JP3214763U

JP3214763U - 街路灯無停電電源装置

Info

Publication number: JP3214763U
Application number: JP2017005320U
Authority: JP
Inventors: 孝敏河合; 正人泉
Original assignee: 町田市; 株式会社いずみ; 株式会社イズミ
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2018-02-01
Anticipated expiration: 2027-11-22

Abstract

【課題】照明用ランプの仕様の変更に簡易に対応することができる街路灯無停電電源装置を提供する。【解決手段】街路灯無停電電源装置１Ａは、照明用ランプ１１に対して点灯用二次電源Ｐ２を供給する電源装置１４と、商用電源ＡＣの供給の有無に応じて、商用電源ＡＣから生成した一次電源ＰＡと二次電池１５からの二次電源ＰＢとのいずれか一方を選択的に電源装置１４に供給する制御装置１３と、商用電源ＡＣにより充電される二次電池１５とを備える。制御装置１３は、照明用ランプ１１の調光率を設定して、調光率設定信号ＤＳを電源装置１４に出力するＡＣ断検知制御回路１３１と、二次電池１５を充電する充電回路１３２とを有する。電源装置１４は、調光率設定信号ＤＳに基づいて、照明用ランプ１１に点灯用二次電源Ｐ２を供給する。制御装置１３と電源装置１４とは、それぞれ別体に設けられている。【選択図】図３

Description

本考案は、充電式バッテリを支柱に内蔵した街路灯無停電電源装置に関する。

従来、支柱に取り付けられた照明用ランプを有する街路灯として、商用電源ＡＣにより充電される二次電池を支柱内部に設け、商用電源ＡＣの供給有無に応じて、商用電源ＡＣからの一次電源と二次電池からの二次電源とを切り替えて、照明用ランプに対して点灯用電源を供給するものが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。

このような二次電池を有する無停電方式の街路灯によれば、地震などの災害が発生して商用電源が停電となった場合でも、二次電池の容量に応じた相当期間にわたり周囲を照明することができ、不安な夜を過ごす帰宅困難者や避難者などの被災者に灯りを提供することが可能となる。

特許第５３７８６１９号

一方、街路灯に用いられる照明用ランプは、ライフサイクル毎の製品交代が必要であり、新たに設置される照明用ランプの仕様が、交換対象の古い照明用ランプの仕様とは異なる場合がある。しかし、従来の無停電式の街路灯では、電源の切り替えや二次電池に充電を行う制御装置と、照明用ランプを駆動する、すなわち点灯用電源を供給する電源装置とが一体となっているため、新しく設置された照明用ランプの仕様に対応するためには、制御装置と電源装置の両方を新たに設置する必要があった。

本考案はこのような課題を解決するためのものであり、照明用ランプの仕様の変更に簡易に対応することができる街路灯無停電電源装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本考案にかかる街路灯無停電電源装置は、照明用ランプに対して点灯用電源を供給する電源装置と、商用電源により充電される二次電池と、前記商用電源の供給の有無に応じて、前記商用電源から生成した一次電源と前記二次電池からの二次電源とのいずれか一方を選択的に前記電源装置に供給する制御装置と、を備え、前記電源装置と前記制御装置とは、それぞれ別体に設けられ、前記電源装置は交換可能とされていることを特徴とする。

また、本考案にかかる上記街路灯無停電電源装置において、前記制御装置は、前記照明用ランプの調光率を設定する調光率設定部と、設定された調光率に応じた制御信号を前記電源装置に出力する調光率制御信号出力部とを有していてもよい。

また、本考案にかかる上記街路灯無停電電源装置において、前記制御装置は、前記商用電源の供給停止を検知する停電検知部と、前記二次電池を充電する充電回路とを備えていてもよい。

本考案によれば、照明用ランプの調光率を設定する制御装置を備えているため、照明用ランプが製品交代しても、仕様の異なる照明用ランプに簡易に対応することができる。

街路灯無停電電源装置を組み込んだＬＥＤ街路灯の外観を示す図である。街路灯無停電電源装置を組み込んだＬＥＤ街路灯の回路構成を示すブロック図である。街路灯無停電電源装置の回路構成を示すブロック図である。

本考案の実施の形態について図１から図３を参照して説明する。
まず、図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる街路灯無停電電源装置１Ａの概要を説明する。

本実施の形態に係るＬＥＤ街路灯１は、図１に示すように、歩道や公園などのスペースに立設された支柱２にＬＥＤランプ（以下、「照明用ランプ」という。）１１が取り付けられた街路灯である。このＬＥＤ街路灯１は、支柱２の内部に後述する制御装置１３、電源装置１４、および二次電池１５を備え、商用電源ＡＣが停電となった場合には、二次電池１５からの二次電源を用いて照明用ランプ１１を点灯するよう構成されている。

照明用ランプ１１に電力を供給するための制御装置１３、電源装置１４、および二次電池１５は、街路灯無停電電源装置１Ａを構成している。
本実施の形態では、街路灯無停電電源装置１Ａにおける制御装置１３と電源装置１４とは互いに分離可能に構成されている。したがって、照明用ランプ１１が製品交代して照明用ランプ１１の仕様が変わっても、電源装置１４のみを照明用ランプ１１の仕様に合わせたものに交換して、制御装置１３を継続して使用できる。

次に、図１および図２を参照して、ＬＥＤ街路灯１に組み込まれた街路灯無停電電源装置１Ａの構成について詳細に説明する。
本実施の形態にかかるＬＥＤ街路灯１は、支柱２と、照明用ランプ１１と、支柱２に設けられた光センサ１２と、支柱２内部に設けられた街路灯無停電電源装置１Ａとを有する。街路灯無停電電源装置１Ａは、制御装置１３、電源装置１４、および二次電池１５を備える。

ＬＥＤ街路灯１には、支柱２の底部から引き込まれたＡＣ電源ケーブル３Ａを介して、商用電源ＡＣが供給されている。なお、図１では、ＡＣ電源ケーブル３Ａが支柱下部の底部から引き込まれている例が示されているが、空中配線など、底部以外から引き込んでもよい。

支柱２の上端には、照明用ランプ１１が取り付けられている。照明用ランプ１１は、例えばＬＥＤなどの光源を有する街路灯用のランプであり、電源装置１４から供給された点灯用二次電源Ｐ２により点灯して周囲を照明する。また、支柱２の上部には、光センサ１２が取り付けられている。光センサ１２は、ＬＥＤ街路灯１の周囲の明るさに基づいて昼間または夜間を検出するセンサである。光センサ１２が夜間を検出することが、照明用ランプ１１の点灯条件である。

支柱２の下部を大径部、支柱２の上部を小径部とし、支柱２の下部には、街路灯無停電電源装置１Ａが内蔵されている。なお、支柱２の下部には、開口部（図示しない）などが設けられ、開口部から支柱２の内部に街路灯無停電電源装置１Ａを設置したり、開口部から後述する電源装置１４の交換を行ってもよい。

次に、街路灯無停電電源装置１Ａの構成について説明する。前述したように、街路灯無停電電源装置１Ａは、制御装置１３と、電源装置１４と、二次電池１５とを備える。
また、制御装置１３は、ＡＣ断検知制御回路１３１と、充電回路１３２と、インバータ回路１３３と、スイッチＳＷ１、ＳＷ２とを備え、電源装置１４に点灯用一次電源Ｐ１および調光率設定信号ＤＳを供給する。

ＡＣ断検知制御回路１３１は、商用電源ＡＣの供給および供給停止の検出（停電検知部）、および照明用ランプ１１の仕様に応じた調光率の設定（調光率設定部）を行う。より詳細には、ＡＣ断検知制御回路１３１は、支柱２に取り付けられた照明用ランプ１１に対して点灯用電源を供給する際、商用電源ＡＣの供給の有無に応じて、商用電源ＡＣから生成した一次電源ＰＡと二次電池１５からの二次電源ＰＢとのいずれか一方を選択的に電源装置１４に供給する。

また、ＡＣ断検知制御回路１３１は、照明用ランプ１１の仕様に応じた調光率を設定し、設定された調光率を示す調光率設定信号ＤＳを生成する。具体的には、ＡＣ断検知制御回路１３１は、照明用ランプ１１の消費電力値、例えば、７０Ｗ、９０Ｗ、１５０Ｗなどに合わせて調光率を設定する。

ＡＣ断検知制御回路１３１が生成する調光率設定信号ＤＳは、例えば、ロータリースイッチ等により変更可能（例えば、ＤＣ１〜１０Ｖ）とする。ＡＣ断検知制御回路１３１は、生成した調光率設定信号ＤＳを、電源装置１４に出力する（調光率制御信号出力部）。

充電回路１３２は、商用電源ＡＣの供給を受けて、二次電池１５を充電する回路である。充電回路１３２は、商用電源ＡＣの供給がある平常時に、商用電源ＡＣから生成した充電電源ＰＣを二次電池１５に供給して充電する。充電回路１３２は、例えば、二次電池１５が９５％以上の満充電を維持するように、充電を行う。

インバータ回路１３３は、二次電池１５からの二次電源ＰＢを直流から交流に変換して、ＡＣ断検知制御回路１３１に供給する。

スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、光センサ１２が検出する昼間／夜間に応じて、オンまたはオフ状態となる。より詳細には、光センサ１２が昼間を検出した場合には、スイッチＳＷ１はオフ状態、スイッチＳＷ２はオフ状態となる。一方光センサ１２が夜間を検出した場合には、スイッチＳＷ１はオン状態、スイッチＳＷ２はオン状態となる。

電源装置１４は、制御装置１３を介して商用電源ＡＣまたは二次電池１５より点灯用一次電源Ｐ１の供給を受けるとともに、点灯用二次電源Ｐ２を照明用ランプ１１に供給して、照明用ランプ１１を駆動する。さらに、電源装置１４はＡＣ断検知制御回路１３１から供給される調光率設定信号ＤＳに基づいて、点灯用二次電源Ｐ２を制御して、照明用ランプ１１を調光点灯する。電源装置１４は、照明用ランプ１１の電圧値または電流値の仕様に適合する汎用製品群から選択すればよい。

二次電池１５は、リチウムイオン電池などの充電池からなり、商用電源ＡＣが通電中の場合には、制御装置１３の充電回路１３２から供給された充電電源ＰＣを蓄電するとともに、商用電源ＡＣが停電した場合には、それまでに蓄電されている二次電源ＰＢを制御装置１３へ供給する。

本実施の形態にかかる街路灯無停電電源装置１Ａは、防水構造を有する。すなわち、図１に示すように、制御装置１３および電源装置１４は、防水効果のある筐体に収容されている。制御装置１３と電源装置１４が収容された筐体は、支柱２下部の内壁に設けられたフック２Ａに、ワイヤ２Ｂを介して吊り下げられた形で、支柱２下部の内側空間に取り付けられている。なお、制御装置１３と電源装置１４とをそれぞれ別の筐体に収容してもよい。

二次電池１５は、防水効果を有する防水ケースに収容され、Ｓ字フック２Ｃを介して制御装置１３または電源装置１４の下端に吊り下げられている。なお、制御装置１３および電源装置１４を、二次電池１５とともに防水ケースに収容して、フック２Ａに吊り下げてもよい。また、二次電池１５や電源装置１４の取り付け方法については、フック、ワイヤ、Ｓ字フックを用いた上記取り付け例に限定されるものではなく、ねじで固定するなど他の取付け方法であってもよい。

また、二次電池１５は、防水ケースとともに中央部分で折り曲げ可能な構造を有する。これにより、開口部などから二次電池１５を支柱２の内部に設置する際に、二次電池１５の挿入が容易となる。

次に、図２および図３を参照して、街路灯無停電電源装置１Ａの回路構成について説明する。
商用電源ＡＣは、ＡＣ電源ケーブル３Ａ、およびＡＣ電源ケーブル３Ａに設けられたスイッチＳＷ１を介してＡＣ断検知制御回路１３１に入力されている。また、商用電源ＡＣは、ＡＣ電源ケーブル３Ａを介して制御装置１３の充電回路１３２の入力端子（図示しない）に接続されている。

充電回路１３２の出力端子（図示しない）は、二次電池１５と接続されており、二次電池１５は出力段に設けられたスイッチＳＷ２およびインバータ回路１３３を介してＡＣ断検知制御回路１３１と接続されている。

ＡＣ断検知制御回路１３１の点灯用一次電源Ｐ１は、コネクタ１０Ｃを介して電源装置１４に入力されている。また、ＡＣ断検知制御回路１３１の信号出力、すなわち調光率設定信号ＤＳは、コネクタ１１Ｃを介して電源装置１４の信号入力端子（図示しない）に入力される。

電源装置１４の出力端子は、照明用ランプ１１に接続されている。なお、電源装置１４と照明用ランプ１１との間にコネクタ２０Ｃを設置してもよい。このように、コネクタ１０Ｃ、１１Ｃ、２０Ｃを設置することにより、電源装置１４の着脱がより容易となる。

次に、図３を参照して、街路灯無停電電源装置１Ａの動作について説明する。この街路灯無停電電源装置１Ａは、光センサ１２による昼間／夜間の検出と、ＡＣ断検知制御回路１３１による停電の検出とに基づいて、二次電池１５からの二次電源を用いて照明用ランプ１１を点灯する。より具体的には次のとおりである。

光センサ１２が夜間であることを検出した場合、商用電源ＡＣと制御装置１３のＡＣ断検知制御回路１３１との間に設けられたスイッチＳＷ１、および二次電池１５の出力段に設けられたスイッチＳＷ２が、光センサ１２の出力によりオン状態となる。

したがって、商用電源ＡＣが供給されている通電時の場合、制御装置１３はＡＣ断検知制御回路１３１を介して、電源装置１４に対して商用電源ＡＣから生成した一次電源ＰＡを点灯用一次電源Ｐ１として供給する。また、このとき、ＡＣ断検知制御回路１３１は、照明用ランプ１１の消費電力値に合わせて調光率を、例えば５０％に設定し、調光率設定信号ＤＳを電源装置１４に出力し、照明用ランプ１１の明るさおよび消費電力を制御するようにしてもよい。商用電源ＡＣが供給されている通電時の調光率は１００％としてもよいが、ＬＥＤ街路灯１の設置環境（例えば、交通量の多さや、他の光源の有無など）に応じて、任意に設定するようにしてもよい。電源装置１４は、調光率設定信号ＤＳが示す電圧値や電流値に基づいて、照明用ランプ１１の仕様に合わせて点灯する。

また、制御装置１３の充電回路１３２は、商用電源ＡＣから生成した充電電源ＰＣを二次電池１５に供給する。これにより、二次電池１５で二次電源ＰＢとして蓄電されることになる。

一方、商用電源ＡＣが供給されていない停電時の場合、制御装置１３は、ＡＣ断検知制御回路１３１を介して、二次電池１５からの二次電源ＰＢを点灯用一次電源Ｐ１として供給する。また、この場合には、ＡＣ断検知制御回路１３１は、照明用ランプ１１の消費電力値に合わせて調光率を、例えば１０％程度に設定し、調光率設定信号ＤＳを電源装置１４に供給する。電源装置１４は、調光率設定信号ＤＳが示す電圧値や電流値に基づいて、照明用ランプ１１の仕様に合わせて点灯する。このように、停電時には、調光率を通電時より小さい値とすることにより、限られた電源で、より長い時間照明用ランプ１１を点灯させることができる。

なお、二次電源ＰＢを点灯用一次電源Ｐ１として供給する際、制御装置１３および電源装置１４は、一次電源ＰＡを用いる場合と比較して点灯用二次電源Ｐ２の電流値または電圧値を制限してもよい。これにより、照明用ランプ１１の明るさが低減するが、点灯時間を延長することができる。

一方、光センサ１２が昼間であることを検出した場合、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２が、ともにオフ状態となるため、商用電源ＡＣが制御装置１３へ供給されなくなるとともに、二次電池１５からの二次電源ＰＢも制御装置１３へ供給されないため、制御装置１３から点灯用一次電源Ｐ１は供給されない。
このため、商用電源ＡＣの通電／停電にかかわらず、昼間には照明用ランプ１１が消灯されることになる。

また、例えば、ＬＥＤ街路灯１に設置されている照明用ランプ１１の光束が一定値を下回り、新しい照明用ランプ１１に交換された場合において、新たに設置された照明用ランプ１１の仕様が交換前の照明用ランプ１１のものと異なるとする。この場合、新たに設置された照明用ランプ１１の仕様に対応する電源装置１４が街路灯無停電電源装置１Ａに設置される。

また、この場合において、ＡＣ断検知制御回路１３１は、新たに設置された照明用ランプ１１の消費電力値に対応する調光率を設定し、新たに設置された電源装置１４に調光率設定信号ＤＳを出力する。電源装置１４は、調光率設定信号ＤＳに基づいて、点灯用二次電源Ｐ２を調整して、照明用ランプ１１に供給し、照明用ランプ１１が点灯される。

［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態の街路灯無停電電源装置１Ａは、制御装置１３と電源装置１４とが、それぞれ別体に設けられ、電源装置１４は交換可能な構成を有するので、街路灯無停電電源装置１Ａは、照明用ランプ１１の仕様が変更された場合であっても、制御装置１３は継続して用いることができ、電源装置１４のみを照明用ランプ１１の仕様に合わせて設置することで、照明用ランプ１１の仕様の変更に簡易に対応することができる。

また、街路灯無停電電源装置１Ａは、制御装置１３において照明用ランプ１１の仕様に合わせて調光率の設定を行うため、電源装置１４のみを交換すれば、照明用ランプ１１の仕様の変更に簡易に対応することができる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本考案を説明したが、本考案は上記実施形態に限定されるものではない。本考案の構成や詳細には、本考案のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１…ＬＥＤ街路灯、２…支柱、２Ａ…フック、２Ｂ…ワイヤ、２Ｃ…Ｓ字フック、２Ｄ…防水ケース、３Ａ…ＡＣ電源ケーブル、１１…照明用ランプ、１２…光センサ、１３…制御装置、１３１…ＡＣ断検知制御回路、１３２…充電回路、１３３…インバータ回路、１４…電源装置、１５…二次電池、ＡＣ…商用電源、Ｐ１…点灯用一次電源、Ｐ２…点灯用二次電源、ＰＡ…一次電源、ＰＢ…二次電源、ＰＣ…充電電源、１０Ｃ、１１Ｃ、２０Ｃ…コネクタ。

Claims

照明用ランプに対して点灯用電源を供給する電源装置と、
商用電源により充電される二次電池と、
前記商用電源の供給の有無に応じて、前記商用電源から生成した一次電源と前記二次電池からの二次電源とのいずれか一方を選択的に前記電源装置に供給する制御装置と、
を備え、
前記電源装置と前記制御装置とは、それぞれ別体に設けられ、前記電源装置は交換可能とされていることを特徴とする街路灯無停電電源装置。
請求項１に記載の街路灯無停電電源装置において、
前記制御装置は、前記照明用ランプの調光率を設定する調光率設定部と、設定された調光率に応じた制御信号を前記電源装置に出力する調光率制御信号出力部とを有する街路灯無停電電源装置。
請求項１または請求項２に記載の街路灯無停電電源装置において、
前記制御装置は、前記商用電源の供給停止を検知する停電検知部と、前記二次電池を充電する充電回路とを備えることを特徴とする街路灯無停電電源装置。