(57)【要約】      （修正有）【課題】ビル家屋の給水配管システムに適用可能な水圧発電装置を提供する。【解決手段】少なくとも、一般のビルの屋上に設置された貯水槽と、該貯水槽に接続した複数の給水管１１が設置され、また、各フロアにある給水管１１に、減圧構造２が嵌着され該減圧構造２内に、ファン羽根２２のある伝動軸２１が設置され、伝動軸２１が、電力装置の発電機に連結される。発電機が、伝動軸の回転に連動し発電する。水圧による発電と水圧の低減を同時に達成できる。  【選択図】図２
0003157428.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
ビルの屋上に設置された貯水槽と、該貯水槽に接続された複数の給水管であって、前記ビルの各フロアにおいて配管された給水管とからなる貯水部と、
前記貯水部の前記給水管の途中に、上下開口部がそれぞれ嵌着された減圧構造であって、その内部において、前記給水管の中心から両側の所定の位置に、それぞれファン羽根を備えた伝動軸が設置されてなる減圧構造と、
前記給水管の外側に設置され、主として、発電機と電力貯蔵装置からなる電力装置であって、前記減圧構造の伝動軸が、前記発電機と互いに連結し、前記発電機が、前記伝動軸の回転により連動して駆動し発電した電力を、電力貯蔵システムへ送電する電力装置と
が含有される
ことを特徴とする水圧発電装置。
【請求項２】
前記減圧構造が、前記貯水槽から下方へ所定の距離に位置するフロアの給水管に設置されてなることを特徴とする請求項１に記載の水圧発電装置。
【請求項３】
前記減圧構造の伝動軸が、逆Ｔ字状に設置され、該逆Ｔ字状である伝動軸の垂直部分が、縦方向伝動軸とされ、該縦方向伝動軸が、給水管と平行し、前記逆Ｔ字状である伝動軸の水平部分が、横方向伝動軸とされ、該横方向伝動軸が、給水管に垂直方向であり、前記縦方向伝動軸に、ファン羽根が嵌設され、前記縦方向伝動軸と横方向伝動軸との係合部に、伝達軸セットが設置され、その伝達軸セットにより、前記縦方向伝動軸の回転によるパワーを前記横方向伝動軸のパワーへ変換し、前記横方向伝動軸が前記電力装置の発電機に連結されてなることを特徴とする請求項１に記載の水圧発電装置。
【請求項４】
前記伝動軸の縦方向伝動軸に設けてあるファン羽根の外形が、螺旋状であることを特徴とする請求項３に記載の水圧発電装置。
【請求項５】
前記縦方向伝動軸にある螺旋状ファン羽根の外形が、約錐状であることを特徴とする請求項４に記載の水圧発電装置。
【請求項６】
前記減圧構造の二つの伝動軸のファン羽根の外形が、互いにミラーリングする外形であることを特徴とする請求項１に記載の水圧発電装置。
【請求項７】
前記減圧構造のファン羽根の外形が、上方へ湾曲されたホック状であることを特徴とする請求項１に記載の水圧発電装置。
【請求項８】
前記減圧構造のファン羽根の外形が、水車状であることを特徴とする請求項１に記載の水圧発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水圧発電装置に関するものであり、さらに詳しくは水圧回転式発電装置、特に、一般のビル家屋の給水システムに結合可能な自己完結型の水圧回転式発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の貯水塔からの給水による水力発電装置は、貯水塔と水車、発電機、充電電池、給水管、蓄水槽、排水管及び水ポンプ等を組み合わせて構成されたものである。前記の水力発電のシステムは、主として、貯水塔の水を水車に通過させ、これにより、水車ファン羽根の回転により、発電機が連動されて発電し、水が水車を通過して貯水槽に到達すると、水ポンプにより、貯水塔へ送り戻される仕組みとされている。
【０００３】
このシステムの流れ全体によれば、前記水車のファン羽根を回転させることにより、発電機が電力を発生するが、水ポンプで、水を貯水塔へ送り戻すことが必要となるため、この過程において、電力を生成しながら、一方で同時に電力を消費するという状態であり、また、システムの流れ全体を完成するため、構造装置にコストがかかり、全体として、発電効率が低いという問題があった。
【０００４】
かかる状況下において、特開平７−２９３４１９号公報によれば、水源部と該水源部より水位が低いタンクとを連結する配管の途中に設けた発電機により発電するシステムが提案されているが、かかる提案によれば、タンク内に流入した水をさらに電力を使用して排出する必要があり、発電しながら、一方で電力の消費を要するという従来の問題点が解決されていない。
【特許文献１】特開平７−２９３４１９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本考案の課題は、前記問題点に鑑み、ビルに備えられた給水システムによる水の使用に際し、水圧を減圧させると共に水圧を利用することによる発電可能な水圧発電装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本考案者は、前記の本考案の課題を解決するため、鋭意検討を重ねたところ、給水管に特定の減圧構造を取り付け、水圧を利用することにより効率よく発電が可能であることに着目し、かかる知見に基いて本考案に想到した。
【０００７】
すなわち、本考案の主な目的は、電力発電を行いながら、水圧を低減でき、水圧による、水管に対する障害を低減できる水圧発電装置を提供するものである。
かくして、本考案によれば、
請求項１において、
少なくとも、
ビルの屋上に設置された貯水槽と、該貯水槽に接続された複数の給水管であって、前記ビルの各フロアにおいて配管された給水管とからなる貯水部と、
前記貯水部の前記給水管の途中に、上下開口部がそれぞれ嵌着された減圧構造であって、その内部において、前記給水管の中心から両側の所定の位置に、それぞれファン羽根を備えた伝動軸が設置されてなる減圧構造と、
前記給水管の外側に設置され、主として、発電機と電力貯蔵装置からなる電力装置であって、前記減圧構造の伝動軸が、前記発電機と互いに連結し、前記発電機が、前記伝動軸の回転により連動して駆動し発電した電力を、電力貯蔵システムへ送電する電力装置と、
が含有される、
ことを特徴とする水圧発電装置が提供される。
【０００８】
請求項２の考案によれば、前記減圧構造が、前記貯水槽から下方へ所定の距離に位置するフロアの給水管に設置されてなることを特徴とする請求項１に記載の水圧発電装置が提供される。
【０００９】
請求項３の考案によれば、前記減圧構造の伝動軸が、逆Ｔ字状に設置され、該逆Ｔ字状である伝動軸の垂直部分が、縦方向伝動軸とされ、該縦方向伝動軸が、給水管と平行し、前記逆Ｔ字状である伝動軸の水平部分が、横方向伝動軸とされ、該横方向伝動軸が、給水管に垂直方向であり、前記縦方向伝動軸に、ファン羽根が嵌設され、前記縦方向伝動軸と横方向伝動軸との係合部に、伝達軸セットが設置され、その伝達軸セットにより、前記縦方向伝動軸の回転によるパワーを前記横方向伝動軸のパワーへ変換し、前記横方向伝動軸が前記電力装置の発電機に連結されてなることを特徴とする請求項１に記載の水圧発電装置が提供される。
【００１０】
請求項４の考案によれば、前記伝動軸の縦方向伝動軸にあるファン羽根の外形が、螺旋状であることを特徴とする請求項３に記載の水圧発電装置が提供される。
【００１１】
請求項５の考案によれば、前記縦方向伝動軸にある螺旋状ファン羽根の外形が、約錐状であることを特徴とする請求項４に記載の水圧発電装置が提供される。
【００１２】
請求項６の考案によれば、前記減圧構造の二つの伝動軸のファン羽根の外形が、互いにミラーリングする外形であることを特徴とする請求項１に記載の水圧発電装置が提供される。
【００１３】
請求項７の考案によれば、前記減圧構造のファン羽根の外形が、上方へ湾曲されたホック状であることを特徴とする請求項１に記載の水圧発電装置が提供される。
【００１４】
請求項８の考案によれば、前記減圧構造のファン羽根の外形が、水車状であることを特徴とする請求項１に記載の水圧発電装置が提供される。
【考案の効果】
【００１５】
本考案によれば、一般のビルの屋上に設置された貯水槽に接続された給水管の途中に減圧構造を設けることにより、水圧を利用したファン羽根の回転による発電と、同時に、水圧の低減を図ることができ、水の使用と共に発電できるという有用な自己完結型の水圧発電装置を提供することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本考案の特徴及び技術内容について、詳しく説明する。もっとも、それらの図面等は、参考や説明のためであり、本考案は、それらによって限定されるものではない。
【００１７】
本考案は、水圧回転式発電装置に関するものであり、図１に示すように、少なくとも、貯水槽１と減圧構造２及び図２に示すように電力装置３から構成されたものである。
貯水槽１は、図１に示すように、一般のビルの屋上に設置された貯水槽であり、貯水槽１の傍に、複数の該ビルの各フロアに給水する給水管１１が設置されてあり、貯水槽１から下方へ所定の距離に位置するフロアの給水管１１の途中に、減圧構造２が嵌着される。
【００１８】
減圧構造２は、図２に示すように、貯水槽１の給水管１１の途中に、嵌着され、主として、伝動軸２１とファン羽根２２からなり、給水管１１の中心から所定の距離の両側に、それぞれ、ファン羽根２２を有する伝動軸２１が、設置されてある。二つの伝動軸２１のファン羽根２２は、互いにミラーリングする外形でも良いが、上方へ湾曲されたホック状でもよい。伝動軸２１も、電力装置３の発電機３１に、連結され、また、図３のように、ファン羽根２２の外形は、約水車状でも良い。
【００１９】
電力装置３は、図２のように、給水管１１の一側に設置され、主として、発電機３１と電力貯蔵装置３２からなり、該発電機３１と減圧構造２の伝動軸２１が、互いに連結されたものである。発電機３１は、伝動軸２１の回転によるパワーを電力に変換する部品であり、発電機３１によって発電された電力量が、電力貯蔵システム３２へ送られる。
【００２０】
また、図４のように、該減圧構造２の伝動軸２１が、逆Ｔ字状に設置され、該逆Ｔ字状である伝動軸２１の垂直部分が、縦方向伝動軸２１１とされ、縦方向伝動軸２１１が、給水管１１に平行し、また、逆Ｔ字状である伝動軸２１の水平部分が、横方向伝動軸２１２とされる。横方向伝動軸２１２が、給水管１１に垂直方向であり、縦方向伝動軸２１１に、螺旋状のファン羽根２２が嵌設される。そして、その螺旋状のファン羽根２２が、約錐状であり、該縦方向伝動軸２１１と横方向伝動軸２１２との係合部に、伝達軸セット２３が設置される。その伝達軸セット２３により、縦方向伝動軸２１１の回転によるパワーが、横方向伝動軸２１２に伝達され、また、横方向伝動軸２１２から、そのパワーが、電力装置３の発電機３１へ伝達される。
【００２１】
本考案に係る水圧発電装置によれば、図１に示すように、ビルの貯水槽１から、水が、給水管１１を介して、下方の各フロアに給水される時、図５のように、水が、給水管１１を介して、減圧構造２へ流れ、減圧構造２のファン羽根２２を通すと、水が、ファン羽根２２に衝突して、水流が下方向へ向うに従い、水勢が低下すると共に水圧が低下し、また、両辺に位置するファン羽根２２が、ミラーリングする形状であるため、水は、両辺にあるファン羽根２２の中央に導かれて下方へ流下し、給水することができる。
【００２２】
また、水が、ファン羽根２２に衝突することにより、ファン羽根２２が回転し、ファン羽根２２の中心にある伝動軸２１が連動されて回転する。伝動軸２１の回転によるパワーが、伝動軸２１と連結された電力装置３の発電機３１へ伝達される。発電機３１により、そのパワーを電力に変換し、その電力が、電力装置３の電力貯蔵システム３２へ送電されて一般の用電として利用されることができる。
【００２３】
また、図６のように、減圧構造２の伝動軸２１は、逆Ｔ字状の縦方向伝動軸２１１と横方向伝動軸２１２に分けられ、水圧発電装置を稼動させる時、給水管１１を通過した水が、縦方向伝動軸２１１の螺旋状ファン羽根２２に衝突するため、水流の下方への衝撃力が低減されて、水圧が低減される。
また、水が、ファン羽根２２に衝突することにより、ファン羽根２２が回転し、ファン羽根２２の中心にある縦方向伝動軸２１１が回転して、縦方向伝動軸２１１の回転によるパワーが、減圧構造２の伝達軸セット２３により、横方向伝動軸２１２のパワーへ変換され、横方向伝動軸２１２が回転する。そして、横方向伝動軸２１２と連結された電力装置３の発電機３１により、そのパワーを、電力に変換され、その電力が、電力装置３の電力貯蔵システム３２へ送電されて、一般の用電として利用することができる。
【００２４】
本考案に係る水圧回転式発電装置によれば、次の利点が得られる。
図１のように、一般のビルの貯水槽１の給水管１１に、主として、二つのミラーリングしたファン羽根２２からなり、図２のように、貯水槽１から下方へ所定の距離にあるフロアの給水管１１の途中に位置するように、減圧構造２が増設される。これにより、水流が、給水管１１を通過して二つのファン羽根２２に衝突することにより、水圧が低減される。また、同時に該ファン羽根２２が衝突を受けることにより、ファン羽根２２の中心にある伝動軸２１が回転し、該伝動軸２１の回転によるパワーが、電力装置３の発電機３１へ伝達され、発電機３１で、そのパワーが、電力に変換される。このように、減圧構造２により、給水管１１内の水圧を低減すると共に、伝動軸に直結する発電機３１により電力を発生することができ、効率良い自己完結型の水圧発電装置が提供される。
【００２５】
以上の説明は、本考案のより良い実施態様であり、本考案は、それらによって限定されるものではなく、また、本考案に係わる考案登録請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本考案の範囲内に含まれることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本考案の一実施形態による水圧発電装置の平面概念図である。
【図２】本考案の一実施形態による水圧発電装置の給水管が減圧構造に接続された状態を示す一部断面概念図である。
【図３】本考案の他の実施形態による水圧発電装置のファン羽根の形状を示す断面概念図である。
【図４】本考案の他の実施形態による水圧発電装置の伝動軸とファン羽根の形状を示す一部断面概念図である。
【図５】本考案の一実施形態による水圧発電装置の減圧構造を水流が通過する状態を示す断面概念図である。
【図６】本考案の他の実施形態による水圧発電装置の減圧構造を水流が通過する状態を示す断面概念図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      貯水タワー
１１    給水管
２      減圧構造
２１    伝動軸
２１１  縦方向伝動軸
２１２  横方向伝動軸
２２    ファン羽根
２３    伝達軸セット
３      電力装置
３１    発電機
３２    電力貯蓄システム
【図１】
0003157428.tif 000003
【図２】
0003157428.tif 000004
【図３】
0003157428.tif 000005
【図４】
0003157428.tif 000006
【図５】
0003157428.tif 000007
【図６】
0003157428.tif 000008