(57)【要約】【課題】  安定したトラクションが得られ、長時間連続して運転できるエレベータ装置を得ることを課題とする。【解決手段】  カウンタウェイトに燃料電池とこの燃料電池へ燃料を供給する第１の燃料タンクを設け、前記第１の燃料タンクへ燃料を供給する第２の燃料タンクを昇降路に設けると共に、発電と同時に発生する水をカウンタウェイトに搭載された排水タンクに溜めるようにしたので、こまめに燃料電池の第１の燃料タンクに燃料を供給することが可能となり、しかも昇降路内への水の飛散等も防止できエレベータ装置を長時間快適に運転することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カウンタウェイトに燃料電池とこの燃料電池へ燃料を供給する第１の燃料タンクを搭載し、前記燃料電池の発生する電力により巻上機を駆動することにより昇降するエレベータ装置において、
前記第１の燃料タンクへ燃料を供給する第２の燃料タンクを前記エレベータ装置の昇降路に設けたことを特徴とするエレベータ装置。
【請求項２】
カウンタウェイトの下部に第１の燃料タンクへ燃料の供給を受ける燃料供給ソケットを設けたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置。
【請求項３】
カウンタウェイトに燃料電池の発電に伴って発生する水を収容する排水タンクを搭載したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のエレベータ装置。
【請求項４】
カウンタウェイトの下部に排水タンクの水を排出する排水口を設けたことを特徴とする請求項３記載のエレベータ装置。
【請求項５】
カウンタウェイトの下方に位置する昇降路床上に燃料供給ソケットに結合する燃料供給口を設け、前記燃料供給ソケットと燃料供給口は、前記カウンタウェイトの最下部位置で嵌合する構成であることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載のエレベータ装置。
【請求項６】
カウンタウェイトの下方に位置する昇降路床上に排水口に嵌合する排水ソケットを設け、前記排水口と排水ソケットは、前記カウンタウェイトの最下部位置で結合する構成であることを特徴とする請求項４または請求項５記載のエレベータ装置。
【請求項７】
燃料供給口と燃料供給ソケットのそれぞれに、前記燃料供給口と燃料供給ソケットの結合時のみ開放するバルブを設けたことを特徴とする請求項５記載のエレベータ装置。
【請求項８】
排水口と排水供給ソケットのそれぞれに、前記排水口と排水ソケットの嵌合時のみ開放するバルブを設けたことを特徴とする請求項６または請求項７記載のエレベータ装置。
【請求項９】
第1の燃料タンクに燃料レベルを検出する燃料レベル検出装置を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のエレベータ装置。
【請求項１０】
排水タンクに水位を検出する水位検出装置を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載のエレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人員または物品を輸送するエレベータ装置に係り、特にエレベータ装置の巻上機とこの巻上機へ電力を供給する燃料電池をカウンタウェイトに搭載したエレベータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレベータ装置は人員または物品が搭乗する乗りかごを巻上機で昇降させるものであるが、一般的に、巻上機の容量を低減する目的でカウンタウェイトが取り付けられている。そして、巻上機をカウンタウェイトに搭載すると共に、この巻上機に電力を供給する燃料電池を前記カウンタウェイトに搭載する考えはすでに提案されており、巻上機の設置スペースの低減、停電時の運転に役立っている。
例えば、従来のエレベータ装置は、人員や物品が搭載される乗りかごが主ロープにより吊り下げられ、その主ロープは昇降路の天井部分に取り付けられた返し車を介してカウンタウェイトに繋がれている。カウンタウェイトには巻上機が搭載されていて、トラクションロープを牽引する。また、カウンタウェイトには、燃料電池とその燃料電池へ燃料を供給する燃料タンク、インバータ、および電動機も搭載されている。
【０００３】
ここで、燃料電池とは、水の電気分解とは逆の作用で水素と酸素を電解質で反応させ、電気と水を発生させる装置のことであって、水の電気分解とは逆反応により発電されるため、基本的に生成される物質は水だけである。
【０００４】
従来のエレベータ装置は前記のように構成されており、その動作は次のとおりである。
即ち、カウンタウェイトに搭載された燃料電池が化学反応で電力を発生し、その電力をインバータにより任意の周波数、電圧に変換して電動機を駆動する。電動機の駆動により巻上機が回転し、トラクションロープを牽引することでカウンタウェイトが昇降する。カウンタウェイトが昇降することで主ロープにより吊り下げられた乗りかごがカウンタウェイトと逆方向に昇降する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３８１６３号公報（２欄３行−２０行、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のエレベータ装置は、エレベータ装置の利用に伴いカウンタウェイトに搭載した燃料電池の燃料が消耗し、カウンタウェイトの重量が減少するので、乗りかごとカウンタウェイトのアンバランス率が大きくなる。このアンバランス率が大きくなると、トラクション能力が限界を超えてトラクションロープに滑りが生じることになる。
従って、トラクションロープの滑りを防ぐために、燃料電池が電力を供給できる時間は、トラクション能力の限界を超えない範囲で消費する燃料の量で決まることになり、連続して長時間運転できない不都合があった。また、燃料電池の燃料タンクに対し、他からの燃料供給手段がなく、燃料電池の燃料タンクの容量から必然的にエレベータ装置の運転時間には制限があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、安定したトラクションが得られ、長時間連続して運転できるエレベータ装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るエレベータ装置は、カウンタウェイトに燃料電池とこの燃料電池へ燃料を供給する第１の燃料タンクを搭載し、前記燃料電池の発生する電力により巻上機を駆動することにより昇降するエレベータ装置において、前記第１の燃料タンクへ燃料を供給する第２の燃料タンクを前記エレベータ装置の昇降路に設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係るエレベータ装置によれば、エレベータ装置の利用に伴いカウンタウェイトに搭載した燃料電池へ燃料を供給する第１の燃料タンクの燃料が消耗しても、この第１の燃料タンクに、昇降路に設けた第２の燃料タンクより燃料が供給できる。従って、乗りかごとカウンタウェイトとのアンバランス率がトラクション能力の限界を超えるまでカウンタウェイトの重量を減少させることがなくなり、ロープが滑ることを防止でき、連続して長時間運転できるエレベータ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はエレベータ装置の通常運転時の状態を示す正面図、図２は図１を上から見た平面図である。これらの図において、エレベータ装置が設置されるビル等の建物１に昇降路２が敷設されている。この昇降路２内にはエレベータ装置の乗りかご３を案内する第１のレール４と、後述するカウンタウェイト５を案内する第２のレール６がそれぞれ敷設されており、更に天井部分７には返し車８が取り付けられている。
【００１１】
乗りかご３の上部には吊車９が取り付けられると共に、両側部上部と下部には第１のレール４に沿って乗りかご３を案内するガイドシュー１０が固定して取り付けられている。また、昇降路２の天井部分７に両端が固定されたロープ１１があり、このロープ１１を吊車９、返し車８、およびカウンタウェイト５の上部に取り付けられた後述する巻上機１２の綱車１３に巻き掛けることにより、乗りかご３は第１のレール４に案内されつつ上昇移動あるいは下降移動する。
【００１２】
カウンタウェイト５には、上部に巻上機１２が取り付けられると共に、下部に第１の燃料タンク１４と排水タンク１５が搭載され、この第１の燃料タンク１４と排水タンク１５の上方部分で、巻上機１２との間には燃料電池１６が搭載されている。また、カウンタウェイト５の両側部上部と下部には第２のレール６に沿って案内するガイドシュー１７が固定して設けられており、カウンタウェイト５の下部には第１の燃料タンク１４が燃料の供給を受けるための燃料供給ソケット１８と、排水タンク１５に溜まった水を排水するための排水口１９がそれぞれ設けられている。このカウンタウェイト５は、ガイドシュー１７と巻上機１２の綱車１３により第２のレール６に沿って乗りかご３とは逆方向に上昇移動あるいは下降移動する。
【００１３】
また、昇降路床面２０の隅部には、第１の燃料タンク１４に燃料を供給する第２の燃料タンク２１が設置され、昇降路床面２０のカウンタウェイト５の下方部分には、燃料供給ソケット１８および排水口１９のそれぞれに結合する燃料供給口２２と排水ソケット２３が設けられている。この燃料供給口２２は第２の燃料タンク２１と配管２４で繋がれており、排水ソケット２３は昇降路床面２０の下部に設けられた排水溝２５に配管２６で繋がれている。
【００１４】
カウンタウェイト５に搭載される第１の燃料タンク１４には、第１の燃料タンク１４内の燃料レベルを検出する燃料レベル検出装置２７が、また、排水タンク１５には排水タンク１５の水位を検出する水位検出装置２８がそれぞれ取り付けられている。
【００１５】
次に、前記実施の形態１によるエレベータ装置の動作について説明する。
図３は実施の形態１によるエレベータ装置の燃料供給状態、及び／又は排水状態を示す図で、第１の燃料タンク１４に取り付けられた燃料レベル検出装置２７が第１の燃料タンク１４内の燃料が所定レベルになったことを検出するか、及び／又は排水タンク１５に取り付けられた水位検出装置２８が排水タンク１５内の水が所定水位になったことを検出すると、カウンタウェイト５が、乗りかご３の最上停止階に停止する時におけるカウンタウェイト５の位置より更に下にある燃料補充位置まで降下し、燃料供給口２２に燃料供給ソケット１８が、及び／又は排水口１９に排水ソケット２３が結合し、後述するように、昇降路床面２０の隅部に設置された第２の燃料タンク２１から第１の燃料タンク１４へ燃料を補充し、及び／又は排水タンク１５に溜まった水を排水溝２５に排水して排水タンク１５を空にする。
【００１６】
図４は燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２の詳細断面図で、図４（ａ）は燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２が結合していない状態を示し、図４（ｂ）は燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２が結合している状態を示している。
この図において、燃料供給ソケット１８には、この燃料供給ソケット１８内に形成される燃料供給路３０を開閉する第１の電磁弁３１が取り付けられると共に、先端部にはパッキン３２が取り付けられている。また、燃料供給ソケット１８の外周部には結合確認スイッチ３３が取り付けられている。
【００１７】
また、燃料供給口２２には、この燃料供給口２２内に形成される燃料供給路３４を開閉する第２の電磁弁３５が取り付けられると共に、先端部には外方に向かってテーパ状に拡開するカップ形状の突出部３６が形成されている。図４（ｂ）に示すように、燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２の結合時にはカップ形状の突出部３６が結合確認スイッチ３３と当接する。
【００１８】
前記構成において、第２の燃料タンク２１から第１の燃料タンク１４へ燃料を供給する場合には、燃料レベル検出装置２７から燃料供給の信号を受け、カウンタウェイト５が下降することにより図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態のように燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２が結合する。この燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２の結合により結合確認スイッチ３３が作動し、第１の電磁弁３１が作動する。この第１の電磁弁３１の作動により燃料供給ソケット１８内の燃料供給路３０を開路する。第１の電磁弁３１の作動により燃料供給ソケット１８内の燃料供給路３０が開路した後、第２の電磁弁３５が作動して燃料供給口２２内の燃料供給路３４が開路し、第２の燃料タンク２１から第１の燃料タンク１４へ燃料が供給される。
【００１９】
第２の燃料タンク２１から第１の燃料タンク１４への燃料の供給が完了すると、第１の電磁弁３１と第２の電磁弁３５は共に燃料供給路３０、３４を閉路すると共に、カウンタウェイト５が上昇し、燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２の結合が解除される。
なお、第１の電磁弁３１と第２の電磁弁３５が作動し、燃料供給路３０、３４が開路状態にある時には、燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２の結合が外れて燃料が漏れるのを防止するため、エレベータは上昇移動あるいは下降移動しないように制御される。
【００２０】
次に、排水のみであって第２の燃料タンク２１から第１の燃料タンク１４への燃料供給が不要の場合には、カウンタウェイト５が下降してきて、燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２が結合し、結合確認スイッチ３３が作動しても、第１の電磁弁３１，第２の電磁弁３５は共に燃料供給路３０、３４を開路しないように制御され、燃料の供給は行われない。
【００２１】
図５は排水口１９と排水ソケット２３の詳細断面図で、図５（ａ）は排水口１９と排水ソケット２３が結合していない状態を示し、図５（ｂ）は排水口１９と排水ソケット２３が結合している状態を示している。
【００２２】
この図において、排水口１９の内部先端部には、この排水口１９と一体構成されると共に、中心部に穴４０を有する座部４１と、この座部４１と所定間隔を介在すると共に、排水口１９と一体構成の突出片４２が排水口１９の排水路４３内に設けられている。この突出片４２にロッド４４が摺動可能に保持され、ロッド４４には座部４１の穴４０を塞ぐように弁体４５が一体構成されている。なお、弁体４５と対向する座部４１の穴４０の周囲にはパッキン４６が取り付けられており、弁体４５と突出片４２の間には、ロッド４４を囲むようにばね４７が介在されている。このばね４７は、突出片４２との当接部を支点とし、パッキン４６を介在して弁体４５を座部４１に押圧することにより、常時は排水口１９内の排水路４３を閉路している。
【００２３】
排水ソケット２３の排水路４８内には、排水ソケット２３と一体構成の当て板４９が設けられており、先端部には外方に向かってテーパ状に拡開するカップ形状の突出部５０が形成されている。
【００２４】
前記構成において、排水タンク１５に溜まった水を排水する場合には、水位検出装置２８からの排水信号を受け、カウンタウェイト５が下降することにより図５（ａ）の状態から図５（ｂ）の状態のように排水口１９と排水ソケット２３が結合する。これにより、ロッド４４の先端が排水ソケット２３の当て板４９に当接し、ばね４７が圧縮されて弁体４５が座部４１から離れることになり、弁体４５により塞がれていた座部４１の穴４０が開放され、排水口１９の排水路４３と排水ソケット２３の排水路４８が連通し、排水タンク１５に溜まった水が、排水ソケット２３から昇降路床面２０の下部に設けられた排水溝２５に排水される。
【００２５】
前述のように、カウンタウェイト５の下方部分に設けられた燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２、および排水口１９と排水ソケット２３のそれぞれには、燃料供給ソケット１８と燃料供給口２２、及び／又は排水口１９と排水ソケット２３がそれぞれ結合したときのみ燃料供給路あるいは排水路が形成されるように構成されているので、エレベータ装置の通常運転時にカウンタウェイト５の第１の燃料タンク１４及び排水タンク１５から燃料あるいは水が漏れるのを防止できる。
【００２６】
更に、カウンタウェイト５の第１の燃料タンク１４に取り付けられた燃料レベル検出装置２７が、第１の燃料タンク１４の燃料が所定レベル以上になったことを検出し、及び／又は排水タンク１５に取り付けられた水位検出装置２８が、排水タンク１５内の水が所定水位以下になったことを検出すると、エレベータ装置が再起動して乗りかご３が通常の停止階に戻る。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、この発明にかかるエレベータ装置は、カウンタウェイト５に搭載された燃料電池１６に燃料を供給する第１の燃料タンク１４へ燃料を供給する第２の燃料タンク２１を昇降路２に設け、こまめに燃料電池１６の第１の燃料タンク１４に燃料を供給するので、長時間エレベータ装置を運転できる。また、燃料電池１６の発電と同時に発生する水はカウンタウェイト５に搭載された排水タンク１５に溜めることで昇降路２内に水が飛び散るのを防ぐと共に、昇降路２内の湿度が高くなるのを押える。これにより昇降路２に設置される機器が錆びることを防ぐことができるので、産業上の利用可能性は極めて高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１によるエレベータ装置の全体を示す正面図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるエレベータ装置の上から見た平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるエレベータ装置の燃料供給状態、及び／又は排水状態を示す正面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に使用される燃料供給ソケットと燃料供給口の詳細断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に使用される排水口と排水ソケットの詳細断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  建物、                          ２  昇降路、  
３  乗りかご、                      ４  第１のレール、  
５  カウンタウェイト、              ６  第２のレール、
７  天井部分、                      ８  返し車、
９  吊車、                        １０  ガイドシュー、
１１  ロープ、                      １２  巻上機、
１３  綱車、                        １４  燃料タンク、
１５  排水タンク、                  １６  燃料電池、
１７  ガイドシュー、                １８  燃料供給ソケット、
１９  排水口、                      ２０  昇降路床面、
２１  第２の燃料タンク              ２２  燃料供給口
２３  排水ソケット                  ２４  配管
２５  排水溝                        ２６  配管
２７  燃料レベル検出装置            ２８  水位検出装置
３０  燃料供給路                    ３１  第１の電磁弁
３２  パッキン                      ３３  結合確認スイッチ
３４  燃料供給路                    ３５  第２の電磁弁
３６  突出部                        ４０  穴
４１  座部                          ４２  突出片
４３  排水路                        ４４  ロッド
４５  弁体                          ４６  パッキン
４７  ばね                          ４８  排水路
４９  当て板                        ５０  突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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