(57)【要約】【課題】照明下の空間につき、人々の利用の促進作用が得られ、効率的に使用に供することができるハイブリッド街路灯を提供する。【解決手段】このハイブリッド街路灯は、支柱５の上部に、垂直軸式の風力発電装置６および太陽光発電装置７が設けられた発電装置本体１と、支柱５に設置され、風力発電装置６および太陽光発電装置７のいずれか一方または両方により点灯する照明装置２と、支柱５に取付けられた腰掛３とを備える。太陽光が出ている昼間には、太陽光発電装置７により発電する。風力発電装置６は、昼夜にかかわらず翼１１が回転可能な風を受ければ発電する。支柱５には腰掛３が取り付けられているため、照明下の空間につき、人々の利用の促進作用が得られ、効率的に使用に供することができる。【選択図】図１
2017190751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支柱の上部に、垂直軸式の風力発電装置および太陽光発電装置が設けられた発電装置本体と、
前記支柱に設置され、前記風力発電装置および前記太陽光発電装置のいずれか一方または両方により点灯する照明装置と、
前記支柱に取付けられた腰掛と、を備えるハイブリッド街路灯。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド街路灯において、前記風力発電装置は、前記支柱の上部における、前記太陽光発電装置よりも上方に設けられているハイブリッド街路灯。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のハイブリッド街路灯において、前記照明装置は、前記支柱の外周に環状に配置された複数の発光ダイオードを含むハイブリッド街路灯。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド街路灯において、前記腰掛は、前記支柱の外周に環状に設けられているハイブリッド街路灯。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド街路灯において、前記照明装置および前記腰掛は、互いに組み合わさった状態で前記支柱に着脱自在に取付けられているハイブリッド街路灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド街路灯に関し、例えば、風力発電装置および太陽光発電装置により発電された電力を蓄電池に蓄電し、この蓄電池に蓄電された電力により照明装置を点灯させるハイブリッド街路灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置と太陽光発電装置とを備え、これらにより得られる電力により照明装置を点灯させるいわゆるハイブリッド街路灯が提案されている（特許文献１，２）。ハイブリッド街路灯に用いられる風力発電装置として、風向きに対する制御が不要で比較的小型の風車に適用される垂直軸式の風力発電装置が実用に供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４０６３９号公報
【特許文献２】特開２０１１−９９３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のようなハイブリッド街路灯の下方の空間は、夜間でも明るく、昼夜を問わず、人々の利用に便利な空間である。この空間は、風力発電装置を設置した空間であるため、一般的には周囲にある程度広い空きエリアがある箇所、例えば、市街地、公園、遊歩道、工場敷地内等に採られる。
しかし、従来はこのような優れた環境を持つ空間が有効に利用されないで無駄に放置されている。
【０００５】
この発明の目的は、照明下の空間につき、人々の利用の促進作用が得られ、効率的に使用に供することができるハイブリッド街路灯を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のハイブリッド街路灯は、支柱の上部に、垂直軸式の風力発電装置および太陽光発電装置が設けられた発電装置本体と、
前記支柱に設置され、前記風力発電装置および前記太陽光発電装置のいずれか一方または両方により点灯する照明装置と、
前記支柱に取付けられた腰掛と、を備える。
【０００７】
この構成によると、支柱に設置された照明装置は、風力発電装置および太陽光発電装置のいずれか一方または両方により点灯する。太陽光が出ている昼間には、太陽光発電装置により発電することができる。風力発電装置は、昼夜にかかわらず翼が回転可能な風を受ければ発電することができる。風力発電装置は、垂直軸式であるため、風向きに対する制御が不要であるため、水平軸式のものより制御系を簡単化できる。垂直軸式の風力発電装置は、比較的小型であっても風を受けて発電可能であるため、例えば、市街地、公園、遊歩道、工場敷地内等に好適に設置することができる。したがってこのハイブリッド街路灯の汎用性を高めることができる。このハイブリッド街路灯の支柱には腰掛が常設されているため、昼夜を問わず人々が腰掛に座って、休憩をとる、歓談する、飲食する、腰掛に荷物を置く等の利用を促進することができる。したがって、照明下の空間につき、人々の利用の促進作用が得られ、効率的に使用に供することができる。
【０００８】
前記風力発電装置は、支柱の上部における、前記太陽光発電装置よりも上方に設けられていても良い。この場合、風力発電装置はより風を受け易くなり、この風力発電装置による発電効率を高めることができる。
【０００９】
前記照明装置は、前記支柱の外周に環状に配置された複数の発光ダイオードを含むものであっても良い。この構成において、環状に配置された複数の発光ダイオードが、太陽光発電装置および風力発電装置を照射する場合には、夜間、このハイブリッド街路灯の位置を特定し易くなる。環状に配置された複数の発光ダイオードが下方を照射する場合には、腰掛に座る人々の利用の促進作用がより得られる。日照時における太陽光が複数箇所にスポット状に照射される場合には、スポット状に照射される光により木漏れ日を再現することができる。
【００１０】
前記腰掛は、前記支柱の外周に環状に設けられていても良い。この場合、複数人が腰掛に座ることができ、照明下の空間につき、複数人の利用の促進を図ることができる。
前記照明装置および前記腰掛は、互いに組み合わさった状態で前記支柱に着脱自在に取付けられていても良い。この場合、ハイブリッド街路灯のうち、照明装置および腰掛以外の部分を設置した後に、例えば、ユーザの予算等に応じて、照明装置および腰掛を支柱に取り付けることができる。照明装置および腰掛が一体化されているため、着脱の作業が簡単である。また、このハイブリッド街路灯を設置するユーザの好みに応じて、照明装置または腰掛の形態等の変更を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のハイブリッド街路灯は、支柱の上部に、垂直軸式の風力発電装置および太陽光発電装置が設けられた発電装置本体と、前記支柱に設置され、前記風力発電装置および前記太陽光発電装置のいずれか一方または両方により点灯する照明装置と、前記支柱に取付けられた腰掛とを備えるため、照明下の空間につき、人々の利用の促進作用が得られ、効率的に使用に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施形態に係るハイブリッド街路灯の正面図である。
【図２】同ハイブリッド街路灯の背面図である。
【図３】同ハイブリッド街路灯の右側面図である。
【図４】同ハイブリッド街路灯の左側面図である。
【図５】同ハイブリッド街路灯の平面図である。
【図６】同ハイブリッド街路灯の底面図である。
【図７】図５のVII - VII線断面図である。
【図８】同ハイブリッド街路灯の照明装置等を示す斜視図である。
【図９】同ハイブリッド街路灯の制御系を概略示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明の実施形態に係るハイブリッド街路灯を図１ないし図９と共に説明する。
図１に示すように、このハイブリッド街路灯は、発電装置本体１と、照明装置２と、腰掛３と、コントローラ２６と、蓄電池２７と、インバータ２８とを備えている。発電装置本体１は、支柱５に設けられた風力発電装置６および太陽光発電装置７を有する。支柱５は、地面に設置され上方に立設される支柱下部５ａと、この支柱下部５ａの上端に直線状に繋がる支柱上部５ｂとを有する。これら支柱下部５ａ、支柱上部５ｂは、それぞれ柱状の中空円筒部材である。これにより、発電装置本体１および照明装置２のケーブル類（図示せず）等を、支柱下部５ａ内、支柱上部５ｂ内に通し得る。
【００１４】
図１および図７に示すように、支柱下部５ａは、支柱上部５ｂよりも大径で且つ支柱上部５ｂと同心に設けられている。支柱下部５ａ内には、長手方向適当間隔おきに複数の隔壁５ａａが設けられている。各隔壁５ａａは、例えば、支柱下部５ａの内周面から半径方向内方に突出する内径フランジ状に形成されて支柱下部５ａ内を仕切るようになっている。但し、隔壁５ａａには、例えば、前記ケーブル類等が通る貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００１５】
支柱下部５ａ内における定められた隔壁５ａａに、後述するコントローラ２６、蓄電池２７およびインバータ２８が支持される。例えば、蓄電池２７が複数設けられる場合には、これら蓄電池２７は、異なる隔壁５ａａに支持される。図１、図３および図４に示すように、支柱下部５ａの正面には、複数（この例では二つ）の開口部５ａｂが形成され、これら開口部５ａｂを遮蔽可能な扉４がそれぞれ設けられている。各扉４は開閉自在に構成される。コントローラ２６、蓄電池２７およびインバータ２８は、各扉４を開状態にすることで、操作可能であり且つ開口部５ａｂを介して出し入れし得る。
図２乃至図５に示すように、支柱上部５ｂに、垂直軸式の風力発電装置６および太陽光発電装置７が設けられている。風力発電装置６は、太陽光発電装置７よりも上方に設置されている。
【００１６】
＜風力発電装置６について＞
図１および図２に示すように、風力発電装置６は、翼車８と、この翼車８により駆動される発電機９とを備える。翼車８は、支持体１０と、複数の翼１１とを有する。支持体１０は、支柱５の上端に図示外の軸受を介して垂直軸心回りに回転自在に支持されている。図１および図５に示すように、支持体１０は、複数の翼１１（この例では二枚）を支持する部材であり、支柱５の上部から半径方向外方に延びるようにアーム状に設けられている。
【００１７】
支持体１０の一端部に一枚の翼１１が連結され、支持体１０の他端部に他の一枚の翼１１が連結されている。また支持体１０と各翼１１とを繋ぐ複数（この例では四つ）の補強部材２９が設けられている。各補強部材２９は、支持体１０の中央付近部から半径方向外方に向かうに従って翼１１の先端付近に至るように斜めに延びる。二枚の翼１１，１１は、上下方向に延びていて、支柱５を中心として１８０度位相の異なる位置に設けられる。
【００１８】
各翼１１は、上下方向に沿って延び、様々の方向からの風を受けて支柱５の軸心Ｌ１回りに回転する。翼１１は、ストレート部１１ａと、このストレート部１１ａの長手方向両端からそれぞれ延びる翼先端部１１ｂ，１１ｂとを有する。ストレート部１１ａおよび各翼先端部１１ｂは同一材料から一体に形成される。なお支柱５の上部から三本以上のアーム状の支持体１０が半径方向外方に放射状に延びる構成とし、各支持体１０にそれぞれ翼１１が設けられる構成にしても良い。
【００１９】
各翼先端部１１ｂは、各々の翼先端からの翼端渦を低減するいわゆるウイングレットである。翼先端部１１ｂは、この翼先端部１１ｂを前記軸心Ｌ１を含む平面で切断して見た断面が、基端から先端に向かうに従って支柱５側に近づくように傾斜した断面形状としている。上下の翼先端部１１ｂ，１１ｂは、ストレート部１１ａの長手方向中央部に対し線対称となる同一形状に形成されている。
【００２０】
発電機９は、支柱５に取り付けられたハウジング３０の内部に設けられ、翼１１の回転により発電する。ハウジング３０に、前記軸受における固定輪が取り付けられ、前記軸受における回転輪が支持体１０に連結されている。翼１１が回転することで、前記回転輪と共に、ハウジング３０の内部にて発電機９の回転子が回転することで、発電する。発電機９として、例えば、誘導発電機または同期発電機が用いられる。
【００２１】
＜太陽光発電装置７について＞
図１乃至図３に示すように、太陽光発電装置７は、日照を受けて光電変換する太陽光パネル１２と、この太陽光パネル１２を支持する架台１３とを有する。支柱５の上部における、翼車８よりもやや下方に、架台１３が取り付けられている。この架台１３は、円筒部材１３ａ、ブラケット１３ｂ、補強部材１３ｃ、およびパネル支持部１３ｄを有する。支柱上部５ｂの外周に円筒部材１３ａが嵌合固定されている。円筒部材１３ａは、半円筒状に分割可能な二つ割りの分割構造体と、これら分割構造体を互いに固定し且つ支柱上部５ｂに固定する複数のボルト・ナットとを有する。
【００２２】
ブラケット１３ｂは、円筒部材１３ａのうちの一方の分割構造体から半径方向外方に延びるように固定されている。前記一方の分割構造体の下部からブラケット１３ｂの先端にわたって補強部材１３ｃが取り付けられている。パネル支持部１３ｄは、このパネル支持部１３ｄおよび太陽光パネル１２の水平方向に対する傾斜角度を調整可能な図示外の角度調整機構を有する。パネル支持部１３ｄは、前記角度調整機構により任意の角度で固定可能である。この角度は、太陽光の照射角度に応じて適宜に定められる。なお、円筒部材１３ａの前記ボルト・ナットを一旦緩め、前記二つの分割構造体を支柱上部５ｂの軸心Ｌ１回りに旋回させて軸心Ｌ１回りの任意の角度で前記ボルト・ナットを締め付けることで、太陽光パネル１２の軸心Ｌ１回りの角度も調整可能である。
太陽光パネル１２は、例えば、シリコン多結晶セル等から構成される。但し、シリコン多結晶セルに限定されるものではない。
【００２３】
＜照明装置２について＞
図４乃至図８に示すように、照明装置２は、支柱５の外周に環状に配置された環状で板状のパネル１４と、このパネル１４に支持された円環状の光源１５とを含む。具体的には、図７に示すように、腰掛３のフレーム１６（後述する）の上端に、パネル１４の下面における外径側部分が支持されている。支柱上部５ｂの外周における下端部には、複数のブラケットを介してフランジ１７（図４）が固定されている。このフランジ１７（図４）の下面に、パネル１４の内径側部分を支持する環状支持部材１８が固定されている。
【００２４】
図５に示すように、環状支持部材１８には、この環状支持部材１８から前記フレーム１６の上端まで放射状に延びる複数（この例では四つ）の連結部材１９が設けられている。これら連結部材１９は円周方向一定間隔おきに配置される。図５および図７に示すように、パネル１４は、フレーム１６、環状支持部材１８および複数の連結部材１９により、支柱５の外周に環状に設けられる。環状に設けられたパネル１４は、腰掛３に座る人々の雨除けにもなっている。またパネル１４は、光透過性（透明または拡散性の透過光性）を有し、耐候性のある樹脂部材またはガラス板、金属等から成る。このパネル１４に、例えば、複数の木の葉の絵柄ｋ（図８）が描かれている。木の葉の絵柄ｋ（図８）自体は光を透過しない。これにより例えば、日中昼間において、光透過性を有するパネル１４のうち、前記複数の木の葉の間から太陽光からの木漏れ日が照射され得る。また、パネル１４が金属の場合、木の葉の形状にプレス等で打ち抜くことで太陽光からの木漏れ日を再現することができる。
【００２５】
図４および図５に示すように、円環状の光源１５は、円環状の光透過性の管体１５ｂと、この管体１５ｂ内に収容された複数の発光ダイオード１５ａ（略称LED：Light Emitting Diode）とを含む。これらＬＥＤ１５ａは、管体１５ｂ内に円周方向に間を開けて配置されている。換言すれば、複数のＬＥＤ１５ａは、支柱５の外周に円周方向に間を開けて環状に配置されている。環状に配置された複数のＬＥＤ１５ａのうち、一部のＬＥＤ１５ａは、光を上方に照射するように配置され、残りのＬＥＤ１５ａは、光を下方に照射するように配置される。
【００２６】
光を上方に照射する前記一部のＬＥＤ１５ａは、特に、太陽光発電装置７および風力発電装置６を３６０度全周にわたって照射するため、夜間、このハイブリッド街路灯の位置を特定し易くなる。光を下方に照射する前記残りのＬＥＤ１５ａにより、腰掛３に座る人々の利用の促進作用がより得られる。
【００２７】
＜腰掛３について＞
図１、図６および図７に示すように、腰掛３は、このハイブリッド街路灯の下部に設けられる腰掛部２０と、フレーム１６とを有する。これら腰掛部２０とフレーム１６とは、例えば、ボルト等により一体に設けられている。腰掛３および照明装置２は、一体構造となっているが、支柱５とは別体構造である。照明装置２および腰掛３からなる一体構造品３２は、円周方向に並ぶ複数個、例えば、軸心Ｌ１を含む平面で１／２に分割可能な二つの分割構造体３２Ａ，３２Ａから構成されている。これら分割構造体３２Ａ，３２Ａは、支柱５に対し、フランジ１７、環状支持部材１８等を介して着脱自在に取付けられている。二つの分割構造体３２Ａ，３２Ａは、前述のように１／２に分割可能であるため、支柱５の設置後にこの支柱５に取り付け可能に構成されている。
【００２８】
フレーム１６は、脚部３１、環状基部２１，２２、放射状の連結部２３、柱部２４、および連結部２５を有する。これらは例えばボルト等により一体に連結されている。支柱下部５ａの外周に、径方向寸法が大小異なる複数の環状基部２１，２２が設けられている。これら環状基部２１，２２は、支柱５に同心に設置される。放射状の連結部２３は、これら環状基部２１，２２を一体に連結する。これら環状基部２１，２２のうち大径の環状基部２１の下面に複数の脚部３１が固定され、これら脚部３１が地面に設置されている。複数の脚部３１に取付部材を介して複数の柱部２４が立設されている。これら柱部２４は、円周方向適当間隔おきに配置されて、支柱５の支持も兼ねている。
【００２９】
各柱部２４は、基端側から支柱下部５ａと平行に延び、支柱下部５ａの外周面に隙間を隔てて配置される直線部分２４ａと、この直線部分２４ａの基端から上端に向かうに従って支柱５から離れるように湾曲する湾曲部分２４ｂとを有する。連結部２５は、円周方向に隣り合う柱部２４同士を連結する。各柱部２４の湾曲部分２４ｂの先端に、パネル１４の下面における外径側部分が連結されている。フレーム１６の各柱部２４が、パネル１４、環状支持部材１８およびフランジ１７を介して支柱５に連結されることで、ハイブリッド街路灯全体の剛性を高め得る。
【００３０】
複数の環状基部２１，２２の上部には、円形板状の腰掛部２０が設けられている。この腰掛部２０は、上面が座面を成す円形板状であり、支柱５の外周にこの支柱５と同心に設けられる。この腰掛部２０に複数人が腰掛けられるようになっている。これにより、照明装置２下の空間につき、複数人の利用の促進を図ることが可能である。
【００３１】
＜制御系について＞
図１および図９に示すように、支柱５の内部に、制御装置であるコントローラ２６と、蓄電池２７と、インバータ２８とが設けられている。コントローラ２６は、風力発電装置６および太陽光発電装置７のいずれか一方または両方により照明装置２を点灯するように制御する。このコントローラ２６は、例えば、図示外の中央制御装置と記憶装置とを備えている。
【００３２】
このコントローラ２６に、太陽光パネル１２、および、風力発電装置６の発電機９が電気的に接続されている。太陽光パネル１２および発電機９により発電した電力は、コントローラ２６を経由して蓄電池２７に蓄えられる。コントローラ２６は、蓄電池２７に蓄えられた直流電力をインバータ２８により交流電力に変換させて照明装置２に供給する。これにより各ＬＥＤ１５（図３）を点灯させる。なおコントローラ２６には、図示外のタイマースイッチ等が接続される。コントローラ２６は、前記タイマースイッチにて定められた設定時間に従って、各ＬＥＤ１５（図３）のオンオフを切換え可能である。また、太陽光パネルの発電量によっても、各ＬＥＤ１５のオンオフを切り替え可能である。
【００３３】
以上説明したハイブリッド街路灯によれば、支柱５に設置された照明装置２は、風力発電装置６および太陽光発電装置７のいずれか一方または両方により点灯する。太陽光が出ている昼間には、太陽光発電装置７により発電することができる。風力発電装置６は、昼夜にかかわらず翼１１が回転可能な風を受ければ発電することができる。風力発電装置６は、垂直軸式であるため、風向きに対する制御が不要であるため、水平軸式のものより制御系を簡単化できる。
【００３４】
垂直軸式の風力発電装置６は、比較的小型であっても風を受けて発電可能であるため、例えば、市街地、公園、遊歩道、工場敷地内等に好適に設置することができる。したがってこのハイブリッド街路灯の汎用性を高めることができる。このハイブリッド街路灯の支柱５には腰掛３が常設されているため、昼夜を問わず人々が腰掛部２０に座って、休憩をとる、歓談する、飲食する、腰掛部２０に荷物を置く等の利用を促進することができる。したがって、照明下の空間につき、人々の利用の促進作用が得られ、効率的に使用に供することができる。
【００３５】
風力発電装置６は、支柱５の上部における、太陽光発電装置７よりも上方に設けられているため、風力発電装置６はより風を受け易くなり、この風力発電装置６による発電効率を高めることができる。
【００３６】
照明装置２および腰掛３からなる一体構造品３２は、二つの分割構造体３２Ａ，３２Ａが互いに組み合わさった状態で支柱５に着脱自在に取り付けられている。このため、ハイブリッド街路灯のうち、照明装置２および腰掛３以外の部分を設置した後に、例えば、ユーザの予算等に応じて、照明装置２および腰掛３を支柱５に取り付けることができる。照明装置２および腰掛３が一体化されているため、着脱の作業が簡単である。また、このハイブリッド街路灯を設置するユーザの好みに応じて、照明装置２または腰掛３の形態等の変更を容易に行うことができる。
【００３７】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３８】
１…発電装置本体
２…照明装置
３…腰掛
５…支柱
６…風力発電装置
７…太陽光発電装置
１５…発光ダイオード
【図１】
2017190751.tif 000003
【図２】
2017190751.tif 000004
【図３】
2017190751.tif 000005
【図４】
2017190751.tif 000006
【図５】
2017190751.tif 000007
【図６】
2017190751.tif 000008
【図７】
2017190751.tif 000009
【図８】
2017190751.tif 000010
【図９】
2017190751.tif 000011