図である。
【符号の説明】
【００５３】
(1)照明表示塔
(2)支柱
(3)横枠体
(4)高層支持体
(4a)支持枠体
(4b)柱状体
(4c)フランジ
(4d)屋根
(5)表示体
(6)支持腕
(7)風車配設部
(8)導風体
(9)プロペラ風車
(9a)支柱
(9b)風車筐体
(9c)プロペラ軸
(9d)プロペラ
(9e)傾斜部
(9f)(9g)方向舵
(9h)支持腕
(99)プロペラ風力発電機
(10)蓄電池
(11)街灯
(12)縦主軸
(13)発電器
(14)支持体
(15)伝動手段
【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】
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