JP2011058406A

JP2011058406A - 雨水利用発電装置

Info

Publication number: JP2011058406A
Application number: JP2009207918A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Minami; 重人南
Original assignee: TECH MINAMI KK
Current assignee: TECH MINAMI KK
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2029-09-09
Also published as: JP5426289B2

Abstract

【課題】本発明は、発電手段の設置により建物外観の体裁を損なうことなく、効率的に雨水を利用して発電できる雨水利用発電装置を提供することにある。
【解決手段】建物の縦樋と兼用して設置される雨水利用発電装置であって、建物Ｔの隅角部Ｃに沿って屋根の横樋２１の集水枡２２にエルボ管２３を介して取り付ける筒型をなすケース体１と、ケース体１内の雨水の流路Ｓに上下に間隔をあけて配設する複数の発電部２と、発電部２に雨水を流し込む集水部３とを備えており、集水部３は、ケース体１内の流路Ｓ全体を遮る漏斗状をなすとともに、発電部２の上側に配設してあり、発電部２は、集水部３から流し込まれた雨水を受けて回転する水車６と、水車６の回転と連動して回転するローター１３を有する発電機５とを有しており、ケース体１は、雨水の流れる方向に沿ってほぼ均一の外径を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、雨水の流れを利用して発電する雨水利用発電装置に関するものである。

雨水や生活排水など、建物の内外を流れる水を利用して発電する発電装置があり、具体的には、雨樋の途中に小型の発電機を取り付け、雨水あるいは排水が落下する勢いで水車を回転させることにより発電するものがあった。

特開平８−２３７９９７号公報特開２００７−１４６８２０号公報

ところが、雨樋の中でも上記のような発電装置が取り付けられる縦樋については、一般に建物の隅角部に配置されるものであったから、屋外からは非常に目立つ位置にあり、従来は均一で直線的な意匠で形成される縦樋の中間位置に突然いびつな形状をなす発電装置が設けられる状態は、建物外観の体裁を損なう懸念があり、特に保守的な施主が多い日本建築の建物には受け入れ難いものであった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、発電手段の設置により建物外観の体裁を損なうことなく、効率的に雨水を利用して発電できる雨水利用発電装置を提供することにある。

本発明のうち請求項１記載の発明は、建物の縦樋と兼用して設置される雨水利用発電装置であって、建物の隅角部に沿って屋根の横樋の集水枡にエルボ管を介して取り付ける筒型をなすケース体と、ケース体内の流路に沿って上下に間隔をあけて配設する複数の発電部と、発電部に雨水を流し込む集水部とを備えており、集水部は、ケース体内の流路のほぼ全体を遮る漏斗状をなすとともに、発電部の上側に配設してあり、発電部は、集水部から流し込まれた雨水を受けて回転する水車と、水車の回転と連動して回転するローターを有する発電機とを有しており、ケース体は、雨水の流路が伸びる方向に沿ってほぼ均一の外径を有することを特徴とする。

本発明のうち請求項２記載の発明では、ケース体は、縦に分割形成された基部と蓋部とからなっており、基部と蓋部は、取付部と被取付部により取り付けてあり、取付部と被取付部のいずれかを弾性変形することにより着脱自在となることを特徴とする。

本発明のうち請求項１記載の発明によれば、ケース体の外径を雨水の流路の伸びる方向に沿って均一に成形してあることで、建物の隅角部の意匠的な統一感を損なうことがなく、比較的保守的な建築趣向を好む施主であっても、環境への負荷が少ない自然エネルギーを利用した発電装置を違和感なく受け入れることができるようになる。

本発明のうち請求項２記載の発明によれば、基部または蓋部を弾性変形して取付部と被取付部を着脱できることから、ケース体の基部から蓋部を外せば、ケース体の中に入り込んだ枯葉やゴミなどを簡単に取り除くことができ、さらに、集水部や発電部が露出してメンテナンスが容易となることから、安定的な運用を図ることができる。

本実施による雨水利用発電装置の使用状態を示す縦断面図である。本実施による雨水利用発電装置の集水部と発電部を中心に示す斜視図である。本実施による雨水利用発電装置の発電部を示す縦断面図である。本実施による雨水利用発電装置のケース体の着脱の状態を示す横断面図である。

以下に、図面に基づいて本実施による雨水利用発電装置の実施の形態を説明する。
本実施による雨水利用発電装置は、図１のように、建物Ｔの隅角部Ｃに配置してあり、屋根の軒先に沿って延長する横樋２１の両端にエルボ管２３を介して取り付けることで、従来の縦樋と兼用するかたちで設置される。雨水利用発電装置の具体的な構成については、雨水の流路を兼ねる中空のケース体１と、ケース体１の内部の雨水の流路Ｓに配設する複数の発電部２と、各発電部２の上位置にそれぞれ配設する漏斗状集水部（集水部）３とからなっており、各発電機５で発電された電力を建物Ｔ内に送電する構成となっている。

ケース体１は、図２（ａ）のように、断面形状が筒型をなしており、断面ほぼコ字型をなす基部１ａと、断面ほぼＵ字型をなす蓋部１ｂとに、縦に分割できるように成形されている。また、基部１ａと蓋部１ｂの連結箇所は、基部１ａの左右両端に内向きに対向して突出した係止部４ａが設けてあり、また、蓋部１ｂの左右両端に内向きに対向する溝状の被係止部４ｂが設けてあることにより、図２（ｂ）のように、蓋部１ｂを手で摘んで両端を閉じる方向に弾性変形させたときに、係止部４ａと被係止部４ｂとの係止状態が解除される。これにより、横樋２１からエルボ管２３を伝ってケース体１の中に枯葉やゴミが入ったときに、蓋部１ｂを外してケース体１の中を開放することができ、さらに、発電機５やその他の部品も露出することから、メンテナンスも容易となる。

漏斗状集水部３は、図３のように、上側が開放して下方に向かうに従って流路の径が絞られていくものであり、ケース体１の屋根側（上側）から流れ落ちてきた雨水を受け止め、後述するが、下方に取り付けてある水車６のフィン９に水流の勢いを増した雨水を流し込むものである。また、漏斗状集水部３とケース体１との取付けについては、ケース体１の基部１ａにブラケット１６が設けてあり、そのブラケット１６に漏斗状集水部３を固定してある。

発電部２は、図３のように、発電機５と、水平軸回転する水車６と、水車６の回転力を発電機５に伝達するベルト７とからなっている。また、発電部２は、ケース体１内において上下に間隔をあけた複数箇所（本実施のものでは６箇所）に配設してあり、各発電部２の水車６が設けてある上位置には、前述した漏斗状集水部３がそれぞれに配設してある。まず、発電部２を構成する水車６は、雨水を効率良く受けるための凹部を有する皿型をなすフィン９を軸部１０の全周に間隔をあけて多数枚配設したものであり、各フィン９がケース体１内を流れ落ちる雨水を受けて、水車６の軸部１０に回転力が付与される構造となっている。また、ベルト７は無端に形成してあり、水車６の軸部１０と発電機５の受動回転軸１１に掛け渡してあり、水車６の回転と連動して受動回転軸１１が回転して発電機５の起電回転軸１２に回転力を付与する。発電機５は、本実施では直流発電機を使用するものであり、水車６の回転で起電回転軸１２と連動してローター１３が回ることで発電される。また、発電機５において発電した電力は、建物Ｔ内に設置した変圧器１４に送られて家庭用電源１５として使用できる。

図１と図２中の符号２４ａ，２４ｂは、切断部であり、基部１ａと蓋部１ｂを切断することで、本実施による雨水利用発電装置を建物Ｔの高さや、壁の形状にあわせてケース体１の長さを調節できる。また、切断部２４ａ，２４ｂについては、本実施のものではミシン線のように形成しているが、その他に例えば、基部１ａと蓋部１ｂの周囲に沿って溝状に形成するものなど、熟練を要することなく簡単にケース体１を切取りができるものであればよい。

本実施による雨水利用発電装置の性能について説明する。
本実施による雨水利用発電装置は、従来の縦樋に替えて設置するものであり、ケース体１の径が大きくなっても横樋２１から流れ込む雨量が変わるものではないから、その発電量については、従来ある一般的な縦樋を流れ込む雨水の流量から推測することができる。また、一般的な住宅における屋根から地上までの高さは約３ｍ程度であり、その落差を利用することで本実施による雨水利用発電装置により発電するものである。そして、小雨程度であっても屋根から流れ落ちた雨水は、軒先に沿って取り付けてある横樋２１に流れ込むので、少量の雨水であっても各横樋２１から集水枡２２に集まることで相当な水量となる。また、本実施による雨水利用発電装置ではケース体１の中に６個の発電部を配設してあることから、おおよそではあるが、六畳用のエアコン一台分の稼動電力を一つの装置で賄えるようになる。

本実施による雨水利用発電装置は、上記した実施形態の他、発電部２を配設する数やケース体１の断面形状については特に限定するものではない。ただ、ケース体１については、周壁外面側に装飾を施すことや、あるいは、ケース体１に取付金具などをガイドするための僅かな凹凸を設けてもよいが、木の葉やゴミが引っ掛からない程度に上下方向にほぼ均一の径を有するものであればよい。発電機５は、本実施では直流発電機を使用しているが、交流発電機であってもよく、発電の手段については特に限定するものではない。また、水車６の形状についても特に限定するものではない。

１ケース体
１ａ基部
１ｂ蓋部
２発電部
３漏斗状集水部（集水部）
５発電機
６水車
１３ローター
Ｃ隅角部
Ｓ流路
Ｔ建物

Claims

建物の縦樋と兼用して設置される雨水利用発電装置であって、
建物の隅角部に沿って屋根の横樋の集水枡にエルボ管を介して取り付ける筒型をなすケース体と、ケース体内の流路に沿って上下に間隔をあけて配設する複数の発電部と、発電部に雨水を流し込む集水部とを備えており、集水部は、ケース体内の流路のほぼ全体を遮る漏斗状をなすとともに、発電部の上側に配設してあり、発電部は、集水部から流し込まれた雨水を受けて回転する水車と、水車の回転と連動して回転するローターを有する発電機とを有しており、
ケース体は、雨水の流路が伸びる方向に沿ってほぼ均一の外径を有することを特徴とする雨水利用発電装置。
ケース体は、縦に分割形成された基部と蓋部とからなっており、基部と蓋部は、取付部と被取付部により取り付けてあり、取付部と被取付部のいずれかを弾性変形することにより着脱自在となることを特徴とする請求項１記載の雨水利用発電装置。