JP2015078034A - エレベータ気圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
経年変化による気圧制御の不良を解消し、サービスの低下を防止する。
【解決手段】
エレベータのかご内に空気を出し入れするブロワ１と、ブロワ１の風量を調節するインバータ４と、予め設定されるブロワ１またはかご３の経年変化に関するパラメータとかご３の内外における気圧の目標差圧とに基づいてインバータ４への回転数指令を作成する必要回転数計算手段１２と、を備えるエレベータ気圧制御装置において、上記パラメータは、検査運転実行手段１５からの指令に応じたブロワ１の運転状態において差圧計１３によって測定されるかご内外の気圧の差圧に基づいて算出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータのかご内における気圧を調整するエレベータ気圧制御装置およびエレベータ気圧制御方法に関する。

従来、エレベータの気圧制御装置は、かご内の気圧の変化による耳詰まりなどの乗客の不快感を軽減するために、走行中にブロワでかご内の空気を出し入れし、ブロワの風量を調節する手段を操作して、あらかじめ設定した目標気圧パタンに沿ってかご内の気圧が変化するように制御している。ブロワの風量を変化させてから、かご内の気圧が変化するまでに遅れ時間があるため、気圧変化を予測し必要操作量をあらかじめ計算する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）
また、かご内気圧を監視するためにセンサを設け、かご内気圧の測定値が目標から大幅にずれたときに気圧制御装置が異常と判断し、気圧制御を中止して、ブロワを低速回転させる換気制御に切り替える技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、ブロワ風量を強弱交互に繰り返すように制御して、かごの昇降に応じて、かご内気圧を階段状に変化させる技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特許第３９５３１６８号公報 特許第４２７０９１７号公報 特許第５１４８２５７号公報

従来技術では、気圧変化を予測するために、予測計算の式にブロワの風量、隙間から漏れる風量を考慮している。しかし、フィルタの目詰まりによってブロワ特性が変化したときや、気密性を高めるパッキンの劣化で隙間面積が変化したときに、予測計算の精度が低下し、制御の精度が低下する。

また、かご内外の差圧でかごや流路が変形して容積が変動し、かご内に流入する実質的な風量が増減すると、気圧変化の遅れを正確に予測することは難しい。特に、階段状に気圧を制御する場合は、比較的短い時間に風量の強弱を切り替えるため、フィードバック制御のオーバシュートが顕著に出やすい。また、従来は、経年変化でドアのパッキンが劣化しドアの支持剛性が低下したり、流路の材質が硬化あるいは伸び縮みしたりして、かごの容積が変化するため、予測計算の精度が低下し、制御の精度が低下する。

そこで、本発明は、上記のように経年変化で制御対象の特性が変化しても、制御の精度を低下させずに気圧制御の性能を維持することができるエレベータ気圧制御装置およびエレベータ気圧制御方法を提供する。

上記課題を解決するため、本発明によるエレベータ気圧制御装置は、エレベータのかご内に空気を出し入れする送風手段と、送風手段の風量を調節する風量調節手段とを備えると共に、予め設定される送風手段またはかごの経年変化に関するパラメータと、予め設定されるかごの内外における気圧の目標差圧とに基づいて風量調節手段への制御指令を作成する制御手段を備えるものであって、上記のパラメータは、風量調節手段に検査用制御指令を与える検査運転実行手段と、かごの内外における気圧の差圧を測定する差圧測定手段とによって、検査用制御指令に応じた風量調節手段の運転状態において測定される差圧に基づいて算出される。

また、同課題を解決するため、本発明によるエレベータ気圧制御方法は、エレベータのかご内に空気を出し入れする送風手段の風量を、送風手段またはかごの経年変化に関するパラメータと、かごの内外における気圧の目標差圧とに基づいて制御するものであって、上記パラメータはかごの隙間面積に関するパラメータを含み、送風手段を停止して、かごの走行状態においてかごの内外における気圧の差圧を測定するステップと、測定される差圧に基づいて隙間面積を算出するステップを含む。

また、同課題を解決するため、本発明による気圧制御方法は、エレベータのかご内に空気を出し入れする送風手段の風量を、送風手段またはかごの経年変化に関するパラメータと、かごの内外における気圧の目標差圧とに基づいて制御するものであって、上記パラメータは、送風手段の風量に関するパラメータ，かごの容積変動に関するパラメータ並びに配管の容積変動に関するパラメータのいずれかを含み、送風手段を運転し、かごの運転状態かつかごドアの閉状態においてかごの内外における気圧の差圧を測定するステップと、測定される差圧に基づいて、送風手段の風量に関するパラメータ，かごの容積変動に関するパラメータ並びに配管の容積変動に関するパラメータのいずれかを算出するステップを含む。

本発明によれば、経年変化の影響を受ける、かごの隙間面積に関するパラメータ，送風手段の風量に関するパラメータ，かごの容積変動に関するパラメータ，配管の容積変動に関するパラメータなどの制御パラメータを、送風手段を停止または運転しながら測定されるかご内外の気圧の差圧に基づいて算出される。これにより、送風手段やかごが経年変化しても、それに対応したパラメータが算出されるので、制御の精度を確保又は維持できる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施例であるエレベータ気圧制御装置の構成を示す。 気圧変化を予測する原理を示す、かご内空気の模式図である。 第１の実施例における検査手順を示す。 本発明の第２の実施例であるエレベータ気圧制御装置の構成を示す。 本発明の第３の実施例であるエレベータ気圧制御装置の構成を示す。 第３の実施例における第１の検査手順を示す。 第３の実施例における第２の検査手順を示す。 本発明の第４の実施例であるエレベータ気圧制御装置の構成を示す。

以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施例であるエレベータ気圧制御装置の構成を示す。

本実施例は、送風手段であるブロワ１をモータ２で運転し、かご３に空気を出し入れすることにより、かご内の気圧を制御する。インバータ４に回転数の指令を出すことで、ブロワ風量を調節する。フィルタ付き吸気管５より外気をブロワ１に吸い込み、ブロワ１から吐き出す空気を配管６でつながれたかご３の中に入れ、かご内を加圧する。ブロワ１を逆向きに回転すれば、かご内の空気を吸引して外気に放出し、かご内を減圧できる。なお、ブロワ１を２台設けて、加圧と減圧で切り替えて運転してもよい。

ブロワ風量に応じてかご内に空気が流入するが、かご３の内外差圧に応じて、一部の空気はかご１の隙間７から洩れる。効率的に気圧制御できるように、かごドア８とかご３が接する面にパッキン９を入れるなどして気密性を高め、空気が漏れにくくなるようにしている。

かご３の内外差圧に応じてかご３のパネル１０に圧力がかかり、例えば、破線で示すように、パネル１０が変形する。かご３を加圧する場合は、かご３の容積が大きくなる方向にパネル１０が変形する。逆に、かご３を減圧する場合は、かご３の容積が小さくなる方向にパネル１０が変形する。同様に、ブロワ１の空気をかご内に供給する配管６も、配管内外の差圧に応じて変形する。このような変形は、後述するように、気圧制御の応答性に影響する。

目標気圧パタン発生手段１１には、あらかじめ、時間ｔとかご内の目標気圧Ｐ_ｃｒｅｆのデータを記憶させておく。本データは、気圧の変化により乗客が耳などに感じる不快感を抑制するような、時間と気圧の関係を示す。また、昇降行程と運転速度によって定まる時間とかご３の位置情報より、走行中に変化するかご外気圧Ｐ_ｏｕｔを公知の方法により計算あるいは実測し、同じく目標気圧パタン発生手段１１にデータとして記憶させておく。

必要回転数計算手段１２は、目標気圧Ｐ_ｃｒｅｆとかご外気圧Ｐ_ｏｕｔの差より求まる目標差圧ΔＰ_ｃｒｅｆと、ブロワ風量に関するパラメータＫ_Ｂと、かご３の隙間面積に相当するパラメータＡと、かごの容積変動に関するパラメータＫ_Ｖｃと、配管の容積変動に関するパラメータＫ_Ｖｄを用いて、必要なブロワの速度を示す単位時間当たりのブロワ必要回転数（以下、ブロワ必要回転数と記す）ｆ_Ｂを計算する。これらのパラメータは、ブロアやかごの経年変化の影響を受けるパラメータである。必要回転数計算手段１２は、計算したブロワ必要回転数ｆ_Ｂを制御指令として、インバータ４へ与える。インバータ４は、ブロアがブロワ必要回転数ｆ_Ｂで運転されるようにブロアのモータを駆動してブロワ風量を調整する。すなわち、必要回転数計算手段１２は、風量調節手段であるインバータ４の制御手段である。なお、計算方法の詳細は、後述する。

本実施例の気圧制御において、大気圧や温度および乗客の値を固定して予測計算されるブロワ必要回転数ｆ_Ｂは、その日によって変わる大気圧や温度および乗客の変動や、ドアの開閉のたびにパッキンの密着状態の変化によってばらつくかご３の隙間面積が、外乱となる。このような外乱に対応するため、補正量計算手段１４は、必要回転数計算手段により算出されたブロワ必要回転数ｆ_Ｂに補正を加える。ここで、補正量計算手段１４は、かご３に設けられる差圧計１３によって測定されるかご内外の気圧の差圧に基づいて、あるいはこの差圧と目標気圧パタン発生手段１１に記憶される上記各データに基づいて、補正量を算出する。例えば、次式のように目標差圧ΔＰ_ｃｒｅｆと実測した差圧ΔＰ_ｃの偏差に、比例定数Ｋ_Ｐを掛けた回転数ｆ_ａを補正量とする。

以上により、あらかじめ予測計算で求めるブロワ必要回転数ｆ_Ｂから補正量ｆ_ａを差し引いた制御指令を、インバータ４に入力する。インバータ４は、指令に従ってモータ２の回転数を制御し、ブロワ風量を変化させてかご内の気圧を目標値に沿って変化させる。

本実施例においては、組み立て誤差や経年変化により、かご３の隙間面積、かご３や配管６の容積変動の大きさが変化したり、ブロワ風量が低下したりしても、必要回転数計算手段１２の予測計算の精度を確保あるいは維持するため、エレベータの据え付け時や定期点検時などに、予測計算に用いるパラメータが実態と合っているか検査する。

検査時は、検査運転実行手段１５により、破線の矢印で示すように、インバータ４に、検査用の制御指令として、直接回転数の指令を出してブロワ１を運転する。一例として、検査運転実行手段１５は、インバータ４に直接０指令を出すことにより、ブロワ１を停止した状態でかご３を運転可能にする。検査方法の詳細については、後述する。

差圧記録手段１６により、検査運転実行中の差圧を記録する。本実施例では、かごに設置してある差圧計１３を用いてその出力を記録しているが、携帯型など、別の差圧計を用いて記録してもよい。また、絶対気圧計でかご内とかご外の気圧を測定し、差圧を求めても良い。いずれにしても、差圧測定値より、かご３の隙間面積Ａ，ブロワ風量に関するパラメータＫ_Ｂ，容積変動に関するパラメータＫ_ＶｃおよびＫ_Ｖｄを計算する。なお、計算は、計算機などの計算用ツールを手動操作して実行されたり、気圧制御装置が備える演算処理装置によって実行されたりする。計算方法の詳細については、後述する。

差圧測定値より計算で求めた、かご３の隙間面積Ａ，ブロワ風量に関するパラメータＫ_Ｂ，容積変動に関するパラメータＫ_ＶｃおよびＫ_Ｖｄを、パラメータ設定手段１７により、必要回転数計算手段１２に設定する。これにより、必要回転数計算手段１２の予測計算の精度を保つことができ、良好な制御を維持できる。

インバータ４に直接指令を出す検査運転実行手段１５と、差圧計１３の測定値を読み込み記録する差圧記録手段１６と、検査結果に応じて必要回転数計算手段１２にパラメータを設定するパラメータ設定手段１７の機能を兼ね備えた、専用パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等で検査を実施してもよい。その場合、専用ＰＣをインバータ４、差圧計１３（携帯型の差圧計でも良い）、必要回転数計算手段１２に接続して検査を実施する。このとき、差圧の測定結果やパラメータを専用ＰＣの画面に表示して確認できるようにしてもよい。
［計算方法の詳細］
図２は、気圧変化を予測する原理を示す、かご内空気の模式図である。ボイル・シャルルの法則により、一定温度下で気圧Ｐと体積Ｖの積は一定になることから、加圧時かご内に空気が流入し仮想的なかご３の容積が変化する前後の体積と気圧に式（２）の関係が成り立つ。

よって、初期かご内気圧（すなわち走行開始位置における外気圧）をＰ_０、初期かご容積をＶ_０とすると、変化後のかご内気圧Ｐ_ｃ’は、式（３）で表される。

さらに、変化後の仮想的なかご３の容積Ｖ_ｃ’を、加圧時流入した空気の体積Ｖ_１を用いて、式（４）で定義する。

式（４）を式（３）に代入すると、式（５）が得られる。

ただし、Ｖは、かご３が差圧で変形した時の容積なので、初期容積Ｖ_０と一致するとは限らない。また、ブロワ風量をＱ_Ｂ、隙間漏れ風量をＱ_Ａ、配管容積変動による実質風量の減少分（差圧で配管容積が増大した場合、かご内に流入する風量が減少する分）をＱ_Ｖとして、Ｖ_１を式（６）で計算する。

式（５）における気圧Ｐ_ｃ’を目標気圧Ｐ_ｃｒｅｆとし、式（６）を式（５）に代入し、ブロワ流量Ｑ_Ｂについて解けば、ブロワ必要流量を求める式（７）が得られる。

式（７）より、かご３の気圧が安定しかご３の容積変動が無ければ、Ｖの微分値はゼロになり必要風量に影響しない。このことから、かご３の変形による容積変動は、かご内の気圧が変化し容積が変化する過渡期にのみ影響することがわかる。

同一流路のブロワ風量Ｑ_Ｂはブロワ回転数ｆ_Ｂに比例するので、ブロワ風量に関するパラメータＫ_Ｂを用いてブロワ風量Ｑ_Ｂを式（８）で計算する。Ｋ_Ｂの求め方については後述する。

よって、式（７），（８）より、目標気圧Ｐ_ｃｒｅｆに対するブロワ必要回転数は、式（９）で求めることができる。

式（９）のかご３の容積Ｖは、かご３内外の差圧ΔＰ_ｃによる変形を考慮し、一例として式（１０）で計算する。

ただし、Ｋ_ｃは、あらかじめ設定したかご３の容積変動に関するパラメータである。所定のパタンでブロワ１を運転した時の差圧測定結果よりＫ_ｃを求める方法については後述する。

なお、式（１０）の差圧ΔＰ_ｃは、予測計算においては目標気圧パタンＰ_ｃｒｅｆとかご外気圧Ｐ_ｏｕｔの差である目標差圧ΔＰ_ｃｒｅｆを用いる。

かご３の隙間７から洩れる風量Ｑ_Ａは、あらかじめ設定したかごの隙間面積Ａと空気密度ρ、目標かご内差圧ΔＰ_ｃｒｅｆを用いて式（１１）で計算する。なお、本式は、いわゆるベルヌーイの原理から求められる。

なお、隙間面積Ａを求める方法については、後述する。

配管６の容積変動で変化する風量Ｑ_Ｖは、配管内外の差圧ΔＰ_ｃによる変形を考慮し、一例として式（１２）で計算する。

ただし、Ｋ_ｄはあらかじめ設定される配管６の容積変動に関するパラメータである。所定のパタンでブロワ１を運転した時の差圧測定結果よりＫ_ｄを求める方法については後述する。

式（１２）より、かご内の気圧が安定したときに右辺の微分値はゼロになるので、配管の容積変動はかご内の気圧が変化する過渡期のみに影響することがわかる。

以上により、必要回転数計算手段１２は、ブロワ風量に関するパラメータＫ_Ｂ、隙間面積Ａ、かご３の容積変動に関するパラメータＫ_ｃ、配管６の容積変動に関するパラメータＫ_ｄを用いてブロワ１に必要な回転数ｆ_Ｂを予測計算する。ただし、装置の構造によっては、影響の少ないパラメータを無視しても良い。例えば、配管６の剛性が高く変形を無視できる場合がある。その場合は、式（６），（７），（９）のＱ_Ｖは無視し、配管６の容積変動に関するパラメータＫ_ｄを求める必要は無い。
［検査方法］
図３は、第１の実施例における検査手順を示す。正確な隙間面積，ブロワ風量および、かご３と配管６の容積変動量は、検査前は未知のため、本手順に従って、既知の物理量より推定する。
（隙間面積）
まず、ブロワ１を停止した状態でかご３を走行させて、かご３内外の差圧ΔＰ_ｃを測定し（ＳＴＥＰ１）、既知の高低差による気圧差のみによって隙間から洩れる空気の風量を理論的に求め、真の隙間面積Ａを求める（ＳＴＥＰ２）。先に述べたとおり、検査運転実行手段１５により、ブロワ１用のインバータ４に０指令を出し、その状態でかご３を運転する。例えば、最下階から最上階まで通常の速度パタンで運転すると、かご３を減圧するときの特性が得られる。逆に、最上階から最下階まで運転すると、かご３を加圧するときの特性が得られる。以下は、かご３を加圧するときの特性を調べる場合について説明する。

ブロワ１を停止するので、かご３と流路は穏やかに変形する。そのため、過渡期に顕著に表れる容積変動の影響は無視できる。よって、式（７）の目標差圧△Ｐ_ｃｒｅｆを差圧測定値ΔＰ_ｃとかご外気圧Ｐ_ｏｕｔの和に置き換え、隙間漏れ風量Ｑ_Ａについて解くと、式（１３）が得られる。

一方、ベルヌーイの定理により、隙間を流れる空気の流速ｖは、流れの上流側と下流側の気圧差のみによって決まり、かご３内外の差圧測定値ΔＰ_ｃを用いて式（１４）で表される。

ただし、ρは空気の密度である。流速ｖに流路の断面積に相当する隙間面積Ａを掛けたものが流量Ｑ_Ａなので、式（１４）に隙間面積を掛けたものと式（１３）は等しい。よって、式（１５）が得られる。

式（１５）を隙間面積Ａについて解くと、差圧測定結果ΔＰ_ｃより、隙間面積Ａを求めることができる（ＳＴＥＰ２）。

なお、かご３の位置を巻き上げ機のエンコーダ等により測定できるので、既知の位置情報よりかご外気圧Ｐ_ｏｕｔを計算できる。また、下降運転でかごを加圧する場合について上述したが、かごを上昇運転して減圧する場合についても同様である。隙間面積は、加圧時と減圧時で異なる場合があるので、精度良く気圧変化を予測するためには加圧と減圧の両方について検査運転を行い、それぞれの隙間面積を求めてもよい。
（ブロワ風量）
次に、かご３を停止した状態でかごドア８を閉じ、ブロワ１を所定の速度パタン（以下、試験パタン）で運転して差圧ΔＰ_ｃを測定し（ＳＴＥＰ３）、真のブロワ風量と容積変動に関するパラメータを求める（ＳＴＥＰ４〜６）。

ブロワ１の試験パタンは、所定の加速度で回転速度を上げていく部分と、所定の回転速度で一定に運転する部分とから成る。回転速度を一定にして差圧が安定する定常状態において、隙間漏れ風量とブロワ風量は一致するので、式（１６）の関係が成り立つ。

よって、先に求めた隙間面積Ａと差圧ΔＰ_ｃの測定値より真のブロワ風量Ｑ_Ｂが分かり、そのときのブロワ回転数ｆ_Ｂよりブロワ風量に関するパラメータＫ_Ｂを求めることができる（ＳＴＥＰ４）。なお、指令値通りにブロワ１が回転しているかどうかは、一般的なインバータ４の機能、例えばロータリエンコーダによる速度検出やモータ誘起電圧によるセンサレスでの速度検出により、確認できる。また、真のブロワ風量が分かったら、何通りかの風量で差圧を測定し、式（１６）より差圧毎の隙間面積を求めても良い。加圧すると隙間が増大する傾向があるため、精度良く気圧変化を予測する場合には、差圧による隙間面積の変化も考慮する。
（かご容積変動）
一方、式（５）より、かごが停止した状態でかご外の気圧は初期気圧Ｐ_０のまま変化しないので、式（１７）の関係が成り立つ。

また、定常状態において、隙間漏れ風量Ｑ_Ａとブロワ風量Ｑ_Ｂは一致するので、式（６）より、式（１８）を得る。

さらに、式（１２）より差圧が一定の定常状態でＱ_ｖは０となる。よって、式（１７）のＶ_１を０として、変化後のかご容積Ｖについて解くと、式（１９）を得る。

一方、かご３の初期容積Ｖ_０から変化した仮想的な容積変動量ΔＶは、ブロワ１による流入空気体積ΔＶ_Ｂ、隙間漏れによる流出空気体積をΔＶ_Ａ、かご変形による容積変動をΔＶ_ｃとすると、式（２０）の関係が有る。

定常状態でブロワ風量Ｑ_Ｂと隙間漏れ風量Ｑ_Ａは等しく、ΔＶ_ＢとΔＶ_Ａは等しいので、式（２０）の容積変動量ΔＶとかごの容積変動量ΔＶ_ｃが一致する。よって、式（１０）（１９）（２０）より、かご３の容積変動に関するパラメータＫ_ｃを表す式（２１）が得られる（ＳＴＥＰ５）。

（配管の容積変動）
次に、過渡期の応答に着目して配管６の容積変動に関するパラメータＫ_ｄを求める（ＳＴＥＰ６）。

過渡期のダクトの容積変動ΔＶ_ｄの影響を考慮すると、式（２０）から式（２２）を得る。

式（２２）より、配管の容積変動ΔＶ_ｄは式（２３）で表される。

先に、ブロワ風量に関するパラメータＫ_Ｂ，隙間面積Ａ，かご３の容積変動に関するパラメータＫ_ｃを求めているので、試験パタンのブロワ回転数ｆ_Ｂ、かご内差圧の測定値ΔＰ_ｃより、式（２３）からΔＶ_ｄを計算することができる。

一方、式（１２）より、式（２４）を得る。

よって、配管の容積変動に関するパラメータＫ_ｄは、式（２５）で計算できる。

以上は、加圧時の説明だが、最初にかごを最下階から最上階に運転してＳＴＥＰ１から順番に同様の試験をすることで、減圧時の特性も調べることができる。第１の実施例によれば、かごを通常通りに走行させて、予測計算に用いるパラメータを求めることができる。

図４は、本発明の第２の実施例であるエレベータ気圧制御装置の構成を示す。

第１の実施例との構成上の違いは、補正量監視手段１８とエレベータ制御装置１９を追加した点である。なお、エレベータ制御装置１９は、主にかごの運行を制御する制御装置であり、一般のエレベータが備えているものである。通常運転時に、補正量監視手段１８は常に補正量の大きさを監視し、所定の値よりも大きい場合は、破線の矢印で示すように、エレベータ制御装置１９に信号を出力する。

例えば、補正量監視手段１８は、あらかじめ計算した必要回転数に補正量を加えた補正後のインバータ指令およびインバータ指令の加速度を監視する。さらに、補正量監視手段１８は、インバータ指令が、ブロワ定格回転数を超える場合あるいはインバータ指令の加速度がインバータ４で発生可能な加速度を超える場合に、制御対象の特性が大幅に変化したと判断し、エレベータ制御装置１９にアラームを送出して、検査運転の実施を促す。これにより、エレベータ管理者が気圧制御装置の制御精度低下に対して迅速に対応できる。

図５は、本発明の第３の実施例であるエレベータ気圧制御装置の構成を示す。

第１の実施例との構成上の違いは、かご３に２〜１０ｃｍ^２程度の小穴２０と栓２１を追加した点である。通常運転時は小穴２０を栓２１で塞いでおく。検査時などにおいて、栓２１を外せば、かご３の隙間面積を増大させることができる。小穴２０に蓋を被せ、開閉する構造にしてもよい。小穴２０の寸法により、隙間面積の変化量は既知となる。小穴２０の位置は、点検時に作業がし易い配置にする。なお、かごの隙間面積を変更する手段としては、小穴に限らず、かごに設けられる開閉可能な開口部であればよい。

図５においては、かご３の下部に小穴２０を設けているが、かご３の上部や側面でもかまわない。エレベータの場合、一般的に、かご３の上部と下部の両方とも作業スペースになり得るので、かご３の上部、下部の両方に小穴２０を設けてもよい。かご３に連結されている流路の比較的かご３に近い位置、例えば配管６がかごに接して流路が拡大する部分で、かご３の隙間とみなせる場合は、その部分に小穴２０を設けてもよい。また、かご内から栓２１を外せるようにしてもよい。φ２１ｍｍの小穴２０を３個設けて合計１０ｃｍ^２にするなど、小穴２０は複数設けてもよい。

図６に、第３の実施例における第１の検査手順を示す。

まず、小穴２０に栓２１を付けた状態で、第１回目の差圧測定を行う（ＳＴＥＰ１）。ＳＴＥＰ１においては、かご３を停止し、かごドア８を閉じた状態で、第１の実施例と同様の試験パタンで、ブロワ１を運転し差圧ΔＰ_ｃを測定する。ブロワ回転数ｆ_Ｂが一定で、かご内気圧が安定した時の差圧ΔＰ_１（＝ΔＰ_ｃ）を測定する。

次に、小穴２０の栓２１を抜いた状態で、第２回目の差圧測定を行う（ＳＴＥＰ２）。第１回目と同様に、ブロワ１を試験パタンで運転し、かご内気圧が安定した時の差圧ΔＰ_２を測定する。２回とも同じ検査パタンで同じ回転数ｆ_Ｂでブロワ１を運転するが、小穴２０から空気が漏れるので、２回目の差圧ΔＰ_２は１回目の差圧ΔＰ_１よりも小さくなる。

ここで、ブロワ１の風量を決める要因には、回転数の他に流路の圧力損失がある。かご３の隙間面積が変わることで流路の圧力損失が変わるので、同じ回転数でブロワ１を運転しても、ブロワ風量が変化する。図６の実施例では、この影響が無視できるほど小さく、２回とも同じ風量とみなせることを前提にする。

定常状態では、ブロワ風量Ｑ_Ｂと隙間から洩れる風量Ｑ_Ａは等しいので、式（２６）の関係が成り立つ。

ただし、Ａ_ｅは小穴の面積である。式（２６）を連立方程式として解けば、ブロワ風量Ｑ_Ｂと隙間面積Ａを求めることができる（ＳＴＥＰ３）。さらに、ブロワ風量Ｑ_Ｂと、このときのブロワ回転数ｆ_Ｂより、ブロワ風量に関するパラメータＫ_Ｂを求めることができる（ＳＴＥＰ４）。

図７は、第３の実施例における第２の検査手順を示す。

本検査手順は、かご３の隙間面積が変わることで流路の圧力損失が変わり、上記第１の手順における１回目の測定と２回目の測定でブロワ風量Ｑ_Ｂが変化する場合に、実行する。

図７の検査手順において、第１回目と第２回目の差圧測定は、図６に示した第１の手順と同じ方法で測定する（ＳＴＥＰ１〜２）。第３回目の差圧測定は、引き続き小穴２０の栓２１を外した状態で差圧ΔＰ_３を測定する。このとき、差圧ΔＰ_３が第１回目に測定した差圧ΔＰ_１になるように、ブロワ１の回転数を調整し、その時のブロワ回転数ｆ_Ｂ３を測定する（ＳＴＥＰ３）。第１回目の測定で実施した検査パタンのブロワ回転数をｆ_Ｂ１とすると、第３回目の検査は隙間面積がＡ_ｅだけ大きいので、ｆ_Ｂ３はｆ_Ｂ１よりも大きくなる。よって、第１の実施例と異なり、試験パタンの回転数ｆ_Ｂ１は、余裕を見てモータ２の最大回転数よりも小さくしておく。なお、ｆ_Ｂ１およびｆ_Ｂ３として、ブロワ回転数の指令値を用いてもよい。

２回目と３回目の差圧測定はいずれも小穴１０を開けており、同じ流路なので、風量は回転数に比例する。また、式（１１）より風量と差圧の関係を見ると、差圧は風量の２乗に比例する。よって、２回目と３回目の測定結果について、式（２７）の関係が成り立つ。

式（２７）より式（２８）を得る。

また、式（１１）を差圧ΔＰについて解くと、１回目と２回目の差圧は式（２９）および（３０）となる。

式（２８），（２９）および（３０）を連立方程式として解けば、隙間面積Ａ，ブロワ風量Ｑ_Ｂ１およびＱ_Ｂ２を求めることができる。さらに、いずれかのブロワ風量とブロワ回転数の関係から、ブロワ風量に関するパラメータＫ_Ｂを求めることができる。

なお、小穴２０を開けた状態で第１回の差圧測定値に合わせてブロワ回転数を調節したが、小穴２０を閉じて第２回の差圧測定値に合わせてブロワ回転数を調整してもよい。その場合、３回目のブロワ回転数ｆ_Ｂ３は２回目のブロワ回転数より小さくなるので、試験パタンの回転数ｆ_Ｂ１，ｆ_Ｂ２は、余裕を見ることなく、ブロワ１の定格回転数にしても良い。

上記のように、第３の実施例によれば、かごを動かすことなく、予測計算に用いるパラメータを求めることができる。

図８は、本発明の第４の実施例であるエレベータ気圧制御装置の構成を示す。第１の実施例との構成上の違いは、ブロワ１の吐き出し口に風量調節装置２２を追加し、さらに風量調節装置２２を操作するドライバ２３を追加した点である。

風量調節装置２２は、ブロワ１から吐き出された空気の一部を大気に放出することにより、かご内に入る空気の風量を変化させる。大気に放出する空気とかご内に入れる空気の比率は、風量調節装置２２内部の可動式の弁２４で調節する。

必要回転数計算手段１２は、気圧変化を予測してブロワ１の回転数と弁２４の開度を計算する。また、補正量計算手段１４はブロワ回転数または弁開度を補正する。

検査運転実行手段１５は、インバータ４とドライバ２３のそれぞれを、直接操作する。第１の実施例と同様に隙間面積を求める場合、検査運転実行手段１５は、風量調節装置２２に対し検査用の制御指令を送出して、弁２４を大気側に対して閉じ、かご内の空気が大気に漏れないようにする。また、風量を求める場合は、ブロワ１の空気を１００％かご内に入れるように、弁２４を大気側に対して閉じる。最初にブロワ風量が分かれば、その後に弁２４の開度を変えて弁開度と風量の関係を調べることができる。ブロワ回転数を弁開度に置き換え、第１または第３の実施例と同様の検査をして、ブロワ風量と同様に弁開度に対応する風量を求める。

例えば、第３の実施例と同様の検査で弁開度と風量の関係を調べる場合、弁開度に応じて流路の圧力損失が変わることを考慮できる。第３の実施例の第２の検査手順において、弁２４の角度を変えると、隙間面積を変えたのと同じように差圧が変化する。ブロワ回転数を調整して変化する前の差圧に合わせることで、その弁開度におけるブロワ回転数と風量の関係を求めることができる。

本実施例において、パラメータ設定手段１７は、弁２４の開度と風量に関するパラメータも設定する。

なお、本発明は前述した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した各実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、さらに、ある実施例の構成に他の実形例の構成を加えることも可能である。さらにまた、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。

例えば、各パラメータの算出結果を表示する表示装置を設けてもよい。また、検査運転のための特別な時間を設定せずに、通常のサービス運転時に、かご内外の差圧を測定してパラメータを算出しても良い。さらに、エレベータが設置される建物から地理的に離れている監視センターからの遠隔操作により、差圧測定およびパラメータ設定を実行しても良い。

１…ブロワ
２…モータ
３…かご
４…インバータ
５…吸気管
６…配管
７…隙間
８…ドア
９…パッキン
１０…パネル
１１…目標気圧パタン発生手段
１２…必要回転数計算手段
１３…差圧計
１４…補正量計算手段
１５…検査運転実行手段
１６…差圧記録手段
１７…パラメータ設定手段
１８…補正量監視手段
１９…エレベータ制御装置
２０…小穴
２１…栓
２２…風量調節装置
２３…ドライバ
２４…弁

Claims (14)

1. エレベータのかご内に空気を出し入れする送風手段と、
   前記送風手段の風量を調節する風量調節手段と、
   予め設定される、前記送風手段または前記かごの経年変化に関するパラメータおよび前記かごの内外における気圧の目標差圧に基づいて、前記風量調節手段への制御指令を作成する制御手段と、
   を備えるエレベータ気圧制御装置において、
   前記パラメータは、前記風量調節手段に検査用制御指令を与える検査運転実行手段と、前記かごの内外における気圧の差圧を測定する差圧測定手段とによって、前記検査用制御指令に応じた前記風量調節手段の運転状態において前記差圧測定手段によって測定される差圧に基づいて算出されることを特徴とするエレベータ気圧制御装置。
2. 請求項１に記載のエレベータ気圧制御装置において、
   前記パラメータは前記かごの隙間面積に関するパラメータを含み、
   前記検査運転実行手段は、前記風量調節手段に前記制御指令として停止指令を与え、前記かごの走行状態において前記差圧測定手段が測定する前記かごの内外における気圧の差圧に基づいて、前記隙間面積が算出されることを特徴とするエレベータ気圧制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のエレベータ気圧制御装置において、
   前記パラメータは、前記送風手段の風量に関するパラメータ，かごの容積変動に関するパラメータ並びに配管の容積変動に関するパラメータのいずれかを含み、
   前記検査運転実行手段は、前記風量調節手段に前記制御指令として運転指令を与え、前記かごの運転状態かつかごドアの閉状態において前記差圧測定手段が測定する前記かごの内外における気圧の差圧に基づいて、前記送風手段の風量に関するパラメータ，前記かごの容積変動に関するパラメータ並びに配管の容積変動に関するパラメータのいずれかが算出されることを特徴とするエレベータ気圧制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエレベータ気圧制御装置において、
   前記かごの通常運転時に、前記差圧測定手段によって測定される前記かごの内外における気圧の差圧に基づいて、前記制御指令を補正する補正手段を備えることを特徴とするエレベータ気圧制御装置。
5. 請求項４に記載のエレベータ気圧制御装置において、
   前記補正手段による補正量を監視する補正量監視手段を備えることを特徴とするエレベータ気圧制御装置。
6. 請求項１または請求項２に記載のエレベータ気圧制御装置において、
   前記かごの隙間面積を変更する隙間変更手段を備え、
   前記パラメータは、前記送風手段の風量に関するパラメータを含み、
   前記検査運転実行手段が前記風量調節手段に第１の運転指令を与え、前記送風装置を第１の速度で運転し、前記隙間変更手段によって前記隙間面積を変更せずに、前記かごの運転状態かつかごドアの閉状態において、前記差圧測定手段が前記かごの内外における気圧の第１の差圧を測定し、
   前記検査運転実行手段が前記風量調節手段に第２の運転指令を与え、前記送風装置を第２の速度で運転し、前記かごの運転状態かつかごドアの閉状態において、前記隙間変更手段により前記隙間面積を変更して、前記差圧測定手段が前記かごの内外における気圧の第２の差圧を測定し、
   前記第１の差圧および前記第２の差圧に基づいて、前記送風手段の風量に関するパラメータが算出されることを特徴とするエレベータ気圧制御装置。
7. 請求項６に記載のエレベータ気圧制御装置において、
   前記かごの運転状態かつかごドアの閉状態において、前記隙間変更手段により前記隙間面積を変更して、前記検査運転実行手段が前記風量調節手段に第３の運転指令を与え、前記差圧測定手段が測定する前記かごの内外における気圧の差圧が前記第１の差圧となるように、前記送風装置を第３の速度で運転し、
   前記第１の差圧，前記第２の差圧，前記第１の速度および前記第３の速度に基づいて前記送風手段の風量に関するパラメータが算出されることを特徴とするエレベータ気圧制御装置。
8. 請求項６または請求項７に記載のエレベータ気圧制御装置において、
   前記隙間変更手段は、乗りかごに設けられ、栓によって開閉可能な穴部であることを特徴とするエレベータ気圧制御装置。
9. 請求項３に記載のエレベータ気圧制御装置において、
   前記運転指令は、前記送風手段を、所定の加速度で運転する部分と、所定の速度で運転する部分とからなるパタンを有することを特徴とするエレベータ気圧制御装置。
10. 請求項１に記載のエレベータ気圧制御装置において、
    前記送風手段から吐出される空気の内、前記かごに入る空気の風量を調整する弁を有する風量調節装置を備え、
    前記検査運転実行手段により、前記弁の開度が制御されることを特徴とするエレベータ気圧制御装置。
11. エレベータのかご内に空気を出し入れする送風手段の風量を、前記送風手段または前記かごの経年変化に関するパラメータと、前記かごの内外における気圧の目標差圧と、に基づいて制御するエレベータ気圧制御方法において、
    前記パラメータは前記かごの隙間面積に関するパラメータを含み、
    前記送風手段を停止して、前記かごの走行状態においてかごの内外における気圧の差圧を測定するステップと、
    測定される前記差圧に基づいて前記隙間面積を算出するステップと、
    を含むことを特徴とするエレベータ気圧制御方法。
12. エレベータのかご内に空気を出し入れする送風手段の風量を、前記送風手段または前記かごの経年変化に関するパラメータと、前記かごの内外における気圧の目標差圧と、に基づいて制御するエレベータ気圧制御方法において、
    前記パラメータは、前記送風手段の風量に関するパラメータ，かごの容積変動に関するパラメータ並びに配管の容積変動に関するパラメータのいずれかを含み、
    前記送風手段を運転し、かごの運転状態かつかごドアの閉状態においてかごの内外における気圧の差圧を測定するステップと、
    測定される前記差圧に基づいて、前記送風手段の風量に関するパラメータ，前記かごの容積変動に関するパラメータ並びに配管の容積変動に関するパラメータのいずれかを算出するステップと、
    を含むことを特徴とするエレベータ気圧制御方法。
13. エレベータのかご内に空気を出し入れする送風手段の風量を、前記送風手段または前記かごの経年変化に関するパラメータと、前記かごの内外における気圧の目標差圧と、に基づいて制御するエレベータ気圧制御方法において、
    前記パラメータは、前記送風手段の風量に関するパラメータを含み、
    前記送風装置を第１の速度で運転し、前記かごの隙間面積を変更せずに、前記かごの運転状態かつかごドアの閉状態において、前記かごの内外における気圧の第１の差圧を測定するステップと、
    前記送風装置を第２の速度で運転し、前記かごの運転状態かつかごドアの閉状態において、前記隙間面積を変更して、前記かごの内外における気圧の第２の差圧を測定するステップと、
    測定された前記第１の差圧および前記第２の差圧に基づいて、前記送風手段の風量に関するパラメータを算出するステップと、
    を含むことを特徴とするエレベータ気圧制御方法。
14. エレベータのかご内に空気を出し入れする送風手段の風量を、前記送風手段または前記かごの経年変化に関するパラメータと、前記かごの内外における気圧の目標差圧と、に基づいて制御するエレベータ気圧制御方法において、
    前記パラメータは、前記送風手段の風量に関するパラメータを含み、
    前記送風装置を第１の速度で運転し、前記かごの隙間面積を変更せずに、前記かごの運転状態かつかごドアの閉状態において、前記かごの内外における気圧の第１の差圧を測定するステップと、
    前記送風装置を第２の速度で運転し、前記かごの運転状態かつかごドアの閉状態において、前記隙間面積を変更して、前記かごの内外における気圧の第２の差圧を測定するステップと、
    前記隙間面積を変更して、前記かごの内外における気圧の差圧が前記第１の差圧となるように、前記送風装置を第３の速度で運転するステップと、
    前記第１の差圧，前記第２の差圧，前記第１の速度および前記第３の速度に基づいて前記送風手段の風量に関するパラメータを算出するステップと、
    を含むここと特徴とするエレベータ気圧制御方法。

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