CN116745227A - 耐用气动电梯系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电梯技术。具体地,本公开涉及使用新颖的动力提供方案的电梯系统。进一步具体地,本公开涉及使用增压气体为电梯系统的至少一部分提供动力的电梯系统。因此,提供了一种电梯系统(200),包括电梯轿厢(112)和电梯驱动器(224),所述电梯驱动器适于在电梯竖井(302)中移动所述电梯轿厢,其中所述电梯系统还包括气体储存器(204,a、b),其中,所述气体储存器适于存储增压气体,其中,所述气体储存器被连接到所述电梯系统的元件,用于为所述电梯系统的至少一部分提供动力,并且其中,所述元件是气动电梯驱动器(224)和发电机(238)中的至少一个元件。另外,还提供了一种操作电梯系统和使电梯系统现代化的方法。

Description

耐用气动电梯系统和方法
技术领域
本公开涉及电梯技术。
具体地,本公开涉及使用新颖的动力提供方案的电梯系统。
进一步具体地,本公开涉及使用增压气体为电梯系统的至少一部分提供动力的电梯系统。
背景技术
电梯系统现在已存在超过150年。电梯是在建筑物等的楼层之间移动电梯轿厢的竖直运输系统。已经实现了驱动电梯系统(即在竖井内的电梯轿厢)的两种主要方式,牵引型电梯和液压型电梯。
一般来说,电梯系统包括电梯轿厢和配重,它们通过悬挂介质连接。在牵引型电梯中,悬挂介质延伸穿过连接到电梯驱动器的槽轮,所述槽轮适于移动牵引介质并由此升高或降低电梯轿厢和配重。当电梯轿厢上升时,配重同时下降,并且反之亦然。配重减少了重量不平衡,从而减少了在电梯竖井中上下移动电梯轿厢所需的能量。在液压电梯中,电梯系统采用没有配重的提升布置,其中附接到轿厢的液压缸升高或降低所述轿厢,或者采用通过围绕滑轮延伸的牵引介质连接到轿厢的配重,滑轮又由液压缸升高或降低。通过与电梯竖井中的提升布置连接的这种运动,电梯轿厢被升高或降低。
依赖于电梯系统的大小和尺寸以及应用,电梯系统可以被认为是耗电电器,在需要操作时利用大量待机电能来确保即时可用性,并且在操作时,即在电梯竖井上下运送乘客或货物时,需要甚至更多的电能。
在典型的电梯系统中,电梯的能量需求可以分为两个组成部分:为控制器和部件提供动力所需的待机能量,所述控制器和部件在电梯不行进时是起作用的;以及在行进时所需的能量,主要用于为提升负载的电梯驱动器提供动力。诸如VDI 4707之类能量标准指的是特定能量需求,以描述提升给定重量(通常为将1千克提升1米)所需的能量。在绝对值上,行进所需的功率远高于待机功率。举例来说,50W表示住宅电梯的待机功率,而同一电梯行进所需的功率将在远高于1kW的范围内,通常在3kW/h与10kW/h之间,对于速度为1m/s且负载为630Kg的住宅电梯,示例性地约为5kW/h。
电梯设施的能耗仍然是总建筑物电力负荷的重要部分。估计从5%到15%不等,依赖于建筑物中安装的其它服务。住宅和商用电梯通常需要三相电连接,以便在使用电梯时提供足够的电力或功率。在别墅或多户住宅建筑物中,电梯可能是唯一需要三相电力网络的装备,因为大多数常规家用电气装备只需要一相。一些家用装备,例如烤箱,也可能需要三相,但是烤箱的电力网络的横截面可能明显小于电梯的电力供应件的横截面。要考虑的一个特殊方面是电梯马达在启动后加速时所需的能量的峰值:根据驱动技术,电梯启动时的功率峰值可能是标称功率或额定功率的2.5倍。此外,电梯大多在白天的高峰期使用,在白天其它能耗者也需要能量。综合考虑,公共电梯可能对建筑物供电网络的尺寸具有相当大的影响。
重要的是要理解“能量”的定义和意义:瓦特是功率单位,而千瓦时(kWh)是能量单位。典型地,能量以瓦特每小时为单位来测量,并且代表装置的能耗,在本文中是电梯的能耗。电梯的消耗在建筑物的能耗中占很大比例。新技术有助于降低电梯的能耗:例如,通过引入诸如门机构、控制器或ACVF之类的部件的睡眠模式,可以降低待机能量。高效的无齿轮马达与新牵引介质技术(诸如皮带技术)相结合,有助于降低能量特定需求。
电力网络的尺寸会影响布线布局及其在建筑物中的安装:因为需要传输/供应较多能量,所以三相缆线比单相电力供给件或馈电件具有更大的横截面。当考虑建筑物中电力系统中涉及的所有部件(诸如断路器、端子板等)时,可以看出,安装单相缆线比安装多相缆线要容易和方便得多。单相电力供应件通常比三相系统提供更少的可用功率。虽然可以将电梯设计为仅由一个相提供电力,但这会导致其在标称速度、加速度和容量方面的性能的显著降低。
对于高层电梯,电梯的功率可能远高于100kW,并且在这种场景下三相能量系统是强制性的。然而,有一种解决方案来降低质量的加速期间的电流峰值仍然是有益的。这种降低将允许减小涉及速度调节的电缆线、断路器和电子部件的横截面。
电梯需要考虑的一个重要方面是疏散被困乘客。随着没有至马达和制动器的通道的无机房电梯的引入,疏散通常依赖于电池组,以允许沿最有利的方向(依赖于轿厢负载)将轿厢低速地移动到下一楼层。电池通常只允许两个层楼之间的最大距离的1次疏散,通常按照EN81规范为11米。电池的尺寸考虑了移动轿厢所需的功率,也考虑了操作电梯所需的基本部件:制动器、轿厢门等。由于与正常行进速度相比,电梯以非常低的速度疏散,因此制动器和门机构所需的功率代表了疏散期间的重要能量需求。此外,为电梯控制器提供动力所需的待机部件也需要能量。在停电期间,电梯的操作仅在第二电源的情况下才是可能的,所述第二电源诸如向建筑物(特别是向电梯)输送能量的发电机。
WO 2010/059139 A1描述了一种适于降低的可用功率的电梯设计,在电梯必须操作具有增加的重量、接近负载极限的轿厢的情形下,所述电梯设计提供了行进速度的降低。由于负载增加而增加的功耗通过降低行进速度来降低。虽然这降低了功率消耗,但也降低了电梯系统向乘客提供的行进舒适性。
WO 2017/198725 A1描述了用于将增压气体的势能转化成机械功的系统和方法。
WO 2004/014715 A2描述了一种城市或郊区运输车辆,所述城市或郊区运输车辆通过压缩空气马达交流发电机或马达压缩机来驱动。然而,由于独立移动,有必要为车辆提供可运输的气体罐,所述气体罐比例如燃料箱高得多的能量存储负载,从而显著减少行进范围。
WO 2020/058352 A1和WO 2020058349 A1描述了在待机状态或情形期间从中间电存储件为电梯控制器提供动力。该中间存储件在存在降低的能量成本时存储能量,以降低待机期间的能量成本。然而,用于行进的能量根据行进需求直接从能量网获取。
EP 0 550 904 B1描述了一种电梯,所述电梯包括竖直管、可移位地安装在所述管中的用于运送乘客的轿厢、和空气吸入装置,所述空气吸入装置能够在所述舱室的厢顶上方产生凹陷区,以通过在舱室上方产生真空来向上移动舱室,同时舱室由于重力向下移动。
WO 2020/178832 A1描述了一种用于运载工具的电力驱动器,所述电力驱动器使用储存的高压压缩空气作为主要源,从而产生高压液压流体能量以移动伺服控制的液压马达。
因此,可能需要具有降低的功耗的电梯系统。
此外,可能需要一种电梯系统,所述电梯系统允许在操作时减少或消除能量峰值,因此允许减小电能供应。
甚至进一步地,可能需要适于存储能量(特别是以安全且可靠的方式存储能量)的电梯系统,以确保当用户请求时的即时可用性和/或允许在停电期间疏散乘客。
此外,可能需要使用源自电能的机械能的电梯系统,特别是在低成本、零成本或高能量供应/可用性情形下供给到电梯系统的机械能。
发明内容
独立权利要求的主题可以满足至少一个这样的需要。优选实施例在从属权利要求中提供,并在以下描述中详细解释。
本发明涉及一种可持续的气动电梯,包括采用增压气体来驱动电梯的气动电梯驱动器。
根据本公开的第一方面,提供一种电梯系统,包括:电梯轿厢;和电梯驱动器,所述电梯驱动器适于在电梯竖井中移动所述电梯轿厢;其中,所述电梯系统还包括气体储存器,其中,所述气体储存器适于存储增压气体,并且其中,所述气体储存器被连接到所述电梯系统的元件,用于为所述电梯系统的至少一部分提供动力。
根据本公开的第二方面,提供了一种操作根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统的方法,所述方法包括:接收关于当前能量可用性和/或能量成本的指示;和根据所接收的指示来操作所述电梯系统的压缩机,特别是压缩机的电马达,以填充所述气体储存器。
根据本公开的第三方面,提供了一种使电梯系统现代化的方法,所述方法包括:在所述电梯系统中安装气体储存器,其中,所述气体储存器适于存储增压气体,并且通过储存在所述气体储存器中的气体来为所述电梯系统的至少一个元件提供动力,其中,所述至少一个元件是气动电梯驱动器和可气动操作的发电机中的至少一个。所述安装可以特别地还包括安装气动电梯驱动器和可气动致动的发电机中的至少一个。
当前电梯系统很大程度上依赖于电能的供应。在当前电梯中,用于驱动电梯的大多数(如果不是全部的话)元件(例如致动用于运输乘客和货物的电梯轿厢、和控制电梯系统操作的控制元件)被连接到基本上连续的电力供给件或馈电件(例如,连接到安装在电梯系统中的建筑物的电力网)。
电梯连接到建筑物的电气系统,所述电气系统又连接到电力网。电力网由连接发电站的网络组成。电网网络的尺寸被设计成满足最高电力需求。需求波动的高峰可能以每日、每月、每季度或每年的周期出现。电梯主要在一天的高峰期和电力网络的高峰期使用,并且当电网网络能量过剩时使用较少。降低电梯行驶需求高峰的影响的一种方法是降低高峰期的电梯性能,然而这将相当大地影响用户体验。
还要求具有电梯系统的防爆设计。这对于安装在诸如炼油厂、化学品生产厂等高风险区域的电梯是必需的。电动电梯不一定适合这些要求,因为它的一些部件可能会产生火花。使电动电梯防爆需要大量的设计变更,以将电气部件隔离和封装到防爆柜中。
设计电动电梯时的另一考虑因素是,驱动系统需要过大尺寸,或者需要被设计成提供高于标称功率的输出功率,以便在极端情形期间提供高扭矩,诸如在用满载或过载的电梯轿厢进行安全钳测试后释放电梯轿厢。这是在第一次调试期间和定期安全测试期间完成的。在这样的测试中,需要较大的力来拉起电梯轿厢以释放经致动的安全钳。高扭矩转换成电机中的高电流,从而导致为电梯的正常使用(以标称速度行进的标称负载)而设计的电梯触发过流误差。因此,电驱动系统(例如ACVF)可以具有特殊模式,以允许在短时间段期间高于标称的电流向上移动轿厢以释放安全钳。这种模式也可能在这种高电流情形期间减少如功率晶体管、晶闸管、IGBT等电子部件的寿命。
电梯的制动系统(更准确地,电梯制动器的致动器)对于中低尺寸电梯(例如住宅和商业电梯系统)是电磁型的。对于高层电梯,致动制动片所需的功率可能更高,因此使用液压致动器可能是有益的。液压制动致动器还允许更快地释放制动器,这对电梯性能可能是重要的。然而,在液压制动器中,电动泵可能在电梯操作期间被连续地启动,从而即使当电梯轿厢不行进时也导致能量电力的消耗。此外,石油的使用可能被认为是不可持续的。当应用制动器时,液压制动器使用制动液来传递力。由于制动液不能被压缩,因此当阀打开时,力会立即且直接在每个致动器处传递。
电梯系统的另一特殊性是每次行进期间负载的变化。驱动电梯驱动器所需的功率随着电梯轿厢的移动的加速度和方向、以及电梯轿厢中的负载而变化。例如,如果当电梯轿厢及其负载具有大于配重的组合重量时电梯轿厢正在加速或向上运行,或者当电梯轿厢及其负载具有小于配重的重量的重量时电梯轿厢向下运行,则需要能量来驱动电梯驱动器,电梯驱动器又使牵引槽轮旋转。如果电梯轿厢是调平的,或者在平衡负载的情况下以固定速度运行,则电梯驱动可能需要来自驱动系统的较少量的能量。即使电梯很少在满载轿厢的情况下行进因此很少达到标称负载,电梯系统仍然被设计成将轿厢和(最大)负载加速到标称速度。因此,与平均运输负载相比,普通电梯系统的尺寸过大。因此,为了平均运输负载而设计驱动系统并为了较高负载而降低电梯的速度将是有益的。虽然这对于电动驱动系统是可行的,但它仍然导致性能的劣化:电动电梯驱动系统被设计成在标称速度下为最佳效率。以较慢速度行进较长距离可能会导致马达发热,这也会影响用于调节的电力电子器件的提升时间。
虽然有明显的区别,但液压电梯和牵引电梯的共同点是它们都是电驱动的。在给定时刻,通过在使用时在液压电梯的情况下将电能转变成油压,或者通过在使用时将消耗的能量转变成牵引槽轮的机械旋转,存在消耗的能量与运动所需的能量的直接转换。在液压电梯的情况下,电动泵迫使油进入缸中。在牵引电梯的情况下,马达使牵引槽轮旋转,所述牵引槽轮又使牵引介质移动,这转换成悬挂负载(轿厢和配重)的竖直移动。
因此,可能有益的是:使电梯以单相进行至少一个操作,或减小为电梯供电的三相网络的尺寸,允许电梯在停电期间比仅一次疏散操作更长时间,允许电梯在能量过剩时从电力网络汲取电力,和/或在电网需求具有高峰时停止从电网汲取电力,而不影响电梯性能。此外,具有以下电梯中的至少一种电梯可能是有益的:通过设计实现防爆因而没有可能产生火花的电气部件的电梯;具有一电梯驱动系统的电梯,所述电梯驱动系统可以根据轿厢负载处理电梯的速度调适,而不影响其寿命;当以较低速度行进以适应驱动系统被设计用于的较高负载时不会升温的任何电梯;具有一驱动系统的电梯,所述驱动系统比电驱动系统更不灵敏,以便在用满载或过载轿厢致动时释放安全钳;和/或具有一电梯制动器的电梯,所述电梯制动器需要较少电功率来致动制动片,或避免液压制动器。
根据上述内容,本公开提出了一解决方案,所述解决方案尤其能够在保持电梯系统的性能的同时为电梯系统使用单相电力网络,在停电期间操作电梯,在高峰期使用电梯期间减少电网上的负载,在电梯的加速期间减少功率峰值,和/或提供防爆电梯。
本公开的一个方面是区分需要能耗的时间和供应能量的时间的能力。事实上,今天,几乎所有电梯都是从电力网供给的。连接到电网的替代能量源的到来使得能源市场非常活跃。如今,在能源市场上进行能源交易是很常见的。诸如物联网和云计算等数字化技术使装备在能量过剩时更容易连接到电力网,并且在电力网络达到高峰(无论是价格还是需求)时更容易断开电网。按照今天的设计,电梯不能从以较低成本使用能量的实时能力中获利,因为随着时间的推移,电梯乘客所需的电梯运输能力不需要与能量网络具有过剩能量的时间相一致。甚至相反:电梯通常在高峰期使用,即清晨、午餐时间或晚上,这是能量成本最高的时期。
因此,本公开涉及一种新的电梯运动技术,所述电梯运动技术与一种新颖的能量存储的装置相结合,所述能量存储的装置允许在电网具有过剩能量的时间段期间随时使用存储的能量。
本公开利用气动技术,通过将电能转变成压缩空气形式的机械能来为电梯系统提供电力。储存压缩空气比将电能储存在电池中要容易得多,并且经济得多。在电池中储存能量也是不可持续的:根据电池技术的不同,一些电池必须维护,它们具有有限的寿命,并且它们更换的成本可能比电池寿命期间储存能量的收益更高。储存压缩空气要简单得多,并且成本也低得多。本公开的一个方面可以看出,气动马达更换或补充了牵引电梯的现有电马达。气动技术的使用允许在现代电梯系统中消除调节电马达的速度的驱动单元,在现代电梯系统中通常是交流变频器(ACVF)或逆变器。气动系统的速度和扭矩调节可以通过控制流向马达的空气流的阀被容易地实现。
因此,本公开提供了一种电梯系统,所述电梯系统包括用于存储增压气体的气体储存器。增压气体随后被供给到电梯系统的选定且特别是合适的元件,换句话说,气动操作元件。这些元件可以直接使用增压气体为电梯系统的至少一部分提供动力或致动电梯系统的至少一部分,例如可以是由增压气体直接驱动的气动马达。额外地或可选地,这些元件可以使用增压气体将存储在增压气体中的能量转化成另一形式的能量(例如电能),以允许用于例如通过将增压气体供给至气动操作的发电机来为电梯系统的至少一部分提供动力或致动电梯系统的至少一部分的传统动力提供(例如由电能提供动力),所述气动操作的发电机又产生电能。因此,通过提供具有气体储存器和气动操作的发电机的电梯系统,可以通过从气体储存器中(特别是气体储存器中储存的增压气体中)储存的能量的转化来提供操作具有电驱动电梯控制器以及电驱动电梯驱动器的普通电梯系统所需的电能。增压气体可以通过使用压缩机来提供,所述压缩机压缩气体(例如空气)并将压缩气体储存在气体储存器中。压缩机又可以是电驱动的。
与电动牵引电梯相比,具有气动技术作为驱动系统并存储压缩气体(例如空气)的牵引电梯可以被视为提供显著优势。调节马达速度所需的部件可能比电气调节系统(例如ACVF)更简单且成本更低。它的寿命也可能比逆变器长得多,所述逆变器的寿命依赖于电梯的启动和停止次数。由于空气可以在电力网的非高峰期(特别是当不使用电梯时)被压缩,因此压缩机的(电动)马达填充气体储存器的功率可以低于气动马达随后由储存在气体储存器中的压缩气体操作或驱动所传递的功率。潜在地,可以使用至电力网的单相连接来代替昂贵的三相连接。例如当电网的能量过剩时,能量可以储存更长时间段。
气体储存器可以是高压气体储存器。例如,气体储存器可以具有高达200bar、特别是高达250bar、进一步地特别是高达300bar或更高的储存压力。同样地,例如布置在电梯轿厢处的另外的气体储存器可以具有高达200bar、特别是高达250bar、进一步地特别是高达300bar或更高的储存压力。
被困乘客的疏散在电梯设计中至关重要。典型地,电动电梯系统可以利用应急电力供应件或电池组来提供将乘客疏散到下一楼层的能量。这种疏散系统由额外的部件组成,从而导致较高的系统成本和额外的使用空间。气动系统可以不需要额外的部件,因为即使在完全断电的情况下,它也足以保持压缩空气的储备以允许疏散或简单地继续电梯操作。
当考虑当前能量可用性或能量成本时,操作电梯系统可能特别有益。气体储存器可以被视为缓冲器或能量存储装置,用于存储随后可以用于操作电梯的能量。电能可以用于压缩待存储在气体储存器中的气体,从而增加储存在气体储存器中的气体的势能。该势能随后可以被气动马达使用并被转化成机械能。换句话说,储存在压缩气体中的能量可以被转化成用于牵引槽轮的旋转的能量,所述旋转可以用于操作电梯系统,即用于升高和降低电梯轿厢以运送乘客和/或货物。
电网上消耗的可用能量通常具有与能量单元相关联的成本。在某些时间,当前能量成本可能是高的,这可能与此时的高能量需求相一致,而在其它时间,与能量相关联的成本可能是低的,可能甚至是零或负的。在负能量成本的情况下,能量消耗者将因消耗能量而获得货币补偿。例如,在电梯系统的情境下,在电梯在能量成本为零或为负的时间操作的情况下,电梯系统的所有者基本上不用能量来支付或者甚至可以赚钱。因此,有益的是,能够将能量的消耗转移到电网上存在过剩能量并且因而能量成本为零或为负的时间,至少是能量成本与能量成本高的高峰时间相比降低的时间。
在本公开的情境中,电梯系统因此可以在能量成本低、零或负的时候通过用所述能量操作压缩机以增加存储在气体储存器中的能量来操作。该储存的能量可以随后用于电梯系统的操作,而不管当前能量成本如何。通过使用气体储存器作为能量存储装置或缓冲器,电梯系统可以在依赖于这种低成本能量的同时操作。由此,可以显著降低电梯系统的操作的总成本。
关于当前能量可用性和/或能量成本的信息可以被提供给电梯系统。随后,电梯系统,特别是电梯系统的控制器可以确定填充气体储存器的价格是正确的。填充同样可以依赖于储存在气体储存器中的当前能量水平。例如,当能量成本处于第一水平时,启动从低水平到高水平的气体储存器的填充可能具有经济意义,而在这种场景下,从高水平到甚至更高水平填充气体储存器不具有经济意义,因为这种填充可能比从低水平到高水平填充气体储存器消耗每存储能量单位更多的能量。甚至进一步地,在能量成本处于第二水平(特别是低于第一水平)的情况下,即使填充可能消耗每存储单位的增加的能量的量,将气体储存器从如此高的水平填充到甚至更高的水平或完全充满也可能具有经济意义。
因此,当接收到关于当前能量可用性和/或能量成本的指示时,特别是当将所述能量可用性和/或能量成本与预定阈值进行比较时,可以由电梯系统自身启动气体储存器的填充。另外地或替代地,气体储存器的填充可以由通信地连接到电梯系统的远程单元启动。在这种场景下,电梯系统可能不需要关于能量可用性和/或能量成本本身的指示,因为几乎启动了填充气体储存器的功能。
同样地,电梯系统和/或远程单元可以确定启动对气体储存器的填充,而不管当前的能量可用性和/或能量成本,特别是当确定储存在气体储存器中的能量水平低于某个阈值水平时。所述阈值水平可以是设置成允许电梯系统的操作的预设的最小阈值水平。例如,当电梯系统和/或远程单元确定或计算电梯操作的预期需求时,所述预期需求可能无法通过存储在气体储存器中的当前能量水平来满足,则可以由电梯系统和/或远程单元启动对气体储存器的填充,而不管当前能量可用性和/或能量成本如何。
特别地,与电动马达相比,气动马达可以提供以下功能。
气动马达可以具有比相应的电动马达小得多的安装尺寸。气动马达可以被装载直到它们失速为止,而不会受到损坏。它们可以承受高得多的热、振动和冲击力。气动马达可以连续停止和启动而不会损坏。气动马达的简单设计原理使它们非常容易安装和维修,并且气动马达比可比的即同类电马达轻得多。由于设计和低数量的运动部件,气动马达可以承受恶劣的环境并且气动马达的可靠性非常高。最后,电马达的功率越高,通常由于其绕组(通常是铜和磁性材料)的重量而导致它越重。
特别地,与液压电梯相比,气动马达可以提供以下功能。气动马达使用易于压缩的气体,即使在低压下也能提供良好的功率密度。气体的使用允许实现较快的反应时间。当你使用面积作为猜测,面积是丰富的,基本上没有任何收购成本,没有环境问题,以及较低的初始成本。此外,气动马达通常具有相当简单的设计和低维护费用。
对于任何液压电梯,必须购买使用的流体,当发生泄漏时,所述使用的流体会对环境造成重大威胁。购买流体导致较高的初始成本,并且液压电梯设计复杂,并且具有非常高的维护支出。
然而,与电气系统相比,气动系统的效率可能较低。电动马达可能比气动马达效率高20%。然而,这可以通过在能量过剩时将压缩气体储存在储存器中(即填充气体储存器)的操作来补偿,并且因此具有降低的成本,甚至是免费的或负的成本。否则,这种过剩能量会丢失,因为电网总是需要能耗者来消耗过剩的能量。
气动马达允许根据当前需求调整扭矩输出。与此相反,电马达从交流(AC)电或直流(DC)电供给件获得电力,虽然一些电马达具有多种速度设置,但电马达产生的扭矩保持不变。
气动马达提供精确的速度控制。在气动马达的情况下,马达可以运行的速度是可变的。通过增加供给电机的气体的压力,速度和扭矩也相应地增加。此外,气动马达在每次使用时都提供可靠、可重复的结果,这些结果基本上保留在气动马达的整个生命周期中。与此相反,随着时间的推移,电马达不那么可靠,并且效率将降低。具体地,性能损失可能来自诸如ACVF、DC转换器等调节单元,这些调节单元具有比电马达本身更短的寿命的许多电气部件,例如:电容器。此外,当例如由于热破坏了绕组线的隔离而导致在电马达的绕组中存在短路时,电马达可能会断开。
气动马达与电马达相比,最大的考虑因素之一是环境影响和应用环境。有些环境对电马达来说是危险的。在可能发生腐蚀的环境中工作时,气动马达是首选。
电马达需要专门设计和制造,以确保单元是防爆的。例如,这些措施要求马达壳体非常紧密地放置在一起,并且部件之间的空间很小。这种马达的外壳最终会聚集湿气并腐蚀电马达的运动部件。此外,在操作期间,电马达可能显著升温,并且因此可能需要大量冷却,例如通过使用风扇,这又消耗能量,从而增加电马达系统的总能耗。与此相反,气动马达可以被认为是至少部分自冷却的马达,这是由于在操作期间马达壳体内的压缩空气的膨胀,这可能远远超过由气动马达的移动部件例如由于摩擦而产生的热。
气动马达在潮湿的环境中使用是安全的。如果要在户外使用,则电马达需要环境受控的壳体。
马达的尺寸依赖于特定应用的功率要求。考虑到类似的应用,气动马达可能比电马达轻得多,并且可能更容易运输,因为气动马达连接到外部气源。相比之下,电马达在一个单元中完全包括马达和马达壳体的操作(即旋转)所需的电源,例如绕组和其它元件。此外,对于类似的马达,例如关于总重量,气动马达比其电动对应物具有更高的功率输出。
在扭矩和功率要求可变的应用中,气动马达是有益的。相比之下,电马达更节能,但失去了多功能性。
此外,气动马达提供了安全优势。气动马达通常不会过热或产生火花,因此降低了敏感区域的火灾或爆炸风险,这就是在ATEX环境中首选应用气动马达的原因。气动马达在操作期间不会发出可能导致任何不利影响的电磁辐射,并且在卡住的情况下不会有“空气锤”效应的风险。此外,与电马达相比,气动马达在操作期间不会产生任何电磁辐射。
当应用需要灵活性时,气动马达提供了益处。气动马达的功率重量比是同类电马达的5到6倍。因此,气动马达为空间有限的应用提供了益处。气动马达可以在任何位置或取向上操作。通常,气动马达不需要复杂的控制系统。相反,扭矩和/或旋转速度可以通过气体供应流量或气体压力来改变。
气动马达通常可以在两个旋转方向(顺时针和逆时针)上使用,甚至可以是可逆的(提供两个方向的旋转)。在快速反转的情况下,气动马达通常不会损坏,这对电马达可能成问题并损坏电马达。气动马达可以在极端温度条件下操作,例如在-30℃至+150℃内可靠地操作。“走走停停(Stop&go)”循环对气动马达来说并不重要,因为过载或持续失速造成损坏的风险非常低,这增加了它们的可靠性。当失速时,气动马达可能不会显著升温或损坏,即使在上升周期中也是如此。
气动马达在启动时不会产生任何电流峰值,并通过供应的压缩气体的气体膨胀而被持续冷却,从而即使在非常高的速度下也防止其过热。
最后,气动马达提高了生产率。安装成本被降低,它们不需要复杂的控制和保护系统,如断路器、接触器、变速驱动器等,简单的气流输出/压力调节器就足够了。维护成本被降低。设计被验证且是可靠的,机械部件是可用的,并且不需要特殊技能和/或特定授权。最后,由于马达的制造中使用的材料,马达回收容易。
本公开的技术概念可以特别有利于通过在延长的时间段内至少在第一气体储存器中存储压缩气体来允许电梯系统的延迟充注(即,随时间充注)。换句话说,只要以比由于电梯系统的操作而从至少第一气体储存器移除压缩气体(即随时间完全移除)的(稍)高的速率执行随时间充注(即填充气体储存器),电梯系统就可以基本上无限期地保持操作。这样的应用场景可以允许电梯系统在仅有少量连续能量可用的场景下操作。例如,对于单相电连接,在给定时间处提供给电梯系统的能量总量可以小于电梯系统的实际操作所需的能量,但是足以提供与电梯系统随时间所使用的能量相比随时间变化的更多的能量。这里,气体储存器可以充当缓冲器,以在任何延长的时间段内存储能量,同时为电梯系统的实际操作提供足够的(机械)能量。
除了或替代(例如到公共能量网的)低功率能量连接,也可以想到应用另外的能源。例如,在电能由太阳能电池提供的情况下,由太阳能电池产生的能量也可以仅提供电梯系统的延迟充注,即气体储存器的延迟填充。此外,气体储存器可以作为一天中的太阳能电池基本上不能产生能量的时间(即夜晚)的缓冲器。
此外,可以想到,从电网到电梯系统的电连接的尺寸被设计成使得仅少量的瞬时电流且因而此电功率可以被提供到电梯系统,而不损坏至电梯系统的电连接,例如由于电导体的过载。该瞬时电功率可能再次不足以操作电梯系统。然而,电导体的尺寸可以被设计成足够大,以通过向压缩机(特别是压缩机的电马达)提供连续的电能来允许电梯系统的延迟充注,以填充气体储存器。换句话说,操作电梯系统所需的能量在延长的时间段内以延迟方式存储在第一气体储存器中,由此可以满足瞬时能量需求。
在这种情境下,可以想到具有混合解决方案,其中电梯的驱动是电驱动和气动驱动的组合,或者是两个驱动器(一个驱动器是电驱动的,一个驱动器是气动驱动的)的组合。电驱动器可以适于(特别是尺寸适于)在正常行进阶段期间操作电梯系统。气动驱动器可以适于在电梯轿厢的加速和/或减速期间因而在电梯行程的开始和结束时,提供额外的(机械)功率以驱动电梯系统、电梯轿厢。仍然可选地,它可以是适于为正常行进阶段提供电力的气动驱动器,而电驱动器可以适于在加速和/或减速期间提供额外的电力以驱动电梯系统、电梯轿厢。这可以允许根据本公开的电梯系统应用于如下情形:其中电梯系统的电气系统被布置和/或被尺寸设计成仅达到在正常行进阶段期间提供正常操作的程度。例如,电导体的尺寸可以被设计成使得在正常行进阶段期间可以传导合适的电流,但不是在至少加速阶段期间所需的电流,例如,因为导体的尺寸被设计成使得在至少加速阶段期间所需的实际电流将会过载并可能损坏接触器。因此,例如在电梯系统的维护或大修期间,气动驱动和/或混合布置的实现方式可以允许使用例如较旧的、可能尺寸不足的电气系统,同时允许在安装新部件时增加电梯性能。例如,用新的驱动系统改造旧的驱动系统将导致功率需求的增加,这可能是旧的电气系统无法再应付的,至少在不受到损坏或缺乏适当认证的情况下是这样。这里,可以提供第二驱动系统(气动驱动系统),其中气动驱动系统覆盖高功率需求的阶段(如加速和减速),而电气系统覆盖正常行进阶段。同样地,除了添加第二驱动系统并保持或替换第一驱动系统(电驱动系统)之外,还可以安装体现为混合电力系统的新驱动系统。
可以看到一种应用场景是将普通(电动)电梯驱动器与气动操作或致动的发电机相结合,所述气动操作或致动的发电机产生电梯系统的操作(特别是电梯系统的控制方面)所需的电能。这里,电能可以完全来自由储存在电梯系统的气体储存器中的增压气体驱动的气动致动发电机。换句话说,电梯控制部件中的一些或所有可以专门连接到发电机的电供给件,而不连接到安装有电梯的建筑物的电力网或电力供给件。可选地,一些或所有电梯控制部件可以并联地连接到发电机和电力网的电供给件。这里,可以想到从电力网供给的电力为电梯控制部件提供动力,并且在选择情形下,替代地或额外地,从发电机的电力供给件为电梯控制部件提供动力。这种选择情形可能发生在例如电力网处于或接近容量或过载的情况下,这可能依赖于当前的能量可用性或成本。
产生电能并由增压气体(例如空气)提供动力的气动发电机与现有的电驱动器相结合的进一步优点可以被认为如下:这样的电梯系统可以有助于单独地或与例如同一建筑物的其它现有电梯系统的电网平衡。使用现代化套件(例如,仅由压缩机、气体储存器和发电机组成,可能具有适于连接到现有电梯控制器的相关联的控制电子器件)进行现有电梯的简化现代化是可以想到的,其允许任何现有电梯或电梯系统通过在电网能量过剩期间启动压缩机并在来自电网的高能量需求期间(例如在白天期间)利用压缩气体来为电梯控制器的待机进行供电,从而有助于电网的能量平衡。同样,当电网需要能耗者时,它特别是需要具有高需求的能耗者,诸如压缩机的单相或三相电马达。通常,住宅电梯可能不会运行很多次行程,通常每天不到50次行程。对于这样的电梯,保持系统(例如其电梯控制器)活跃所需的能量(通常在超过1天或1年的时间内观察)与那些每天几次行程本身所需的能量相比可能代表相当多的能量,尤其是在电梯装备有节能电驱动器的情况下。这样的现代化套件可以允许在不使整个电梯现代化的情况下从电网平衡功能中获益:在需要时加载电网(即消耗来自电网的电力),并在高峰期间卸载电力网络(即减少消耗的电力)。当提供它们的平衡功能时,这种现代化的电梯可以产生显著的差异。例如,对于一部电梯的75W/h的待机功率,在拥有100'000部电梯的国家,通过在夜晚期间给气体储存器充注或充气并且在白天期间使用储存的能量,可以及时转换7.5Mw/h。这也允许逐步的现代化:客户可以利用现有电梯(驱动器)或新的控制器从所描述的气动技术中获利。稍后,电驱动器可以由气动操作的电梯驱动器替换,然后连接到从第一现代化阶段已经就位的气体储存器。
本公开主要在牵引电梯的情境下描述。在牵引电梯中,可以想到电梯驱动器可以被实施为(或者,在现代化的情境下,可以被替换为)气动电梯驱动器或气动马达,同时,替代地或额外地,电梯控制器和/或需要电能的其它元件可以由所描述的气动发电机产生的电能来运行。同样,在现代化的情境下,电梯系统可以设置有这样的气动发电机,从而允许永久地或至少间歇地断开或至少不依赖于从能量网供给的电能。
然而,本公开也可以在液压电梯中实现。这里,最可能的场景是实现如上文描述的气动发电机,用于电梯控制和/或需要电梯系统的电能的其它元件的电能的电力网独立生成。
在下文中,进一步解释在本公开的情境下使用的术语。
牵引介质通常是一根或多根牵引钢缆即钢质缆线,特别是连接电梯轿厢和配重的牵引钢缆。可选地,牵引介质可以是一条或多条牵引带,所述一条或多条牵引带是嵌入稳定材料例如聚氨酯中的钢绳。
电梯驱动器可以是有齿轮的或无齿轮的电梯驱动器。在有齿轮的电梯中,齿轮箱可以在电梯驱动器的轴与牵引槽轮之间连接到电梯驱动器。或者,在无齿轮的电梯中,牵引槽轮被直接连接到电梯驱动器或马达的轴。
驱动电梯系统(特别是电梯轿厢)特别是意味着电梯轿厢在电梯竖井中升高和/或降低。在这种情境下,电梯轿厢的升高通常导致配重的降低,并且反之亦然。还应理解,在本公开的情境中,电梯竖井不应被理解为限于电梯轿厢基本上只能竖直移动即上下移动的结构。而是,特别是在存在轿厢安装式电梯驱动器(例如气动电梯驱动器)的情况下,只要电梯竖井的结构允许,就允许电梯轿厢在电梯竖井内沿任何方向的大致自由运动。例如,电梯轿厢可以通过轿厢安装式电梯驱动器驱动而对角地或水平地移动。这可以通过在电梯竖井中的连接电梯轿厢的适当布置(如导轨等)来实现,以便将电梯保持在电梯竖井中。可选地,电梯轿厢可以例如通过布置在轿厢外侧的轮而直接连接到竖井壁,从而将轿厢夹持或保持在竖井的内部的限定位置处,同时允许轮在竖井内移动。两者的结合是可想到的。同样,电梯轿厢可以包括例如合适的致动轮结构等的布置,以例如通过与至少一个导轨或至少一个电梯壁接触而在电梯竖井内大幅移动,而不需要外部支撑结构。在这两个示例中,电梯驱动器可以根据电梯竖井内的移动能力或自由度来提供电梯轿厢的致动。例如,电梯驱动器可以使轮转动以沿导轨或竖井壁驱动电梯轿厢。增压气体特别可以是增压空气,其通常是从电梯系统附近获取的环境空气。增压气体可以是直接连接到电梯系统的驱动系统的唯一能源。换句话说,可以仅存在与压缩机的电连接,或者更确切地说,与用于致动压缩机的电马达的电连接;并且供给到压缩机/其电马达的电能可以专门用于将压缩空气存储在气体储存器中。用于操作电梯系统的供给到电梯系统的任何随后的能量可以完全来自存储在增压气体中的能量。至少它可以不是从电网连接的电能源,它可能可以是由存储在气体储存器中的压缩气体操作的发电机产生的电能。这允许实现非电动电梯系统,其中主电梯功能、电梯轿厢的驱动、以及副电梯功能、电梯系统的控制、电梯门的打开和关闭等由储存在气体储存器中的增压气体提供的能量来致动。这可以包括电梯系统的完全非电操作,以及可选地或额外地通过由存储在气体储存器中的增压气体产生的电能对电梯系统的选择元件提供动力。在这种情况下,用于操作电梯系统的电梯系统外部电源(如电力网)或例如可再生能源(如太阳能电池)与电梯系统之间可能没有直接连接。换句话说,电梯系统可以与外部电源电流隔离,因为能量的唯一传输是通过增压气体。外部能量被用于压缩气体以储存在气体储存器中,所述气体储存器又被用于为电梯系统提供动力。再次使用不同的语言,外部能量供给件被专门连接到所述压缩机的至少一个电马达。
气动电梯驱动器或气动马达是由存储在增压气体(例如空气)中的能量致动的驱动器/马达。这种气动马达、空气马达或压缩空气发动机是通过使压缩气体膨胀来做机械功的马达类型。气动马达通常通过线性或旋转运动将压缩空气能量(即存储在气体的压缩中的势能)转化呈机械功。线性运动可以来自隔膜或活塞致动器,而旋转运动由叶片型空气马达、活塞式空气马达、空气涡轮或齿轮型马达提供。本公开所涉及的气动马达尤其不是消耗或燃烧燃料气体的燃烧马达。
在本公开的情境下,气动发电机是将原动力(机械能)转化成电能的装置。具体地,这种气动发电机将存储在增压气体中的机械能转化成电能。换句话说,气动发电机将增压气体的势能转化成电能。气动发电机的一部分可以是类似于上述气动马达的气动马达。连接到气动马达的另外的元件或装置可以将气动马达的旋转转化成电能。
在特定实施例中,气动马达和气动发电机可以被组合,因为增压气体被供给到气动马达或气动电梯驱动器以升高和降低电梯轿厢,同时气动马达另外产生电能。这种另外的转化可以通过将气动马达的旋转转化成电能的元件来执行。该能量可以被存储在合适的电能存储元件(例如电池或电容器)中,并且可以随时间的推移从能量存储元件提供给电梯系统的电气元件(例如控制器),并且特别是可以从气动驱动器的当前操作中分离。
增压气体可以是不易燃的、不可燃烧的或不可燃的。增压气体特别可以不是通常用作燃料的气体。当使用时,增压气体可以特别地不被燃烧或氧化以在气动电梯驱动器中产生机械能和在气动发电机中产生电能。
根据本公开的一个实施例,所述元件可以至少是电梯驱动器,其中电梯驱动器可以是气动电梯驱动器,其中气体储存器可以被连接到电梯驱动器,并且其中存储在气体储存器中的气体可以供给到电梯驱动器,用于致动电梯驱动器,用于在电梯竖井中移动电梯轿厢。
因此,电梯轿厢可以通过存储在增压气体中的能量来移动。气动马达可以由增压气体推动,并因此运动或旋转,例如,以运行电梯系统的牵引槽轮来升高和降低电梯轿厢。同样,当电梯轿厢是由合适的竖井支撑布置支撑在电梯竖井中以保持在竖井中并能够在竖井内竖直和/或水平移动的自支持式电梯轿厢时,气动马达的旋转可以用于驱动电梯轿厢。例如,通过将旋转提供给作为竖井支撑布置的一部分或与竖井支撑布置分立的合适的轮布置,电梯轿厢可以通过轮布置在电梯竖井壁上的合适的摩擦运动而在电梯竖井内移动。气动马达随后可以包括用于将气动马达的旋转速率改变为轮布置所需的旋转速率的齿轮箱。
根据本公开的实施例,电梯驱动器可以被布置在电梯轿厢处,进一步特别地,气体储存器可以被布置在电梯轿厢处。
换句话说,电梯系统包括布置在电梯轿厢处的气体储存器,其中所述气体储存器被布置成向电梯驱动器提供增压气体以致动电梯驱动器,从而在电梯竖井中移动电梯轿厢。
通过在电梯轿厢处的气体储存器,电梯轿厢可以以增压气体的形式提供并支撑其自身的电力源,以允许在电梯竖井内独立和自由地移动。由于电梯驱动器以及进一步特别是布置在轿厢处的气体储存器,电梯轿厢可以基本上更自由地位于电梯竖井内,而没有例如由牵引介质施加的限制。因此,在电梯竖井系统允许的范围内,电梯轿厢不仅可以在竖直方向上移动,还可以在水平方向上移动。例如,电梯竖井可以具有用于在楼层之间移动的竖直竖井区段,但是也可以包括用于移动到同一楼层上的各种平台的水平竖井区段。例如,在大型建筑物的情况下,电梯轿厢可以移动到某一楼层,并在所述楼层上进一步移动到建筑物的不同部区段中的电梯平台。除了常规走廊之外,还可以想到有一个电梯竖井来替代或补充常规走廊,以便电梯轿厢可以单独服务于某一楼层的每个房间或公寓。这种相当大的自由水平和竖直移动需要电梯轿厢在某一程度上容纳在电梯竖井内,如特别是可释放地附接有电梯轿厢的导轨,或者专用布置,以例如通过合适的轮结构将电梯轿厢支撑抵靠壁来将电梯轿厢直接容纳在竖井中,这允许在电梯竖井壁上表现出足够的压力,从而在轿厢不移动时将轿厢保持在适当位置,并且通过致动所述轮来允许在特定竖井内沿移动自由度的基本自由移动。
根据本公开的另一实施例,电梯轿厢可以是自支持式电梯轿厢。
在本申请的情境中,自支持式电梯意味着电梯轿厢能够运行,即,在电梯竖井内移动,而基本上可以不需要专用悬挂介质。电梯轿厢可以使用导轨等来引导和保持到适当位置,同时安装在轿厢上的电梯驱动器用于在竖井内致动轿厢。例如,电梯驱动器可以致动与电梯竖井的壁或导轨元件一起操作的轮或齿轮,以在电梯竖井内移动电梯轿厢。轮,例如橡胶轮,它们沿电梯竖井的壁移动,从而推动电梯轿厢,而齿轮可以与带齿的导轨一起作用于电梯竖井内的电梯轿厢。这种自支持式电梯轿厢可以允许竖直地移动,但也可以水平地移动。在竖直移动的情况下,轮可以作用于竖直竖井壁或竖直导轨,而在水平移动的情况下,轮可以作用于水平竖井壁上,特别是作用于底部或水平导轨,特别是作用于布置在电梯轿厢同一侧的一个水平导轨或多个水平导轨,例如布置在电梯轿厢的底侧附近或布置在电梯轿厢的顶侧附近的一个水平导轨或多个水平导轨。在这种情况下,电梯轿厢可以基本上位于(同侧)导轨上或悬挂在(同侧)导轨上。
根据本公开的另外的实施例,电梯系统可以包括适于在同一电梯竖井中并行操作的多个自支持式电梯轿厢。
由于自支持式电梯轿厢不需要任何外部悬挂介质,并且可以通过作用于电梯壁和/或导轨的轮或齿轮而在电梯竖井内基本自由地移动,所以多个自支持式电梯轿厢可以在同一电梯竖井内基本同时操作。在这种场景下,最大操作距离由同一竖井内的其它电梯轿厢的当前或未来位置/操作来确定。
根据本公开的实施例,当电梯轿厢在电梯竖井内处于楼层平台处和/或专用填充位置处时,气体储存器可以被布置成是可填充的。
换句话说,当电梯在电梯竖井内停在楼层平台处(特别是专用楼层平台处)和/或替代地停在专用填充位置处时,外部气体供给件可以用于填充气体储存器。例如,电梯轿厢可以被布置在电梯底坑中,例如,用专用支撑结构支撑,以便能够保持在那里而不需要能量源进行能量供给,并且提供限定的和可重复的位置。然后,外部气体供给件可以向气体储存器提供增压气体,以在这些专用位置中的至少一个位置处填充气体储存器。
根据本公开的实施例,电梯系统可以被布置在操作位置处,其中,所述操作位置包括多用途压缩空气源,并且其中所述多用途压缩空气源适于向所述电梯驱动器提供增压气体以致动所述电梯驱动器和/或用于向所述电梯系统提供增压气体以填充所述电梯系统的气体储存器。
某些建筑物并且尤其是船上的建筑物,可能有现成的压缩气体源。例如,在船上通常使用成组的空气压缩机作为辅助机械。因此,压缩空气可以被直接输送到电梯系统,特别是气体储存器,以填充气体储存器和/或致动电梯驱动器。因此,多用途压缩空气源可以与气体储存器连接和/或断开,以便在填充位置/楼层平台处填充气体储存器,用于接下来的x次后续行程,例如,下一次行程、下两次行程或下三次行程,通常是某一限定次数的行程。在这种情况下,气体储存器可以具有减小的尺寸和该重量。
根据本公开的另外的实施例,电梯系统还可以包括用于用气体填充气体储存器的压缩机和用于致动压缩机的电马达。电梯系统可以特别包括至少两个电马达,其中第一电马达可以是单相和/或低功率电马达,并且其中第二电马达可以是多相和/或高功率电马达。此外,每个电马达可以被连接到压缩机,并且独立于其它电马达/压缩机。
通过使用电马达,气体(例如空气)可以被压缩并提供给气体储存器或用于存储。气体可以从专用源或周围环境中获取,并供给到气体储存器,例如一个或更多个气体罐。当使用至少两个电马达时,一个电马达可以是比另一个电马达需要(显著)更少能量的电马达。马达可以基本上同时连接到压缩机,但是特别是可以包括空转(freewheeling)模式,使得如果一个电马达正在操作,第二电马达正在空转,即不充当能耗元件或制动器。所述至少两个马达可以被串联或并联布置。还可以想到,两个马达可以同时致动,从而进一步增加提供给压缩机的机械能。
一个马达可以是单相马达,而另一马达可以是多相马达。然而,即使在一个马达的场景下,所述马达也可以是单相马达或多相马达。单相马达可以比多相马达需要更少的能量,并且反过来可以比多相马达向压缩机提供更少的机械能。因此,当使用单相马达时,与使用或启动多相马达的情形相比,电梯系统的能量需求降低。因此,单相马达的使用可以增加由压缩机填充气体储存器所需的时间,而多相马达可以减少填充气体储存器所需的时间。
根据当前能量成本和/或能量可用性,可以选择单相马达或多相马达。例如,在白天期间,当预期电梯系统的需求增加时,多相马达可以用于快速补充储存在气体储存器中的增压气体的量,以确保电梯系统的基本连续可用性。替代地,例如在夜间期间,当能量价格低并且预期对电梯系统没有需求或需求低时,单相马达可以用于任何延长的时间段以较缓慢地填充气体储存器。此外,用单相马达填充气体储存器并因此比用多相马达更慢地填充气体储存器可以导致由于由单相马达提供的较低填充速率而发生的较低噪声排放。
用于致动压缩机的电动马达可以具有比驱动电梯系统的气动马达更小的、特别是显著更小的额定功率。这样的实施例通过向电马达长期或连续地供给电能(特别是低功率电能)来实现,由此电马达长期或连续地使用所提供的电能来压缩气体以填充气体储存器。储存在气体储存器中的能量又用于驱动电梯系统。从压缩气体中回收能量可以允许在限定的(短期)时间段内回收比从外部能源(如电网)的电力供给件或从电马达本身获得的能量更多的能量。
根据本公开的另外的实施例,电梯驱动器可以包括用于接收增压气体的气体入口,并且还可以包括适于切换由所接收的气体致动的电梯轿厢的移动方向的切换装置。
通过使用集成在电梯驱动器中或设置在电梯驱动器附近的切换装置,基本上只需要从气体储存器到电梯驱动器的单个压力供给来在两个相反的方向上致动电梯驱动器,以升高和降低电梯竖井中的电梯轿厢。这减少了安装时间和成本,并且还减少了提供供给所需的空间。
根据本公开的另外的实施例,电梯驱动器可以包括用于接收增压气体的至少两个气体入口,其中所述电梯驱动器可以适于经由所述至少两个入口中的一个入口接收气体,以沿第一方向移动所述电梯轿厢,并且可以适于经由所述至少两个入口中的另一入口接收气体,以沿与所述第一方向相反的第二方向移动所述电梯轿厢。
换句话说,通过两个入口中的一个入口接收气体致动电梯驱动器以使驱动器沿第一方向转动,而通过两个入口中的另一个入口接收气体致动电梯驱动器以使驱动器沿与第一方向相反的第二方向转动。切换装置可以被布置在电梯驱动器外,用于将到达的气体引导到至少两个气体入口中的特定入口,从而确定电梯驱动器的旋转的方向,所述旋转又转换成电梯轿厢的升高或降低。替代地,来自气体储存器的至少一个气体供给件被连接到每个气体入口,使得可以通过启动或停用气体供给件来设定致动方向。这也可以提供失效保护机制,其中当两个供给件打开时,向两个入口施加基本上相同的压力。因此,电梯驱动器不移动/旋转。替换地或额外地,没有向气动马达的两个供给件施加压力也可能导致气动马达中的制动元件作为另一失效保护机制被启动,以避免在没有施加压力的情况下电梯驱动器的转动,例如在压缩机故障、空的气体储存器或气体供给件破裂的情况下。这确保了可能不平衡的电梯轿厢不会无意中开始移动。应用两个入口的这种操作原理显然也可以应用于其它马达或驱动系统,例如用于打开和关闭电梯轿厢门和/或平台层门的门机构。
根据本公开的另一实施例,当电梯轿厢可以沿第一方向移动时,气体可以从气体储存器中移除以致动电梯驱动器,和/或当电梯轿厢可以沿第二方向移动时,依赖于轿厢负载,气体可以由电梯驱动器添加到气体储存器。
换句话说,电梯驱动器可以用于向气体储存器供应气体,从而增加压力。例如,在通过沿某一方向移动电梯轿厢来获得能量的情形下,实际上不需要外部的、特别是机械能来移动电梯轿厢。例如,在电梯轿厢比配重更重的情况下,电梯轿厢具有向下运动的自然趋势。在较大重量的方向上的向下运动不需要能量,但反过来提供了能量源。因此,需要制动力而不是能量源来控制电梯轿厢的移动。这样的制动力可以通过布置电梯驱动器以朝向气体储存器供给气体来提供。在这种场景下,电梯驱动器充当压缩机,从而将压缩气体朝向气体储存器供给。由此,通过回收储存在电梯系统中的用于填充气体储存器的能量,可以进一步降低电梯系统的能耗。
根据本公开的另外的实施例,电梯系统还可以包括用于操作气体储存器的填充(特别是用于操作压缩机的至少一个电马达)的处理元件。
处理元件可以适于以打开和关闭用于填充气体储存器的电马达的方式操作至少一个电马达。另外或替代地,处理元件可以适于确定气体储存器的当前压力和/或目标压力,并适当地操作电马达以填充气体储存器和/或保持限定的气体水平或阈值压力。这里,压力传感器可以被布置在气体储存器处,以确定气体储存器中的当前气体压力。
额外地或替代地,处理元件可以包括或可以连接到用于启动气体储存器的填充的元件,特别是启动用于填充气体储存器的压缩机的一个或更多个电马达的操作的元件。所述元件可以是简单的时间元件,如计时器或时钟。因此,所述元件可以根据例如自上次填充以来经过的时间跨度、一天中的规定时间、气体储存器的当前压力、或上述的任意组合来操作气体储存器的填充。例如,在夜晚1点钟和4点钟之间期间,当可以假设能量成本通常是低的或负的时,元件和/或处理元件可以启动气体储存器的填充。同样地,可以在能量网和/或安装电梯系统的建筑物内仅存在降低的能量需求的时间期间开始填充气体储存器,并且因而可以平衡总能耗。特别地,当考虑安装电梯系统的建筑物时,通过在所有消耗者之间分配可用能量来平衡建筑物的总能量需求可能是有益的。在建筑物中的其它元件具有更高的当前能量需求的情况下,电梯系统可以通过不再填充气体储存器而反过来降低其能量需求。同样,在建筑物中存在低能量需求或其它能量需求的时候,电梯系统可以被再填充,从而再次平衡建筑物的总能量需求。
处理元件也可以是通用控制元件,除了填充气体储存器的操作之外,还控制电梯功能的至少部分整体,如驱动电梯轿厢、门的打开和关闭的乘坐调度操作等等。
根据本公开的另外的实施例,电梯系统还可以包括通信元件,所述通信元件适于接收用于操作所述电梯系统的指令,特别是操作所述气体储存器的填充的指令,和/或所述通信元件适于将所述电梯系统的操作数据发送到接收装置
根据本公开的另外的实施例,所述电梯系统适于接收操作指令,以特别是通过所述通信元件来启动所述气体储存器的填充,特别是通过所述通信元件来启动所述气体储存器的填充,另外特别地,其中,所述指令指示或依赖于当前能量成本和/或当前能量可用性。
所接收的用于操作电梯系统的指令可以包括操作电梯本身,例如操作电梯轿厢的升高或降低、打开和/或关闭电梯或平台层门等。额外地或替代地,指令可以例如通过指令处理元件操作压缩机的电马达来操作气体储存器的填充。
通信元件可以被连接到网络系统,例如封闭网络系统或开放网络系统,例如互联网。通信元件可以是无线或有线通信元件,如局域网元件、Wi-Fi元件或移动通信元件。通信元件可以替代地或额外地适于接收无线近场通信,如蓝牙。
接收装置可以是源自电梯系统的数据可以被寻址到的任何接收装置。例如,接收装置可以是控制电梯系统或多个电梯系统的操作的服务器系统。服务器系统可以例如是自身连接到互联网或另外的通信网络的基于云的服务器系统。服务器系统可以接收或包含关于当前或未来能量成本和/或当前能量可用性的信息。换句话说,这些服务器可以具有用于确定压缩机(特别是压缩机的电马达)的优选操作的信息,特别是关于通过启动压缩机的电马达来填充气体储存器的时间的信息。例如,在存在能量过剩的情形下,能量成本可以被降低并且甚至可以为负。因此,电梯系统的未来操作可以通过在成本降低的时候或甚至在电梯系统的操作人员正在接受补偿(例如使用能量的货币补偿)的时候填充气体储存器来保证。例如,在夜间期间,在总能量需求降低可能导致能量价格降低或为负的情况下,压缩机的马达可以被启动以填充气体储存器。同样,在风能或太阳能等可再生能源产生的能量超过目前需求的时候,能量成本可能会很低或甚至为负。服务器系统可以被连接到能源市场或成为能源市场的一部分,如莱比锡的EEX(欧洲能源交易所)。该服务器系统或接收装置还可转而适于向电梯系统提供操作指令,例如用于启动气体存储器的填充。
根据本公开的另外的实施例,电梯系统还可以包括至少一个电梯轿厢门和/或至少一个楼层平台门,其中至少一个电梯门和/或至少一个楼层平台门可以是能够气动操作的。
换句话说,通过向对应的门提供增压气体,对应的门可以被打开、关闭、保持关闭、保持打开或锁定在某一位置。对应的门可以包括压力操作元件以提供上述功能。特别地,在不施加增压气体的情况下,对应的门可以保持关闭、特别是锁定。这再次提供了失效保护操作。具体地,当施加/提供增压气体时,对应的门和/或压力操作元件允许门打开、或打开门或致动门机构。特别地,到至少一个楼层平台门的气体供给件可以是安装在电梯竖井中并连接到第一气体储存器的气体供给件。气动和/或电动操作的阀可以用于将增压气体从气体供给件提供到合适的门机构,特别是由处理元件控制的门机构,所述处理元件可以与用于操作气体储存器的填充和/或用于操作压缩机的电马达的处理元件分立或相同。气体供给件可以是合适的压力软管或金属管等的合适的管道布置。
根据本公开的另外的实施例,电梯系统可以包括与第一气体储存器分立并适于存储增压气体的第二气体储存器,其中所述第二气体储存器可以被布置在所述电梯轿厢处,并且其中所述气体储存器可以被布置成向所述至少一个电梯轿厢门和/或所述至少一个楼层平台门中的至少一个提供增压气体,特别是向当前布置有所述电梯轿厢的至少一个楼层平台门提供增压气体,以允许气动地操作所述至少一个电梯轿厢门和/或所述至少一个楼层平台门。
所述第二气体储存器可以被布置在电梯轿厢附近,并且特别是附接到电梯轿厢并与电梯轿厢一起行进。例如,气体储存器可以被附接到电梯轿厢的底部,特别是电梯轿厢的轿厢楼层的外侧或下侧,或者可以被布置在电梯轿厢的顶部或电梯厢顶处。电梯系统可以包括连接机构,所述连接机构将特定楼层的电梯轿厢门与电梯楼层平台门中的至少一个连接到当前布置有电梯轿厢的第二气体储存器。换句话说,电梯轿厢可以到达楼层平台,并且可以通过使用连接机构,例如通过连接到布置在楼层平台门处或附近的合适容器的可枢转压力供给件,将第二气体储存器连接到楼层平台门的压力操作元件,以致动楼层平台门的解锁和/或打开。因此,可以避免例如通过电梯竖井将压力供给件从第一压缩机移动到楼层平台门的对应的压力操作元件。由此,可以减少电梯竖井中的安装时间和成本以及空间需求。此外,可能不再需要用于同步地操作多个门元件或平行门(轿厢门和竖井门)的离合器元件:例如,可以通过同时向轿厢门和楼层门施加气体压力来同步这些门。
根据本公开的另外的实施例,所述第二气体储存器可以连接到来自所述第一气体储存器的压力供给件以填充所述气体第二气体储存器,和/或其中,可以在所述电梯轿厢处布置另外的压缩机以填充所述第二气体储存器,所述另外的压缩机特别是包括另外的电马达。
例如,电梯轿厢可以停在电梯竖井中的限定位置处,所述位置可以与楼层平台位置重合,也可以不重合,并且可以采用连接机构,所述连接机构将例如布置在电梯竖井中的气体供给件连接到第二气体储存器,以填充第二气体储存器。所述连接机构可以是同样的,也可以用于将第二气体储存器连接到如前文描述的楼层平台门。替代地,连接机构可以与连接到电梯楼层平台门的连接机构分立。因此,电梯轿厢可以停在该限定位置处,第二气体储存器可以被连接到第一气体储存器,特别是通过使用连接机构连接到第一气体储存器的布置在电梯竖井内的气体供给件,并且可以随后从第一气体储存器和/或第一气体储存器的压缩机填充第二气体储存器。此外,替代地,连接机构可以是电连接机构,从而连接压缩机,特别是压缩机的电马达,以便用电源填充第二气体储存器。该连接也可以是电梯竖井中的限定位置,例如用于连接到电源并因此用于向压缩机供电以填充第二气体储存器的专用位置,或者所述电连接可以建立在电梯轿厢在服务于特定楼层时所布置于的一个或多个总体位置处。
替代地,例如通过随行缆线提供给电梯轿厢的电能可以操作另外的电马达/压缩机以填充第二气体储存器。
根据本公开的另外的实施例,电梯系统还可以包括适于使电梯轿厢减速和/或用于保持电梯轿厢在电梯竖井中的位置的制动元件,其中所述制动元件可以至少部分地是可气动操作的。
所述制动元件可以作用于电梯竖井中的元件,例如导轨,所述制动元件特别地可以用制动片等夹紧电梯系统的至少一个导轨。所述制动机构可以通过施加增压气体来致动,或者制动元件可以被布置成在没有增压气体供给到制动元件的情况下断开。后者将特别地构成失效保护机制,因为在供给件破裂或气体储存器具有太低压力的情况下,仍然保证制动操作。同样地,例如,当电梯轿厢位于楼层平台时,可以简单地通过移除增压气体到制动元件的供给来保持该位置,从而启动制动,并且仅在再次供给增压气体时停用制动。同样地,制动元件可以适于通过施加增压气体而能够在制动位置与非制动位置这两个位置之间切换。换句话说,制动器可以通过向制动元件短时间供给增压气体来启动,之后制动器保持制动力,直到增压气体的进一步施加为止,所述增压气体的进一步施加随后使制动停用。
制动元件可以被集成到气动马达中,并且可以通过移除操作压力来启动,例如通过来自增压气体的压力下降来启动,或者可以由来自气体储存器的增压气体来专用致动。
根据本公开的另外的实施例,电梯系统还可以包括用于产生电能的发电机,其中发电机可以是气动致动的。
换句话说,电梯系统可以适于通过向发电机施加增压气体来产生其自身的电能。发电机可以是与任何外部电能供给件分立的额外的或替代的电能源。因此,电梯系统可以是独立的,并且可以不需要永久的外部电能供给件。例如,供给至电梯系统的唯一电能可以用于致动压缩机的电马达。一旦压缩机通过电马达充分填充了气体储存器,任何外部电力供给件都可以断开,并且电梯可以在没有任何外部电能供给件的情况下操作。在这一点上,电梯系统可以独立于永久的外部电能供给件,并且因而甚至在通常会禁止电梯系统使用的停电时也可以使用。因此,由发电机产生的电能可用于独立于外部电能供给件为电梯系统的所有电气元件供电。
唯一产生的电能可以用于为处理元件、门和/或制动器的操作(如果这些不是气动操作的)提供动力,或者用于为通常仅控制电梯系统的操作的控制元件提供动力。额外地或替代地,可以提供单独的能量存储元件,如电池系统,其可以特别地由发电机充电,用于为电梯系统/电梯操作的控制件提供动力,但是特别地不用于为操作本身提供动力,即不为电梯驱动器提供动力。单独的能量存储元件可以由来自发电机的电能(即由增压气体产生的电)和/或来自外部电供给件的电能再充电。
根据本公开的另外的实施例,所述电梯系统可以有一点适于在所述气体储存器的气体压力低于所限定的阈值的情况下禁止电梯操作,其中,特别地,所限定的阈值指示足以允许撤离所述电梯轿厢的气体压力。
换句话说,电梯系统可以仅在气体储存器具有足够的气体以确保电梯系统的(正常)操作时,特别是在没有危险情形的风险的情况下,才是可操作的。在确定气体压力不足以正常操作的情况下,例如气体压力处于或低于所定义的阈值,电梯操作被停用。可以设置阈值,使得当确定气体压力(下降)低于阈值时,确保电梯轿厢的当前行程的有序终止。有序终止可以是电梯轿厢在下一个可用楼层平台处的停止,或者它可以被布置成使得任意当前电梯轿厢行进或行程可以正常完成。此外,电梯系统可以被布置成使得在限定的方向上的电梯轿厢运动(例如依赖于电梯轿厢与配重之间的重量不平衡)可以在不施加增压气体的情况下进行,以允许电梯乘客的撤离,即使在故障的情况下或者在增压气体不足以正常完成电梯行程的情况下。
根据本公开的另外的实施例,电梯系统还可以包括用于向气动驱动器提供增压气体以用于撤离电梯轿厢的应急气体罐、和/或适于连接外部气体源(特别是用于撤离电梯轿厢的气动驱动器)以用于向电梯系统提供增压气体的入口。
电梯系统的应急气体罐可以确保在气体压力下降到低于气体存储器的阈值水平的情况下,电梯系统的当前行程可以完成,或者至少行程可以在下一个可用楼层平台处完成。同样地,在气体储存器发生故障并且因而电梯轿厢在楼层之间停止的情况下,应急气体罐可以被使用,特别是在需要时可以以合适的方式连接到电梯系统的供给件,以从应急气体罐向电梯系统的气动元件提供增压气体,从而允许电梯轿厢中的乘客的紧急疏散。同样地,电梯系统可以具有用于将外部气体源连接到电梯系统的供给件的入口。这可以允许例如救援操作人员例如通过连接便携式增压气体罐,将外部气体源连接到电梯系统的供给件以用于紧急疏散目的。
根据本公开的另外的实施例,外部电能供给件可以专门连接到压缩机的电马达。
这尤其与用于产生电能的发电机相结合,提供了自给自足或基本上能量独立的电梯系统,其中机械能存储在增压气体储存器中,用于电梯系统的机械操作和还可能的电操作。外部能量供给件可以是电网,或者可以替代地或额外地并且特别是本地能量产生方法,例如独立的本地能量产生方法,如太阳能电池、风能、水能等。这导致了一个大型独立电梯系统,其中唯一的能量存储是气体储存器中的增压气体。
特别地,还可以想到电梯不依赖于电能来进行其操作。在没有电能可用的情况下,增压气体供给件由压力开关控制的适当供给布置(所述压力开关如用于引导和重新引导供给布置内的增压气体的合适的阀)可以允许电梯系统完全在没有能量的情况下操作。例如,按压楼层平台按钮可以启动机械阀,所述机械阀又在供给布置内适当地引导或施加增压气体,从而导致电梯轿厢朝向所述平台移动。对于在电梯轿厢内操作或启动楼层目的地以在其上下车也是可以想到的。
根据本公开的另外的实施例,电梯系统可以包括用于加热气体储存器的加热元件。
压缩气体的压力依赖于其温度,而温度至少部分地依赖于环境温度。在环境温度随着时间的推移而下降的情况下,例如在白天或夜晚的某些时段期间,气体储存器中的压力也可能下降。因此,可以提供加热元件来加热气体储存器(例如容器的外表面)以加热气体储存器中的气体或至少保持所限定的温度。根据一天中的时间或一年一个周期中的多天,可能需要或多或少的加热。例如,在夏季期间,可能基本上不需要加热,而在冬季期间,可能需要基本上连续的加热。同样,加热可以依赖于地理位置或建筑物内的具体位置。
实现加热元件的一种方式是在气体储存器内或周围包括电阻,以将温度保持在某一水平,从而将压力保持在期望水平。类似于压缩机,加热元件可以被本地地(例如通过温度传感器)或远程地(通过物联网控制器)控制,以协调加热元件的功率需求与电网的能量可用性。加热元件可以是电加热元件,所述电加热元件基本上由电力网提供的能量提供动力或通过电力网提供的能量提供动力。替代地或额外地,加热元件可以由储存在气体储存器中的增压气体产生的能量来提供动力。例如,发电机可以用于从增压气体产生电能以致动加热元件。
例如,在简单的低数量楼层电梯系统中,用于控制电梯的唯一功能可以是将电梯呼叫到该楼层上的所限定的电梯楼层,并控制以在电梯竖井中上下移动电梯。
附图说明
现在将参考随附附图描述本发明,在随附附图中:
图1示出了电梯系统的示例性实施例,
图2a、b、c示出了根据本公开的电梯系统的示例性实施例,
图3示出了根据本公开的电梯竖井中的电梯系统的示例性实施例,
图4示出了根据本公开的电梯竖井中的电梯系统的另外的示例性实施例,以及
图5示出了根据本公开的电梯系统的通信连接关系图的示例性实施例,以及
图6至图8示出了具有自支持式电梯轿厢的电梯系统的示例性实施例。
具体实施方式
现在参考图1,图1示出了电梯系统的示例性实施例。
图1是电梯系统100的框图,所述电梯系统包括电梯轿厢112、配重114、牵引介质116、滑轮118和120、牵引槽轮122、电梯驱动器124、编码器126、制动器128、制动器传感器130、负载称重装置132、再生驱动器134(包括转换器136、逆变器138和具有电容器142的DC总线140)、控制器144(包括电梯控制件146和再生驱动控制件148)、以及用户接口150。
在图1中,轿厢112和配重114以2:1牵引介质配置悬挂在牵引介质116上。牵引介质116从固定附接件152向下延伸到滑轮118,然后向上越过槽轮122,向下延伸到滑轮120,并向上延伸到负载称重装置132和固定附接件154。可以使用其它牵引介质布置,包括1:1、4:1、8:1和其它。
当槽轮122沿一个方向旋转时,电梯轿厢112被向上驱动,并且配重114被向下驱动。当槽轮122沿相反方向旋转时,电梯轿厢112被向下驱动,并且配重114被向上驱动。配重114被选择为大约等于电梯轿厢112以及平均乘客数的重量(通常被估计为最大负载的50%)。负载称重装置132被连接到牵引介质116以提供电梯轿厢112及其乘客的总重量的指示。负载称重装置132可以位于各种不同的位置,诸如死角挂接件、牵引介质116上、电梯轿厢112的顶部、电梯轿厢112的轿厢平台下方等。负载称重装置132可以将感测到的负载重量提供给再生驱动器134。
牵引槽轮122被连接到电梯驱动器124,所述电梯驱动器控制电梯轿厢112的移动的速度和方向。电梯驱动器124例如是可以作为马达或发电机操作的永磁同步电机。当作为马达运行时,电梯驱动器124接收来自再生驱动器134的三相AC输出电,以引起牵引槽轮122的旋转。电梯驱动器124的旋转方向依赖于三个AC电相位的相位关系。再生驱动器134接收来自主电力供应件156的电力,所述主电力供应件可以是用于向再生驱动器134供应单相或三相AC电的电力公用电网。转换器136将AC电转换为DC总线140上的DC电压。DC总线140可以包括一个或更多个电容器142,所述一个或更多个电容器存储电力以用于一个或更多个目的,诸如使DC总线140上的电力平滑化。然后,DC总线140上的DC电压被转换回例如适合于驱动电梯驱动器124的三相AC电。
当电梯驱动器124作为发电机操作时,电力沿相反方向移动。牵引槽轮122使电梯驱动器124旋转,并使三相AC电从电梯驱动器124输送到再生驱动器134的逆变器138。逆变器138将三相AC电转换成DC总线140上的DC电压。然后,转换器136将DC总线140上的一些或全部DC电压转换成适于返回到主电力供应件156的三相AC电。在图示的实施例中,再生驱动器134将大部分再生电力送回主电力供应件156,其中仅少量再生电力储存在DC总线140的电容器142上。在替代实施例中,代替或除了将电力返回到主电力供应件156之外,再生驱动器134可以将再生电力返回到诸如能量存储系统(未示出)之类的第二电力供应件。
控制器144与电梯系统110中的各种部件通信,所述各种部件包括再生驱动器134、编码器126、制动器128、制动器传感器130、负载称重装置132和用户接口150。控制器144的电梯控制件146接收来自诸如用户接口150之类的输入装置的输入。用户接口150可以包括用户输入装置,诸如大厅呼叫按钮、和电梯轿厢112内的控制面板上的其它输入装置。电梯控制件146确定电梯轿厢112应该移动的方向以及电梯轿厢112应该停止的楼层。然后,电梯控制件146将控制信号传送到再生驱动控制件148。然后,再生驱动器控制件148向再生驱动器134提供信号,控制何时以及沿什么方向驱动电梯轿厢112,并且还控制何时提升制动器128以允许电梯轿厢112的移动,以及何时使制动器128下降以限制电梯轿厢112的移动。
制动器128防止电马达124和牵引槽轮122的旋转。制动器128是电致动制动器,当电力通过再生驱动器134传递到制动器128时,所述制动器被提升或保持与马达轴不接触。当电力从制动器128移除时,制动器下降或接合电梯驱动器124的轴(或至轴的附接件)以防止旋转。制动器传感器130监测制动器128的状态,并向再生驱动器134提供输入。
编码器126被安装在电梯驱动器124的轴上,并向再生驱动控制件148提供编码器信号。编码器信号允许再生驱动器134实现定子电流与转子磁体之间的适当相位关系,通常称为磁场定向。编码器126还提供编码器脉冲以提供速度反馈,使得实际电梯速度可以被控制为跟随指定的速度。
现在参考图2a,图2a示出了根据本公开的电梯系统的示例性实施例。
图2a中描绘的电梯系统200基本上与图1中描绘的电梯系统100相当,除了电梯系统200被实施为气动电梯系统200。气动电梯系统200包括连接到主电力供应件156的数字布置234。主电力供应件156被示例性地描绘为至电力网的单相连接,但是可以被很好地实施为至电力网的多相连接,例如三相连接。同样,额外地或替代地,可以提供至替代电源的连接,例如单独的太阳能电源。
主电力供应件156的电力供给件在气动布置234中连接到压缩机202。压缩机202可以是包括连接到主电力供应件156的电马达的普通压缩机。图2a中未单独地描绘电马达。通过给电马达提供动力,压缩机压缩气体,这里示例性地压缩可用的空气,并将压缩气体进给或供给到气体储存器204以进行储存。电马达有规律地致动压缩所述气体的泵,从而将气体升高到较高的压力,并经由气体供给件将增压气体供给到气体储存器204。在压缩机202与气体储存器204之间可以布置阀206a,例如止回阀206a。止回阀206是单向阀,其允许增压空气沿第一方向在气动系统中行进,但是防止在与第一方向相反的第二方向上的回流,或者防止当压缩机202停止时进入压缩机中的压力损失。
另外的阀206b可以被布置在气体储存器204与驱动阀210之间。阀206b可以是通过控制信号打开和关闭、或者从控制器144控制加热器的阀。当关闭时,阀206b将气体储存器204与驱动阀210分离。在这种情况下,当压缩机202向气体储存器204供给压缩气体时,气体储存器204充满来自压缩机202的压缩气体。气体储存器204可以包括连接到控制器144的压力传感器(图2a中未描绘),用于确定气体储存器204中的当前压力,从而允许启动和停用压缩机202以填充气体储存器204。特别地,当压力传感器/控制器144检测到与气体储存器204的基本满或最大压力相当的压力时,控制器144可以停用压缩机202。随着压缩机202的停用,阀206a关闭,从而使压缩机202与气体储存器204分离。
通过打开阀206b,储存在气体储存器204中的气体可以被供给到驱动阀210。在图2a中示例性地描绘,驱动阀210包括入口和两个出口并且被连接到气动驱动器224,所述气动驱动器也包括连接到驱动阀210的两个出口的两个入口。控制器144现在可以操作气动驱动器224,特别是气动驱动器224的旋转方向,并因此操作牵引槽轮122的旋转,这进而导致电梯轿厢112在电梯竖井中的升高或下降。驱动阀210可以控制来自源、或者直接来自压缩机202或者从气体储存器204朝向气动驱动器224的增压气体的流或流量。控制器144可以控制驱动阀210,使得两个出口中的一个出口的打开或关闭以及两个出口中的另一个出口的关闭或打开导致增压气体从气体储存器204到气动驱动器224的两个入口中的一个入口的专用供给。依赖于气动驱动器224的哪个入口接收来自驱动阀210的增压气体,气动驱动器224在一个或另一个方向上转动以升高或降低电梯轿厢112。
同样,可以想到阀206b在功能上或物理上合并在驱动阀210中。因此,仅具有驱动阀210而基本上省略阀206b就足够了。此外,可以想到具有基本上两个阀206b,这两个阀可由控制器144独立地控制,其中每个阀206b被连接到气动驱动器224的入口中的一个入口。在这种场景下,驱动阀210可以由两个可单独控制的阀206b代替,每个可单独控制的阀向气动驱动器224的入口中的一个入口提供压力。
控制器144包括通信元件236(在图2a中被示例性地描绘为天线元件),用于将电梯系统200(特别是控制器144)通信地连接到另外的通信实体。另外的通信实体可以被布置在附近,例如在与电梯系统200相同的建筑物中,或者可以被布置在远离电梯系统200的地方。另外的通信实体可以特别地被布置成连接到本地或全球通信网络,例如建筑物网络或互联网,并且另外的通信实体是与电梯系统200的通信连接。通信元件236可以特别地用于接收电梯系统200的操作的指令,关于当前电力供应、能量需求和能量成本的信息,并且可以将数据(特别是电梯系统的操作数据)发送到另外的通信实体。由此,电梯系统可以被连接到物联网网络(IoT网络)。
压缩机202同样可以包括用于填充气体储存器的至少两个电马达,一个电马达是连接到单相主电力供应件的单相电马达或低功率电马达,而另外的电马达特别是连接到多相主电力供应件(例如三相主电力供应件)的多相电马达或高功率电马达。
气动驱动器224还可以充当至气体储存器204的气体供给件,因为电梯轿厢与配重之间的重量不平衡导致在电梯轿厢基本上未被气动驱动器224驱动的情况下电梯轿厢相对于配重的移动。这可能导致气动驱动器224充当压缩机并将增压气体供给到气体储存器204。特别地,驱动阀210和阀206b可能需要适当地适于允许这样的操作。
图2a的电梯系统200的控制的基本功能基本上与图1的电梯系统100的基本功能相当。当然,应理解,在气动电梯系统200的情境中不需要的电梯系统100的元件可以被省略。这可以特别是转换器136、逆变器138、DC总线140、电容器142和再生驱动控制件148。代替再生驱动控制器148,可以设置布置用于连接和驱动气动布置234、驱动阀210和气动驱动器224的驱动控制器。然而,可能在图1的电梯系统100中电动地操作的选择元件可以被实施为电梯系统200中的气动操作元件。例如,制动器128可以被气动地操作,例如从气体储存器204被供给。
现在参考图2b,图2b示出了根据本公开的电梯系统的另外的示例性实施例。
关于电梯轿厢114的驱动,图2b的电梯系统200实质上非常对应于图1的电梯系统,因为连接到示例性再生驱动器134的电马达124被用于电梯轿厢的升高和降低。除了公共的电梯驱动器之外,图2B的电梯系统200还包括关于图2a所描述的数字布置234。在图2B中,再生驱动器134的主电力供应件156a被示例性地描绘为与电力网的三相连接,而连接到气动布置234的主电力供应件156b被示例性地描绘为与电力网的单相连接。
图2b中的电梯系统包括来自气体储存器204的压力供给件240,所述压力供给件240将气体储存器204连接到发电机238。提供例如可由控制器144控制的另外的阀206c,用于启动和停用从气体储存器204到发电机238的增压气体的压力供给。通过供给到发电机238的增压气体,发电机238又产生电能,所述电能经由电供给件或馈电件242供给到电梯系统200的消耗者,在图2b中示例性地为控制器144。在图2b中,仅压缩机202被连接到从电力网接收电能的主电力供应件156,而电梯系统200的操作(即控制)所需的基本上所有电能由发电机238从增压气体产生。这允许通过存储在气体储存器204中的气体对电梯系统200进行基本独立的控制。换句话说,只要在气体储存器204中存储有足够的增压气体,电梯系统就能够独立于任何外部电力供应而操作。这允许即使在断电的情况(其中没有电能可通过主电力供应件156获得)下电梯系统200的操作。当然,在这种场景下,仍然需要来自主电力供应件156a的电力供给来驱动电梯驱动器124以移动电梯轿厢114。
现在参考图2c,图2c示出了根据本公开的电梯系统的另外的示例性实施例。
图2c示出了如图2a和图2b中描绘的电梯系统的组合。具体地,电梯系统被示出为包括气动马达224、和连接到气体储存器204的发电机238。如图2a中描绘的,气体储存器204经由阀206a和压力供给件208连接到驱动阀210,而经由阀206b和压力供给件240的单独的压力供给件被连接到发电机238。与图2b中描述的实施例相比,发电机238产生电能,所述电能经由电供给件242提供给电梯系统的另外的元件,这些另外的元件的操作需要电能,这里例如控制器144。在这样的电梯系统中,需要电能的任何元件都可以由发电机238产生的电能来供电。甚至可以想到,发电机238为发电驱动系统134和/或电驱动器124供电。图2c的该实施例示例性地包括供给驱动阀210/气动驱动器224和发电机238两者的单个气动布置234。
可选地,在图2c的实施例中未描绘,可以提供单独的气动布置,这些单独的气动布置单独地供给驱动阀210/气动驱动器224和发电机238。同样,可以想到具有供给两个气体储存器的单个压缩机202,其中每个气体储存器分别单独地和分离地连接到驱动阀210/气动驱动器224和发电机238。
现在参考图3,图3示出了根据本公开的电梯竖井中的电梯系统的示例性实施例。
图3示出了电梯竖井302中示例性布置的电梯系统200。电梯竖井302包括壁304。电梯系统200的牵引和悬挂布置与图1和图2中描绘的相当。图3示出了气动布置234的两个选项的布置,在一种布置中气动布置234a位于电梯竖井的顶部处,例如位于专用机房中。可选地,气动布置234b被布置在电梯底坑中。电梯轿厢112以不同于图1和图2中描绘的方式被悬挂,即在图3至图5中,轿厢是悬挂的,而在图1和图2中,布置在轿厢厢顶上方的滑轮被连接到电梯轿厢112,以将电梯轿厢112悬挂在电梯竖井302中。
气动布置234a和随后的气动布置234b都被描绘成连接到包括驱动阀210和气动驱动布置224的驱动布置。关于气动布置234a,压力供给件208a从气动布置234a连接到驱动布置。同样地,压力供给件208b将气动布置234b连接到驱动布置。这里,压力供给件208b被示例性地安装在从电梯底坑延伸到电梯竖井的顶部的电梯竖井中,用于与包括驱动阀210和气动驱动器224的驱动布置连接。控制器144和用户接口150未在图3中描绘,但是可以被布置在电梯系统中的合适位置处。
虽然图3描绘了气动布置234a和气动布置234b两者,但是应理解,通常仅提供两个气动布置234a、b中的一个气动布置。例外地,可以提供两个气动布置234a、b。驱动布置210/224被描绘在电梯竖井的顶部处。然而,可以想到的是,驱动布置210/224也被布置在电梯底坑中,并被连接到所描绘的两个气动布置234a、234b中的一个气动布置。因此,驱动布置210/224可以被布置在电梯底坑中并被连接到气动布置234a。
图3示出了应急气体罐或应急气体储存器306,其被示例性地连接在气动布置234a与气动驱动器224之间。应急气体储存器306可以被用于在气体储存器204低于用于操作的最小阈值水平的情况下驱动电梯系统。还可以想到,应急气体储存器用于紧急疏散电梯轿厢112中的乘客,例如以将可能卡在楼层之间的电梯轿厢112带到下一个可用的楼层平台或层站。可选地或额外地,描绘了入口308,用于连接外部应急气体罐。例如,到达电梯系统的紧急操作人员可以具有可连接到入口308的便携式气体罐,以允许紧急疏散电梯轿厢112中的乘客,例如以将电梯轿厢112带到下一个可用的楼层平台。驱动布置210/224还包括编码器126和断路器128,然而在图3中未单独描绘所述编码器和断路器。现在参考图4,图4示出了根据本公开的电梯竖井中的电梯系统的另外的示例性实施例。
图4中示出的电梯系统对应于图2和3中示出的电梯系统。图4中描绘的电梯系统示例性地包括另外三个平台。然而,更多或更少的楼层平台是可想到的,并且完全在本公开的教导范围内。此外,电梯门和楼层平台门也可以由增压气体致动以操作楼层平台门,所描绘的气动布置中的一个气动布置,不论是布置在电梯竖井顶的顶部处的气动布置234a还是布置在电梯竖井的底部的气动布置234b都可以使用压力供给件408c、d、e、f连接到楼层平台门机构416a、b、c。通过增压,即,向对应的楼层平台门机构供给增压气体,所述机构可以被致动以打开和/或关闭对应的楼层平台门412a、b、c。换句话说,一旦电梯轿厢112适当地位于对应的楼层平台处,增压气体就可以被供给到对应的楼层平台门机构408c、d、e、f,以打开和关闭楼层平台门412a、b、c。图4中未描绘用于控制增压气体的流量的专用阀。这种阀、或增压气体本身的供给件可以特别地由控制器144控制。换句话说,控制器144可以通过控制增压气体到楼层平台门机构416a、b、c的供给来控制楼层平台门412a、b、c的打开和关闭。可以想到具有专用压力供给件,所述专用压力供给件连接气动布置234a、b,所述气动布置的气体储存器204单独地与楼层平台门机构416a、b、c连接,或者类似地,单个压力供给件可以延伸通过电梯竖井302的长度,其中专用分支(特别是受阀控制的分支)从压力供给件分支到对应的楼层平台门机构416a、b、c。
此外,电梯轿厢112包括单独的第二气体储存器404a、b,特别是单独的第二压缩机402a、b。示例性地,在图4中,描绘了用于第二气体储存器404a、b和第二压缩机402a、b的两个位置。例如可以想到布置在电梯轿厢的顶部上、或替代地附接到电梯轿厢的底部。此外,第二气体储存器404a、b和第二压缩机402a、b的一个元件可以被布置在电梯轿厢的顶部处,而另一个元件可以被布置在电梯轿厢的底部处。压力供给件408a、b从第二气体储存器404a、b延伸到电梯轿厢门机构414。阀406a、b控制增压气体到电梯轿厢门机构414的供给,以打开和关闭电梯轿厢门410。阀406a、b可以由控制器144控制以在电梯系统200的操作期间操作电梯轿厢门410的打开和关闭。
第二压缩机402a、b可以包括未在图4中描绘的电马达,所述电马达用于用增压气体来填充第二气体储存器404a、b。第二压缩机402a、402b的电马达可以由从主电力供应件156接收的或由发电机238产生的电能致动。特别地,电能可以经由合适的电连接件,例如在将电梯轿厢112连接到控制器144的随行缆线418中,被供给到电梯轿厢112。
此外,还可以想到,从布置在电梯轿厢112处的第二气体储存器向对应的楼层平台门机构416a、b、c供给压缩空气。这可以导致不需要从气动布置234a、b到楼层平台门机构416a、b、c的专用压力供给件。而是,可以建立临时压力供给件,例如可枢转臂,所述可枢转臂从电梯轿厢112向外旋转并与集成在对应的楼层平台门机构416a、b、c中或布置在对应的楼层平台门机构附近的对应的楼层平台门机构416a、b、c的合适的连接器连接。这样的机构进一步增加了电梯系统的可靠性和安全性,因为仅在当前布置有电梯轿厢112的对应的楼层平台门机构416a、b、c是可操作的,由于没有连接到对应的楼层平台门机构416a、b、c的临时压力供给件,楼层平台门机构416a、b、c可以不会被致动,并且因而相关的楼层平台门可以不打开/关闭。
现在参考图5,图5示出了根据本公开的电梯系统的通信连接关系图的示例性实施例。
图5示出了电梯侧和远程侧的通信场景。电梯侧和远程侧通过网络508连接,所述网络例如互联网或专用网络,所述专用网络例如通过像互联网这样的可公开访问的网络的VPN连接。图5中的连接关系示例性地使用例如采用蜂窝塔522的移动通信网络以无线方式实现,所述蜂窝塔与电梯侧的电梯系统的通信元件236以及远程侧的管理系统510的通信元件536通信地连接。控制器144包括无线通信元件502,通信元件236例如天线被连接到所述无线通信元件。无线通信元件502适于接收信息和指令、以及将信息和指令通过无线或有线网络508发送到远程接收者,例如管理系统510。
由无线通信元件502接收的指令由气动布置控制元件504和/或驱动控制元件506处理。气动布置控制元件504被连接到图2a的气动布置234,以控制至少压缩机202的操作。同样,驱动控制元件506被布置成经由驱动阀控制器212至少控制驱动阀210,从而控制气动驱动器224的操作。换句话说,通过由压缩机202控制气体储存器204的填充、以及通过由驱动阀210控制压缩空气从气体储存器204的移除,可以控制电梯系统的操作,即电梯轿厢112的升高和降低。在这里未结合图5进一步描述另外的控制功能,例如从气体储存器24的压力传感器接收压力值和/或通过加热元件205控制气体储存器204的加热。
在远程地点上,示例性地布置管理系统510。管理系统510示例性地至少包括连接到通信元件536的无线通信元件514,并且所述管理系统还包括数据库管理元件516、数据库518和远程控制元件520。远程控制元件520可以经由数据库管理元件516访问存储在数据库518中的信息。数据库518可以包含关于如何控制特定电梯系统的信息,并且还可以包含关于通过启动和停用压缩机202、其电马达来控制气体储存器204的填充的信息。对气体储存器204的填充的所述控制可以包括关于当前能量可用性和/或能量成本的信息,并且因而可以控制对可用性和/或成本的填充依赖性。同样,远程控制元件520可以访问特定电梯系统的历史行程数据,以例如通过机器学习算法或人工智能算法来预测或计算预测电梯系统的未来使用的未来能量需求和/或未来行程数据,并且由此,依赖于所述预测的或计算的未来使用来控制气体储存器204的填充。所需的信息,例如历史行程数据和/或能量可用性数据/成本数据可以被存储在数据库518中,或者可以经由网络508从另外的远程位置获得。
刚才描述了控制器144可以以类似的方式执行对未来能量需求的预测/计算。为此,控制器144可以包括其自己的数据库(图5中未描绘),或者可以经由网络508访问数据库518。
在图5中还示出,提供了移动装置512,以例如控制电梯系统200(特别是控制器144、远程控制元件520)的操作,并且具体地,控制气体储存器204的填充和/或电梯系统的一般操作,即电梯轿厢112的控制。使用移动装置512,用户(特别是电梯系统200的用户)可以控制上文描述的功能,特别是气体储存器204的填充,同时示例性地能够监测当前能量可用性和/或能量成本。
现在参考图6,图6示出了具有自支持式电梯轿厢的电梯系统的示例性实施例。
电梯系统200包括布置在电梯竖井302中的电梯轿厢112。电梯轿厢112是自支持式电梯轿厢112,其通过竖井支撑布置604a容纳在电梯竖井内。竖井支撑布置604a被示例性地实施为多个(这里示例性地为四个)轮,这些轮接触电梯竖井302的壁的表面,从而将电梯轿厢112悬挂在电梯竖井内。通过转动竖井支撑布置604a的轮,电梯轿厢112可以在电梯竖井302内升高或降低。为了在电梯竖井302内移动电梯轿厢112,竖井支撑布置604a的至少一个轮可以被致动。
致动能量可以由气动电梯驱动器224提供。未描绘从气动电梯驱动器224到竖井支撑布置604a的轮的具体连接。能量传递可以通过由气动电梯驱动器224直接地或经由齿轮箱转动竖井支撑布置604a的至少一个轮来提供,以将旋转力和/或旋转速度调整或匹配到适合于竖井支撑布置604a的至少一个经致动的轮的设置,或者能量传递可以通过提供合适的传动装置来提供,所述合适的传动装置提供例如使用驱动带或驱动链将气动电梯驱动器224的输出与竖井支撑布置604a的至少一个经致动的轮连接。可选地,竖井支撑布置604a的所有轮可以由气动电梯驱动器224经由至少一个驱动带或驱动链来致动。
电梯轿厢容纳气动电梯驱动器224和气体储存器404。在图6中,气动电梯驱动器224和气体储存器404两者都被布置在电梯轿厢112的厢顶或顶部上。可以想到其它位置,例如固接到电梯轿厢112的底部。不同楼层上的外部压力供给件被描绘为压力供给件608a、b、c、d。可以想到电梯系统200在限定的楼层处仅包括一个专用压力供给件,而不是在整个电梯系统中(可能在每个楼层上)都包括压力供给件。例如,电梯系统可以包括专用再填充位置,在图6中示例性地在电梯底坑602中,其中电梯轿厢122搁置在专用底坑支撑件610上。专用底坑支撑件601提供电梯轿厢122的限定定位,使得压力供给件608d可以被连接到电梯轿厢122,即,通过确保电梯轿厢122在搁置在底坑支撑件610上时的类似位置,而以可靠且可重复的方式连接到气体储存器404和从气体储存器断开。因此,底坑支撑件610可以提供自对中功能。
气体储存器可通过压力供给件606再填充,所述压力供给件仅在图6中示意性地描绘。压力供给606桥接气体储存器404与对应的压力供给608a、b、c、d之间的间隙,即,将外部压力供给件608a、b、c、d连接到气体储存器404。一旦被连接,气体储存器就可以被再填充。图6中未描绘的压力传感器可以确定气体储存器404、压力供给件606和/或压力供给件608a、b、c、d中的压力,并且通过停止来自压力供给件608a、b、c、d的供给和/或通过断开压力供给件606与气体储存器404和压力供给件608a、b、c、d中任一个或两者,来停止向气体储存器404输送增压气体。图6中描绘了第二竖井支撑布置604b,示例性地为第二组轮。不是布置在电梯轿厢112的侧面以将电梯轿厢112容纳在水平竖井中,而是布置在电梯轿厢112的顶部和底部的外侧以将电梯轿厢112容纳在垂直竖井中。如上文所描述的,至少一个轮可以由气动电梯驱动器224致动,以在水平电梯竖井中(这里)沿水平方向移动电梯轿厢112。
现在参考图7,其中示出了在同一竖井中具有多个自支持式电梯轿厢的电梯系统的示例性实施例。
在图7中,示例性地,电梯轿厢112a、112b被布置在同一电梯竖井302中。电梯轿厢112a在电梯轿厢112b上方运行。因此,电梯轿厢112a的这种运行受到电梯竖井302的厢顶和电梯轿厢112b的当前或未来位置的限制。在电梯轿厢112b布置在电梯竖井302中的最低可能位置的情况下,电梯轿厢112a可以基本上在整个电梯竖井302内运行。同样,在电梯轿厢112a基本上布置在电梯竖井302的顶部的情况下,电梯轿厢112b同样可以基本上在整个电梯竖井302内运行。在同一电梯竖井内运行多个电梯轿厢可以优选地通过自支持式电梯轿厢来实现,因为自支持式电梯轿厢不需要否则会阻碍行进的悬挂介质。同样,可以想到,电梯轿厢112a是使用牵引和悬挂介质的普通电梯轿厢,而电梯轿厢112b是自支持式电梯轿厢。
现在参考图8,其中示出了电梯系统的示例性实施例,其中电梯轿厢在水平电梯竖井302’中操作。在该实施例中,电梯轿厢112使用竖井支撑布置604b沿水平电梯竖井302’(而不是如图6和图7那样的竖井支撑布置604a)移动。同样,可以想到具有竖直电梯竖井302和水平电梯竖井302’的组合,从而允许电梯轿厢112不仅在楼层之间竖直行进,而且在楼层上水平行进。
应理解,本发明不限于上文描述的实施例,并且可以在不脱离这里描述的概念的情况下进行各种修改和改进。上文和下文描述的特征中的任何特征可以被单独地使用或与本文中描述的任何其它特征组合使用,只要它们不是互斥的,并且本公开扩展到并包括本文中描述的一个或更多个特征的所有组合和子组合。
最后,应注意,术语“包括”不排除其它元件或步骤,并且“一”或“一个”不排除多个。可以将关于不同类型的实施例所描述的元件进行组合。权利要求中的参考符号不应被解释为限制权利要求的范围。
附图标记列表
100 电梯系统
112,a、b 电梯轿厢
114 配重
116 牵引介质
118、120 滑轮
122 牵引槽轮
124 电梯驱动器
126 编码器
128 制动器
130 制动器传感器
132 负载称重装置
134 再生驱动器
136 转换器
138 逆变器
140 DC总线
142 电容器
144 控制器/处理元件
146 电梯控制件
148 再生驱动控制件
150 用户接口
152、154 固定附接件
156,a、b 主电力供应件
200 气动电梯系统
202 压缩机
204 气体储存器
205 加热元件
206a、b、c 阀
208,a、b压力供给件
210驱动阀
212驱动阀控制件
224气动驱动器
234,a、b气动布置
236通信元件
238发电机
240至发电机的压力供给件
242至控制器的电供给件
302、302'电梯竖井
304壁
306应急气体储存器/罐
308入口
402a、b压缩机
404a、b气体储存器
406a、b阀
408a、b、c、d、e、f压力供给件
410电梯轿厢门
412a、b、c楼层平台门
414电梯轿厢门机构
416a、b、c楼层平台门机构
418随行缆线
502无线通信元件
504气动布置控制元件
506驱动控制元件
508网络
510管理系统
512移动装置
514无线通信元件
516数据库管理元件
518数据库
520远程控制元件
522蜂窝塔
536通信元件
602电梯底坑
604a、b竖井支撑布置
606至气体储存器的压力供给件
608a、b、c、d压力供给件
610底坑支撑件

Claims (18)

1.一种电梯系统(200),包括
电梯轿厢(112),和
电梯驱动器(224),所述电梯驱动器适于在电梯竖井(302)中移动所述电梯轿厢;
所述电梯系统还包括
气体储存器(204,a、b),
其中,所述气体储存器适于存储增压气体,
其中,所述气体储存器被连接到所述电梯系统的元件,用于为所述电梯系统的至少一部分提供动力,并且
其中,所述元件是气动电梯驱动器(224)和发电机(238)中的至少一个元件。
2.根据前一权利要求所述的电梯系统,
其中,所述元件至少是所述电梯驱动器,
其中,所述电梯驱动器是气动电梯驱动器(224),
其中,所述气体储存器(204,a、b)被连接到所述电梯驱动器;并且
其中,储存在所述气体储存器中的气体能够供给至所述电梯驱动器,以致动所述电梯驱动器,从而在电梯竖井中移动所述电梯轿厢。
3.根据前一权利要求所述的电梯系统,
其中,所述电梯驱动器(224)被布置在所述电梯轿厢(112)处,
另外特别地,其中所述气体储存器(204,a、b)被布置在所述电梯轿厢(112)处。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,
其中,所述电梯轿厢(112)是自支持式电梯轿厢(112)。
5.根据前一权利要求所述的电梯系统,
其中,所述电梯系统(200)包括多个自支持式电梯轿厢(112),所述多个自支持式电梯轿厢适于能够在同一电梯竖井(302)中并行地操作。
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,
其中,所述气体储存器被布置成当所述电梯轿厢在所述电梯竖井内处于楼层平台和/或专用填充位置处时是可填充的。
7.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,
其中,所述电梯系统被布置在操作位置处,
其中,所述操作位置包括多用途压缩空气源,并且其中所述多用途压缩空气源适于向所述电梯驱动器提供增压气体以致动所述电梯驱动器和/或用于向所述电梯系统提供增压气体以填充所述电梯系统的气体储存器。
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,所述电梯系统还包括
用于产生电能的发电机(238),
其中,所述元件至少是所述发电机;
其中,所述发电机是能够气动致动的,
其中,所述气体储存器(204,a、b)被连接到所述发电机,并且
其中,所产生的电能为所述电梯系统的至少一部分提供动力,特别是为所述电梯控制元件的至少一部分提供动力,所述电梯系统特别是还包括
压缩机(202、402a、b),所述压缩机用于用气体填充所述气体储存器,和
至少一个电马达,所述至少一个电马达用于致动所述压缩机;
特别是至少两个电马达,其中,所述第一电马达是单相和/或低功率马达;并且所述第二马达是多相和/或高功率马达。
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,
所述电梯驱动器包括用于接收所述增压气体的气体入口,并且
所述电梯驱动器还包括切换装置,所述切换装置适于切换由所接收的气体致动的所述电梯轿厢的移动的方向,或者
所述电梯驱动器包括用于接收所述增压气体的至少两个气体入口,并且
其中,所述电梯驱动器适于经由所述至少两个入口中的一个入口接收气体,以沿第一方向移动所述电梯轿厢,并且适于经由所述至少两个入口中的另一入口接收气体,以沿与所述第一方向相反的第二方向移动所述电梯轿厢。
10.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,所述电梯系统还包括以下中的至少一个
处理元件(144),所述处理元件用于操作所述气体储存器的填充,特别是用于操作所述压缩机的至少一个电马达,和
通信元件(236),所述通信元件适于接收用于操作所述电梯系统的指令,特别是操作所述气体储存器的填充的指令,和/或所述通信元件适于将所述电梯系统的操作数据发送到接收装置。
11.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,
其中,所述电梯系统适于接收操作指令,以启动所述气体储存器的填充,特别是通过所述通信元件来启动所述气体储存器的填充,另外特别地,其中,所述指令指示或依赖于当前能量成本和/或当前能量可用性。
12.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,所述电梯系统还包括
至少一个电梯轿厢门(410),和/或
至少一个楼层平台门(412a、b、c);
其中,所述至少一个电梯轿厢门和/或所述至少一个楼层平台门是能够气动操作的。
13.根据前一权利要求所述的电梯系统,
其中,所述电梯系统包括与所述第一气体储存器(204)分离并适于存储增压气体的第二气体储存器(404a、b),
其中,所述第二气体储存器被布置在所述电梯轿厢处,并且
其中,所述气体储存器被布置成向所述至少一个电梯轿厢门和/或所述至少一个楼层平台门中的至少一个提供增压气体,特别是向当前布置有所述电梯轿厢的至少一个楼层平台门提供增压气体,以允许气动地操作所述至少一个电梯轿厢门和/或所述至少一个楼层平台门,特别地
其中,所述第二气体储存器能够连接到来自所述第一气体储存器的压力供给件以填充所述第二气体储存器,和/或其中,在所述电梯轿厢处布置另外的压缩机(402a、b)以填充所述第二气体储存器,所述另外的压缩机特别是包括另外的电马达。
14.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,
其中,所述电梯系统适于在所述气体储存器的气体压力低于所限定的阈值的情况下禁止电梯操作,其中,特别地,所限定的阈值指示足以允许疏散所述电梯轿厢的气体压力。
15.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,所述电梯系统还包括
应急气体储存器(306),所述应急气体储存器用于向所述气动驱动器提供增压气体以用于疏散所述电梯轿厢;和/或
入口(308),所述入口适于连接用于向所述气动驱动器提供增压气体的外部气体源以用于疏散电梯轿厢。
16.根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统,
其中,外部能量供给件(156)被专门连接到所述压缩机的至少一个电马达,和/或
其中,所述电梯系统包括加热元件(205)以用于加热所述气体储存器中的至少一个气体储存器。
17.一种操作根据前述权利要求中的至少一项所述的电梯系统的方法,所述方法包括
接收关于当前能量可用性和/或能量成本的指示;和
根据或依赖于所接收的指示来操作所述电梯系统的压缩机,特别是压缩机的电马达,以填充所述气体储存器。
18.一种使电梯系统现代化的方法,所述方法包括
在所述电梯系统中安装气体储存器(204,a、b),
其中,所述气体储存器适于存储增压气体,并且
通过储存在所述气体储存器中的气体来为所述电梯系统的至少一个元件提供动力,
其中,所述至少一个元件是气动电梯驱动器和能够气动致动的发电机中的至少一个。
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