JP6956871B2 - エレベータ - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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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