(57)【要約】【課題】風力発電手段及び太陽光発電手段で発生した電圧を昇圧して一定の電圧にする風力発電手段及び太陽光発電手段の出力に接続されるブーストコンバータで使用されているトランジスタが発熱する熱を有効に利用する融雪装置を提供する。【解決手段】風力で発電する風力発電機１２、太陽光で発電する太陽光発電機１４、風力発電機１２及び／又は太陽光発電機１４で発生した電圧を昇圧して一定の電圧を出力するブーストコンバータ１６、ブーストコンバータ１６の第１トランジスタ１６ａをスイッチングする制御回路部１８、ブーストコンバータ１６の出力電力を蓄電する蓄電器２０、並びに、ブーストコンバータ１６の出力及び蓄電器２０の出力に接続されている電気ヒータ２２を備える融雪装置であって、電気ヒータ２２の熱、及び／又は、ブーストコンバータ１６の第１トランジスタ１６ａが発熱する熱で構造物に付着する雪を融雪することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力で発電する風力発電機、太陽光で発電する太陽光発電機、風力発電機及び／又は太陽光発電機で発生した電圧を昇圧して一定の電圧を出力するブーストコンバータ、ブーストコンバータの第１トランジスタをスイッチングする制御回路部、ブーストコンバータの出力電力を蓄電する蓄電器、並びに、ブーストコンバータの出力及び蓄電器の出力に接続されている電気ヒータを備える融雪装置であって、
電気ヒータの熱、及びブーストコンバータの第１トランジスタが発熱する熱で構造物に付着する雪を融雪することを特徴とする融雪装置。
【請求項２】
入力が制御回路部の出力に接続されていると共に出力の一端がブーストコンバータの出力に接続され出力の他端が接地されている第２トランジスタを有し、
制御回路部が第２トランジスタをスイッチングすることによる第２トランジスタが発熱する熱で構造物に付着する雪を融雪する請求項１に記載の融雪装置。
【請求項３】
制御回路部の入力に接続されている降雪を検知する降雪検知センサ、及び入力が制御回路部の出力に接続されると共に出力の一端がブーストコンバータの出力に接続され出力の他端が電気ヒータに接続されている第３トランジスタを有し、
降雪検知センサで降雪を検知した場合に、制御回路部が第２トランジスタをスイッチングすることによる第２トランジスタが発熱する熱、並びに制御回路部が第３トランジスタをスイッチングすることによる電気ヒータの熱及び第３トランジスタが発熱する熱で構造物に付着する雪を融雪する請求項２に記載の融雪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物に付着する雪を融雪する融雪装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００３−０４２０５２号公報
【０００３】
一般に、鉄道の陸橋の新設や改築工事では、工事が線路に影響を及ぼす恐れのある場合には、列車運行の安全を確保するため列車は徐行運転を実施している。そして、上記の際には、列車の運転手に徐行区間及び徐行速度を知らせるため、工事現場の近傍に臨時の徐行標識が設置される。しかし、冬季に降雪がある地域においては、徐行標識に雪が付着して標識の表示が見え難くなるという問題がある。徐行標識の表示を列車の運転手が認識できない場合には、徐行標識の表示を見落として工事現場を速度超過で通過する可能性がある。
【０００４】
従来、上記問題の際には、徐行標識をビニール袋で覆うことで、又は徐行標識に着雪しないように着雪防止用のスプレーを塗布することで着雪を防止していた。
【０００５】
しかし、上記従来の方法では、徐行標識の表示を列車の運転手が確実に認識するような除雪又は着雪を防止することはできていない。
【０００６】
そこで、上記問題を確実に解決するため、徐行標識を電気ヒータで暖めて付着する雪を融雪することが考えられる。
【０００７】
しかし、徐行標識は工事現場の近傍に設置されるため、商用電源が使用できないという問題がある。
【０００８】
そこで、上記商用電源が使用できないという問題に対して技術分野は異なるが下記の先行技術を適用することができる。
【０００９】
垂直軸型風車の回転軸に発電機を連結した風力発電手段と、太陽光パネルを有する太陽光発電手段と、前記風力発電手段及び前記太陽光発電手段により発生する電力を蓄電する蓄電手段と、前記蓄電手段に蓄電された電力を用いて発光する照明手段とを備え、前記風力発電手段と前記太陽光発電手段と前記照明手段とを支柱によって地上から所定高さに保持する風力及び太陽光による発電を利用した街灯装置であって、前記太陽光パネルに当たった風を前記垂直型風車の羽根に導くように前記太陽光パネルを配置したことを特徴とする風力及び太陽光による発電を利用した街灯装置である（特許文献１参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記先行技術の場合には、風力発電手段、太陽光発電手段、及び蓄電手段を使用することで商用電源が使用できない工事現場の近傍に電力を供給することができるが、風力発電手段及び太陽光発電手段で発電した電力を安定して蓄電手段に蓄電するためには、風力発電手段及び太陽光発電手段で発生した電圧を昇圧して一定の電圧にするブーストコンバータを風力発電手段及び太陽光発電手段の出力に接続する必要があって、ブーストコンバータに使用されているトランジスタで発熱する熱を有効に利用するという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、風力発電手段、太陽光発電手段、及び蓄電手段を使用することで商用電源が使用できない場所等に電力を供給すると共に、風力発電手段及び太陽光発電手段で発生した電圧を昇圧して一定の電圧にする風力発電手段及び太陽光発電手段の出力に接続されるブーストコンバータで使用されているトランジスタが発熱する熱を有効に利用する融雪装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
即ち、本発明は、風力で発電する風力発電機、太陽光で発電する太陽光発電機、風力発電機及び／又は太陽光発電機で発生した電圧を昇圧して一定の電圧を出力するブーストコンバータ、ブーストコンバータの第１トランジスタをスイッチングする制御回路部、ブーストコンバータの出力電力を蓄電する蓄電器、並びに、ブーストコンバータの出力及び蓄電器の出力に接続されている電気ヒータを備える融雪装置であって、電気ヒータの熱、及び／又は、ブーストコンバータの第１トランジスタが発熱する熱で構造物に付着する雪を融雪することを特徴とする融雪装置である。
これによれば、風力発電機、太陽光発電機、及び蓄電器を使用することで商用電源が使用できない場所等に電力を供給すると共に、風力発電機及び太陽光発電機で発生した電圧を昇圧して一定の電圧にする風力発電機及び太陽光発電機の出力に接続されるブーストコンバータで使用されているトランジスタが発熱する熱を有効に利用する融雪装置を提供することができる。
【００１３】
本発明において、入力が制御回路部の出力に接続されていると共に出力の一端がブーストコンバータの出力に接続され出力の他端が接地されている第２トランジスタを有し、制御回路部が第２トランジスタをスイッチングすることによる第２トランジスタが発熱する熱で構造物に付着する雪を融雪するのがよく、これによれば、蓄電器にブーストコンバータの出力電力が蓄電されていない場合に、トランジスタが発熱する熱を有効に利用することができる。
【００１４】
また、本発明において、制御回路部の入力に接続されている降雪を検知する降雪検知センサ、及び入力が制御回路部の出力に接続されると共に出力の一端がブーストコンバータの出力に接続され出力の他端が電気ヒータに接続されている第３トランジスタを有し、降雪検知センサで降雪を検知した場合に、制御回路部が第２トランジスタをスイッチングすることによる第２トランジスタが発熱する熱、並びに制御回路部が第３トランジスタをスイッチングすることによる電気ヒータの熱及び第３トランジスタが発熱する熱で構造物に付着する雪を融雪するのがよく、これによれば、降雪がない場合に蓄電器にブーストコンバータの出力電力を蓄電することができて、降雪時に蓄電器の電力で融雪することができるため、効率よく構造物に付着した雪を融雪することができる。また、更に、トランジスタが発熱する熱を有効に利用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、風力発電機、太陽光発電機、及び蓄電器を使用することで商用電源が使用できない場所等に電力を供給すると共に、風力発電機及び太陽光発電機で発生した電圧を昇圧して一定の電圧にする風力発電機及び太陽光発電機の出力に接続されるブーストコンバータで使用されているトランジスタが発熱する熱を有効に利用する融雪装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
[実施形態]
図１〜図４は、本発明に係る融雪装置おける実施形態を示す図である。本実施形態は、本発明に係る融雪装置を鉄道の徐行標識に適用したものである。
【００１８】
図１及び図２は、本実施形態における徐行標識１０を示す図である。図１は正面図、図２は側面図である。徐行標識１０は、風力発電機１２、太陽光発電機１４、ブーストコンバータ１６、制御回路部１８、蓄電器２０、電気ヒータ２２、降雪検知センサ２４、標識指令表示部２６、及び標識速度表示部２８から概略構成されている。
【００１９】
上記構成品は、ベース部３０、及び支柱部３２で支持されている。ベース部３０は、矩形板状のベース板部３０ａ、ベース板部３０ａの四隅から下方に延びてベース板部３０ａに固着されている脚部３０ｂ、及び一端がベース板部３０ａに固着されベース板部３０ａから脚部３０ｂに向けて斜め下方に延びて他端が脚部３０ｂに固着されている複数の補強部材３０ｃから構成されている。ベース部３０の脚部３０ｂの下部は、地中に埋設されている。ベース部３０のベース板部３０ａの中央部には、上方に延びるように支柱部３２の支柱部本体３２ａが設けられている。支柱部本体３２ａは、円柱状に形成されている。支柱部本体３２ａの下端部には、ジョイント３０ｄが設けられている。ジョイント３０ｄは、支柱部本体３２ａが挿入され支持できるように支柱部本体３２ａに対して径大の円柱状に形成されている。ジョイント３０ｄの側面には四方に下端が幅広となる補強板３０ｅが固着されている。ジョイント３０ｄの下端及び補強板３０ｅの下端は、ベース板部３０ａの上面に固着されている。
【００２０】
支柱部本体３２ａの上端には、風力発電機１２が固着されている。風力発電機１２は、風力で発電するものである。風力発電機１２の仕様は、例えば、定格出力が４００Ｗ、定格風速が１２．５ｍ／ｓ、及び発電開始風速が２．７ｍ／ｓである。上記例示された仕様の製品としては、ＤＥＮＲＹＯ製「Ａｉｒ４０３」が挙げられる。
【００２１】
風力発電機１２の下方には、標識指令表示部２６が支柱部本体３２ａに固設されている。標識指令表示部２６は、三角板状に形成されている。標識指令表示部２６の裏面には、上下２箇所に左右方向に延びているホルダ２６ａが固着されている。標識指令表示部２６は、両端部がホルダ２６ａに固着され中央部が支柱部本体３２ａに固着されているブラケット２６ｂで支柱部本体３２ａに固設されている。尚、本実施形態における標識指令表示部２６は、徐行予告標識として使用される。また、標識指令表示部２６は、円形板状に形成することで徐行標識として使用することができる。
【００２２】
標識指令表示部２６の裏面下部には、支柱部本体３２ａから前後方向斜め下方に延びていると共に左右方向に斜め下方に延びている支柱部支持部３２ｂが固設されている。支柱部支持部３２ｂは、円柱状に形成されている。支柱部支持部３２ｂの上端部は、両端部が下側のホルダ２６ａに固着され中央部が支柱部本体３２ａに固着されているブラケット２６ｃで支柱部本体３２ａに固設されている。支柱部支持部３２ｂの下端部は、地中に埋設されている。
【００２３】
標識指令表示部２６の裏面には、電気ヒータ２２が固着されている。電気ヒータ２２の容量は、例えば、１３．６Ｗ（０．０９ｍ2）である。
【００２４】
標識指令表示部２６の下方には、ブーストコンバータ１６、制御回路部１８、降雪検知センサ２４、及び標識速度表示部２８が固設されている。ブーストコンバータ１６及び制御回路部１８は、制御盤部３４に固設されている。制御盤部３４は、矩形箱状に形成されている。制御盤部３４の裏面には、上下２箇所に左右方向に延びているホルダ２８ａが固着されている。制御盤部３４は、両端部がホルダ２８ａに固着され中央部が支柱部本体３２ａに固着されているブラケット２８ｂで支柱部本体３２ａに上下２箇所で固設されている。降雪検知センサ２４は、標識速度表示部２８の表面に固着されている。標識速度表示部２８は、矩形板状に形成されている。標識速度表示部２８は、制御盤部３４の表面に固着されている。
【００２５】
ブーストコンバータ１６、制御回路部１８、降雪検知センサ２４、及び標識速度表示部２８の下方には、太陽光発電機１４が固設されている。太陽光発電機１４は、太陽光で発電するものである。太陽光発電機１４は、支柱部本体３２ａに対して左右に設けられている。また、太陽光発電機１４は、南方に向いていると共に下端が前となるように傾斜して設けられている。太陽光発電機１４の裏面には、左右２箇所に上下方向に延びているホルダ１４ａが固着されている。左右の太陽光発電機１４は、各々両端部がボルダ１４ａに固着され中央部が左右に延びている２本の連結棒１４ｂの内の上側の連結棒１４ｂに固着されているブラケット１４ｃで支柱部本体３２ａに対して２箇所で固設されている。２本の連結棒１４ｂの両端は、連結棒連結部材１４ｄで連結されている。連結棒１４ｂは、両端部がホルダ１４ｅに固着され中央部が連結棒１４ｂに固着されているブラケット１４ｆで支柱部本体３２ａに対して上下２箇所で固設されている。ホルダ１４ｅは、両端部がホルダ１４ｅに固着され中央部が支柱部本体３２ａに固着されているブラケット１４ｆで支柱部本体３２ａに上下２箇所で固設されている。尚、太陽光発電機１４の最大出力は、例えば、２０Ｗである。上記例示された最大出力の製品としては、エム・エス・ケイ製「ＳＸ−２０Ｕ」×２台が挙げられる。
【００２６】
太陽光発電機１４の下方であってベース部３０のベース板部３０ａの上面には、蓄電器２０が配置されている。蓄電器２０は、支柱部本体３２ａに対して左右に設けられている。また、蓄電器２０は、下面を開口する矩形箱状に形成されているボックス２０ａで囲まれている。ボックス２０ａは、下端部でベース板部３０ａの上面に固着されている。蓄電器２０の容量は、例えば、１３０Ａｈ（５時間率）である。上記例示された容量の製品としては、日本電池製「ＳＥＢ−１３０」×２個が挙げられる。
【００２７】
図３は、徐行標識１０における制御システムを示す図である。風力発電機１２及び太陽光発電機１４の出力は、ブーストコンバータ１６の入力に接続されている。ブーストコンバータ１６は、風力発電機１２及び／又は太陽光発電機１４で発生した電圧を昇圧して一定の電圧を出力するものである。ブーストコンバータ１６は、所定箇所に接続されている第１トランジスタ（ＦＥＴ）１６ａを有している。ブーストコンバータ１６には、第１トランジスタ１６ａをスイッチングする制御回路部１８が接続されている。制御回路部１８の入力には、温度センサ３６、及び降雪を検知する降雪検知センサ２４が接続されている。降雪検知センサ２４は、発光素子と受光素子とを有する光電センサである。降雪検知センサ２４としては、例えば、オムロン製「Ｅ３Ｔ−ＳＴ１１」が挙げられる。制御回路の出力には、蓄電器２０が接続されている。また、制御回路部１８の出力には、第２トランジスタ（ＦＥＴ）３８の入力（ゲート）が接続されている。第２トランジスタ３８の出力の一端（ドレイン）は、ブーストコンバータ１６の出力に接続されている。第２トランジスタ３８の出力の他端（ソース）は、接地されている。また、制御回路部１８の出力には、第３トランジスタ（ＦＥＴ）４０の入力（ゲート）が接続されている。第３トランジスタ４０の出力の一端（ドレイン）は、ブーストコンバータ１６の出力に接続されている。第３トランジスタ４０の出力の他端（ソース）には、電気ヒータ２２が接続されている。
【００２８】
図４は、徐行標識１０における制御盤部３４の構成図である。図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は右側面図、図４（ｃ）は左側面図、図４（ｄ）は下面図、及び図４（ｅ）はＡ−Ａ断面図である。制御盤部３４の左右一側には、標識速度表示部２８から前方に突出して降雪検知センサ２４の発光素子が固着されている。また、制御盤部３４の左右他側には、標識速度表示部２８から前方に突出して降雪検知センサ２４の受光素子が固着されている。制御盤部３４内部の表面側には、標識速度表示部２８がヒートシンクとなるように裏面側に突出した凸部に第２トランジスタ３８が６箇所に固着されている。制御盤部３４内部の裏面側には、表面側に突出した４箇所の凸部にブーストコンバータ１６、制御回路部１８及び第３トランジスタ４０が配置されている制御基板４２が固着されている。尚、ブーストコンバータ１６の第１トランジスタ１６ａ及び第３トランジスタは、標識速度表示部２８がヒートシンクとなるように制御盤部３４の内部の表面に配置することもできる。
【００２９】
以上、本実施形態によれば、風力で発電する風力発電機１２、太陽光で発電する太陽光発電機１４、風力発電機１２及び／又は太陽光発電機１４で発生した電圧を昇圧して一定の電圧を出力するブーストコンバータ１６、ブーストコンバータ１６の第１トランジスタ１６ａをスイッチングする制御回路部１８、ブーストコンバータ１６の出力電力を蓄電する蓄電器２０、並びに、ブーストコンバータ１６の出力及び蓄電器２０の出力に接続されている電気ヒータ２２を備える融雪装置であって、電気ヒータ２２の熱、及びブーストコンバータ１６の第１トランジスタ１６ａが発熱する熱で構造物（標識指令表示部２６及び標識速度表示部２８）に付着する雪を融雪するため、風力発電機１２、太陽光発電機１４、及び蓄電器２０を使用することで商用電源が使用できない場所等に電力を供給すると共に、風力発電機１２及び太陽光発電機１４で発生した電圧を昇圧して一定の電圧にする風力発電機１２及び太陽光発電機１４の出力に接続されるブーストコンバータ１６で使用されているトランジスタが発熱する熱を有効に利用する融雪装置を提供することができる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、入力が制御回路部１８の出力に接続されていると共に出力の一端がブーストコンバータ１６の出力に接続され出力の他端が接地されている第２トランジスタ３８を有し、制御回路部１８が第２トランジスタ３８をスイッチングすることによる第２トランジスタ３８が発熱する熱で構造物（標識指令表示部２６及び標識速度表示部２８）に付着する雪を融雪するため、蓄電器２０にブーストコンバータ１６の出力電力が蓄電されていない場合に、トランジスタが発熱する熱を有効に利用することができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、制御回路部１８の入力に接続されている降雪を検知する降雪検知センサ２４、及び入力が制御回路部１８の出力に接続されると共に出力の一端がブーストコンバータ１６の出力に接続され出力の他端が電気ヒータ２２に接続されている第３トランジスタ４０を有し、降雪検知センサ２４で降雪を検知した場合に、制御回路部１８が第２トランジスタ３８をスイッチングすることによる第２トランジスタ３８が発熱する熱、並びに制御回路部１８が第３トランジスタ４０をスイッチングすることによる電気ヒータ２２の熱及び第３トランジスタ４０が発熱する熱で構造物（標識指令表示部２６及び標識速度表示部２８）に付着する雪を融雪するため、降雪がない場合に蓄電器２０にブーストコンバータ１６の出力電力を蓄電することができて、降雪時に蓄電器２０の電力で融雪することができるため、効率よく構造物（標識指令表示部２６及び標識速度表示部２８）に付着した雪を融雪することができる。また、更に、トランジスタが発熱する熱を有効に利用することができる。
尚、上記実施形態では、降雪検知センサ２４で降雪を検知した場合に、制御回路部１８が第２トランジスタ３８をスイッチングすることによる第２トランジスタ３８が発熱する熱、並びに制御回路部１８が第３トランジスタ４０をスイッチングすることによる電気ヒータ２２の熱及び第３トランジスタ４０が発熱する熱で構造物（標識指令表示部２６及び標識速度表示部２８）に付着する雪を融雪することとしているが、温度センサ３６で検知した温度が所定温度以下となった場合に上記動作を制御回路部１８にさせることもできる。
【００３２】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、本実施形態は、本発明に係る融雪装置を鉄道の工事現場に設置される徐行標識に適用したものであるが、他の商用電源を使用することができない場所において構造物に付着する雪を融雪する場合に適用することができる。また、商用電源が使用できる場所においても環境保全の観点から自然エネルギーを利用する場合に、構造物に付着する雪を融雪する目的で本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、実施形態における徐行標識を示す図である（正面図）。
【図２】図２は、実施形態における徐行標識を示す図である（側面図）。
【図３】図３は、徐行標識における制御システムを示す図である。
【図４】図４は、徐行標識における制御盤部の構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０：徐行標識、１２：風力発電機、１４：太陽光発電機、１６：ブーストコンバータ、１６ａ：第１トランジスタ、１８：制御回路部、２０：蓄電器、２２：電気ヒータ、２４：降雪検知センサ、３８：第２トランジスタ、４０：第３トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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