(57)【要約】      （修正有）【課題】昇降籠を昇降させる際に、上下空間にある空気を圧縮あるいは吸引する際のエネルギーを回収するエレベータ装置を提供する。【解決手段】エレベータシャフト１４に、外部へ開放された開口部とエレベータシャフト内に備えられた開口部４６とを有する通路４０を設けたエレベータ装置であって、通路は、気流の吹き付けにより回転するファンを備えた発電機４２と、発電機と一方の開口部と、発電機と他方の開口部との間にそれぞれ、流通方向を同一に定めて備えられた逆止弁５０，５８と、一方の開口部と一方の逆止弁との間と、発電機と他方の逆止弁との間を繋ぐ第１の迂回経路５２と、他方の開口部と他方の逆止弁との間と、発電機と一方の逆止弁との間を繋ぐ第２の迂回経路５４とを備え、一方の逆止弁及び他方の逆止弁と流通方向を逆向きに定めた逆止弁を前記第１の迂回経路と第２の迂回経路とのそれぞれに配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータシャフトに、外部へ開放された開口部とエレベータシャフト内に備えられた開口部とを有する通路を設けたエレベータ装置であって、
前記通路は、気流の吹き付けにより回転するファンを備えた発電機と、
前記発電機と一方の開口部と、前記発電機と他方の開口部との間にそれぞれ、流通方向を同一に定めて備えられた逆止弁と、
前記一方の開口部と一方の逆止弁との間と、前記発電機と他方の逆止弁との間を繋ぐ第１の迂回経路と、
前記他方の開口部と前記他方の逆止弁との間と、前記発電機と前記一方の逆止弁との間を繋ぐ第２の迂回経路とを備え、
前記一方の逆止弁及び前記他方の逆止弁と流通方向を逆向きに定めた逆止弁を前記第１の迂回経路と前記第２の迂回経路とのそれぞれに配置したことを特徴とするエレベータ装置。
【請求項２】
前記通路を前記エレベータシャフトの上半部と下半部のそれぞれに備えたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
【請求項３】
前記通路が有する２つの開口部をそれぞれ、前記エレベータシャフトの上端部と下端部に備える構成としたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
【請求項４】
前記エレベータシャフト内に備える２つの開口部を当該エレベータシャフトの上端部と下端部とに設けると共に、前記外部へ開放される側の２つの開口部を互いに接続するダクトを備えたことを特徴とする請求項２に記載のエレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータ装置に係り、特に高層建築物内に備えられる場合に好適なエレベータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレベータ装置は、建築物の高層化の影響を受け、移動距離の延長化、および移動速度の高速化が図られてきている。これに対し、近年の高層建築物では、フロア面積の有効利用等が図られる関係、および敷地面積確保の困難性等から、エレベータ装置を設置するために割り当てられるスペースは縮小されてきている。このため、エレベータ装置における昇降籠と、当該昇降籠が昇降するためのエレベータシャフトとの間の隙間は狭隘化される傾向にある。
【０００３】
一般的に、エレベータシャフトは閉鎖された空間により構成されているため、昇降籠がエレベータシャフト内を昇降した場合には、昇降籠とエレベータシャフトとの間を通って空気が移動することで、昇降籠の上下空間における気圧のバランスが保たれることとなる。
【０００４】
しかし、上記のようにエレベータシャフトと昇降籠との隙間が小さくなり、昇降籠の昇降速度が高速化した場合には、昇降籠の上下空間における圧力変動が大きくなり、昇降籠とエレベータシャフトとの間の隙間を抜ける空気の勢いが増大することとなる。昇降籠とエレベータシャフトとの隙間を通り抜ける空気は、エレベータ装置を利用するために乗降口を開くと、乗降口とエレベータシャフトとの隙間から乗降口側へ流れ込み、エレベータ装置の利用者に吹き付けられることとなる。この吹き付けられる空気は、これを抑制する手段が施されていない場合には、時に暴風のような勢いとなることもある。
【０００５】
このような問題に対して、圧力変動によって生ずる空気の流れを利用して建築物における居住空間（室内）の換気を行い、エネルギーを消費することで乗降口に流入する気流を抑えるといったことが、特許文献１にて提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３６０９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されているような手段によれば確かに、昇降籠の昇降に伴って生ずる気流を抑制することが可能となると考えられる。しかし、上記のような手段を採った場合、エレベータシャフトと建築物における居住空間とが直接的に繋がることとなる。この場合、居住空間に空気を流し込んで換気することは可能となるが、同時にエレベータシャフト内を昇降籠が昇降する際の騒音も伝わり易くなってしまうこととなる可能性がある。また、エレベータシャフトの上下部に開口部を備え、昇降籠の上下空間を単純に外部に開放することで気流を抑制することも可能であるがこの場合、空気の圧縮、吸引によって生ずる力を単純に捨てることになってしまう。
【０００７】
そこで本発明では、エレベータ装置における昇降籠の昇降によって乗降口に生ずる気流を抑制しつつ、昇降籠の上下空間における空気を圧縮あるいは吸引する際のエネルギーを回収することのできるエレベータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係るエレベータ装置は、エレベータシャフトに、外部へ開放された開口部とエレベータシャフト内に備えられた開口部とを有する通路を設けたエレベータ装置であって、前記通路は、気流の吹き付けにより回転するファンを備えた発電機と、前記発電機と一方の開口部と、前記発電機と他方の開口部との間にそれぞれ、流通方向を同一に定めて備えられた逆止弁と、前記一方の開口部と一方の逆止弁との間と、前記発電機と他方の逆止弁との間を繋ぐ第１の迂回経路と、前記他方の開口部と前記他方の逆止弁との間と、前記発電機と前記一方の逆止弁との間を繋ぐ第２の迂回経路とを備え、前記一方の逆止弁及び前記他方の逆止弁と流通方向を逆向きに定めた逆止弁を前記第１の迂回経路と前記第２の迂回経路とのそれぞれに配置したことを特徴とする。
【０００９】
また、上記のような特徴を有するエレベータ装置では、前記通路を前記エレベータシャフトの上半部と下半部のそれぞれに備えるようにすると良い。このような構成とすることで、昇降籠が上昇する際も下降する際も気流抑制効果を奏することができ、空気の圧縮、吸引に要するエネルギーの回収も行うことが可能となる。
【００１０】
また、上記のような特徴を有するエレベータ装置では、前記通路が有する２つの開口部をそれぞれ、前記エレベータシャフトの上端部と下端部に備える構成としても良い。このような構成とすることにより、昇降籠の上下空間に存在する空気を通路を利用して移動させることが可能となる。このため、昇降籠の上部空間の気圧が上昇した場合には、気圧の下降する下部空間へ空気を開放し、上部空間の気圧が降下した場合には気圧の上昇する下部空間から空気を導入することが可能となる。そして、上下空間を相互に移動する空気の移動により、発電機を稼動させることが可能となり、エネルギーの回収を行うことができる。
【００１１】
さらに、上記のような特徴を有するエレベータ装置では、前記エレベータシャフト内に備える２つの開口部を当該エレベータシャフトの上端部と下端部とに設けると共に、前記外部へ開放される側の２つの開口部を互いに接続するダクトを備える構成とすることもできる。このような構成によっても、昇降籠の上下空間における空気を移動させることで上下空間における気圧のバランスを図ることが可能となる。また、それぞれの通路における発電機で電力としてエネルギーを回収することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
上記のような構成のエレベータ装置によれば、昇降籠の昇降に伴って生ずるエレベータシャフト内の気圧の変動を抑制することができるため、昇降口に生ずる気流も抑制することができる。また、昇降籠の上下空間における空気を開放、吸引、あるいは移動させる際のエネルギーを、電力として回収することができる。また、電力に変換したエネルギーの回収と共に、エレベータシャフト内の気圧変動による駆動力の増大を抑制（すなわち駆動力の低減）といった相乗効果（シナジー効果）も得ることができる。また、通路に対する空気の流入方向が変わった場合であっても、発電機のファンに対して吹きつけられる気流の向きは変わらないため、ファンの回転方向の切り換えに伴うブレーキ作用、すなわち慣性力に対する抵抗力の発生による無駄が生じ無い。また、発生電流の流れる方向も常に一定方向とすることができるため、発電された電流を蓄電する際に、蓄電手段側への切替接続を不要とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のエレベータ装置に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１を参照して本発明のエレベータ装置に係る第１の実施形態について説明する。
【００１４】
本実施形態に係るエレベータ装置１０は、エレベータシャフト１４と、当該エレベータシャフト１４内を昇降する昇降籠１２、および昇降籠１２を昇降させるための機械室１６とを備えることを基本として構成され、前記エレベータシャフト１４と建築物外壁等を繋ぐ開放通路４０を有することを特徴とする。
【００１５】
前記エレベータシャフト１４は、建築物を構成する複数のフロアを垂直方向に貫く吹き抜けである。エレベータシャフト１４の上部には、機械室１６が備えられ、少なくとも図示しないモータ等の駆動手段と、メインシーブ（綱車）１８、およびサブシーブ（反らせ車）２０等が配置されている。
【００１６】
前記昇降籠１２は、図示しない利用者を載せて前記エレベータシャフト１４に沿って昇降する籠体である。昇降籠１２は、ワイヤロープ２６を介してカウンタウエイト２２と接続されている。前記ワイヤロープ２６は機械室１６に配置されたメインシーブ１８およびサブシーブ２０に巻き掛けられており、前記昇降籠１２と前記カウンタウエイト２２とは、つるべ状に吊下げられる体を成すこととなる。このような配置形態が採られるため、図示しないモータ等の駆動手段により前記メインシーブ１８を回転させることで、メインシーブ１８とワイヤロープ２６との間に摩擦力が発生し、この摩擦力によりワイヤロープ２６が引張りあるいは送り出しされ、昇降籠１２が昇降することとなる。この際、前記カウンタウエイト２２は、メインシーブ１８の回入側と回出側との重量バランスをとり、昇降動作に要する動力の軽減を図る役割を担う。
【００１７】
また、前記エレベータシャフト１４の下端部には、テンションシーブ（張り車）２４が備えられている。テンションシーブ２４には、昇降籠１２の下端部とカウンタウエイト２２の下端部とを繋ぐワイヤロープ２８が巻き掛けられており、昇降動作に伴う昇降籠１２とカウンタウエイト２２との間の相対位置のズレを防止している。
【００１８】
前記開放通路４０は、２つの開口部と、発電機４２、第１の迂回経路５２、第２の迂回経路５４、および逆止弁とを有する。本実施形態では、前記開口部のうちの一方（以下、一方の開口部４４と称す）を建築物の外壁（外側）に、他方（以下、他方の開口部４６と称す）をエレベータシャフト１４内に備える構成としている。このような構成とすることで、エレベータシャフト１４内の気圧が上昇した場合には当該開放通路４０を介して圧縮された空気が建築物外部へ排出されると共に、気圧が下降した場合には当該開放通路４０を介して建築物外部から空気を取り入れることが可能となる。
【００１９】
開放通路４０における一方の開口部４４と他方の開口部４６との間には、前記発電機４２が備えられ、前記発電機４２と前記一方の開口部４４の間と、前記発電機４２と前記他方の開口部４６の間とには、それぞれ逆止弁（第１の逆止弁４８、第２の逆止弁５０）が備えられている。前記発電機４２は、当該開放通路４０内を空気が流れることにより回転させられるファンを備えており、当該ファンの回転により電力を発生させる。なお、当該発電機４２は、図示しないバッテリ等の蓄電手段に接続されており、発生電力を蓄電可能な構成とされている。また、前記第１の逆止弁４８、第２の逆止弁５０は、矢印Ｂ、および矢印Ａで示す方向へ気体が流れることを可能なように配置している。
【００２０】
また、前記第１の迂回経路５２は、前記一方の開口部４４と前記第１の逆止弁４８との間と、前記発電機４２と前記第２の逆止弁５０との間にそれぞれ開口部を有する通路であり、前記第１の逆止弁４８、第２の逆止弁５０と気体の流通方向を逆向き（矢印Ｄで示す方向）に設定した逆止弁（第３の逆止弁５６）が備えられている。
【００２１】
また、前記第２の迂回経路５４は、前記他方の開口部４６と前記第２の逆止弁５０との間と、前記発電機４２と前記第１の逆止弁４８との間にそれぞれ開口部を有する通路であり、前記第３の逆止弁５６と気体の流通方向を同じ向き（矢印Ｇで示す方向）に設定した逆止弁（第４の逆止弁５８）が備えられている。
【００２２】
開放通路４０をこのような構成とすることによれば、エレベータシャフト１４内の空気を外部へ放出する場合であっても、エレベータシャフト１４内に空気を取り込む場合であっても、前記発電機４２のファンに吹き付けられる空気の方向（気流の向き）を同一方向とすることができる。具体的には、他方の開口部４６から開放通路４０内に流入した空気は、矢印Ａの方向に沿って発電機４２へと導かれ、矢印Ｂの方向に沿って一方の開口部４４から放出されることとなる。これに対し、一方の開口部４４から開放通路４０内に流入した空気は、矢印Ｃ，Ｄ，Ｅの方向に沿って発電機４２へと導かれ、矢印Ｆ，Ｇ，Ｈの方向に沿って他方の開口部４６からエレベータシャフト１４内へと導入される。
【００２３】
このように、発電機４２のファンに対して一方向から空気が吹き付けられる構成としたことで、発電機４２に取り付けられたファンは、一定方向のみに回転する事となり、発生電力を常に一定方向に流れる直流電流として回収することが可能となる。
【００２４】
上記のような構成のエレベータ装置１０では、メインシーブ１８を回転させることにより昇降籠１２を上昇させた場合には、昇降籠１２の上側に位置する空間（以下、上部空間３０と称す）の気圧が上昇する。これにより、上部空間３０の空気は、他方の開口部４６、第２の逆止弁５０、発電機４２、第１の逆止弁４８、一方の開口部４４を通過して建築物の外部へ放出されることとなる。一方、メインシーブ１８の回転により昇降籠１２を下降させた場合には、上部空間３０の気圧は低下する。これにより、建築物外部の空気が一方の開口部４４、第３の逆止弁５６、発電機４２、第４の逆止弁５８、他方の開口部４６を通過してエレベータシャフト１４の内部へ導入されることとなる。
【００２５】
上記のようなエレベータ装置１０によれば、昇降籠１２の上部空間３０における気圧の変化を低減することができる。このため、昇降籠１２を昇降させる際に上部空間３０の空気を圧縮あるいは吸引するために要するエネルギーを低減することができ、昇降籠１２の昇降に要する動力を低減することができる。また、昇降籠１２を昇降させる際の動力の低減を図るために放出、あるいは吸引する空気の流れを利用して発電機４２を稼動させて電力を生じさせ、これを回収していることより、開放されるエネルギーを有効に回収することができるようになる。
【００２６】
なお、本実施形態では、開放通路４０における他方の開口部４６をエレベータシャフト１４の上端側に設けるように示して説明したが、これは限定的要素では無い。例えば他方の開口部４６をエレベータシャフト１４の下端側に設けた場合には、昇降籠１２の上昇、下降に伴う空気の放出、導入が逆になるが、昇降に要する動力の低減、および放出エネルギーを電力として回収するという効果については同様に得ることができる。また、他方の開口部４６をエレベータシャフト１４の中間部（例えば中央部）に設けた場合には、昇降籠１２の昇降途中で空気の放出、導入が切替わることとなるが、発電機４２を通過する気流の向きに変化は無いため、発電機４２のファンの回転を妨げるブレーキ作用的損失、すなわち回転しているファンの慣性力を妨げる力が生じ無いため、安定した電力を効率良く発生させることができる。このように、本実施形態に係る開放通路４０に設けられた発電機４２は、ファンの回転方向を常に一定方向とすることができるため、バッテリ等に対する接続切替を不要とすることができる。
【００２７】
次に、図２を参照して本発明のエレベータ装置に係る第２の実施形態について説明する。本実施形態に係るエレベータ装置の殆どの構成は、上述した第１の実施形態に係るエレベータ装置と同じである。したがってその機能を同一とする箇所には、図面に１００を足した符号を付してその詳細な説明は省略することとする。
【００２８】
本実施形態に係るエレベータ装置１１０は、エレベータシャフト１１４の上半部と下半部のそれぞれに開放通路を備えたことを特徴とする。なお、それぞれの開放通路の構成要素に関しては同一であるため、上部開放通路１４０ａについては構成要素の符号にａを付し、下部開放通路１４０ｂについては構成要素の符号にｂを付して詳細な説明を省略することとする。
【００２９】
本実施形態のようにエレベータシャフト１１４に上部開放通路１４０ａと下部開放通路１４０ｂといった２つの開放通路を設けるようにすることで、昇降籠１１２の上部空間１３０と下部空間１３２の双方で、空気の圧縮、吸引を抑制することができる。このため、昇降籠１１２を昇降させる際の動力の低減効果を第１の実施形態に係るエレベータ装置１０よりも高めることが可能となる。また、各開放通路１４０ａ，１４０ｂに発電機１４２ａ，１４２ｂを備える構成としているため、放出エネルギーを電力として回収する効果も高い。
【００３０】
なお、上記のような構成とする場合、上部開放通路１４０ａにおける他方の開口部１４６ａは、エレベータシャフト１１４の上端部に、下部開放通路１４０ｂにおける他方の開口部１４６ｂはエレベータシャフト１１４の下端部にそれぞれ設けるようにすると良い。ここで、本発明の実施形態におけるエレベータシャフト１１４の上端部、下端部とは、昇降籠１１２が昇降する際の上死点より上側と、下死点より下側の範囲とする。このような構成とすることで、昇降籠１１２の昇降に要する動力を軽減することができる範囲を最も広く採ることができると共に、電力の発生効率を最も高くすることができるからである。
【００３１】
次に、図３を参照して本発明のエレベータ装置に係る第３の実施形態について説明する。本実施形態に係るエレベータ装置も、その殆どの構成を第１の実施形態に示したエレベータ装置と同様とする。したがって、その機能を同一とする箇所には図面に２００を足した符号を付してその詳細な説明は省略することとする。
【００３２】
本実施形態に係るエレベータ装置２１０は、開放通路２４０における２つの開口部（一方の開口部２４４と他方の開口部２４６）の双方を共に、エレベータシャフト２１４内の上端部と下端部にそれぞれ配置したことを特徴とする。つまり、昇降籠２１２の上昇時には、気圧が上昇する昇降籠２１２の上部空間２３０の空気を気圧が下降する下部空間２３２に開放し、昇降籠２１２を下降させる時には、気圧が下降する上部空間２３０に気圧が上昇する下部空間２３２の空気を導入する構成とするのである。
【００３３】
このような構成とした場合であっても、昇降籠２１２の上下空間における空気を圧縮あるいは吸引する力を軽減することができるため、昇降籠の昇降に要する動力の軽減を図ることができる。
【００３４】
次に図４を参照して本発明のエレベータ装置に係る第４の実施形態について説明する。本実施形態に係るエレベータ装置は、その殆どの構成を第１、第２の実施形態に示したエレベータ装置と同様とする。したがって、その機能を同一とする箇所には図面に３００を足した符号（図１に付した符号を基準として）を付してその詳細な説明は省略することとする。
【００３５】
本実施形態に係るエレベータ装置３１０は、上記第２の実施形態に係るエレベータ装置１１０における上部開放通路１４０ａ（図２参照）、下部開放通路１４０ｂ（図２参照）の一方の開口部１４４ａ，１４４ｂ（図２参照）を相互に接続するダクト３６０を設ける構成としたことを特徴とする。
【００３６】
このような構成とすることにより、上記第３の実施形態と同様に、昇降籠３１２の上部空間３３０の空気を下部空間３３２へ、下部空間３３２の空気を上部空間３３０へ移動させることが可能となり、昇降籠３１２の昇降に要するエネルギーの低減を図ることができる。また、エレベータシャフト３１４の上下それぞれに、発電機３４２ａ，３４２ｂを有する通路を備えているため、昇降籠３１２の昇降に際して回収される電力は、第３の実施形態におけるエレベータ装置２１０と比べると、２倍程度になることとなる。
【００３７】
本実施形態に係る開放通路３４０では、発電機３４２ａ，３４２ｂを通過する風流の向きを常に一定方向とすることができるため、発電機３４２ａ，３４２ｂから出力される電流の向きを一定方向に定めることができる。このため、バッテリ等の蓄電手段に対する接続切替を不要とすることができ、そのタイミングも気にすることが無い。よって、複数の発電機を１つの蓄電手段に接続して発電機を稼動させることができる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、いずれも１：１ローピングを採用したエレベータ装置の例を示して説明を進めたが、本発明に係るエレベータ装置は、複数台郡列されたものや、２：１ローピングを採用するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１の実施形態に係るエレベータ装置の構成を示す図である。
【図２】第２の実施形態に係るエレベータ装置の構成を示す図である
【図３】第３の実施形態に係るエレベータ装置の構成を示す図である
【図４】第４の実施形態に係るエレベータ装置の構成を示す図である
【符号の説明】
【００４０】
１０………エレベータ装置、１２………昇降籠、１４………エレベータシャフト、１６………機械室、２２………カウンタウエイト、２６………ワイヤロープ、４０………開放通路、４２………発電機、４４………一方の開口部、４６………他方の開口部、４８………第１の逆止弁、５０………第２の逆止弁、５２………第１の迂回経路、５４………第２の迂回経路、５６………第３の逆止弁、５８………第４の逆止弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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