JP2000257545A - 蓄エネルギー構造物 - Google Patents

蓄エネルギー構造物

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JP2000257545A
JP2000257545A JP11061204A JP6120499A JP2000257545A JP 2000257545 A JP2000257545 A JP 2000257545A JP 11061204 A JP11061204 A JP 11061204A JP 6120499 A JP6120499 A JP 6120499A JP 2000257545 A JP2000257545 A JP 2000257545A
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building
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power
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Tetsuya Miyagawa
哲也 宮川
Kenichi Miyazaki
賢一 宮崎
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Takenaka Komuten Co Ltd
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Takenaka Komuten Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 揚水発電の場合、大掛かりな専用施設や設
備、送・配電線等を要して、市街地では到底実施不可能
である。また、建物を利用して熱エネルギーを貯える場
合、熱エネルギーには真空絶縁をしない限り散逸してい
く性質があって備蓄に不具合である。そこで、建築の構
造体自体を位置エネルギー備蓄機構として用い、夜間電
力を利用して貯えた位置エネルギーを昼間の電力利用に
当てることで、施設で消費される電力の標準化を図り、
それらの問題点を解決する。 【解決手段】 建物1の全体乃至一部を機械的に昇降可
動に形成した可動構造体2とし、該可動構造体を夜間の
余剰電力で揚重することにより、当該電気エネルギーを
位置エネルギーに変換して備蓄し、かつ、昼間に、その
可動構造体2の重力による復元力を利用することで、備
蓄した位置エネルギーに基づいて発電する揚重・発電デ
バイス3を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄エネルギー構造
物、即ち電力を建物の位置エネルギーに変換できると共
に、その位置エネルギーを電力に再変換して使用できる
ようにした構造物に関する。
【0002】
【従来の技術】電力消費量は、日中においてピークとな
り、夜間低下するから、その電力消費量を昼夜平均化さ
せることが望まれている。
【0003】従来の蓄エネルギー手段としては、電気エ
ネルギーを位置エネルギーに変えて備蓄する揚水発電、
すなわち、軽負荷時の余剰電力を利用してポンプを作動
させることにより高所の貯水池に揚水して貯水し、ピー
ク負荷時にその水を落下させることで水力発電を得る揚
水発電が知られている。
【0004】また、建物を利用してエネルギーを貯える
方法として、夜間の余剰電力を用いて構造躯体に熱エネ
ルギーを蓄え、この熱エネルギーにより昼間の空調負荷
を低減する蓄熱空調技術が知られている(特許第 20829
79号)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、揚水発電の場
合、大掛かりな専用施設や設備、送・配電線等を要し
て、市街地では到底実施不可能である。
【0006】また、建物を利用して熱エネルギーを貯え
る場合、熱エネルギーには真空絶縁をしない限り散逸し
ていく性質があるため、これが備蓄構造としての欠点と
なっている。
【0007】そこで、本発明は、建築の構造体自体を位
置エネルギー備蓄機構として用い、夜間電力を利用して
蓄えた位置エネルギーを昼間の電力利用に当てること
で、施設で消費される電力の標準化を図ろうとするもの
であり、もって、上述の問題点を解決しようとするもの
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる観点から、請求項
1の蓄エネルギー構造物の発明は、建物1の全体乃至一
部を機械的に昇降可動に形成した可動構造体2とし、該
可動構造体を夜間の余剰電力で揚重することにより、当
該電気エネルギーを位置エネルギーに変換して備蓄し、
かつ、昼間に、その可動構造体2の重力によって発電す
る揚重・発電デバイス3を設けたことを特徴とする。
【0009】請求項2の蓄エネルギー構造物の発明は、
請求項1の蓄エネルギー構造物にあって、上記揚重・発
電デバイス3を、上記可動構造体2を押し上げ、又下降
させる制動器付き油圧装置4と、該制動器付き油圧装置
へ供給する油を収容した蓄油槽5と、該蓄油槽内の油を
アキュムレータ6を介して前記制動器付き油圧装置4へ
圧送する電動ポンプ7と、上記可動構造体2の重力によ
りその制動器付き油圧装置4から前記アキュムレータ6
を介して前記蓄油槽5へと帰還させる油で作動する発電
装置8とから構成して成る。
【0010】請求項3の蓄エネルギー構造物の発明は、
請求項1又は請求項2の蓄エネルギー構造物にあって、
地盤9乃至該地盤9に構築した建物1の固定構造体10
と、該地盤9乃至固定構造体10から可動に築造した上記
可動構造体2とにそれぞれ配設した配管11,12相互を、
その可動構造体2の動きを許容する変位吸収配管機構部
13を介して接続して成る。
【0011】請求項4の蓄エネルギー構造物の発明は、
請求項1、請求項2又は請求項3の蓄エネルギー構造物
にあって、少なくとも上記可動構造体2を免震構造とし
て成る。
【0012】請求項5の蓄エネルギー構造物の発明は、
請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4の蓄エネル
ギー構造物にあって、柱51の外周面から複数の個別階段
52を螺旋状に突出する螺旋階段53を、建物中ないし建物
側方の地盤9ないし固定構造体10から立設し、可動構造
体2上昇時において、螺旋階段を通って可動構造体一階
の床スラブ54への出入が可能として成る。
【0013】
【発明の実施の形態】図面は、本発明に係る蓄エネルギ
ー構造物の実施の形態を示している。
【0014】図1は、概念図であり、これを (1)〜(3)
の順に説明する。 (1) 建物1の地上階1aと該地上階の屋根1bとをそれぞれ
機械的に昇降可動に形成した可動構造体2とする。 (2) これらの地上階1aと屋根1bの各可動構造体2を、揚
重・発電デバイス3により、深夜の余剰電力を利用して
揚重し、もって、その電気エネルギーを位置エネルギー
に変換して建物1に備蓄する。 (3) 昼間に、上記可動構造体2の重力による復元力で上
記揚重・発電デバイス3に発電を生じさせ、つまり、建
物1に備蓄した位置エネルギーを電気エネルギーに変換
して電力として取り出し、この電力を施設内の活動に利
用する。
【0015】なお、図1では、建物1の地上階1aと該地
上階の屋根1bとを別個の可動構造体2としているが、い
ずれか一方だけでもよい。
【0016】図2、図3は、建物1の地上階1a(屋根1b
を含む)を可動構造体2とした場合の具体例で、図2
は、電気エネルギーを位置エネルギーに変換して備蓄す
る前の状態を、また、図3は、電気エネルギーを位置エ
ネルギーに変換して備蓄した後の状態を示している。
【0017】この場合の建物1は、地盤9中に構築する
複数層の地下階1cを固定構造体10とし、該固定構造体の
上に構築する複数層の地上階1aを揚重・発電デバイス3
の制動器付き油圧装置4を介して機械的に昇降可動に築
造する可動構造体2としている。固定構造体10と可動構
造体2との間には可変空間階15が介在する。
【0018】地上階1aの各階にはそれぞれ居室14を形成
し、可変空間階には駐車場を、かつ、地下1階以下には
機械室16を設ける。
【0019】可変空間階15は、可動構造体2の昇降に伴
い上階スラブ17が昇降する関係から可変である。地下階
1c及び地上階1aの各階は、階高が不変の一般階である。
【0020】なお、固定構造体10と可動構造体2との間
の可変空間階15ではエレベータや階段等について、伸縮
の許容性を確保する必要がある。この点については、エ
レベータレールに伸縮性を与えること、又階段にエスカ
レータにみられるような変形対応性を付与すること等で
解決できる。
【0021】揚重・発電デバイス3は、可動構造体2を
押し上げ、又下降させる制動器付き油圧装置4と、該制
動器付き油圧装置へ供給する油を収容した蓄油槽5と、
該蓄油槽内の油をアキュムレータ6を介して前記制動器
付き油圧装置4へ圧送する電動ポンプ7と、上記構造体
2の重力によりその制動器付き油圧装置4から前記アキ
ュムレータ6を介して前記蓄油槽5へと帰還させる油で
作動する発電装置8とから成り、その制動器付き油圧装
置4を可変空間階15に、また、その他を地下1階以下に
適宜に配置する。尚電動ポンプ7は可動構造体押上げ時
には圧送ポンプとして利用し、又エネルギー利用時には
発電装置8を駆動する動力源として利用することも出来
る。
【0022】固定構造体10と可動構造体2との間では、
配設した配管11,12相互を、その可動構造体2の動きを
許容する変位吸収配管機構部13を介して接続する。該機
構部は、例えば特公平 3-72873号、その他公知の配管技
術を用いて形成すればよい。その一例を図4と図5とに
示す。該変位吸収配管機構部13は、下方および上方の両
配管11,12に接続する一対の蛇腹継手19,両蛇腹継手に
連ねる一対のL字管20,両L字管に連なる一対の回転継
手21、及び両回転継手間を繋ぐ可動のU字管22から成
り、一対の蛇腹継手19の屈曲と一対の回転継手21の回動
で可動構造体2の昇降に伴い全体的に屈伸してその変位
を吸収する。
【0023】図6と図7とは、蛇腹継手を用いることな
く、複数の横管および竪管と、それ等両管を接続するL
字管20と、上記両管とL字管とを接続する回転継手21と
で形成した例を示すもので、図6は実線により可動構造
体2が下降した状態を、又二点鎖線で上昇した状態を示
す。この場合は横管31,35,37,41に対して竪管32,3
6,38,40がそれぞれ回動することで二点鎖線が示すよ
うに可動構造体2の上昇に対応して、その変位を吸収で
きることを示している。尚図において横管33と39とを長
くすることで可動構造体の上昇高さが大となった場合に
対応させることが出来る。図7は地震により可動構造体
2が図右方へ変位した場合を示し、この場合は竪管36に
対して横管37が、又竪管38に対して横管39が、それぞれ
回動することでその変位を吸収する。回転継手21は横管
ないし竪管とL字管とのすべての連結部に設けることが
望ましいが、日々行われる可動構造体2の上下動により
頻繁に回動する部分にだけ設けてもよい。
【0024】建物1は、免震構造としてもよい。建物1
全体に免震構造を採用するには、地盤9に設けた基礎構
造体の上に免震装置を介して固定構造体10を構築し、該
固定構造体の上に可動構造体2を築造すればよい。
【0025】また可動構造体2に免震構造を採用するに
は、例えば図8のように固定構造体10から制動器付き油
圧装置4を起立させて該装置上面で可動側基礎スラブ58
を支持させ、該スラブ上に複数の免震装置41を介して可
動構造体2を築造すればよい。
【0026】上昇した可動構造体2内への小規模な出入
手段としては、図9と図10とが示すように、柱51の外
周面から複数の個別階段52を螺旋状に突出する螺旋階段
53を建物中ないし建物側方の地盤9ないし固定構造体10
から立設し、可動構造体上昇時にはその螺旋階段を通っ
て可動構造体一階の床スラブ54上への出入が可能とする
ことが出来る。図10が示すように上記床スラブ54を円
形に開口55させ、該開口上部内に螺旋階段53の個別の階
段52上部を位置させ、又その開口周囲から出入口56付き
の防護壁57ないし防護柵を起立した場合は、その出入口
56下面と螺旋階段53上方部分の個別の階段上面とを近接
させるために、上記螺旋階段全体を柱を中心として回転
可能に設けることを要するが、上記開口55の周囲のう
ち、その開口全周囲上面に最も近い個別の階段52上面を
利用して上記床スラブ54上へ入るようにすれば、上記出
入口付きの防護壁等は不要とすることが出来、従って螺
旋階段を回転式ではなく、固定の階段とすることが出来
る。
【0027】
【発明の効果】請求項1乃至請求項5の発明によれば、
建物1の全体乃至一部を機械的に昇降可動に形成した可
動構造体2とし、該可動構造体を夜間の余剰電力で揚重
することにより、当該電気エネルギーを位置エネルギー
に変換して備蓄し、かつ、昼間に、その可動構造体2の
重力による復元力を利用することで、備蓄した位置エネ
ルギーに基づいて発電する揚重・発電デバイス3を設け
ているので、価格の安い深夜電力を位置エネルギーとし
て建物1に備蓄し、これで昼間に必要な電気エネルギー
を補うことにより、昼間の買い電力量を減らして電力消
費の標準化を図ることができ、同時に、総エネルギーコ
ストを削減することができる。この時、位置エネルギー
は散逸する性質のものではなく、備蓄したエネルギーを
100%再利用することができるため、無駄の少ないエ
ネルギー備蓄機構を得ることができる。また、建物1を
利用して市街地でも容易にしかも支障なく実施すること
ができる。
【0028】加えて、請求項2の発明によれば、揚重・
発電デバイス3を、可動構造体2を押し上げる制動器付
き油圧装置4と、該制動器付き油圧装置へ供給する油を
収容した蓄油槽5と、該蓄油槽内の油をアキュムレータ
6を介してその制動器付き油圧装置4へ圧送する電動ポ
ンプ7と、可動構造体2の重力によりその制動器付き油
圧装置4から前記アキュムレータ6を介して前記蓄油槽
5へと帰還させる油で作動する発電装置8とから構成し
ているので、油圧手段による簡潔で強力で安全な揚重・
発電デバイス3を比較的安価に実現できる。
【0029】更に、請求項3の発明によれば、地盤9乃
至地盤9に構築した建物1の固定構造体10と該地盤9乃
至固定構造体10から可動に築造した可動構造体2とにそ
れぞれ配設した配管11,12相互を、その可動構造体2の
動きを許容する変位吸収配管機構部13を介して接続して
いるので、可動構造体2が昇降しても配管11,12相互の
接続に支障を生じることはない。
【0030】また、請求項4の発明によれば、少なくと
も可動構造体2を免震構造とすることで可動構造体2の
安定性,安全性を一層向上させることが出来る。
【0031】更にまた請求項5記載の発明によれば、上
昇位置にある可動構造体一階への出入のための階段構造
を簡易とすることが出来る。即ち、通常の傾斜階段であ
れば、可動構造体が上昇するにつれて傾斜階段下端から
上端までの斜め方向の距離が大となり、又下降につれて
傾斜階段下端は傾斜階段上端に近づき、その距離は短か
くなるから、このように斜め方向の距離が伸縮する傾斜
階段を形成することは相当に困難であるが、螺旋階段の
場合は上記斜め方向距離の伸縮を、定位置に立設した螺
旋階段の上下方向螺旋距離の長短に変えているから、そ
の形成は容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る蓄エネルギー構造物の実施の形
態を示す概念図である。
【図2】 同電気エネルギーを位置エネルギーに変換し
て備蓄する前の状態を示す構成要領説明図である。
【図3】 同電気エネルギーを位置エネルギーに変換し
て備蓄した後の状態を示す構成要領説明図である。
【図4】 同要部の拡大正面図である。
【図5】 同要部の拡大側面図である。
【図6】 図4の要部を別実施形態で示す拡大側面図で
ある。
【図7】 図6要部の変位吸収の別説明図である。
【図8】 上記構造物要部の別実施形態を示す説明図で
ある。
【図9】 上記構造物要部を更に別実施形態で示す説明
図である。
【図10】 図9要部を更に拡大して示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
1…建物 1a…地上階 1b…屋根 1c…地下階 2…可動構造体 3…揚重・発電デバ
イス 4…制動器付き油圧装置 5…蓄油槽 6…アキュムレータ 7…電動ポンプ 8…発電装置 9…地盤 10…固定構造体 11,12…配管 13…変位吸収配管機構部 14…居室 15…可変空間階 16…機械室 17…上階スラブ 18…屈曲式配管継手 19…蛇腹継手 20…L字管 21…回転継手 22…U字管 31…横管 32…竪管 41…免震装置 51…柱 52…個別階段 53…螺旋階段 54…可動構造体1階床スラブ 55…開口 57…出入口 57…防護壁 58…可動側基礎スラブ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 建物1の全体乃至一部を機械的に昇降可
    動に形成した可動構造体2とし、該可動構造体を夜間の
    余剰電力で揚重することにより、当該電気エネルギーを
    位置エネルギーに変換して備蓄し、かつ、昼間に、その
    可動構造体2の重力によって発電する揚重・発電デバイ
    ス3を設けたことを特徴とする蓄エネルギー構造物。
  2. 【請求項2】 上記揚重・発電デバイス3を、上記可動
    構造体2を押し上げ、又下降させる制動器付き油圧装置
    4と、該制動器付き油圧装置へ供給する油を収容した蓄
    油槽5と、該蓄油槽内の油をアキュムレータ6を介して
    前記制動器付き油圧装置4へ圧送する電動ポンプ7と、
    上記可動構造体2の重力によりその制動器付き油圧装置
    4から前記アキュムレータ6を介して前記蓄油槽5へと
    帰還させる油で作動する発電装置8とから構成して成る
    請求項1記載の蓄エネルギー構造物。
  3. 【請求項3】 地盤9乃至該地盤9に構築した建物1の
    固定構造体10と、該地盤9乃至固定構造体10から可動に
    築造した上記可動構造体2とにそれぞれ配設した配管1
    1,12相互を、その可動構造体2の動きを許容する変位
    吸収配管機構部13を介して接続して成る請求項1又は請
    求項2記載の蓄エネルギー構造物。
  4. 【請求項4】 少なくとも上記可動構造体2を免震構造
    として成る請求項1、請求項2又は請求項3記載の蓄エ
    ネルギー構造物。
  5. 【請求項5】 柱51の外周面から複数の個別階段52を螺
    旋状に突出する螺旋階段53を、建物中ないし建物側方の
    地盤9ないし固定構造体10から立設し、可動構造体2上
    昇時において、螺旋階段を通って可動構造体一階の床ス
    ラブ54への出入が可能としたことを特徴とする請求項
    1、請求項2、請求項3又は請求項4記載の蓄エネルギ
    ー構造物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103321850A (zh) * 2008-02-06 2013-09-25 “龙起跑地”技术股份有限公司 用于存储能量的系统和方法
WO2015199060A1 (ja) * 2014-06-26 2015-12-30 尼崎重機株式会社 発電設備、及び発電方法

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