JP6013001B2 - 風向表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、風向表示装置に関する。

風の強さや風の向きは、日常生活や産業活動に対して大きな影響を与える場合がある。
そのために、風の強さや風の向きを周囲に的確に知らせるための様々な技術が開発されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−０５８０８４号公報

このような風の強さや風の向きは、火力発電所においても重要である。例えば、製鉄所で発生する高炉ガスやコークス炉ガス等の各種副生ガスを燃料として発電する火力発電所では、燃料ガスを輸送する母管等の配管の点検や交換作業の際などに、作業の安全性をより確かなものにするために、作業場所に対して風下となるエリアに作業者が立ち入らないようにしている。
そのためこのような火力発電所には、風向きを作業者に知らせるための吹流しが設置されている。そして作業者は、吹流しを視認することによって、風上や風下を知ることができるようになっている。

しかしながら作業が夜間に行われる場合には、吹流しの視認性が低下する。
このため、火力発電所の点検や工事などの際に、夜間であっても、風上や風下を的確に周囲に知らせることを可能とする技術が求められている。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、夜間であっても、風上や風下を的確に周囲に知らせることを可能にすることを一つの目的とする。

一つの側面に係る風向表示装置は、鉛直方向に延設された第１回動軸に回動可能に軸支されると共に、水平方向に第２回動軸が形成された本体と、前記本体の前記第２回動軸に軸支され、風を受けて回転すると共に、前記第２回動軸が風向きと平行になるように、前記本体を風向きに応じて回動させる風車と、前記本体から風上側に向けて、第１態様で光を放射することにより、風上であることを示すメッセージを表示する第１発光部と、前記本体から風下側に向けて、前記第１態様とは異なる第２態様で光を放射することにより、風下であることを示すメッセージを表示する第２発光部と、を備え、前記本体には、前記第２回動軸の周りに沿って前記風車を取り囲むように側面を有する略円筒型のディフューザが形成され、前記第１発光部は、前記ディフューザの外側面の周囲にリング状に装着される複数の発光素子により構成される。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。

夜間であっても、風上や風下を的確に周囲に知らせることができる。

風向表示装置の側面図である。 風向表示装置の正面図である。 風向表示板を示す図である。 風向表示板を示す図である。 風向表示装置の斜視図である。 風向表示装置の側面断面図である。 風向表示装置の背面図である。 制御回路を示す図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
本発明の第１実施形態に係る風向表示装置１０００の全体構成を図１〜図４、図８を参照しながら説明する。
本実施形態に係る風向表示装置１０００は、例えば、製鉄所で発生する高炉ガスやコークス炉ガス等の各種副生ガスを燃料として発電する火力発電所内に設置される。そして本実施形態に係る風向表示装置１０００は、火力発電所内で各種設備の点検や工事等を行う作業者に対して、昼夜を問わず、風上や風下を的確に知らせることが可能である。

＜＜全体構成＞＞
本実施形態に係る風向表示装置１０００は、図１及び図２に示すように、支柱１００と、支柱１００に軸支されて回転する本体２００と、本体２００に軸支されて回転する風車３００と、本体２００に装着される風向表示板２５０及び整流板２４０と、発電機４００と、を備えて構成される。

＜支柱＞
支柱１００は、火力発電所に燃料ガスを輸送するための母管の交換や点検等が行われる作業場所の近傍に設置される。支柱１００は、作業場所に応じて適宜移設あるいは移動可能にしておくことが好ましい。
支柱１００内には第１回動軸１１０が鉛直方向に形成されている。そしてこの第１回動軸１１０に本体２００がベアリング１２０を介して軸支される。

＜本体＞
本体２００は、ベアリング１２０を介して第１回動軸１１０に回動可能に軸支される。そして本体２００は、第１回動軸１１０を中心にして水平方向に３６０°回動することができる。また本体２００には、風車３００を軸支するための第２回動軸２２０が形成されている。本体２００は、この第２回動軸２２０が水平方向を向くように支柱１００に取り付けられる。
また本体２００には、後述する風向表示板２５０や整流板２４０が形成されている。

＜風車＞
風車３００は、本体２００の第２回動軸２２０に軸支されている。風車３００は、複数枚の羽根３１０を有して構成され、風を受けると、風圧により第２回動軸２２０を中心に回転すると共に、風車３００の正面を風上に向ける。このため風車３００は、風を受けると第２回動軸２２０が風向きと平行になるように本体２００を、第１回動軸１１０を中心に回動させる。
また風車３００には、第２回動軸２２０の周りにフライホイール３２０が装着されている。これにより、風車３００の回転速度を安定化させることができる。

＜風向表示板＞
風向表示板２５０は、本体２００から立設される指示棒２５１と、指示棒２５１の先端部に形成される平面部２５２とを有して構成されている。
指示棒２５１は、本体２００が支柱１００に取り付けられた際に、本体２００からさらに鉛直上方に延伸するように本体２５０に装着される。
平面部２５２は、一方の面を風上に向け、他方の面を風下に向けるように、指示棒２５１の先端部に設けられる。
また平面部２５２は、図３及び図４に示すように、風上を向く上記一方の面に第１発光部５００が装着され、風下を向く上記他方の面に第２発光部６００が装着されている。

第１発光部５００は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）５１０を有して構成される。図３に示すように、これらの複数のＬＥＤ５１０は、平面部２５２の一方の面にリング状（第１態様、第１の形状）に配置されている。
第２発光部６００は、複数のＬＥＤ６１０を有して構成される。図４に示すように、これらの複数のＬＥＤ６１０は、平面部２５２の他方の面に、Ｘ字状（放射状に複数の直線が延伸する形状。第２態様、第２の形状）に配置されている。

このため、作業者が風上から風向表示板２５０を見ると、第１発光部５００から放射されるリング状の光を視認することができる。このように、第１発光部５００は、複数のＬＥＤ５１０を第１態様で点灯させることにより、風上であることが分かるようなメッセージを表示する。
同様に、作業者が風下から風向表示板２５０を見ると、第２発光部６００から放射されるＸ字状の光を視認することができる。このように、第２発光部６００は、複数のＬＥＤ６１０を第１態様とは異なる第２態様で点灯させることにより、風下であることが分かるようなメッセージを表示する。
さらに、ＬＥＤ５１０やＬＥＤ６１０の点灯によりメッセージが表示されるので、たとえ夜間であっても、風上を示すメッセージや風下を示すメッセージを視認することができる。

＜整流板＞
整流板２４０は、本体２００の近傍を風上から風下に向かって通過する風を整流すべく本体２００に形成されている。そして図１に示すように、整流板２４０の側面には、風向きに直交する水平方向に向けて光を放射する第３発光部７００が装着されている。

第３発光部７００は、複数のＬＥＤ７１０を有して構成される。これらのＬＥＤ７１０は、風上から風下へ向かう矢印の形状（第３態様）に配置されている。
このため火力発電所内の作業者は、整流板２４０を見れば、たとえ夜間であっても、この第３発光部７００から放射される矢印状（第３態様）の光を視認することで、現在の風向きを知ることができる。このように、第３発光部７００が、複数のＬＥＤ７１０を第１態様とも第２態様とも異なる第３態様で点灯させることにより、風向きを示すメッセージを表示する。
なおもちろん、図１に示す整流板２４０の裏側にも同様に、風上から風下へ向かう矢印の形状（第３態様）に複数のＬＥＤ７１０を配置して構成される第３発光部７００が装着されている。

＜発電機＞
発電機４００は、風車３００の回転エネルギーから交流電力を生成する。本実施形態に係る発電機４００は、本体２００の内部に設けられる設置台２１０に装着されている。
また本体２００内には、発電機４００により生成された交流電力を直流電力に変換する制御回路４１０が装着されている。制御回路４１０の構成を図８に例示する。

制御回路４１０は、発電機４００により生成された交流電力を、ダイオード４１１により整流し、その後コンデンサ４１２により平滑化することで直流電力に変換する。
制御回路４１０により生成された直流電力は、第１発光部５００、第２発光部６００、第３発光部７００に供給され、ＬＥＤ５１０、ＬＥＤ６１０、ＬＥＤ７１０を点灯させるために使用される。

これにより、外部電源やバッテリ等を用いなくても第１発光部５００、第２発光部６００、第３発光部７００を発光させることができるため、風向表示装置１０００のメンテナンスが容易になると共に、停電等の障害が発生した場合であっても、風が吹いている場合には、確実に作業者に対して風上、風下、風向きを知らせることが可能となる。

なお、無風時（風速が所定速度以下の場合）には風車３００が回転しないため、第１発光部５００、第２発光部６００、第３発光部７００を発光させるための電力は得られないが、そもそも無風時には風上や風下、風向きが定まらないため、第１発光部５００、第２発光部６００、第３発光部７００を発光させないようにする。
このようにすることにより、無風時には、無風であるというメッセージも作業者に知らせることが可能となり、より正確な情報を作業者に知らせることができる。

なお、制御回路４１０は、図８に例示したような電子回路により構成される他にも、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等の素子を備えた回路により構成され、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより様々な制御を行うようにしてもよい。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
次に本発明の第２実施形態に係る風向表示装置１０００の全体構成を図５〜図８を参照しながら説明する。

＜＜全体構成＞＞
第２実施形態に係る風向表示装置１０００は、図５〜図７に示すように、支柱１００と、支柱１００に軸支されて回転する本体２００と、本体２００に軸支されて回転する風車３００と、本体２００に装着される整流板２４０と、発電機４００と、を備えて構成される。
支柱１００や風車３００、発電機４００の構成は、第１実施形態と同様である。

＜ディフューザ＞
第２実施形態に係る風向表示装置１０００の本体２００には、ディフューザ２３０が形成されている。
ディフューザ２３０は、図５に示すように、本体２００の第２回動軸２２０の周りに沿って風車３００を取り囲むように側面が形成された略円筒形の整流装置である。ディフューザ２３０は、本体２００から延伸するディフューザ支柱２３１により本体２００に取り付けられている。

またディフューザ２３０は、図６に示すように、風上側から風下側に向かって流路面積が漸次拡大するように側面を傾斜させる形状をしている。ディフューザ２３０をこのような形状にすることにより、ディフューザ２３０内の風車３００を通過する風速を上昇させて発電量の増大を図ることができる。

具体的には、ディフューザ２３０を装着することにより、単位時間に風車３００を通過する風量を１．３倍〜１．５倍にすることができ、単位時間あたりの発電量も２倍〜３倍に高めることができる。

またこのように発電効率が向上するため、風向表示装置１０００を小型化することも可能となる上、風車３００への飛来物の衝突を防止する保護カバーとしての機能も果たすことができる。さらには、作業者が過まって風車３００の羽根３１０に接触するような事故を防止することもできるため、作業者に対する視覚的安心感も与えることができる。

本実施形態に係る風向表示装置１０００は、図５に示すように、風上側に向けて傾斜するディフューザ２３０の外側面の周囲にリング状に第１発光部５００が装着されている。
第１発光部５００は、第１実施形態と同様に複数のＬＥＤ５１０を有して構成され、これらのＬＥＤ５１０は、ディフューザ２３０の外側面の周囲にリング状（第１態様、第１の形状）に配置されている。

このため、作業者が風上からディフューザ２３０を見ると、第１発光部５００から放射されるリング状の光を視認することができる。このように、第１発光部５００は、複数のＬＥＤ５１０を第１態様で点灯させることにより、風上であることが分かるようなメッセージを表示する。
さらに、ＬＥＤ５１０を点灯させることによりメッセージが表示されるので、たとえ夜間であっても、風上を示すメッセージを視認することができる。

＜整流板＞
整流板２４０は、本体２００の近傍を風上から風下に向かって通過する風を整流すべく本体２００に形成されている。そして整流板２４０は、図７に示すように、第２回動軸２２０を中心として放射状に（本実施形態ではＸ字型に）延伸するように形成されている。

そして図６及び図７に示すように、整流板２４０の風下側の端部には、風下に向けて光を放射する第２発光部６００が装着されている。この第２発光部６００は、第１実施形態と同様に複数のＬＥＤ６１０を有して構成されており、これらのＬＥＤ６１０が整流板２４０の風下側の端部に風下に向けて発光するように取り付けられているため、第２発光部６００は、Ｘ字状（放射状に複数の直線が延伸する形状。第２態様、第２の形状）に発光する。

このため、作業者が風下から風向表示板２５０を見ると、第２発光部６００から放射されるＸ字状の光を視認することができる。このように、第２発光部６００は、複数のＬＥＤ６１０を第１態様とは異なる第２態様で点灯させることにより、風下であることが分かるようなメッセージを表示する。
さらに、ＬＥＤ６１０の点灯によりメッセージが表示されるので、たとえ夜間であっても風下を示すメッセージを視認することができる。

さらに、図６に示すように、整流板２４０の側面には、風向きに直交する水平方向に向けて光を放射する第３発光部７００が装着されている。
第３発光部７００は、複数のＬＥＤ７１０を有して構成される。これらのＬＥＤ７１０は、風上から風下へ向かう矢印の形状。第３態様）に配置されている。

これにより、作業者は、整流板２４０に装着された第３発光部７００を見れば、たとえ夜間であっても、この第３発光部７００から放射される矢印状（第３態様、第３の形状）の光を視認することで、現在の風向きを知ることができる。このように、第３発光部７００が、複数のＬＥＤ７１０を第１態様とも第２態様とも異なる第３態様で点灯させることにより、風向きを示すメッセージを表示する。

なおもちろん、図６に示す整流板２４０の反対側にも同様に、風上から風下へ向かう矢印の形状（第３態様、第３の形状）に複数のＬＥＤ７１０を配置して構成される第３発光部７００が装着されている。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
風向表示装置１０００は、風が吹いているときに発電機４００が生成した電力を蓄積しておく適宜な蓄電装置（不図示）を備える構成としてもよい。

この場合、風向表示装置１０００は、発電機４００が生成した電力をこの蓄電装置に蓄えておき、無風時には、この蓄電装置に蓄えておいた電力を用いて、第１発光部５００、第２発光部６００、第３発光部７００を、第１態様とも第２態様とも第３態様とも異なる第４態様（例えば三角形や水平方向の直線（−）、あるいは点滅させる）で発光させることにより、無風であることを示すメッセージを表示するようにすることもできる。
このようにすることにより、無風時であっても、無風であるというメッセージを、ＬＥＤ５１０、６１０、７１０を発光させることにより明示的に作業者に表示することが可能となるので、夜間であってもより的確に風の状態を作業者に知らせることができる。

その他、風向表示装置１０００は、適宜な風速計（不図示）を備えるようにしてもよい。この場合、風向表示装置１０００は、この風速計を用いて風速を計測し、風速計から得られるデータ（風速情報）を基に、制御回路４１０が、第１発光部５００、第２発光部６００、第３発光部７００に風速を表す数字を表示するようにすることもできる。この場合、例えば、第１発光部５００は第１の色（例えば白色）で発光し、第２発光部６００は第１の色とは異なる第２の色（例えば赤色）で発光し、第３発光部７００は第１の色とも第２の色とも異なる第３の色（例えば緑色）で発光するようにする。
このようにすれば、作業者は風上、風下、風向きを発光色により知ることができるのみならず、風速値も知ることが可能となる。

また風向表示装置１０００に、風車３００の回転速度を検出する速度検出センサを設け、制御回路４１０が、この速度検出センサから取得した風車３００の回転速度を示すデータに基づいて風速を算出し、第１発光部５００、第２発光部６００、第３発光部７００に風速を表す数字を表示するようにしてもよい。

以上、本実施形態の風向表示装置１０００について説明したが、本実施形態に係る風向表示装置１０００によれば、夜間であっても、風上や風下を的確に周囲に知らせることが可能となる。

なおこれらの実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

例えば、第１発光部５００は風上を示す第１態様で発光し、第２発光部６００は風下を示す第２態様で発光し、第３発光部７００は風向を示す第３態様で発光し、また無風時には、第１発光部５００、第２発光部６００、第３発光部７００ともに第４態様で発光するとした例を説明したが、例えばこの場合、これらの各態様を、それぞれ、発光面の形状（リング形状、Ｘ形状、三角形等）を異ならしめることにより区別するようにすることもできるし、発光色（赤色、白色、緑色、黄色、オレンジ、青色等）を異ならしめることにより区別するようにすることもできるし、様々な点滅パターンを異ならしめることにより区別するようにすることもできる。

あるいは、第１発光部５００、第２発光部６００、第３発光部７００に、ひらがなやカタカナ、漢字、アルファベット等の文字を表示させることにより、各態様を区別するようにすることもできる。例えば、第１発光部５００を構成するＬＥＤ５１０を「風上」と漢字で表示されるように点灯させることもできる。同様に第２発光部６００を構成するＬＥＤ６１０を「風下」と漢字で表示されるように点灯させることもできる。
このようにすれば、風上や風下を、より分かりやすく表示することが可能となる。

１００ 支柱
１１０ 第１回動軸
１２０ ベアリング
２００ 本体
２１０ 設置台
２２０ 第２回動軸
２３０ ディフューザ
２３１ ディフューザ支柱
２４０ 整流板
２５０ 風向表示板
２５１ 支持棒
２５２ 平面部
３００ 風車
３１０ 羽根
３２０ フライホイール
４００ 発電機
４１０ 制御回路
４１１ 整流ダイオード
４１２ コンデンサ
５００ 第１発光部
５１０ ＬＥＤ
６００ 第２発光部
６１０ ＬＥＤ
７００ 第３発光部
７１０ ＬＥＤ
１０００ 風向表示装置

Claims (7)

1. 鉛直方向に延設された第１回動軸に回動可能に軸支されると共に、水平方向に第２回動軸が形成された本体と、
   前記本体の前記第２回動軸に軸支され、風を受けて回転すると共に、前記第２回動軸が風向きと平行になるように、前記本体を風向きに応じて回動させる風車と、
   前記本体から風上側に向けて、第１態様で光を放射することにより、風上であることを示すメッセージを表示する第１発光部と、
   前記本体から風下側に向けて、前記第１態様とは異なる第２態様で光を放射することにより、風下であることを示すメッセージを表示する第２発光部と、
   を備え、
   前記本体には、前記第２回動軸の周りに沿って前記風車を取り囲むように側面を有する略円筒型のディフューザが形成され、
   前記第１発光部は、前記ディフューザの外側面の周囲にリング状に装着される複数の発光素子により構成される
   ことを特徴とする風向表示装置。
2. 請求項１に記載の風向表示装置であって、
   前記風車の回転エネルギーから電力を生成する発電機をさらに備え、
   前記第１発光部及び前記第２発光部は、
   前記発電機により生成された前記電力を用いて光を放射する
   ことを特徴とする風向表示装置。
3. 請求項１又は２に記載の風向表示装置であって、
   前記本体には、前記本体の近傍を風上から風下に向かって通過する風を整流するための整流板が、前記第２回動軸を中心として放射状に延伸するように形成され、
   前記第２発光部は、前記整流板の風下側の端部に沿って装着される複数の発光素子により構成される
   ことを特徴とする風向表示装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の風向表示装置であって、
   前記第１態様は、前記第１発光部が、第１の形状に発光する態様であり、
   前記第２態様は、前記第２発光部が、前記第１の形状とは異なる第２の形状に発光する態様である
   ことを特徴とする風向表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の風向表示装置であって、
   前記第１態様は、前記第１発光部が、第１の色に発光する態様であり、
   前記第２態様は、前記第２発光部が、第１の色とは異なる第２の色に発光する態様である
   ことを特徴とする風向表示装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の風向表示装置であって、
   前記本体から風向きに直交する水平方向に向けて、第１態様及び第２態様のいずれとも異なる第３態様で光を放射することにより、風向きを示すメッセージを表示する第３発光部と、
   をさらに備えることを特徴とする風向表示装置。
7. 請求項６に記載の風向表示装置であって、
   前記第３態様は、前記第３発光部が、風上から風下へ向かう矢印の形状に発光する態様である
   ことを特徴とする風向表示装置。

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