JP2006199393A - 水圧式エレベータ - Google Patents

Abstract

【目的】設備コストを安くし、かつランニングコストを低くできる水圧式エレベータを提供する。
【構成】屋上３に設けた主タンク４を給水管５を介して注水タンク６へ接続し、給水バルブ１２を開いて注水タンク６へ給水すると、伸縮部７を伸ばしてエレベータ室８を上昇させる。注水タンク６の下方の排水バルブ１５を開くと、伸縮部７及び注水タンク６の作動水を戻り管１０へ排水して水圧を低下させることにより伸縮部７を収縮させ、エレベータ室８を下降させる。エレベータ室８の自重と使用者１３の体重が合算されら排水重量によって作動水を戻り管１０へ押し出して主タンク４へ戻すことができ、動力を殆ど不用にできる。
【選択図】 図１

Description

この発明は水圧式エレベータ、特に、簡易かつ安価に設置できるようにしたものに関する。

エレベータの昇降動力に水圧を用いたものは公知であり、比較的安価な低層住宅用として注目されている。このようなもののうち、例えば、ベローズ状の伸縮部を設け、この伸縮部へ水圧ポンプを用いて加圧給水することにより、上方へ伸ばしてエレベータ室を上昇させ、減圧して収縮させることにより下降させるようにしたものがある（特許文献１参照）。
特開平６−１５６９４０ 号公報

ところで、従来の水圧式エレベータは、動力手段である水圧ポンプを用いて高圧で加圧給水する必要がある。特に、少なくとも数１００ｋｇ程度のエレベータ室を上昇させるためには、大型の水圧ポンプを必要とするから装置が高価になり、ランニングコストも高くなる。また、下降時における排水を供給側へ戻すためにも動力を必要とする。そこで本願発明は、動力手段を不用もしくは殆ど不用にして安価に設置でき、かつランニングコストも低くできる水圧式エレベータの提供を目的とする。

上記課題を解決するため本願の水圧式エレベータに係る請求項１の発明は、水圧で上下方向へ伸縮する伸縮部と、その上端部に支持されたエレベータ室とを備え、水圧を調節して伸縮部を伸縮させることによりエレベータ室を昇降させるようにした水圧式エレベータにおいて、
前記エレベータ室は、その上昇限度より上方に配置された主タンクから落下する作動水の水圧で前記伸縮部を上方へ伸ばすことにより上昇し、前記エレベータ室の下降限度より下方に配置された排水部から作動水を排水することにより水圧を低下させて前記伸縮部を収縮させることにより下降することを特徴とする。

請求項２の発明は上記請求項１において、前記エレベータ室の下降時に、前記エレベータ室の自重と使用者の体重が合算された排水重量により、前記排水部から前記主タンクへ配管された戻し管へ前記作動水を押し出して作動水を前記主タンクへ戻すようにしたことを特徴とする。

請求項３の発明は上記請求項２において、前記戻し管に作動水の戻りをスムーズにするための補助動力手段を設けたことを特徴とする。

請求項４の発明は上記請求項２において、前記主タンクから作動水の一部を前記エレベータ室へ供給して排水重量を一時的に増大させることを特徴とする。

請求項５の発明は上記請求項１において、前記作動水が水道水であり、水道から直接前記主タンクへ給水することを特徴とする。

請求項６の発明は上記請求項１において、前記作動水を排水部からその下流側に配置された貯留タンクへ蓄え、生活用水に使用することを特徴とする。

請求項７の発明は上記請求項１において、前記作動水を前記排水部の下流側に配置された戻しタンクへ排出し、この戻しタンクから補助動力手段により作動水を前記主タンクへ戻すことを特徴とする。

請求項８の発明は上記請求項１において、前記主タンクから消火設備へ給水することを特徴とする。

請求項１によれば、エレベータ室の上昇限度より上方に配置した主タンクから、作動水を落下させて水圧を上げて伸縮部を伸ばすことによりエレベータ室を上昇させる。この上昇は、戻しタンク内の作動水を重力による自由落下で加圧して行うため、特別な加圧用動力を必要としない。

また、エレベータ室を下降するには、伸縮部内の作動水をエレベータ室の下降限度より下方に配置した排水部から外部へ排出する。これにより伸縮部内の水圧が下がり、伸縮部が収縮するため、エレベータ室が降下する。このとき、エレベータ室の降下は、伸縮部の作動水を重力による落下により排水するだけであるから、やはり、特別な加圧用動力を必要としない。

このように、この水圧式エレベータによれば、構造が簡単であって特別な加圧用動力を必要としないので、安価な設備で足りることになる。しかもランニングコストも低くすることができる。

請求項２の発明によれば、エレベータ室の下降時において、エレベータ室の自重と使用者の体重が合算された重量を排水重量として、排水部から主タンクへ配管された戻し管へ作動水を押し出すことにより作動水を主タンクへ戻すようにしたので、作動水を主タンクへ戻すための動力を不用もしくは殆ど不用にすることができるようになり、設置コスト並びにランニングコストを低減できる。

請求項３の発明によれば、戻し管に補助動力手段を設けたので、エレベータ室の下降時における排水重量が小さいときでも、作動水の排水と戻りをスムーズにすることができる。

請求項４の発明によれば、エレベータ室の下降時に、主タンクから作動水の一部をエレベータ室へ供給することにより、排水重量を増大させることができるので、作動水の排水と戻りをよりスムーズにすることができる。

請求項５の発明によれば、作動水として予め加圧された水道水を利用するので、加圧用動力を用いずに主タンクへ給水することができる。

請求項６の発明によれば、エレベータ室を下降させるため作動水を排水部から貯留タンクへ蓄え、その後、貯留タンクから生活用水に使用するので、排出された作動水を生活用水として有効利用できる。

請求項７の発明によれば、排水部から作動水を戻しタンクへ排出し、この戻しタンクから補助動力手段により作動水を主タンクへ戻すので、エレベータ室の昇降と連動せずに比較的ゆっくりと戻すことができ、動力手段を比較的小型で安価なものにすることができる。

請求項８の発明によれば、主タンクから消火設備へ給水するようにしたので、火災時に主タンクの作動水を用いて消火することができ、作動水の有効利用ができる。

以下、図面に基づいて実施形態を説明する。図１は第１の実施形態に係る水圧式エレベータの構成を模式的に示す図である。この水圧式エレベータ１は、２階建て低層式住宅等の建物に設置することを目的としたものである。

この水圧式エレベータ１は、建物２の屋上３に設置された主タンク４と、この主タンク４の底部から下方へ向けて配管される給水管５と、この給水管５の下端部が接続された注水タンク６と、この注水タンク６と連通してその上方に設けられ、上下方向へ伸縮自在な伸縮部７と、この伸縮部７により底部を支持されたエレベータ室８と、注水タンク６と主タンク４の間に配管された戻し管１０とを備える。

主タンク４には、水道水が蛇口１１から作動水として給水され、内容量が減少したときは、戻し管１０からの戻りに加えて必要により水道の蛇口１１より供給される。水道水は予め十分に加圧されているため、動力を必要とせずに屋上３の主タンク４へ給水できる。

主タンク４内の作動水は、給水管５と注水タンク６の間に設けられた給水バルブ１２を開閉することにより、注水タンク６への給水及び停止を切り換えられる。この切り換えは、給水バルブ１２を電磁式とすることによりエレベータ室８内から操作できる。

給水バルブ１２を開くと、主タンク４内の水道水は自由落下により注水タンク６へ供給され、注水タンク６の水圧を高める。注水タンク６内の水圧が高まると、伸縮部７内の水圧を上げ、伸縮部７を上方へ伸ばし、伸縮部７の上端部に支持されたエレベータ室８を上昇させる。１３は使用者、１４はエレベータ室８を直線的に上下移動させるためのガイドレールである。

伸縮部７は蛇腹式ゴムホースのような伸縮自在の部材からなり、好ましくは補強用剛性リングを埋め込む等により、必要以上の膨らみを防止し、水圧を上方への伸びのみに使用することが好ましい。但し、従来の複雑で高価なシリンダ式のものと異なり、単一な袋状のものとして構成される。

このような伸縮部７としては、蛇腹状ではなく単純な筒状をなす袋であってもよい。例えば、長手方向へ折りたたみ自在の布製筒状体にゴム等の防水処理を施したような、あまり弾性のない安価な部材でもよい。このような伸縮部７を使用すれば、軽量かつ構造簡単で安価なものにすることができる。

エレベータ室８は使用者１３を乗せた状態で昇降できる程度の剛性を有する公知のものであり、必要により使用者１３が乗降できるようにドア等の設備を備えているが、軽量化のため必要最低限のものとすることが好ましい。

ガイドレール１４はマジックハンド式の昇降リンクに代えてもよく、またガイドレール１４とマジックハンド式の昇降リンクを併用してもよい。

注水タンク６は排水バルブ１５を介して戻し管１０へ接続され、排水バルブ１５を開くと、エレベータ室８の自重及び使用者１３の体重等からなる排水重量によって伸縮部７及び注水タンク６内の作動水を戻し管１０内へ押し出して排水する。排水バルブ１５は給水バルブ１２と同様に構成される。排水バルブ１５は本願発明の排水部であり、エレベータ室８の下降限度よりも下方位置に配置される。

戻し管１０へ排水された動水は主タンク４へ戻される。戻し管１０の出口近傍には補助ポンプ１６が必要により設けられる。この補助ポンプ１６は排水重量が不十分なときこれを補完するために設けられ、戻し管１０内の作動水を主タンク４内へスムーズに移動させることを助長するためのものであり、比較的小型のもので足りる。補助ポンプ１６は動力戻し手段であって、電動等、公知の種々な動力ポンプを利用できる。

主タンク４はエレベータ室８の上層限度よりも上方である屋上３に配置される。但し、主タンク４の位置はエレベータ室８の上層限度よりも上方であれば屋内や屋根の上等であってもよい。主タンク４に蓄えられる作動水はエレベータ室８の上昇に使用するものであるが、その容量は使用目的及び態様により任意に設定できる。
例えば、主タンク４を１立方メートル程度にすれば、重量は１ｔ程度であって一般木造家屋の屋上３へ設置することが容易になる。しかも、エレベータ室８の乗員１３を含む排水重量が数１００ｋｇ程度であれば、これを持ち上げることができる程度の水量となる。

次に作用を説明する。図２はエレベータ室８の昇降を説明するための要部図であり、まず、図のＡは給水バルブ１２及び排水バルブ１５を閉じ、エレベータ室８が昇降できない停止状態、特に下の階にて停止している状態を示す。このとき、伸縮部７は最も収縮して短くなっている。

図のＢは上昇時を示し、給水バルブ１２を開くと、主タンク４内の作動水が注水タンク６へ自由落下するため、注水タンク６内の水圧が上昇する。これに伴って伸縮部７内の水圧が上昇し、伸縮部７を上方へ伸ばす。その結果、伸縮部７の上端部に支持されたエレベータ室８は伸縮部７に押し上げられてガイドレール１４に案内されながら直線的に上昇する。

エレベータ室８が上の階へ到達すると、適宜、センサもしくはドアの窓から直接目視確認すること等により、給水バルブ１２を閉じる。すると伸縮部７に対する水圧上昇が止まるので、エレベータ室８は上昇位置にて停止する。

なお、給水バルブ１２の開きを調節することにより、上昇速度を自由に調節できる。また、主タンク４の容量をエレベータ室８の上昇に必要な量に予め調節しておけば、給水バルブ１２を閉じなくてもエレベータ室８を所定の上昇位置にて確実に停止できる。

図のＣは下降状態を示す。まず、Ｂの上昇終了状態において給水バルブ１２を閉じる。但し、給水バルブ１２は必ずしも閉じることを要さず、開いたままでもよい。
次に排水バルブ１５を開くと、伸縮部７がエレベータ室８及び乗員１３の重量からなる排水重量に押されて潰されることにより収縮しようとし、注水タンク６及び伸縮部７内の作動水が戻し管１０内へ排水されて水圧が低下するためエレベータ室８が下降する。

下の階に到達した段階で排水バルブ１５を閉じれば、水圧低下が止まり、エレベータ室８は下降位置にて停止する。この場合も、排水バルブ１５の開きを調節すれば、エレベータ室８の下降速度を自由に調節できる。また、エレベータ室８の下方に伸縮部７が配置されているので、これがエレベータ室８の着床時におけるクッションとして作用するようにしてもよい。

戻し管１０へ排水された作動水は、エレベータ室８及び乗員１３の重量からなる排水重量によって押し出されて主タンク４へ戻される。排水重量が十分でなく、作動水の戻しが不十分又は戻し時間がかかりすぎるとき、補助ポンプ１６を作動させる。すると、戻し管１０内の作動水がスムーズに主タンク４へ流れるように戻りを助長することができる。エレベータ室８が下の階に到達すると、排水バルブ１５を閉じれば、下降が停止し、Ａの状態に戻る。主タンク４へ戻される作動水量が不足した場合は蛇口１１から注水して補う。以下、これを反復すればエレベータ室８の昇降が自在となる。

このように、本願発明によれば、殆ど動力を使用せずにエレベータ室８の昇降をおこなうことができるから、ランニングコストが極めて軽微になる。しかも、構造が簡単であるから、低コストであり簡単に設置できる。なお、補助ポンプ１６は動力であるが、排水重量による作動水の戻しを補完するものであるから、使用する場合であっても、比較的小型で安価な電動等の水圧ポンプで足り、しかもランニングコストが低くなる。

図３は排水重量を主タンク４の作動水で補うようにした別例に関する図２と同様の図である。図のＡはエレベータ室８の上昇時、Ｂは下降開始時、Ｃは下降終了時をそれぞれ示す。各図に示すように、エレベータ室８の天井部等適所に補助タンク２０が設けられ、補助給水管２１及び補助給水バルブ２２を介して主タンク４へ接続されている。また、補助タンク２０はエレベータ室８の昇降に伴って伸縮自在のバイパス管２３と補助排水バルブ２４を介して注水タンク６に接続されている。補助給水バルブ２２と補助排水バルブ２４は給水バルブ１２及び排水バルブ１５と同様のものである。

図のＡにおいて、エレベータ室８が上昇するときは、予め補助タンク２０を空にして補助給水バルブ２２と補助排水バルブ２４を閉じた状態で給水バルブ１２を開き、エレベータ室８を上昇させる。このとき、排水重量はエレベータ室８の自重と使用者１３の体重が合算されたものであり、主タンク４内の作動水はこの排水重量を上の階まで押し上げるように仕事をする。

図のＢは下降開始状態を示す。まず、補助排水バルブ２４を閉じ、補助給水バルブ２２を開いて補助タンク２０内へ主タンク４から作動水の一部を導入する。これにより、排水重量はエレベータ室８の自重と使用者１３の体重に加えてさらに補助タンク２０内の作動水が合算されたより重量の大きな付加状態となる。そこで、排水バルブ１５を開くと、付加状態のより重量の大きくなった排水重量で伸縮部７を押すので、戻し管１０内への排水をよりスムーズにすることができる。

図のＣは下の階に到達した停止段階であり、補助給水バルブ２２を閉じ、補助排水バルブ２４を開くことにより、補助タンク２０内の作動水を注水タンク６等の下方へ排水して空にする。これにより排水重量を当初のエレベータ室８の自重と使用者１３の体重からなるものへ戻す。注水タンク６側へ排水された作動水は戻し管１０を通して主タンク４へ戻される。このとき、給水バルブ１２と注水タンク６の間に予備タンクを設け、ここに補助タンク２０から作動水を戻すようにすれば、次回の上昇時に給水管５の作動水と一緒にして上昇及び排水に用いることができる。

図４は排水方法を変更し、かつ主タンク４の作動水を防火手段に利用するさらに他の例を示す図１と同様のものである。この例では、注水タンク６の下部に排水バルブ１５を介して接続された戻しタンク３０を備え、この戻しタンク３０と主タンク４の間に戻し管１０を配管し、その途中に補助ポンプ３１を備える。

戻しタンク３０の容量は、エレベータ室８の数回分の上昇を可能とする程度の十分に大きなものとし、戻しタンク３０の作動水を補助ポンプ３１により戻し管１０を介して主タンク４へ戻す。この戻しは、エレベータ室８の昇降と必ずしも連動させる必要はなく、比較的時間をかけてゆっくり戻すように、エレベータ室８の昇降に関係なく随時行う。なお、主タンク４への復水が間に合わない場合は水道より補えばよい。

エレベータ室８を下降させるとき、排水バルブ１５を開くことにより注水タンク６から戻しタンク３０へ戻された作動水は、いったん戻しタンク３０内へ蓄えられ、その後、補助ポンプ３１により戻し管１０を通して主タンク４へ戻される。この戻しは、エレベータ室８の昇降に関係なく随時行われる。補助ポンプ３１による戻しは、単に作動水を主タンク４へ比較的ゆっくりした速度で戻すだけである。このため、比較的小型のもので足りる。

なお、この水圧式エレベータ１における作動水の利用について、種々のバリエーションが可能である。図の符号３２は大容量の貯留タンク、３３は風呂おけ等の各種生活用水使用部を示し、貯留タンク３２から適時に給水を受けて使用する。貯留タンク３２は複数回分の昇降に伴う排水を収容できる容量であり、排水バルブ１５へ接続されている。

この場合、水圧式エレベータ１の１回の上昇に必要な作動水を１立方メートルとし、１日に２０回昇降するとすれば、排水量が２０立方メートルとなる。この排水量を貯留タンク３２の容量とすれば、１日の必要な生活水を十分に確保でき、複数の生活用水使用部３３、例えば風呂おけ、洗面台、台所の流し、洗濯器、食器洗い器、水洗便器等へ供給する。１日の使用で最終的に余ったものは貯留タンク３２から下水等へ排出する。また、戻しタンク３０を介して主タンク４へ戻してもよい。さらに、貯留タンク３２と戻しタンク３０を共用させることも可能であり、この場合には貯留タンク３２を廃止して戻しタンク３０にまとめ、この戻しタンク３０を戻し管１０と生活用水使用部３３へ接続させる。

このようにすると、１日分のエレベータ室８の下降時における排水を１日分の生活用水に有効利用でき、戻し管１０を不要にできる場合もある。戻し管１０を不要にした場合は主タンク４に作動水の戻りがないので、毎回水道から供給して所定容量を維持する。

また、主タンク４の作動水を消火設備に利用することもできる。図中の符号３４は熱センサ、３５は制御部、３６は散水バルブ、３７は散水用配管、３８はは散水ノズルであり、それぞれ建物２の天井部及びその上方に設けられている。散水ノズル３８は散水バルブ３６を介して主タンク４へ接続し、この散水バルブ３６は熱センサ３４が火災時における所定の高熱を検知したとき制御部３５によって開かれるようになっている。

このようにすると、火災が発生したとき、これを熱センサ３４が検知することにより、散水バルブ３６を開き、散水ノズル３８から室内へ主タンク４の作動水を散水して消火できる。したがって、主タンク４の作動水を消火用に有効利用できる。

本願発明に係る簡略化したシステム図 作用を説明する図 別案に関する図２と同様の図 さらに別案に関する図１と同様の図

符号の説明

１：水圧式エレベータ、３：屋上、４：主タンク、５：給水管、６：注水タンク、７：伸縮部、８：エレベータ室、９：戻しタンク、１０：戻し管、１２：給水バルブ、１５：排水バルブ、３２：貯留タンク、３３：生活用水使用部、３４：熱センサ、３６：散水バルブ、３８：散水ノズル

Claims (8)

1. 水圧で上下方向へ伸縮する伸縮部と、その上端部に支持されたエレベータ室とを備え、水圧を調節して伸縮部を伸縮させることによりエレベータ室を昇降させるようにした水圧式エレベータにおいて、
   前記エレベータ室は、その上昇限度より上方に配置された主タンクから落下する作動水の水圧で前記伸縮部を上方へ伸ばすことにより上昇し、前記エレベータ室の下降限度より下方に配置された排水部から作動水を排水することにより水圧を低下させて前記伸縮部を収縮させることにより下降することを特徴とする水圧式エレベータ。
2. 前記エレベータ室の下降時において、前記エレベータ室の自重と使用者の体重が合算された排水重量により、前記排水部から前記主タンクへ配管された戻し管へ前記作動水を押し出すことにより、前記主タンクへ作動水を戻すようにしたことを特徴とする請求項１の水圧式エレベータ。
3. 前記戻し管に作動水の戻りをスムーズにするための補助動力手段を設けたことを特徴とする請求項２の水圧式エレベータ。
4. 前記主タンクから作動水の一部を前記エレベータ室へ供給して排水重量を一時的に増大させることを特徴とする請求項２の水圧式エレベータ。
5. 前記作動水が水道水であり、水道から直接前記主タンクへ給水することを特徴とする請求項１の水圧式エレベータ。
6. 前記作動水を前記排水部からその下流側に配置された貯留タンクへ蓄え、生活用水に使用することを特徴とする請求項１の水圧式エレベータ。
7. 前記作動水を前記排水部の下流側に配置された戻しタンクへ排出し、この戻しタンクから補助動力手段により作動水を前記主タンクへ戻すことを特徴とする請求項１の水圧式エレベータ。
8. 前記主タンクから消火設備へ給水することを特徴とする請求項１の水圧式エレベータ。
   

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