JP6969809B2

JP6969809B2 - Power generation system in high-rise buildings

Info

Publication number: JP6969809B2
Application number: JP2019193595A
Authority: JP
Inventors: 操関口
Original assignee: 有限会社サン企画
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2039-10-24
Also published as: JP2021067229A

Description

本発明は、高層建築物における発電システムに関し、詳しくは、ビルなどの高層建築物において上階から下階への落水を利用して発電を行うシステムに関するものである。 The present invention relates to a power generation system in a high-rise building, and more particularly to a system in which power is generated by using water falling from an upper floor to a lower floor in a high-rise building such as a building.

近年、地球環境の保全や低炭素社会の構築に向けて、ゼロエネルギービルの実現化が叫ばれている。ゼロエネルギービルとは、エネルギーの生成と消費の収支がプラスマイナスゼロになるビル建物のことで、より詳しくは、建物の運用段階でのエネルギー消費量を、省エネや再生可能エネルギーの利用などにより削減し、限りなくゼロにするという考え方である。しかしながら、エネルギー消費量をゼロに近づけるためには、建物内で仕事に従事する人などにもエネルギー消費の抑制を強いることとなり、その結果、過度な光熱費の削減など不快空間を提供することにもなりかねない。そこで、エネルギーの無駄を適度に且つ効率よく削減しながらも、快適な空間を提供し得る技術が求められるところである。 In recent years, the realization of zero-energy buildings has been called for to protect the global environment and build a low-carbon society. A zero-energy building is a building where the balance of energy generation and consumption is plus or minus zero. More specifically, energy consumption at the operation stage of the building is reduced by energy saving and the use of renewable energy. However, the idea is to make it as zero as possible. However, in order to bring energy consumption close to zero, it is necessary to force people engaged in work in the building to curb energy consumption, and as a result, it is necessary to provide an unpleasant space such as excessive reduction of utility costs. It could also be. Therefore, there is a need for a technology that can provide a comfortable space while appropriately and efficiently reducing energy waste.

ゼロエネルギービルを実現するための具体的技術・方法については、大きく二つの面からのアプローチが必要である。一つは、省エネルギーを実現する面からのアプローチ、そしてもう一つは、エネルギーの創出という面からのアプローチである。 Specific technologies and methods for realizing a zero-energy building require two major approaches. One is the approach to realize energy saving, and the other is the approach from the aspect of energy creation.

省エネルギー実現の面については、建築物の構造に関する技術であって、例えば高断熱・気密性の向上や昼光利用、日射遮断等の建築物自体の構造であったり、あるいは、高効率の換気・空調や高効率照明、高効率給湯、地熱・下水熱利用などの種々設備に関する技術が想定される。
また、エネルギー創出の面については、再生可能エネルギーによる発電技術であって、例えば太陽光発電や風力発電等の技術が想定される。 Regarding the aspect of realizing energy saving, it is a technology related to the structure of the building, for example, the structure of the building itself such as improvement of high heat insulation and airtightness, use of daylight, and blocking of sunlight, or highly efficient ventilation. Technologies related to various facilities such as air conditioning, high-efficiency lighting, high-efficiency hot water supply, and utilization of geothermal and sewage heat are envisioned.
In terms of energy creation, renewable energy power generation technology, such as solar power generation and wind power generation, is assumed.

しかしながら、上記省エネルギー実現の技術は、新たに建築しようとするビルに対して採用することは比較的容易であるものの、既存のビルに導入するには大規模な改修工事や改築コストの増大が見込まれ、容易なことではない。それに対し、エネルギー創出の技術は、新たに設置するものであって、大規模な改修や改築が不要であることから、比較的容易に採用可能である。そこで、ゼロエネルギービルの実現に向けて、先ずはエネルギー創出の技術を導入する試みが主流となっている。 However, although it is relatively easy to adopt the above energy-saving technology for a building to be newly constructed, it is expected that large-scale renovation work and renovation cost will increase in order to introduce it into an existing building. It's not easy. On the other hand, the energy creation technology is newly installed and does not require large-scale renovation or renovation, so it can be adopted relatively easily. Therefore, in order to realize a zero-energy building, first of all, attempts to introduce energy creation technology have become the mainstream.

エネルギー創出の技術のうち太陽光発電は、日中しか発電できず、また、天候によって発電力が大きく変動するものであるため、常時安定した電力供給ができないといった問題があった。また、風量発電についても同様、風の有無によって発電力が大きく変動するため、常時安定した電力供給は望めない。そこで、これらに代わる再生可能エネルギーを利用した発電であって、ビルなどの高層建築物に導入可能な技術が望まれるところであった。 Among the energy creation technologies, photovoltaic power generation can generate power only during the daytime, and since the power generation fluctuates greatly depending on the weather, there is a problem that stable power supply cannot be provided at all times. Similarly, with regard to air volume power generation, since the power generation fluctuates greatly depending on the presence or absence of wind, stable power supply cannot be expected at all times. Therefore, there has been a demand for a technology that can be introduced into high-rise buildings such as buildings, which is a power generation using renewable energy instead of these.

かかる高層建築物における発電技術については、例えば登録実用新案第３１１９８５１号公報（特許文献１）にて、「ビルダム式発電システム」の技術提案がなされている。
すなわち、該特許文献１の技術提案は、降雨水をビルディング内に設置した水槽にプールし、その水を階下に設置した発電タービンに向け落下・噴射させ、タービンの回転で発電するもので、落下した水は、循環パイプを介して再び水槽へ還流させるものである。 Regarding the power generation technology in such a high-rise building, for example, in the registered utility model No. 311951 (Patent Document 1), a technical proposal of "Billdam type power generation system" is made.
That is, the technical proposal of Patent Document 1 is to pool rainwater in a water tank installed in a building, drop and inject the water toward a power generation turbine installed downstairs, and generate power by rotating the turbine. The water is returned to the water tank via the circulation pipe.

しかしながら、上記特許文献１にかかる技術提案は、最上階域に水槽を設置し、最下階域に発電タービンを設置する態様を採用するもので、最上階域から最下階域へ水を落下させた場合に水圧が強くなり過ぎて、その水圧に耐え得る大型の発電タービンを用意する必要がある。しかも、設置には最上階域から最下階域まで連通する設置スペースも必要となることから、機械設備及び設置に要するコストの増大が見込まれる。また、落下した水の水槽への還流について、最上階域まで水を戻すのは相応の負荷動力が必要であるが、本技術提案では、後続の落下する水の圧力を利用して水を水槽まで上昇させるとしており、何ら動力を使用せずして最下階域から最上階域まで水を上昇させることは不可能と考え得るため、非現実的な技術提案である。 However, the technical proposal according to Patent Document 1 adopts a mode in which a water tank is installed in the top floor area and a power generation turbine is installed in the bottom floor area, and water is dropped from the top floor area to the bottom floor area. If the water pressure becomes too strong, it is necessary to prepare a large power generation turbine that can withstand the water pressure. Moreover, since the installation requires an installation space that communicates from the top floor area to the bottom floor area, it is expected that the mechanical equipment and the cost required for installation will increase. In addition, regarding the return of the dropped water to the water tank, returning the water to the top floor requires a certain load power, but in this technical proposal, the water is returned to the water tank by using the pressure of the subsequent falling water. It is an unrealistic technical proposal because it is considered impossible to raise water from the lowest floor to the top floor without using any power.

また、かかる高層建築物における発電技術については、例えば特開平６−４９８号公報（特許文献２）にて、「高層建築物の循環水処理装置」の技術提案がなされている。
すなわち、該特許文献２の技術提案は、高層建築物の廃水を浄化処理して再利用するための技術提案であって、水を気体で加圧することで最上部貯水槽まで押しあげ、その水を気体加圧環境内で落水させて水力発電により発電を行うものである。 Further, regarding the power generation technology in such a high-rise building, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-448 (Patent Document 2) has made a technical proposal of "circulating water treatment device for high-rise buildings".
That is, the technical proposal of Patent Document 2 is a technical proposal for purifying and reusing waste water of a high-rise building. By pressurizing the water with a gas, the water is pushed up to the uppermost water storage tank and the water is used. Is to be generated by hydroelectric power generation by dropping water in a gas-pressurized environment.

しかしながら、上記特許文献２にかかる技術提案は、前記特許文献１と同様、最上部に貯水槽を設置し、最下部に発電機を設置する態様を採用するもので、最上部から最下部へ水を落下させた場合に水圧が強くなり過ぎて、その水圧に耐え得る大型の発電機を用意する必要がある。しかも、設置には最上部から最下部まで連通する設置スペースも必要となることから、機械設備及び設置に要するコストの増大が見込まれる。また、落下した水を循環させ水槽へ戻す際に、最上部まで水を戻すためには相応の負荷動力が必要であり、不可能と思料される。 However, the technical proposal according to Patent Document 2 adopts an embodiment in which a water storage tank is installed at the uppermost portion and a generator is installed at the lowermost portion, as in Patent Document 1, and water is water from the uppermost portion to the lowermost portion. It is necessary to prepare a large generator that can withstand the water pressure because the water pressure becomes too strong when the water pressure is dropped. Moreover, since the installation requires an installation space that communicates from the top to the bottom, it is expected that the mechanical equipment and the cost required for the installation will increase. In addition, when the fallen water is circulated and returned to the aquarium, a corresponding load power is required to return the water to the top, which is considered impossible.

本出願人は、近年におけるゼロエネルギービルへの取り組みに着目しつつ、従来の高層建築物における発電技術の抱える問題点に鑑み、エネルギー創出における高効率化のための新たな技術として、再生可能エネルギーの中でも水力発電の技術を利用して、問題解決と高効率化を図ることができないものかとの着想の下、機械設備の小型化と省スペース化、そして高効率化をも実現し得る高層建築物における水力発電システムを開発し、本発明にかかる「高層建築物における発電システム」の提案に至るものである。 The applicant has focused on efforts for zero energy buildings in recent years, and in view of the problems of power generation technology in conventional high-rise buildings, renewable energy is a new technology for improving efficiency in energy creation. Among them, high-rise buildings that can realize miniaturization, space saving, and high efficiency of mechanical equipment based on the idea that it is possible to solve problems and improve efficiency by using hydroelectric power generation technology. This is to develop a hydroelectric power generation system for objects and to propose a "power generation system for high-rise buildings" according to the present invention.

登録実用新案第３１１９８５１号公報Registered Utility Model No. 311951 特開平６−４９８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-498

本発明は、上述した背景技術に鑑み、高層建築物における水力発電の導入に際し、機械設備の小型化と省スペース化、そして高効率化を実現し得る発電システムを提供することを課題とする。 In view of the above-mentioned background technology, it is an object of the present invention to provide a power generation system capable of realizing miniaturization, space saving, and high efficiency of mechanical equipment when introducing hydroelectric power generation in a high-rise building.

上記課題を解決するため、本発明は、高層建築物における発電システムであって、複数階を一のユニットとして高層建築物全体として複数のユニットに分割されて成り、各ユニットは、該ユニット内最上階に配備される一の貯水槽と、該ユニット内最下階に配備される一の受水槽と、貯水槽と受水槽とを繋いで該貯水槽から受水槽へ水を落水させるための流水管と、該流水管における所定中間箇所に設置される一乃至複数の水力発電機と、受水槽に接続される揚水ポンプと、該揚水ポンプと貯水槽とを繋いで受水槽から貯水槽へ水を揚水するための揚水管と、を備え、貯水槽と受水槽との間で流水管と揚水ポンプと揚水管を介して水を循環させると共に、貯水槽から受水槽へ重力により落水する水力を利用して水力発電機を作動させ発電を行う手段を採る。 In order to solve the above problems, the present invention is a power generation system in a high-rise building, wherein the high-rise building as a whole is divided into a plurality of units with a plurality of floors as one unit, and each unit is the highest in the unit. one and reservoir deployed in floors, running water for causing the one receiving tank to be deployed into the lowest floor in the unit, the water tank and the water receiving tank and from connected at該貯aquarium into receiving tank drainage Water from the water tank to the water tank by connecting the pipe, one or more hydroelectric generators installed at predetermined intermediate points in the water pipe, a pump pump connected to the water tank, and the water pump and the water tank. It is equipped with a pumping pipe for pumping water, and water is circulated between the water tank and the receiving tank via the flowing pipe, the pumping pump and the pumping pipe, and the water force that drops from the water tank to the receiving tank by gravity is applied. Use it to operate a hydroelectric generator and take measures to generate power.

また、本発明は、高層建築物の屋上に雨水を貯留可能な雨水貯留タンクを備えると共に、該雨水貯留タンクと各ユニットにおける貯水槽とを繋ぐ補水管を備え、雨水貯留タンクに貯留された雨水を必要に応じて補水管を介して各貯水槽へ補充可能である手段を採用し得る。 Further, the present invention includes a rainwater storage tank capable of storing rainwater on the roof of a high-rise building, and also includes a refill pipe connecting the rainwater storage tank and the water storage tank in each unit, and rainwater stored in the rainwater storage tank. Can be replenished to each water tank via a refill pipe as needed.

さらに、本発明は、各ユニットに蓄電池が備えられ、同ユニット内の水力発電機で発電された電力が一次的に蓄電池に蓄電される手段を採用し得る。 Further, the present invention may employ a means in which each unit is provided with a storage battery, and the electric power generated by the hydroelectric generator in the unit is temporarily stored in the storage battery.

またさらに、本発明は、前記揚水ポンプが、同ユニット内の水力発電機で発電された電力を使用して作動される手段を採用し得る。 Furthermore, the present invention may employ means in which the pump is operated using the power generated by the hydroelectric generator in the unit.

さらにまた、本発明は、高層建築物に太陽光発電機及び／若しくは風力発電機を備え、該太陽光発電機及び／若しくは風力発電機で発電された電力は、前記揚水ポンプの作動のため補助的に使用される手段を採用し得る。 Furthermore, the present invention provides a high-rise building with a solar generator and / or a wind generator, and the power generated by the solar generator and / or the wind generator assists the operation of the pump. The means used can be adopted.

そしてまた、本発明は、高層建築物に集配電装置を備え、該集配電装置を介して各ユニットにおいて水力発電機により発電された電力が集電されると共に、電力需要に応じて各階へ電力分配がなされる手段を採用し得る。 Further, in the present invention, a high-rise building is provided with a power collecting / distributing device, and the power generated by the hydraulic power generator is collected in each unit via the collecting / distributing device, and the power is generated to each floor according to the power demand. The means by which distribution is made may be adopted.

本発明にかかる高層建築物における発電システムによれば、複数階を一のユニットとして高層建築物全体として複数のユニットに分割し、各ユニットにて水力発電機による発電を行うシステムを採用することで、落下する水の水圧がさほど大きくなることがないため、発電機の小型化が実現されると共に、設備全体の小型化及び省スペース化に資し、また、落下した水を循環させるために戻す際も、分割された一ユニットの高さ以上に揚水することはないため、労力（消費エネルギー）の低減に資する、といった従来にない優れた効果を奏する。 According to the power generation system in a high-rise building according to the present invention, a system is adopted in which a plurality of floors are divided into a plurality of units as a whole as a unit, and each unit generates power by a hydroelectric generator. Since the water pressure of the falling water does not increase so much, the generator can be miniaturized, which contributes to the miniaturization and space saving of the entire equipment, and is returned to circulate the fallen water. Even in this case, since the water is not pumped above the height of one divided unit, it has an unprecedented excellent effect such as contributing to the reduction of labor (energy consumption).

本発明にかかる高層建築物における発電システムの実施形態を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the embodiment of the power generation system in the high-rise building which concerns on this invention. 本発明にかかる高層建築物における発電システムの実施形態（ユニットの構成態様）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the embodiment (the configuration mode of a unit) of the power generation system in the high-rise building which concerns on this invention. 本発明にかかる高層建築物における発電システムの他の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other embodiment of the power generation system in the high-rise building which concerns on this invention. 本発明にかかる高層建築物における発電システムの他の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other embodiment of the power generation system in the high-rise building which concerns on this invention. 本発明にかかる高層建築物における発電システムの他の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other embodiment of the power generation system in the high-rise building which concerns on this invention.

本発明は、高層建築物１における発電システムであって、複数階を一のユニット１０として高層建築物１全体として複数のユニット１０に分割されて成り、各ユニット１０は、該ユニット１０内最上階に配備される貯水槽１１と、該ユニット１０内最下階に配備される受水槽１２と、貯水槽１１と受水槽１２とを繋いで該貯水槽１１から受水槽１２へ水を落水させるための流水管１３と、該流水管１３における所定中間箇所に設置される一乃至複数の水力発電機２０と、受水槽１２に接続される揚水ポンプ１４と、該揚水ポンプ１４と貯水槽１１とを繋いで受水槽１２から貯水槽１１へ水を揚水するための揚水管１５と、を備え、貯水槽１１と受水槽１２との間で流水管１３と揚水ポンプ１４と揚水管１５を介して水を循環させると共に、貯水槽１１から受水槽１２へ重力により落水する水力を利用して水力発電機２０を作動させ発電を行う構成を採ったことを最大の特徴とする。
以下、本発明にかかる高層建築物１における発電システムの実施形態を、図面に基づいて説明する。 The present invention is a power generation system in a high-rise building 1, wherein a plurality of floors are regarded as one unit 10 and the high-rise building 1 as a whole is divided into a plurality of units 10, and each unit 10 is the top floor in the unit 10. In order to connect the water storage tank 11 deployed in the unit 10, the water receiving tank 12 deployed on the lowest floor in the unit 10, the water storage tank 11 and the water receiving tank 12, and to drop water from the water storage tank 11 to the water receiving tank 12. Water flow pipe 13, one or more hydraulic generators 20 installed at predetermined intermediate points in the water flow pipe 13, a pump 14 connected to a water receiving tank 12, and the water pump 14 and a water storage tank 11. A pumping pipe 15 for pumping water from the water receiving tank 12 to the water storage tank 11 by connecting the water is provided, and water is provided between the water storage tank 11 and the water receiving tank 12 via the water flowing pipe 13, the pumping pump 14, and the pumping pipe 15. The most important feature is that the hydroelectric generator 20 is operated to generate power by using the hydraulic force of water falling from the water storage tank 11 to the water receiving tank 12 by gravity.
Hereinafter, embodiments of the power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、本発明にかかる高層建築物１における発電システムは、以下に述べる実施例に特に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、すなわち同一の作用効果を発揮できる形状や構造、動作等の範囲内において、適宜変更することができるものである。 The power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention is not particularly limited to the examples described below, and is within the scope of the technical idea of the present invention, that is, a shape and a structure capable of exhibiting the same action and effect. , It can be changed as appropriate within the range of operation and the like.

図１は、本発明にかかる高層建築物１における発電システムの実施形態を示す概略図である。また、図２は、本発明にかかる高層建築物１における発電システムの一のユニット１０の構成態様を示すブロック図である。
本発明にかかる高層建築物１における発電システムは、複数階を一のユニット１０として高層建築物１全体として複数のユニット１０に分割されて成り、各ユニット１０の主要な構成として、貯水槽１１と、受水槽１２と、流水管１３と、水力発電機２０と、揚水ポンプ１４と、揚水管１５と、で構成されている。 FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a power generation system in a high-rise building 1 according to the present invention. Further, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration mode of one unit 10 of the power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention.
The power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention is divided into a plurality of units 10 as the whole high-rise building 1 with a plurality of floors as one unit 10, and the main configuration of each unit 10 is a water tank 11. It is composed of a water receiving tank 12, a flowing water pipe 13, a hydroelectric generator 20, a pumping pump 14, and a pumping pipe 15.

高層建築物１とは、俗にビルと呼ばれる複数階を有する建築物であって、本発明における高層建築物１とは、複数階を一のユニット１０として複数のユニット１０に分割する態様を採用する関係上、少なくとも四階以上、好ましくは五階以上を有するビルが想定され、階数の上限について特に限定はない。 The high-rise building 1 is a building having a plurality of floors, which is commonly called a building, and the high-rise building 1 in the present invention adopts an embodiment in which a plurality of floors are divided into a plurality of units 10 as one unit 10. Therefore, a building with at least 4 floors or more, preferably 5 floors or more is assumed, and the upper limit of the number of floors is not particularly limited.

ユニット１０は、高層建築物１を複数階ごとに分割してできた一の分割単位のことであって、一のユニット１０には複数階が存することとなり、換言すればユニット１０が複数合わさって高層建築物１を構成するものである。このとき、一のユニット１０に存する階数について、複数であれば特に限定はないが、２乃至６階程度であることが望ましく、より好ましくは３乃至５階程度であることが好適である。一ユニット１０に存する階数が多すぎると、かえって機械設備の小型化や省スペース化、高効率化に反することになる為である。また、各ユニット１０の階数について、全ユニット１０が均等に同じ階数であることが望ましいが、必ずしもその必要はなく、ユニット１０ごと異なる階数を有した態様も考え得る。各ユニット１０には、夫々貯水槽１１と、受水槽１２と、流水管１３と、水力発電機２０と、揚水ポンプ１４と、揚水管１５とが備わっている。 The unit 10 is a division unit formed by dividing a high-rise building 1 into multiple floors, and one unit 10 has a plurality of floors. In other words, a plurality of units 10 are combined. It constitutes a high-rise building 1. At this time, the number of floors existing in one unit 10 is not particularly limited as long as it is a plurality of floors, but it is preferably about 2 to 6 floors, and more preferably about 3 to 5 floors. This is because if the number of floors existing in one unit 10 is too large, it goes against the miniaturization, space saving, and high efficiency of mechanical equipment. Further, regarding the number of floors of each unit 10, it is desirable that all the units 10 have the same number of floors, but it is not always necessary, and a mode in which each unit 10 has a different number of floors can be considered. Each unit 10 includes a water storage tank 11, a water receiving tank 12, a flowing water pipe 13, a hydroelectric generator 20, a pump pump 14, and a pump pipe 15.

尚、ユニット１０とは、本発明にかかる発電システムが配備される空間を表す概念を含み、一の分割単位に存する複数階を貫く所定の空間のことを意味する。このとき、複数階を貫く所定の空間について、必ずしも各階を仕切る建築材（床材・天井材）が取り除かれて一の空間を形成する必要はなく、ユニット１０内最上階から最下階まで各階とも同じ位置に存する複数の空間であってもよい。 The unit 10 includes a concept representing a space in which the power generation system according to the present invention is deployed, and means a predetermined space penetrating a plurality of floors existing in one partition unit. At this time, it is not always necessary to remove the building materials (floor material / ceiling material) that partition each floor from the predetermined space that penetrates the multiple floors to form one space, and each floor from the top floor to the bottom floor in the unit 10. It may be a plurality of spaces existing at the same position.

貯水槽１１は、水を貯留するための水槽体であって、ユニット１０内における最上階に配備される。該貯水槽１１の形状や大きさ（容量）については、特に限定はなく、概ね数百〜数千リットルの大きさを有する。かかる貯水槽１１の大きさについては、高層建築物１の平面積や設置箇所の容積、ユニット１０の階数、後述する落水に際し必要とする水圧等を考慮して、適宜決定される。 The water storage tank 11 is a water tank body for storing water, and is arranged on the top floor in the unit 10. The shape and size (capacity) of the water storage tank 11 are not particularly limited, and have a size of about several hundred to several thousand liters. The size of the water storage tank 11 is appropriately determined in consideration of the flat area of the high-rise building 1, the volume of the installation location, the number of floors of the unit 10, the water pressure required for water fall described later, and the like.

受水槽１２は、落水した水を受け入れるための水槽体であって、ユニット１０内における最下階に配備される。該受水槽１２の形状や大きさ（容量）については、特に限定はないが、少なくとも貯水槽１１に貯留された水を全て受け入れ得る大きさを有することを要し、故に概ね貯水槽１１と同じ大きさを有する態様となる。 The water receiving tank 12 is a water tank body for receiving the dropped water, and is arranged on the lowest floor in the unit 10. The shape and size (capacity) of the water receiving tank 12 are not particularly limited, but at least it is required to have a size capable of accepting all the water stored in the water storage tank 11, and is therefore substantially the same as the water storage tank 11. It is a mode having a size.

流水管１３は、水を流すべく中空路を有する管状体であって、その一端（上端）は貯水槽１１に接続され、他端（下端）は受水槽１２に接続されることで、貯水槽１１と受水槽１２とを繋いでいる。貯水槽１１に貯留された水は、該流水管１３内を通過して受水槽１２へ落水可能となっている。尚、流水管１３における貯水槽１１との接続箇所近傍に開閉弁１３ａを備える態様が好ましく、貯水槽１１から流水管１３へ流水のスタート・ストップを該開閉弁１３ａで制御し得る。該流水管１３の径や材質については、特に限定はなく、例えば径２５〜２００ｍｍの塩ビ管や金属管が考えられ、管内を流れる水の量や流速（水圧）等を考慮して適宜決定される。 The water flow pipe 13 is a tubular body having a hollow path for flowing water, and one end (upper end) thereof is connected to the water storage tank 11 and the other end (lower end) is connected to the water receiving tank 12. 11 and the water tank 12 are connected. The water stored in the water storage tank 11 can pass through the water flow pipe 13 and fall into the water receiving tank 12. It is preferable to provide an on-off valve 13a in the vicinity of the connection point of the flowing water pipe 13 with the water storage tank 11, and the on-off valve 13a can control the start / stop of flowing water from the water storage tank 11 to the water flowing pipe 13. The diameter and material of the water flow pipe 13 are not particularly limited, and for example, a vinyl chloride pipe or a metal pipe having a diameter of 25 to 200 mm can be considered, and is appropriately determined in consideration of the amount of water flowing in the pipe, the flow velocity (water pressure), and the like. NS.

該流水管１３の貯水槽１１と受水槽１２とを繋ぐ経路構造については、例えば、貯水槽１１から垂直に直線的に延伸して受水槽１２に繋がる経路構造が考え得る。かかる経路構造を採ることで、貯水槽１１から受水槽１２までの距離は最短となるが、流速及び水圧を最大限引き出すことが可能となる。また、流水管１３の経路構造について、徐々に下降する螺旋構造とする態様が考え得る。かかる経路構造を採ることで、限られた降下高の中で貯水槽１１から受水槽１２までの距離を稼ぐことができると共に、水流に対する抵抗を低減することができ、ある程度の流速を得て圧力損失を軽減させることが可能となる。この経路構造については、ユニット１０の空間内にて自由に設計可能であって、特に限定するものではなく、流水管１３に設置される後述の水力発電機２０の数等を考慮して適宜決定される。 As for the path structure connecting the water storage tank 11 and the water receiving tank 12 of the water flow pipe 13, for example, a path structure that extends vertically and linearly from the water storage tank 11 and connects to the water receiving tank 12 can be considered. By adopting such a path structure, the distance from the water storage tank 11 to the water receiving tank 12 is the shortest, but the flow velocity and the water pressure can be maximized. Further, it is conceivable that the path structure of the water flow pipe 13 has a spiral structure that gradually descends. By adopting such a path structure, it is possible to increase the distance from the water tank 11 to the water receiving tank 12 in a limited descent height, reduce the resistance to the water flow, and obtain a certain flow velocity to obtain the pressure. It is possible to reduce the loss. This path structure can be freely designed in the space of the unit 10, and is not particularly limited, and is appropriately determined in consideration of the number of hydroelectric generators 20 to be described later installed in the water flow pipe 13. Will be done.

水力発電機２０は、流水管１３内を流れる水の流力（水圧）を受けて発電する発電機であって、該流水管１３における所定中間箇所に設置されている。水力発電機２０の設置位置については任意であり、特に限定はないが、水の水圧や流速が発電力に影響する関係上、可能な限り受水槽１２に近い下方位置に設置することが好ましい。水力発電機２０の具体的構造や性能についても、特に限定はないが、大きさについては省スペース化の実現に鑑み、より小型のものが好適であって、俗にマイクロ水力発電といわれる常法の水力発電機２０を採用することが可能である。発電機の最大出力についても、特に限定はないが、径約１５０ｍｍの管内にて水流によりプロペラを回して発電するタイプで、約１．５〜２．５ｋｗもの最大出力を誇る常法の水力発電機２０も存在する。総じて、発電能力（最大出力）や設置スペースに合った大きさ、そして静音性などを総合的に考慮して、最良の水力発電機２０を選択する。 The hydroelectric generator 20 is a generator that receives the flow force (water pressure) of water flowing in the water flow pipe 13 to generate electricity, and is installed at a predetermined intermediate position in the water flow pipe 13. The installation position of the hydroelectric generator 20 is arbitrary and is not particularly limited, but it is preferable to install the hydroelectric generator 20 at a lower position as close to the water receiving tank 12 as possible because the water pressure and the flow velocity of the water affect the power generation. The specific structure and performance of the hydroelectric generator 20 are not particularly limited, but the size is preferably smaller in view of the realization of space saving, and is commonly called micro-hydroelectric power generation. It is possible to adopt the hydroelectric generator 20 of. The maximum output of the generator is also not particularly limited, but it is a type that generates electricity by turning the propeller with a water flow in a pipe with a diameter of about 150 mm, and it is a conventional hydroelectric power generation boasting a maximum output of about 1.5 to 2.5 kW. Machine 20 also exists. In general, the best hydroelectric generator 20 is selected by comprehensively considering the power generation capacity (maximum output), the size suitable for the installation space, and the quietness.

尚、一の流水管１３に対し水力発電機２０が一基とは限らず、一乃至複数の水力発電機２０が設置される態様も可能である。但し、複数設置の場合には、前段の水力発電機２０と後段の水力発電機２０との間にある程度の間隔を要する。この間隔は、前段の水力発電機２０を作動させることで生じた流速（水圧）の損失を回復させるための間隔であって、後段に設置した水力発電機２０の好適な運転を担保するために必要な間隔である。 The number of hydroelectric generators 20 is not limited to one for one flowing water pipe 13, and one or more hydroelectric generators 20 may be installed. However, in the case of a plurality of installations, a certain distance is required between the hydroelectric generator 20 in the front stage and the hydroelectric generator 20 in the rear stage. This interval is an interval for recovering the loss of the flow velocity (water pressure) caused by operating the hydroelectric generator 20 in the previous stage, and is for ensuring the suitable operation of the hydroelectric generator 20 installed in the rear stage. The required interval.

揚水ポンプ１４は、流水管１３を通過して落下してきた受水槽１２の水を、再び貯水槽１１へ戻すための装置であって、受水槽１２に接続され、該受水槽１２の水を後述の揚水管１５へ送るポンプ装置である。かかる揚水ポンプ１４は、常法のポンプ装置を採用すれば足り、具体的構造について特に限定するものではないが、性能（送水能力）については、貯水槽１１から受水槽１２への落下水量と同等以上の水量を揚水し得る送水能力を有することが望ましい。揚水量より落下水量の方が多いと、本システムを運転し続けることで、最終的に貯水槽１１内の水が枯渇することとなってしまうためである。該揚水ポンプ１４は、原則として同ユニット１０内の水力発電機２０で発電された電力Ｅの一部を使用して作動される態様となっているが、必要に応じて他の既存電力を一時的若しくは断続的に用いる態様も考え得る。 The pump 14 is a device for returning the water of the water receiving tank 12 that has fallen through the water flow pipe 13 to the water storage tank 11 again, and is connected to the water receiving tank 12, and the water of the water receiving tank 12 is described later. It is a pump device to send to the pumping pipe 15. It is sufficient for the pump 14 to adopt a conventional pump device, and the specific structure is not particularly limited, but the performance (water supply capacity) is equivalent to the amount of water falling from the water storage tank 11 to the water receiving tank 12. It is desirable to have a water supply capacity capable of pumping the above amount of water. This is because if the amount of falling water is larger than the amount of pumped water, the water in the water tank 11 will eventually be exhausted by continuing to operate this system. As a general rule, the pump 14 is operated by using a part of the electric power E generated by the hydroelectric generator 20 in the unit 10, but other existing electric power is temporarily used as needed. It is also possible to use it objectively or intermittently.

揚水管１５は、水を流すべく中空路を有する管状体であって、その一端（下端）は揚水ポンプ１４に接続され、他端（上端）は貯水槽１１に接続されることで、揚水ポンプ１４と貯水槽１１とを繋いでる。受水槽１２に落下して流れ込んだ水は、該受水槽１２内である程度貯留され、その後揚水ポンプ１４を介して揚水管１５内を通過して貯水槽１１へ戻されることとなる。該揚水管１５の径や材質については、特に限定はなく、例えば直径２５〜２００ｍｍの塩ビ管や金属管が考えられ、揚水ポンプ１４の性能や揚水量等を考慮して適宜決定される。 The pumping pipe 15 is a tubular body having a hollow path for flowing water, one end (lower end) thereof is connected to the pumping pump 14, and the other end (upper end) is connected to the water tank 11. 14 and the water tank 11 are connected. The water that has fallen into the water receiving tank 12 and flows into the water receiving tank 12 is stored to some extent in the water receiving tank 12, and then passes through the pumping pipe 15 via the pumping pump 14 and is returned to the water storage tank 11. The diameter and material of the pumping pipe 15 are not particularly limited, and for example, a vinyl chloride pipe or a metal pipe having a diameter of 25 to 200 mm can be considered, and is appropriately determined in consideration of the performance of the pumping pump 14, the amount of pumped water, and the like.

該揚水管１５の揚水ポンプ１４と貯水槽１１とを繋ぐ経路構造については、特に限定するものではないが、揚水効率を考慮し、最短距離で揚水を行い得る垂直に直線的に延伸した経路構造が好適である。 The path structure connecting the pump 14 of the pumping pipe 15 and the water storage tank 11 is not particularly limited, but in consideration of pumping efficiency, a vertically linearly extended path structure capable of pumping at the shortest distance is possible. Is preferable.

本発明の発電システムで使用される水については、特に限定するものではなく、水道水や地下水、雨水などを使用すればよい。本発明で水は常時循環されるものであり、腐敗などを生じない限り特別に排水されることはなく、一度貯留すればその後永続的に使用されるものである。 The water used in the power generation system of the present invention is not particularly limited, and tap water, groundwater, rainwater, or the like may be used. In the present invention, water is constantly circulated, is not specially drained unless it causes putrefaction, etc., and once stored, it is used permanently thereafter.

以上の構成から成る本発明にかかる高層建築物１における発電システムは、高層建造物を複数階ごと分割してできる各ユニット１０に夫々配備され、該発電システムの一連の動作態様は以下のとおりである。
（１）貯水槽１１に貯留されている水が流水管１３に流入する。流水管１３に開閉弁１３ａが備わる場合は、該開閉弁１３ａを開弁することで、流水がスタートする。
（２）流入管内を流れる水の流速（水圧）により、該流水管１３に設置された水力発電機２０が作動して発電が行われる。
（３）流水管１３内の水は、最終的に受水槽１２へ流れ込み、該受水槽１２にて一時的に貯留される。
（４）受水槽１２に貯留された水は、揚水ポンプ１４の作用により揚水管１５へと流入する。
（５）揚水管１５内の水は、揚水ポンプ１４の作用により管内を上昇し、最終的に貯水槽１１へ流れ込むことで、戻される。
以上の一連の動作態様により、水は循環を繰り返すこととなる。
尚、流水管１３に開閉弁１３ａが備わる態様により、該開閉弁１３ａを閉弁することで、流水管１３への水の流入を止めて水の循環をストップし、発電を止めることができる。 The power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention having the above configuration is individually deployed in each unit 10 capable of dividing the high-rise building into multiple floors, and a series of operation modes of the power generation system are as follows. be.
(1) The water stored in the water storage tank 11 flows into the water flow pipe 13. When the on-off valve 13a is provided on the flowing water pipe 13, the on-off valve 13a is opened to start the flowing water.
(2) The hydroelectric generator 20 installed in the water flow pipe 13 operates to generate electricity depending on the flow velocity (water pressure) of the water flowing in the inflow pipe.
(3) The water in the water flow pipe 13 finally flows into the water receiving tank 12, and is temporarily stored in the water receiving tank 12.
(4) The water stored in the water receiving tank 12 flows into the pumping pipe 15 by the action of the pumping pump 14.
(5) The water in the pumping pipe 15 rises in the pipe by the action of the pumping pump 14, and finally flows into the water storage tank 11 to be returned.
According to the above series of operation modes, the water repeats circulation.
In addition, according to the embodiment in which the on-off valve 13a is provided in the flowing water pipe 13, by closing the on-off valve 13a, the inflow of water to the flowing water pipe 13 can be stopped, the circulation of water can be stopped, and the power generation can be stopped.

尚、上記（２）にて発電された電力Ｅは、高層建築物１における使用電力として消費される。このとき、あるユニット１０にて発電された電力Ｅは、該ユニット１０と同じ階層に存する階の使用電力として消費される態様が好ましい。電力Ｅの供給に際しては、中間にインバータを介して供給される。すなわち、常法の水力発電機２０で発電される電力Ｅはほとんどが直流であるのに対し、一般に使用される電気機器は交流仕様がほとんどであることから、インバータを介して直流を交流に変換して供給する。また、必要に応じて変圧器等の機器を介して、電力Ｅの供給がなされる。 The electric power E generated in (2) above is consumed as the electric power used in the high-rise building 1. At this time, it is preferable that the electric power E generated by a certain unit 10 is consumed as the electric power used on the floor existing in the same layer as the unit 10. When the electric power E is supplied, it is supplied via an inverter in the middle. That is, while most of the electric power E generated by the conventional hydraulic generator 20 is direct current, most of the electric devices generally used have alternating current specifications, so that direct current is converted to alternating current via an inverter. And supply. Further, the electric power E is supplied via a device such as a transformer as needed.

ところで、使用電力と発電された供給電力とが常に同量であるとは限らず、その均衡を図ることは困難である。そこで、各ユニット１０に蓄電池２４が備えられ、同ユニット１０内の水力発電機２０で発電された電力Ｅが一次的に蓄電池２４に蓄電される態様が考え得る。すなわち、使用電力よりも供給電力が多い場合の余剰電力や、夜間など電力消費量が少ない時間帯に発電した電力Ｅを蓄電池２４に蓄電しておく態様である。この態様によれば、電力使用に際し、蓄電池２４を介して電力消費がなされることで、使用電力過多の場合であっても、安定して電力Ｅの供給を行うことが可能となる。
また、蓄電池２４を利用し、水力発電機２０で発電された電力Ｅについて、高層建築物１におけるバックアップ電源として使用する態様が考え得る。すなわち、高層建築物１における通常の電力消費には既存電力を用い、水力発電機２０で発電された電力Ｅは蓄電池２４に蓄え、バックアップ電源として非常時に使用する態様である。 By the way, the amount of power used and the amount of power generated are not always the same, and it is difficult to achieve an equilibrium. Therefore, it is conceivable that each unit 10 is provided with a storage battery 24, and the electric power E generated by the hydroelectric generator 20 in the unit 10 is temporarily stored in the storage battery 24. That is, it is an embodiment in which the surplus power when the power supply is larger than the power used and the power E generated during a time zone when the power consumption is low such as at night are stored in the storage battery 24. According to this aspect, when the electric power is used, the electric power is consumed through the storage battery 24, so that the electric power E can be stably supplied even when the electric power used is excessive.
Further, it is conceivable that the electric power E generated by the hydroelectric generator 20 using the storage battery 24 is used as a backup power source in the high-rise building 1. That is, the existing power is used for the normal power consumption in the high-rise building 1, and the power E generated by the hydropower generator 20 is stored in the storage battery 24 and used as a backup power source in an emergency.

本発明にかかる高層建築物１における発電システムは、複数階を一のユニット１０として高層建築物１全体として複数のユニット１０に分割し、各ユニット１０にて水力発電機２０による発電を行うシステムを採用するもので、貯水槽１１と受水槽１２との間で流水管１３と揚水ポンプ１４と揚水管１５を介して水を循環させると共に、貯水槽１１から受水槽１２へ重力により落水する水力を利用して水力発電機２０を作動させ発電を行うべく動作することをもって、発電機の小型化が実現されると共に、設備全体の小型化及び省スペース化が図られ、さらに労力（消費エネルギー）の低減にも資するもので、既存の建物にも採用可能であって、ゼロエネルギービルの実現に資するものである。 The power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention is a system in which a plurality of floors are regarded as one unit 10 and the high-rise building 1 as a whole is divided into a plurality of units 10, and each unit 10 generates power by a hydroelectric generator 20. In this method, water is circulated between the water storage tank 11 and the water receiving tank 12 via the water flow pipe 13, the pumping pump 14, and the pumping pipe 15, and the water force that drops from the water storage tank 11 to the water receiving tank 12 by gravity is applied. By operating the hydroelectric generator 20 to generate electricity by using it, the size of the generator can be reduced, the size of the entire facility can be reduced and the space can be saved, and the labor (energy consumption) can be reduced. It also contributes to reduction, can be adopted in existing buildings, and contributes to the realization of zero energy buildings.

次に、図３により、本発明にかかる高層建築物１における発電システムの他の実施形態について説明する。上記実施例１と同様の部分は説明を省略する。
上記実施例１で、使用される水について、常時循環され排水されることがないため、永続的に使用される旨説明した。しかしながら、実際には、蒸発や漏水により水の貯留量は経年減少するのが常であり、定期的若しくは不定期的に補充する必要が生じ得る。このとき、水道水を補充する態様では、水道料金というコスト負担が生じ、また、地下水を補充する態様では、該地下水自体の揚水及び高層階への揚水にコストが嵩んでしまう。これに対し、雨水を補充する態様によれば、屋上からの自然落水により補充することができ、コスト負担無く補充することができる。但し、自然現象であるため、いつ雨が降るのかによって補充時期が左右されてしまうという問題もある。 Next, another embodiment of the power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same parts as in the first embodiment will be omitted.
In Example 1 above, it was explained that the water used is permanently circulated and not drained, so that it is used permanently. However, in practice, the amount of water stored usually decreases over time due to evaporation or water leakage, and it may be necessary to replenish it regularly or irregularly. At this time, in the mode of replenishing tap water, a cost burden of water charges is incurred, and in the mode of replenishing groundwater, the cost of pumping the groundwater itself and pumping to higher floors increases. On the other hand, according to the mode of replenishing rainwater, it can be replenished by natural falling water from the roof, and can be replenished without cost burden. However, since it is a natural phenomenon, there is also a problem that the replenishment time depends on when it rains.

そこで、高層建築物１の屋上に雨水を貯留可能な雨水貯留タンク３０を備えると共に、該雨水貯留タンク３０と各ユニット１０における貯水槽１１とを繋ぐ補水管３１を備える態様が考え得る。すなわち、補充の要否に関係なく、雨水を常時雨水貯留タンク３０に貯留しておき、必要に応じて雨水貯留タンク３０から各ユニット１０の貯水槽１１へ雨水を補充する態様である。 Therefore, it is conceivable to provide a rainwater storage tank 30 capable of storing rainwater on the roof of the high-rise building 1 and a water replenishment pipe 31 connecting the rainwater storage tank 30 and the water storage tank 11 in each unit 10. That is, regardless of the necessity of replenishment, rainwater is constantly stored in the rainwater storage tank 30, and rainwater is replenished from the rainwater storage tank 30 to the water storage tank 11 of each unit 10 as needed.

雨水貯留タンク３０は、雨水を貯留するための水槽体であって、屋上に配備される。該雨水貯留タンク３０の形状や大きさ（容量）については、特に限定はないが、補充するための水を貯留すれば足りることから、概ね数百リットル程度の大きさを有すればよく、高層建築物１の屋上面積等も考慮して、適宜決定される。該雨水貯留タンク３０は、雨水を貯留するという機能から、降雨時に効率よく雨水をタンク内に集水し得る構造を備えている。その集水のための具体的構造について限定はないが、例えば下方が縮径するテーパ状の集水漏斗をタンク天井の孔部上方に備えて、広範の雨水が漏斗を伝って孔部からタンク内に集水し得る態様等が考え得る。 The rainwater storage tank 30 is a water tank body for storing rainwater and is installed on the rooftop. The shape and size (capacity) of the rainwater storage tank 30 are not particularly limited, but since it is sufficient to store water for replenishment, it suffices to have a size of about several hundred liters, and is a high-rise building. It is determined as appropriate in consideration of the rooftop area of the building 1. The rainwater storage tank 30 has a structure capable of efficiently collecting rainwater in the tank when it rains because of the function of storing rainwater. There is no limitation on the specific structure for collecting water, but for example, a tapered water collecting funnel with a reduced diameter at the bottom is provided above the hole in the tank ceiling, and a wide range of rainwater travels through the funnel to the tank from the hole. It is conceivable that water can be collected inside.

補水管３１は、水を流すべく中空路を有する管状体であって、その一端（上端）は雨水貯留タンク３０に接続され、他端（下端）は貯水槽１１に接続されることで、雨水貯留タンク３０と貯水槽１１とを繋いでいる。雨水貯留タンク３０に貯留された水は、該補水管３１内を通過して貯水槽１１へ落水可能となっている。尚、補水管３１の所定中間箇所に開閉弁３１ａを備える態様が好ましく、雨水貯留タンク３０から貯水槽１１への雨水補充のスタート・ストップを該開閉弁３１ａで制御し得る。該補水管３１の径や材質については、特に限定はなく、例えば径１５〜３０ｍｍの塩ビ管や金属管が考え得る。 The water replenishment pipe 31 is a tubular body having a hollow path for flowing water, one end (upper end) of which is connected to the rainwater storage tank 30, and the other end (lower end) of which is connected to the water storage tank 11. The storage tank 30 and the water storage tank 11 are connected to each other. The water stored in the rainwater storage tank 30 can pass through the replenishment pipe 31 and fall into the water storage tank 11. It is preferable to provide an on-off valve 31a at a predetermined intermediate position of the water replenishment pipe 31, and the on-off valve 31a can control the start / stop of rainwater replenishment from the rainwater storage tank 30 to the water storage tank 11. The diameter and material of the water replenishing pipe 31 are not particularly limited, and for example, a vinyl chloride pipe or a metal pipe having a diameter of 15 to 30 mm can be considered.

尚、雨水には、塵埃が含まれていることから、そのまま貯水槽１１へ補充してしまうと、その塵埃により水力発電機２０や揚水ポンプ１４の故障・損傷を引き起こすことにもなりかねない。そこで、雨水貯留タンク３０における集水用の孔部や補水管３１との接続箇所に、塵埃除去フィルターを装備することが好適である。かかる態様を採ることで、雨水を濾過してきれいな水として貯水槽１１へ補充することが可能となる。 Since the rainwater contains dust, if the water tank 11 is replenished as it is, the dust may cause the hydroelectric generator 20 and the pump 14 to malfunction or be damaged. Therefore, it is preferable to equip the rainwater storage tank 30 with a dust removal filter at a hole for collecting water and a connection point with the water replenishment pipe 31. By adopting such an embodiment, rainwater can be filtered and replenished to the water tank 11 as clean water.

以上の構成から成る本発明にかかる高層建築物１における発電システムについて、本実施例の構成における動作態様は以下のとおりである。
（１）降雨時に、雨水貯留タンク３０へ雨水が貯留される。
（２）雨水貯留タンク３０に貯留された雨水は、必要に応じて補水管３１を介して各貯水槽１１へ補充される。補水管３１に開閉弁３１ａが備わる場合は、該開閉弁３１ａを開弁することで、補充がスタートする。
以上の一連の動作態様により、貯水槽１１への雨水の補充がなされる。
尚、補水管３１に開閉弁３１ａが備わる態様により、該開閉弁３１ａを閉弁することで、補水管３１への雨水の流入を止めて、貯水槽１１への補充はストップする。 Regarding the power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention having the above configuration, the operation mode in the configuration of the present embodiment is as follows.
(1) When it rains, rainwater is stored in the rainwater storage tank 30.
(2) The rainwater stored in the rainwater storage tank 30 is replenished to each water storage tank 11 via the water replenishment pipe 31 as needed. When the water replenishing pipe 31 is provided with an on-off valve 31a, replenishment is started by opening the on-off valve 31a.
Rainwater is replenished to the water tank 11 by the above series of operation modes.
By closing the on-off valve 31a according to the embodiment in which the on-off valve 31a is provided in the water refill pipe 31, the inflow of rainwater into the refill pipe 31 is stopped and the replenishment to the water storage tank 11 is stopped.

以上、本実施例の構成態様を採用した本発明にかかる高層建築物１における発電システムは、貯水槽１１への水の補充に雨水を採用するもので、屋上からの自然落水により補充することができるため、コスト負担無く補充可能であると共に、補充の要否に関係なく、雨水を常時雨水貯留タンク３０に貯留しておくことで、自然現象に左右されることなく、必要に応じて雨水貯留タンク３０から各ユニット１０の貯水槽１１へ雨水を補充することができるもので、労力（消費エネルギー）の低減に資すると共に、既存の建物にも採用可能であって、ゼロエネルギービルの実現に資するものである。 As described above, the power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention adopting the configuration embodiment of the present embodiment adopts rainwater for replenishing water to the water tank 11, and can be replenished by natural falling water from the roof. Therefore, it can be replenished without cost burden, and by constantly storing rainwater in the rainwater storage tank 30, regardless of the necessity of replenishment, rainwater can be stored as needed without being affected by natural phenomena. Rainwater can be replenished from the tank 30 to the water tank 11 of each unit 10, which contributes to the reduction of labor (energy consumption) and can be adopted in existing buildings, contributing to the realization of a zero-energy building. It is a thing.

次に、図４により、本発明にかかる高層建築物１における発電システムの他の実施形態について説明する。上記実施例１と同様の部分は説明を省略する。
上記実施例１で、揚水ポンプ１４の作動電源について、原則として同ユニット１０内の水力発電機２０で発電された電力Ｅの一部を使用する態様、並びに、必要に応じて他の既存電力を一時的若しくは断続的に用いる態様について説明した。しかしながら、エネルギー保存の法則に鑑みると、実際には、ユニット１０内の水力発電機２０で発電された電力Ｅのみで揚水ポンプ１４の作動電力をまかなうには、その発電された電力Ｅのほとんどを使用することにもなりかねず、高層建築物１への電力供給量の減少を招きかねない。また、必要に応じて他の既存電力を用いる態様において、既存電力として既存の電力会社からの電力供給を受ける態様では、電気料金というコスト負担が生じると共に、本発明が目的とするゼロエネルギービルの概念とも逆行するものとなりかねない。 Next, another embodiment of the power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same parts as in the first embodiment will be omitted.
In the first embodiment, as for the operating power source of the pump 14 as a general rule, a part of the electric power E generated by the hydroelectric generator 20 in the unit 10 is used, and other existing electric power is used as necessary. The embodiment used temporarily or intermittently has been described. However, in view of the law of energy conservation, in reality, in order to cover the operating power of the pump 14 with only the electric power E generated by the hydroelectric generator 20 in the unit 10, most of the generated electric power E is used. It may also be used, which may lead to a decrease in the amount of power supplied to the high-rise building 1. In addition, in a mode in which other existing power is used as needed, in a mode in which power is supplied from an existing power company as the existing power, a cost burden of electricity charges is incurred, and the zero energy building, which is the object of the present invention, is used. It can go against the concept.

そこで、高層建築物１に再生可能エネルギーによる発電機を設置し、該発電機で発電された電力Ｅを揚水ポンプ１４の作動電力として用いる態様が考え得る。すなわち、高層建築物１に太陽光発電機２１や風力発電機２２を設置し、それらの発電機で発電された電力Ｅを、揚水ポンプ１４の作動のため補助的に使用しようとするものである。 Therefore, it is conceivable that a generator using renewable energy is installed in the high-rise building 1 and the electric power E generated by the generator is used as the operating power of the pumping pump 14. That is, a photovoltaic power generator 21 and a wind power generator 22 are installed in the high-rise building 1, and the electric power E generated by these generators is to be used as an auxiliary for the operation of the pumping pump 14. ..

太陽光発電機２１は、太陽光を太陽電池を用いて直接的に電力Ｅに変換する発電方式を有する発電機である。本発明で使用する太陽光発電機２１は、常法のものを使用すれば足り、その具体的構造や仕様について特に限定するものではない。該太陽光発電機２１は、高層建築物１における屋上やテラスなどで日射範囲、日射時間の多い場所に設置される。 The photovoltaic generator 21 is a generator having a power generation method that directly converts sunlight into electric power E using a solar cell. As the solar power generator 21 used in the present invention, it is sufficient to use a conventional one, and the specific structure and specifications thereof are not particularly limited. The photovoltaic power generator 21 is installed on a rooftop or a terrace of a high-rise building 1 in a place having a large solar radiation range and a large amount of solar radiation time.

風力発電機２２は、風の力でタービンを回して発電する方式の発電機である。本発明で使用する風力発電機２２は、常法のものを使用すれば足り、その具体的構造や仕様について特に限定するものではない。該風力発電機２２は、高層建築物１における屋上やテラスなどで風通しの良い場所に設置される。 The wind power generator 22 is a generator of a type in which a turbine is rotated by the force of wind to generate electricity. As the wind power generator 22 used in the present invention, it is sufficient to use a conventional wind power generator 22, and the specific structure and specifications thereof are not particularly limited. The wind power generator 22 is installed in a well-ventilated place such as a rooftop or a terrace in the high-rise building 1.

本発明では、上記太陽光発電機２１と風力発電機２２とを選択的に設置する態様のほか、両発電機とも設置する態様であってもよい。かかる太陽光発電機２１並びに風力発電機２２は、太陽光や風といった自然現象によってその発電力が左右されるため、両発電機とも設置する態様によって、より電力供給の安定性が増す。 In the present invention, in addition to the mode in which the solar power generator 21 and the wind power generator 22 are selectively installed, both generators may be installed in the mode. Since the power generation of the photovoltaic power generator 21 and the wind power generator 22 depends on natural phenomena such as sunlight and wind, the stability of power supply is further increased depending on the mode in which both generators are installed.

以上、本実施例の構成態様を採用した本発明にかかる高層建築物１における発電システムは、揚水ポンプ１４の補助電源として、太陽光発電機２１や風力発電機２２といった再生可能エネルギーによる電力供給を行うことで、水力発電機２０により発電された電力Ｅを効率よく使用電力として消費することが可能となるものである。 As described above, the power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention adopting the configuration embodiment of the present embodiment supplies power by renewable energy such as a solar generator 21 and a wind power generator 22 as an auxiliary power source for the pumping pump 14. By doing so, it becomes possible to efficiently consume the electric power E generated by the hydroelectric generator 20 as the electric power used.

次に、図５により、本発明にかかる高層建築物１における発電システムの他の実施形態について説明する。上記実施例１と同様の部分は説明を省略する。
上記実施例１で、あるユニット１０にて発電された電力Ｅについて、該ユニット１０と同じ階層に存する階の使用電力として消費される態様が好適である旨説明した。しかしながら、高層建築物１における各階の使用電力は全く異なるものであり、また、各ユニット１０において使用電力と発電された供給電力とが常に同量であるとも限らないことから、発電した電力Ｅを当該ユニット１０と同じ階層に存する階の使用電力としてのみ消費される態様では、ユニット１０ごと使用電力過多による電力Ｅの安定供給に難がある。 Next, another embodiment of the power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same parts as in the first embodiment will be omitted.
In the first embodiment, it has been explained that the electric power E generated by a certain unit 10 is preferably consumed as the electric power used on the floor existing in the same layer as the unit 10. However, since the electric power used on each floor in the high-rise building 1 is completely different, and the electric power used and the supplied electric power generated in each unit 10 are not always the same amount, the generated electric power E is used. In the embodiment in which the power is consumed only as the power used on the floor existing in the same layer as the unit 10, it is difficult to stably supply the power E due to the excessive power used for each unit 10.

そこで、高層建築物１に集配電装置４０を備え、該集配電装置４０を介して各ユニット１０において発電された電力Ｅが集電されると共に、電力需要に応じて各階へ電力分配がなされる態様が考え得る。すなわち、各ユニット１０において発電された電力Ｅを一極に集電させ、その電力Ｅを必要な階へ再分配するものである。 Therefore, the high-rise building 1 is provided with a current collector / distribution device 40, and the electric power E generated in each unit 10 is collected through the current collector / distribution device 40, and the electric power is distributed to each floor according to the electric power demand. Aspects are conceivable. That is, the electric power E generated in each unit 10 is collected in one pole, and the electric power E is redistributed to the required floors.

集配電装置４０は、複数のユニット１０にて発電された電力Ｅを集電する機能と、集電された電力Ｅを各階に配電する機能を有する装置であり、高層建築物１における所定箇所に設置される。各ユニット１０にて水力発電機２０により発電された電力Ｅは、いったん集配電装置４０に送られ、その後電力需要に応じて各階へ電力Ｅが分配される。電力Ｅの分配に際しては、例えば、各階のリアルタイムの電力使用量のデータを収集して、電力需要の予測に基づき分配する態様が考え得る。 The current collector / distribution device 40 is a device having a function of collecting electric power E generated by a plurality of units 10 and a function of distributing the collected electric power E to each floor, and is a device having a function of distributing electric power E to each floor. Will be installed. The electric power E generated by the hydroelectric generator 20 in each unit 10 is once sent to the power collecting / distributing device 40, and then the electric power E is distributed to each floor according to the electric power demand. When distributing the electric power E, for example, it is conceivable to collect real-time electric power usage data of each floor and distribute the electric power E based on the forecast of the electric power demand.

以上、本実施例の構成態様を採用した本発明にかかる高層建築物１における発電システムは、高層建築物１に集配電装置４０を備えて各ユニット１０において発電された電力Ｅを集電して各階に再分配する態様を採用することで、電力Ｅの安定供給と各ユニット１０における余剰電力の有効利用に資するものである。 As described above, in the power generation system in the high-rise building 1 according to the present invention adopting the configuration embodiment of the present embodiment, the high-rise building 1 is provided with the power collecting / distribution device 40, and the power E generated in each unit 10 is collected. By adopting the mode of redistributing to each floor, it contributes to the stable supply of electric power E and the effective use of surplus electric power in each unit 10.

本発明は、高層建築物における発電システムであって、複数階を一のユニットとして高層建築物全体として複数のユニットに分割され、再生可能エネルギーの水力発電を利用することで、機械設備の小型化と省スペース化、そして高効率化を実現し得るもので、新規および既存のあらゆる高層建築物に採用可能である。
よって、本発明にかかる「高層建築物における発電システム」の産業上の利用可能性は大であるものと思料する。 The present invention is a power generation system in a high-rise building, in which a plurality of floors are divided into a plurality of units as a whole, and the mechanical equipment is downsized by utilizing the hydraulic power generation of renewable energy. It can realize space saving and high efficiency, and can be adopted for all new and existing high-rise buildings.
Therefore, it is considered that the industrial applicability of the "power generation system in a high-rise building" according to the present invention is great.

１高層建築物
１０ユニット
１１貯水槽
１２受水槽
１３流水管
１３ａ開閉弁
１４揚水ポンプ
１５揚水管
２０水力発電機
２１太陽光発電機
２２風力発電機
２４蓄電池
３０雨水貯留タンク
３１補水管
３１ａ開閉弁
４０集配電装置
Ｅ電力 1 High-rise building 10 Unit 11 Water tank 12 Water receiving tank 13 Flow pipe 13a On-off valve 14 Pumping pump 15 Pumping pipe 20 Hydroelectric generator 21 Solar power generator 22 Wind power generator 24 Storage battery 30 Rainwater storage tank 31 Refill pipe 31a On-off valve 40 Collection and distribution device E power

Claims

A power generation system in a high-rise building
The entire high-rise building is divided into multiple units with multiple floors as one unit.
Each unit connects a water tank deployed on the top floor of the unit, a water tank deployed on the bottom floor of the unit, and a water tank and a water tank, and receives water from the water tank. A water flow pipe for dropping water into the water, one or more hydroelectric generators installed at predetermined intermediate points in the water flow pipe, a pump pump connected to a water receiving tank, and the water pump and a water tank are connected to each other. Equipped with a pumping pipe for pumping water from the receiving tank to the water tank.
Water is circulated between the water tank and the water tank via the water flow pipe, the pump, and the water pipe, and the hydroelectric power generator is operated to generate power by using the hydraulic power that falls from the water tank to the water tank by gravity. A power generation system in a high-rise building that is characterized by that.

A rainwater storage tank capable of storing rainwater is provided on the roof of a high-rise building, and a water pipe connecting the rainwater storage tank and the water storage tank in each unit is provided.
The power generation system in a high-rise building according to claim 1, wherein the rainwater stored in the rainwater storage tank can be replenished to each water tank via a water pipe as needed.

The power generation system in a high-rise building according to claim 1 or 2, wherein each unit is provided with a storage battery, and the electric power generated by the hydroelectric generator in the unit is temporarily stored in the storage battery. ..

The power generation system in a high-rise building according to any one of claims 1 to 3, wherein the pump is operated by using the electric power generated by the hydroelectric generator in the unit. ..

A high-rise building is equipped with a solar generator and / or a wind generator, and the power generated by the solar generator and / or the wind generator is used as an auxiliary for the operation of the pump. The power generation system in a high-rise building according to any one of claims 1 to 4, which is characterized.

The high-rise building is equipped with a power collection and distribution device, and the power generated by the hydroelectric generator in each unit is collected through the power collection and distribution device, and the power is distributed to each floor according to the power demand. The power generation system in the high-rise building according to any one of claims 1 to 5.