CN106315361B - 电梯虚拟空气动力护罩 - Google Patents

Abstract

一种电梯轿厢(20)，其包括：厢室(24)，其具有顶部、底部、左侧面、右侧面、前部和后部，所述前部具有门(50)；以及框架(22)，其支撑所述厢室。所述厢室包括周边护罩(120、320、420、620)，所述周边护罩(120、320、420、620)突出到所述顶部的表面上方并且使得井(130)暴露所述顶部的上表面(60)的中心部分；所述周边护罩突出到所述上表面的上方；并且所述周边护罩在垂直截面中具有弯曲部分。

Description

电梯虚拟空气动力护罩

背景

本公开涉及电梯。更详细而言，本公开涉及电梯空气动力学。

电梯空气动力学提出了乘客舒适度的问题(例如，限制与湍流相关联的振动和声音)。

已经提议各种护罩或偏导器来改善电梯空气动力。因为电梯是双向的，所以可将这些护罩安装到电梯厢室/轿厢的顶部和/或底部。几个提议的型样具有较长的锥形弹头横截面。1991年5月28日发布的美国专利5,018,602公开处于电梯厢室/轿厢顶部的空气偏导器。

2012年3月1日公布的国际申请第PCT/CN2011/072572号(公开号为WO/2012/024929)公开一种相对不尖的护罩，其横截面的特征在于平坦顶部和过渡到厢室的相邻侧面和后部的四分之一圆角，从而使得平坦部延伸而与厢室前部持平。

2006年7月6日公布的国际申请第PCT/US2004/043330号(公开号为WO/2006/071212)公开一种由角形壁形成的垂直周边整流罩，所述角形壁从轿厢顶部的侧面和后面向上延伸，从而使得前部是开放的并且具有开放上端。

发明内容

本公开的一个方面涉及电梯轿厢，其包括：厢室，其具有顶部、底部、左侧面、右侧面、前部和后部，所述前部具有门；以及框架，其支撑厢室。厢室包括周边护罩，所述周边护罩突出到顶部的表面上方并且使得井暴露顶部的上表面的中心部分；周边护罩突出到上表面的上方；并且周边护罩在垂直截面中具有弯曲部分。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，周边护罩围绕顶部的周边延伸至少250°。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，周边护罩完全围绕顶部的周边延伸。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，周边护罩使得门暴露。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，周边护罩覆盖风扇。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，风扇是一对风扇。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，风扇被定位来驱动空气流穿过周边护罩中的通口。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，周边护罩围封熔断器或断路器箱。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，周边护罩围封电气设备。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，框架包括：十字头、一对边梃以及垫板。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，十字头在周边护罩的上方隔开有至少0.5m的间隙。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，周边护罩具有0.2m至0.5m的深度。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，周边护罩突出到上表面的上方0.1m至0.4m处，并且弯曲部分在至少45°弧上具有0.05m至0.60m的曲率半径。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，弯曲部分在至少45°弧上具有0.10至0.40m的曲率半径。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，弯曲部分在至少80°弧上具有0.15至0.30m的曲率半径。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，弯曲部分在连续的所述弧上具有所述曲率半径。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，电梯包括：沿着至少一个侧面从电梯悬垂的护脚板；以及沿着至少两个侧面的底部周边护罩。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，周边护罩在截面中、在所述弧上是连续弯曲的。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，所述弧延伸到周边护罩的顶点的0.05m内。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，所述弧沿着挤压塑性构件或者沿着折弯薄板来形成。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，弯曲部分有效地提供噪音减小或阻力减小中的至少一项。

在任何前述实施方案中的一个或多个实施方案中，一种用于改装电梯轿厢以便形成电梯的方法包括安装周边护罩。

在以下附图和描述书中阐述了一个或多个实施方案的细节。其他特征、目标和优势从描述和附图以及权利要求书中将是显而易见的。

附图说明

图1是展示呈周边护罩形式的第一变型的电梯轿厢/厢室的视图。

图2是现有技术未遮护电梯轿厢的视图。

图3是改进式轿厢的厢室的顶视图。

图4是沿着图3的线4-4截取的、厢室的截面图。

图5是沿着图3的线5-5截取的、厢室的截面图。

图6是沿着图3的线6-6截取的、厢室的截面图。

图7是基准轿厢的流线型速度场。

图8是改进式轿厢的流线型速度场。

图9是第二改进式轿厢的流线型速度场。

图10是第三改进式轿厢的流线型速度场。

图11是第四改进式轿厢的示意性截面图。

图12是第五改进式轿厢的示意性截面图。

图13是第五改进轿厢的示意性截面图。

图14是若干改进式轿厢的噪音减小的曲线图。

各图中的相同参考数字和标号指示相同元件。

具体实施方式

图1展示电梯轿厢20，所述电梯轿厢20包括支撑厢室24的框架22。框架包括安置在矩形中的一对垂直边梃26、27、上部十字头梁(十字头)28、下部垫板或支架30。垫板30可支撑平台32，所述平台32又会支撑或形成厢室底板。十字头具有用于安装到牵引设备(例如，绳索、缆线或绳带)的常规特征件。护脚板38可在任何厢室门下方从平台悬垂。另外的托架和其他结构特征件是常见的并且不对其进行论述。示例性框架(以及其四个主要构件中的每一个)具有两个区部(彼此间隔开并且由托架(未图示)固定的前区部和后区部)。

厢室包括底板40、侧壁42、44、后壁46(其可以是封闭的壁，或者在这个示例中，其可以是开放的并且接纳门单元50)、接纳门单元50(具有一个或多个门51)的开放前部48以及顶部52。顶部具有上表面60。十字头28通常在上表面60的中心部分上方隔开有约0.5米或更大的间隙。各种其他部件也可突出到所述表面的上方。这些部件可包括开门器70(尽管在示出的示例中并未突出)、电气箱、风扇外壳、工作灯、接线以及在这个变形化视图中未展示的其他较小部件。

图2展示基准无护罩厢室。平坦顶部、其锋利边缘以及任何突出部件都可能造成空气动力缺陷。

可提供某些方式来改善基本厢室空气动力并且任选地减少突出部件的空气动力缺陷。代替PCT/US2004/043330的较高角形锋利边缘结构，周边空气动力结构(周边护罩)120(图1)具有弧形表面横截面。示例性横截面是向上/向外凸出的，其中凸弧跨越横截面的顶点122。示例性弧可跨越至少45°、或者至少50°、或者至少60°、或者至少70°、或者至少80°、或者至少90°、或者至少100°的示例性角度(图4的θ)。与那些下限中任一个相关联的示例性上限包括130°或150°或180°。图11在约90°的角度处(例如，在壁328处)截断；图4展示具有相应角度θ′(90°与180°之间)和θ″(低于90°)的替代截断部/壁328′和328″。曲率半径不需要是恒定的(例如，下文描述的半椭圆形特征件)。尽管展示了连续弯曲结构，但是其他结构可中断弯曲(例如，利用两个或更多个分离区段进行组合来形成前述的θ)。

示例性结构具有沿着顶部的所有四个边缘的支脚(图3)，所述支脚提供100％或360°环绕。较小的范围可能仍然有效，包括至少150°、至少180°、至少250°、至少270°、至少300°或至少330°。周边覆盖的示例性对应百分比为42％、50％、69％、75％、83％和92％。特征件可与厢室的相邻侧面基本齐平。特定的材料或制造技术可使得它们稍微凸起(例如，最多1cm或2cm)或稍微凹陷(例如，最多凹进1cm或2cm或5cm)。所述结构的内侧部分限定井130，所述井130使得顶部表面60的中心部分暴露/开放。这个暴露部分可包括进入厢室的入口面板134并且可包括电气箱、风扇外壳、接线以及可能需要触及以便进行定期维护的其他部件。不同于完整护罩，暴露部分使得能够轻易且安全地执行此类维护。

类似结构可沿着厢室或平台的底部来定位。例如，所述结构可沿着没有护脚板38的两个或三个侧面。显然，在底部上，可能不需要用于站立的开放区域。然而，开放区域可节省与形成完整底部护罩(如下文论述的图9中的940)相关联的材料。

其他部件可隐藏在结构120内/下方。示例性部件包括风扇150、电气箱152(例如，熔断器或断路器箱、通信设备、电源和/或控制控制设备)以及类似部件。示例性风扇150是电风扇。风扇150可驱动空气流158(图5)沿着流动路径穿过特征件120和156上处于特征件与厢室/轿厢内部之间的通口154。风扇可以是如图5中示出的进气风扇或者是利用逆流的出气/排气风扇(例如，一个风扇作为进气风扇而另一个风扇作为排气风扇)。

示例性结构具有半圆形的横截面，从而使得高度H(图4)是圆半径并且深度D是圆半径的两倍。示例性半径为0.05m至0.4m，更详细而言，为0.1m至0.3m，或0.14m至0.25m。在示例性厢室外部宽度为1.8m并且深度为1.5m的情况下，此类0.2m半径使得产生1.4m宽、1.1m深的开放区部(厢室所占面积的57％)。在示例性厢室外部宽度为1.9m并且深度为2.7m的情况下，此类0.2m半径使得产生1.5m宽、2.3m深的开放区域(厢室所占面积的67％)。更宽泛地来说，开放区域可占据厢室顶部的40％至85％或50％至80％。一般来说，示例性深度和高度可为至少0.5m或至少0.1m或至少0.2m。如果上限与所述下限中的任一个配对，那么它们可包括0.6m或0.5m或0.4m或0.3m。

图7是基准厢室的流线型速度场。图8展示顶部具有特征件120和底部具有特征件140的厢室的此类场。对于基准厢室来说，气流在顶部边缘处分离，从而导致气流中的湍流波动增加。这些波动致使噪音和振动增加，从而降低乘客乘坐质量和舒适度。在利用特征件120、140的情况下，消除了沿着厢室的侧面的分离气流区域，从而显著减小湍流波动。当流体喷射流被吸引到附近表面时，由于柯安达(Coanda)效应，特征件是有效的。当表面不允许周围流体由喷射流夹带时，喷射流朝向表面移动。在具有特征件120、140的电梯厢室的情况下，这会消除分离气流。

图9是第三次改进式轿厢的流线型速度场，所述轿厢具有完全围封的顶部护罩920和完全围封的底部护罩940。所述护罩各自具有四分之一圆形周边表面922，所述周边表面922具有平坦中心表面924。在一个对比阻力模拟中，所述改进与未遮护的基准相比提供了66％的阻力减小。然而，平坦表面的存在会引起另外的问题。首先，如果平坦表面用来支撑负载，那么必须将另外的坚固支撑结构安插在厢室顶与表面之间。其次，可能期望添加向上延伸的较短周边踢脚壁或踢脚板950(图10)来容纳工具等，并且防止它们或工作人员的脚掉进轿厢与井道壁之间。在另一个模拟中，围绕平坦表面的周边添加较短垂直踢脚壁950与未遮护的基准相比仅仅产生48％的阻力减小。相反，具有完整半圆形特征件120、140的类似护罩不需要单独的周边踢脚板并且在阻力减小65％的情况下仅遭受微小缺陷。

在轿厢仅仅具有顶部护罩特征件920和120的类似模拟中，预计在向上行进期间阻力相应减小57％和55％。

图11是顶部具有四分之一圆形特征件320和底部具有半圆形特征件140的改进式轿厢的示意性截面图。四分之一圆形特征件具有从轿厢侧面处的下端324延伸到顶点326的外部凸形表面322。垂直壁328在顶点与井130的周边处的下端330之间延伸。

图12是顶部和底部分别具有半椭圆形特征件420和440的改进式轿厢的示意性截面图。在半长轴垂直的情况下示例性高宽比为2:1。替代下端的高宽比为1:2或2:3或1:1或3:2。

图13是顶部和底部分别具有开放式四分之一圆形特征件620和640的改进式轿厢的示意性截面图。所述特征件是开放的，因为它们缺少图11的垂直表面328，但是所述特征件形成为薄壳621，所述薄壳621具有外部凸形表面622并且从下端624延伸到顶点626，但是具有开口628而不是表面328。

图14是若干改进式轿厢的噪音减小(在向上运动期间)相对于顶部和底部具有前述特征件的轿厢的特征件曲率半径的曲线图。基准是所占面积为1.9m乘2.7m的图7轿厢。曲线1000表示图8轿厢。曲线1002表示图11轿厢。曲线1004表示图12轿厢(具有上文所指明的2:1高宽比并且绘制半短轴代替半径)。曲线1006表示图13轿厢。在这些曲线中，特征件沿着顶部和底部的所有四个侧面来定位。如上所指明的，护脚板可能替换底部特征件的四个支脚中的至少一个。

从图14中可观察到若干情况。首先，在曲线1002与曲线1006之间存在细微差异。这表明表面322、622对这两者之间的性能起主要作用。其次，并且相反地，在给定的曲率半径的情况下，曲线1000比曲线1002清楚地展示更好的表现。这指示具有沿着顶点内侧的特征件的至少一部分的凸面是有益的。第三，在给定的特征件宽度的情况下(并且因此轿厢顶部的上表面60的可用面积存在给定损失)，在曲线1004中看到半椭圆形特征件的益处，而不是半圆形特征件的益处。第四，如果相关人员寻求上表面60的给定可用面积，那么相关人员必须将曲线1002上的给定点与曲线1000和曲线1004上半径一半处的点相比较(其中噪音减小因此接近相等)。图13的实施方案比图11中的实施方案具有更多的暴露上表面面积，但是可被视为具有相同的有用面积，所述有用面积不会被正上方的特征件620遮掩。

在任何实际的实现方式中，考虑到已应用于实际电梯轿厢的特征件，各种特征件可混合和匹配或以其他方式改变。顶部上的一个护罩特征件不需要与底部上具有类似尺寸的类似特征件相关联，而是可完全不与任何特征件相关联或可与某个其他特征件相关联。其他可能的不对称性包括在沿着轿厢顶部或底部的四个边缘的特征件之间具有差异。

可使用各种材料和制造技术来制造护罩并且将其组装到电梯厢室。例如，在非常基础的水平上，可从挤压塑性管坯切割基本上半圆形或四分之一圆形或三分之一圆形块件。可在45°角处切割匹配端。显然，管材的有效使用意味着切割可致使弧的标称值稍微减小。在小于半圆的情况下，可在分立位置上或沿着管材块件的长度添加支撑件(例如，封闭四分之一圆形的垂直面和任选底部的直角挤压件或垂直面板)。其他可能性可涉及弧形支撑件上的成形塑料或金属薄板(例如，适当弧形轮廓的切割或模制块体)。其他此类表层材料包括硬纸板或类似纸张/纤维性材料和织物。可经由粘合剂、紧固件(例如，螺钉、铆钉或可移除卡合紧固件)或其组合固定到轿厢顶部。

描述中和所述权利要求书中的“第一”、“第二”以及类似词语的使用仅仅是为了在权利要求内进行区别，而不一定指示相对或绝对的重要性或时间顺序。类似地，在权利要求中标识为“第一”(或诸如此类)的一个元件并不排除此类“第一”元件去标识在另一个权利要求或在描述中被称为“第二”(或诸如此类)的元件。

在测量值以英制单位给出(随后在括号里加上国际单位或其他单位)的情况下，括号里的单位是转换形式，并且不应暗示在英制单位中未发现精确程度。

已描述了一个或多个实施方案。然而，应理解，可做出各种修改。例如，当应用于现有基本系统时，此类配置或其关联用途的细节可能影响特定实现方式的细节。因此，其他实施方案也处于随附权利要求书的范围内。

Claims (24)

1.一种电梯轿厢(20)，其包括：

厢室(24)，其具有顶部、底部、左侧面、右侧面、前部和后部，所述前部具有门(50)；以及

框架(22)，其支撑所述厢室，

其中：

所述厢室包括周边护罩(120、320、420、620)，所述周边护罩(120、320、420、620)突出到所述顶部的表面上方并且使得井(130)暴露所述顶部的上表面(60)的中心部分；

所述周边护罩突出到所述上表面的上方；并且

所述周边护罩在垂直截面中具有弯曲部分；

所述周边护罩沿着其突出的方向具有相同的高度；

其特征在于隐藏在靠近壁的所述周边护罩(120)下方的隐藏部件。

2.如权利要求1所述的电梯轿厢，其中：

所述周边护罩围绕所述顶部的周边延伸至少250°。

3.如权利要求2所述的电梯轿厢，其中：所述周边护罩完全围绕所述顶部的周边延伸。

4.如权利要求1或2所述的电梯轿厢，其中：

所述周边护罩使得入口面板(134)暴露。

5.如权利要求1或2所述的电梯轿厢，其中：

所述隐藏部件包括风扇(150)。

6.如权利要求5所述的电梯轿厢，其中：所述隐藏部件包括一对风扇(150)。

7.如权利要求5所述的电梯轿厢，其中：所述风扇(150)被定位来驱动空气流(158)穿过所述周边护罩中的通口(154)。

8.如权利要求1或2所述的电梯轿厢，其中：

所述隐藏部件包括电气设备和/或熔断器或断路器箱(152)和/或通信设备和/或电源和/或控制设备。

9.如权利要求1或2所述的电梯轿厢，其中：

所述框架包括：十字头(28)、一对边梃(26、27)以及垫板(30)，且其中，

所述十字头在所述周边护罩的上方隔开有至少0.5 m的间隙。

10.如权利要求1或2所述的电梯轿厢，其中：

所述后部包括门(50)。

11.如权利要求1或2所述的电梯轿厢，其中：

所述周边护罩具有0.2 m至0.5 m的深度。

12.如权利要求1或2所述的电梯轿厢，其中：

所述周边护罩突出到所述上表面的上方0.1 m至0.4 m处；并且

所述弯曲部分在至少45°弧上具有0.05 m至0.60 m的曲率半径。

13.如权利要求12所述的电梯轿厢，其中：所述弯曲部分在至少45°弧上具有0.10至0.40 m的曲率半径。

14.如权利要求12所述的电梯轿厢，其中：所述弯曲部分在至少80°弧上具有0.15至0.30 m的曲率半径。

15.如权利要求12所述的电梯轿厢，其中：

所述弯曲部分在连续的所述弧上具有所述曲率半径。

16.如权利要求12所述的电梯轿厢，其中：

所述周边护罩在截面中、在所述弧上是连续弯曲的。

17.如权利要求12所述的电梯轿厢，其中：

所述弧延伸到所述周边护罩的顶点的0.05 m内。

18.如权利要求12中所述的电梯轿厢，其中：

所述弧沿着挤压塑性构件或者沿着折弯薄板来形成。

19.如权利要求1或2所述的电梯轿厢，其还包括：

护脚板(38)，其沿着至少一个侧面从所述电梯悬垂；以及

沿着至少两个侧面的底部周边护罩(140、440、640)。

20.如权利要求1或2所述的电梯轿厢，其中：

所述弯曲部分有效地提供噪音减小或阻力减小中的至少一项。

21.一种电梯轿厢(20)，其包括：

厢室(24)，其具有顶部、底部、左侧面、右侧面、前部和后部，所述前部和后部各自具有门(50)；以及

框架(22)，其支撑所述厢室，

其中：

所述厢室包括周边护罩(120、320、420、620)，所述周边护罩(120、320、420、620)突出到所述顶部的表面上方并且使得井(130)暴露所述顶部的上表面(60)的中心部分；

所述周边护罩突出到所述上表面的上方；并且

所述周边护罩在垂直截面中具有弯曲部分；

所述周边护罩沿着其突出的方向具有相同的高度；

其特征在于隐藏在靠近壁的所述周边护罩(120)下方的隐藏部件。

22.如权利要求21所述的电梯轿厢，其中：所述隐藏部件包括风扇、电气箱、通信设备、电源和/或控制设备。

23.一种电梯轿厢(20)，其包括：

厢室(24)，其具有顶部、底部、左侧面、右侧面、前部和后部，所述前部和后部各自具有门(50)；以及

框架(22)，其支撑所述厢室，

其中：

所述厢室包括周边护罩(120、320、420、620)，所述周边护罩(120、320、420、620)突出到所述顶部的表面上方并且使得井(130)暴露所述顶部的上表面(60)的中心部分；

所述周边护罩突出到所述上表面的上方 0.1 m到0.4 m；并且

所述周边护罩在垂直截面中具有弯曲部分；

所述周边护罩沿着其突出的方向具有相同的高度；

其特征在于隐藏在靠近壁的所述周边护罩(120)下方的隐藏部件。

24.如权利要求23所述的电梯轿厢，其中：所述隐藏部件包括风扇、电气箱、通信设备、电源和/或控制设备。

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