KR100743133B1

KR100743133B1 - 엘리베이터

Info

Publication number: KR100743133B1
Application number: KR1020050111721A
Authority: KR
Inventors: 장순길
Original assignee: 장순길
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2007-07-27
Also published as: AU2005307931A1; WO2006057510A1; KR20060058634A; EP1817254A1; WO2006057510A8

Abstract

승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서, 전동기와; 승객과 화물을 운송하도록 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와; 전동기에 의해 회전구동되며, 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 푸는 케이지 권양기와; 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형추와; 케이지 권양기의 동력을 전달받아 회전되면서 평형추를 이동시키는 평형추 권양기와; 평형추 권양기와 케이지 권양기 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 전달하되, 입력신호에 따라 소정 기어비로 선택되어 각 권양기 사이의 동력을 전달하는 전자제어 변속기와; 케이지의 무게와, 승객과 화물의 무게와, 평형추의 무게와, 케이지와 평형추 각각의 위치를 감안하여, 케이지 쪽의 무게와 평형추의 무게가 평형에 이르게 할 수 있는 기어비를 선택하도록 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터가 개시된다.

엘리베이터, 권양기, 케이지, 평형추, 전자제어 변속기

Description

엘리베이터{Elevator}

도 1은 종래의 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 도면.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 4는 도 3의 요부를 발췌하여 나타내 보인 구성도.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 8은 도 7에 도시된 발의 일예를 설명하기 위한 도면.

도 9 및 도 10 각각은 도 7에 도시된 발의 다른 예를 나타내 보인 도면.

도 11은 도 7에 도시된 체인톱니바퀴를 나타내 보인 사시도.

도 12는 기어펌프를 나타내 보인 도면.

도 13은 베인펌프를 나타내 보인 도면.

도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 15는 본 발명의 제6실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 16은 본 발명의 제7실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 17은 도 16에 도시된 버킷을 발췌하여 나타내 보인 사시도.

도 18은 도 17에 도시된 버킷이 롤러체인에 지지된 상태를 나타내 보인 사시도.

도 19는 본 발명의 제8실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 20은 본 발명의 제9실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 21은 본 발명의 제10실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 22는 본 발명의 제11실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 23은 본 발명의 제12실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 24는 본 발명의 제13실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1,11,31..케이지 2,12,35,89,99..평형추

4,13,14,47,49..와이어로프 5,23..케이지 권양기

6,25,88,98..평형추 권양기 21,21′,225..전자제어 변속기

27..전동기 29,30..제어유닛

81,91..전자제어 클러치 203,204,205,206,279..유압모터

210,253..상부액체상자 212,255..하부액체상자

223..권양기 227..평형풀리

284 : 비닐막 291..전자 제어 가변 용량형 유압모터

293..브레이크

본 발명은 승객과 화물을 수직 이동시키는 장비, 즉 엘리베이터에 관한 것이다.

통상적으로 엘리베이터는 도 1에 도시된 바와 같이, 승객과 화물이 탑승하는 케이지(1)와, 케이지(1)와 와이어로프(4)에 의해 연결되는 평형추(2)와, 상기 와이어로프(4)가 감기는 도르레(3)를 구비한다. 상기 도르레(3)는 전동기에 연결되어, 상기 전동기의 동력에 의해서 어느 한 방향으로 회전됨으로써, 케이지(1)를 승강시킬 수 있게 된다. 상기 평형추(2)는 엘리베이터의 설치시 소정 중량(N)을 가지도록 세팅된다.

그런데, 상기와 같은 일반적인 엘리베이터의 경우에는, 케이지 자체의 중량(M)과 승객 및 화물의 중량(P)은 일정하지 않고, 상황에 따라서 다양한 경우가 생기게 된다. 이때, 전동기에서는 케이지(1) 자체의 중량(M)과, 승객 및 화물의 중량(P)이 일정하지 않기 때문에 케이지(1)의 구동을 위해서 많은 전력을 필요로 한다.

상기 구성에서는 엘리베이터가 소비하는 전력을 조금이라도 줄이기 위하여 케이지(1)에 평형추(2)가 도르래(3)를 통해 연결된 구성이다. 그러나 평형추(2)는 케이지(1)의 중량을 완전히 상쇄할 수가 없다. 그것은 승객과 화물의 무게가 항상 변화하기 때문이다. 따라서, 평형추가 승객 및 화물의 부게 변화에 따라서, 케이지의 무게를 최대한 상쇄할 수 있으면서도, 소비전력을 줄일 수 있는 엘리베이터가 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 엘리베이터에서 승객과 화물의 무게 변화에 따라 평형추가 케이지, 승객 및 화물의 무게를 최대한 상쇄하여 전력소비를 줄일 수 있도록 구조가 개선된 엘리베이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘리베이터는, 건물의 최하층에서 최 상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서, 전동기와; 승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와; 상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 푸는 케이지 권양기와; 상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형추와; 상기 케이지 권양기의 동력을 전달받아 회전되면서 상기 평형추를 이동시키는 평형추 권양기와; 상기 평형추 권양기와 상기 케이지 권양기 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 전달하되, 입력신호에 따라 소정 기어비로 선택되어 각 권양기 사이의 동력을 전달하는 전자제어 변속기와; 상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화물의 무게와, 상기 평형추의 무게와, 상기 케이지와 상기 평형추 각각의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형추의 무게가 평형에 이르게 할 수 있는 기어비를 선택하도록 상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 케이지와 상기 평형추 각각의 하부에 연결되며, 상기 건물의 최하층의 바닥에 닿도록 마련되는 와이어 로프들을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 케이지 권양기는 상기 전동기와 상기 전자 제어변속기를 연결하는 구동축에 마련되고, 상기 평형추 권양기는 상기 전자제어 변속기에 연결되어 상기 구동축의 동력을 전달받는 종동축에 마련되는 것이 좋다.

또한, 상기 평형추와 상기 평형추 권양기는 각각 복수가 마련되며, 상기 전자제어 변속기를 통해서 상기 평형추 권양기에 연결된 구동축으로부터 동력을 전달받는 종동축과; 상기 종동축과 상기 각각의 평형추 권양기 사이에 설치되며, 상기 제어유닛에 의해 선택적으로 동작되어 동력을 전달하는 복수의 전자제어 클러치를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 전자제어 변속기는, 상기 구동축에 마련된 브레이크와; 상기 구동축에 이동 가능하게 설치되며, 서로 다른 반지름을 가지는 복수의 슬라이딩 기어와; 상기 종동축에 위치고정되며, 상기 복수의 슬라이딩 기어와 선택적으로 기어연결되는 복수의 고정기어;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 전자제어 클러치는, 상기 종동축에 마련된 고정기어와; 상기 평형추 권양기의 축에 마련되는 브레이크와; 상기 평형추 권양기의 축에 이동 가능하게 마련되며, 상기 고정기어와 선택적으로 연결되는 슬라이딩기어;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 전자제어 변속기는, 상기 구동축에 마련되는 제1브레이크와; 상기 종동축에 마련되는 제2브레이크와; 상기 구동축에 이동 가능하게 마련되며, 서로 다른 반지름을 가지는 복수의 슬라이딩기어와; 상기 종동축에 마련되며, 상기 슬라이딩기어들과 선택적으로 기어 연결되는 복수의 고정기어;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 전자제어 변속기는 무단변속기인 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 엘리베이터는, 건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서, 전동기와; 승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와; 상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이 어 로프를 감거나 풀어주는 제1권양기와; 상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형 유지부재와; 상기 제1권양기의 동력을 전달받아 회전되면서 상기 평형 유지부재를 이동시키는 제2권양기와; 상기 제1 및 제2권양기들 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 전달하되, 입력신호에 따라 소정 기어비로 선택되어 제1권양기의 동력을 상기 제2권양기로 전달하는 전자제어 변속기와; 상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화물의 무게와, 상기 평형 유지부재에 의한 부하와, 상기 케이지의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형유지부재의 부하가 평형에 이르게 할 수 있는 기어비를 선택하도록 상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 평형 유지부재는, 소정 중량을 가지며, 일단은 상기 건물의 바닥에 적재되고, 타단은 상기 건물의 상부에 적재되며, 상기 제2권양기에 연결되어 상기 제2권양기의 감는 방향에 따라서 어느 한쪽이 상기 건물의 바닥 또는 상부 쪽으로 감겨서 적재되고 타측은 풀려나가도록 설치되는 소정 길이의 발을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 발은, 소정 길이 및 무게를 가지는 복수의 막대와; 상기 막대들의 양단을 회전 가능하게 지지하도록 소정 길이를 가지는 체인롤러;을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제2권양기는 상기 체인롤러를 이동시키기 위한 체인톱니바퀴를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 케이지의 하부에 연결되며, 상기 건물의 바닥에 닿도록 마련된 와이어로프를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제1권양기는 상기 전동기와 상기 전자제어 변속기에 연결되는 구동축에 마련되고, 상기 제2권양기는 상기 전자제어 변속기에 연결되어 상기 구동축으로부터 동력을 전달받는 종동축에 마련된 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 엘리베이터는, 건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서, 전동기와; 승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와; 상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 푸는 케이지 권양기와; 상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형 유지수단과; 상기 케이지 권양기와 상기 평형 유지수단 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 전달하되, 입력신호에 따라 소정 기어비로 선택되어 상기 케이지 권양기의 동력을 상기 평형 유지수단으로 전달하는 전자제어 변속기와; 상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화물의 무게와, 상기 평형 유지수단에 의한 부하와, 상기 케이지의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형유지수단의 부하가 평형에 이르게 할 수 있는 기어비를 선택하도록 상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 평형 유지수단은, 액체가 각각 수용되는 상부 및 하부 액체상자와; 상기 전자제어 변속기에 의해서 상기 케이지 권양기의 구동축으로부터 동력 을 전달받는 종동축에 연동되어 동작되면서 상기 상부 및 하부 액체상자의 액체를 어느 한쪽으로 이동시켜 위치에너지를 변경시키는 액체이동유닛;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 액체 이동유닛은, 상기 상부 및 하부 액체상자를 연결하는 파이프와; 상기 파이프에 마련되는 적어도 하나의 유압모터와; 일단은 상기 구동축에 연결되며, 회전시 상기 유압모터를 구동시키는 유압모터 축;을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 유압모터 축과 상기 종동축은 베벨기어들에 의해 연결되는 것이 좋다.

또한, 상기 유압모터는 복수개로 구성되어 있으며, 상기 유압모터의 연결 방식은 직렬 및 병렬로 구성되는 모터 연결 방식 중 적어도 어느 하나 이상이 채용된 것일 수 있다.

또한, 상기 유압모터 축은 상기 복수의 유압모터를 공유하도록 배치된 것이 좋다.

또한, 상기 케이지의 하부에는 상기 건물의 바닥에 닿도록 와이어로프가 연결된 것이 좋다.

또한, 상기 액체 이동유닛은, 상기 상부 및 하부 액체 상자를 경유하도록 마련되며, 양방향으로 주행 가능한 폐 루프형의 이송체인과; 상기 이송체인에 소정 간격으로 마련되며, 상기 이송체인의 이동방향에 따라서 어느 한 액체상자의 액체를 다른 액체상자로 퍼서 나르는 버킷과; 상기 이송체인을 주행시키도록 상기 구동 축에 마련되는 체인 톱니바퀴;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 버킷에는 한 쌍의 돌기가 각각 마련되며, 상기 상부 및 하부 액체상자 각각에는 상기 버킷의 돌기를 간섭하여 상기 버킷에 담긴 액체가 쏟아지도록 하는 걸판;이 마련된 것이 좋다.

또한, 상기 평형유지수단은, 밀폐되어 소정의 액화기체를 저장하는 액화기체상자와; 밀폐되어 상기 액화기체상자와 연결되며, 내부에 상기 액화기체상자로 이동가능한 액화기체 및 액체가 수용되는 고압액체상자와; 상기 고압액체상자와 파이프에 의해 연결되며, 상압의 액체가 저장되는 상압 액체상자; 및 상기 파이프에 마련되며, 구동방향에 따라 상기 상압 액체상자와 고압액체상자의 액체를 어느 한쪽으로 이동시키는 유압모터와; 상기 전자제어 변속기에 의해서 상기 케이지 권양기의 구동축으로부터 동력을 전달받는 종동축에 의해 구동되면서, 상기 유압모터를 구동시키는 유압모터 축;을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 엘리베이터는, 건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서, 전동기와; 승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와; 상기 케이지에 대응되는 소정 중량을 가지며, 상기 케이지의 반대방향으로 이동되면서 평형감을 제공하는 평형추와; 상기 케이지와 상기 평형추를 연결하는 폐루프형의 와이어로프와; 상기 전동기에 의해 구동되며 상기 와이어로프를 순환시키는 케이지 권양기와; 상기 와이어로프의 주행을 지지하도록 상기 케이지 권양기에 대응되는 위치에 마련되는 평형풀리와; 상기 평형풀리의 축과, 상기 평형풀리의 축으로부터 동력을 선택적으로 전달받아 구동되는 종동축 사이에 설치되는 전자제어 변속기와; 상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛과; 상기 종동축에 의해 구동되면서, 상기 구동축에 부하를 제공하여 상기 케이지에 의해 운송되는 승객과 화물의 무게를 상쇄시키는 평형유지수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 평형유지수단은, 밀폐되어 소정의 액화기체를 저장하는 액화기체상자와; 밀폐되어 상기 액화기체상자와 연결되며, 내부에 상기 액화기체상자로 이동가능한 액화기체 및 액체가 수용되는 고압액체상자와; 상기 고압액체상자와 파이프에 의해 연결되며, 상압의 액체가 저장되는 상압 액체상자; 및 상기 파이프에 마련되며, 구동방향에 따라 상기 상압 액체상자와 고압액체상자의 액체를 어느 한쪽으로 이동시키는 유압모터;를 포함하며, 상기 종동축은 상기 유압모터의 축인 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 엘리베이터는, ㅍ건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서, 전동기와; 승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와; 상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 푸는 케이지 권양기와; 상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형 유지수단과; 상기 케이지 권양기와 상기 평형 유지수단 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 단속하는 브레이크; 및 상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화 물의 무게와, 상기 평형 유지수단에 의한 부하와, 상기 케이지의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형유지수단의 부하가 평형에 이르게 상기 브레이크와 상기 평형 유지수단의 구동을 제어하는 제어유닛;을 포함하며, 상기 평형 유지수단은, 액체가 각각 수용되는 상부 및 하부 액체상자와; 상기 상부 및 하부 액체상자를 연결하는 파이프와; 상기 파이프에 마련되며, 상기 제어유닛에 의해 제어되어 상기 브레이크의 축에 연결되는 출력축의 1회전당 배제 용적을 조절하여 출력 토크와 회전속도가 제어 가능한 전자 제어 가변 용량형 유압모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전자 제어 가변 용량형 유압모터의 출력축과 상기 브레이크의 축은 베벨기어들에 의해 연결되는 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 엘리베이터는, 건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서, 전동기와; 승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와; 상기 케이지에 대응되는 소정 중량을 가지며, 상기 케이지의 반대방향으로 이동되면서 평형감을 제공하는 평형추와; 상기 케이지와 상기 평형추를 연결하는 폐루프형의 와이어로프와; 상기 전동기에 의해 구동되며 상기 와이어로프를 순환시키는 케이지 권양기와; 상기 와이어로프의 주행을 지지하도록 상기 케이지 권양기에 대응되는 위치에 마련되는 평형풀리와; 상기 평형풀리의 축으로부 터 동력을 선택적으로 전달받아 구동되는 브레이크 축 사이에 설치되는 전자제어 브레이크와; 상기 브레이크 축에 의해 구동되면서, 상기 평형풀리의 축에 부하를 제공하여 상기 케이지에 의해 운송되는 승객과 화물의 무게를 상쇄시키는 평형유지수단;및 상기 평형유지수단과 상기 전자 제어 브레이크의 동작을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 평형유지수단은, 밀폐되어 소정의 액화기체를 저장하는 액화기체상자와; 밀폐되어 상기 액화기체상자와 연결되며, 내부에 상기 액화기체상자로 이동가능한 액화기체 및 액체가 수용되는 고압액체상자와; 상기 고압액체상자와 파이프에 의해 연결되며, 상압의 액체가 저장되는 상압 액체상자; 및 상기 파이프에 마련되며, 구동방향에 따라 상기 상압 액체상자와 고압액체상자의 액체를 어느 한쪽으로 이동시키되, 상기 제어유닛에 의해 제어되어 그 출력축의 1회전당 배제용적을 조절하여 출력토크와 회전속도의 조절이 가능한 전자 제어 가변 용량형 유압모터;를 포함하며, 상기 브레이크의 축은 상기 전자 제어 가병 용량형 유압모터의 출력축과 연결되는 것이 좋다.

또한, 상기 브레이크 축과 상기 출력축은 일체로 마련된 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 엘리베이터는, 건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서, 전동기와; 승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와; 상기 케이지에 대응되는 소정 중량을 가지며, 상기 케이지의 반대방향으로 이동되면서 평형감을 제공하는 평형추와; 상기 케이지와 상기 평형추 를 연결하는 폐루프형의 와이어로프와; 상기 전동기에 의해 구동되며 상기 와이어로프를 순환시키는 케이지 권양기와; 상기 와이어로프의 주행을 지지하도록 상기 케이지 권양기에 대응되는 위치에 마련되는 평형풀리와; 상기 케이지 권양기의 축으로부터 동력을 선택적으로 전달받아 구동되는 브레이크 축 사이에 설치되는 전자제어 브레이크와; 상기 브레이크 축에 의해 구동되면서, 상기 케이지 권양기의 축에 부하를 제공하여 상기 케이지에 의해 운송되는 승객과 화물의 무게를 상쇄시키는 평형유지수단; 및 상기 평형유지수단과 상기 전자 제어 브레이크의 동작을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 브레이크 축과 상기 출력축은 베벨기어들에 의해 연결되는 것이 좋다.

또한, 상기 평형 유지수단은, 액체가 각각 수용되는 상부 및 하부 액체상자 와; 상기 상부 및 하부 액체상자를 연결하는 파이프와; 상기 파이프에 마련되며, 상기 제어유닛에 의해 제어되어 상기 전자 제어 브레이크의 축에 연결되는 출력축의 1회전당 배제 용적을 조절하여 출력 토크와 회전속도가 제어 가능한 전자 제어 가변 용량형 유압모터;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 전자 제어 가변 용량형 유압모터의 출력축과 상기 브레이크의 축은 베벨기어들에 의해 연결되는 것이 좋다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 엘리베이터를 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1에 도시된 종래의 엘리베이터를 보다 구체적으로 살펴봄으로써, 문제점을 더욱 자세히 알아보기로 한다.

도 1과 같이 케이지(1)가 평형추(2)와 도르래(3)를 통해 연결된 경우에 게이지(1)에 작용하는 힘과 가속도 공식은

(M + P + N) × A = -(M + P - N) × G

A = -(M + P - N) / (M + P + N) × G

과 같다. 이 식을 통해서 볼 때 P와 M의 합이 N과 같을 때 A(케이지(1)의 가속도)는 0이다. 그러나 여기서 P가 증가하여 P와 M의 합이 N보다 커지면 A는 음의 값을 가지며 케이지(1)는 지상으로 가속도를 가지고 떨어진다. 여기서, G는 중력가속도를 나타낸다.

또한, 힘 F를 추가하였을 때의 케이지(1)에 작용하는 힘과 가속도 공식은

(M + P + N) × A = F - (M + P - N) × G

F = (M + P + N) × A + (M + P - N) × G

과 같다. 힘 F의 성분 중에서 (M + P + N) × A는 가속 또는 감속으로 발생하는 것이고, (M + P - N) × G는 가속이나 감속과 상관없이 중력으로부터 발생하며 정지해 있을 때에나 등속 운동을 할 때에도 작용하는 힘이다. 이 식으로부터 M, N, P와 A가 커질수록 큰 F가 필요한 것을 알 수 있다. (M + P - N)의 값이 0이 된다면 G에 의해 발생하는 부분을 없앨 수 있음을 알 수 있다. 또한, M과 N이 고정되고 P가 변화될 경우 (M + P - N) × G를 줄이는 데에는 한계가 있음을 알 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 엘리베이터를 개략적으로 나타내 보인 구성도이다. 도 2를 참조하면, 케이지(11)와, 상기 케이지(11)가 와이어로프(13)에 의해 연결되는 제1권양기(5)와, 평형추(12)와, 상기 평형추(12)가 와이어로프(14)에 의해 연결되는 제2권양기(6)와, 상기 제1 및 제2권양기(5, 6)의 축들 각각에 마련되며 서로 맞물리는 구동기어 및 종동기어(7, 8)를 구비한다. 상기 제1권양기(5)의 축은 미 도시된 전동기에 연결되어 동력을 전달받아 회전된다.

여기서, 상기 제1 및 제2권양기(5, 6)의 바퀴의 지름은 계산의 편의를 위해서 동일한 것을 예로 들어 설명한다. 여기서 케이지(11)에 연결된 권양기(5)의 축에 연결된 제1기어(7)에 대한 평형추 권양기(6)의 축에 연결된 제1기어(8)의 반지름의 비를 기어비 K라고 정의한다. 도 2의 기어비 K는 K = E / D 이며, 이때 케이지(11)에 작용하는 힘과 가속도 공식은

(M + P + N / K) × A = -(M + P - N / K) × G

A = -(M + P - N / K) / (M + P + N / K) × G

과 같다. 평형추(12) 측의 제2기어(8)가 클수록 즉, K가 클수록 N의 무게 효과가 작게 작용하게 됨을 알 수 있다.

힘 F를 추가하였을 때의 케이지(11)에 작용하는 힘과 가속도 공식은

(M + P + N / K) × A = F - (M + P - N / K) × G

F = (M + P + N / K) × A + (M + P - N / K) × G

과 같다. M과 N이 고정되고 P가 변화할 경우에도 K를 조정함으로써 (M + P - N / K) × G의 값을 줄일 수 있게 됨을 알 수 있다.

엘리베이터를 움직이는데 필요한 에너지는 엘리베이터를 움직이는 일의 공식에서 얻을 수 있는데 일은 W = F x S (여기서 W는 일, S는 F의 힘을 계속 작용하며 이동한 거리. W의 단위: J, F의 단위: N, S의 단위: m)이므로 에너지의 소비는 F에 비례하게 된다.

수식만으로 느낌을 갖기 어렵기 때문에 예를 통하여 에너지 절약이 일어나는 과정을 알아보기로 한다. 1층 사이의 높이가 3.2미터인 건물에서, 먼저 10층 즉, 32미터를 올라갈 경우를 계산하여 보기로 한다. 엘리베이터의 출발과 도착 때의 가속도는 2m/sec²이라 하고 최고 속도는 240m/min (4m/sec)이라고 정한다.

엘리베이터가 출발에서 가속도 2m/sec²로 움직이면, 2초 후에 최고 속도 4m/sec에 달하며 이후 가속 없이 등속 운동을 하다가 출발 후 8초에 28m의 높이에 갔을때부터 감속을 2m/sec²로 하면 출발로부터 10초 후에 32m 높이에 도착하며 정지하게 된다.

도 1에 도시된 종래의 엘리베이터에 적용하여 투입된 일의 계산결과는 다음과 같다.

먼저, 0 에서 2초 사이 ;

F1 = (M + P + N) × 2 + (M + P - N)× 9.8

W1 = F1 × 4 = (M + P + N) × 8 + (M + P - N) × 39.2

2 에서 8초 사이 ;

F2 = (M + P + N) × 0 + (M + P - N) × 9.8

W2 = F2 × 24 = (M + P - N) × 235.2

8에서 10초 사이 ;

F3 = (M + P + N) × (-2) + (M + P - N) × 9.8

W3 = F3 × 4 = (M + P + N) × (-8) + (M + P - N) × 39.2

이며, 전체 0 에서 10초 사이는

W = W1 + W2 + W3

= (M + P + N) × 8 + (M + P - N) × 39.2 + (M + P - N) × 235.2

+ (M + P + N) × (-8) + (M + P - N) × 39.2

= (M + P - N) × 313.6 이다.

또한, 종래의 엘리베이터를 이용하여 위로 5층을 이동할 경우, 동일한 계산식을 적용한 결과

W = (M + P - N) × 156.8 (16m)

과 같은 수식을 얻을 수 있으며, 15층의 경우

W = (M + P - N) × 470.4 (48m) 과 같다.

이번에는 본 발명에 제1실시예와 같이, 기어비 K를 갖는 기어들(7, 8)을 적용한 엘리베이터에 대해 동일한 계산을 하면 다음과 같은 수식들을 얻을 수 있다.

10층 32m를 움직인 경우: W = (M + P - N / K) × 313.6

5층 16m를 움직인 경우: W = (M + P - N / K) × 156.8

15층 48m를 움직인 경우: W = (M + P - N / K) × 470.4

보다 구체적인 결과를 보기 위하여 승객 1명의 무게를 60㎏, M과 N을 각각 1000kg으로 하여 승객 2명, 5명, 10명, 15명, 20명이 5층, 10층, 15층을 이동하였을 때의 에너지 투입분을 모두 계산하면 다음의 표 1과 같은 결과를 얻을 수 있다.

여기서 단위는 J(Joule)이다.

구분	2명	5명	10명	15명	20명	층별 합계
5층	18816	47040	94080	141120	188160	489216
10층	37632	94080	188160	282240	376320	978432
15층	56448	141120	282240	423360	564480	1467648
합계	112896	282240	564480	846720	1128960	2935296

또한, N의 무게를 조금 달리하여, 승객 1명의 무게를 60㎏, M을 1000㎏, N을 1600㎏으로 하여 승객 2명, 5명, 10명, 15명, 20명이 5층, 10층, 15층을 이동하였을 때의 에너지 투입분을 모두 계산하면 다음의 표 2와 같다.

구분	2명	5명	10명	15명	20명	층별 합계
5층	75264	47040	0	47040	94080	263424
10층	150528	94080	0	94080	188160	526848
15층	225792	141120	0	141120	282240	790272
합계	451584	282240	0	282240	564480	1580544

표 2에서 보면, 10명의 경우에 0의 값이 나오는 것은 마찰에 의한 손실 등이 고려되지 않고, 에너지 보존이 되는 물리적 공식에 의한 계산이기 때문이다. 케이지(1)와 평형추(2) 측이 평형을 이루었기 때문에 중력에 의한 힘은 0으로 작용하고 있어 출발시킬 때에 필요한 가속도를 위한 힘이 정지시킬 때에 필요한 감속과 상쇄되고 있기 때문이다. 이 경우에 실제로는 가속을 시킬 때와 감속을 시킬 때에도 에너지가 필요하다.

이것으로 N의 무게에 따라 전체의 합계는 많이 달라지는 것을 알 수 있다. 한편, N은 엘리베이터가 가동 중에 쉽게 바꿀 수 있는 것이 아니지만, 엘리베이터를 만들 때에 단 한 번 승객수에 따른 사용 빈도를 함께 고려하여 최적의 상태로 결정하게 되면, 종래보다는 에너지 소비량을 줄일 수 있게 된다.

이하에서는, 본 발명의 제1실시예에 의한 엘리베이터에서도 동일한 계산을 반복하되 승객의 숫자에 따라 다른 기어비(K)를 다르게 적용하여 운용한 결과를 보도록 한다. 먼저, 승객 1명의 무게를 60㎏, M은 1000㎏으로 앞의 실험에서와 같이 하고, N을 2200㎏으로 하며, 승객이 2명일 경우 K = 2, 승객이 5명일 경우 K = 1.7, 승객이 10명일 경우 K = 1.4, 승객이 15명일 경우 K = 1.2, 승객이 20명일 경우 K = 1로 운용한다. 계산한 결과는 다음의 표 3과 같다.

구분	2명, K=2	5명, K=1.7	10명, K=1.4	15명, K=1.2	20명, K=1	층별 합계
5층	3136	941	4547	10506	0	19130
10층	6272	1882	9094	21011	0	38259
15층	9408	2822	13642	31517	0	57389
합계	18816	5645	27283	63034	0	114778

또한, 상기 표 3과 같은 결과를 나타낸 조건들 중에서 승객수를 달리하여 계산한 결과를 살펴보면 다음의 표 4와 같다.

구분	3명, K=2	7명, K=1.7	11명, K=1.4	14명, K=1.2	18명, K=1	층별 합계
5층	12544	19757	13955	1098	18816	66170
10층	25088	39514	27910	2195	37632	132339
15층	37632	59270	41866	3293	56448	198509
합계	75264	118541	83731	6586	112896	397018

상기 표 3 및 도 4를 통해서도 알 수 있듯이, 승객수에 따라서(M + P - N / K)의 절대값이 최소가 되도록 하는 K를 적용하면 최소의 에너지를 들여서 엘리베이터를 구동시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

이상의 간단한 예를 볼 때 본 발명의 제1실시예에 의한 엘리베이터가 에너지를 114778J과 397018J을 소비할 때에 기존의 엘리베이터는 2935296J과 1580544J를 소비하여 10배 가량의 에너지 소비에 차이가 발생함을 볼 수 있다. 이러한 결과를 얻기 위해서 본 발명의 제2실시예에 따른 엘리베이터는 상기 K를 가변시킬 수 있는 구성을 가지는 데 큰 특징이 있다. 즉, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 엘리베이터는, 케이지(31)와, 평형추(35)와, 중량 센서(34)와, 제1 및 제2권양기(23, 25)와, 전동기(27)와, 전자제어 변속기(21)와, 제어유닛(29)을 구비한다.

상기 케이지(31)는 승객이나 화물이 탑승 가능한 것으로서, 와이어로프(47)에 의해서 제1권양기(23)에 연결되어 있다. 상기 케이지(31)에는 케이지의 위치를 감지하기 위한 케이지 위치감지센서(32)가 마련된다. 그리고 케이지(31)에는 탑승한 승객과 화물 각각의 중량의 합을 감지하기 위한 중량센서(34)가 마련된다. 상기 각 센서들(32, 34)에서 감지된 신호는 상기 제어유닛(29)으로 전달된다.

상기 제1권양기(23)는 전동기(27)에 의해 회전되도록 연결되어 있다. 따라서, 전동기(27)가 어느 한 방향으로 구동되면, 제1권양기(23)는 어느 한 방향으로 회전되면서 와이어로프(47)을 감거나 풀게 됨으로써 케이지(31)를 승강시키게 된다. 여기서, 상기 전동기(27)는 상기 제어유닛(29)에 의해 구동제어된다. 그리고 전동기(27)의 구동축(22)에 상기 제1권양기(23)가 회전가능하게 결합된 구성을 가진다.

상기 평형추(35)는 와이어로프(49)에 의해서 제2권양기(25)와 연결된다. 제2권양기(25)는 종동축(24)에 결합된다. 따라서, 종동축(24)의 회전방향에 따라서 평형추(35)는 선택적으로 승강된다. 여기서 평형추(35)에는 평형추의 위치 즉, 높이를 감지하기 위한 위치감지센서(37)가 마련된다. 이 위치감지센서(37)에서 감지된 정보는 상기 제어유닛(29)으로 전달된다.

상기 구동축(22)과 종동축(24)은 전자제어 변속기(21)에 의해 선택적으로 연결된다.

상기 전자제어 변속기(21)는 도 4에 도시된 바와 같이, 구동축(22)에 마련되는 제1브레이크(71)와, 종동축(24)에 마련되는 제2브레이크(73)와, 구동축(22)에 마련되는 복수의 구동기어(61, 62, 63, 64)와, 종동축(24)에 마련되는 복수의 종동기어(65,66,67,68)를 구비한다. 상기 각 구동기어(61, 62, 63, 64)는 서로 다른 반경의 반지름을 가지며, 상기 제어유닛(29)의 제어동작에 의해서 구동축(22)을 따라서 슬라이딩 가능하게 설치된다. 따라서, 구동기어들(61, 62, 63, 64) 중에서 어느 하나가 상기 종동기어들(65, 66, 67, 68) 중에서 어느 하나와 기어연결되어 동력을 전달할 수 있게 된다. 상기 종동기어들(65, 66, 67, 68)은 종동축(24)에 위치 고정되며, 상기 구동기어들(61, 62, 63, 64) 중 어느 하나와 선택적으로 연결될 수 있다. 상기 제1브레이크(71) 및 제2브레이크(73)는 제어유닛(29)에 의해 구동제어됨으로써, 구동축(22)과 종동축(24)을 선택적으로 정지시키거나, 회전 가능한 상태로 해제시키는 역할을 한다. 도 4에서 서로 맞물린 구동기어(61)와 종동기어(65) 각각의 반지름(R, S)이 동일한 것을 예로 들어 도시하였다. 이와 같이, 제어유닛(29)의 제어동작에 의해서 기어연결 및 분리되거나, 소정의 기어비(K)를 갖도록 연결되는 전자제어 변속기(21)를 마련함으로써, 제어유닛(29)은 상기 표 3 및 표 4의 실험예와 같이 여러 가지 변수들을 고려하여, 최소의 에너지가 소비될 수 있도록 상기 전자제어 변속기(21)를 구동제어하여 기어비(K)를 설정할 수 있게 된다.

즉, 상기 제어유닛(29)은 앞서 설명한 바와 같이, 상기 센서들(32, 34, 37)로 부터 전달된 정보를 근거로 하여 전동기(27)와 전자제어 변속기(21)의 구동을 제어하다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어유닛(29)은 각 층별로 마련된 층별스위치(39)와 신호연결선(41)에 의해 연결되어 있다. 그리고 제어유닛(29)은 신호연결선(43)에 의해서 케이지(31) 내에 마련된 실내스위치(33)와도 연결되어 신호를 전달받게 된다. 도 3에서 도면부호 51은 전동기와 제어유닛(29)을 연결하는 신호선을, 53은 전자제어 변속기(21)와 제어유닛(29)을 연결하는 신호선을, 45는 제어유닛(29)과 상기 위치감지센서(37)를 연결하는 신호선을, 55 및 57은 전원선을 각각 나타낸다.

상기 구성을 가지는 엘리베이터의 경우, 제어유닛(29)은 층별 스위치(39) 또는 실내스위치(33)로부터 신호를 전달받아 운행 방향과 함께 다음으로 가서 멈출 층을 결정하고, 하중과 평형추(35)의 위치 정보를 참고하여 전자제어 변속기(21)의 맞물려 접속할 기어를 선택한다. 그런 다음, 제어유닛(29)은 전동기(27)을 제어하여 케이지(31)를 다음의 목표 층으로 이동시킨다. 전자제어 변속기(21)의 동작을 구체적으로 살펴보면, 제어유닛(29)으로부터 접속 기어를 변경하라는 명령을 받으면 두 브레이크(71, 73)를 통해 두 권영기(23, 25)에 연결된 축(22, 24)이 움직이지 못하도록 고정한다. 그리고 슬라이딩 기어(61, 62, 63, 64)를 움직여 기어 접속을 변경하고, 기어 변경이 완료된 후 두 브레이크(71, 73)를 푼다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 엘리베이터의 경우, 변속장치 즉, 전자제어 변속기(21)를 적용함으로써, 엘리베이터의 가동 중에 평형추(35)의 중량 자체를 바꿀 수는 없지만 케이지(31)에 작용하는 평형추의 중량을 엘리베이터의 가동 중에 승객과 화물에 따라 달리할 수 있게 하는 것으로서 평형추(35)의 중량을 바꾸는 것과 동일한 효과를 얻게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예의 경우에, 적용하는 K값을 항상 (M + P - N / K)의 절대값이 최소가 나오도록 하여 동작제어하기는 힘들다. 즉, 앞서 설명한 예에서 K의 값이 클수록 평형추(35)의 이동 거리가 짧아지는데, K의 값에 따라 케이지(31)의 이동 거리와 대비한 평형추(35)의 이동 거리가 다르므로, 경우에 따라서 평형추(35)의 현재 위치가 최적의 K를 적용할 수 없는 위치에 있을 수 있기 때문이다. 따라서 실제에 있어서 K는 케이지(31)와 평형추(35)의 현재 위치, 승객수, 승객들의 이동 희망 위치들에 따라 다르게 적용된다. 따라서 실제 본 발명의 제2실시예에 다른 엘리베이터를 운용할 경우에는, 위에서 비교한 이론적인 실험예의 실험값보다는 다소 줄어든 전력 소비 감소가 예상되는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 제2실시예에 의한 엘리베이터의 운용에 필요한 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 근본적인 원천은 평형추(35)가 위치에너지를 저장하여 필요 시에 필요한 만큼 사용할 수 있도록 구성된 점에 있다고 할 수 있다. 종래의 엘리베이터를 보면 케이지(1)가 승객이 만원인 상태에서 최상층에서 최하층까지 이동하면 평형추(2)는 반대로 최하층에서 최상층까지 이동한다. 다음으로, 케이지(1)가 빈 상태에서 최하층에서 최상층까지 이동하면 평형추(2)는 최상층에서 최하층까지 이동한다. 즉 이 과정에서 먼저 평형추(2)가 최상층으로 이동하여 저장된 위치에너지가 다음의 이동으로 소용없이 버려지고 마는 것이다. 승객이나 화물도 엘리베이터를 이용해서 올라간 만큼 다시 내려가게 마련이지만 순서가 뒤섞이기 때문에 평형추(2)로서는 큰 위치에너지 저장 능력이 필요하다.

따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 엘리베이터에 있어서는, 평형추(35)의 위치에너지 보존 능력을 극대화하기 위하여서는 평형추(35)의 무게를 늘리고 기어비(K)를 높게 하여 평형추(35)의 이동 거리를 짧게 하는 것이 바람직하다. 평형추(35)의 무게 N을 11000㎏으로 하고 동일한 계산을 반복하되 승객의 숫자에 따라 다른 기어비(K)를 적용하여 운용한 결과를 보도록 한다. 먼저, 승객 1명의 무게를 60kg, M은 1000㎏으로 앞의 실험에서와 같이 하고, 승객이 2명에서는 K = 10, 승객이 5명에서는 K = 9, 승객이 10명에서는 K = 7, 승객이 15명에서는 K = 6, 승객이 20명에서는 K = 5로 운용한다. 계산한 결과는 다음의 표 5와 같다.

구분	2명, K=10	5명, K=9	10명, K=7	15명, K=6	20명, K=5	층별 합계
5층	3136	12230	4547	10506	0	30419
10층	6272	24461	9094	21011	0	60838
15층	9408	36691	13642	31517	0	91258
합계	18816	73382	27283	63034	0	182515

또한, 승객수를 달리할 경우에는 다음의 표 6과 같은 결과를 얻을 수 있다.

구분	3명, K=9	7명, K=7	11명, K=7	14명, K=6	18명, K=5	층별 합계
5층	6586	23677	13955	1098	18816	64131
10층	13171	47354	27910	2195	37632	128262
15층	19757	71030	41866	3293	56448	192394
합계	39514	142061	83731	6586	112896	384787

이상의 실험예에서 알 수 있듯이, 각 경우에 따라서 에너지의 소비는 비슷한 결과를 얻지만 평형추에 적용되는 기어비(K)가 높아짐으로써 평형추(35)의 이동 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서 엘리베이터의 운용 중에 기어비(K)의 선택에 있어서 평형추(35)의 이동 가능 잔여 거리에 여유가 생겨 유리하게 된다.

즉, 도 1에서 보인 평형추(2)의 위치는 케이지(1)의 위치에 따라 정해지며, 둘의 이동 거리도 항상 같다. 그것은 도르래(3)를 사이에 두고 서로 묶여 있기 때문이다.

도 2와 같이 기어를 사용한 경우 케이지(11) 측의 기어(7)에 대한 평형추(12) 측의 기어(8)의 기어비를 K라고 했을 때, 무게 평형을 이루는 기어비와 기어비에 따르는 케이지(11)와 평형추(12)의 이동 거리를 비교해 보면,

K = E / D

(M + P) × E = N × D, (F = 0, A = 0 일때)

E / D = N / (M + P)

K = N / (M + P)가 된다. 이것으로 무게 평형을 이루는 기어비 K는 수시로 변하는 승객의 중량 P에 의해서 변화하지만 평형추(12)의 무게 N이 클수록 커진다는 것을 알 수 있다. 케이지(11)의 이동 거리를 C, 평형추(12)의 이동 거리를 Y라고 할 때,

C: Y = E: D

Y = C × D / E

Y = C / K

가 된다. 이것으로 평형추(12)의 이동 거리 Y는 기어비 K가 클수록 작아진다는 것을 알 수 있다. 기어비 K를 변경하며 엘리베이터를 운용할 경우 그때마다 평형추(12)의 케이지에 대한 상대적인 이동 거리가 달라지기 때문에 평형추(12)의 현재 위치는 케이지(11)의 위치로부터 알 수 없으며 이동 거리 또한 서로 관련이 없고 그때 그때의 기어비 K에 따라 다르게 됨을 알 수 있다.

본원 발명에 의한 평형추(35)는 케이지(31)의 위치에 따라 위치가 결정되지 않으며 이동 거리도 어떤 기어를 선택하느냐에 따라 다르다. 평형추(35)의 현재 위치와 이동 거리가 케이지(31)의 현재 위치와 이동 거리와는 독립적인 것으로부터 알 수 있는 것은 기어를 선택하는 데 있어서 무게 평형만을 고려할 수는 없다. 예를 들어 도 4의 엘리베이터가 지상 1층에서 10층까지 운행하고 있고, 현재 케이지(31)는 1층에, 평형추(35)가 5층에 있다고 가정하고 승객이 1층에서 정원 최대까지 탔을 때를 가정한다. 무게 평형을 고려하면 기어비가 가장 낮은 상태로 운행해야 할 것이다. 케이지(31)와 연결된 권양기(23)의 구동축(22)에 연결된 기어로서는 지름이 가장 큰 구동기어(61)와 평형추(35)와 연결된 권양기(25)의 종동축(24)에 연결된 기어로서는 지름이 가장 작은 고정 기어(65)가 맞물려 있다면 이런 상태가 될 것이다. 도 4에 있는 전자제어 변속기(21)는 이 경우 두 기어(61, 65)의 지름(R, S)이 같아 케이지(31)와 평형추(35)의 이동 거리가 같게 된다. 승객의 목적지가 5층이라면 이대로 운행할 수 있다. 그러나 승객의 목적지가 10층이라면 케이지(31)의 이동 거리가 현재 5층에서 1층까지 움직일 수 있는 평형추(35)의 최대 이동 가능 거리보다 길어 기어비를 달리할 수밖에 없게 된다. 평형추(35) 측의 기어를 지름이 큰 것을 택할수록 평형추(35)의 이동 거리는 짧아지므로 지름 S가 지름 R의 두 배 이상인 기어들(63, 67)를 맞물려야 한다. 지름 S가 지름 R의 두 배인 기어가 맞물렸을 경우 케이지(31)는 1층에서 10층까지 이동하는 동안 평형추(35)는 5층에서 1층까지 이동하게 된다. 문제는 케이지(31) 측과 평형추(35) 측이 무게 평형을 이루지 못하여 전동기(27)가 더 많은 일을 해야 한다는 것이다. 이상을 통해 볼 때에 평형추(35)의 무게가 크고 기어비를 크게 운영할 수 있다면 그래서 평형추(35)의 이동 거리를 짧게 하여 무게 평형대로 기어비를 운영할 수 있는 경우가 많을수록 엘리베이터 운영에 어려움이 줄고 에너지 절약도 되는 것을 알 수 있다.

위에서 나왔던 공식 중에서 무게 평형을 이루는 기어비에 대한 공식을 다시 살펴보면

K = N / (M + P)

에서 승객의 무게 P의 변화에 따라 무게 평형을 이룰 수 있는 K는 변한다. 그러나 실제 기어 방식의 전자제어 변속기(21)는 단지 몇 개의 제한된 기어비를 가질 수 있으므로 항상 위의 계산 값과 같은 기어비를 선택할 수 없고 근사한 값을 선택하게 된다. 또한, 소정 기어비에 따르는 케이지(11)와 평형추(12)의 이동 거리에 대한 공식을 다시 살펴보면,

Y = C / K

인데, 이것은 다시

K = C / Y

와 같다. 이것은 케이지(11)의 이동 거리 C와 평형추(12)의 이동 거리 Y에 꼭 맞는 기어비 K에 대한 공식으로 해석할 수 있다. 위에서 든 예에서와 같이 무게 평형을 포기하고 케이지(11)의 이동 거리와 평형추(12)의 이동 가능한 잔여 거리의 비를 통해 기어를 선택하여야 할 경우에도 기어비 K는 위의 공식에 의한 값과 같이 설정할 수 없고, 선택 가능한 기어비는 단지 몇 개의 제한된 기어비 중에서 가장 알맞은 것으로 선택하여야 한다. 이러한 두 가지 점들은 무단 변속기 방식의 전자제어 변속기를 사용하면 해결될 수 있다. 즉 무단 변속기 방식은 무게 평형을 이루는 데에도 근사값의 선택이 아니라 계산된 값을 그대로 적용할 수 있게 하며, 이동 거리를 토대로 기어비를 설정하는 데에도 근사값을 선택하지 않고 계산된 값을 그대로 적용할 수 있게 해 주어 조금이라도 더 에너지 낭비를 줄일 수 있게 해 준다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 엘리베이터가 개시되어 있다. 도 5를 참조하면, 제1권양기(23)의 구동축(22)에 전자제어 변속기(21´)에 의해 연결되는 종동축(24)에 제2 및 제3권양기(88, 98)가 제1 및 제2전자제어 클러치(81, 91)에 의해 연결된 구성에 특징이 있다. 따라서, 상기 제2 및 제3권양기(88, 98) 각각에 평형추들(89, 99)이 각각 와이어로프에 의해 연결되어 있다.

상기 전자제어 변속기(21´)와, 제1 및 제2전자제어 클러치(81, 91)는 제어유닛(30)에 의해 선택적으로 구동제어된다. 상기와 같이 전자제어 클러치(81, 91) 및 권양기(88, 98)를 별도로 갖춘 평형추(89, 99)를 사용하면 여러 개의 평형추를 사용할 수 있다. 여러 개의 평형추를 사용할 때에는 선택한 평형추와 선택하지 않은 평형추로 구분하여 운용할 수 있다.

여기서, 상기 제1전자제어 클러치(81)는 종동축(24)에 마련된 고정기어(87)와, 제2권양기(88)의 축에 마련되는 슬라이딩기어(85)와 브레이크(83)를 구비한다. 슬라이딩기어(85)는 제어유닛(30)의 제어에 의해서 고정기어(87)와 선택적으로 연결 및 해제된다. 상기 제2전자제어 클러치(91)는 종동축(24)에 고정되는 고정기어(97)와, 제3권양기(98)의 축에 마련되는 슬라이딩기어(95)와 브레이크(93)를 구비하다. 상기 구성에 의하면, 전자제어변속기(21′)는 종동축(24)에 브레이크를 마련할 필요가 없게 되어, 브레이크를 제외한 부분은 도 4에서 설명한 전자제어 변속기(21)와 동일한 구성을 갖게 된다.

상기 구성을 가지는 엘리베이터의 경우, 예를 들어 하나의 평형추(89)를 선택하였다고 하면, 선택한 평형추(89) 및 제2권양기(88)에 연결된 제1전자제어 클러치(81) 내부의 두 기어(85, 87)는 맞물려 접속한다. 선택하지 않은 나머지 평형추(99) 및 제3권양기(98)에 연결된 전자제어 클러치(91) 내부의 두 기어(95, 97)는 중립의 상태에 두고 브레이크(93)는 걸어 놓는다. 전자제어 변속기(21′) 내부의 구동축(22) 마련된 브레이크(71)와 상기 선택한 평형추(89)에 연결된 전자제어 클러치(81) 내부의 브레이크(83)는 전자제어 변속기(21′)의 기어가 중립에 있거나 제어유닛(30)의 신호가 있을 때에 동작하여 각각 케이지(31)와 평형추(89)를 움직이지 않도록 고정한다. 출근 시간이나 퇴근 시간 등과 같이 한쪽 방향으로의 이동이 집중되는 시기에는 선택한 평형추(89)가 밑바닥 층이나 꼭대기 층으로 이동하여 더 이상 무게 평형을 잡아 주는 일을 할 수 없는 상황이 발생하기 쉽다. 이때에 다른 평형추(99)를 선택하여 케이지(31)의 무게 평형을 이룰 수 있도록 하는 역할을 하도록 한다. 본 실시예에서는 2개의 평형추(89, 99)를 설치한 것을 예로 들었으나, 3개 이상 다수의 평형추를 마련하여 순차적으로 이용할 수 있는 것은 당연하다.

역학적으로 보면 사람들이 빌딩의 상층으로 많이 이동하면 평형추(89, 99)들은 점차 밑바닥 층으로 이동하고, 사람들이 빌딩의 하층으로 많이 이동하면 평형추(89, 99)들은 점차 꼭대기 층으로 이동하여 위치에너지를 보존한다고 볼 수 있다. 위치에너지는 평형추(89, 99)에 의해 잘 보존되고 엘리베이터는 양쪽으로 무게 평형이 잡힌 도르래처럼 동작한다고 볼 수 있다. 도 5에서 도면부호 54, 80, 90 각각은 신호선을 각각 나타낸다.

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 엘리베이터의 개략적인 구성도이다. 도 6을 참조하면, 케이지(11)의 바닥과 평형추(12)의 바닥에 와이어 로프(125,126)를 각각 연결하여 빌딩의 밑바닥(100)에 닿도록 한 구성이 개시되어 있다. 고층 엘리베이터의 권양기(5, 6)에서 케이지(11)나 평형추(12)까지의 거리 변화가 크기 때문에 와이어 로프(13, 14)의 무게 변화를 무시할 수 없게 된다. 케이지와(11) 평형추(12)의 바닥에 각각의 권양기(5, 6)에 연결된 와이어 로프(13, 14)와 같은 와이어 로프(125,126)를 연결하여 빌딩의 밑바닥(100)에 닿도록 설치함으로써 케이지(11)나 평형추(12)의 위치가 변화해도 권양기(5, 6)에 실리는 무게에 변화가 없도록 할 수 있다. 종래의 엘리베이터에서도 평형로프가 설치되어 사용되었다. 종래의 엘리베이터에서는 케이지의 위치와 평형추의 위치가 상대적으로 일정한 위치에 있게 됨으로써 평형풀리를 사용하여 평형로프가 빌딩의 밑바닥에 닿지 않아도 되고, 전체 평형로프의 길이도 빌딩의 높이를 넘지 않는 길이로 운용할 수 있었다. 그러나 본 발명에 의한 엘리베이터는 케이지(11)의 위치와 평형추(12)의 위치가 독립적이므로 종래의 방식을 더 이상 사용할 수 없게 되었기 때문에 이러한 문제를 해결할 새로운 방식이 필요하였다.

도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 도면으로서, 도 6의 평형추(12)와 평형추 권양기(6)를 체인 또는 무거운 막대를 엮은 발(134)로 대체한 엘리베이터의 구조를 보여 주고 있다. 발(134)의 형태는 종래의 엘리베이터에서 평형추 설치 운행 공간에 설치할 수 있는 장점이 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 빌딩의 밑바닥(100)과 빌딩의 꼭대기에 상자(137,136)를 두어 체인 또는 발(14)을 쌓아 둘 때, 평형추 역할을 할 수 있는 부분은 바퀴(131)의 축에서 빌딩의 밑바닥까지의 길이에서 하부 상자에 쌓인 체인 또는 발(134)의 높이를 제외하고, 또 상부 상자(136)의 체인 또는 발(134)의 쌓인 위치에서 바퀴(131)의 축까지의 높이를 제외한 길이의 체인 또는 발(134)에 해당한다. 도 5와 같이 평형추(89, 99)를 두 개 사용하는 방법과 비교하여 보면 평형추를 중간에 바꾸어야 하는 번거로움이 없어지는 것을 알 수 있다. 단순화하고 간단한 예를 들어 살펴보기로 한다. 각 층이 3m 높이인 10층 빌딩에 각 층에 체중이 50kg인 사람이 20명씩 근무하는 빌딩이 있다고 하고, 아침에 모두 출근하여 저녁에 모두 퇴근한다고 할 때, 모두 출근하였을 때의 위치에너지의 증가는,

50kg × 20 = 1000kg

1000 × 3 × 1 + 1000 × 3 × 2 + 1000 × 3 × 3 + 1000 × 3 × 4 + 1000 × 3 × 5 + 1000 × 3 × 6 + 1000 × 3 × 7 + 1000 × 3 × 8 + 1000 × 3 × 9 = 135000kg중m와 같다. 모든 사람들이 퇴근할 때, 135000kg중m의 위치에너지 감소가 생기는데 이것을 저장할 수 있는 장치가 필요하다.

135000 / (9 × 3)= 5000kg

즉 10층에 5000㎏을 두게 되면 전체의 위치에너지를 보존할 수 있는 것이다. 1m의 무게가 200㎏인 발을 사용한다면 25m의 발(134)이 상부 상자(136)에 있고, 빌딩 높이 27m 만큼의 발이 내려져 있어야 하므로 52m의 발이 있으면 위치에너지를 잘 보존하는 가운데 엘리베이터가 운행될 수 있다. 대략적인 평형추의 무게는 200㎏ × 27 = 5400㎏가 된다. 케이지(11)의 무게를 고려하여 전자제어 변속기의 기어비를 정할 수 있을 것이다. 케이지(11)의 무게가 1350㎏이고 승객이 1350㎏까지 탈 수 있다고 한다면 기어비는 4:1에서 2:1 사이에서 여러 단계를 만들어야 할 것이다. 발(134)의 단위 길이당 무게를 결정하는 데에 고려할 사항은 증감하는 위치에너지의 크기, 빌딩의 높이, 케이지의 무게, 최대 탑승객 수 등이다.

도 8은 도 7의 발(134)의 일례로서 체인고리(151)를 나타내 보인 도면이다. 상기 체인고리(151)는 금속 재질로 소정 굵기로 형성된다.

도 9와 도 10은 발(134)의 다른 예를 나타내 보인 도면으로서, 상기 발은 소정 길이 및 무게를 가지는 복수개의 막대와, 상기 무거운 막대들의 양단을 회전가능하게 지지하도록 소정의 길이를 가지는 체인롤러를 포함하는 구성을 가질 수 있다. 상기와 같은 구성의 발(134)을 이동시키기 위한 바퀴(131)의 일 예가 도 11에 도시되어 있다. 도 11을 참조하면 축(172)에 소정거리 이격되게 체인톱니바퀴(171)가 결합된 구성을 가진다. 도 9와 도10의 발은 체인을 예로 들어 설명했으나, 상기 발에 체인 대신에 와이어로프가 대신 사용될 수도 있다.

도 12는 회전펌프의 일종인 기어펌프이며, 도 13은 베인펌프이다. 이것들은 유압펌프와 유압모터의 역할을 동시에 할 수 있으며, 용도와 형태에 따라 기어펌프, 기어모터, 베인펌프, 베인모터로 불린다. 도 12에서 도면부호 181은 유입 측을, 182는 배출 측을 각각 나타내며, 183은 기어를 나타낸다. 도 13에서 도면부호 191은 유입 측을, 192는 배출 측을, 193은 회전자, 194는 베인을, 195는 스프링을 각각 나타낸다. 이러한 구성을 가지는 기어모터와, 베인모터 각각은 산업 전반에 걸쳐서 널리 채용되어 사용되는 것이므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 14는 본 발명의 제6실시예에 따른 엘리베이터를 나타내 보인 도면이다. 여기서, 유압모터(203, 204, 205, 206)와 액체를 사용한 부하 제공장치를 이용하여 도 3에서 보인 평형추(35)와 평형추 권양기(25)를 대체한 예를 자세히 설명하기로 한다. 도 6의 경우에는 평형추(12), 평형추 권양기(6)와 평형추(12)의 바닥에서 빌딩의 밑바닥까지 닿도록 연결한 와이어로프(126)를 대체한다.

여기서 사용 가능한 유압모터(203,204,205,206)의 종류는 기어모터(도 12)와 같이 유압모터와 유압펌프의 역할을 번갈아 할 수 있는 장치라야 한다. 또 이러한 유압모터(203,204,205,206)는 기어모터(도 12)의 경우와 같이 배출량이 유압모터 축의 회전수와 일정한 비례 관계에 있어야 한다. 유압모터의 회전력은 액체의 압력에 비례하고, 유압모터의 단위 회전당 배출량에 비례한다. 즉 작용하는 압력이 강할수록 그리고 유압모터의 용량이 클수록 더 큰 회전력을 낸다.

본 발명의 유압모터들은 복수개로 구성될 수 있으며, 상기 유압모터의 연결 방식은 직렬 및 병렬로 구성되는 모터 연결 방식 중 적어도 어느 하나 이상이 채용된 방식일 수 있다.

유압모터들(203,204,205,206)의 직렬 연결은 전지를 직렬로 연결하여 전압을 올리는 것과 비슷한 효과를 낸다. 하부 액체 상자(212)에서 상부 액체 상자(210)까지의 높이가 클 경우 액체 전체의 압력을 여러 개의 유압모터(203,204,205,206)로 분산할 수 있게 되며, 또 높은 위치까지 액체를 끌어올릴 수 있게 된다. 즉, 하부 액체 상자(212)의 위치에서 상부 액체 상자(210)의 위치까지 거리를 이등분 또는 삼등분한 위치에 유압모터(203,204,205,206)를 배치하고, 액체 파이프(207,208,209)를 연결하고, 유압모터의 축(202)을 서로 연결하면 이러한 효과를 볼 수가 있으며, 연결된 유압모터 축(202)의 회전력은 각각의 유압모터의 회전력을 합친 것과 같다.

유압모터(203-206)의 병렬 연결은 전지를 병렬로 연결하여 전류를 늘려주는 것과 비슷한 효과를 낸다. 액체의 압력이 동일한 위치에 배치한 여러 개의 유압모터 축(202)을 서로 연결하고, 액체 파이프(207,208,209)를 각각의 유압모터(203-206)에 연결하였을 때, 유압모터 축(202)이 가지는 회전력은 각각의 유압모터(203-206)의 회전력의 합과 같다. 유압모터 축(202)의 단위 회전당 전체 액체 배출량이 병렬 연결된 유압모터(203-206)의 수만큼 증가하기 때문이다. 도 14의 모든 유압모터(203, 204, 205, 206)의 축(202)은 연결되어 있기 때문에 이 축(202)의 회전력은 각각의 유압모터(203, 204, 205, 206)의 회전력의 합과 같다. 여기서 상기 축(202)의 단부에는 베벨기어(201)가 마련되고, 이 베벨기어(201)는 전자제어 변속기의 종동축 즉, 고정기어(8)의 축에 마련된 베벨기어(200)와 기어연결된다. 도 14에서 도면부호 211과 213은 액체의 표면을 나타낸다. 그리고 도면부호 215와 216 각각은 다른 엘리베이터의 유압모터로 연결될 수 있는 파이프를 나타낸다. 즉, 상기 각 상자(210,212)에 담긴 액체를 이용하여 다른 엘리베이터에도 사용할 수 있게 된다.

유압모터(203, 204, 205, 206)의 직렬 연결을 통해 상부 액체 상자(210)에서 하부 액체 상자(212)까지의 전체 액체 압력을 고루 분산하고, 병렬 연결을 통해 필요한 평형추의 역할을 할 수 있는 충분한 회전력을 내는 데에 필요한 충분한 액체 배출량을 낼 수 있도록 장치한다. 일단 이렇게 설치된 유압모터(203, 204, 205, 206)는 유압이 일정하기 때문에 항상 일정한 회전력을 제공한다. 또 이러한 회전력은 액체가 흐르는 방향이나 유압모터의 축(202)이 회전하는 방향과 무관하게 동일한 크기, 동일한 방향으로 작용한다. 이것은 마치 중력 때문에 물체를 들어올리는 중이나 물체를 들어 내리는 중에 항상 아래로 동일한 중력이 작용하고 있는 것과 같다. 서로 연결된 유압모터의 축(202)은 전자 제어 변속기 내부의 맞물린 기어(7, 8)를 통해 케이지 권양기(5)에 연결되는데, 전동기(27)의 회전방향에 따라 케이지(11)의 이동방향과 유압모터 축(202)의 회전방향과 액체가 흐르는 방향이 결정된다. 승객이 위로 올라가면 액체는 아래로 내려가고, 승객이 아래로 내려가면 액체는 위로 올라간다. 승객의 무게에 따라 전자 제어 변속기 내부의 맞물린 기어(7, 8)를 조정할 수 있다. 케이지(11)가 동일한 속도로 이동하여도 기어 변속에 따라 유압모터 축(202)의 상대적인 속도가 달라지며, 승객수가 증가할수록 기어 변속을 달리하여 액체가 이동하는 속도가 빨라진다.

이상적인 유압모터와 전자 제어 변속기를 사용하여 에너지 손실이 없다고 가정한다면, 승객의 이동에 따른 위치에너지의 변화가 액체의 위치에너지 변화로 나타날 것이다. 일반적인 위치에너지의 공식은

M × G × H

(M 질량, G 중력 가속도, H 높이)

이다. 70㎏인 승객 10명이 10m를 올라갔다면 7000㎏중m 위치에너지가 증가한다. 하부 액체 상자(212)에서 상부 액체 상자(210)의 위치가 100m이고 액체의 1L (Liter) 무게가 1㎏이라고 하면, 70L의 액체가 아래로 이동하게 (70 × 1 × 100 = 7000kg중m) 될 것이다. 동일한 수의 승객이 반대 방향으로 10m 움직인다면 70L의 액체가 위로 이동한다. 이렇게 볼 때 이러한 장치는 승객의 위치에너지 변화에 대응하는 액체의 위치에너지 변화로 변환하여 위치에너지를 저장하여 재활용한다고 할 수 있다. 여기서 잠시 케이지(11)의 무게를 고려하지 않았었다. 케이지(11)의 무게를 고려해 보면 항상 같은 케이지(11)의 무게가 오르락내리락하게 되는데, 액체의 대응하는 이동으로 항상 상쇄하게 할 수 있으나, 케이지(11)의 무게에 해당하는 만큼 많은 양의 액체를 항상 오르락내리락 이동하여야 하므로 유압모터(203, 204, 205, 206)의 용량이 그만큼 큰 유압모터를 사용하거나 유압모터 축(202)의 회전을 빨리 해야 하는 부담을 갖게 된다. 또 액체 상자(210, 212)도 그만큼 커야 한다. 이러한 부담을 덜고 변화하는 승객의 위치에너지만큼만 액체의 위치에너지로 변환하여 저장 및 재활용을 하는 방법은 평형추를 유압모터와 병행하여 사용하는 것이다. 이러한 방식의 엘리베이터가 도 15에 개시되어 있다.

도 15는 본 발명의 제7실시예에 따른 엘리베이터를 나타내 보인 개략적이 도면이다. 도 15를 참조하면, 평형추(12)와 케이지(11)가 와이어로프(221,222)에 의해서 연결되며, 각 와이어로프(221,222)는 권양기(223)와 평형풀리(227)에 의해서 지지된 구성을 가진다. 권양기(223)는 전동기의 구동축(224)에 마련된다. 그리고 베벨기어(200)가 마련된 종동축(226)은 전자제어 변속기(225)에 의해서 구동축(224)연결된다. 상기 베벨기어(200)에 부하를 제공하는 소위 부하제공장치는 도 14에 도시된 동일한 구성이 적용된다. 즉, 상기 베벨기어(200)에 기어펌프들(203-206)의 축(202)에 마련된 베벨기어(201)가 기어연결된다. 그리고 각 기어펌프들(203-206)은 구동시 파이프(207,208,209)를 통해서 상부 상자(210)와 하부상자(212)의 액체를 이동시킬 수 있게 된다.

이러한 구성에 의하면, 케이지(11) 자체의 무게는 고정적인데, 이러한 무게는 평형추(12)를 통하여 서로 상쇄시키고, 변화가 많은 승객의 무게를 유압모터(203, 204, 205, 206), 액체와 전자제어 변속기(225)를 통해 상쇄할 수 있게 된다. 도 14는 구조가 간단한 대신 큰 용량의 유압모터와 액체 상자를 사용하여야 하는 데 비해 도 15는 구조가 복잡한 대신 작은 용량의 유압모터(203-206)와 작은 액체 상자(210,212)를 필요로 한다.

또한, 변속기와 유압모터의 역할을 한 번에 할 수 있는 장치로는 가변용량형 모터가 있다. 따라서 전자제어가 가능한 가변용량형 모터를 사용하면 별도의 전자 제어 변속기를 사용하지 않고도 동일한 기능을 수행할 수가 있다.

하나의 빌딩에 있는 여러 엘리베이터는 상부 액체 상자(210)와 하부 액체 상자(212)를 공유하여 사용이 가능하다.

도 15에서는 종래의 엘리베이터에 사용하는 평형추(12)를 그대로 사용하여 케이지(11) 자체의 무게는 평형추(12)가 상쇄하도록 하고, 변화하는 승객의 무게를 유압모터(203-206)와 액체와 전자제어 변속기(225)를 사용하여 상쇄하는 특징을 볼 수 있다. 이렇게 평형추(12)를 동시에 사용한 방식은 도 7의 체인 또는 발과 전자 제어 변속기를 사용할 경우와 도 16에서 설명할 버킷컨베이어와 전자 제어 변속기를 사용할 경우에도 꼭 같이 적용될 수 있다.

도 16에서는 버킷컨베이어를 보여 주고 있다. 버킷(231, 257, 260)은 롤러체인(251)을 따라 움직인다. 롤러체인(251)은 화살표(258)에서 보는 것과 같이 양방향으로 움직일 수 있다. 도 16에서 롤러체인(251)이 화살표(258)의 오른쪽으로 움직이면 상부 액체 상자(253)의 액체가 하부 액체 상자(255)로 옮겨가게 된다. 그것은 보조 바퀴(245)를 지난 버킷(260)에 액체가 담겨서 위로 올라가고, 보조 바퀴(246)와 체인톱니바퀴(241)를 차례로 지나, 보조 바퀴(242)를 지나면 걸판(248)에 버킷(231)의 돌기(233; 도 17 참조)가 걸려 버킷(231)에 담긴 액체가 쏟아지기 때문이다.

여기서, 버킷(231)에는 돌기(233)가 한 쌍이 마련된다. 그리고 버킷(231)의 양측에는 회동핀(232)이 마련된다. 상기 회동핀(232)은 도 18에 도시된 바와 같이, 롤러체인(251)에 회동 가능하게 지지된다.

한편, 도 16에서 롤러체인(251)이 화살표(258)의 왼쪽으로 움직이면 하부 액체 상자(255)의 액체가 상부 액체 상자(253)로 옮겨가게 된다. 그 과정을 살펴보면, 보조 바퀴(242)의 아래를 지나 체인톱니바퀴(241)을 향할 때에 버킷(231)에 액체가 담기며, 액체가 담긴 버킷(231)은 체인톱니바퀴(241), 보조 바퀴(246)(245)를 차례로 지나게 된다. 액체가 담긴 버킷(231)은 보조 바퀴(244)를 향해 올라갈 때에 버킷(231)의 돌기(233)가 걸판(247)에 걸려 버킷에 담긴 액체가 쏟아지게 된다. 이상으로 롤러체인(251)의 회전 방향에 따라 액체의 이동 방향이 정해진다는 것을 확인할 수 있었다.

체인톱니바퀴(241)의 입장에서 볼 때에는 항상 많은 수의 버킷(231)에 액체가 담긴 상태로 매달려 있기 때문에 큰 회전력을 받고 있게 된다. 이러한 회전력은 앞에서 설명한 여러 가지 모델의 엘리베이터에 적용될 수 있다. 즉, 도 7의 체인톱니바퀴(131)는 도 16의 체인톱니바퀴(241)로 대체할 수 있다. 단지 도면에서 회전 방향만 바꾸어 주면 된다. 도 14와 도 15의 베벨기어(200)는 도 16의 체인톱니바퀴(241)의 축에 베벨기어를 단 후에 그대로 접속 연결될 수 있다. 여기서 유압모터(203-206)를 사용하는 방법과 버킷컨베이어를 사용하는 방법을 비교해 보면 액체를 위로 이동하여 위치에너지를 저장하는 원리는 결국 같은 것을 알 수 있다. 다만, 기계적 마찰에 의한 에너지 손실과 구조의 복잡성과 관리 및 설치 비용 등이 선택의 기준이 될 것이다.

도 19는 본 발명의 제8실시예에 따른 엘리베이터를 나타낸 것으로서, 전자제어 변속기(225)에 의해서 구동축(224)과 연결된 종동축(226)에 연결되는 평형유지수단으로서, 축(278)이 회전 가능하게 연결된 유압모터(279)와, 상기 유압모터(279)를 사이에 두고 마련되는, 액화 기체상자(272)와, 고압 액체상자(275)와, 상압 액체상자(281)를 구비한다. 상기 액화기체상자(272) 내에는 소정 레벨(271)의 액화기체가 수용되어 있다. 이 액화기체상자(272)는 파이프(273)에 의해 고압액체상자(275)에 연결된다. 상기 고압액체상자(275) 내부에는 소정 레벨(276)의 액체가 저장되고, 그 액체 위에 소정레벨(274)로 액화기체가 층을 이루도록 수용된다.

상기 고압 액체상자(275)는 파이프(277)에 의해서 유압모터(279)에 연결된다. 그리고 유압모터(279)의 타측은 파이프(280)에 의해서 상압액체상자(281)와 연결된다. 상압액체상자(281)는 액체가 소정레벨(282)로 저장된다.

상기 구성의 상기 액화 기체가 저장되는 액화 기체상자(272)의 증기압을 이용하여 고압 액체상자(275) 내부의 액체의 높은 압력을 일정하게 유지시키고 이것을 재활용하는 시스템으로 이루어져 있다.

빌딩의 내부에 그것도 빌딩의 꼭대기에 큰 액체 상자를 두는 것은 빌딩의 안전에 영향이 있을 수 있고, 꼭대기 근처에 사용 가능한 공간이 없는 빌딩도 있다. 또 꼭대기에서 빌딩의 밑바닥까지 액체 파이프를 설치하는 것도 번거롭다. 빌딩의 밑바닥처럼 낮고 하부 액체 상자와 가까운 곳에 상부 액체 상자를 설치할 수 있으면 여러 가지 장점이 있다. 그 중에 하나가 액체 상자의 저장 용량을 필요한 만큼 얼마든지 크게 할 수 있다는 것이다.

암모니아, 암모니아와 수증기의 혼합물, 이산화탄소, 이산화황, 염소, 프로판 등은 상온에서 액화가 가능하며 각기 다른 임계압력의 특성을 가지고 있다. 이러한 기체 중에서 하나를 선택하여 액화기체 상자(272)에 담고 액화기체 파이프(273)를 통해 고압 액체 상자(275)의 상부에 연결한다. 선택한 기체에 따른 증기압이 고압 액체 상자(275)에 작용하여 고압 액체 상자(275)의 내부는 액체의 양과 무관하게 항상 일정한 압력을 유지하게 된다. 즉 고압 액체 상자(275) 내부에서 액체의 양이 줄면 기체가 있는 위 공간이 늘어나 압력이 떨어지고, 압력이 떨어지면 액화기체가 기화하여 압력을 증가시킨다. 반대로 액체의 양이 증가하면 기체가 있는 위 공간이 줄어들어 압력이 올라가고, 압력이 올라가면 기체는 액화하여 압력이 떨어져서 일정한 압력을 유지하게 된다. 액체는 액체 파이프(277)을 통해 연결된 유압모터(279)에 일정한 압력을 작용하게 된다. 유압모터(279)를 통과한 액체는 상압(常壓) 액체 상자(281)의 바닥으로 연결된 액체 파이프(280)를 통해 상압 액체 상자(281)로 들어간다. 기체는 액체에 잘 녹지 않아야 하고, 임계압력이 큰 것을 선택하는 것이 높은 압력을 얻는 데에 유리하다. 선택한 기체가 선택한 액체에 잘 녹을 때에는 고압 액체 상자(275) 내부에 비닐막(284)과 같은 기체나 액체가 통과할 수 없는 막을 설치하여 기체와 액체를 격리시킬 수 있다. 비닐막(284)은 액체가 고압 액체 상자(275)를 가득 채울 수 있는 크기로 만들고 비닐막(284)의 위쪽에도 약간의 액체를 넣어 비닐 막과 고압 액체 상자(275)가 달라붙지 않고 잘 미끄러질 수 있도록 하는 것이 좋다. 비닐막(284)의 위 아래는 항상 같은 압력이므로 압력으로 비닐막(284)이 찢어지는 일은 없다. 이와 같은 장치를 통하여 낮은 곳에 설치한 액화기체 상자(272)와 고압 액체 상자(275)가 도 14와 도 15의 높은 곳에 설치한 상부 액체 상자(210)를 대체할 수 있다. 여러 물질들의 임계온도와 임계압력을 살펴보면 암모니아 132℃, 111.2기압, 이산화탄소 31℃, 72.8기압, 이산화황 157.2℃, 77.7기압, 염소 144℃, 76기압 등이다. 이런 물질들은 상온에서 임계 압력 이상으로 압력을 높게 가하면 액화하고, 높은 증기압을 유지한다.

도 20은 본 발명의 제9실시예에 따른 엘리베이터를 나타내 보인 개략적인 구성도이다. 도 20을 참조하면, 평형풀리(227)를 변경하여 평형풀리(227)에 평형풀리 축(228)을 연결하고, 평형풀리 축(228)에 전자제어 변속기(225)를 연결한 다음, 전자제어 변속기(225)의 다른 쪽 축(278)에 도 19에 도시된 바와 같은 평형유지수단 즉, 유압모터(279)를 연결하여 도 19에서와 동일한 작용효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다. 이러한 구성을 가질 경우, 엘리베이터는 빌딩의 꼭대기에서 빌딩의 밑바닥까지 액체 파이프를 설치하는 것을 피할 수 있을 뿐만 아니라, 유압모터의(279) 위치에서 빌딩의 꼭대기까지 연결하는 축(278)을 배제할 수 있기 때문에, 부품 수가 줄고, 구성이 간단한 이점이 있다.

도 21은 본 발명의 제10실시예에 따른 엘리베이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다. 이를 구체적으로 보면, 도 14에 도시된 엘리베이터의 구성에서 기어들(7,8)을 포함하는 변속기와 유압모터들(203,204,205,206)을 하나의 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)로 대체한 변형 예로 이해할 수 있다.

즉, 앞선 도면 4에서 설명한 전자 제어 변속기(21,225) 중에서 브레이크(71)에 해당되는 부분 즉, 전자 제어 브레이크(293)를 권양기(223)의 축(224)에 마련하여 미도시된 제어유닛에 의해 제어되도록 함으로써, 상기 축(224)을 고정시킬 수 있다. 상기 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)는, 가변 용량형 유압모터가 축의 1회전당의 배제 용적을 조절함으로써 흡입하는 액체의 압력과 속도에 대하여 상대적인 출력축의 토크와 회전속도를 제어할 수 있는 점을 이용한 것으로서, 일반적인 가변 용량형 유압모터에 미도시된 제어유닛을 연결한 구성으로 이해될 수 있다.

전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)에는 상부 액체 상자(210)로부터 파이프(207)를 통하여 항상 일정한 유압이 작용한다. 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)의 액체 배출속도는 전자 제어 가변 용량형 유압모터의 축(292)의 회전속도와 1회전당 배제용적 조절 결과에 따라 달라진다. 상기 제어유닛은 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)의 축(292)의 1회전당 배제 용적을 조절하여 상기 축(292)의 토크를 조정할 수 있다. 이러한 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)의 축(292)의 토크는 케이지(11)와 케이지 내부의 승객과 화물의 무게로 인해 발생하는 상기 브레이크(293)의 축(230)의 토크를 상쇄하는 크기가 되도록 조정된다. 전동기(27)의 회전으로 인한 브레이크(293)의 축(230)의 회전속도에 따라 베벨기어(200,201)를 통해 연결된 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)의 축(292)의 회전속도가 정해지며, 앞서 조절된 전자 제어 가변 용량형 유압모터 축(292)의 1회전당 배제 용적에 따라 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)를 통과하여 파이프(207) 내부를 흐르는 액체의 기동속도가 정해진다. 전자 제어 가변 용량형 유압모터 축(292)의 1회전당 배제 용적을 0으로 조절하였을 때에는 파이프(207) 내부를 흐르는 액체의 이동은 멈춰지고 전자 제어 가변 용량형 유압모터 축(292)은 회전에 따른 부하가 없는 상태, 즉 공회전 상태가 된다. 이것은 도 14에서 사용된 전자 제어 변속기(21,225)가 중립 기어 상태에서 브레이크(73)를 건 것과 같은 상태가 된다. 이것으로 볼 때 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)를 사용할 경우, 도 14에 도시된 전자 제어 변속기(21,225)의 종동축에 설치된 브레이크(73)는 별도로 설치할 필요가 없다는 것을 알 수 있다.

이러한 가변 용량형 유압모터로는 베인형과 피스톤형이 있다. 이러한 가변 용량형 유압모터는 유압펌프의 역할을 겸할 수 있다. 따라서 전동기(27)의 회전 방향에 따라 케이지(11)가 위로 이동할 때에는 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)는 유압모터로서 작용하여, 상부 액체 상자(210) 내부의 액체를 하부 액체 상자(212)로 흘려 보내고 토크를 발생하여 케이지(11)를 위로 올리는데 필요한 전동기의 전력을 절약할 수 있도록 한다. 반대로, 케이지(11)가 아래로 이동할 때에는 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)는, 유압펌프로서 작용하여 하부 액체 상자(212)에 담긴 액체를 상부 액체 상자(210)로 퍼올려서 케이지(11)의 하향 이동으로 잃을 수 있는 위치에너지를 보존할 수 있게 한다. 이러한 작용을 통해 하나의 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)는 도 14에서 보이는 기어들(7,8)을 포함하는 변속기와 유압모터들(203,204,205,206)를 대체할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 도 21에서는 앞선 도면들에서 설명한 구성요소들과 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 이에 대한 별도의 설명은 생략하였다.

도 22는 본 발명의 제11실시예에 따른 엘리베이터를 나타내 보인 개략적인 구성도이다. 도 22는 도 15에서 보이는 변속기(225) 중에서 변속기 부분과 유압모터들(203,204,205,206)을 하나의 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)로 대체한 모습을 나타낸 것이다. 여기서 상기 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)의 작동에 대한 자세한 설명은 도 21에 대한 설명과 동일하므로 반복을 피하기 위해 생략하며, 다른 구성요소들에 대한 구체적인 설명은 도 15를 통해 설명한 내용과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 23은 본 발명의 제12실시예에 따른 엘리베이터를 나타내 보인 개략적인 구성도이다. 도 23은 도 19에 도시된 변속기(225)를 브레이크(293)만 남기고, 나머지 변속기어들(미도시)과 유압모터(279)를 하나의 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)로 대체한 모습을 보여주고 있다. 도 23에서도 도 19와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였다. 그리고 하나의 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)가 어떻게 변속기와 유압모터의 역할을 할 수 있는지는 앞선 도 21을 통해 이미 설명하였으므로, 자세한 설명은 생략한다.

도 24는 본 발명의 제13실시예에 따른 엘리베이터를 나타내 보인 개략적인 구성도이다. 도 24는 도 20에서 보이는 변속기(225)를 중에서 브레이크(293)만을 남기고 변속기 부분 즉, 변속기어들과 유압모터(279)를 하나의 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)로 대체한 모습을 보여주고 있다. 도 24에서도 도 20에 도시된 도면의 도면부호와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였다. 그리고 하나의 전자 제어 가변 용량형 유압모터(291)가 어떻게 변속기와 유압모터의 역할을 하는지는 도 21을 통해 설명한 내용을 통해 충분히 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 엘리베이터에 따르면, 탑승객의 수나 화물의 무게를 감안하여 변속기의 기어비를 조절함으로써, 엘리베이터의 운용시 들어가지는 전력 소비량를 줄일 수 있는 이점이 있다.

이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.

Claims

건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서,

전동기와;

승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와;

상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 푸는 케이지 권양기와;

상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형추와;

상기 케이지 권양기의 동력을 전달받아 회전되면서 상기 평형추를 이동시키는 평형추 권양기와;

상기 평형추 권양기와 상기 케이지 권양기 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 전달하되, 입력신호에 따라 소정 기어비로 선택되어 각 권양기 사이의 동력을 전달하는 전자제어 변속기와;

상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화물의 무게와, 상기 평형추의 무게와, 상기 케이지와 상기 평형추 각각의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형추의 무게가 평형에 이르게 할 수 있는 기어비를 선택하도록 상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛;을 포함하되,

상기 케이지 권양기는 상기 전동기와 상기 전자 제어변속기를 연결하는 구동축에 마련되고, 상기 평형추 권양기는 상기 전자제어 변속기에 연결되어 상기 구동축의 동력을 전달받는 종동축에 마련되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서,

전동기와;

승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와;

상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 푸는 케이지 권양기와;

상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형추와;

상기 케이지 권양기의 동력을 전달받아 회전되면서 상기 평형추를 이동시키는 평형추 권양기와;

상기 평형추 권양기와 상기 케이지 권양기 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 전달하되, 입력신호에 따라 소정 기어비로 선택되어 각 권양기 사이의 동력을 전달하는 전자제어 변속기와;

상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화물의 무게와, 상기 평형추의 무게와, 상기 케이지와 상기 평형추 각각의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형추의 무게가 평형에 이르게 할 수 있는 기어비를 선택하도록 상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛;을 포함하되, 상기 케이지와 상기 평형추 각각의 하부에 연결되며, 상기 건물의 최하층의 바닥에 닿도록 마련되는 와이어 로프들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
삭제
제1항에 있어서, 상기 평형추와 상기 평형추 권양기는 각각 복수가 마련되며,

상기 전자제어 변속기를 통해서 상기 평형추 권양기에 연결된 구동축으로부터 동력을 전달받는 종동축과;

상기 종동축과 상기 각각의 평형추 권양기 사이에 설치되며, 상기 제어유닛에 의해 선택적으로 동작되어 동력을 전달하는 복수의 전자제어 클러치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제4항에 있어서, 상기 전자제어 변속기는,

상기 구동축에 마련된 브레이크와;

상기 구동축에 이동 가능하게 설치되며, 서로 다른 반지름을 가지는 복수의 슬라이딩 기어와;

상기 종동축에 위치고정되며, 상기 복수의 슬라이딩 기어와 선택적으로 기어연결되는 복수의 고정기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제5항에 있어서, 상기 전자제어 클러치는,

상기 종동축에 마련된 고정기어와;

상기 평형추 권양기의 축에 마련되는 브레이크와;

상기 평형추 권양기의 축에 이동 가능하게 마련되며, 상기 고정기어와 선택적으로 연결되는 슬라이딩기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제1항에 있어서, 상기 전자제어 변속기는,

상기 구동축에 마련되는 제1브레이크와;

상기 종동축에 마련되는 제2브레이크와;

상기 구동축에 이동 가능하게 마련되며, 서로 다른 반지름을 가지는 복수의 슬라이딩기어와;

상기 종동축에 마련되며, 상기 슬라이딩기어들과 선택적으로 기어 연결되는 복수의 고정기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제1항에 있어서, 상기 전자제어 변속기는,

무단변속기인 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서,

전동기와;

승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와;

상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 풀어주는 제1권양기와;

상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형 유지부재와;

상기 제1권양기의 동력을 전달받아 회전되면서 상기 평형 유지부재를 이동시키는 제2권양기와;

상기 제1 및 제2권양기들 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 전달하되, 입력신호에 따라 소정 기어비로 선택되어 제1권양기의 동력을 상기 제2권양기로 전달하는 전자제어 변속기와;

상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화물의 무게와, 상기 평형 유지부재에 의한 부하와, 상기 케이지의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형유지부재의 부하가 평형에 이르게 할 수 있는 기어비를 선택하도록 상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛;을 포함하되,

상기 평형 유지부재는, 소정 중량을 가지며, 일단은 상기 건물의 바닥에 적재되고, 타단은 상기 건물의 상부에 적재되며, 상기 제2권양기에 연결되어 상기 제2권양기의 감는 방향에 따라서 어느 한쪽이 상기 건물의 바닥 또는 상부 쪽으로 감겨서 적재되고 타측은 풀려나가도록 설치되는 소정 길이의 발을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
삭제
제9항에 있어서, 상기 발은,

소정 길이 및 무게를 가지는 복수의 막대와;

상기 막대들의 양단을 회전 가능하게 지지하도록 소정 길이를 가지는 체인롤러;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제11항에 있어서, 상기 제2권양기는 상기 체인롤러를 이동시키기 위한 체인톱니바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제9항, 제11항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이지의 하부에 연결되며, 상기 건물의 바닥에 닿도록 마련된 와이어 로프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제9항에 있어서, 상기 제1권양기는 상기 전동기와 상기 전자제어 변속기에 연결되는 구동축에 마련되고,

상기 제2권양기는 상기 전자제어 변속기에 연결되어 상기 구동축으로부터 동력을 전달받는 종동축에 마련된 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서,

전동기와;

승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와;

상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 푸는 케이지 권양기와;

상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형 유지수단과;

상기 케이지 권양기와 상기 평형 유지수단 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 전달하되, 입력신호에 따라 소정 기어비로 선택되어 상기 케이지 권양기의 동력을 상기 평형 유지수단으로 전달하는 전자제어 변속기와;

상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화물의 무게와, 상기 평형 유지수단에 의한 부하와, 상기 케이지의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형유지수단의 부하가 평형에 이르게 할 수 있는 기어비를 선택하도록 상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛;을 포함하되,

상기 평형 유지수단은, 액체가 각각 수용되는 상부 및 하부 액체상자와; 상기 전자제어 변속기에 의해서 상기 케이지 권양기의 구동축으로부터 동력을 전달받는 종동축에 연동되어 동작되면서 상기 상부 및 하부 액체상자의 액체를 어느 한쪽으로 이동시켜 위치에너지를 변경시키는 액체이동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
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제15항에 있어서, 상기 액체 이동유닛은,

상기 상부 및 하부 액체상자를 연결하는 파이프와;

상기 파이프에 마련되는 적어도 하나의 유압모터와;

일단은 상기 구동축에 연결되며, 회전시 상기 유압모터를 구동시키는 유압모터 축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제17항에 있어서, 상기 유압모터 축과 상기 종동축은 베벨기어들에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제17항에 있어서, 상기 유압모터는 복수개로 구성되어 있으며, 상기 유압모터의 연결 방식은 직렬 및 병렬로 구성되는 모터 연결 방식 중 적어도 어느 하나 이상이 채용된 방식인 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제19항에 있어서, 상기 유압모터 축은 상기 복수의 유압모터를 공유하도록 배치된 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서,

전동기와;

승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와;

상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 푸는 케이지 권양기와;

상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형 유지수단과;

상기 케이지 권양기와 상기 평형 유지수단 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 전달하되, 입력신호에 따라 소정 기어비로 선택되어 상기 케이지 권양기의 동력을 상기 평형 유지수단으로 전달하는 전자제어 변속기와;

상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화물의 무게와, 상기 평형 유지수단에 의한 부하와, 상기 케이지의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형유지수단의 부하가 평형에 이르게 할 수 있는 기어비를 선택하도록 상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛;을 포함하되, 상기 케이지의 하부에는 상기 건물의 바닥에 닿도록 와이어로프가 연결된 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제15항에 있어서, 상기 액체 이동유닛은,

상기 상부 및 하부 액체 상자를 경유하도록 마련되며, 양방향으로 주행 가능한 폐 루프형의 이송체인과;

상기 이송체인에 소정 간격으로 마련되며, 상기 이송체인의 이동방향에 따라서 어느 한 액체상자의 액체를 다른 액체상자로 퍼서 나르는 버킷과;

상기 이송체인을 주행시키도록 상기 구동축에 마련되는 체인 톱니바퀴;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제22항에 있어서, 상기 버킷에는 한 쌍의 돌기가 각각 마련되며,

상기 상부 및 하부 액체상자 각각에는 상기 버킷의 돌기를 간섭하여 상기 버킷에 담긴 액체가 쏟아지도록 하는 걸판;이 마련된 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서,

전동기와;

승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와;

상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 푸는 케이지 권양기와;

상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형 유지수단과;

상기 케이지 권양기와 상기 평형 유지수단 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 전달하되, 입력신호에 따라 소정 기어비로 선택되어 상기 케이지 권양기의 동력을 상기 평형 유지수단으로 전달하는 전자제어 변속기와;

상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화물의 무게와, 상기 평형 유지수단에 의한 부하와, 상기 케이지의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형유지수단의 부하가 평형에 이르게 할 수 있는 기어비를 선택하도록 상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛;을 포함하되,

상기 평형유지수단은,

밀폐되어 소정의 액화기체를 저장하는 액화기체상자와;

밀폐되어 상기 액화기체상자와 연결되며, 내부에 상기 액화기체상자로 이동가능한 액화기체 및 액체가 수용되는 고압액체상자와;

상기 고압액체상자와 파이프에 의해 연결되며, 상압의 액체가 저장되는 상압 액체상자; 및

상기 파이프에 마련되며, 구동방향에 따라 상기 상압 액체상자와 고압액체상자의 액체를 어느 한쪽으로 이동시키는 유압모터와;

상기 전자제어 변속기에 의해서 상기 케이지 권양기의 구동축으로부터 동력을 전달받는 종동축에 의해 구동되면서, 상기 유압모터를 구동시키는 유압모터 축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서,

전동기와;

승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와;

상기 케이지에 대응되는 소정 중량을 가지며, 상기 케이지의 반대방향으로 이동되면서 평형감을 제공하는 평형추와;

상기 케이지와 상기 평형추를 연결하는 폐루프형의 와이어로프와;

상기 전동기에 의해 구동되며 상기 와이어로프를 순환시키는 케이지 권양기와;

상기 와이어로프의 주행을 지지하도록 상기 케이지 권양기에 대응되는 위치 에 마련되는 평형풀리와;

상기 평형풀리의 축과, 상기 평형풀리의 축으로부터 동력을 선택적으로 전달받아 구동되는 종동축 사이에 설치되는 전자제어 변속기와;

상기 전자제어 변속기를 제어하는 제어유닛과;

상기 종동축에 의해 구동되면서, 상기 구동축에 부하를 제공하여 상기 케이지에 의해 운송되는 승객과 화물의 무게를 상쇄시키는 평형유지수단;을 포함하는 것을 특징으로 엘리베이터.
제25항에 있어서, 상기 평형유지수단은,

밀폐되어 소정의 액화기체를 저장하는 액화기체상자와;

밀폐되어 상기 액화기체상자와 연결되며, 내부에 상기 액화기체상자로 이동가능한 액화기체 및 액체가 수용되는 고압액체상자와;

상기 고압액체상자와 파이프에 의해 연결되며, 상압의 액체가 저장되는 상압 액체상자; 및

상기 파이프에 마련되며, 구동방향에 따라 상기 상압 액체상자와 고압액체상자의 액체를 어느 한쪽으로 이동시키는 유압모터;를 포함하며,

상기 종동축은 상기 유압모터의 축인 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서,

전동기와;

승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와;

상기 전동기에 의해 회전구동되며, 상기 케이지에 연결된 와이어 로프를 감거나 푸는 케이지 권양기와;

상기 케이지와 그 케이지에 의해 운송되는 승객 및 화물의 소정 중량에 대해서 평형감을 제공하도록 소정 부하를 제공하는 평형 유지수단과;

상기 케이지 권양기와 상기 평형 유지수단 사이에 설치되어 동력을 선택적으로 단속하는 브레이크; 및

상기 케이지의 무게와, 상기 승객과 화물의 무게와, 상기 평형 유지수단에 의한 부하와, 상기 케이지의 위치를 감안하여, 상기 케이지 쪽의 무게와 상기 평형유지수단의 부하가 평형에 이르게 상기 브레이크와 상기 평형 유지수단의 구동을 제어하는 제어유닛;을 포함하며,

상기 평형 유지수단은,

액체가 각각 수용되는 상부 및 하부 액체상자와;

상기 상부 및 하부 액체상자를 연결하는 파이프와;

상기 파이프에 마련되며, 상기 제어유닛에 의해 제어되어 상기 브레이크의 축에 연결되는 출력축의 1회전당 배제 용적을 조절하여 출력 토크와 회전속도가 제어 가능한 전자 제어 가변 용량형 유압모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제27항에 있어서, 상기 전자 제어 가변 용량형 유압모터의 출력축과 상기 브레이크의 축은 베벨기어들에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제26항에 있어서, 상기 케이지의 하부에는 상기 건물의 바닥에 닿도록 와이어로프가 연결된 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서,

전동기와;

승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와;

상기 케이지에 대응되는 소정 중량을 가지며, 상기 케이지의 반대방향으로 이동되면서 평형감을 제공하는 평형추와;

상기 케이지와 상기 평형추를 연결하는 폐루프형의 와이어로프와;

상기 전동기에 의해 구동되며 상기 와이어로프를 순환시키는 케이지 권양기와;

상기 와이어로프의 주행을 지지하도록 상기 케이지 권양기에 대응되는 위치에 마련되는 평형풀리와;

상기 평형풀리의 축으로부터 동력을 선택적으로 전달받아 구동되는 브레이크 축 사이에 설치되는 전자제어 브레이크와;

상기 브레이크 축에 의해 구동되면서, 상기 평형풀리의 축에 부하를 제공하 여 상기 케이지에 의해 운송되는 승객과 화물의 무게를 상쇄시키는 평형유지수단;및

상기 평형유지수단과 상기 전자 제어 브레이크의 동작을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제30항에 있어서, 상기 평형유지수단은,

밀폐되어 소정의 액화기체를 저장하는 액화기체상자와;

밀폐되어 상기 액화기체상자와 연결되며, 내부에 상기 액화기체상자로 이동가능한 액화기체 및 액체가 수용되는 고압액체상자와;

상기 고압액체상자와 파이프에 의해 연결되며, 상압의 액체가 저장되는 상압 액체상자; 및

상기 파이프에 마련되며, 구동방향에 따라 상기 상압 액체상자와 고압액체상자의 액체를 어느 한쪽으로 이동시키되, 상기 제어유닛에 의해 제어되어 그 출력축의 1회전당 배제용적을 조절하여 출력토크와 회전속도의 조절이 가능한 전자 제어 가변 용량형 유압모터;를 포함하며,

상기 브레이크의 축은 상기 전자 제어 가병 용량형 유압모터의 출력축과 연결되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제31항에 있어서, 상기 브레이크 축과 상기 출력축은 일체로 마련된 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
건물의 최하층에서 최상층까지 운행하면서, 승객과 화물을 운송하기 위한 엘리베이터에 있어서,

전동기와;

승객과 화물을 운송하도록 상기 건물에 승강 가능하게 설치되는 케이지와;

상기 케이지에 대응되는 소정 중량을 가지며, 상기 케이지의 반대방향으로 이동되면서 평형감을 제공하는 평형추와;

상기 케이지와 상기 평형추를 연결하는 폐루프형의 와이어로프와;

상기 전동기에 의해 구동되며 상기 와이어로프를 순환시키는 케이지 권양기와;

상기 와이어로프의 주행을 지지하도록 상기 케이지 권양기에 대응되는 위치에 마련되는 평형풀리와;

상기 케이지 권양기의 축으로부터 동력을 선택적으로 전달받아 구동되는 브레이크 축 사이에 설치되는 전자제어 브레이크와;

상기 브레이크 축에 의해 구동되면서, 상기 케이지 권양기의 축에 부하를 제공하여 상기 케이지에 의해 운송되는 승객과 화물의 무게를 상쇄시키는 평형유지수단;및

상기 평형유지수단과 상기 전자 제어 브레이크의 동작을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제33항에 있어서, 상기 평형유지수단은,

밀폐되어 소정의 액화기체를 저장하는 액화기체상자와;

밀폐되어 상기 액화기체상자와 연결되며, 내부에 상기 액화기체상자로 이동가능한 액화기체 및 액체가 수용되는 고압액체상자와;

상기 고압액체상자와 파이프에 의해 연결되며, 상압의 액체가 저장되는 상압 액체상자; 및

상기 파이프에 마련되며, 구동방향에 따라 상기 상압 액체상자와 고압액체상자의 액체를 어느 한쪽으로 이동시키되, 상기 제어유닛에 의해 제어되어 그 출력축의 1회전당 배제용적을 조절하여 출력토크와 회전속도의 조절이 가능한 전자 제어 가변 용량형 유압모터;를 포함하며,

상기 브레이크의 축은 상기 전자 제어 가병 용량형 유압모터의 출력축과 연결되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제34항에 있어서, 상기 브레이크 축과 상기 출력축은 베벨기어들에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제33항에 있어서, 상기 평형 유지수단은,

액체가 각각 수용되는 상부 및 하부 액체상자와;

상기 상부 및 하부 액체상자를 연결하는 파이프와;

상기 파이프에 마련되며, 상기 제어유닛에 의해 제어되어 상기 전자 제어 브 레이크의 축에 연결되는 출력축의 1회전당 배제 용적을 조절하여 출력 토크와 회전속도가 제어 가능한 전자 제어 가변 용량형 유압모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.
제36항에 있어서, 상기 전자 제어 가변 용량형 유압모터의 출력축과 상기 브레이크의 축은 베벨기어들에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터.