JP6956871B2 - エレベータ - Google Patents

Description

この発明は、エレベータに関し、特にかご室内騒音の原因となるかご室側面での気流乱れの抑制構造に関するものである。

エレベータにおいては、昇降路内を昇降するかごの速度が高速となるほど、かごの周囲で強い気流が生じ、強い気流および気流の乱れによって騒音が発生する。そこで、特に、高速エレベータには、低騒音化が求められている。

特許文献１による従来のエレベータでは、平板状フードをかごの上方あるいは下方に配置していた。これにより、かごが昇降するときの空気流が平板状フードで受け止められ、平板状フードの端部で渦流が発生する。しかし、かごが平板状フードと離れているので、渦流により発生する騒音は、かごに伝達されず、かご室内騒音が少なくなる。

特開昭５７−９０３８０号公報

高速エレベータにおいては、かごが狭い昇降路を昇降すると、空気流がかご先端で剥離した後、かご側面に再付着して強い圧力変動を生じ、かごの壁が加振されることで、かご室内の騒音となる。

特許文献１による従来のエレベータでは、かごから離れた平板状フードを用いてかご室内騒音を低減している。しかし、昇降速度が高速になるほど、平板状フードの端部で発生する渦流が大きくなり、渦流の影響によるかご室内騒音を十分に低減できなくなるという課題があった。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、気流の乱れを抑制し、かご室内騒音を低減できる安価なエレベータを得ることを目的とする。

この発明によるエレベータは、昇降路内を昇降するかご室と、上記かご室の上面側および下面側の少なくとも一方に、軸方向を水平とする回転軸周りに回転可能に設置された円筒形の羽根車と、上記羽根車の上記かご室と反対側に設置され、鉛直方向から見て、少なくとも上記羽根車の上記回転軸から上記かご室の外側の領域を覆っている第１集風カバーと、鉛直方向から見て、上記羽根車の上記かご室の内側に設置され、水平方向に流れる空気流を上記羽根車に流入させる第２集風カバーと、を備え、上記第１集風カバーは、上記第２集風カバーにより流入されて上記羽根車を通った空気流を案内して上記かご室の側部に向けて送風するとともに、上記第１集風カバーの上記羽根車と反対側の面に沿って流れる空気流を上記かご室の側部に向けて送風するよう構成されている。

この発明によれば、羽根車を通った空気流と第１集風カバーの羽根車と反対側の面に沿って流れる空気流とがかご室の側部に向けて送風されるので、かご室側面での気流の乱れが抑制され、かご室内騒音が低減される。また、第１集風カバーおよび第２集風カバーが単純な形状で構成されるので、加工費が削減され、エレベータのコストを下げることができる。

エレベータの全体構成を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータにおけるかご室周りを示す斜視図である。 図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータにおけるかご室を下方から見た図である。 比較例のエレベータにおける下降するかご室の端部周りの空気の流れを示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータにおける下降するかご室の端部周りの空気の流れを示す模式図である。 比較例のエレベータにおける下降するかご室周りの空気の流れの流体シミュレーション結果を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータにおける下降するかご室の端部周りの気流の流体シミュレーション結果を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータの第１実施態様におけるかご室を下方から見た図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベータの第２実施態様における下降するかご室の端部周りの空気の流れを示す模式図である。 この発明の実施の形態２に係るエレベータにおけるかご室周りを示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係るエレベータにおけるかご室を下方から見た図である。 この発明の実施の形態３に係るエレベータにおけるかご室周りを示す断面図である。 この発明の実施の形態４に係るエレベータにおけるかご室周りを示す断面図である。 この発明の実施の形態４に係るエレベータにおける下降するかご室の端部周りの空気の流れを示す模式図である。 この発明の実施の形態４に係るエレベータにおける上昇するかご室周りの空気の流れを示す模式図である。 この発明の実施の形態５に係るエレベータにおけるかご室周りを示す断面図である。

以下、本発明のエレベータの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、エレベータの全体構成を説明する模式図、図２は、この発明の実施の形態１に係るエレベータにおけるかご室周りを示す斜視図、図３は、図２のＸ−Ｘ矢視断面図、図４は、この発明の実施の形態１に係るエレベータにおけるかご室を下方から見た図、図５Ａは、比較例のエレベータにおける下降するかご室の端部周りの空気の流れを示す模式図、図５Ｂは、この発明の実施の形態１に係るエレベータにおける下降するかご室の端部周りの空気の流れを示す模式図、図６Ａは、比較例のエレベータにおける下降するかご室周りの空気の流れの流体シミュレーション結果を示す図、図６Ｂは、この発明の実施の形態１に係るエレベータにおける下降するかご室の端部周りの気流の流体シミュレーション結果を示す図である。

図１において、昇降路１の上部には、機械室２が設けられている。機械室２には、巻上機３、そらせ車４、エレベータ制御装置である制御盤５が設けられている。巻上機３は、駆動シーブ６と、駆動シーブ６を回転させる巻上機モータ（図示せず）と、駆動シーブ６の回転を制動する巻上機ブレーキ（図示せず）と、を有している。

主ロープ７が、駆動シーブ６とそらせ車４とに巻き掛けられて、昇降路１内に垂下されている。主ロープ７の一端には、かご８が接続されている。主ロープ７の他端には、つり合いおもり９が接続されている。昇降路１内には、かご８の昇降を案内する一対のかご用ガイドレール（図示せず）と、つり合いおもり９の昇降を案内する一対のつり合いおもり用ガイドレール（図示せず）と、が設けられている。かご８およびつり合いおもり９は、巻上機３の駆動力により、かご用ガイドレールおよびつり合いおもり用ガイドレールに案内されて、昇降路１内を昇降する。制御盤５は、巻上機３の駆動を制御することにより、かご８の運行を制御する。

かご８は、主ロープ７が接続されたかご枠１０と、かご枠１０に支持されたかご室１１と、を有している。かご室１１の前面には、互いに反対方向に水平にスライド移動することにより、かご出入り口を開閉するかごドア１２が設けられている。エアコン１３がかご室１１の上面に設けられている。異物の昇降路１内への落下を防止するエプロン１４が、かご室１１のかご出入り口側の下部から下方に延びるように設けられている。図３に示されるように、照明１５が、かご室１１内の天井に設けられている。気流乱れ抑制装置２０が、かご室１１の下部に設けられている。

各階の乗り場には、互いに反対方向に水平にスライド移動することにより、乗り場出入り口を開閉する乗り場ドア１６が設けられている。乗り場ドア１６は、かご８の着床時に、かごドア１２の開閉動作に連動して開閉動作する。

つぎに、気流乱れ抑制装置２０の構成について、図２から図４を参照しつつ説明する。

気流乱れ抑制装置２０は、羽根車２１と、羽根車２１から送風される空気流を剥離域に案内するとともに、受け止めた空気流を剥離域に案内する第１集風カバー２２と、空気流を羽根車２１に案内する第２集風カバー２３と、を備える。

羽根車２１には、クロスフロー型、サボニウス型などの円筒形ランナーが用いられる。羽根車２１は、かご室１１の下面１１ａのかご出入り口と反対側の縁部に、円筒形の羽根車２１の軸心に位置する回転軸２１ａ周りに回転可能に設置されている。羽根車２１は、回転軸２１ａをかご室１１の下面１１ａのかご出入り口と反対側の１辺の長さ方向と平行、かつ水平として、当該１辺の長さ方向の一端から他端に至るように設置されている。

第１集風カバー２２は、矩形平板の１辺側を弧状に折り曲げて作製され、平坦部と、弧形の曲面部と、を備える。第１集風カバー２２は、平坦部をかご室１１の下面１１ａと平行にして、かご出入り口側に向けられ、曲面部が羽根車２１のかご室１１と反対側に羽根車２１に沿って羽根車２１を覆うように設置されている。このとき、曲面部は、かご出入り口から離れるにしたがい上方に変位する、羽根車２１側が凹の曲面形状となっている。また、曲面部は、鉛直方向から見て、少なくとも羽根車２１の回転軸２１ａからかご出入り口と反対側の領域を覆っている。平坦部は、鉛直方向から見て、第２集風カバー２３を覆っている。なお、かご室１１の下面１１ａは、鉛直方向から見て、第１集風カバー２２を除く領域が露出している。

第２集風カバー２３は、矩形平板を弧状に折り曲げて弧形の曲面に作製されている。第２集風カバー２３は、その一端をかご室１１の下面１１ａに連結し、他端を羽根車２１に近づけて、羽根車２１のかご出入り口側に設置されている。このとき、第２集風カバー２３は、かご出入り口から離れるにしたがい下方に変位する、羽根車２１側が凸の曲面形状となっている。

つぎに、このように構成されたエレベータのかご室１１周りの空気の流れについて説明する。

羽根車２１は、円筒形ライナーを用いている。そこで、羽根車２１の翼形状は、回転軸２１ａに対して回転対称で、かつ回転軸２１ａを含む面に対して非対称な形状となっている。このため、羽根車２１は、回転軸２１ａに垂直な成分の空気流であれば、どの方向からの空気流に対しても回転することができる。また、回転軸２１ａに対して回転軸２１ａと直交する方向の両側に同様に空気流が当たる場合には、回転軸２１ａの一側に当たる空気流の抵抗が他側に当たる空気流の抵抗よりも大きいため、必ず同じ方向に回転する。しかし、エレベータなど空気流が生じる方向が決まっている場合に、羽根車２１に回転方向と逆の回転を生じさせる側に空気流が当たると、羽根車２１が回転する力が弱まり、かつ、空気流が羽根車２１に入りにくくなる。

実施の形態１では、第１集風カバー２２は、鉛直方向から見て羽根車２１の全体を覆っている。これにより、かご８の下降時に、空気流が羽根車２１の回転軸２１ａの、回転軸２１ａと直交する水平方向の両側に直接当たることを防いでいる。すなわち、羽根車２１の回転を阻害する方向の空気流が羽根車２１に当たることを防いでいる。さらに、第２集風カバー２３を用いて、かご室１１の下面１１ａに当たって水平方向に流れる空気流を集束して、羽根車２１の回転方向の力を生じる片側のみに空気流を導くようにしている。

なお、実施の形態１では、第１集風カバー２２は、鉛直方向から見て羽根車２１の全体を覆っているが、第１集風カバー２２は、羽根車２１の、回転軸２１ａと直交する水平方向の少なくとも片側を覆っていればよい。

第１集風カバー２２の曲面部は、羽根車２１との間の隙間が鉛直上方に向かって漸次狭くなるように形成されている。曲面部の上端は、羽根車２１の回転軸２１ａより下方に位置している。そして、曲面部の上端の内周壁面および外周壁面の接線方向が、剥離域Ａに向かっている。そこで、第１集風カバー２２の羽根車２１と反対側の面、すなわち外周壁面に当たった空気流は、第１集風カバー２２の外周壁面に沿って流れて、剥離域Ａに流入する。

一方、第２集風カバー２３は、弧形の曲面に形成され、その一端がかご室１１の下面１１ａに連結され、他端が羽根車２１に近接している。そこで、鉛直方向から見て第１集風カバー２２と第２集風カバー２３とが重なっている重なり部における風路断面積が羽根車２１に向かって漸次小さくなっており、羽根車２１に流入する空気流の速度が増大する。また、第２集風カバー２３の他端が、羽根車２１の回転軸２１ａとほぼ同じ高さ位置に位置し、第２集風カバー２３の羽根車２１と反対側の面の他端の接線方向が、羽根車２１の外周面の接線方向に略一致している。そこで、第２集風カバー２３に沿って流れて速度を増した空気流が羽根車２１に接線方向から流入する。そして、羽根車２１に流入した空気流は、第１集風カバー２２の内周壁面に沿って羽根車２１の回転方向に進むために、空気流による羽根車２１を回転させる力が長く続く。また、羽根車２１の外周付近に流入した速い空気流は、羽根車２１を回転させたのちに、遠心力によって中心から外周になるほど速度が速くなった分布となる。しかし、羽根車２１には空気流の抵抗があるため、第１集風カバー２２の外周壁面に沿って流れる空気流に比べて緩やかな空気流となる。この羽根車２１を通過した空気流は、第１集風カバー２２の外周壁面に沿って流れて剥離域Ａに流入する空気流に比べて、剥離域Ａ内のかご室１１側に流入する。

このように、羽根車２１を通って第１集風カバー２２の内周壁面に沿って流れた緩やかな空気流が、第１集風カバー２２の外周壁面に沿って流れた空気流と合わさって、剥離域Ａに流入する。これにより、かご室１１の側面と昇降路１の内壁面との間の風速分布が小さくなり、騒音が低下する。

ここで、気流乱れ抑制装置２０を設置することによる効果について図５Ａおよび図５Ｂを参照しつつ説明する。図５Ａは、比較例のエレベータの下降時におけるかご室周りの空気の流れを示す模式図、図５Ｂは、この発明の実施の形態１に係るエレベータの下降時におけるかご室周りの空気の流れを示す模式図である。

比較例のエレベータでは、気流乱れ抑制装置２０を備えていない。そこで、図５Ａに矢印で示されるように、空気流は、かご室１１の下面１１ａに当たり、水平方向に向きを変えて、かご室１１の下面１１ａの端部１９側に流れる。かご室１１の下面１１ａの端部１９を通過した空気流は、慣性力によって水平方向に流れようとする。そこで、端部１９を通過した空気流は、かご室１１の外側を流れる鉛直方向の空気流と干渉しても、向きをすぐには鉛直方向に変えられない。そこで、端部１９を通過した空気流は、かご室１１の側面から離れた位置を流れる。これにより、いわゆる剥離現象が生じる。そして、この剥離した空気流とかご室１１の側面との間には、流速の遅い領域ができる。この流速の遅い領域が剥離域Ａと呼ばれる。この剥離域Ａが大きいほど、かご室１１の側面と昇降路１の壁面との間の流路が見かけ上小さくなるため、剥離した空気流の流速が速くなる。その結果、剥離した空気流と剥離域Ａとの境界での流速差が大きくなり、騒音源となる渦が多く発生し、かご室１１内の騒音が大きくなる。

実施の形態１では、図５Ｂに矢印で示されるように、空気流は、第１集風カバー２２を避けてかご室１１の下面１１ａに当たり、水平方向に向きを変えて、羽根車２１側に流れる。羽根車２１側に流れた空気流は、第２集風カバー２３の弧状の曲面に案内されて羽根車２１に流入する。そして、羽根車２１内を通り抜けた空気は、第１集風カバーの曲面部の内壁面に沿って流れ、曲面部の端部から剥離域Ａに向かって送風される。さらに、空気流は、第１集風カバー２２の平坦部に当たり、水平方向に向きを変えられる。そして、空気流は、第１集風カバー２２の外壁面に沿ってかご出入り口と反対側に流れる。そして、空気流は、第１集風カバー２２の曲面部の外壁面に沿って、流れ方向を徐々に鉛直方向に変えながら流れ、曲面部の端部から剥離域Ａに向かって送風される。

このように、実施の形態１によれば、円筒状の羽根車２１は、回転軸方向の全域から空気流を吐き出すので、ライン状の空気流が剥離域Ａに流入する。さらに、空気流は、第１集風カバー２２の曲面部の外壁面に沿って流れ、第１集風カバー２２の長さ方向の全域から剥離域Ａに流入する。これにより、剥離域Ａを流れる空気流が速くなる。その結果、剥離した空気流と剥離域Ａとの境界での流速差が小さくなり、騒音源となる渦の発生が抑制され、かご室１１内の騒音が小さくなる。

つぎに、流体シミュレーションの結果を図６Ａおよび図６Ｂに示す。図６Ａは、比較例のエレベータの下降時におけるかご室周りの空気の流れの流体シミュレーション結果を示す図、図６Ｂは、実施の形態１に係るエレベータの下降時におけるかご室周りの空気の流れの流体シミュレーション結果を示す図である。

比較例のエレベータでは、図６Ａに示されるように、剥離域Ａが大きくなり、剥離域Ａのかご室１１と反対側の領域を流れる空気流の流速が速くなることが分かる。これは、剥離域Ａが大きくなることにより、かご室１１の側面と昇降路１の壁面との間の流路が見かけ上小さくなり、剥離した空気流の流速が速くなったものと推考される。このように、比較例のエレベータでは、かご室１１と昇降路１との間における風速分布が大きいことがわかる。

一方、実施の形態１によるエレベータでは、図６Ｂに示されるように、剥離域Ａが小さくなり、剥離域Ａのかご室１１と反対側の領域を流れる空気流の流速が、比較例に比べて遅くなることが分かる。これは、気流乱れ抑制装置２０により、かご室１１の下面１１ａ側の空気流が剥離域Ａに流入し、剥離域Ａが小さくなり、かご室１１の側面と昇降路１の壁面との間の流路が見かけ上大きくなり、剥離した空気流の流速が遅くなったものと推考される。このように、実施の形態１のエレベータでは、かご室１１と昇降路１との間における風速分布が改善されることが分かった。その結果、渦の発生が抑制されるので、かご室１１内の騒音を低減することができる。

なお、上記実施の形態１では、気流乱れ抑制装置２０がかご室１１の下面１１ａのかご出入り口と反対側の１辺の縁部に、当該辺に沿って設置されているが、気流乱れ抑制装置２０が設置される箇所は１箇所に限定されない。例えば、気流乱れ抑制装置２０は、図７に示されるように、かご室１１の下面１１ａのかご出入り口側の１辺を除く３辺の縁部に、各辺に沿って配置してもよい。この場合には、かご室１１内の更なる低騒音化が実現される。なお、他の実施の形態においても、気流乱れ抑制装置をかご室の下面の複数の辺の縁部に、各辺に沿って設置してもよい。

ここで、気流乱れ抑制装置２０がかご室１１の下面１１ａの１辺の縁部に当該１辺に沿って設置されている場合には、羽根車２１の軸方向長さは、鉛直方向から見たかご室１１の下面１１ａの周長の約１／４となる。また、気流乱れ抑制装置２０がかご室１１の下面１１ａの３辺の縁部に、各辺に沿って設置されている場合には、羽根車２１の軸方向長さの合計長さは、鉛直方向から見たかご室１１の下面１１ａの周長の約３／４となる。すなわち、かご室１１内の騒音低減の観点から、羽根車２１の軸方向長さの合計長さは、鉛直方向から見たかご室１１の下面１１ａの周長の１／４以上であることが望ましい。

また、上記実施の形態１では、気流乱れ抑制装置２０がかご室１１の下面１１ａに設置されているが、気流乱れ抑制装置２０は、かご室１１の上面に設置されてもよい。この場合、かごの上昇時におけるかご室１１内の低騒音化が図られる。さらに、気流乱れ抑制装置２０は、かご室１１の下面１１ａおよび上面に設置されてもよい。この場合には、かごの下降時および上昇時におけるかご室１１内の低騒音化が図られる。なお、他の実施の形態においても、気流乱れ抑制装置は、かご室の上面、下面、又は下面と上面との両面に設置されてもよい。

また、上記実施の形態１では、第１集風カバー２２が平坦部と曲面部とを備えているが、第１集風カバー２２は、鉛直方向から見て、羽根車２１を覆う曲面部を備えていれば、この形状に限定されない。例えば、図８に示されるように、第１集風カバー２２の平坦部を、曲面部からかご出入り口側に向かって漸次下方に変位する曲面形状とした、全体としてＳ字状の第１集風カバー２２Ａを用いることができる。また、平坦部を省略した曲面部のみの第１集風カバーを用いることができる。なお、他の実施の形態においても、Ｓ字状の第２集風カバー又は曲面部のみの第２集風カバーを用いてもよい。

また、上記実施の形態１では、第１集風カバー２２の曲面部および第２集風カバー２３は、曲率半径が大きく、滑らかな曲面とすることが望ましい。また、第１集風カバー２２の曲面部および第２集風カバー２３は、空気流の流れ方向の幅の狭い矩形の平坦面を空気流の流れ方向に角度を漸次大きくして連ねた、曲面を模擬した形状としてもよい。この場合、板金を部分的に曲げて、曲面を模擬した形状を形成できるので、第１集風カバーおよび第２集風カバーの加工費を削減できる。

実施の形態２．
図９は、この発明の実施の形態２に係るエレベータにおけるかご室周りを示す断面図、図１０は、この発明の実施の形態２に係るエレベータにおけるかご室を下方から見た図である。

図９および図１０において、気流乱れ抑制装置２０Ａは、２つの羽根車２１Ａと、２つの羽根車２１Ａから送風される空気流を剥離域Ａに案内するとともに、受け止めた空気流を剥離域Ａに案内する第１集風カバー２２と、空気流を２つの羽根車２１Ａのそれぞれに案内する２つの第２集風カバー２３Ａと、を備える。２つの羽根車２１Ａは、かご室１１の下面１１ａのかご出入り口と反対側の縁部に、互いに離間して同軸に設置され、回転軸２１ａ周りに回転可能となっている。２つの羽根車２１Ａは、回転軸２１ａをかご室１１の下面１１ａのかご出入り口と反対側の１辺の長さ方向と平行、かつ水平として、当該辺の長さ方向の一端から他端に至るように設置されている。なお、羽根車２１Ａは、回転軸２１ａの軸方向の長さが異なる点を除いて、気流乱れ抑制装置２０の羽根車２１と同様に構成されている。

発電機３０が、２つの羽根車２１Ａ間に設置され、２つの羽根車２１Ａの回転軸２１ａに連結されている。蓄電池３１およびインバータ３２が、かご室１１の下面１１ａに設置されている。蓄電池３１とインバータ３２とがケーブル３３により接続されている。インバータ３２とエアコン１３、照明１５などのかご室１１で使用する電気機器とがケーブル３４により接続されている。発電機３０とインバータ３２とがケーブル３５により接続されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。

実施の形態２における気流乱れ抑制装置２０Ａは、２つの羽根車２１Ａを用いている点を除いて、実施の形態１における気流乱れ抑制装置２０と同様に構成されおり、同様に動作する。したがって、実施の形態２においても、かご室１１の側面と昇降路１の内壁面との間の風速分布が小さくなり、かご室１１内の低騒音化が図られる。

また、羽根車２１Ａ単体では、回転トルクが小さいので、第１集風カバー２２と第２集風カバー２３Ａとの重なり部から羽根車２１Ａに流入する空気流の流量が多くなる。これにより、第１集風カバー２２の内周側から送風される空気流と第１集風カバー２２の外周側から送風される空気流とが合わさる際に、空気流が乱れる可能性がある。実施の形態２では、羽根車２１Ａの回転エネルギーを用いて発電機３０により発電しているので、羽根車２１Ａには回転トルクが発生する。これにより、第１集風カバー２２と第２集風カバー２３Ａとの重なり部から羽根車２１Ａに流入する空気流の流量が少なくなる。その結果、第１集風カバー２２の内周側から送風される空気流と第１集風カバー２２の外周側から送風される空気流とが合わさる際に発生する空気流の乱れが抑制される。

つぎに、実施の形態２における発電動作について説明する。
羽根車２１Ａが、かご８の下降時に生じる空気流およびドラフト風により回転される。羽根車２１Ａの回転エネルギーが、回転軸２１ａを介して発電機３０に伝達される。これにより、発電機３０が駆動される。発電機３０により発電された交流電力は、ケーブル３５を介してインバータ３２に供給され、直流電力に変換される。インバータ３２により変換された直流電力は、ケーブル３３を介して蓄電池３１に供給され、蓄電される。蓄電池３１に蓄電された直流電力は、ケーブル３３を介してインバータ３２に供給され、交流電力に変換される。インバータ３２により変換された交流電力は、ケーブル３４を介してエアコン１３、照明１５などのかご室１１で使用される電気機器に供給される。

発電機３０の発電量は、羽根車２１Ａに当たる風速の３乗に比例して変化する。羽根車２１Ａがかご室１１の下面１１ａに設置されているので、羽根車２１Ａに当たる風速は、かご８の昇降時の速度と同じとなる。つまり、発電機３０の発電量は、かご８の下降速度に比例する。そのため、昇降速度の速いエレベータでは、発電機３０の発電量が多くなり、昇降速度の遅いエレベータでは、発電機３０の発電量が少なくなる。

実施の形態２においては、羽根車２１Ａの上流側に第１集風カバー２２と第２集風カバー２３Ａとを設置し、第１集風カバー２２と第２集風カバー２３Ａとの重なり部により形成される風路の断面積を羽根車２１Ａに向かって漸次小さくなるように構成している。これにより、実施の形態２では、羽根車２１Ａに当たる風速を、同じ下降速度において、羽根車２１Ａのみの場合に比べて、約６割増速することができる。その結果、実施の形態２では、羽根車２１Ａのみの場合に比べて、発電機３０の発電量を約４倍に増加させることができる。このことから、実施の形態２は、昇降速度の速いエレベータのみならず、昇降速度の遅いエレベータにも適用可能となる。

高層ビルでは、昇降路１内と屋外との温度差により、昇降路１内に上昇気流が発生する。実施の形態２では、遅い風速でも発電可能であるので、かご８の下降時のみならず、かご８の停止時にも、昇降路１内に発生する上昇気流を利用して発電することが可能となる。

したがって、実施の形態２によれば、外部からかご室１１に電力を供給する長尺の電源ケーブルが不要となり、エレベータの施工性が向上するとともに、コストの削減が図られる。

なお、上記実施の形態２では、気流乱れ抑制装置２０Ａおよび発電機３０がかご室１１の下面１１ａに設置されているが、気流乱れ抑制装置２０Ａおよび発電機３０は、かご室１１の上面、又は上面および下面１１ａの両面に設置されてもよい。これにより、かご８の上昇時に、又は昇降時に、発電することができる。

また、上記実施の形態２では、１組の気流乱れ抑制装置２０Ａおよび発電機３０がかご室１１の下面１１ａの１辺の縁部に設置されているが、気流乱れ抑制装置２０Ａおよび発電機３０の組は、かご室１１の下面１１ａの複数の辺の縁部のそれぞれに設置されてもよい。これにより、発電量を多くすることができる。

また、上記実施の形態２では、２つの羽根車２１Ａを発電機３０の駆動源としているが、回転軸２１ａの軸方向の長さを長くした１つの羽根車を発電機３０の駆動源としてもよい。

実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３に係るエレベータにおけるかご室周りを示す断面図である。

図１１において、第１整風カバー４０は、かご室１１の下面１１ａと同形状の平板であり、かご室１１の下面１１ａから下方に離間して設置されている。気流乱れ抑制装置２０Ａおよび発電機３０（図示せず）は、第１整風カバー４０の下面のかご出入り口と反対側の縁部に設置されている。蓄電池３１およびインバータ３２は、かご室１１の下面１１ａに設置されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されている。

実施の形態３では、気流乱れ抑制装置２０Ａを備え、気流乱れ抑制装置２０Ａの羽根車２１Ａの回転エネルギーを発電機３０の駆動源としている。したがって、実施の形態３においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。

実施の形態３では、第１整風カバー４０がかご室１１の下面１１ａからかご枠１０の下枠を超えて下方に離間して設置され、蓄電池３１およびインバータ３２がかご室１１の下面１１ａに設置されている。そこで、第１整風カバー４０に当たった空気流は、水平方向に向きを変えて、第１整風カバー４０に沿って羽根車２１Ａ側に流れる。このとき、第１整風カバー４０に沿って流れる空気流は、かご枠１０の下枠、蓄電池３１、インバータ３２などの障害物に当たって乱れることなく、スムーズに羽根車２１Ａ側に流れる。したがって、第１整風カバー４０に当たった空気流は、整流された状態で、第１集風カバー２２および第２集風カバー２３Ａにより効率的に集められて、羽根車２１Ａに流入される。
また、空気流は、かご室１１の下面１１ａから下方に離間した第１整風カバー４０に当たるので、音源がかご室１１から遠ざかり、かご室１１内の低騒音化が促進される。

なお、上記実施の形態３では、実施の形態２におけるエレベータにおいて、第１整風カバー４０をかご室１１の下面１１ａからかご枠１０の下枠を超えて下方に離間して設置し、気流乱れ抑制装置２０Ａを第１整風カバー４０の下面に設置しているが、他の実施の形態におけるエレベータにおいて、第１整風カバーをかご室の下面からかご枠の下枠を超えて下方に離間して設置し、気流乱れ抑制装置を第１整風カバーの下面に設置しても、同様の効果が得られる。

実施の形態４．
図１２は、この発明の実施の形態４に係るエレベータにおけるかご室周りを示す断面図、図１３Ａは、この発明の実施の形態４に係るエレベータにおける下降するかご室の端部周りの空気の流れを示す模式図、図１３Ｂは、この発明の実施の形態４に係るエレベータにおける上昇するかご室周りの空気の流れを示す模式図である。

図１２において、弧状に曲げられた第２整風カバー４１が、かご室１１の上面１１ｂのかご出入り口と反対側の縁部に、上面１１ｂのかご出入り口と反対側の１辺の長さ方向に沿って設置されている。第２整風カバー４１は、その一端を上面１１ｂのかご出入り口と反対側の１辺に一致させて、当該辺の長さ方向の一端から他端に至るように設置されている。気流乱れ抑制装置２０Ａは、鉛直方向から見て、羽根車２１Ａおよび第１集風カバー２２の一部が、かご室１１の下面１１ａから、かご出入り口と反対側に突出するように、下面１１ａに設置されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されている。

実施の形態４では、気流乱れ抑制装置２０Ａの羽根車２１Ａおよび第１集風カバー２２が、かご室１１の下面１１ａから、かご出入り口と反対側に突出するように、下面１１ａに設置されている。そこで、かご８の下降時には、図１３Ａに示されるように、かご室１１の下面１１ａに当たった空気流は、水平方向に向きを変えて、下面１１ａに沿って羽根車２１Ａ側に流れる。そして、空気流は、第２集風カバー２３Ａに案内されて羽根車２１Ａに流入する。そして、羽根車２１Ａを通った空気流は、第１集風カバー２２の内周壁面に沿って流れ、剥離域Ａに流入する。また、第１集風カバー２２に当たった空気流は、第１集風カバー２２の外周壁面に沿って流れ、剥離域Ａに流入する。これにより、かご８の下降時におけるかご室１１内の低騒音化が図られる。

このかご８の下降時における羽根車２１Ａの回転エネルギーにより発電機３０が駆動され、発電が行われる。

かご８の上昇時では、図１３Ｂに示されるように、空気流が第２整風カバー４１に当たり、第２整風カバー４１の外周壁面に沿って流れ、剥離域Ａに流入する。これにより、かご８の下降時におけるかご室１１内の低騒音化が図られる。そして、かご室１１の側面に沿って下方に流れた空気流は、羽根車２１Ａに流入する。そして、羽根車２１Ａを通った空気流は、第１集風カバー２２の内周壁面に沿って流れ、かご出入り口側に送風される。

この上昇時における羽根車２１Ａの回転エネルギーにより発電機３０が駆動され、発電が行われる。

このように、実施の形態４では、かご８の昇降時において、かご室１１内の低騒音化が図られるとともに、発電機３０による発電が可能となる。
実施の形態４では、かご８の上昇時と下降時とにおいて、羽根車２１Ａは、異なる方向に回転する。そこで、羽根車２１Ａのライナーの向きをラジアル方向とすることが望ましい。

なお、上記実施の形態４では、実施の形態２におけるエレベータにおいて、第２整風カバー４１をかご室１１の上面１１ｂに設置し、気流乱れ抑制装置２０Ａの羽根車２１Ａおよび第１集風カバー２２をかご室１１の下面１１ａから外方に突出させているが、他の実施の形態におけるエレベータにおいて、第２整風カバーをかご室の上面に設置し、気流乱れ抑制装置の羽根車および第１集風カバーの一部をかご室の下面から外方に突出させても、同様の効果が得られる。

実施の形態５．
図１４は、この発明の実施の形態５に係るエレベータにおけるかご室周りを示す断面図である。

図１４において、第１集風カバー２２Ｂは、平坦部がかご出入り口側に延びてエプロン１４に連結されている。開口部４２が、エプロン１４の第１集風カバー２２Ｂとの連結部の上部側に、かご室１１の下面１１ａ側と外部とを連通するように形成されている。案内板４３が、開口部４２の下端から上方に突出するように設けられ、開口部４２の下端から上方に向かって漸次かご室１１の下面１１ａ側に緩やかに変位する曲面形状となっている。
なお、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されている。

実施の形態５では、気流乱れ抑制装置２０Ｂの第１集風カバー２２Ｂの平坦部が、かご出入り口側に延びてエプロン１４に連結されている。また、開口部４２がエプロン１４の第１集風カバー２２Ｂとの連結部の上部側に形成されている。さらに、開口部４２に設けられた案内板４３が、開口部４２の下端から上方に向かって漸次かご室１１の下面１１ａ側に緩やかに変位する曲面形状となっている。

そこで、かご８の下降時に、エプロン１４と昇降路１の内壁面との間を通過する空気流の一部がコアンダ効果により開口部４２内に引き込まれる。開口部４２内に引き込まれた空気流は、かご室１１の下面１１ａに沿って羽根車２１Ａ側に流れる。そして、空気流は、第２集風カバー２３Ａに案内されて羽根車２１Ａに流入する。そして、羽根車２１Ａを通った空気流は、第１集風カバー２２Ｂの内周壁面に沿って流れ、剥離域Ａに流入する。また、第１集風カバー２２Ｂに当たった空気は、第１集風カバー２２Ｂの外周壁面に沿って流れ、剥離域Ａに流入する。これにより、かご８の下降時におけるかご室１１内の低騒音化が図られる。

このかご８の下降時における羽根車２１Ａの回転エネルギーにより発電機３０が駆動され、発電が行われる。

このように、実施の形態５においても、上記実施の形態２と同様に、かご８の下降時において、かご室１１内の低騒音化が図られるとともに、発電機３０による発電が可能となる。

実施の形態５によれば、かご８の下降時に、エプロン１４と昇降路１の内壁面との間を通過する空気流の一部がコアンダ効果により開口部４２内に引き込まれる。これにより、遮音量の低いかごドア１２側を流れる空気流の流量が減少する。その結果、気流乱れ抑制装置２０Ｂによる効果に加え、遮音量の低いかごドア１２側を流れる空気の流量を減少できる効果が得られるので、かご室１１内の一層の低騒音化が図られる。
さらに、空気流は、かご室１１の下面１１ａから下方に離間した第１集風カバー２２Ｂに当たるので、音源がかご室１１から遠ざかり、かご室１１内の低騒音化が促進される。

なお、上記実施の形態５では、実施の形態２におけるエレベータにおいて、第１集風カバー２２Ａの平坦部をかご出入り口側に延ばしてエプロン１４に連結し、開口部４２をエプロン１４に形成し、コアンダ効果が得られるような曲面形状の案内板４３を開口部４２に設けているが、他の実施の形態におけるエレベータにおいて、第１集風カバーをかご出入り口側に延ばしてエプロン１４に連結し、開口部４２をエプロン１４に形成し、コアンダ効果が得られるような曲面形状の案内板４３を開口部４２に設けても、同様の効果が得られる。

１ 昇降路、１１ かご室、１１ａ 下面、１１ｂ 上面、１４ エプロン、２１，２１Ａ 羽根車、２１ａ 回転軸、２２，２２Ａ，２２Ｂ 第１集風カバー、２３，２３Ａ 第２集風カバー、３０ 発電機、３１ 蓄電池、３２ インバータ、３３，３４，３５ ケーブル、４０ 第１整風カバー、４１ 第２整風カバー、４２ 開口部、４３ 案内板。

Claims (10)

1. 昇降路内を昇降するかご室と、
   上記かご室の上面側および下面側の少なくとも一方に、軸方向を水平とする回転軸周りに回転可能に設置された円筒形の羽根車と、
   上記羽根車の上記かご室と反対側に設置され、鉛直方向から見て、少なくとも上記羽根車の上記回転軸から上記かご室の外側の領域を覆っている第１集風カバーと、
   鉛直方向から見て、上記羽根車の上記かご室の内側に設置され、水平方向に流れる空気流を上記羽根車に流入させる第２集風カバーと、を備え、
   上記第１集風カバーは、上記第２集風カバーにより流入されて上記羽根車を通った空気流を案内して上記かご室の側部に向けて送風するとともに、上記第１集風カバーの上記羽根車と反対側の面に沿って流れる空気流を上記かご室の側部に向けて送風するよう構成されているエレベータ。
2. 上記第１集風カバーと上記第２集風カバーとは、鉛直方向から見て、重なっており、
   上記第１集風カバーと上記第２集風カバーとの重なり部における風路断面積が、上記羽根車に向かって漸次小さくなっている請求項１記載のエレベータ。
3. 上記第１集風カバーの上記回転軸と直交する水平方向の長さが、上記かご室の上記回転軸と直交する水平方向の長さより短くなっており、
   上記第１集風カバーを避けて上記かご室側に流入した空気が、上記重なり部を通って、上記羽根車に流入するようになっている請求項２記載のエレベータ。
4. 上記かご室のかご出入り口側の端部から垂下するように設置され、上記かご室側と外部とを連通する開口部が、上記かご室側に形成されたエプロンをさらに備え、
   上記第１集風カバーは、上記羽根車から上記回転軸と直交する水平方向に延びて上記エプロンの上記開口部より下方位置に連結されており、
   上記エプロンの上記かご室と反対側を流通する空気流が、上記開口部から上記かご室側に流入し、上記重なり部を通って、上記羽根車に流入するようになっている請求項２記載のエレベータ。
5. 上記開口部の下端に設けられ、上記開口部の下端から上方に向かって漸次上記かご室側に変位する案内板をさらに備える請求項４記載のエレベータ。
6. 上記羽根車、上記第１集風カバーおよび上記第２集風カバーは、上記かご室から離間して設置された第１整風カバーの上記かご室と反対側に設置されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエレベータ。
7. 上記羽根車、上記第１集風カバーおよび上記第２集風カバーは、上記かご室の上面側および下面側の一方に、鉛直方向から見て、上記羽根車および上記第１集風カバーの一部が上記かご室から外方に突出するように設置され、
   空気流を上記かご室の側部に案内する第２整風カバーが、上記かご室の上面側および下面側の他方に、上記羽根車および上記第１集風カバーの一部が上記かご室から外方に突出する側の端部に沿って設置されている請求項１から請求項３および請求項６のいずれか１項に記載のエレベータ。
8. 上記羽根車は、クロスフロー型又はサボニウス型の円筒形ランナーである請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のエレベータ。
9. 上記羽根車の上記回転軸の軸方向長さの合計は、鉛直方向から見た上記かご室の周長の１／４以上である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のエレベータ。
10. 上記羽根車の回転エネルギーにより発電する発電機と、
    上記発電機で発電された電力を蓄電する蓄電池と、
    上記発電機、上記蓄電池、および上記かご室に設置された電気機器とケーブル介して電気的に接続され、上記発電機で発電された交流電力を直流電力に変換して上記蓄電池に給電すると共に、上記蓄電池に蓄電された直流電力を交流電力に変換して上記電気機器に給電するインバータと、をさらに備える請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のエレベータ。

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