KR101734487B1 - 엘리베이터 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘리베이터 시스템에 관한 것으로서, 건물 내부에 마련된 승강로를 따라 이동가능하게 설치된 케이지와; 케이지의 이동방향과 반대되는 방향으로 이동하도록 승강로 상에 설치된 카운터 웨이트와; 케이지와 카운터 웨이트가 서로 연동하여 이동하도록 케이지와 카운터 웨이트를 상호 연결하는 연결부와; 케이지를 승강로를 따라 이동시키기 위한 승강구동부과; 케이지에 또는 승강로에 설치된 코일부와, 코일부와 마주하도록 승강로 또는 케이지에 설치되어 코일부에 자기력을 제공하는 자기력발생부 및 코일부에서 발생하는 전기에너지를 저장하는 축전지를 포함하는 발전유닛과; 케이지의 무게에 따라 카운터 웨이트의 무게를 가변시키기 위한 가변구동유닛과; 승강구동부 및 가변구동유닛을 제어하는 중앙제어부;를 구비한다.
본 발명에 따른 엘리베이터 시스템은 제1발전유닛 및 제2발전유닛을 이용하여 엘리베이터의 운행중 전기에너지를 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 발전과정에서 발생하는 발전부하를 선택적으로 적용함으로서 엘리베이터의 감속 운행시 제동력을 제공함으로써 케이지를 승강시키는 승강구동부의 부하 또는 승강구동부에서 소비되는 에너지를 절감시킬 수 있는 장점을 가진다.

Description

엘리베이터 시스템{Elevator system}

본 발명은 엘리베이터 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 승강장치의 운행 도중 승객 또는 화물을 이송하기 위한 케이지의 위치 변화를 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 엘리베이터 시스템에 관한 것이다.

최근 건물이 고층화됨에 따라 많은 승객을 빠르고 효율적으로 이동시킬 수 있는 다양한 형태의 승강장치가 개발 및 설치되고 있다. 주지된 바와 같이 승강장치는 건물의 내부에 수직으로 형성된 소정 공간인 승강로를 따라 상하로 직선운동하며 승객이나 화물 등을 안전하게 이송할 수 있는 운반수단이다.

일반적인 승강장치는 사람이나 화물을 탑재할 수 있는 케이지와, 상기 케이지의 반대편에 매달려 있는 균형추와, 상기 케이지와 균형추를 상호 연결하는 로프와, 상기 로프를 감아 케이지를 승강시키는 권상기와 전동기로 구비되는 승강수단과, 제어용 케이블이 케이지에 고정되어 케이지와 함께 승강하도록 구성되고, 상기 승강장치는 기계실에 구비된 승강수단에 의해 승강로를 따라 케이지가 승강하고, 상기 케이지의 승강시 케이지의 무게와 상호 균형을 이루며 균형추가 하강하거나 상승하도록 되어 있다.

그러나, 상기 종래의 승강장치에서 승강장치의 이용실태가 주로 무부하 또는 경부하 운행이 많은 아파트 등에서는 오버밸런스율을 낮추어야 에너지 소비를 줄일 수 있으나, 상기 오버밸런스율을 낮추게 되면 전부하 상승운행시 케이지측과 균형추측 사이의 무게 차가 커지는 문제점이 발생하므로, 보다 큰 용량의 설비가 요구된다.

KR 10-2012-0043381 A KR 10-1036255 B1

본 발명은 엘리베이터 케이지의 승강 운동을 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 발전과정에서 발생하는 발전부하를 엘리베이터에 선택적으로 적용함으로써, 엘리베이터의 안전 운행 및 구동부의 전력 소비를 줄일 수 있는 엘리베이터 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 카운터 웨이트 측의 무게를 가변시킴으로써 케이지 측과 카운터 웨이트 측 사이의 무게 차이를 줄임으로써 오버밸런스율을 낮춰 승강 구동에 따른 에너지의 절감을 이룰 수 있는 엘리베이터 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템은 건물 내부에 마련된 승강로를 따라 이동가능하게 설치된 케이지와; 상기 케이지의 이동방향과 반대되는 방향으로 이동하도록 상기 승강로 상에 설치된 카운터 웨이트와; 상기 케이지와 상기 카운터 웨이트가 서로 연동하여 이동하도록 상기 케이지와 상기 카운터 웨이트를 상호 연결하는 연결부와; 상기 케이지를 상기 승강로를 따라 이동시키기 위한 승강구동부와; 상기 케이지의 무게를 측정하기 위한 센서부와; 상기 케이지의 일 측 또는 상기 케이지의 일 측에 마주하는 상기 승강로 상에 설치된 제1코일부와, 상기 제1코일부와 마주하도록 상기 승강로 또는 상기 케이지에 설치되는 제1자기력발생부를 포함하는 제1발전유닛과; 상기 카운터 웨이트의 일 측 또는 상기 카운터 웨이트의 일 측에 마주하는 승강로 상에 설치되는 제2코일부와, 상기 제2코일부와 마주하도록 상기 승강로 또는 상기 카운터 웨이트에 설치되는 제2자기력발생부를 포함하는 제2발전유닛과; 상기 케이지의 무게에 따라 상기 제1발전유닛 및 제2발전유닛을 독립적으로 구동시키는 발전구동부와; 상기 승강구동부 및 상기 발전구동부를 각각 제어하는 중앙제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1코일부와 상기 제2코일부는 상기 케이지와 상기 카운터 웨이트를 따라 이동할 수 있도록 상기 케이지와 상기 카운터 웨이트에 각각 설치되고, 상기 제1자기력발생부와 상기 제2자기력발생부는 상기 제1자기력발생부와 상기 제2자기력발생부와 마주하는 승강로 상에 설치되며, 상기 발전구동부는 상기 제1자기력발생부에 대하여 상기 제1코일부를 근접시키거나 이격시키도록 된 제1발전구동부와, 상기 제2자기력발생부에 대하여 상기 제2코일부를 근접시키거나 이격시키도록 된 제2발전구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1발전구동부는 상기 케이지에 일 단이 고정되고 타 단은 상기 제1자기력발생부를 향하여 인출되거나 상기 제1자기력발생부로부터 멀어지도록 인입되는 제1액추에이터를 포함하고, 상기 제2발전구동부는 상기 카운터 웨이트에 일 단이 고정되고 타 단은 상기 제2자기력발생부를 향하여 인출되거나 상기 제2자기력발생부로부터 멀어지도록 인입되는 제2액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1자기력발생부 및 제2자기력발생부 주변에 설치되어 상기 제1자기력발생부 및 제2자기력발생부를 보호하는 보호커버를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이지의 무게에 따라 상기 카운터 웨이트의 무게를 가변시키기 위한 가변구동유닛;을 더 구비하고, 상기 카운터 웨이트는 내부에 유체를 수용할 수 있도록 수용공간을 갖고, 상기 수용공간으로 유체를 주입할 수 있도록 형성된 주입부와, 상기 수용공간에 수용된 유체를 배출할 수 있도록 형성된 배출부를 구비하며, 상기 센서부는 상기 케이지의 무게를 감지하는 제1센서와, 상기 카운터 웨이트의 무게를 감지하는 제2센서를 포함하고, 상기 가변구동유닛은 상기 주입부를 통해 상기 수용공간으로 유체를 주입하는 유체주입부와, 상기 배출부를 통해 상기 수용공간에 수용된 유체를 배출시키는 유체배출부를 포함하고, 상기 중앙제어부는 상기 제1센서와 상기 제2센서에서 각각 감지된 제1무게정보와 제2무게정보를 수신하여 상기 제1무게정보와 상기 제2무게정보를 비교하여 상기 유체주입부와 상기 유체배출부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 엘리베이터 시스템은 제1발전유닛 및 제2발전유닛을 이용하여 엘리베이터의 운행중 전기에너지를 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 발전과정에서 발생하는 발전부하를 선택적으로 적용함으로서 엘리베이터의 감속 운행시 제동력을 제공함으로써 케이지를 승강시키는 승강구동부의 부하 또는 승강구동부에서 소비되는 에너지를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 승강기의 안전을 확보하는 장점을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템은 케이지와 함께 연동하여 이동하는 카운터 웨이트의 무게를 가변시킴으로써 케이지 측과 카운터 웨이트의 무게 차이를 줄임으로써 오버밸런스율을 낮춰 승강 구동에 따른 에너지의 절감을 이룰 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템의 구성을 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템의 제1발전유닛과 제1발전구동부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템의 보호커버를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템의 다른 실시 예를 나타낸 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 엘리베이터 시스템의 구성을 나타낸 블럭도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘리베이터 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4에는 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템이 도시되어 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템은 건물 내부에 마련된 승강로(2)를 따라 이동가능하게 설치된 케이지(100)와; 상기 케이지(100)의 이동방향과 반대되는 방향으로 이동하도록 상기 승강로(2) 상에 설치된 카운터 웨이트(230)와; 상기 케이지(100)와 상기 카운터 웨이트(230)가 서로 연동하여 이동하도록 상기 케이지(100)와 상기 카운터 웨이트(230)를 상호 연결하는 연결부(220)와; 상기 케이지(100)를 상기 승강로(2)를 따라 이동시키기 위한 승강구동부(340)와; 상기 케이지(100)의 무게를 측정하기 위한 센서부(120)와; 상기 케이지(100)의 일 측 또는 상기 케이지(100)의 일 측에 마주하는 상기 승강로(2) 상에 설치된 제1코일부(410)와, 상기 제1코일부(410)와 마주하도록 상기 승강로(2) 또는 상기 케이지(100)에 설치되는 제1자기력발생부(420)를 포함하는 제1발전유닛과; 상기 카운터 웨이트(230)의 일 측 또는 상기 카운터 웨이트(230)의 일 측에 마주하는 승강로(2) 상에 설치되는 제2코일부와, 상기 제2코일부와 마주하도록 상기 승강로(2) 또는 상기 카운터 웨이트(230)에 설치되는 제2자기력발생부를 포함하는 제2발전유닛과; 상기 케이지(100)의 무게에 따라 상기 제1발전유닛 및 제2발전유닛을 독립적으로 구동시키는 발전구동부와; 상기 승강구동부(340) 및 상기 발전구동부를 각각 제어하는 중앙제어부(500);를 구비한다.

상기 케이지(100)는 승객이나 화물을 실어나르기 위한 것으로 내부에 탑승공간이 마련되고, 상기 탑승구를 통해 탑승공간으로 진입할 수 있도록 일 측에 개폐 가능하게 설치된 도어를 구비하며, 건물 내부에 수직방향으로 형성된 승강로(2)를 따라 상하로 이동가능하게 설치되어 있다.

상기 케이지(100)의 구조는 일반적인 엘리베이터의 케이지 구조와 동일한 것을 적용하며, 상기 케이지(100)가 운행하는 승강로(2)의 하부에는 고장으로 인하여 케이지(100)가 추락하는 경우 충격을 완충하기 위한 완충기(150)가 설치되어 있다.

상기 카운터 웨이트(230)는 상기 케이지(100)의 이동방향과 반대되는 방향으로 이동하도록 후술하는 연결부(220)에 연결되어 있다.

상기 연결부(220)는 카운터 웨이트(230)와 케이지(100)가 서로 연동하여 이동할 수 있도록 카운터 웨이트(230)와 케이지(100)를 서로 연결하는 것으로서 통상적인 와이어로프를 적용한다.

상기 승강구동부(340)는 케이지(100)를 승강로(2)를 따라 상하로 이동시키기 위한 것으로서 케이지(100)의 이동경로를 안내하도록 승강로(2) 상에 수직으로 설치되고 케이지(100)를 지지하는 메인가이드레일(210)과, 카운터 웨이트(230)의 이동경로를 안내하도록 메인가이드레일(210)과 소정간격 이격되고 수직으로 설치되며 카운터 웨이트(230)를 지지하는 서브가이드레일(240) 및 상기 케이지(100)를 상하로 이동시키도록 상기 연결부(220)를 권취하는 권취부(300)를 구비한다.

상기 메인가이드레일(210), 서브가이드레일(240), 연결부(220) 등은 엘리베이터 시스템에서 통상적으로 사용하는 것을 적용하며 상세한 설명은 생략한다.

상기 권취부(300)는 승강로(2)의 상부 즉, 건물의 상부에 별도로 승강로(2)와 격리되게 마련된 기계실(310)에 설치되는 것으로, 기계실(310)에 설치된 프레임(320)과, 프레임(320)에 회전가능하게 설치된 회전축과, 회전축에 지지되고 메인가이드레일(210) 및 서브가이드레일(240)의 상부에 위치하여 케이지(100)를 승강시키기 위한 연결부(220)에 구름 마찰하는 휠(330)과, 휠(330)을 구동시키기 위한 구동모터와, 휠(330)의 구동축 또는 구동모터에 설치되는 브레이크 유닛을 구비한다.

상기 센서부(120)는 상기 케이지(100)의 무게를 측정할 수 있도록 케이지(100)의 하부에 설치되어 있고, 측정된 무게를 실시간으로 후술하는 중앙제어부(500)에 전송하도록 되어 있으며, 이하에서 설명하는 "케이지의 무게"는 상기 케이지(100) 자체의 중량뿐만 아니라 케이지(100) 내에 탑승한 탑승자의 몸무게도 합산한 것이다.

상기 제1발전유닛은 제1코일부(410)와, 제1자기력발생부(420)를 포함하고, 상기 제2발전유닛은 제2코일부와, 제2자기력발생부를 포함하여 구성되어 있다.

상기 제1코일부(410)는 상기 케이지(100)와 함께 상기 승강로(2)를 따라 이동할 수 있도록 상기 케이지(100)의 일 측에 고정되어 있다.

상기 제1자기력발생부(420)는 상기 제1코일부(410)와 마주하는 상기 승강로(2) 상에 설치되어 케이지(100)가 상하로 이동할 때, 상기 제1코일부(410)의 위치변화에 따라 상기 코일부(410)에 유도기전력이 발생하도록 상기 코일부(410)를 향하여 자기력을 제공하도록 되어 있다.

도시되어 있지 않지만, 상기 제2코일부는 상기 카운터 웨이트(230)와 함께 상기 승강로(2)를 따라 이동할 수 있도록 상기 카운터 웨이트(230)의 일 측에 고정되어 있다. 그리고, 상기 제2자기력발생부는 상기 제2코일부와 마주하는 상기 승강로(2) 상에 설치되어 카운터 웨이트(230)가 상하로 이동할 때, 상기 제2코일부의 위치변화에 따라 상기 제2코일부에 유도기전력이 발생하도록 상기 제2코일부를 향하여 자기력을 제공하도록 되어 있다.

상기 제1코일부(410) 및 제2코일부는 전기전도성을 갖는 도선을 권취한 것으로 제1자기력발생부(420) 및 제2자기력발생부에서 발생하는 자기력선속이 통과할 수 있도록 환 형상으로 형성된다.

상기 제1코일부(410) 및 제2코일부에서 유도된 전기에너지는 축전지에 저장 또는 엘리베이터 내부에 사용되는 전력원으로 공급된다.

그리고, 상기 제1자기력발생부(420) 및 제2자기력발생부는 승강로(2)에 설치되며 승강로(2)의 연장방향을 따라 상하로 상호 이격되게 인라인 상으로 배열되어 있다. 상기 자기력발생부는 영구자석을 적용할 수 있다.

상기 제1발전유닛과 제2발전유닛을 통하여 전기를 생산하는 과정을 살펴본다. 먼저, 케이지(100)가 일정한 위치에 정지한 상태에서 상방 또는 하방으로 이동할 때 제1코일부(410)와 제2코일부가 각각 케이지(100)와 카운터 웨이트(230)를 따라 이동하게 된다. 이때, 제1코일부(410) 및 제2코일부와 마주하는 편에 배치된 제1자기력발생부(420)와 제2자기력발생부에 의해 각각 제1코일부(410)와 제2코일부에는 지속적으로 자기력이 제공된다.

상기 케이지(100)와 카운터 웨이트(230)의 이동에 따라 제1코일부(410)와 제2코일부를 통과하는 자기력선속의 증가와 감소가 반복되면서 제1코일부(410)와 제2코일부에서는 전자기유도에 의해 유도전류가 발생한다.

본 실시 예에서는 제1코일부(410)를 케이지(100)에 설치하고 제1자기력발생부(420)를 승강로(2) 내벽에 설치된 것을 적용하였으나 이와 반대의 경우도 가능하다. 즉, 제1코일부(410)와 제1자기력발생부(420) 상호 간에 상대적인 이동이 가능한 구조라면 어떠한 구조도 가능하다. 또한, 상기 제2코일부를 카운터 웨이트(230)에 설치하고 제2자기력발생부를 승강로(2)에 설치한 것을 적용하였으나, 이와 반대의 경우도 가능하다.

그리고, 도시된 바와 다르게 상기 제1자기력발생부(420) 또는 제2자기력발생부를 승강로(2) 이외에도 메인가이드레일(210) 또는 서브가이드레일에 설치할 수 있다.

상기 발전구동부는 상기 제1자기력발생부(420)에 대하여 상기 제1코일부(410)를 근접시키거나 이격시키도록 된 제1발전구동부(450)와, 상기 제2자기력발생부에 대하여 상기 제2코일부를 근접시키거나 이격시키도록 된 제2발전구동부(460)를 포함한다.

상기 제1발전구동부(450)는 상기 케이지(100)에 일 단이 고정되고 타 단은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 승강로(2)에 설치된 제1자기력발생부(420)를 향하여 인출되거나 상기 제1자기력발생부(420)로부터 멀어지도록 인입되는 제1액추에이터를 포함한다.

그리고, 상기 제2발전구동부(460)는 상기 카운터 웨이트(230)에 일 단이 고정되고 타 단은 상기 제2자기력발생부를 향하여 인출되거나 상기 제2자기력발생부로부터 멀어지도록 인입되는 제2액추에이터를 포함한다.

상기 제1액추에이터와 제2액추에이터는 상기 제1코일부(410)와 제2코일부가 전기를 생산할 수 있는 위치로 이동시키거나, 전기를 생산할 수 없는 위치로 이동시킨다. 상기 제1액추에이터에 의해 제1코일부(410)가 제1자기력발생부(420)와 매우 근접한 위치까지 이동한 경우에는 제1코일부(410)를 통과하는 자기력선속의 변화가 커져 발전량은 증가하지만 제1자기력발생부(420)와 제1코일부(410) 사이에 작용하는 힘(발전부하, 일 예로 발전기 또는 모터의 코깅토크)에 의해 케이지(100)의 운행(상승 및 하강)에 방해가 된다.

즉, 발전과정에서 발생하는 발전부하를 엘리베이터의 운행시 선택적으로 적용함으로써 엘리베이터의 운행에 필요한 전기에너지를 생산하면서도, 엘리베이터의 운행시 더욱 효과적인 감속운행을 수행할 수 있는 것이다.

상기 중앙제어부(500)는 상기 센서부(120)에서 측정된 상기 케이지(100)의 무게 정보를 수신하도록 되어 있고, 상기 케이지(100)를 상승시키거나 하강시킬 수 있도록 상기 승강구동부(340)의 동작을 제어하며, 상기 제1자기력발생부(420) 및 제2자기력발생부에 대하여 상기 제1코일부(410) 및 제2코일부의 위치를 조절하기 위한 상기 발전구동부의 동작을 제어하도록 되어 있다.

또한, 상기 중앙제어부(500)는 탑승자가 상기 케이지(100) 내부 및 건물의 각 층에 설치된 버튼 등과 같은 조작부(110)를 조작시 발생하는 신호를 수신하여 수신된 신호에 따라 상기 케이지(100)를 상승 및 하강시킬 수 있도록 승강구동부(340)를 제어하도록 되어 있다.

이하에서는 상기 중앙제어부(500)에 의해 상기 케이지(100)를 상승시키는 경우와, 하강시키는 경우 그리고, 케이지(100)의 무게가 미리 입력 저장된 카운터 웨이트(230)의 무게보다 무겁거나, 가벼운 상태일 때 상기 발전구동부를 제어하는 과정에 대하여 설명한다.

먼저, 상기 케이지(100)를 상승시킬 때에는, 상기 중앙제어부(500)는 상기 센서부(120)로부터 실시간으로 측정된 케이지(100)의 무게 정보를 수신하고, 케이지(100)의 무게가 카운터 웨이트(230)의 무게보다 무거우면 제1발전유닛 및 제2발전유닛을 통해 전기가 생산되지 못하도록 제1액추에이터와 제2액추에이터의 단부를 인입되게 함으로써 제1코일부(410)와 제2코일부를 제1자기력발생부(420)와 제2자기력발생부로부터 이격되게 한다.

즉, 케이지(100)의 무게가 카운터 웨이트(230)의 무게보다 무거우면 케이지(100)를 상승시키기 위해 평상시 운행할 때보다 많은 전력이 사용되는데 이때, 제1발전구동부(450)와 제2발전구동부(460)를 동작시키는 경우 제1발전유닛과 제2발전유닛에 의해 발생하는 발전부하가 케이지(100)의 운행에 방해가 되므로 상기 중앙제어부(500)는 제1발전유닛과 제2발전유닛을 동작시키지 않도록 제어한다.

한편, 상기 케이지(100)를 상승시킬 때, 상기 케이지(100)의 무게가 카운터 웨이트(230)의 무게보다 가벼우면 제1발전유닛 및 제2발전유닛를 통해 전기를 생산할 수 있도록 제1액추에이터와 제2액추에이터를 단부를 인출시킴으로써 제1코일부(410)와 제2코일부를 제1자기력발생부(420)와 제2자기력발생부에 근접시키도록 한다.

즉, 상기 케이지(100)의 무게가 카운터 웨이트(230)의 무게보다 가벼운 상태에서는 승강구동부(340)를 통한 케이지(100)의 상승 운행이 용이하지만, 이와 반대로 케이지(100)를 정지시키고자 할 때에는 승강구동부(340)에 평상의 운행 때보다 더 많은 부하가 걸리게 되는데 이때, 제1발전구동부(450)와 제2발전구동부(460)를 동작시킴으로써 제1발전유닛와 제2발전유닛에서 발생하는 발전부하를 제동력으로 이용함으로써 승강구동부(340)에 작용하는 부하를 줄이면서, 전기에너지의 생산 또한 가능하다.

이와 다르게, 상기 케이지(100)를 하강시킬 때에는, 상기 중앙제어부(500)는 상기 센서부(120)로부터 실시간으로 측정된 케이지(100)의 무게 정보를 수신하고, 상기 케이지(100)의 무게가 상기 카운터 웨이트(230)의 무게보다 무거우면, 상기 케이지(100)의 무게가 상기 카운터 웨이트(230)의 무게보다 무거우면서 상기 케이지(100)를 상승시키는 경우와는 반대이고, 상기 케이지(100)의 무게가 상기 카운터 웨이트(230)의 무게보다 가벼우면서 상기 케이지(100)를 상승시키는 경우와는 동일하게 제어한다. 즉, 제1발전구동부(450)와 제2발전구동부(460)를 동작시켜 제1발전유닛과 제2발전유닛에서 전기에너지를 생산하며, 전기에너지의 생산 과정에서 발생하는 발전부하를 제동력으로 이용한다.

한편, 상기 케이지(100)를 하강시킬 때, 상기 중앙제어부(500)는 상기 케이지(100)의 무게가 상기 카운터 웨이트(230)의 무게보다 가벼우면 상기 케이지(100)의 무게가 상기 카운터 웨이트(230)의 무게보다 가벼우면서 상기 케이지(100)를 상승시키는 경우와 반대이고, 상기 케이지(100)의 무게가 상기 카운터 웨이트(230)의 무게보다 무거우면서 상기 케이지(100)를 상승시키는 경우와 동일하게 제어한다.

그리고, 상기 중앙제어부(500)는 케이지(100)의 무게가 카운터 웨이트(230)와 거의 동일하거나 이 둘의 무게 차가 설정된 범위 이내이면, 케이지(100)의 상승 또는 하강에 관계없이 제1발전유닛과 제2발전유닛이 동작할 수 있도록 제1발전구동부(450) 및 제2발전구동부(460)를 제어하도록 되어 있다.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 가변 카운터 웨이트(230)를 구비한 엘리베이터는 제1발전유닛 및 제2발전유닛을 이용하여 엘리베이터의 운행중 전기에너지를 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 제1발전구동부(450)와 제2발전구동부(460)를 통해 발전과정에서 발생하는 발전부하를 엘리베이터 운행에 선택적으로 적용하여 엘리베이터의 감속 운행 또는 감속이 필요할 시 제동력을 제공함으로써 케이지(100)를 승강시키는 승강구동부(340)의 부하 또는 승강구동부(340)에서 소비되는 에너지를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 엘리베이터의 안전을 향상시키는 데에도 도움을 줄 수 있는 장점을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1자기력발생부(420) 및 제2자기력발생부 주변에 설치되어 상기 제1자기력발생부(420) 및 제2자기력발생부를 보호하는 보호커버(470)를 더 구비한다.

상기 보호커버(470)의 일 측에는 상기 제1발전구동부(450) 및 제2발전구동부(460)에 의해 제1코일부(410) 및 제2코일부가 각각 제1자기력발생부(420)와 제2자기력발생부 측에 근접할 수 있도록 개구가 형성되어 있다. 그리고, 상기 보호커버(470)는 제1자기력발생부(420) 및 제2자기력발생부에서 발생하는 자기력이 주변에 미치지 않도록 자기력을 차폐할 수 있는 소재로 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 보호커버(470)는 제1자기력발생부(420) 및 제2자기력발생부에 엘리베이터의 운행시 발생하는 금속 가루나 기타 이물질 등이 부착되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 엘리베이터의 점검시 작업자의 작업공구나 기타 장비들이 자기력에 의해 부착되면서 작업에 지장 초래되거나 안전 사고가 발생하는 등과 같은 문제를 해결할 수 있다.

한편, 도면에 도시되어 있지 않지만 상기의 보호커버(470)는 상기 제1자기력발생부(420) 및 제2자기력발생부를 감싸도록 형성되는 몰딩부 또는 코팅부로 대체할 수 있다. 상기 몰딩부 또는 코팅부는 자기력이 통과할 수 있는 투명한 수지 또는 에폭시 등과 같은 소재로 형성하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 몰딩부 또는 코팅부는 상기 제1자기력발생부(420) 및 제2자기력발생부에 이물질이 부착 및 제1자기력발생부 및 제2자기력발생부의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 케이지(100) 또는 카운터 웨이트(230) 또는 승강로(2)에 부착된 제1자기력발생부(420) 및 제2자기력발생부의 이탈을 방지하는 효과를 가진다.

또한, 도면에 도시되어 있지 않지만, 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템은 제1발전유닛과 제2발전유닛을 통해 전기에너지를 생산하는 과정에서, 즉, 제1발전구동부와 제2발전구동부에 의해 제1코일부와 제2코일부가 각각 제1자기력발생부와 제2자기력발생부에 설정된 간격으로 이격된 상태로 이동할 시, 제1코일부와 제1자기력발생부 사이의 간극과 제2코일부와 제2자기력발생부 사이의 간극을 설정된 간격으로 지속적으로 유지시키기 위한 간극유지부를 더 구비할 수 있다.

상기 간극유지부는 제1코일부와 제1자기력발생부와의 간극 또는 제2코일부와 제2자기력발생부와의 간극이 설정된 간격으로 유지되지 않는 구간 또는 개소의 위치를 감지하는 위치감지부를 더 구비하며, 상기 위치감지부는 상기 중앙제어부로 해당 위치의 정보를 송출하도록 되어 있다.

그리고, 상기 중앙제어부는 별도의 경보부를 더 구비하여 간극이 유지되지 않는 구간 및 개소가 감지될 시 경보음을 송출할 수 있도록 할 수 있다.

상기와 같은 간극유지부와 위치감지부 및 경보부는 제1코일부 및 제2코일부와 제1자기력발생부 및 제2자기력발생부 사이의 간극을 일정하게 유지시킴으로써 충돌에 따른 손상을 미연에 방지할 수 있으며, 위치감지부를 통해 간극이 유지되지 않는 구간이나 개소를 감지함으로써 유지보수 및 정비를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 경보부를 통해 실시간으로 경보음을 송출함으로써 관리자가 즉시 인지할 수 있도록 하여 사고를 예방할 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시 예가 도시되어 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템은 상기 케이지(100)의 무게에 따라 상기 카운터 웨이트(230)의 무게를 가변시키기 위한 가변구동유닛;을 더 구비한다.

상기 카운터 웨이트(230)는 내부에 유체를 수용할 수 있도록 수용공간을 갖고, 상기 수용공간으로 유체를 주입할 수 있도록 형성된 주입부(231)와, 상기 수용공간에 수용된 유체를 배출할 수 있도록 형성된 배출부(232)를 구비한다.

상기 센서부(120)는 상기 케이지(100)의 무게를 감지하는 제1센서(610)와, 상기 카운터 웨이트(230)의 무게를 감지하는 제2센서(620)를 포함한다.

그리고, 상기 가변구동유닛은 상기 주입부를 통해 상기 수용공간으로 유체를 주입하는 유체주입부와, 상기 배출부를 통해 상기 수용공간에 수용된 유체를 배출시키는 유체배출부를 포함한다.

그리고, 상기 중앙제어부(500)는 상기 제1센서(610)와 상기 제2센서(620)에서 각각 감지된 제1무게정보와 제2무게정보를 수신하여 상기 제1무게정보와 상기 제2무게정보를 비교하여 상기 유체주입부(630)와 상기 유체배출부(640)의 구동을 제어하도록 되어 있다.

상기 가변구동유닛(600)은 상기 케이지(100)에 설치되어 상기 케이지(100)의 무게를 감지하는 제1센서(610)와, 상기 카운터 웨이트(230)에 설치되어 상기 카운터 웨이트(230)의 무게를 감지하는 제2센서(620)와, 상기 주입부(231)를 통해 상기 수용공간으로 유체를 주입하는 유체주입부(630)와, 상기 배출부(232)를 통해 상기 수용공간에 수용된 유체를 배출시키는 유체배출부(640)를 포함한다.

상기 제1센서(610)는 상기 케이지(100)의 바닥에 설치되어 상기 케이지(100)에 탑승하는 탑승객이나 화물의 무게를 측정하는 로드 셀을 적용할 수 있다.

상기 제2센서(620)는 카운터 웨이트(230) 내부에 수용된 유체의 무게를 측정할 수 있도록 카운터 웨이트(230)의 바닥부에 설치되어 있다.

본 실시 예에서는 제1센서(610)가 케이지(100)에 탑승한 탑승객이나 화물의 무게를 측정하고, 제2센서(620)가 카운터 웨이트(230)에 수용된 유체의 무게를 측정하도록 설치된 구조를 적용하였으나, 이와 다르게 케이지(100)의 전체 중량 및 카운터 웨이트(230)의 전체 중량을 측정할 수 있도록 설치할 수도 있다.

상기 유체주입부(630)는 상기 주입부(231)와 연결된 주입관(632)과, 상기 주입관(632)에 설치되어 주입관(632)을 통해 수용공간으로 유체를 펌핑하여 공급하는 주입펌프(631)를 포함한다.

상기 유체배출부(640)는 상기 배출부(232)와 연결된 배출관(642)과, 상기 배출관(642)에 설치되어 배출관(642)을 통해 수용공간으로부터 유체를 흡입하여 배출하는 배출펌프(641)를 포함한다.

상기 가변구동유닛(600)은 카운터 웨이트(230)에 유체를 공급 및 카운터 웨이트(230)로부터 배출되는 유체를 저장하는 유체저장탱크(650)를 더 구비한다.

상기 중앙제어부(500)는 기계실(310) 내부에 설치되어 상기 권취부(300)를 제어하는 것으로서, 케이지(100)의 이동하기 위한 구동모터(340)의 작동을 제어하고 케이지(100) 도어의 개폐동작을 제어하는 구동제어부와, 발전유닛에서 생산된 전기에너지를 저장 및 구동모터(340)에 전기에너지를 공급하는 보조전원제어부를 구비한다. 상기 보조전원제어부는 각각의 코일부(410)에서 발생하는 유도기전력을 취합하여 축전지(미도시)에 저장하며, 필요에 따라 축전된 전기에너지를 구동모터(340)에 공급한다.

상기 중앙제어부(500)는 상기 제1센서(610)와 상기 제2센서(620)에서 각각 감지된 제1무게정보와 제2무게정보를 수신하여 상기 제1무게정보와 상기 제2무게정보를 비교하여 상기 유체주입부(630)와 상기 유체배출부(640)의 구동을 제어하도록 되어 있다.

일 예로, 상기 중앙제어부는 케이지(100)를 상승시키고자 할 때, 상기 제1센서(610)에서 감지된 제1무게정보가 상기 제2센서(620)에서 감지된 제2무게정보보다 크면 상기 케이지(100)의 상승이 용이하도록 상기 유체주입부(630)를 통해 카운터 웨이트(230)에 유체를 공급함으로써 카운터 웨이트(230)의 무게를 케이지(100)의 무게보다 무겁게 한다.

이와 다르게, 상기 케이지(100)를 하강시키고자 할 때, 상기 제1센서(610)에서 감지된 제1무게정보가 상기 제2센서(620)에서 감지된 제2무게정보보다 작으면 상기 유체배출부(640)를 통해 카운터 웨이트(230)에 수용된 유체를 배출시킴으로써 케이지(100)의 무게를 상기 카운터 웨이트(230)의 무게보다 무겁게 한다.

본 발명에 따른 엘리베이터 시스템은 발전유닛을 통해 케이지(100)의 운행 도중에 전기에너지를 발생 및 저장할 수 있을 뿐만 아니라, 카운터 웨이트(230)의 무게를 케이지(100)의 무게에 따라 변화시킴으로써 케이지(100)를 승강 구동시키는 구동모터의 부하를 줄일 수 있어 에너지절감효과를 기대할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템은 도면에 도시된 일 예를 참조하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1 : 엘리베이터 시스템 2 : 승강로
100 : 케이지 150 : 완충기
210 : 메인가이드레일 220 : 연결부
230 : 카운터 웨이트 240 : 서브가이드레일
320 : 프레임 330 : 휠
410 : 제1코일부 420 : 제1자기력발생부
340 : 승강구동부 500 : 중앙제어부
600 : 가변구동유닛 610 : 제1센서
620 : 제2센서 630 : 유체주입부
640 : 유체배출부 650 : 유체저장탱크

Claims (5)

1. 건물 내부에 마련된 승강로를 따라 이동가능하게 설치된 케이지와;
   상기 케이지의 이동방향과 반대되는 방향으로 이동하도록 상기 승강로 상에 설치된 카운터 웨이트와;
   상기 케이지와 상기 카운터 웨이트가 서로 연동하여 이동하도록 상기 케이지와 상기 카운터 웨이트를 상호 연결하는 연결부와;
   상기 케이지를 상기 승강로를 따라 이동시키기 위한 승강구동부와;
   상기 케이지의 무게를 측정하기 위한 센서부와;
   상기 케이지의 일 측 또는 상기 케이지의 일 측에 마주하는 상기 승강로 상에 설치된 제1코일부와, 상기 제1코일부와 마주하도록 상기 승강로 또는 상기 케이지에 설치되는 제1자기력발생부를 포함하는 제1발전유닛과;
   상기 카운터 웨이트의 일 측 또는 상기 카운터 웨이트의 일 측에 마주하는 승강로 상에 설치되는 제2코일부와, 상기 제2코일부와 마주하도록 상기 승강로 또는 상기 카운터 웨이트에 설치되는 제2자기력발생부를 포함하는 제2발전유닛과;
   상기 케이지의 무게에 따라 상기 제1발전유닛 및 제2발전유닛을 독립적으로 구동시키는 발전구동부와;
   상기 승강구동부 및 상기 발전구동부를 각각 제어하는 중앙제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1코일부는 상기 케이지를 따라 이동할 수 있도록 상기 케이지에 설치되고,
   상기 제1자기력발생부는 상기 제1코일부와 마주하는 승강로 상에 설치되며,
   상기 제2코일부는 상기 카운터 웨이트를 따라 이동할 수 있도록 상기 카운터 웨이트에 설치되고,
   상기 제2자기력발생부는 상기 제2코일부와 마주하는 승강로 상에 설치되며,
   상기 발전구동부는 상기 제1자기력발생부에 대하여 상기 제1코일부를 근접시키거나 이격시키도록 된 제1발전구동부와, 상기 제2자기력발생부에 대하여 상기 제2코일부를 근접시키거나 이격시키도록 된 제2발전구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1발전구동부는 상기 케이지에 일 단이 고정되고 타 단은 상기 제1자기력발생부를 향하여 인출되거나 상기 제1자기력발생부로부터 멀어지도록 인입되는 제1액추에이터를 포함하고,
   상기 제2발전구동부는 상기 카운터 웨이트에 일 단이 고정되고 타 단은 상기 제2자기력발생부를 향하여 인출되거나 상기 제2자기력발생부로부터 멀어지도록 인입되는 제2액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1자기력발생부 및 제2자기력발생부 주변에 설치되어 상기 제1자기력발생부 및 제2자기력발생부를 보호하는 보호커버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 케이지의 무게에 따라 상기 카운터 웨이트의 무게를 가변시키기 위한 가변구동유닛;을 더 구비하고,
   상기 카운터 웨이트는 내부에 유체를 수용할 수 있도록 수용공간을 갖고, 상기 수용공간으로 유체를 주입할 수 있도록 형성된 주입부와, 상기 수용공간에 수용된 유체를 배출할 수 있도록 형성된 배출부를 구비하며,
   상기 센서부는 상기 케이지의 무게를 감지하는 제1센서와, 상기 카운터 웨이트의 무게를 감지하는 제2센서를 포함하고,
   상기 가변구동유닛은 상기 주입부를 통해 상기 수용공간으로 유체를 주입하는 유체주입부와, 상기 배출부를 통해 상기 수용공간에 수용된 유체를 배출시키는 유체배출부를 포함하고,
   상기 중앙제어부는 상기 제1센서와 상기 제2센서에서 각각 감지된 제1무게정보와 제2무게정보를 수신하여 상기 제1무게정보와 상기 제2무게정보를 비교하여 상기 유체주입부와 상기 유체배출부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.
   

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