JP2008532884A

JP2008532884A - エレベータ群およびエレベータ群の制御方法

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Publication number: JP2008532884A
Application number: JP2008500223A
Authority: JP
Inventors: マルヤ−リイサシイコネン、; ヤンネソルサ、; エスコアウランコ、
Original assignee: Kone Corp
Current assignee: Kone Corp
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2026-03-08
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Abstract

一組のエレベータ、例えばエレベータ群は、共通の電源に接続される。各エレベータは共通の制御システムによって制御し、共通の電源に接続されているエレベータのエレベータ乗りかごのうち、下行きよりも上行きの乗りかごのほうが多ければ、停止中のエレベータ乗りかごは上方向に配車しない。
【選択図】図５

Description

詳細な説明

本発明は、請求項１の前段に記載の一組のエレベータ、および請求項６の前段に記載の方法に関するものである。また、本発明は、請求項11の前段に記載の一組のエレベータおよび請求項12の前段に記載の方法に関するものである。

エレベータの開発事業の目的の１つは、建物空間の効率的かつ経済的な活用を実現することである。複数のエレベータが１つの建物に設置されると、たいてい１つ以上のエレベータ群が構成され、空間利用効率はより重要となる。機械室のないエレベータは、建物内の空間の大幅な節約を実現できる。同様に、エレベータ群の各エレベータに共通の機械室を設けて、２基以上のエレベータの機械類を収容することで、エレベータ群自体の空間の節約も達成される。

カウンタウェイトのないエレベータ構造を用いると、エレベータシャフト内にカウンタウェイトの通路用の空間を確保する必要がないため、建物空間の大幅な節約が達成できる。カウンタウェイトのないトラクションシーブ・エレベータに関する従来方式が、米国特許第5788018号の明細書に開示されている。これは、エレベータ乗りかごを１：１の懸垂比で懸垂し、ロープループに張力をかけるための独立した制御可能テンション装置を使用するものである。カウンタウェイトのないトラクションシーブ・エレベータの最近の方式が、国際公開第WO2004041704号明細書に記載されていて、これは、エレベータ乗りかごの動作が、トラクションシーブによって走行するエレベータ巻上げロープの摩擦に基づくことを開示している。この方式は主に、低層建築物および／または巻上げ高が低いエレベータを対象としている。この明細書は、主に比較的低い建物に適用する方式を提供するが、その発想は巻上げ高が高い場合にも適用できる。巻上げ高が高く、速度が速くなると、解決すべき新たな問題が生じる。

エネルギー消費に関し、カウンタウェイトのないエレベータは、カウンタウェイトを備えたエレベータとは異なる。とくに、巻上げ高が大きい場合、エレベータのエネルギー消費を調整することは重要である。それは、エレベータの動作には大きな電力が必要であり、この電力はエレベータの速度に著しく直接的に左右されるためである。カウンタウェイトを有するエレベータではカウンタウェイトがエネルギー貯蔵場所の役割を果たして、エレベータ乗りかごが走路を上下動することで位置エネルギーの受け渡しをする。一方、カウンタウェイトのないエレベータにはこのような力学的エネルギーの貯蔵場所がないため、エレベータ巻上機と、巻上機に非常に高い定格電力を供給する電気駆動装置とを設計しなければならないが、移動させる質量は、カウンタウェイトのないエレベータのほうが、カウンタウェイトを有するエレベータよりも少ないため、必要とする加速力も、カウンタウェイトを有するエレベータより小さい。エネルギー消費自体は、エレベータの建物への適応性を評価する際に考慮すべき一要因にすぎない。１つの建物に数基のエレベータを設けると、電力の需要が増大し、より大きな電源が必要となる。電源の規模、つまり、いわゆる電源の主ヒューズの容量が、その建物における重要なコスト要因であり、ときには、電源の規模が制限要因となることもある。例えば、既存の建物では、建物の電源ケーブルまたは建物で使用する電気を供給する変圧器で、使用できる電力の最大限度が制約される。建物内部にも、同様の制限事項があることがある。したがって、電源に関して、所要供給電力の低いエレベータシステムを設計することは有利である。

本発明は、カウンタウェイトのないエレベータを様々な目的に適用できるように開発することを目的とし、とくに、建物またはその他の組立体が共通の電源で駆動する複数のエレベータを備えている場合に、カウンタウェイトのないエレベータを適用できるように開発することを目的とする。

本発明の趣旨は、以下の目的のうちの少なくとも１つを達成することである。
− 上述の問題を１つ以上解決する。
− カウンタウェイトのないエレベータのエネルギー節減を向上させる。
− 建物内のエレベータ全体が必要とする最大電力を低減し、それによって、各エレベータが必要とする電源の容量を小さくする。
− エネルギー消費および／または所要電力がエレベータ群の乗客輸送能力に対して適度な、カウンタウェイトのないエレベータ群を開発する。

本発明を適用するエレベータ群または一組のエレベータは、請求項１または11の特徴部に開示されている事項により特徴付けられる。本発明の方法は、請求項６または12の特徴部に開示されている事項により特徴付けられる。本発明のその他の実施例は、他の請求項に開示されている事項により特徴付けられる。本発明の実施例は、本願の明細書部分および図面にも示されている。本願に開示されている発明の内容は、特許請求の範囲に規定されているものとは別の形で規定することも可能である。また、本発明は、とくに外在あるいは内在するサブタスクの点から見た場合、または達成される利点あるいは一連の利点から見た場合、いくつかの別々の発明から成っているかもしれない。この場合、特許請求の範囲に含まれる属性のいくつかは、別々の発明の概念からみて不必要であるかもしれない。本発明の様々な実施例における特徴および詳細は、他の実施例と併せて適用することもできる。

本発明を適用することで、カウンタウェイトのない複数のエレベータのうち、エネルギーおよび／または消費電力に関して総合的に制御されるエレベータ群または一組のエレベータを構成して、動力幹線の電源ライン出力、つまりエレベータ群または一組のエレベータの共通ヒューズの容量を、そのエレベータ群／一組のエレベータにおけるエレベータ用の電源ライン出力／ヒューズ容量を合計して得られるであろう値より大幅に小さくすることができる。本発明により、カウンタウェイトのないエレベータの一組は、動力幹線電源に共通接続され、互いに発生したエネルギーを一次的に利用するとともに、共通接続を介して動力幹線から補助的に電力供給を受ける。所要電力は、上行きのエレベータ乗りかごの配車を調整することで抑える。下方向よりも上方向に移動するエレベータ乗りかごのほうが多い場合、乗りかごを上に配車しないようにして、電源に大きな負荷がかからないようにする。エレベータ乗りかごの配車を抑える、または遅らせることは、下行きのエレベータ乗りかごにも適用できる。配車を抑えるか遅らせるには、下行きと上行きのエレベータ乗りかごの数という要件に基づかないで、あるいはこの要件に加えて、エレベータ群の瞬間的または予測した短時間消費電力を、例えば群毎のヒューズで決まる許容消費電力と比較するという要件に基づいていてもよい。本発明の実施例では、各エレベータは共通の制御システムを有し、このシステムは、瞬間的および／または設定された時間内に、一組のエレベータ全体が電力回線から摂取した電力、または電力回線に供給した電力がともに、設定された値を超えると、乗り場で停止しているエレベータ乗りかごを配車しないか、または遅らせる指示を含む。エレベータ乗りかごを配車しなかったり、または遅らせたりしないで、出発するエレベータ乗りかごの加速度を低減させても、エレベータ乗りかごの最終速度への到達を遅くし、加速に要する電力も低減させることができる。加速度の低減は出発の遅れに関しても利用でき、その場合、制御システムはより幅広い操作性を有する。エレベータ乗りかごの最終速度を低減することも可能であり、その場合、電力レベルの低減が全行程を通して得られる。本発明では、エレベータの配車または配車の遅延に関する決定は、制御対象のエレベータ群または他の一組のエレベータにおいて現時点で優位な状況に基づくものでもよい。しかしこのような決定は、特定の時間枠内で優位な状況に関して、その時点で制御システムで利用できる情報に基づくのが望ましい。このような時間枠は、好ましくは、少なくとも現時点で走行しているエレベータ乗りかごの運転状況を、次の停止階に着くまで示す。このような時間枠は、決定の瞬間から開始する固定の設定された時間でよい。また時間枠は変更可能であり、調整して設定でき、例えば走行状況に基づいて設定したり、または特定のエレベータ乗りかごの走行を、制御システムが確認するか確実に予測するまでプレビューを提供するように設定したりしてもよい。停止中のエレベータの残り停止時間も考慮に入れることが望ましい。それに応じて、複数のエレベータ乗りかごが同時に下方向に移動するのを制限して、電源への電力のフィードバックを制限することも可能である。しかし、電源定格に関して、電源への電力のフィードバックの制限はさほど重要な要素ではない。これは、他のエレベータで利用できない余剰電力は、電源にフィードバックしないで、例えばブレーキ抵抗器で熱に変換して放散できるからである。本発明はとくに、エレベータを長い間隔で配車する少トラヒック状態時に効果的に適用できる。本発明を適用することにより、エレベータ群または他の一組のエレベータに共通な電源接続の容量は、他のなんらかの特別な手段を用いることなく容易に半減でき、それによってサービス水準を大きく落とさずにすむ。いくつかの実施例では、電源接続容量を、２基のエレベータの合計所要電力に相当する大きさを下回るように限定するか、または、ちょうどエレベータ１基分の最大電力の大きさに相当する量に制限できる。合計所要電力を削減する手段の１つは、エレベータ乗りかごを同方向に相次いで配車しないようにすることである。実際には、配車の間隔は、非常に短い時間、少なくとも約１秒、例えば３秒あれば十分である。この時間は、エレベータがエレベータ乗りかごを加速するのに要する時間、またはその半分にも満たない時間でよく、もしくは、低速エレベータであれば、加速時間の２〜３倍の長さでもよい。エレベータの加速／減速は、一般には、0.8〜1.2m/s²の範囲である。これによって、同じ方向に動くエレベータの最高速度での移動が、部分的に重複して連続的に起きる。しかし、少なくとも一方向に走行するエレベータが他方向に走行するエレベータよりも２基多いという状況になると、エレベータ乗りかごの他方向への連続的な配車に対する制限を一時的に解除できる。

本発明の主な適用範囲は、乗客輸送用のエレベータである。複数基のエレベータを備える建物には、乗客輸送用の独立したエレベータと、他に１基以上の貨物輸送用のエレベータがあってもよく、または、数基あるいは全基のエレベータが貨物と乗客の両方を輸送するものであってもよい。本発明はまた、貨物輸送用のエレベータにも適用できる。本発明は、群制御システムでエレベータを制御するエレベータ群に有利に適用できるが、本発明が必要とする以外の共通制御手段を他に持たない一組のエレベータにも適用可能である。

本発明の一般的な適用分野は、速度範囲が明確に１m/sを超えるエレベータである。さらには、本発明の適用分野を、速度が１m/s未満の低速エレベータにまで拡大できる。好適な適用分野は、全エレベータの定格速度が同一であるエレベータ群だが、別の型の一組のエレベータにも適用できる。こういった異なる一組におけるエレベータ毎の最大所要電力は、ほぼ同じであることが望ましい。例えば、より重くて速度の遅いエレベータを、より速くて軽い別のエレベータの一組に組み込むのに十分に適している。これは、例えば、１基の貨物用エレベータと数基の乗客用エレベータで構成されるエレベータの一組の例である。

以下、本発明を、いくつかの実施例および添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明を適用するのに適した、カウンタウェイトのないトラクションシーブ・エレベータの全体図である。このエレベータには機械室がなく、エレベータシャフト上方の機械室17に設置された駆動機械装置４を有する。機械室はまた、補正装置16も格納している。補正装置は他の場所に配置することも可能であり、例えば、エレベータシャフト上部またはエレベータシャフト下部に配置できる。本図に示すエレベータは、カウンタウェイトのないトラクションシーブ・エレベータであり、エレベータ乗りかご１はガイドレール２に沿って移動する。巻上げ高が大きいエレベータでは、巻上げロープの延びの補正が必要となり、この補正は一定の許容限度数値内で確実に行われなければならない。エレベータ乗りかご下方のロープ部分を十分に張った状態にしておくことは、エレベータの運転および安全面においてきわめて重要なことである。図１に示すロープの力を補正する装置16では、ロープの延びを補正する非常に長い動きが達成される。これにより、さらに長い延びの補正が可能となるが、これはほとんどの場合、単純なレバーやバネによる方式では実現が不可能である。補正装置16は、トラクションシーブに作用するロープ張力T₁とT₂の間を一定の比T₁/T₂にする。図１に示す例では、比T₁/T₂は約2/1である。ロープ張力比の正確な値は、補正装置の位置に多少左右され、また、補正装置の構造、例えば可動ローププーリ15の重量にも左右される。エレベータ乗りかごの上下の懸垂比が偶数のとき、補正装置16はエレベータシャフトまたはそれに相当する他の適切な場所に、エレベータ乗りかごとは別に設置され、エレベータ乗りかご上下の懸垂比が奇数のときは、補正装置16はエレベータ乗りかご１と共に設置される。

図１において、巻上げロープは次のように走行する。巻上げロープ３の一端は、転向プーリ15および／または可能であれば懸垂装置に固定される。図１では、転向プーリ14および15が補正装置16を構成する。補正装置16は、エレベータ機械室17の所定位置に設置される。転向プーリ15から、巻上げロープ３は上昇して補正装置の第２転向プーリ14に接し、転向プーリ14の綱溝に沿って周囲を回る。エレベータのローププーリの綱溝は、被覆してあっても、してなくてもよい。綱溝の被覆に望ましい材料は、ポリウレタンなどの摩擦力を高める材料であるが、綱溝の被覆は他の基準で選択してもよい。エレベータのすべての転向プーリまたはそのいくつかだけ、および／またはトラクションシーブを、上述の材料で被覆してもよい。転向プーリ14を通過すると、ロープは、エレベータシャフト内を下降して、エレベータ乗りかご１に取り付けられた転向プーリ10に向かい、そこからロープ３はさらに、エレベータ乗りかご上の第２転向プーリ９へと走行する。巻上げロープ３がエレベータシャフトの他方に走行する経路は、転向プーリ10および９を利用して決める。エレベータ乗りかご１上の巻上げロープの経路は、好ましくは、エレベータ乗りかごの重心を通って斜め方向に進むようにする。転向プーリ９を通過した後、ロープは再度上昇して、機械室17に設置された巻上機４のトラクションシーブ５に進む。転向プーリ14、10、９ならびに巻上機４のトラクションシーブ５によって、エレベータ乗りかご上部の懸垂が決まり、その懸垂比はエレベータ乗りかご下部の懸垂比と同じである。この懸垂比は、図１では２：１である。エレベータ乗りかご上部の巻上げロープ部分には、第１ロープ張力T₁が作用する。トラクションシーブ５を通過したロープは、エレベータシャフトの転向プーリ８に進む。転向プーリ８は、エレベータシャフト下部の所定位置に設置されている。転向プーリ８を通過すると、ロープ３は上昇し、エレベータ乗りかごの所定位置に設置された転向プーリ11へと至るが、この転向プーリは図１では隠れた位置にある。転向プーリ11を通過すると、巻上げロープは、エレベータ乗りかご上方の懸垂に対応して走行し、エレベータ乗りかごの他方の縁端部に設けられた転向プーリ12へと進むとともに、エレベータシャフトの反対側に至る。転向プーリ12を通過すると、巻上げロープ３はエレベータシャフト下部に設置された転向プーリ13に向かって下降し、そこを回ってエレベータ機械室17に戻り、補正装置16のもう一方の転向プーリ15に至る。転向プーリ15を通過した巻上げロープは、巻上げロープの２つ目の端部の固定手段へと進む。この固定手段は、エレベータ機械室17内またはエレベータシャフト内の適切な位置に設置されている。転向プーリ８、11、12、13によって、エレベータ乗りかご下部の懸垂における巻上げロープの経路が決まる。エレベータ乗りかご下部の巻上げロープのこの部分には、第２ロープ張力T₂が作用する。エレベータシャフト下部の各転向プーリは、ガイドレール２で形成されるフレーム構造体、エレベータシャフトの下端に設置された梁構造体、エレベータシャフト下部に別々に設置された各プーリ、または本発明の目的に適したその他の取付け装置に取り付けてもよい。エレベータ乗りかご上の転向プーリは、エレベータ乗りかご１のフレーム構造体、例えば、乗りかごフレームに取り付けてもよく、もしくはエレベータ乗りかごの１つあるいは複数の梁構造体に取り付けたり、エレベータ乗りかごに別々に取り付けたり、または他の適切な取付け装置に設置してもよい。

駆動機械装置４は、好ましくは薄い構造である。言い換えると、装置の幅および／または高さに比べて、厚み寸法が小さいことが望ましい。この機械装置はまた、エレベータシャフト内に設置してもよく、その場合、装置が薄い構造またはコンパクトな構造であるため、エレベータシャフトの利用可能な空間、例えばエレベータ乗りかごとエレベータシャフト壁との間の通路に簡単に設置できる。しかし、本発明の適用はこの種の機械装置に依存するものではなく、本発明におけるカウンタウェイトのないエレベータで使用されている駆動機械装置４は、設置したい空間に収まるものであれば、ほぼどのような種類および設計の機械装置でも構わない。例えば、ギア式またはギアレス式の機械装置の使用も可能である。この機械装置は、小型および／または薄い構造でよい。エレベータ機械室は、トラクションシーブ５を駆動するモータに電力を供給するのに必要な装置と、エレベータ制御に必要な装置とを有利に備える。両装置は、共通の計器盤６に設置するか、さもなければ、互いから離すか、一部あるいは全体を駆動機械装置４と一体化して設置できる。好適な方式は、永久磁石モータを含むギアレス式機械装置である。図１は好適な懸垂方式を示し、ここでは、エレベータ乗りかご上部の転向プーリとエレベータ乗りかご下部の転向プーリの懸垂比は、２：１と同じである。エレベータ乗りかご１上部の懸垂は、転向プーリ14、10、９およびトラクションシーブ５によって実現し、エレベータ乗りかご１の下部の懸垂は、転向プーリ13、12、11、８で行う。その他の懸垂方式を用いて本発明を実現することも可能である。例えば、１：１や２：１といった小さい懸垂比が高速度に適しているのに対し、６：１や８：１などの大きな懸垂比は低速度に適している。２：１の懸垂比は、例えば速度が3.5m/s、４m/s、または６m/sのエレベータを実現する際にかなり活用できる。２：１の懸垂比をエレベータに適用するのに望ましい範囲は、４m/s以上の速度用のエレベータである。１m/s〜２m/sの速度範囲におけるエレベータの懸垂比は、好ましくは４：１〜10：１の間で選択する。図１に示した、懸垂比が２：１の有利な例のエレベータは速度が約６m/sであり、乗りかごの全質量は定格積載荷重が約4000kgで、巻上げロープは直径約13mmのエレベータ用ロープ６本で構成される。

図２は、カウンタウェイトのない第２のエレベータの略図を示す。このエレベータは機械室がなく、駆動機械装置404および補正装置がエレベータシャフトに設置されている。エレベータ乗りかご401は、ガイドレール402に沿って移動する。補正装置416はエレベータシャフト下部の所定位置に取り付けられている。図２における補正装置416は重量補助装置であり、必要に応じておもりを増やして補正装置の動作を向上させる。補正装置416では、第１ロープ張力(T₁)と実質的に同じ方向に作用する補助力を調整する。補助力は、第１ロープ張力(T₁)に対して第２ロープ張力(T₂)を高める。

図２において、巻上げロープは次のように走行する。巻上げロープ403の一端は、転向プーリ417または可能であれば懸垂装置に固定される。転向プーリ417は、転向プーリ418から下降してくるロープ部分に吊り下がるように取り付けられ、この下降してくる巻上げロープ部分が転向プーリ417の周囲を回って、エレベータシャフト内の巻上げロープ403のもう一方の端部の固定手段へと向かう。補正装置416は、エレベータシャフトの所定位置に取り付けられている。巻上げロープ403は転向プーリ415から上昇して、エレベータシャフト上部の所定位置に取り付けられた転向プーリ414に至り、転向プーリ414に設けられた綱溝に沿ってこのプーリの周囲を回る。転向プーリ414を通過すると、ロープはエレベータ乗りかご401に設置された転向プーリ413に向かって下方に進み、このプーリを通過すると、ロープ403はエレベータ乗りかご401を横切って、エレベータ乗りかごに設置された第２の転向プーリ412へ進む。転向プーリ412からロープは上昇して、エレベータシャフト上部の所定位置に取り付けられた転向プーリ411に向かい、そこを通過してエレベータ乗りかごに設置された転向プーリ410に戻る。ロープはこのプーリからエレベータ乗りかごを横切って、エレベータ乗りかご上の転向プーリ409へと進み、エレベータシャフトのもう一方の端に進む。転向プーリ409から、巻上げロープは、エレベータシャフト上部に設けられた巻上機404のトラクションシーブ405に向かって上昇する。エレベータ乗りかご上方の巻上げロープ部分は、第１ロープ張力T₁を受ける。トラクションシーブ405を通過すると、ロープはエレベータシャフト下部の所定位置に取り付けられた転向プーリ408へと進む。転向プーリ408から(T₁)、ロープ403はエレベータ乗りかごに設置された転向プーリ422に向かって上昇する。転向プーリ422を通過すると、巻上げロープは、エレベータ乗りかご401上方のローピングと同じ方式でエレベータ乗りかご401下方を走行し、エレベータ乗りかごの他方端に設けられた転向プーリ419へと進む。このとき、巻上げロープ403の経路線が、エレベータシャフトの他方端に移る。転向プーリ419から、巻上げロープはエレベータシャフト下部の転向プーリ420に向かって下降し、このプーリを通過してエレベータ乗りかご401へと戻り、乗りかごに設置された転向プーリ421に至る。このプーリから、巻上げロープは乗りかごの下をさらに走行して、エレベータ乗りかごの他方端に設けられた転向プーリ418へと進む。このとき、巻上げロープ403の経路線がエレベータシャフトの他方端に戻る。巻上げロープは、転向プーリ418から補正装置416の第２の転向プーリ417に進み、転向プーリ417からさらに巻上げロープの２つ目の端部の固定手段に向かう。この固定手段は、エレベータシャフトの適切な位置に設置されている。このエレベータ乗りかご下方の巻上げロープ部分は、巻上げロープの第２ロープ張力T₂を受ける。このような、４：１懸垂のエレベータの定格速度は、1.6m/s〜４m/sの間、例えば、2.5m/sが適切である。

図３は、本発明による、カウンタウェイトのないエレベータで構成されるエレベータ群の運転を制御して、エレベータ群の電力消費を制限する方法を具体的に示す。エレベータ群では、上方向に移動するエレベータが電力を消費し、下方向に移動するエレベータは電力を放出する。下降するエレベータが放出した電力は、他のエレベータで使用可能である。電力の取入れおよび放出は一定の効率で行われるため、少なくとも損失分は、システム外から得るエネルギーで補わなければならない。こういった外部から取り入れるエネルギーの電力は、１基のエレベータが上方に走行するのに必要な電力と、エレベータシステムの他の機能を維持するのに必要な電力を併せた程度とするのが望ましい。このような他の機能として、照明機能および制御機能が含まれる。図３は、本発明を実現する一連の推論を示し、この推論に従って、群制御システムが群に属するエレベータの配車を以下のように制御する。初期状態300では、エレベータ乗りかごが、乗りかご呼びまたは乗り場呼びのいずれかに基づいていつでも配車できる状態、すなわち配車待ちで停止している状態にあり、システムは、エレベータ乗りかごが上方向と下方向のどちらに配車されるのかを確認する301。配車方向が上りの場合、エレベータ群内で上に行くエレベータ乗りかごの数Ｎupが、下に行くエレベータ乗りかごの数Ｎdownよりも多いかどうかの確認302を行い、少なければ、エレベータ乗りかごを上方向に配車する303。上に行くエレベータ乗りかごの数が、下に行くエレベータ乗りかごの数より多い場合、現時点で下降呼びを受けているがまだ配車されていない配車可能なエレベータ乗りかごがあるかどうかの確認を行う304。つまり、システムは、下には向かうが、まだ停止しているエレベータの数Ｈdownが０台ではないかどうかを確認する。そのときに、下に向かう予定の未配車のエレベータ乗りかごがあれば、この乗りかごを配車してから、上に向かうエレベータ乗りかご305を配車する。配車可能な、下降呼びを受けたエレベータ乗りかごがない場合、空いているエレベータ乗りかごが上階にあるかどうか確認し306、空いているエレベータ乗りかごがあれば、最初にその乗りかごを下の階に配車して、次に上に向かうエレベータ乗りかごを配車する307。空いているエレベータ乗りかごがない場合、エレベータ乗りかごを上の階に配車するのを遅らせる308。この時点で、推論のサイクルは再び初期状態300に至る。初期状態300においてエレベータ乗りかごの配車方向が下りの場合、エレベータ群内で上に行くエレベータ乗りかごの数が、下に行くエレベータ乗りかごの数より多いかどうかの確認309を行い、多ければ、エレベータ乗りかごを下方向に配車する310。上に行くエレベータ乗りかごの数が、下に行くエレベータ乗りかごの数より少ない場合、システムは、このときに上昇呼びを受けてはいるがまだ配車されていない配車可能なエレベータ乗りかごがあるかどうか確認する311。すなわち、下の階に配車する予定の停止中のエレベータ乗りかごの数Ｈupが０台ではないかどうかを確認する。そのときに、上に向かっているが配車されていないエレベータ乗りかごがあれば、最初に下に行く乗りかごを配車してから、上に行くエレベータ乗りかごを配車する312。上昇呼びを受けた、配車可能なエレベータ乗りかごがない場合、下の方の階に利用可能な空いたエレベータ乗りかごがあるかどうかの確認313を行い、そういった空いているエレベータ乗りかごがあれば、下降するエレベータ乗りかごを最初に配車してから、空いているエレベータ乗りかごを上階に配車する314。空いているエレベータ乗りかごがない場合、エレベータ群内に、乗客の乗降のために停止している上行きのエレベータがあるかどうかの確認315を実行する。上行きのエレベータ乗りかごが乗り場になければ、エレベータ乗りかごを配車するが316、まだ乗客が乗降中の上行きのエレベータ乗りかごがある場合、下に行くエレベータ乗りかごの配車を遅らせる317。この時点で、推論のサイクルが再び初期状態300に達する。この手順を通じて、エレベータ群における、電源から得なければならない電力を抑えることができ、その一方で、下降するエレベータ乗りかごが放出する電力を、上昇するエレベータ乗りかごの上昇運動に利用する。

図４ａは、本発明を適用するエレベータ群に電力を供給するための配列を示す。エレベータ群は、共通の電源に接続されている。電源はヒューズ201で保護されている。幹線電源は、各エレベータで使用するためにさらにいくつかの線に分岐され、各線はエレベータ毎のヒューズ2021、2022、2023、2024で保護されている。各エレベータの駆動機械装置のモータ2061、2062、2063、2064は、整流ブリッジ2051、2052、2053、2054と、インバータブリッジ2041、2042、2043、2044と、これらの間に設けられた直流中間回路とを含む周波数変換器で駆動する。本エレベータはカウンタウェイトがないため、エレベータを上昇させるということは、周波数変換器および巻上機を通じてエネルギーを供給して、これをエレベータ乗りかごの速度に比例する電力でエレベータ乗りかごおよびその負荷の機械的位置エネルギーに変換することを意味する。これに対して、エレベータ乗りかごを降下させる場合、エレベータ乗りかごおよびその負荷の位置エネルギーは、モータおよび周波数変換器を介して逆方向に放出される。上および下に向かうエレベータを配車する時間を相互に合わせることで、下降するエレベータが放出するエネルギーを、上昇するエレベータが消費できるようにし、それによって、共通電源を介して電源回線から得られ、および／または電源回線に戻る電力を低レベルに保てる。

図４ｂは、エレベータ群に電力を供給するための別の配列を示す。電源はヒューズ211で保護されている。エレベータ群の各エレベータの電気装置は、共通の整流ブリッジ212を備え、またそれと共に、共通の直流中間回路または直流母線も備え、インバータ2141、2142、2143、2144は、エレベータをそれぞれのモータ2161、2162、2163、2164によって上昇させる際の電力をそこから得たり、エレベータ乗りかごを下降させる際に電力をそこに放出したりする。下降するエレベータが放出する電力を、電力を必要とするエレベータで消費するために直流中間回路で分配することで、整流およびインバータ動作の回数がより少なくなってシステムの効率が向上し、それによって電源から得る必要のあるエネルギー量を削減できる。

図５は、本発明を適用した、エレベータ501、502、503、504、505、506を備える建築物500を示す。４基のエレベータ、すなわち、エレベータ501、502、503、504はエレベータ群として配設され、群内のエレベータ用の共通の機械室507を有する。他の２基のエレベータ505および506は、群から分離されている。エレベータ群の各エレベータは、専用の群制御システムを使用して、乗客トラヒックの需要に対して割り当てられ、乗客トラヒックの円滑性および／または待ち時間および／または輸送力の最大化および／またはその他の基準に基づいて、エレベータトラヒック量が最適化される。本発明において、群制御システムでの制御によって、上に行くエレベータ乗りかごと下に行くエレベータ乗りかごの数の割合が、一定の範囲内に保たれる。この制御は、群制御システムに取り入れられるか、または単独の制御装置で実現される。独立したエレベータ505および506を、適切な方法でエレベータ群の共通の幹線電源に配置し、これらのエレベータを本発明による制御システムの制御下に接続することも可能である。

図６は、本発明による、カウンタウェイトのないエレベータで構成されるエレベータ群の運転を制御して、エレベータ群の電力消費を制限する方法を具体的に示す。エレベータ群では、上方向に移動するエレベータが電力を消費し、下方向に移動するエレベータは電力を放出する。下降するエレベータが放出した電力は、他のエレベータで使用可能である。電力の取入れおよび放出は一定の効率で行われるため、少なくとも、システム外から得るエネルギーで損失を補わなければならない。こういった外部から取り入れるエネルギーの電力は、１基のエレベータが上方走行するのに必要な電力と、エレベータシステムの他の機能を維持するのに必要な電力とを併せた程度とするのが望ましい。このような他の機能として、照明機能および制御機能が含まれる。図６は、本発明を実現する一連の推論を示し、この推論に従って、群制御システムが群に属するエレベータの配車を以下の方法で制御する。初期状態600では、エレベータ乗りかごが、乗りかご呼びまたは乗り場呼びのいずれかに基づいていつでも配車できる状態、または配車待ちで停止している状態にあり、システムは、エレベータ乗りかごが上方向と下方向のどちらに配車されるのかを確認する601。配車方向が上りの場合、短い時間幅dtにおけるエレベータ群の最大消費電力Powersummaxが、エレベータ群の主ヒューズの容量Powerfuseよりも大きいかどうか確認し602、大きくなければ、エレベータ乗りかごを上方向に配車する603。ここで考慮した短い時間幅の長さは、群ヒューズの許容ピーク期間、例えば１〜２秒であり、または、出発するエレベータの加速時間や、設定した固定の時間や、その他の適度な長さに設定された期間のことである。短い時間幅dtにおけるエレベータ群の最大消費電力Powersummaxが、エレベータ群の主ヒューズの容量Powerfuseよりも大きい場合、下降呼びを受けているがまだ配車されていない、配車可能なエレベータ乗りかごが現時点であるかどうかの確認を行う604。すなわち、システムは、下には向かうがまだ停止しているエレベータの数Ｈdownが０台ではないかどうかを確認する。そのときに、配車されていない下行きのエレベータ乗りかごがあれば、この乗りかごを配車し605、その後、手順を初期状態600に戻して、上行きのエレベータ乗りかごの配車を検討する。下降呼びを受けている配車可能なエレベータ乗りかごがない場合、空いているエレベータ乗りかごが上の方の階にあるかどうかの確認を行い606、空いているエレベータ乗りかごがあれば、最初にその乗りかごを下の階に配車し607、その後、手順を初期状態600に戻して、上行きのエレベータ乗りかごの状況を検討する。空いているエレベータ乗りかごがなければ、エレベータ乗りかごの上階への配車を遅らせる608。この時点で、推論のサイクルは再び初期状態600に至る。初期状態600におけるエレベータ乗りかごの配車方向が下りの場合、配車方向が上りかどうか確認し609、次に、短い時間幅dtにおけるエレベータ群の最大消費電力Powersummaxが、エレベータ群の主ヒューズの容量Powerfuseよりも大きいかどうかの確認を行い602、大きければ、エレベータ乗りかごを下方向に配車する610。短い時間幅dtにおけるエレベータ群の最大消費電力Powersummaxがエレベータ群の主ヒューズの容量Powerfuseよりも低ければ、現時点で上昇呼びを受けているが配車されていない配車可能なエレベータ乗りかごがあるかどうかの確認を行う611。言い換えると、システムは、下には向かうがまだ停止しているエレベータの数Ｈupが０台ではないかどうかを確認する。そのときに、上行きの配車されていないエレベータ乗りかごがあれば、最初に下行きのエレベータ乗りかごを配車し612、その後、手順を初期状態600に戻して、上行きのエレベータ乗りかごの配車を検討する。上昇呼びを受けている配車可能なエレベータ乗りかごがない場合、下の方の階に空いているエレベータ乗りかごがあるかどうかの確認を行い613、空いているエレベータ乗りかごがあれば、最初にエレベータ乗りかごを下の階に配車し614、次いで、空いているエレベータ乗りかごに上方向への出発命令を発する。その後、手順を初期状態600の検討工程に戻す。上の階に配車できるエレベータ乗りかごの空きが下の階にない場合、どこかの階で乗客の乗降を行っている上行きのエレベータ乗りかごがないかどうかの確認を行い615、もしあれば、そのエレベータ乗りかごを下に配車する616。そのようなエレベータ乗りかごがない場合、エレベータ乗りかごの下の階への配車を遅らせる617。

また、当業者には明らかなことであるが、モータへの電力供給に必要な装置およびエレベータ制御に必要な装置は、機械装置と併せて設置する以外にも、例えば、独立した計器盤に設置することも可能であり、あるいは、制御に必要な機器を別々の装置として実現してもよく、これらの装置はエレベータシャフト内の別々の場所および／または建物の別々の場所に設置することもできる。

さらに、本発明は、エレベータ群以外の、異なる種類の一組のエレベータにも活用できることも、当業者には明らかなことである。一組のエレベータ乗りかごのうち、下行きよりも上行きの乗りかごのほうが多い場合、エレベータ乗りかごが上階に配車されないようにする、非常に強固な制御にしてもよい。例えば、別々に制御される数基のエレベータを備えた住居用建物では、本発明の方法によって、待ち時間に大幅な変更を生じさせることなく、エレベータの上方向への配車を調整できる。

一建物において、本発明をその建物が備えるエレベータのうちの何基かにのみ適用することも可能であることは、当業者の理解するところである。同様に、本発明を適用する、群に属するすべてのエレベータまたは一組のエレベータのすべてが同一の型である必要はなく、また、これらすべてのエレベータが必ずしもカウンタウェイトのないエレベータである必要はないということも、当業者の理解するところである。

エレベータの運転には、エレベータ乗りかごを動かすのに要する消費電力以外にも消費電力を必要とすることは、当業者の理解するところである。この消費電力は、電力供給の定格になんらかの影響を及ぼすが、本発明に関する考察において、とくに考慮するほどのものではない。しかし、このような他の消費電力は、エレベータシステムにおけるエレベータ乗りかごの下降運動で生成される受電電力でよい。

カウンタウェイトのないトラクションシーブ・エレベータの概略図である。カウンタウェイトのない別のトラクションシーブ・エレベータの概略図である。本発明によるエレベータ群の運転を制御する方法を示すブロック図である。本発明を適用してエレベータ群に電力を供給するための配列を示す図である。本発明を適用してエレベータ群に電力を供給するための別の配列を示す図である。本発明を適用した建物の概略図である。本発明によるエレベータ群の運転を制御する方法を示すブロック図である。

Claims

共通の電源接続を有する、カウンタウェイトのない複数のエレベータで構成される一組のエレベータ、好ましくはエレベータ群において、各エレベータは共通の制御システムを有し、該システムは、同じ電源に接続されているほかのエレベータのエレベータ乗りかごのうち、直ちに、および／または設定された時間内に上に行く乗りかごのほうが、下に行く乗りかごよりも多い場合、乗り場階に停止しているエレベータを上に配車しないようにする指示を含むことを特徴とするエレベータ群。
請求項１に記載のエレベータ群において、前記一組のエレベータはエレベータ群であり、前記共通制御システムは群制御システムであることを特徴とするエレベータ群。
請求項１に記載のエレベータ群において、該エレベータ群は共通の電源を有する少なくとも３基のエレベータを含むことを特徴とするエレベータ群。
前記請求項のいずれかに記載のエレベータ群において、前記一組のエレベータのすべてがカウンタウェイトのないエレベータであることを特徴とするエレベータ群。
前記請求項のいずれかに記載のエレベータ群において、前記共通制御システムは、下降するエレベータ乗りかごよりも上昇するエレベータ乗りかごのほうが多い場合は空いているエレベータ乗りかごを下に配車する指示を含み、それ以外では、エレベータ乗りかごは直ちに下方向に出発しないことを特徴とするエレベータ群。
共通の電源に接続された、カウンタウェイトのない一組のエレベータを制御する方法において、直ちに、および／または設定された時間内での、該一組のエレベータのうち上に行くエレベータ乗りかごの数が、該一組のエレベータのうち下に行くエレベータ乗りかごの数よりも多いかどうかを確認するための観測を行い、上行きのエレベータ乗りかご数のほうが下行きのエレベータ乗りかご数よりも多ければ、乗り場階に停止しているエレベータを上方向に直ちに配車しないようにすることを特徴とする一組のエレベータの制御方法。
請求項６に記載の方法において、複数のエレベータ乗りかごを同一方向に同時に配車せずに、設定された時間の後、好ましくは少なくとも約１秒経過後に、次のエレベータのみを同一方向に配車することを特徴とする方法。
請求項７に記載の方法において、前記次のエレベータの出発を、エレベータ乗りかごが最高速度まで加速するのに比例する時間まで遅らせることを特徴とする方法。
請求項７に記載の方法において、他方向よりも同一方向に移動するエレベータ乗りかごのほうが少なくとも２台多い場合、前記設定された時間よりも頻繁にエレベータ乗りかごを他方向に配車することを一時的に可能にすることを特徴とする方法。
請求項６ないし９のいずれかに記載の方法において、下に向かうエレベータ乗りかごの数が、前記共通電源に接続されたエレベータのうちの、上に行くエレベータ乗りかごの数と少なくとも同じになるまで、上方向に配車されるエレベータ乗りかごの配車を遅らせることを特徴とする方法。
共通の電源接続を有する、カウンタウェイトのない複数のエレベータで構成される一組のエレベータ、好ましくはエレベータ群において、該エレベータは共通の制御システムを有し、該システムは、瞬間的および／または設定された時間内に、該一組のエレベータ全体が電力回線から摂取したエネルギー、または該電力回線に供給したエネルギーが、設定された値を超えると、乗り場で停止しているエレベータ乗りかごを配車しない、および／または遅らせ、および／または加速度を低減させて運転するようエレベータに命令する指示を含むことを特徴とする一組のエレベータ。
共通の電源に接続された、カウンタウェイトのない一組のエレベータを制御する方法において、瞬間的および／または設定された時間に、前記一組のエレベータ全体が電力回線から摂取したエネルギー、または該電力回線に供給したエネルギーが、設定された値を超えたかどうかを判断するための検査を行い、該設定された値を超えている場合、次に配車するエレベータ乗りかごを出発させないか遅らせるかして、または該エレベータ乗りかごの加速度を低減させて配車することを特徴とする一組のエレベータの制御方法。
請求項12に記載の方法において、前記配車するエレベータ乗りかごの最終速度を制限することを特徴とする方法。