KR0179895B1 - 로프리스 엘리베이터의 안전 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로프리스 엘리베이터의 안전 장치에 관한 것으로, 종래는 엘리베이터의 승강차가 자유 낙하시 안전장치는 부가장비가 대형화를 요하고, 또한, 가스압 제어를 위한 제어장치가 필요하게 된다.
결국, 이러한 요구 사항은 장치비용의 증대와 안전성 측면에서 신뢰성 확보의 어려운 문제점으로 나타나게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 엘리베이터 승강차의 상부에 설치되어 승강차의 낙하운동을 감소시키는 기구부양수단인 기구팽창장치와, 승강차 하부에는 공기 저항력을 증가시키는 공기저항수단인 저항막장치를 설치하는 것과, 승강차의 가이드롤러에 낙하운동을 저지하는 가이드롤러 압착장치가 승강차의 측면에 구성됨으로써, 경제적이고 보다 확실한 안전 효과를 기대할 수 있다.
Description
본 발명은 로프리스 엘리베이터의 안전 장치에 관한 것으로, 특히 엘리베이터 승강차의 상부와 하부 및 가이드롤러에 안전장치를 설치하여 승강차가 자유낙하시 안전하게 원하는 층수에 위치할 수 있도록 한, 로프리스 엘리베이터의 안전 장치에 관한 것이다.
초고층건물(1000m 이상)에 있어서, 가장 큰 문제는 운송시스템이다. 종래의 로프식 엘리베이터는 승강 행정이 크게 되면 총현수 하중에서 로프가 차지하는 중량의 비율이 크게 되고, 로프의 파단강도의 10배 이상의 안전율을 정한 법규를 만족시키려면 현행 구조 및 재료의 로프를 사용하는 한에는 행정이 700~800m 정도가 실용적인 한계가 된다.
또한, 로프식 엘리베이터는 구조상 하나의 승강로에 1대의 승강차 밖에 운행할 수 없기 때문에 엘리베이터를 기다리는 시간을 줄이기 위해 건물 층수에 비례하여 엘리베이터의 설치 대수를 증가 시킬 필요가 있다.
따라서, 초고층 건물에서는 엘리베이터 코어 면적이 건물 전체의 수평 투영 바닥면적에 차지하는 비율이 50%를 초과하는 것이 예측되어 대단히 비경제적인 건물이 된다. 이와 같은 로프식 엘리베이터의 한계를 극복하기 위한 것으로서, 리니어 모터구동에 의한 로프리스 엘리베이터에 대한 기대가 높아지고 있다. 로프리스 엘리베이터는 기존의 엘리베이터의 단점을 보완할 수 있고, 순환식 승강차 운행과 한 승강로 안에서 다수의 승강차 운행이 가능하여 건물 공간을 효율적으로 사용이 가능하다.
그러므로, 로프리스 엘리베이터에 있어서, 안전문제는 매우 중요한데, 신뢰성 있는 안전장치의 개발은 로프리스 엘리베이터의 실용화에 전제 조건이다. 특히, 주행 중 리니어 모터의 추진력이 상실되거나 승강차의 보지력이 상실된 경우와 같은 비상시에는 승강차는 자유 낙하하게 된다.
따라서 이를 신속히 감지하고 승객의 안전을 고려하며 유연성 있게 감속 정지해야 한다. 이것은 로프리스 엘리베이터를 실현하는데 있어서 매우 중요한 기술이다.
본 발명은 로프리스 엘리베이터를 구현하는데 중요한 안전 장치에 관한 것으로, 비상시 승강차가 자유 낙하하는 경우 승객의 안전을 보장할 수 있도록 한 안전 장치에 관한 것이다.
제1도는 종래 엘리베이터의 승강차가 자유 낙하시를 대비하여 승강차와 승강로 하부에 안전장치를 도시한 개략도, 제2도는 종래 엘리베이터의 승강차가 자유 낙하시 안전장치가 작동한 것을 도시한 개략도를 나타낸 것이다.
이에 도시한 바와 같이, 종래의 로프리스 엘리베이터의 안전 구동 장치는, 제1도 내지 제2도에서 엘리베이터의 승강로(2)내를 엘리베이터 승강차(1)의 가이드롤러(3)가 가이드레일(4)을 따라서 상승,하강하게 된다.
상기 승강차(1)를 운행중 리니어모터의 추진력이 상실되거나 승강차(1)의 보지력이 상실된 경우와 같은 비상시의 안전을 고려해 엘리베이터의 승강로(2) 통로 하부에 고압가스 충진기(5)와 고압가스 충진기(5)의 가스공급에 의하여 확장 팽창이 가능한 기구팽창기구(6)로 구성되고, 승강차(1)가 자유 낙하시 승강차(1)의 자유낙하를 감지하는 센서(도면미도시)를 구성한다.
이와 같이 구성된 종래의 로프리스 엘리베이터의 안전 장치는 제1도 내지 제2도에서 리니어 모터 구동의 로프리스 엘리베이터의 승강차(1)가 추진 및 보지를 담당하는 제어장치의 고장, 혹은, 이상 동작으로 자유 낙하를 하는 경우 승강차(1)의 이상 속도를 감지하는 센서로 부터 신호를 받은 고압가스 충진기(5)가 기구(6)에 가스를 충진한다.
상기 가스가 충진된 기구(6)에 승강차(1)가 충돌하면서 승강차의 낙하 운동에너지를 감소시키면서 기구(6)내의 가스는 서서히 배출된다.
그러나, 종래의 자유 낙하하는 승강차는 가속에 의하여 낙하속도가 증가하며, 승강차의 운동에너지 또한, 낙하속도의 제곱에 비례해서 커지게 된다.
따라서, 팽창된 기구(6)로 자유 낙하하면서 생기는 에너지를 흡수하려면 기구내의 가스압 제어-너무 가스압이 크면 승강차(1)에 전달되는 충격이 커지게 되어 승강차(1)내의 승객의 안전을 보장할 수 없다.
그러므로, 단시간내에 어느 정도까지 기구를 팽창시키기 위해서는 큰 용량의 고압 가스 충진기가 필요하다. 또한, 승강차와 기구와의 충돌에 의해 기구가 찢어질 경우, 종래기술이 목적하는 안전성을 보장할 수 없는 것이다.
따라서 종래기술에 의한 안전 장치는 그 기능을 수행하기 위한 부가장비가 대형화되어야 하고, 가스압 제어를 위한 제어 장치가 필요하게 된다. 결국, 이러한 요구 사항은 장치 비용의 증대와 안전성 측면에서의 신뢰성 확보의 어려움 문제점으로 대두하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 엘리베이터 승강차의 상부와 하부 및 가이드롤러에 안전장치를 설치하여 승강차가 자유 낙하시 안전하게 원하는 층수에 위치할 수 있도록 하는 로프리스 엘리베이터의 안전 장치를 제공함에 있다.
제1도는 종래 엘리베이터의 승강차가 자유 낙하시를 대비하여 승강차와 승강로 하부에 안전장치를 도시한 개략도.
제2도는 종래 엘리베이터의 승강차가 자유 낙하시 안전장치가 작동한 것을 도시한 개략도.
제3도는 본 발명의 엘리베이터 승강차에 안전장치가 일체로 부착되어 있는 승강차를 도시한 개략도.
제4a도는 본 발명의 안전 장치 중, 승강차 상부에 부착되어 있는 기구팽창장치를 도시한 개략도.
제4b도는 본 발명의 안전 장치 중, 승강차 하부에 부착되어 있는 저항막 장치를 도시한 개략도.
제4c도는 본 발명의 안전 장치 중, 승강차의 가이드롤러를 압착시키는 가이드롤러 압착장치를 도시한 개략도.
제4d도는 제4c도의 가이드롤러 압착장치에서 가이드롤러 압착용 공압실린더를 도시한 상세도.
제5도는 본 발명의 엘리베이터 승강차에 안전장치가 작동하는 상태를 도시한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 승강차 11 : 기구팽창장치
11-1 : 부양력 발생용기구 11-2 : 액화수소장치
11-3,14-2 : 공급관 11-4 : 개폐용 원격 제어밸브
11-5 : 부양력조절용 니들밸브 12 : 저항막장치
12-1 : 발포재 발생장치 12-2 : 발포재성형막
12-3 : 발포재 12-4 : 한방향체크밸브
13 : 가이드롤러 14 : 가이드롤러 압착장치
14-1 : 실린더구동용 압축공기장치 14-3 : 공압튜브
14-4 : 개폐용 원격제어밸브 15 : 압착용 공압실린더
15-1 : 단방향체크밸브 15-2 : 제1피스톤
15-3 : 스프링 15-4 : 제2피스톤
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 엘리베이터 승강차의 상부에 설치되어 승강차의 낙하운동을 감소시키는 기구부양수단인 기구팽창장치와, 승강차 하부에는 공기 저항력을 증가시키는 공기저항수단인 저항막장치를 설치하는 것과, 승강차의 가이드롤러에 낙하운동을 저지하는 가이드롤러 압착장치가 승강차의 측면에 구성되어 로프리스 엘리베이터의 안전 장치를 제공함에 있다.
상기 기구부양수단인 기구팽창장치는 부양력을 발생하는 기구와, 상기 기구에 액화수소를 공급하는 액화수소장치와, 상기 액화수소장치와 기구를 연결하여 액화수소를 공급하는 공급관을 설치하고, 그 공급관의 일정한 위치에 개폐용 원격 제어밸브와 액화수소의 공급을 조절하는 부양력 조절용 니들밸브가 구비되어 있다.
상기 공기저항수단인 저항막장치는 승강차의 하부에 설치되어 발포재를 발생시키는 발포재 발생장치와, 공기 저항을 일으키는 발포재성형막을 형성하고 그 내부에 발포재로 가득 채우게 한다.
상기 발포재 발생장치와 발포재성형막사이에 한 방향으로 발포재를 흐르게 하는 한방향 체크밸브를 구비한다.
상기 가이드롤러 압착장치는 압축공기를 발생시키는 실린더 구동용 압축공기장치와, 가이드롤러를 압착하는 다수개의 가이드롤러 압착용 공압실린더와, 상기 실린더 구동용 압축공기장치와 가이드롤러 압착용 공압실린더 사이에 압축공기를 공급해 주는 공급관과 다수개의 공압튜브를 설치하고 그 공급관의 일정한 위치에 압축공기의 공급을 제어하는 개폐용 원격 제어밸브를 설치한다.
상기 가이드롤러 압착용 공압 실린더 내부에는 공압튜브를 통하여 들어오는 압축공기를 한 방향으로만 제어하는 단 방향체크밸브와, 들어온 압축공기의 힘을 전달하는 제1피스톤과 상기 제1피스톤은 스프링을 압축하고 그 스프링은 제2피스톤을 압축하여 상기 제2피스톤과 일체형으로 되어 있는 가이드롤러에 압축된 힘을 전달한다.
이하, 본 발명에 의한 로프리스 엘리베이터의 안전 장치를 첨부도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명의 엘리베이터 승강차에 안전장치가 일체로 부착되어 있는 승강차를 도시한 개략도, 제4a도 및 제4b도는 본 발명의 안전 장치 중, 승강차 상부 및 하부에 부착되어 있는 기구팽창장치와 저항막 장치를 도시한 개략도, 제4c도는 본 발명의 안전 장치 중, 승강차의 가이드롤러를 압착시키는 가이드롤러 압착장치를 도시한 개략도, 제4d도는 가이드롤러 압착용 공압실린더를 도시한 상세도, 제5도는 본 발명의 엘리베이터 승강차에 안전장치가 작동하는 상태를 도시한 개략도를 나타낸 것이다.
이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 로프리스 엘리베이터의 안전 장치는, 제3도에서 엘리베이터의 승강로(17)내를 엘리베이터 승강차(10)의 가이드롤러(13)가 가이드레일(16)을 따라서 상승 및 하강하게 되어 있다.
상기 승강차(10)를 운행중 리니어모터의 추진력이 상실되거나 승강차(10)의 보지력이 상실된 경우와 같은 비상시의 안전을 고려해 엘리베이터 승강차에 안전장치를 설치한다.
즉, 제5도를 참조로, 엘리베이터 승강차(10)의 상부에 설치되어 승강차(10)의 낙하운동을 감소시키는 기구부양수단인 기구팽창장치(11)를 설치한다.
상기 승강차(10) 하부에는 공기 저항력을 증가시키는 공기저항수단인 저항막장치(12)를 설치한다.
상기 승강차(10)의 가이드롤러(13)에 낙하운동을 저지하는 가이드롤러 압착장치(14)를 승강차(10)의 측면에 구성한다.
제4a도에서 상기 기구부양수단인 기구팽창장치(11)는 부양력을 발생하는 기구(11-1)와, 상기 기구에 액화수소를 공급하는 액화수소장치(11-2)와 상기 액화수소장치(11-2)와 기구를 연결하여 액화수소를 공급하는 공급관(11-3)을 설치하고, 그 공급관(11-3)의 일정한 위치에 개폐용 원격 제어밸브(11-4)와 액화 수소의 공급을 조절하는 부양력 조절용 니들밸브(11-5)를 구성한다.
제4b도에서 상기 공기저항수단인 저항막장치(12)은 승강차(10)의 하부에 설치되어 발포재를 발생시키는 발포재 발생장치(12-1)와, 공기저항을 일으키는 발포재성형막(12-2)을 형성하고 그 내부에 발포재(12-3)로 가득 채우게 한다.
상기 발포재 발생장치(12-1)와 발포재 성형막(12-2)사이에 한 방향으로 발포재(12-3)를 흐르게 하는 한방향 체크밸브(12-4)를 구비시킨다.
제4c도에서 상기 가이드롤러 압착장치(14)는 압축공기를 발생시키는 실린더 구동용 압축공기장치(14-1)를 구비하고, 가이드롤러를 압착하는 다수개의 가이드롤러 압착용 공압실린더(15) 구성시킨다.
상기 실린더 구동용 압축공기장치(14-1)와 가이드롤러 압착용 공압실린더(15)사이에 압축공기를 공급해 주는 공급관(14-2)과 다수개의 공압튜브(14-3)를 설치하고 그 공급관(14-2)의 일정한 위치에 압축공기의 공급을 제어하는 개폐용 원격 제어밸브(14-4)을 설치한다.
제4d도에서 상기 가이드롤러 압착용 공압 실린더(15) 내부에는 공압튜브(14-3)를 통하여 들어오는 압축공기를 한 방향으로만 제어하는 단방향 체크밸브(15-1)와, 들어온 압축공기의 힘을 전달하는 제1피스톤(15-2)과 상기 제1피스톤(15-2)은 스프링(15-3)을 압축하고 그 스프링(15-3)은 제2피스톤(15-4)을 압축하여 상기 제2피스톤(15-4)과 일체형으로 되어 있는 가이드롤러(13)에 압축된 힘을 전달한다.
상기 가이드롤러(13)에 압착된 힘은 가이드레일(16)에 압착되어 엘리베이터 승강차의 자유 낙하를 저지하는 역할을 하게 된다. 도면중 미설명부호 17은 승강로를 나타낸 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 로프리스 엘리베이터의 안전 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제4a도 및 제5도를 참조로, 어떤 불의의 상황에 의하여 승강차(10)가 제어성을 잃고 자유 낙하를 하면 이를 감지하는 센서(도면미표시)가 작동하여 로프리스 엘리베이터의 안전 장치를 작동시키게 된다.
상기 승강차의 운전 상태를 관리하는 제어기는 센서로 부터의 신호에 의해 기구부양 수단인 기구 팽창 장치(11)를 작동시키는데, 확대 팽창이 가능한 기구와 이 기구에 공기 보다 가벼운 액화된 수소 가스를 공급하기 위해 원격 제어가 가능한 밸브(11-4)를 작동하여 부양력 발생용 기구(11-1)에 액화수소가 신속하게 가득차게 되어 승강차의 낙하를 감소시킨다.
제4b도 및 제5도를 참조로 다른 안전장치는, 승강차(10) 하부에는 동시에 공기저항수단인 공기 저항막 장치(12)를 설치하여 승강차가 낙하시 공기의 저항을 크게하여 승강차의 낙하속도를 감소시키는 역할을 한다.
그리고 한 방향 체크밸브(12-4)를 발포재(12-3)가 성형막(12-2)에 충진 된 후, 발포재 발생장치(12-1)로의 역류를 방지하는 역할을 한다.
제4c도 내지 제5도를 참조로 또 다른 안전장치는, 승강차(10)의 낙하 저항을 증가시키기 위하여 가이드롤러 압착장치(14)도 작동하게 된다.
즉, 가이드롤러(13)를 가이드레일(16)에 압착하기 위해 다수개의 공압 실린더(15)에 실린더 구동용 압축공기를 공급하기 위해 원격 제어가 가능한 개폐용 원격 제어밸브(14-4)를 작동 시킨다.
상기 개폐용 원격 제어밸브(14-4)가 열리게 되면, 압축된 공기는 팽창하면서 공압튜브(14-2)를 따라 다수개의 가이드롤러 압착용 공압 실린더(15)를 전진 시킨다.
그러면 정상 운행시 가이드롤러(13)는 가이드레일(16)을 따라 움직이는데 실린더(15)내의 완충 스프링(15-3)과 단방향 체크 밸브(15-1)에 의한 내부의 기밀 유지는 서스펜션 기능을 하여 가이드 주행시 발생하는 진동 흡수 기능을 하여 승강차(10)가 정숙한 운행을 하도록 한다.
상기 안전장치가 작동하는 경우, 제4c도의 개폐용 원격 제어밸브(14-4)가 열려 실린더 구동용 압축 공기가 가이드롤러 압착용 공압 실린더(15)를 작동시키면, 이와 연결된 가이드롤러(13)를 가이드레일(16)에 압착시킴으로 해서 낙하 저항력을 발생시킨다.
제4d도의 단방향 체크밸브(15-1)는 실린더(15)에 공급된 압축공기가 역류하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.
상기 기구부양수단인 기구 팽창 장치(11)와 공기저항수단인 공기 저항막 장치(12), 그리고 가이드롤러 압착장치(14)의 안전 장치의 작동 결과 발생하는 힘들은 승강차(10)의 낙하에 의해 발생하는 힘 Fcar와는 방향이 반대가 되어 제동 효과를 얻을 수 있다.
이를 수식으로 표현하면 다음과 같이 된다.
Fcar- 기구부상력 - 공기 저항력 - 가이드롤러 마찰력 ≤ 0
여기서 승강차의 낙하에 의해 발생하는 힘 Fcar는 다음과 같다.
W : 승강차 중량(최대승차시)
a : 승강차의 낙하가속도
g : 중력가속도
따라서, 승강차(10)의 운동 방향의 힘 Fcar를 줄이는 방향으로 기구의 부상력과 공기 저항력, 가이드롤러의 압착력을 고려한다.
위와 같은 상태에서 부양력 조절용 니들밸브(11-5)를 조절하여 기구 부상력을 줄여감으로 해서 승강차가 서서히 하강하도록 한 후, 임의의 층에 도달하였을때 부양력 조절용 니들밸브(11-5)의 작동을 중지시키고, 승강차의 도어를 열어 승객을 안전하게 대피시킬 수 있으며, 종래기술에 첨부해야 할 부가장비의 대형화가 필요없고, 안전성 측면에서도 신뢰성 확보를 가질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 로프리스 엘리베이터의 안전 장치는, 엘리베이터 승강차의 상부에 설치되어 승강차의 낙하운동을 감소시키는 기구부양수단인 기구팽창장치와, 승강차 하부에는 공기 저항력을 증가시키는 공기저항수단인 저항막장치를 설치하는 것과, 승강차의 가이드롤러에 낙하운동을 저지하는 가이드롤러 압착장치가 승강차의 측면에 구비됨으로써, 경제적이고 보다 확실한 안전 효과를 기대할 수 있는 장점을 갖는다.
Claims (6)
- 엘리베이터 승강차의 상부에 설치되어 승강차의 낙하운동을 감소시키는 기구부양수단과, 승강차 하부에는 공기 저항력을 증가시키는 공기저항수단을 설치하는 것과, 승강차의 가이드롤러에 낙하운동을 저지하는 가이드롤러 압착장치가 승강차의 측면에 구성하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터의 안전 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 기구부양수단은 부양력을 발생하는 기구와, 상기 기구에 액화수소를 공급하는 액화수소장치와, 상기 액화수소장치와 기구를 연결하여 액화수소를 공급하는 공급관을 설치하고 그 공급관의 일정한 위치에 개폐용 원격 제어밸브와 액화 수소의 공급을 조절하는 부양력 조절용 니들밸브가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터의 안전 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 공기저항수단은 승강차의 하부에 설치되어 발포재를 발생시키는 발포재 발생장치와, 공기 저항을 일으키는 발포재성형막을 형성하고 그 내부에 발포재로 가득 채우게 구성하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터의 안전 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 발포재 발생장치와, 발포재성형막 사이에 한 방향으로 발포재를 흐르게 하는 한방향 체크밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터의 안전 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 가이드롤러 압착장치는 압축공기를 발생시키는 실린더 구동용 압축공기장치와, 가이드롤러를 압착하는 다수개의 가이드롤러 압착용 공압실린더를 구비하고 상기 실린더 구동용 압축공기장치와 가이드롤러 압착용 공압실린더 사이에 압축공기를 공급해 주는 공급관과 다수개의 공압튜브를 설치하고 상기 공급관의 일정한 위치에 압축공기의 공급을 제어하는 개폐용 원격 제어밸브를 설치하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터의 안전 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 가이드롤러 압착용 공압실린더 내부에는 공압튜브를 통하여 들어오는 압축공기를 한 방향으로만 제어하는 단방향 체크밸브와, 들어온 압축공기의 힘을 전달하는 제1피스톤과 상기 제1피스톤은 스프링을 압축하고 그 스프링은 제2피스톤을 압축하여 상기 제2피스톤과 일체형으로 되어 있는 가이드롤러에 압축된 힘을 전달하는 것을 특징으로 하는 로프리스 엘리베이터의 안전 장치.
Priority Applications (1)
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| KR1019960043827A KR0179895B1 (ko) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 로프리스 엘리베이터의 안전 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960043827A KR0179895B1 (ko) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 로프리스 엘리베이터의 안전 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
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