JP6419027B2 - エレベータ及びエレベータの気圧制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、乗りかごの昇降動作に合わせて乗りかご内の気圧を制御することができるエレベータ及びエレベータの気圧制御方法に関するものである。

近年、建築構造物の高層化に伴い、エレベータの乗りかごの昇降距離が長くなり、さらに乗りかごの昇降速度も速くなっている。乗りかごの昇降距離が長くなり、昇降速度が速くなると、乗りかご内の気圧変化も大きくなる。そして、乗りかご内の気圧が急激に変化すると、耳詰まりや不快感を乗客に与えることがある。

このような不都合を改善するために、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、外部の空気を乗りかご内に吸入する吸気用ブロアと、乗りかご内の空気を外部へ排出する排気用ブロアと、吸気用ブロア及び排気用ブロアを、エレベータ装置の昇降工程に応じて交互に作動させるように制御する制御手段を備えた技術が記載されている。

特開平１０−１８２０３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、一方の送風部が動作している際、他方の送風部の動作は停止している。また、一般的に、送風部には、ファンの回転を停止させるためのロック機構が設けられていないため、動作が停止している他方の送風部の動作は、空気の流れに対する抵抗が小さくなっていた。

例えば、吸気用送風部により乗りかご内に空気を吸気する場合、吸気により生じた乗りかごの中の気圧と外部の気圧との圧力差により、排気用送風部のファンが回転し、排気用送風部から空気が漏れて、乗りかご内に外部の空気を送り込む総量が減少していた。その結果、特許文献１に記載された技術では、乗りかご内の気圧が所望の気圧パターンから大きく外れ、気圧を制御する効果が低下する、という問題を有していた。

本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、気圧を制御する効果を向上させることができるエレベータ及びエレベータの気圧制御方法を提供することにある。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のエレベータは、昇降路内を昇降動作する乗りかごと、排気用送風部と、吸気用送風部と、制御部とを備えている。排気用送風部は、回転駆動するファンを有し、ファンが順方向に回転駆動すると乗りかごの中の空気を外部に排気する。吸気用送風部は、回転駆動するファンを有し、ファンが順方向に回転駆動すると外部から乗りかごの中に空気を吸気する。制御部は、排気用送風部及び吸気用送風部を制御する。また、制御部は、排気用送風部及び吸気用送風部のうち一方のファンを順方向に回転駆動させる際に、乗りかごの気圧と外部の気圧の圧力差が最も大きくなる期間に、排気用送風部及び吸気用送風部のうち残りの他方のファンを、停止時において乗りかごの気圧と外部の気圧との圧力差によって順方向に回転する回転速度よりも遅い回転速度で順方向に回転駆動させる。

また、本発明のエレベータの気圧制御方法は、以下（１）から（２）に示す工程を含んでいる。
（１）乗りかごが昇降路を昇降動作する際に、制御部が、排気用送風部及び吸気用送風部のうち一方を動作させて、乗りかごの中の空気を外部に排気する又は、外部から乗りかごの中に空気を吸気する工程。
（２）排気用送風部及び吸気用送風部のうち一方の送風部のファンを順方向に回転駆動させる際に、制御部が、前記乗りかごの気圧と前記外部の気圧の圧力差が最も大きくなる期間に、排気用送風部及び吸気用送風部のうち残りの他方の送風部のファンを、停止時において乗りかごの気圧と外部の気圧との圧力差によって順方向に回転する回転速度よりも遅い回転速度で順方向に回転駆動させる工程。

本発明のエレベータ及びエレベータの気圧制御方法によれば、排気用送風部と吸気用送風部による乗りかご内の気圧を制御する効果を向上させることができる。

本発明の実施の形態例にかかるエレベータを示す模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態例にかかるエレベータの乗りかごを示す概略構成図である。 本発明の実施の形態例にかかるエレベータの制御系を示すブロック図である。 本発明の実施の形態例にかかるエレベータの上昇時の乗りかご内の気圧変化を示す説明図である。 本発明の実施の形態例にかかるエレベータの上昇時の吸気用送風部及び排気用送風部の運転パターンの一例を示す説明図である。 図５に示す運転パターンにおける乗りかご内の空気を排気する際の乗りかごの状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態例にかかるエレベータの上昇時の吸気用送風部及び排気用送風部の運転パターンの他の例を示す説明図である。 図７に示す運転パターンにおける乗りかご内の空気を排気する際の乗りかごの状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態例にかかるエレベータ及びエレベータの気圧制御方法について、図１〜図８を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

１．エレベータの構成
まず、本発明の実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかるエレベータの構成について、図１を参照して説明する。
図１は本例にかかるエレベータの構成例を示す概略構成図である。

図１に示すように、本発明のエレベータ１は、建物構造物内に形成された昇降路１１０と、人や荷物を載せる乗りかご１２０と、ロープ１３０と、釣合錘１４０と、巻上機１００とを備える。昇降路１１０は、建築構造物内に形成され、その頂部には機械室１６０が設けられている。

巻上機１００は、機械室１６０に配置され、ロープ１３０を巻き掛けることにより乗りかご１２０を昇降させる。また、巻上機１００の近傍には、ロープ１３０が装架される反らせ車１５０が設けられている。

乗りかご１２０は、中空の略直方体状に形成されている。乗りかご１２０は、ロープ１３０を介して、釣合錘１４０と連結され、昇降路１１０内を昇降する。

次に、図２を参照して、乗りかご１２０の構成について説明する。
図２は、乗りかご１２０を示す斜視図である。

図２に示すように、乗りかご１２０は、中空の直方体状に形成されている。乗りかご１２０は、かご床１２１と、天井１２２と、３つの第１側板１２３と、第２側板１２４と、かご側ドア１２６とを有している。そして、かご床１２１と、天井１２２と、３つの第１側板１２３と、第２側板１２４と、かご側ドア１２６によりかご室を構成している。

かご床１２１は、矩形状に形成されており、かご室の床面となる。天井１２２は、かご床１２１と同様に、矩形状に形成されている。天井１２２は、かご床１２１に対して鉛直方向に対向し、かご室の鉛直方向の上部に配置される。

第１側板１２３及び第２側板１２４は、かご床１２１の周囲においてかご床１２１に対して垂直に立設されている。第２側板１２４には、図１に示す昇降路１１０の出入り口側に配置される。第２側板１２４には、開口部１２４ａが設けられている。開口部１２４ａには、かご側ドア１２６が開閉可能に設けられている。

また、乗りかご１２０における天井１２２の上面には、排気用送風部４と、吸気用送風部５が設けられている。排気用送風部４及び吸気用送風部５は、乗りかご１２０が昇降動作する際に、乗りかご１２０内の気圧を制御する。

排気用送風部４は、乗りかご１２０内の空気を外部に排気し、乗りかご１２０の気圧を低下させるものである。排気用送風部４は、乗りかご１２０内の空気を吸入する吸入口４ａと、空気を外部に排気する排気口４ｂと、ファンが回転駆動する排気用駆動部４ｃとを有している。

排気用駆動部４ｃのファンが順方向に回転すると、吸入口４ａから乗りかご１２０内の空気が吸入され、吸入された空気は、排気口４ｂから排気される。すなわち、排気用送風部４は、排気用駆動部４ｃのファンが順方向に回転すると、乗りかご１２０内の空気を外部へ排気し、乗りかご１２０を減圧する。

また、排気用駆動部４ｃのファンが通常とは逆方向に回転すると、排気口４ｂから乗りかご１２０の外部の空気が吸入され、吸入された空気は、吸入口４ａから乗りかご１２０内に排気される。

吸気用送風部５は、乗りかご１２０内に空気を外部から吸入し、乗りかご１２０の気圧を上昇させるものである。吸気用送風部５は、乗りかご１２０内に空気を送り込む送風口５ａと、乗りかご１２０の外部の空気を吸入する吸入口５ｂと、ファンが回転駆動する吸気用駆動部５ｃとを有している。

吸気用駆動部５ｃのファンが順方向に回転すると、吸入口５ｂから外部の空気が吸入され、吸入された空気は、送風口５ａから乗りかご１２０内に送り込まれる。すなわち、吸気用送風部５は、吸気用駆動部５ｃのファンが順方向に回転すると、乗りかご１２０内に空気を送り込み、乗りかご１２０を加圧する。

また、吸気用駆動部５ｃのファンが通常とは逆方向に回転すると、送風口５ａから乗りかご１２０内の空気が吸入され、吸入された空気は、吸入口５ｂから乗りかご１２０の外部へ排気される。

次に、図３を参照して本例のエレベータ１における気圧制御機構の制御系の構成について説明する。
図３は、エレベータ１における気圧制御機構の制御系を示すブロック図である。

図３に示すように、エレベータ１は、制御部３と、圧力計６を備えている。制御部３は、排気用送風部４と、吸気用送風部５と、圧力計６に接続されている。制御部３は、例えば、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラムや各種データ等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）とを有する。ＲＯＭには、排気用送風部４及び吸気用送風部５の駆動を制御する駆動データが保存されている。

圧力計６は、乗りかご１２０内に設けられている。圧力計６は、乗りかご１２０内の気圧を測定し、測定した気圧データを制御部３に送信する。制御部３は、圧力計６から受信した気圧データに基づいて乗りかご１２０内の気圧が、要求された気圧に達しているか否かを判断する。そして、制御部３は、判断した内容に応じて、排気用送風部４及び吸気用送風部５の動作の補正制御を行う。このように、圧力計６が測定した気圧データを用いてフィードバック制御を行うことで、乗りかご１２０内の気圧を好適な気圧パターンにより近づけることができる。

なお、本例では、乗りかご１２０内の気圧を測定する圧力計６を設けた例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、乗りかご１２０内の気圧と乗りかご１２０の外部の気圧の差を測定する差圧計を乗りかご１２０に設けてもよい。

２．エレベータにおける乗りかごの気圧制御動作の一例
次に、図４〜図６を参照して上述した構成を有するエレベータ１における乗りかご１２０の気圧制御動作の一例について説明する。
図４は、上昇時の乗りかご内の気圧変化を示す説明図である。図５は、上昇時の排気用送風部及び吸気用送風部の運転パターンの一例を示す図であり、図６は、乗りかご内の空気を排気する際の乗りかごの状態を示す説明図である。

ここで、エレベータ１における乗りかご１２０の上昇及び下降運転は、加速期と、速度が一定となる定速期と、減速期の３つの速度制御パターンにより行われる。例えば、乗りかご１２０が上昇すると、乗りかご１２０の外側の気圧は、乗りかご１２０の上昇速度と同様に変化する。そのため、乗りかご１２０内の気圧制御を行わない場合、図４の実線で示すように、乗りかご１２０内の気圧は、乗りかご１２０の上昇速度に従ってＳ字状に変化する。

そして、乗りかご１２０の定速期では、単位時間における乗りかご１２０の気圧の変化量が大きくなる。この気圧の変化によって、乗りかご１２０の乗客に対して耳詰まりや不快感を与えるおそれある。乗客の耳詰まりや不快感を解消するため、本例のエレベータ１は、排気用送風部４及び吸気用送風部５を動作させて、図４の二点鎖線に示すように、乗りかご１２０内の気圧をほぼ一定の変化量で変化させている。

これにより、上昇開始高度、いわゆる出発階の大気圧から、上昇停止高度、いわゆる停止階の大気圧までの単位時間における気圧の変化量の最大値を下げることできる。その結果、乗客の耳詰まりや不快感を低減することが可能となる。

なお、本例では、乗りかご１２０内の気圧をほぼ一定の変化量で緩やかに変化させた例を説明したが、乗りかご１２０内の気圧制御は、これに限定されるものではない。例えば、気圧を大きき変化させる期間と、小さく変化させる期間を交互に行い、乗りかご１２０内の気圧を段階的に変化させてもよい。

これにより、乗りかご１２０内の気圧を段階的に変化させることで、乗客に対して適度な圧力変化を認識させることができる。その結果、乗客に嚥下を誘発させて、耳詰まりや不快感を早期に解消させることができる。

乗りかご１２０が上昇する場合、図４及び図５に示すように、制御部３は、まず排気用送風部４における排気用駆動部４ｃのファンを順方向、すなわち乗りかご１２０内の空気を排気する方向に回転駆動させる。これにより、図６に示すように、乗りかご１２０内の空気が、排気用送風部４により、乗りかご１２０の外部に排気される。その結果、乗りかご１２０内の気圧が外部よりも下降する。

また、乗りかご１２０内の気圧が外部よりも低くなることで、乗りかご１２０の気圧と、外部の気圧に差が生じる。この乗りかご１２０の内外の圧力差により、吸気用送風部５における吸気用駆動部５ｃのファンが回転し、吸気用送風部５から外部の空気が乗りかご１２０内に入り込むおそれがある。そのため、乗りかご１２０内の気圧が、要求される気圧に達しないおそれがある。

これに対し、本例では、図５に示すように、制御部３は、吸気用駆動部５ｃのファンを通常とは逆方向に回転駆動させる。すなわち、制御部３は、吸気用駆動部５ｃのファンを乗りかご１２０内の空気を排気する方向に回転駆動させる。

したがって、図６に示すように、吸気用送風部５は、排気用送風部４と同様に、乗りかご１２０内の空気を外部に排気する。その結果、吸気用送風部５を介して外部の空気が乗りかご１２０内に侵入することを防ぐことができ、乗りかご１２０内の気圧が所望の気圧パターンから大きく外れることを防ぐことができる。

また、吸気用送風部５を用いて乗りかご１２０内の空気を排気することで、排気用送風部４による排気動作を補助することができる。これにより、排気用送風部４にかかる負担を軽減させることができる。

また、乗りかご１２０の上昇動作の運転時間が時間ｔ１に達し、排気区間が終了すると、乗りかご１２０内の気圧と外部の気圧が等しくなる。そして、図４及び図５に示すように、制御部３は、吸気用送風部５における吸気用駆動部５ｃのファンを順方向、すなわち乗りかご１２０内に空気を吸気する方向に回転駆動させる。その結果、吸気用送風部５により、乗りかご１２０内に空気が送り込まれ、乗りかご１２０内の気圧が外部よりも上昇する。

さらに、制御部３は、排気用駆動部４ｃのファンを通常とは逆方向に回転駆動させる。すなわち、制御部３は、排気用駆動部４ｃのファンを乗りかご１２０内に空気を吸気する方向に回転駆動させる。

したがって、排気用送風部４は、吸気用送風部５と同様に、乗りかご１２０内に空気を吸気する。その結果、排気用送風部４を介して乗りかご１２０内の空気が外部に漏れ出ることを防ぐことができ、乗りかご１２０内の気圧が所望の気圧パターンから大きく外れることを防ぐことができる。

そして、乗りかご１２０が停止階に到着すると、制御部３は、吸気用送風部５及び排気用送風部４の動作を停止する。

本例のエレベータ１によれば、制御部３は、排気用送風部４及び吸気用送風部５のうち一方の送風部のファンを順方向に回転駆動させている際に、残りの他方の送風部のファンを逆方向に回転駆動させている。これにより、排気用送風部４及び吸気用送風部５のうち一方の送風部のファンを順方向に回転駆動する際に、他方の送風部のファンが乗りかご１２０の外部との差圧によって回転し、空気が意図に反して漏れ出ることを防ぐことができる。その結果、排気用送風部４及び吸気用送風部５による、乗りかご１２０の気圧制御の効果が低下することを防ぐことができる。

なお、本例では、一方の送風部のファンを順方向に回転駆動させている際、残りの他方の送風部のファンを常に逆方向に回転駆動させる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、停止中の残りの他方の送風部から漏れ出る空気の量が増加する期間、すなわち乗りかご１２０の気圧と、外部の気圧の圧力差が最も大きくなる期間にのみ、残りの他方の送風部のファンを逆方向に回転駆動させてもよい。

なお、乗りかご１２０が下降する場合、制御部３は、排気用送風部４及び吸気用送風部５に対して上述した動作の逆の動作を行わせるように制御する。すなわち、制御部３は、まず吸気用駆動部５ｃのファンを順方向に回転駆動させて乗りかご１２０内に空気を送り込む。このとき、制御部３は、排気用駆動部４ｃのファンを逆方向に回転駆動させる。

そして、乗りかご１２０の運転時間が、所定の時間に達すると、制御部３は、排気用駆動部４ｃのファンを順方向に回転駆動させて乗りかご１２０内の空気を排気させる。このとき、制御部３は、吸気用駆動部５ｃのファンを逆方向に回転駆動させる。

３．エレベータにおける乗りかごの気圧制御動作の他の例
次に、図７及び図８を参照して上述した構成を有するエレベータ１における乗りかご１２０の気圧制御動作の他の例について説明する。
図７は、上昇時の排気用送風部及び吸気用送風部の運転パターンの他の例を示す図であり、図８は、乗りかご内の空気を排気する際の乗りかごの状態を示す説明図である。

他の例にかかる気圧制御動作では、排気用駆動部４ｃ及び吸気用駆動部５ｃのファンを逆方向に回転させずに、気圧制御時における乗りかご１２０内からの空気の漏れ量を低減している。

図７に示すように、乗りかご１２０の上昇運転が開始されると、制御部３は、まず排気用送風部４における排気用駆動部４ｃのファンを順方向、すなわち排気方向に回転駆動させる。これにより、図８に示すように、乗りかご１２０内の空気が、排気用送風部４により、乗りかご１２０の外部に排気され、乗りかご１２０内の気圧が外部よりも下降する。

また、図７に示すように、制御部３は、吸気用送風部５における吸気用駆動部５ｃのファンを順方向、すなわち吸気方向に回転駆動させる。このとき、制御部３は、ファンの回転速度を、吸気用駆動部５ｃが停止時に乗りかご１２０内と外部との圧力差によって回転するファンの回転速度よりも遅くなるように制御する。

そのため、図８に示すように、吸気用送風部５を介して外部から乗りかご１２０内に空気が漏れ出るが、吸気用駆動部５ｃのファンが低速に回転駆動することで、停止時よりも空気の流れに対する抵抗が大きくなる。その結果、排気用駆動部４ｃのファンが順方向に回転駆動する際に、吸気用送風部５から漏れ出る空気の量を低減させることができる。

さらに、図７に示すように、乗りかご１２０の上昇動作の運転時間が時間ｔ１に達すると、制御部３は、吸気用駆動部５ｃのファンの回転速度を上げる。その結果、吸気用送風部５により、乗りかご１２０内に空気が送り込まれ、乗りかご１２０内が加圧される。

また、制御部３は、排気用駆動部４ｃのファンの回転速度を下げる。具体的には、制御部３は、排気用駆動部４ｃのファンの回転速度を、排気用駆動部４ｃが停止時に乗りかご１２０内と外部との圧力差によって回転するファンの回転速度よりも遅くなるように制御する。

これにより、排気用送風部４を介して乗りかご１２０から外部へ空気が漏れ出るが、排気用駆動部４ｃのファンが低速に回転駆動することで、停止時よりも空気の流れに対する抵抗が大きくなる。したがって、乗りかご１２０を減圧制御する際と同様に、吸気用駆動部５ｃのファンが順方向に回転駆動する際に、排気用送風部４から漏れ出る空気の量を低減させることができる。

その結果、図７に示す気圧制御動作においても図５に示す気圧制御動作と同様の作用及び効果を得ることができる。

なお、図７に示す気圧制御動作の例では、一方の送風部のファンを順方向に回転駆動させている際、残りの他方の送風部のファンを常に低速で順方向に回転駆動させる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、停止中の残りの他方の送風部から漏れ出る空気の量が増加する期間、すなわち乗りかご１２０の気圧と、外部の気圧の圧力差が最も大きくなる期間にのみ、残りの他方の送風部のファンを順方向に低速で回転駆動させてもよい。

また、乗りかご１２０の下降時においても同様に、吸気用送風部５のファンが順方向に高速に回転駆動して乗りかご１２０内に空気を送り込む際に、排気用送風部４のファンを順方向に低速で回転駆動させる。そして、排気用送風部４のファンが順方向に高速に回転駆動して乗りかご１２０内の空気を排気する際に、吸気用送風部５のファンを順方向に低速に回転駆動させる。

なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

上述した実施の形態例では、制御部３が乗りかご１２０の昇降動作時の運転時間によって排気用送風部４及び吸気用送風部５の動作を制御した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、制御部３は、圧力計６や差圧計が測定した乗りかご１２０内の気圧や、乗りかご１２０と外部との差圧等の気圧情報に基づいて排気用送風部４及び吸気用送風部５の動作を制御してもよい。

また、上述した実施の形態例では、排気用送風部４と吸気用送風部５の２つの送風部を設けた例を説明したが、これに限定されるものではなく、送風部を３つ以上設けてもよい。例えば、排気用送風部と吸気用送風部を２つずつ設けてもよい。

１…エレベータ、 ３…制御部、 ４…排気用送風部、 ４ａ…吸入口、 ４ｂ…排気口、 ４ｃ…排気用駆動部、 ５…吸気用送風部、 ５ａ…送風口、 ５ｂ…吸入口、 ５ｃ…吸気用駆動部、 ６…圧力計、 １００…巻上機、 １１０…昇降路、 １２０…乗りかご

Claims (4)

1. 昇降路内を昇降動作する乗りかごと、
   回転駆動するファンを有し、前記ファンが順方向に回転駆動すると前記乗りかごの中の空気を外部に排気する排気用送風部と、
   回転駆動するファンを有し、前記ファンが順方向に回転駆動すると前記外部から前記乗りかごの中に空気を吸気する吸気用送風部と、
   前記排気用送風部及び前記吸気用送風部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記排気用送風部及び前記吸気用送風部のうち一方の前記ファンを順方向に回転駆動させる際に、前記乗りかごの気圧と前記外部の気圧の圧力差が最も大きくなる期間に、前記排気用送風部及び前記吸気用送風部のうち残りの他方の前記ファンを、停止時において前記乗りかごの気圧と前記外部の気圧との圧力差によって順方向に回転する回転速度よりも遅い回転速度で順方向に回転駆動させる
   エレベータ。
2. 前記制御部は、前記乗りかごの昇降動作時の運転時間によって、前記排気用送風部及び前記吸気用送風部を制御する
   請求項１に記載のエレベータ。
3. 前記乗りかごの気圧情報を測定する圧力計を備え、
   前記制御部は、前記圧力計が測定した前記気圧情報に基づいて前記排気用送風部及び前記吸気用送風部を制御する
   請求項１に記載のエレベータ。
4. 乗りかごが昇降路を昇降動作する際に、制御部が、排気用送風部及び吸気用送風部のうち一方を動作させて、前記乗りかごの中の空気を外部に排気する又は、前記外部から前記乗りかごの中に空気を吸気する工程と、
   前記排気用送風部及び前記吸気用送風部のうち一方の送風部のファンを順方向に回転駆動させる際に、前記制御部が、前記乗りかごの気圧と前記外部の気圧の圧力差が最も大きくなる期間に、前記排気用送風部及び前記吸気用送風部のうち残りの他方の送風部のファンを、停止時において前記乗りかごの気圧と前記外部の気圧との圧力差によって順方向に回転する回転速度よりも遅い回転速度で順方向に回転駆動させる工程と、
   を含むエレベータの気圧制御方法。