JP2015161126A - 発電機付きタンク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タンク内の発電機の動作不良や破損を生じづらくすると共に、発電量を低下させることなく、羽根車から飛散する水が、タンク内の水とタンク外の空気を置換するための空気導入孔からタンク外部に漏れることを防止できる発電機付きタンク装置を提供する。
【解決手段】タンク５内の水を大便器へ供給する際に、タンク５内の水とタンク５外の空気が置換されるよう、タンク外壁５ｂに設けられた空気導入孔１０，１４と、回転軸２９から放射状に延びる複数の羽根３１を有する羽根車３３と、羽根車３３の羽根３１に向かって水を噴射するノズル２５と、羽根車３３の回転に伴い回転するマグネットと、マグネットの回転により起電力を生じるコイルと、を備え、ノズル２５から水を噴射して羽根車３３を回転させているときに羽根車３３から飛散した水が、空気導入孔１０，１４に進行することを防止する飛散水進行防止手段２２を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電機付きタンク装置に関する。

従来より、大便器に取り付けられるタンク内に、タンクへ供給される水の流れによって発電を行う水流式の発電機を設けたタンク装置が知られている（特許文献１）。従来のタンク装置は、タンクへ供給される水が流れる水路内に羽根車を設けており、便器洗浄後のタンク給水時に、水路内を流れる水の水流により発電機の羽根車を回転させることで発電を行うものである。そして、発生した電力を便器洗浄動作に関係する電子機器の電源として利用している。

ところが、従来のタンク装置では、羽根車が水路内に設けてあるため、一度使用された水や雨水等を再生処理した水である中水が使用されることが多い水洗大便器においては、発電機の羽根車と水路内壁との間に中水等に含まれる異物が挟まれやすく、発電機が動作不良や破損を生じやすい。特に破損により羽根車が回転しない場合などは、タンク給水時に水が水路から排出されづらくなり、タンクが満水になるまでに非常に時間がかかってしまう（ひどいときは１日以上かかる場合もある）ため、使用者が便器洗浄を行えなくなってしまうという大きな問題がある。

そこで、水路内に羽根車を設けるのではなく、水路外に羽根車を設けることが考えられる。すなわち、水路外に設けた羽根車に水路の出口から噴射された水を衝突させ、羽根車を回転させることにより発電することが考えられる。

ここで、通常、タンクは、タンク内の水を便器へ供給する際に、タンク内の水が円滑に便器へ供給されるよう、タンクの外壁にタンク外から空気を導入するための空気導入孔を設けている。すなわち、タンクの外壁に空気導入孔を設けることで、タンク内の水を便器へ供給する際に、タンク内の水とタンク外の空気とが置換されるようにして、タンク内の水が円滑に便器へ供給されるようにしている。

しかし、このように空気導入孔が設けられたタンクに対して発電機を内蔵させる場合、上述したように水路外に羽根車を設けると、遠心力により回転軸を中心として放射状に飛び散ってしまう羽根車の水や、羽根車を回転させるために羽根車に噴射して衝突させた水の飛散水が、タンク内壁に付着した後に空気導入孔側へと流れて空気導入孔から外部へ水が漏れたり、飛散した水が空気導入孔から直接抜けてしまうなど、空気導入孔から外部に水が漏れ、便器が設置されている床を濡らしてしまうという大きな問題がある。これを解決するために、羽根車から水が飛び散らないよう羽根車に噴射する水の流速を低下させる方法も考えられるが、これでは羽根車の回転数が落ち、発電量が低下してしまうという問題が生じてしまう。

特開２００４−２５７０９５号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、発電機の動作不良や破損を生じづらくすると共に、発電量を低下させることなく、羽根車から飛散する水が、タンク内の水とタンク外の空気を置換するための空気導入孔からタンク外部に漏れることを防止できる発電機付きタンク装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発電機付きタンク装置は、タンク内部に発電機が設けられた発電機付きタンク装置であって、大便器へ供給する水を貯めておくタンクと、前記タンク内の水を大便器へ供給する際に、前記タンク内の水と前記タンク外の空気が置換されるよう前記タンク外の空気を導入する、前記タンク外壁に設けられた空気導入孔と、前記タンク内に設けられ、回転軸から放射状に延びる複数の羽根を有する羽根車と、前記羽根車を回転させるために前記羽根車の羽根に向かって水を噴射するノズルと、前記羽根車の回転に伴い回転するマグネットと、前記マグネットの回転により起電力を生じるコイルと、を備え、前記ノズルは前記タンク内の空間に水を噴射すると共に、前記羽根車は前記ノズルの下流に配置されるよう構成されており、前記ノズルから水を噴射して前記羽根車を回転させているときに前記羽根車から飛散した水が、前記空気導入孔に進行することを防止する飛散水進行防止手段を設けたことを特徴とする。

本発明では、羽根車を回転させるために羽根車の羽根に向かって水を噴射するノズルが、タンク内の空間に水を噴射すると共に、羽根車がこのノズルの下流に配置されるよう構成されている。したがって、羽根車がタンク内の空間に露出して設けられているため、中水が使用されることが多い大便器においても、従来技術のように、羽根車と水路の間に異物が挟まれるようなことがなく、発電機が動作不良や破損を生じづらい。

さらに、本発明では、ノズルから水を噴射して羽根車を回転させているときに羽根車から飛散した水が、空気導入孔に進行することを防止する飛散水進行防止手段を設けているため、大きな発電量を得るために勢い良くノズルから水を噴射したとしても、羽根車から飛散した水が空気導入孔に進行することを防止できるため、発電量を低下させることなく、羽根車から飛散した水が空気導入孔からタンク外部に漏れることを防止できる。

本発明の発電機付きタンク装置によれば、発電機の動作不良や破損を生じづらくすると共に、発電量を低下させることなく、羽根車から飛散する水が、タンク内の水とタンク外の空気を置換するための空気導入孔からタンク外部に漏れることを防止できる。

本発明の実施形態に係る発電機付きタンク装置１の側面図。 本発明の実施形態に係る発電機付きタンク装置１の上面図。

以下、本発明の実施形態を図１および図２に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係る発電機付きタンク装置１の正面図、図２はタンク装置１のタンク蓋２を外した状態の上面図である。本発明の一実施形態に係る発電機付きタンク装置１は、図示しない大便器の上部に配置されるものであり、大便器へ供給する水を貯留するタンク５と、タンク５の上方の開口を覆うタンク蓋２と、タンク５の内部に配置された発電機２７を有する。

タンク５の底部には、排水口７が設けられており、排水口７を覆うフラッパー弁９を操作レバー１１を操作することにより引き上げ、タンク５内の水を大便器に供給する。フラッパー弁９は、排水口７の上部にもうけられている台座１３に回動可能に取り付けられている。台座１３には、オーバーフロー管１５の下端が接続されており、オーバーフロー管の上端の流入口１７から流れ込んだ水は、台座１３内部の流路を経て、排水口７から図示しない大便器へ排出される。

タンク５の側壁５ａには、給水源からタンク内部に水を導く給水管１９を貫通させるための給水管用貫通孔１０が設けられており、この給水管用貫通孔１０を貫通する給水管１９は、タンク５内部に設けられたボールタップ２１に接続されている。

ボールタップ２１は、ボールタップ２１に連結されているフロート２３がタンク内の水の水位に応じて上下に移動することで、ボールタップ２１に接続されているノズル２５からの水を噴射の有無を切換える。具体的には、操作レバー１１が操作され、タンク内の水が排水口７から排出されてタンク内の水位が低下すると、ノズル２５から水を噴射させ、ノズル２５から噴射された水がタンク５に貯まり、タンク内の水位が満水水位に到達すると、ノズル２５からの噴射を止めるよう構成されている。

操作レバー１１には、シャフト１２が連結されており、操作レバー１１が操作されると、シャフト１２がフラッパー弁９とシャフト１２を繋ぐワイヤ１６を巻き取ることで、フラッパー弁９を回動するよう構成されている。また、シャフト９はタンク５の側壁５ｂに設けられたシャフト用貫通孔１４を貫通して配置されている。ここで、給水管用貫通孔１０とシャフト用貫通孔１４は、タンク５内の水の排水時にタンク５内の水とタンク５外部の空気を置換しやすくしてタンク５内の水が円滑に排水されるよう、タンク５外部から空気を導入するための空気導入孔としての役割を担っている。

また、タンク５の内部には、満水水位より高い位置に発電機２７が設けられている。発電機２７は、回転軸２９と、回転軸２９の一端側から放射状に延びる複数の羽根３１を有する羽根車３３と、回転軸の他端側に取り付けられ、回転軸２９と一体に回転するマグネット３５と、マグネット３５を囲むように設けられたコイル３７からなる。なお、前記回転軸２９の両端はタンク５に軸支されている。

ノズル２５から噴射される水は、羽根車３３の羽根３１に向かって噴射されているため、ノズル２５から噴射された水が羽根３１に衝突することにより、羽根車３３は回転する。また、羽根車３１の周囲には、ノズル２５から噴射された水が羽根３１に衝突した際に周辺に飛び散る水や、羽根車３１の回転に伴い遠心力により羽根車３１から飛び散る水が、給水管用貫通孔１０およびシャフト用貫通孔１４に進行するのを阻止するためにカバー２２を設けている。これにより、飛び散ってタンクの側壁に付着した水が壁面に沿って流れて給水管用貫通孔１０およびシャフト用貫通孔１４から外部に流出したり、飛び散った水が給水管用貫通孔１０およびシャフト用貫通孔１４から直接外部に抜け出ることを防止できる。したがって、大便器を設置している床への漏水を防止することができる。

なお、マグネット３５とコイル３７は、タンク５の内壁に取り付けられたケーシング３９内に収納されており、このケーシング３９によって、ノズル２５から噴射された水が羽根車３３に衝突した際に跳ね返った水をマグネット３５とコイル３７が浴びないようにしている。

以上、本実施形態では、一層のタンクに発電機が内蔵されている形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、防露層（空気層）を設けるために、外部タンクの中に、外部タンクよりも容積の小さなタンク（内部タンク）を外部タンク内壁と所定の間隔をあけて配置した構造のタンクにも本発明は適用できる。このような構造のタンクでは、内部タンクはメンテナンスを行いやすくするために上方が開放されており、そのために内部タンクに発電機を配置した場合は、羽根車から飛散した水が内部タンクの上方より外部タンク外壁に設けられている空気導入孔へと進行する恐れがあるが、羽根車からの飛散水が外部タンク壁面を伝って空気導入孔に流入したり、直接入り込まないように、例えば飛散水の進行を防止できるよう羽根車の周囲に水の進行を防止するカバー等を設けることで、水漏れを防止することができる。

１…発電機付きタンク装置
５…タンク
１０…給水管用貫通孔
１４…シャフト用貫通孔
１５…オーバーフロー管
１７…流入孔
１９…給水管
２２…カバー
２５…ノズル
２７…発電機
２９…回転軸
３１…羽根
３３…羽根車
３５…マグネット
３７…コイル

Claims (1)

1. タンク内部に発電機が設けられた発電機付きタンク装置であって、
   大便器へ供給する水を貯めておくタンクと、
   前記タンク内の水を大便器へ供給する際に、前記タンク内の水と前記タンク外の空気が置換されるよう前記タンク外の空気を導入する、前記タンク外壁に設けられた空気導入孔と、
   前記タンク内に設けられ、回転軸から放射状に延びる複数の羽根を有する羽根車と、
   前記羽根車を回転させるために前記羽根車の羽根に向かって水を噴射するノズルと、
   前記羽根車の回転に伴い回転するマグネットと、
   前記マグネットの回転により起電力を生じるコイルと、を備え、
   前記ノズルは前記タンク内の空間に水を噴射すると共に、前記羽根車は前記ノズルの下流に配置されるよう構成されており、
   前記ノズルから水を噴射して前記羽根車を回転させているときに前記羽根車から飛散した水が、前記空気導入孔に進行することを防止する飛散水進行防止手段を設けたことを特徴とする発電機付きタンク装置。

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