(57)【要約】【課題】２階以上の建築物の内部に設置可能な水力発電装置を提供する。【解決手段】２階以上の建築物の屋内の各階に設置できる。上端の貯水槽10と、その下の本体部11と、その両側に配置された２つの貯留容器12と、これらを連結する有端チェーン13と、この有端チェーン13をガイドするスプロケット14と、このスプロケット14の回動軸15に接続された発電機20とからなる。貯水槽10内に生活排水等を貯留し、この水を貯留容器12内に溜めることによりその自重により下降し、他方の貯留容器12は上昇する。これらの相互の上下往復運動によりスプロケット14の回動軸15が正逆回動を行い、発電機20の回転軸を回転させ発電することができる。排水等は各階の発電装置に繰り返し利用することができる。【選択図】図１
0003185131.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
２階以上の建築物の屋内適宜位置に設置され、２階又は３階以上の各階において排水される排水又は上水道からの水を一時的に貯留できる貯水槽内の水を利用して発電できる水力発電装置であって、
一方が開口したチャンネル型材の２つのものを使用し、これらチャンネル型材の背面部同士を接合した形状の柱状本体部の上端部で、接合した背面部に沿って回転軸を有するスプロケットを設け、このスプロケットに歯合する有端チェーンの両端部には内部に水を一時的に貯留できる貯留容器をそれぞれ設け、これら２つの貯留容器の対向するそれぞれの側面部には少なくとも２つの案内ローラーを設け、これらの案内ローラーを案内する案内レールは前記本体部のチャンネル型材の対向する側縁部の上下方向に一対ずつ設けられ、
本体部の上方には２つの流出口が設けられた前記貯水槽が配置され、これら２つの流出口の下方に前記２つの貯留容器を配置し、
前記貯留容器の底面部には内部に貯留した水を外部に排出するための排出弁部が設けられ、
一方の貯留容器が本体部の上端部分に位置した際に、前記貯水槽の一方の流出口の放水弁が開放され、貯水槽内部に貯留する水がその流出口から流出されて貯留容器内に貯留し、
これにより当該一方の貯留容器の重量が増大して下方に移行することができ、
当該貯留容器が本体部の下端部分に位置した際には、他方の貯留容器が本体部の上端部分に移行し、前記貯水槽の他方の流出口の放出弁が開放されて、この他方の貯留容器内に前記貯水槽から水が当該他方の流出口から流出されて他方の貯留容器内に貯留され、
本体部の下端部分に位置した前記一方の貯留容器は、その底面部に設けられた排出弁部が開放されて内部の水が外部に排出され、
これにより今度は、前記他方の貯留容器が内部に貯留した水の重量により下方に移行して、内部の水が排出された前記一方の貯留容器が上方に移行することとなり、
以上の往復動作を繰り返すことにより、前記スプロケットの回転軸に接続された発電機の回転軸が回転して発電できることを特徴とする屋内設置用水力発電装置。
【請求項２】
本体部の上端部分の適宜位置に、それぞれの貯留容器の上下方向の動作を停止させるためのストッパー部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の屋内設置用水力発電装置。
【請求項３】
貯留容器が本体部の上端部分に位置した際に、貯水槽の流出口の放出弁を開放させるための作動杆を押し上げることができ、この作動杆の押し上げ動作により前記放出弁を開放できることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋内設置用水力発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、２階以上の建築物内に設置するための水力を利用した屋内設置用の水力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダム貯水池に貯留された水の位置エネルギーを利用して、当該貯水池の水を落下させてタービンを回転させ発電するダム式水力発電はよく知られている。
他方、自動車や自転車に備えたダイナモ等の小型発電機は、自動車のエンジンの回転や自転車の車輪の回転を利用して電磁誘導によって電気を発生させるものであり、これらも周知のものである。  
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
本考案においては、上記大型のものと小型のものの丁度中間の大きさの発電装置であって、とりわけ２階以上の階数を有する建築物における貯水或いは排水を利用して発電することのできる屋内設置式のものを提供することをその課題としている。
ある一定の高さを有するビルやマンションにおいては、その内部で利用された生活排水は特に利用されることが無かったが、この高所から排水される水の位置エネルギーを利用する発電装置を提供することが本考案の目的である。
更に、建築物においては排水のみでなく、上水道施設にこれを付加して発電させることも可能なものを提供することもその課題となるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本考案の第１のものは、２階以上の建築物の屋内適宜位置に設置され、２階又は３階以上の各階において排水される排水又は上水道からの水を一時的に貯留できる貯水槽内の水を利用して発電できる水力発電装置であって、一方が開口したチャンネル型材の２つのものを使用し、これらチャンネル型材の背面部同士を接合した形状の柱状本体部の上端部で、接合した背面部に沿って回転軸を有するスプロケットを設け、このスプロケットに歯合する有端チェーンの両端部には内部に水を一時的に貯留できる貯留容器をそれぞれ設け、これら２つの貯留容器の対向するそれぞれの側面部には少なくとも２つの案内ローラーを設け、これらの案内ローラーを案内する案内レールは前記本体部のチャンネル型材の対向する側縁部の上下方向に一対ずつ設けられ、本体部の上方には２つの流出口が設けられた前記貯水槽が配置され、これら２つの流出口の下方に前記２つの貯留容器を配置し、前記貯留容器の底面部には内部に貯留した水を外部に排出するための排出弁部が設けられ、一方の貯留容器が本体部の上端部分に位置した際に、前記貯水槽の一方の流出口の放水弁が開放され、貯水槽内部に貯留する水がその流出口から流出されて貯留容器内に貯留し、これにより当該一方の貯留容器の重量が増大して下方に移行することができ、当該貯留容器が本体部の下端部分に位置した際には、他方の貯留容器が本体部の上端部分に移行し、前記貯水槽の他方の流出口の放出弁が開放されて、この他方の貯留容器内に前記貯水槽から水が当該他方の流出口から流出されて他方の貯留容器内に貯留され、本体部の下端部分に位置した前記一方の貯留容器は、その底面部に設けられた排出弁部が開放されて内部の水が外部に排出され、これにより今度は、前記他方の貯留容器が内部に貯留した水の重量により下方に移行して、内部の水が排出された前記一方の貯留容器が上方に移行することとなり、以上の往復動作を繰り返すことにより、前記スプロケットの回転軸に接続された発電機の回転軸が回転して発電できることを特徴とする屋内設置用水力発電装置である。
【０００５】
本考案の第２のものは、上記第１の考案において、本体部の上端部分の適宜位置に、それぞれの貯留容器の上下方向の動作を停止させるためのストッパー部材を設けたことを特徴とする屋内設置用水力発電装置である。
【０００６】
本考案の第３のものは、上記第１又は第２の考案において、貯留容器が本体部の上端部分に位置した際に、貯水槽の流出口の放出弁を開放させるための作動杆を押し上げることができ、この作動杆の押し上げ動作により前記放出弁を開放できることを特徴とする屋内設置用水力発電装置である。
【考案の効果】
【０００７】
本考案の第１のものにおいては、生活排水又は上水道の水を２階以上の建築物内の２階以上の上層階に設置した貯水槽内に貯留させ、この水の位置エネルギーを利用して水力発電を行うことができる。
特に、高層建築物であれば、２階以上の各階に貯水槽を設け、各階に本考案に係る発電装置を設置することができる。
【０００８】
また、本考案においては、上層階で水力発電を終えた水を更に次の下層階の貯水槽内に貯留させることができるために、上層階の排水等を順次その下層階において繰り返し発電を行うために利用されることとなり、極めて効率のよい発電を行うことができる。
発電に際しては、本体部の両側に水を一時的に貯留する貯留容器を１個ずつ設け、これらを有端チェーンの両端部に固定し、本体部の上端部に設けたスプロケットを介して、有端チェーンが往復動を行い、その結果その両端部に設けられた貯留容器が上下に相互に往復動を行い、その往復動によるスプロケットの正逆回転を利用して、当該スプロケットの回転軸に接続された発電機により発電が行われるのである。
このように、本考案においては、極めて単純で小型の装置により水力発電を行うことができ、それ故、建築物内の各階に容易に設置することができるものとなるのである。
【０００９】
更に、本考案の本体部は、２本のチャンネル型材を利用して形成されており、極めて容易に形成でき、これらのチャンネル材の両側縁部が貯留容器の案内ローラーをガイドする案内レールとなり、型材の両側縁をそのまま案内レールとして利用することができ、極めて便利で効率的な構成を成している。
【００１０】
本考案の第２のものにおいては、上記第１の考案の効果に加えて、本体部の上端部分の適宜位置に、それぞれの貯留容器の上下方向の動作を停止させるためのストッパー部材を設けたため、一方の貯留容器が上端部に位置し、貯水槽からの水の流入を受け入れる際に、当該貯留容器内に十分な水量が流入するまで、確実に静止させておく必要があり、これを上記ストッパー部材が可能にするのである。
【００１１】
適宜水量が貯水槽内からその流出口を介して貯留容器内に流入した後に、当該ストッパー部材の停止機能が解除され、貯留容器はそれ自身の重量により下方に移動開始できるのである。
その際に、他方の貯留容器内の水は既に外部に排水されている。
【００１２】
本考案の第３のものにおいては、貯留容器が上方端部分に位置した際に、貯水槽の流出口の放出弁を開放させるための手段をより特定したものであり、即ち、貯留容器が本体部の上端部分に位置した際に、貯水槽の流出口の放出弁を開放させるための作動杆を押し上げ、この作動杆の押し上げ動作により前記放出弁が開放できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の屋内設置用水力発電装置に係る一実施形態を図示しており、その（Ａ）が一部切欠正面説明図、その（Ｂ）が上端部の貯水槽を省略した右側面説明図、その（Ｃ）が同様に貯水槽を省略した平面説明図である。
【図２】上記実施形態において一方の貯留容器が本体部の上方部分に位置した状態の一部切欠説明図である。
【図３】上記実施形態に係る発電装置を建築物の階上及び階下に設置した状態を示す説明図である。
【図４】上記実施形態におけるストッパー部材及び貯留容器内へ所定量の水が流入した際の流入停止手段を示す説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面と共に本考案に係る一実施形態について説明する。
図１は、本考案の屋内設置用水力発電装置に係る一実施形態を図示しており、その（Ａ）が一部切欠正面説明図、その（Ｂ）が上端部の貯水槽を省略した右側面説明図、その（Ｃ）が同様に貯水槽を省略した平面説明図である。
【００１５】
本考案に係る屋内設置用水力発電装置は、上端に位置する貯水槽１０と、貯水槽１０の下方に位置する柱状の本体部１１と、本体部１１の両側で相互に上下移動する貯留容器１２、１２と、これら貯留容器１２、１２を相互に連結する有端チェーン１３と、有端チェーン１３を往復動させるためのスプロケット１４と、スプロケット１４の回動軸１５に連結された発電機２０とから構成されている。
【００１６】
前記貯水槽１０の底面部には、内部に貯留された水を流出させるための２つの流出口１０ｄ、１０ｄが設けられており、これらの流出口１０ｄのそれぞれには、水を流出させるための放出弁１０ｖが設けられている。
【００１７】
前記流出口１０ｄのそれぞれの下方に前記貯留容器１２が配置されるのである。
これらの貯留容器１２、１２は、柱状本体部１１の両側に配置され、本体部１１の上方端部分に設けられた回動軸１５を中心として回転するスプロケット１４の回りで歯合して往復動できる有端チェーン１３の両端部に固定されている。
【００１８】
本体部１１は、図２において再度説明するが、図１（Ｃ）からよく解る通り、２つの横断面コ字形状の鋼製チャンネル型材の背面同士を接合したものから形成されている。
この鋼製チャンネル型材の両側縁部が案内レール１１ｒとなって、貯留容器１２の内側側面部に設けられている案内ローラー１２ｒを案内することができる。
この案内ローラー１２ｒは、左右に２個（一対）設けているが、上下平行に一対ずつ合計４個設けてもよいし、上下に平行に３対以上設けるのも自由である。
【００１９】
本体部１１の上方端部分でチャンネル型材の背面部の接合部に平行に回動軸１５を設け、この回動軸１５の回転によりスプロケット１４が回転できる。
前記有端チェーン１３の両端部には貯留容器１２をそれぞれ固定しており、貯留容器１２の上端は開口され、その底面部には排出弁部１２ｖが設けられている。
【００２０】
この排出弁部１２ｖは、貯留容器１２が最下端の位置に来たときに、本体部１１の基礎部１１ｂに突設された作動杆１１ｓによって押し上げられ、排出弁部１２ｖが開放され、内部に貯留している水を外部に排出することができる。
【００２１】
前記スプロケット１４の回動軸１５の両端部には、ダイナモ発電機２０がそれぞれ接続され、回動軸１５の正逆回転に応じてこのダイナモ発電機２０が発電を行う。
上記構成に基づき、以下その動作について説明する。
【００２２】
まず、貯水槽１０内に生活排水又は上水道からの水を貯留させる。尚、この水を貯留させるための配管設備等についての説明は省略する。
内部に水が貯留した他方の貯留容器１２が下端位置に位置してその内部の水が排出弁部１２ｖから外部に排出される間に、一方の貯留容器１２は、その上端部位置に位置し、貯水槽１０の一方の流出口１０ｄの放出弁１０ｖを開放させ、貯水槽１０内の水が一方の貯留容器１２の内部に流入する。
この貯留容器１２内に水が貯留される間、この貯留容器１２を本体部１１上端で停止させておくストッパー部材は、後の図４にて説明する。
【００２３】
一方の貯留容器１２の底面部の排水弁部１２ｖは閉鎖状態にあるために、この一方の貯留容器１２の内部に水が貯留する。
所定量の水がこの一方の貯留容器１２内に貯留すると、後の図４にて説明する放水弁１０ｖを閉鎖させる手段により水の流入が停止され、前記ストッパー部材の解除によりこの貯留容器１２は、それ自身の重量により下方に下降するのである。
【００２４】
この一方の貯留容器１２が下方に向かって下降すると、他方の貯留容器１２は上方に上昇することとなる。この際に、他方の貯留容器１２の内部の水は外部に輩出されてその内部は空である。
【００２５】
一方の貯留容器１２が本体部１１の最下端の位置に来ると、本体部１１の基礎部１１ｂに設けられた作動杆１１ｓに排出弁部１２ｖが当接して弁開放動作が行われ、内部に貯留した水が外部に排出される。
【００２６】
この時点で、他方の貯留容器１２は、本体部１１の上端部位置に位置し、貯水槽１０の他方の流出口１０ｄの放出弁１０ｖを開放させて、その内部に貯水槽１０の内部の水を流入させるのである。
【００２７】
この他方の貯留容器１２内に水が所定量流入すると、その重量によりストッパー部材が解除され、この他方の貯留容器１２は下方に下降するのである。
以上の工程を順次繰り返すことにより、両側の貯留容器１２は、相互に互い違いに上下方向に移動して往復運動を行うのである。
【００２８】
これにより貯留容器１２、１２がその両端部に固定された有端チェーン１３も往復運動を行い、これをガイドするスプロケット１４も正逆回動することとなり、その回動軸１５に接続するダイナモ発電機２０が回動せられ、発電を行うのである。
【００２９】
尚、本体部１１の基礎部１１ｂには貯留容器１２が下方に向かって下降して来た際に、この貯留容器１２の下降動作の制動を行うための制動装置が設けられている。
この実施形態では、この制動装置としては図示はしていないが、油圧シリンダー制動装置を使用している。
【００３０】
即ち、本体部１１の基礎部１１ｂの貯留容器１２の底面部の下方に、或いは、有端チェーン１３の端部の下方に上記油圧シリンダー制動装置を配置して、貯留容器１２又は有端チェーン１３の端部が当該油圧シリンダー制動装置の上端部に当接した際に、その衝撃を吸収して、下降動作のスピードを徐々に減衰させることが可能となるものである。
【００３１】
図２は、上記実施形態において一方の貯留容器が本体部の上方部分に位置した状態の一部切欠説明図である。
この図から良く解る通り、本体部１１は、横断面コ字形状の鋼製チャンネル型材１１ｃを２本使用し、これら鋼製チャンネル型材１１ｃ、１１ｃの背面部を接合した状態のものから形成されている。
【００３２】
これらのチャンネル型材１１ｃの両側縁部が、貯留容器１２の内側面に設けられた案内ローラーを案内する案内レール１１ｒ、１１ｒとなる。
貯留容器１２をその端部に固定する有端チェーン１３は、本体部１１の上端部分に配置されたスプロケット１４と歯合する。
【００３３】
このスプロケット１４の回動軸１５は、前記本体部１１のチャンネル型材１１ｃの接合された背面部と平行に配置され、この回動軸１５の両端部にダイナモ発電機２０が接続される。
このダイナモ発電機２０の回転軸は、回動軸１５と直接接続してもよく、或いはベルト等の各種の伝動手段により接続してもよい。
【００３４】
図３は、上記実施形態に係る発電装置を建築物の階上及び階下に設置した状態を示す説明図である。
本考案に係る発電装置は、２階以上の建築物の内部で、各階に設置することができる。
この図３では、上下の階にそれぞれ設置した状態を図示している。
【００３５】
このようにして、建築物の各階に設置し、上層階からの排水を例えば貯水槽１０内に貯留させ、この貯留された水を利用して、上記図１で説明した通りの動作を繰り返して発電を行う。
上層階で発電に寄与した水は、貯留容器１２から排出されて、今度は下の階に設置された貯水槽１０内に貯留することとなる。
【００３６】
下層階の貯水槽１０内に貯留した水は、再度、下層階の貯留容器１２内に流入され、有端チェーン１３が往復動を行い、スプロケット１４を正逆回動させ、スプロケット１４の回動軸１５が発電機を作動させて発電を繰り返し行うことができることとなるのである。
【００３７】
図４は、前記した通り、貯留容器１２が本体部１１の上端部分に位置し、貯水槽１０内の水を流入する間、当該貯留容器１２を停止させておくためのストッパー部材及び貯留容器１２内へ所定量の水が流入した際の流入停止手段を示す説明図である。本体部上端部のスプロケット及び有端チェーンの図示は省略している。
【００３８】
ストッパー部材２２は、スプリング２７により本体部１１から水平方向に出没可能に設けられており、貯留容器１２の上端部がこのストッパー部材２２に当接することにより、本体部１１の内部に没入できる構成である。
貯留容器１２が本体部１１の上端部に位置すると、このストッパー部材２２は、元の位置に復帰し、即ち、本体部１１から水平方向に突出し、貯留容器１２をその位置に保持することができる。
【００３９】
貯留容器１２が上端位置に保持されると、作動杆が上方に移行して貯水槽１０の流出口１０ｄから水が流入する。
所定量の水が貯留容器１２内に貯留すると、フロート２３が上方に移行して、リンク機構により貯水槽１０の流出口１０ｄが閉鎖される。これが貯留容器１２内への水の流入停止手段となる。
これと同時に、支点２４、２５を介してリンク機構によりストッパー部材２２が水平方向に本体部１１内に没入し、貯留容器１２が下方に移行できることとなる。
【００４０】
上記機構は、本体部１１の両側に設けられ、一方又は他方の貯留容器１２が本体部１１の上端位置に位置した際に作動することとなる。
上記のリンク機構は、ストッパー部材２２の出没とフロート２３の動作並びに貯水槽１０の流出口１０ｄの開閉動作とを連動させているが、貯水槽１０の流出口１０ｄの開閉動作は別の作動杆を利用して個別に動作させるようにすることも自由である。
【００４１】
以上、本考案の一実施形態について説明したが、本考案においては実用新案登録請求の範囲に記載の範囲内で種々設計変更を行うことができ、上記の実施形態は、一つの例示である。
貯水槽、本体部及び貯留容器等々のサイズや材質は適宜設計変更することができるが、装置全体の大きさは、建築物の１つのフロアーの高さに合致するサイズとすることが望ましい。
【００４２】
これにより各階に設置することができ、上の階の排水を次の下の階の発電装置に繰り返し利用することができるからである。
また、最下層階の貯水槽から最上階の貯水槽へと揚水機等により水を引き上げて、貯水槽の水を循環再利用できるようにすることも可能である。
【００４３】
更に、貯留容器が最下端に位置し、内部の水を排水する際に、その内部の水の全量を排水せずに、その一部を残留させたままの状態で上方に移動させることもでき、その残量により貯水槽から貯留容器内に流入させる水量を調整することも可能である。
以上、本考案は、コンパクトな組合せにより、２階以上の建築物の内部の各階に設置してその排水を各階で利用し発電することが可能な極めて画期的な水力発電装置を提供することができたものである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  貯水槽
１０ｄ  流出口
１０ｖ  放出弁
１１  本体部
１１ｂ  基礎部
１１ｃ  チャンネル型材
１１ｒ  案内レール
１１ｓ  作動杆
１２  貯留容器
１２ｒ  案内ローラー
１２ｖ  排出弁部
１３  有端チェーン
１４  スプロケット
１５  回動軸
２０  発電機
２２  ストッパー部材
【図１】
0003185131.tif 000003
【図２】
0003185131.tif 000004
【図３】
0003185131.tif 000005
【図４】
0003185131.tif 000006