JP2008144550A - 発電装置付防風，防雪，防砂，防塵柵 - Google Patents

発電装置付防風，防雪，防砂，防塵柵 Download PDF

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Abstract

【課題】商用電源のない場所でも年間を通して照明等に電力を供給し、電灯等を点灯させることにより、道路を走行する車両の安全性を確保できる発電装置付防雪柵を提供する。
【解決手段】所定の間隔毎に立設された複数本の支柱１と、支柱間に渡って上下に多段状に架設された複数枚の板材２とから構成される防雪柵Ａであって、その所望箇所にクロスフロー風車７Ａ，７Ｂを横設するとゝもに、該クロスフロー風車の回転による風力発電装置１５で発電される電力を、防雪柵又はその近傍に設置した照明灯等に供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発電装置付防風，防雪，防砂，防塵柵、詳しくは、風力発電又は風力発電と
太陽光発電の機能を備えた防風，防雪，防砂又は防塵用の柵に関する。
この種の防風，防雪，防砂又は防塵用の柵は、例えば防雪柵にあっては、冬季吹雪によ
って遮られる視界をこの防雪柵に装着した防雪板によって上空に吹き払ったり、或いは防
雪柵の手前で吹き止めるようにし、雪による交通障害を回避するために設置されるもので
ある。このような防雪棚が設置される箇所はいずれも気象条件が厳しい場所、すなわち、
吹き付ける風や雪の通り道を遮る森林等の障害物が周囲にない場所である。
このような場所としては、例えば海岸に近い場所であったり、風通しのよい平野部や見
晴らしの優れた高台などの場所であることが多く、民家から遠く離れたこのような場所に
は商用電源が行き渡っていない場合もある。したがって、例えば海岸線に沿って走る道路
や軌道の縁に沿って防風，防雪，防砂，防塵柵が設置されているような場合、この防雪柵
に電気を利用した照明灯や路肩灯、反射鏡などの電気設備を併設することが出来ない。そ
の結果として、吹雪などの悪天候時に車両等の安全運転が十分に確保されているとは言え
ないといった諸問題があった。
そこで、上記のような問題点を解決するために、例えば特開２００２ー１７３９１３号
公報には防雪柵に太陽光発電装置を付加し、この太陽光発電装置から得られた電力を防雪
柵に設置した照明灯や路肩灯、反射鏡などに供給できるようにした太陽光発電装置付き防
雪棚が提案されている。
しかしながら、前記特開２００２ー１７３９１３号公報に記載の太陽光発電装置付き防
雪棚は、防雪柵に設置した太陽電池パネル或いは太陽電池セルが太陽光を受光することに
よって太陽光発電装置から電力を得る構成のものであるので気象条件に左右される。例え
ば、吹雪や雨の日が幾日も続いたりしたような場合には、蓄電装置に蓄電できる電力にも
限度がある。したがって、年間を通して安定して照明灯や路肩灯、反射鏡などに電力を供
給することが難しいといった問題点がある。
本発明は、冬季吹雪のときに例えば雪を吹き払ったり又は風雪を吹き止める防雪，防風
又は防砂，防塵機能を発揮できると同時に、風力発電を行い或いは風力発電と太陽光発電
の双方を行うことで、商用電源のない場所でも年間を通して照明等に電力を供給し、電灯
等を点灯させることにより、道路を走行する車両の安全性を確保できる発電装置付防風，
防雪，防砂，防塵柵を提供することを目的としたものである。
上記の目的を達成するために、本発明に係る発電装置付防風，防雪，防砂，防塵柵は、
所定の間隔をおいて立設した複数本の支柱と、支柱間に渡って上下に多段状に架設された
複数枚の板材とから構成される防風，防雪，防砂又は防塵用の柵であって、その所望箇所
にクロスフロー風車を横設するとゝもに、該クロスフロー風車の回転による風力発電装置
で発電される電力を、前記柵又はその近傍に設置した照明灯や電気設備等に供給する構成
としたことを特徴とする。
このような構成とすることで、防風，防雪，防砂，防塵用の柵が商用電源のない場所に
設置されている場合であっても、この棚に設置した風力発電装置から電力を発電し、該電
力を照明灯，誘導灯や自発光保安施設などの電気設備等に単独で供給ができ、車などの安
全な走行を確保することができる。
また、本願の請求項２に記載の発明は、前記クロスフロー風車が、回転軸に所定の間隔
をおいて中心部で貫通し固定された左右一対の回転円盤間にあって、環状にかつ回転軸と
平行に延びるように配列された複数枚の羽根の両端を前記回転円盤に取付けてなる円筒状
羽根車であり、請求項３に記載の発明は、前記円筒状羽根車の外側にあって、円筒状羽根
車の最上部から外方へ向け下降傾斜する下降傾斜面を有する空気案内板を備えた構成とし
たことを特徴とするものである。
このような構成とすることで、高速回転時における風きり音が比較的小さく、且つ安全
性の高いクロスフロー風車を用いた風力発電装置を提供することができ、更には該円筒状
羽根車の外側にあって、円筒状羽根車の最上部から外方へ向け下降傾斜する下降傾斜面を
有する空気案内板を備えた構成とすることで、発電効率の高い風力発電装置を備えた防雪
棚を提供すことができる。
そしてまた、本願の請求項４に記載の発明は、前記風力発電装置を備えた防風，防雪，
防砂，防塵柵の所望箇所に太陽光電池パネルを設置し、該太陽電池パネルの太陽光受光に
よる太陽光発電装置から発電される電力を、防風，防雪，防砂，防塵柵又はその近傍に設
置した照明灯や自発光保安施設などの電気設備に供給する構成としたことを特徴としたも
のである。
このように、風力発電装置及び太陽光発電装置を備えた構成とすることにより、商用電
源のない場所でもクリーンな自然エネルギー（風，太陽光）から電力を発電し、これを防
風，防雪，防砂，防塵柵やその周辺の電気設備に年間を通じて常に安定して供給すること
ができる。
更に、本願の請求項５に記載の発明は、前記支柱間に渡って上下に多段状に架設された
板材の１乃至複数枚を透明な材料で形成するとゝもにその内部に太陽電池セルを収納し、
該太陽電池セルの太陽光受光による太陽光発電装置から発電される電力を、前記柵又はそ
の近傍に設置した照明灯や電気設備等に供給する構成とした。
このような構成とすることにより、太陽電池セルを他部材との衝当から保護することが
できるとゝもに、太陽電池セルを内部に収納した１乃至複数枚の板材を支柱に対して同一
角度に連動して回動する構成とすることで、極力太陽光方向へ向けることができ、発電効
率が向上する。
以下、本発明に係る発電装置付防風，防雪，防砂又は防塵用の柵（以下、防雪柵Ａと略
称する）を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図において１は支柱で、道路
Ｒに沿ってその路肩に所定間隔をおいて連続して立設されている。
２は前記支柱１，１間に架設した横長方形状の板材で、幅方向中央よりやや上方の左右
端面から突出する水平な取付軸２ａ，２ａを前記支柱１，１の道路Ｒ側と反対側に突設し
た取付部３，３の取付孔にそれぞれ挿入することで回動可能となるように取付けたもので
あり、このようにして支柱１，１間に両端部において取付けた板材２を複数枚上下方向に
等間隔に並べて架け渡して装着されている。
４は操作レバーで、前記支柱１，１間に回動可能となるように架け渡して装着した各板
材２，２を、その上部がやや後方へ傾いている常態の姿勢から水平の状態に取付軸２ａ，
２ａを中心として回動せしめるためのものであり、前記支柱１に沿って上下動可能となる
ように取付けられている操作レバー４と各板材２とは、取付軸２ａ，２ａから離れた下端
部において回動可能となるように枢着されている。そして、操作レバー４を上限まで上動
せしめることで、各板材２を水平状態に同時に回動しこの状態に固定できる。
５及び６は前記支柱１，１間にあってその最上段に架設した上部枠及び下部枠で、それ
ぞれがＩ型鋼で形成されており、この上部枠５と下部枠６の間の空間部に左右一対のクロ
スフロー風車７（７Ａ，７Ｂ）が横向きに設置されている。このクロスフロー風車７（７
Ａ，７Ｂ）はそれぞれ回転軸８（８Ａ，８Ｂ）と、この回転軸８に所定の間隔をおいて中
心部で貫通し固定された左右一対の回転円盤９，９と、この回転円盤９，９間にあって、
環状にかつ回転軸８（８Ａ，８Ｂ）と平行に延びるように配列され複数枚の羽根１０，１
０からなり、該各羽根１０，１０の両端を前記左右一対の回転円盤９，９に取付けること
で円筒状羽根車１１（１１Ａ，１１Ｂ）が形成されている。
１２，１２は前記円筒状羽根車１１（１１Ａ，１１Ｂ）をそれぞれ挟んで左右に設置し
た支持板部材で、前記上部枠５と下部枠６の間に垂直に設置し固定されており、各円筒状
羽根車１１（１１Ａ，１１Ｂ）の回転軸８（８Ａ，８Ｂ）の両端は左右一対の相対向する
支持板部材１２，１２の通孔を貫通し、下部枠６に固定した左右一対の軸受部材１３，１
３により回転自在となるように軸受されている。そして、一方の円筒状羽根車１１Ａの回
転軸８Ａの先端と隣接する他方の円筒状羽根車１１Ｂの回転軸８Ｂの後端とはカップリン
グ１４を介して連結されており、他方の円筒状羽根車１１Ｂの回転軸８Ｂの先端は風力発
電装置１５に連結されている。
１６は道路Ｒ側と反対側に設置した上部の空気案内板で、前記円筒状羽根車１１（１１
Ａ，１１Ｂ）の外側にあって、該円筒状羽根車１１の最上部が位置する上部枠５の部分か
ら円筒状羽根車１１の半径のほゞ１／２の位置まで外方へ延びて下降する下降傾斜面で形
成されている。したがって、この円筒状羽根車１１（１１Ａ，１１Ｂ）の外周上面は、庇
状に延びる上部の空気案内板１６により覆われてなる構成としている。
１７は前記上部の空気案内板１６と対向する位置に設置された下部の空気案内板で、前
記円筒状羽根車１１（１１Ａ，１１Ｂ）の外側にあって、該円筒状羽根車１１の最下部が
位置する下部枠６の部分から外方上部へ延びる上昇傾斜面で形成されており、この円筒状
羽根車１１（１１Ａ，１１Ｂ）の下面外周の一部はこの下部の空気案内板１７により覆わ
れてなる構成としている。
１８は太陽電池パネルで、その背面側に設置した太陽光発電装置１８Ａは前面側の太陽
電池パネル１８と一体に形成されており、前記支柱１，１間にあってその最上段に架設し
た上部枠５と下部枠６に跨がって固定した前記太陽光発電装置１８Ａを介して、前記太陽
電池パネル１８は防雪柵Ａに設置されており、その前面は道路Ｒ側にあってやや上向きと
なくように設定されている。なお、図中１９は蓄電池及びコントローラ等の収納ボックス
で、２０は照明灯、２１は路肩灯、２３は三日月型のスペーサである。
次に、このような構成からなる発電装置付防風，防雪，防砂柵の作用について以下説明
すると、例えば防雪柵は通常、北西方向から南東方向へ向け吹き付ける強い風（北風）に
対向させて設置される。したがって、図１に示す防雪柵Ａにあって、北風或いは吹雪は防
雪柵Ａの左側から右側に向け吹き付けることになる。そこで、防雪柵Ａに向け吹き付けて
きた北風或いは吹雪は、この北風とほゞ対向してやや下向き角度で設置されている板材２
，２と衝当し、図６に示すように、その大部分の北風或いは吹雪Ｗ1 は防雪柵Ａの各板材
２の表面に沿って上方へ吹き上げられる。
吹き上げられ上昇してきた北風或いは吹雪Ｗ1 は、上部の空気案内板１６の下面および
下部の空気案内板１７の表面とそれぞれ衝当し、各案内板１６，１７それぞれの傾斜面に
案内されて円筒状羽根車１１（１１Ａ，１１Ｂ）方向へ誘導され、該円筒状羽根車１１の
外周から内部に取り込まれる。円筒状羽根車１１内に取り込まれた風は羽根１０，１０間
を通り、円筒状羽根車１１の内部空間を通過して再び羽根１０，１０間を通って道路Ｒ方
向へ流出する貫流が形成される。この間に円筒状羽根車１１はその羽根１０，１０が上記
の空気流を受けることによって円周方向へ回転駆動される。
上記のように、円筒状羽根車１１（１１Ａ，１１Ｂ）及びその回転軸８（８Ａ，８Ｂ）
が風力によって回転されることで、該回転軸８の回転エネルギーが風力発電装置１５によ
り電気エネルギーに変換され、電力が発電される。そして風力発電装置１５によって発電
されたこの電力を収納ボックス１９内の蓄電池に蓄電し、防雪柵Ａ近傍に設置された照明
灯２０や路肩灯２１等に電力を供給する。
本実施形態では、上記のように、上部の空気案内板１６は円筒状羽根車１１（１１Ａ，
１１Ｂ）の上方にあってその外周のほゞ大半を覆っている構成としているため円筒状羽根
車１１の庇或いは傘の役目を果たし、降雪時に雪が円筒状羽根車１１の上に積もったり或
いは積もった雪がこびり付くことによる円筒状羽根車１１の回転の不具合を防止すること
ができる。
また、上部の空気案内板１６は外方向へ向け下降傾斜する下降傾斜面を備える構成とし
ているので、防雪柵Ａに向け吹き付けて来てその板材２の表面に沿って上昇する風雪を効
率良く円筒状羽根車１１内に取り込むことができ、クロスフロー風車７（７Ａ，７Ｂ）に
よる大きな風力発電を起こすことができる。
吹雪が止んで晴天となった場合には、太陽光電池パネル１８が太陽光を受光することで
太陽光発電装置１８Ａで電力が発電され、この電力を照明灯２０，路肩灯２１や電気設備
などに供給するとゝもに収納ボックス１９内の蓄電装置に蓄電する。したがって、吹雪の
日が幾日も続いたりしたような場合には風力蓄電装置１５で発電された電力を利用し、吹
雪が止んで晴天となった場合には太陽光発電装置１８Ａで発電された電力を利用すること
で、年間を通して安定して電力を照明灯や路肩灯、反射鏡などに供給できる。
また、本発明において、支柱１，１間に渡って上下に多段状に架設された横長方形状の
各板材２は、その両端に突設した取付軸２ａを中心として前記支柱１に対して同一角度に
連動して水平状態に回動できる構成とすれば、春，夏，秋にあっては各板材２を回動して
水平状態とすることで防雪柵Ａの向こうの景色を各板材２，２の間から見ることが出来、
眺望が損なわれないとゝもに風通しが良くなり、農作物等に悪影響を及ぼすこともない。
本発明に係る発電装置付防風，防雪，防砂，防塵柵（発電装置付防雪柵）の設置状態を示す全体斜視図である。 同発電装置付防雪柵の発電装置部分を正面側から見た斜視図である。 同発電装置付防雪柵の発電装置部分を背面側から見た斜視図である。 同発電装置付防雪柵の発電装置部分の背面図である。 図１の左側面拡大図である。 図５の部分拡大説明図である。
符号の説明
１ 支柱
２ 板材
２ａ 取付軸
３ 取付部
５ 上部枠
６ 下部枠
７ クロスフロー風車
８ 回転軸
９ 回転円盤
１０ 羽根
１１ 円筒状羽根車
１２ 支持板部材
１３ 軸受部材
１４ カップリング
１５ 風力発電装置
１６ 上部の空気案内板
１７ 下部の空気案内板
１８ 太陽電池パネル
１８Ａ 太陽光発電装置
１９ 蓄電池及びコントローラ等の収納ボックス
２０ 照明灯
２１ 路肩灯

Claims (5)

  1. 所定の間隔をおいて立設した複数本の支柱と、支柱間に渡って上下に多段状に架設した
    複数枚の板材とから構成される防風，防雪，防砂又は防塵用の柵であって、その所望箇所
    にクロスフロー風車を横設するとゝもに、該クロスフロー風車の回転による風力発電装置
    で発電される電力を、前記柵又はその近傍に設置した照明灯や電気設備等に供給する構成
    としたことを特徴とする発電装置付防風，防雪，防砂，防塵柵。
  2. 前記クロスフロー風車が、回転軸に所定の間隔をおいて中心部で貫通し固定された左右
    一対の回転円盤間にあって、環状にかつ回転軸と平行に延びるように配列された複数枚の
    羽根の両端を前記両回転円盤に取付けてなる円筒状羽根車である請求項１記載の発電装置
    付防風，防雪，防砂，防塵柵。
  3. 前記円筒状羽根車の外側にあって、円筒状羽根車の最上部から外方へ向け下降傾斜する
    下降傾斜面を有する空気案内板を前記円筒状羽根車の上部に備えたことを特徴とする請求
    項２記載の発電装置付防風，防雪，防砂，防塵柵。
  4. 請求項１，２又は３記載の風力発電装置を備えた防風，防雪，防砂又は防塵用の柵であ
    って、この柵の所望箇所に太陽光電池パネルを設置し、該太陽電池パネルの太陽光受光に
    よる太陽光発電装置から発電される電力を、前記柵又はその近傍に設置した照明灯や電気
    設備等に供給する構成としたことを特徴とする発電装置付防風，防雪，防砂，防塵柵。
  5. 前記支柱間に渡って上下に多段状に架設した板材の１乃至複数枚を透明な材料で形成す
    るとゝもにその内部に太陽電池セルを収納し、該太陽電池セルの太陽光受光による太陽光
    発電装置から発電される電力を、前記柵又はその近傍に設置した照明灯や電気設備等に供
    給する構成としたことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の発電装置付
    防風，防雪，防砂，防塵柵。
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