JP6210432B2 - Tank equipment with generator - Google Patents
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Description
本発明は、発電機付きタンク装置に関する。 The present invention relates to a tank device with a generator.
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発電機を設けており、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。 2. Description of the Related Art Conventionally, a tank apparatus is known in which a water-flow generator that generates electricity by a flow of water supplied to a tank is provided in a tank attached to a toilet. (Patent Document 1) A conventional tank apparatus includes a generator in a water channel through which water supplied to the tank flows, and the impeller of the generator is generated by the water flow flowing in the water channel when the tank is supplied after cleaning the toilet bowl. The power is generated by rotating the. The generated electric power is used as a power source for electronic devices related to toilet cleaning operations.
ところが、従来のタンク装置では、発電機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。 However, in the conventional tank apparatus, since the generator is provided in the water channel, in the flush toilet, which is often used the reclaimed water that has been used once or the rainwater, Foreign matter contained in middle water or the like is likely to be caught between the impeller of the machine and the inner wall of the water channel, and the generator tends to malfunction or be damaged. Especially when the impeller does not rotate due to damage, it becomes difficult for water to be discharged from the water channel when the tank is supplied with water, and it takes a very long time for the tank to become full. Therefore, there is a big problem that the user cannot perform toilet cleaning.
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。 Therefore, it is conceivable to provide an impeller outside the water channel instead of providing an impeller inside the water channel. That is, it is conceivable to generate electricity by causing the impeller provided outside the waterway to collide with water injected from the outlet of the waterway and rotating the impeller.
ここで、タンクは通常、大便器の前後方向の長さを抑えて大便器の前のスペースを確保するために、タンクは横長の形状(幅方向が長い)であるのが一般的である。 Here, in general, the tank has a horizontally long shape (long in the width direction) in order to suppress the length of the toilet bowl in the front-rear direction and secure a space in front of the toilet bowl.
しかし、このような構造のタンクに発電機を設けるにあたり、貯水用の水が供給されるタンク内に羽根車を配置する場合、上面視で、羽根車の回転軸がタンクの幅方向とに垂直な方向となるよう羽根車を設置すれば、羽根車の径方向(羽根が回転軸から延びる方向)とタンクの幅方向(タンクの前後方向の長さよりも長い)が平行になるため、高い発電量を得るために大きな羽根車を用いる場合であっても、羽根車の径方向の最外端とタンクの内壁との間に十分な間隔を設けることができる。したがって、間隔が近くなりすぎることによって、組み付け誤差や羽根車の回転振動などによりタンク内壁と羽根車が干渉してしまうような問題がない。 However, when the generator is installed in the tank having such a structure, when the impeller is disposed in the tank to which the water for storage is supplied, the rotating shaft of the impeller is perpendicular to the width direction of the tank in a top view. If the impeller is installed in such a way that the radial direction of the impeller (the direction in which the blade extends from the rotation axis) and the width direction of the tank (longer than the length in the front-rear direction of the tank) are parallel, high power generation Even when a large impeller is used to obtain the amount, a sufficient space can be provided between the radially outermost end of the impeller and the inner wall of the tank. Therefore, there is no problem that the inner wall of the tank and the impeller interfere with each other due to an assembly error or the rotational vibration of the impeller when the distance is too close.
しかし、このように羽根車を配置した場合、羽根車に付着している水が、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。したがって、タンク内の水位が所定以上の高さにならないように設けられているオーバーフロー管の上端の開口部から前記放射状に飛び散った水の一部が入り込んでしまい、タンクを満水にするために、余分に水を供給しなければならず、無駄水が発生してしまうという問題がある。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。 However, when the impeller is arranged in this way, the water adhering to the impeller scatters radially around the rotation axis due to centrifugal force. Therefore, in order to fill the tank with a part of the water that has been scattered radially from the opening of the upper end of the overflow pipe provided so that the water level in the tank does not become a predetermined level or more, There is a problem that extra water must be supplied and waste water is generated. In order to solve this, a method of reducing the flow rate of water sprayed onto the impeller so that water does not scatter from the impeller is conceivable, but this means that the rotation speed of the impeller falls and the power generation amount decreases. Problems arise.
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、動作不良や破損を生じづらくし、さらに、発電量を低下させることなく、タンク給水時にオーバーフロー管に羽根車から飛散した水が入り込むことを抑制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。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and it is difficult to cause malfunction and damage, and further, water scattered from the impeller enters the overflow pipe when water is supplied to the tank without reducing the power generation amount. It aims at providing the tank apparatus with a generator which can suppress this.
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、前記タンク内への給水および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、前記タンク内の水位が所定以上の水位を越えないよう、上方に設けられた開口部から水をタンク外へ排出するオーバーフロー管と、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、前記羽根車の回転軸の軸方向は、上面視において前記タンクの幅方向と垂直になるよう配置されるものであって、前記羽根車は、上面視において、前記オーバーフロー管よりも前方もしくは後方に設けられたことを特徴とする The tank device with a generator according to the present invention is a tank device with a generator in which a generator is provided inside the tank, a tank for storing water to be supplied to a toilet, and a rotation device provided in the tank. An impeller having a plurality of blades extending radially from the shaft, a nozzle for injecting water toward the blades of the impeller to rotate the water supply and the impeller into the tank, and the rotation of the impeller A magnet that rotates with the magnet, a coil that generates an electromotive force by the rotation of the magnet, and an overflow pipe that discharges water from the opening provided above the tank so that the water level in the tank does not exceed a predetermined level. The nozzle injects water into the space in the tank, and the impeller is arranged downstream of the nozzle, and the rotation shaft of the impeller Direction, there is arranged so that the width direction perpendicular of the tank in a top view the impeller, viewed from the top, characterized in that provided in the forward or backward than the overflow pipe
このように構成された本発明では、上面視において、オーバーフロー管よりも前方もしくは後方に羽根車が設けられているため、遠心力により羽根車より飛散する水の量が最も多い、上面視において羽根車の回転軸の軸方向と垂直な方向にオーバーフロー管が位置しない。したがって、発電量を低下させることなく、タンク給水時にオーバーフロー管に羽根車から飛散した水が入り込むことを抑制できる。 In the present invention configured as above, since the impeller is provided in front or behind the overflow pipe in the top view, the amount of water scattered from the impeller by the centrifugal force is the largest. The overflow pipe is not located in the direction perpendicular to the axial direction of the car's rotating shaft. Therefore, it is possible to suppress the water scattered from the impeller from entering the overflow pipe during tank water supply without reducing the power generation amount.
本発明は、好ましくは、前記羽根車は、正面視において、前記オーバーフロー管の側方に設けられる。 In the present invention, preferably, the impeller is provided on a side of the overflow pipe in a front view.
このように構成された本発明においては、正面視において、オーバーフロー管の側方に羽根車が設けられているため、上面視において、ノズルから噴射され、羽根車に衝突した際に生じる跳ね水が飛び散る羽根車の前方もしくは後方にオーバーフロー管が位置することがないため、より確実にタンク給水時にオーバーフロー管に羽根車から飛散した水が入り込むことを抑制できる。 In the present invention configured as described above, since the impeller is provided on the side of the overflow pipe in the front view, the splash water that is ejected from the nozzle and collides with the impeller in the top view is generated. Since the overflow pipe is not positioned in front of or behind the scattered impeller, it is possible to more reliably prevent water scattered from the impeller from entering the overflow pipe when the tank is supplied with water.
本発明の発電機付きタンク装置によれば、動作不良や破損を生じづらくし、さらに、発電量を低下させることなく、タンク給水時にオーバーフロー管に羽根車から飛散した水が入り込むことを抑制できる。 According to the tank device with a generator of the present invention, it is difficult to cause malfunction and damage, and further, it is possible to prevent water scattered from the impeller from entering the overflow pipe when water is supplied to the tank without reducing the power generation amount.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a front view of a
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。
A
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。
The
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。
The ball tap 21 switches whether or not the water from the
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。
A
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。
Inside the
ここで、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。したがって、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水が飛び散ったり、羽根車31の回転に伴って遠心力により羽根車31に付着している水が周囲へ飛び散ってしまう。
Here, since the water sprayed from the
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。
The
また、オーバーフロー管15の後方側の端部は、上面視で前記羽根車33の前方側の端部よりもL2だけ離して配置されている。羽根車33からは、図1中に矢印で示すように、回転軸29を中心とする放射方向に水が飛び散るため、上面視で羽根車33の左右の位置には、大量の水が飛び散る状態となるが、このように、前後方向において、オーバーフロー管15の位置と羽根車33の位置を離すことによって、飛散した水がオーバーフロー管15へ流入しづらくすることができる。
The end portion of the rear side of the
さらに、オーバーフロー管15の左側の端部は、正面視で羽根車33の右側の端部よりもL1だけ離して配置されている。羽根31に衝突したノズル25からの噴射水は、衝突後に図2中に矢印で示すように前後方向へ飛散する。このように、左右方向において、オーバーフロー管15の位置と羽根車33の位置を離すことによって、羽根31に衝突して飛散した水がオーバーフロー管15へ流入しづらくすることができる。
Further, the left end of the
さらに、オーバーフロー管15と羽根車33の配置関係は、L2よりもL1の方が大きくなるようにしている。タンク5は横長形状であるため、前後方向の距離L2よりも幅方向の距離L1の方を長くすることで、最も水の飛散量が少ない位置に配置されることとなり、より確実に、オーバーフロー管15に水が入り込むことを防止できる。
Further, arrangement of the
このように羽根車33から飛散する水がオーバーフロー管15の流入孔17から入り込むことを防止することによって、タンク給水時に、タンク給水の用途としても用いられるノズル25から噴射された水の一部がオーバーフロー管15の流入孔17に入り込んでしまい結果的にタンク5が満水水位に至るまでに、タンク5を満水にするために必要な水量以上の水量が供給されることを抑制できる。したがって、発電量を確保するために、羽根車33に勢い良くノズル25から水を噴射させ、羽根車33からの水の飛散が生じる場合であっても、無駄水の発生を抑えることが可能となる。
By preventing the water scattered from the
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
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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、
前記タンク内への給水および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、
前記タンク内の水位が所定以上の水位を越えないよう、上方に設けられた開口部から水をタンク外へ排出するオーバーフロー管と、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、
前記羽根車の回転軸の軸方向は、上面視において前記タンクの幅方向と垂直になるよう配置されるものであって、
前記羽根車は、上面視において、前記オーバーフロー管よりも前方もしくは後方に設けられたことを特徴とする発電機付きタンク装置。 A tank device with a generator in which a generator is provided inside the tank,
A tank for storing water to be supplied to the toilet,
An impeller provided in the tank and having a plurality of blades extending radially from the rotating shaft;
A nozzle for injecting water toward the blades of the impeller to rotate the impeller and the water supply into the tank;
A magnet that rotates as the impeller rotates;
A coil that generates an electromotive force by rotation of the magnet;
An overflow pipe for discharging water out of the tank from an opening provided above, so that the water level in the tank does not exceed a predetermined level or more,
The nozzle is configured to inject water into the space in the tank, and the impeller is arranged downstream of the nozzle,
The axial direction of the rotating shaft of the impeller is arranged to be perpendicular to the width direction of the tank in a top view,
The tank device with a generator, wherein the impeller is provided in front of or behind the overflow pipe in a top view.
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