(57)【要約】      （修正有）【課題】エレベータかごに設けた蓄電池の省エネルギー化を図って、空気調和機の運転時間の延長化を図るとともに、空気調和機の運転によって蓄電池の電池残量が所定値まで低下した場合にも、安全を確保するための照明、インターホン等の電力を確保し、安全で安心できるエレベータ装置を提供する。【解決手段】エレベータかご４に蓄電池２１を設け、この蓄電池２１の電力により、エレベータかご４に設けた空気調和機１１、照明、インターホン等の電気機器を動作させるとともに、空気調和機１１の圧縮機はインバータによる可変速駆動であり、蓄電池２１の直流出力を直接、インバータの直流電源とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータ昇降路内を昇降するエレベータかごに蓄電池を設け、この蓄電池の電力により、前記エレベータかごに設けた空気調和機、照明、インターホン等の電気機器を動作させるエレベータ装置において、前記空気調和機の圧縮機はインバータによる可変速駆動であり、前記蓄電池の直流出力を直接、前記インバータの直流電源とすることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項２】
前記蓄電池の出力電圧を直流２３０Ｖ以上にすることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
【請求項３】
前記蓄電池の残量を検出する残量検出手段を設け、この残量検出手段により検出される電池残量が所定値まで低下したときには、圧縮機の運転を停止させるとともに、空気調和機用以外の電気機器に対して、電力供給を続けさせる制御手段を設けることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
【請求項４】
前記エレベータかごに、火災、地震等の異常情報を受信する異常受信手段を設け、この異常受信手段が異常情報を受信したときには、蓄電池からインバータヘの電力供給を停止することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレベータ装置に係り、特にエレベータかごに設ける空気調和機の圧縮機の制御を改良したエレベータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレベータかごに、エレベータかご内を照明する照明装置、緊急時などに外部と連絡をとるインターホン等の電気機器を設けている。これらの電気機器への給電は、エレベータかごの下部に懸架したエレベータケーブルによって行われるが、近年のビルの高層化に伴い、エレベータケーブルの長さを長くしなければならないため、その取り扱いに対する問題があった。
【０００３】
そこで、蓄電池をエレベータかごに設け、エレベータかご待機位置に設けた充電器によって充電し、エレベータケーブルを用いずに照明、ドアモータなどの電気機器に給電するエレベータ装置が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、エレベータかごに発電機を設け、エレベータかごの運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、走行中に蓄電池に給電し、この蓄電池から照明具、ドアモータなどの電気機器に給電するエレベータが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
さらに、エレベータの快適性向上のために、エレベータかごに空気調和機を設けるエレベータ装置が提案されているが、このエレベータ装置はエレベータケーブルを用いて、空気調和機のインバータ式圧縮機に給電するものであり、上記のようなエレベータケーブルの使用に伴う問題が残る（特許文献３）。
【０００６】
一般にエレベータ装置に設置する空気調和機は１〜数ｋＷの大電力を消費するため、単にエレベータかごに設ける他の電気機器と同様に蓄電池から空気調和機に給電すると、昇圧のための交流への変換時、エネルギーロスを発生し、さらに、蓄電池は短時間しか給電できず、蓄電池を使い切ってしまうと、非常時に安全を確保するための照明、インターホン等も使えなくなってしまい、安全、安心上問題がある。
【特許文献１】特開昭４９−４２０６号公報
【特許文献２】特開平５−２９４５６８号公報
【特許文献３】特開２００１−３１６０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、エレベータかごに設けた蓄電池の直流出力を直接、空気調和機のインバータの直流電源とし、省エネルギーで、空気調和機の運転時間の延長化を図ることができるとともに、空気調和機の運転によって蓄電池の電池残量が所定値まで低下した場合にも、安全を確保するための照明、インターホン等の電力を確保し、安全で安心できるエレベータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するため、本発明に係るエレベータ装置は、エレベータ昇降路内を昇降するエレベータかごに蓄電池を設け、この蓄電池の電力により、前記エレベータかごに設けた空気調和機、照明、インターホン等の電気機器を動作させるエレベータ装置において、前記空気調和機の圧縮機はインバータによる可変速駆動であり、前記蓄電池の直流出力を直接、前記インバータの直流電源とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るエレベータ装置によれば、エレベータかごに設けた蓄電池の直流出力を直接、空気調和機のインバータの直流電源とし、省エネルギーで、空気調和機の運転時間の延長化を図ることができるとともに、空気調和機の運転によって蓄電池の電池残量が所定値まで低下した場合にも、安全を確保するための照明、インターホン等の電力を確保し、安全で安心できるエレベータ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係るエレベータ装置について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明に係るエレベータ装置の使用状態を示す概念図であり、図２は本発明のエレベータ装置に用いる電気回路図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本発明に係るエレベータ装置１は、ビルの上下方向に沿って設けたエレベータ昇降路Ｒの上方の例えば屋上に設置する機械室２と、この機械室２から垂下したワイヤ３に連結され、エレベータ昇降路Ｒ内を昇降するエレベータかご４を備える。
【００１３】
エレベータかご４の上部には空気調和機１１が設けられ、この空気調和機１１は、空気調和機制御手段１２により制御され、圧縮機１３、凝縮器１４、減圧手段１５、蒸発器１６が一体に組み込まれた一体型である。蒸発器１６に設けたファン（図示せず）により、エレベータかご４内の空気を吸込ダクト（図示せず）を介して吸込み、蒸発器１６で熱交換した冷気を吹出ダクト１７を介してエレベータかご４内に吹出して、エレベータかご４内を空調（冷房）する。
【００１４】
また、エレベータかご４には、本エレベータ装置１に使用し、エレベータかご４の底部に設ける蓄電池２１を電源とする電気回路２２が設けられる。
【００１５】
この電気回路２２には例えば直流２７０Ｖの蓄電池２１が接続され、この蓄電池２１の出力側にはエレベータかご４に設けられる電気機器類が接続される。
【００１６】
例えば、エレベータかご４の底部に設けられる蓄電池２１と空気調和機１１を結ぶ配線２３、逆流防止用ダイオード２４、パワーリレー２５を介して入力直流が２３０〜２９０Ｖ、好適には２７０Ｖの三相インバータ（回路）２６が接続され、この三相インバータ２６には圧縮機１３が接続される。
【００１７】
図３に示すように、この三相インバータ２６の出力周波数Ｆは、一般的な空調機と同様に、エレベータかご４内温度（室温）と設定温度との差及びその変化などによって空調負荷を検出し、これに応じて決定される。出力周波数の可変範囲は０（停止）、最低周波数（Ｆｍｉｎ）〜最高周波数（Ｆｍａｘ）の間で制御される。
【００１８】
例えば、電池残量Ｂが十分な状態のＳ１では、三相インバータ２６の可変範囲は、周波数０から最大周波数Ｆｍａｘまで可能であり、出力の制限はない。
【００１９】
電池残量Ｂが不十分な状態のＳ１＞Ｂ＞Ｓ２の範囲では、三相インバータ２６の可変範囲は、周波数０から周波数Ｆ１まで可能であり、最大出力はＦ１以下に制限される。
【００２０】
また、電池残量Ｂが少ない状態のＳ２＞Ｂ＞Ｓ３の範囲では、三相インバータ２６の可変範囲は、周波数０から最低周波数Ｆｍｉｎまで可能であり、最大出力はＦｍｉｎ以下に制限される。
【００２１】
さらに、電池残量Ｂが極めて少ない状態のＳ３＞Ｂ＞０の範囲では、三相インバータ２６へ給電されず、この三相インバータ２６の動作は停止され、後述単相インバータ（回路）２７への給電のみに制限される。
【００２２】
また、図２に示す蓄電池２１には、三相インバータ２６と並列に単相インバータ２７が、逆流防止用ダイオード２８を介して接続される。この単相インバータ２７は出力がＡＣ１００Ｖで、機械室２または監視センターからの火災発生、地震、停電の異常情報を無線で受け取る異常受信手段２９、エレベータかご４内を照らす照明３０、いずれも無線信号を送受信するインターホン３１及び監視カメラ３２、ドア３３を開閉するドアモータ３３ａなどが並列接続されている。なお、これらの機器は、夫々の機器に内蔵されている制御回路で作動が制御される。また、空気調和機制御手段１２も単相インバータ２７を電源とする。
【００２３】
このように、インターホン３１、監視カメラ３２は、監視センターに無線でつながり、エレベータかご４は電源のみならず通信線も不要である。
【００２４】
さらに、蓄電池２１にはこの蓄電池２１の電池残量（容量）を検知する電池残量検出手段３４が接続され、この電池残量検出手段３４が検知した電池残留量情報に基づき、空気調和機制御手段１２からの指令により、パワーリレー２５、三相インバータ２６を介して、空気調和機１１を制御するようになっている。
【００２５】
電池残量検出手段３４は電池の種類にもよるが、蓄電池２１の出力電圧の低下、充電量（時間）と放電量（電力）との差の演算等様々な手法を用いる手段による。
【００２６】
一方、蓄電池２１の入力側には充電回路３５が接続され、この充電回路３５には、充電端子３６が設けられ、この充電端子３６は、エレベータが停止してエレベータかご４が特定の停止階（待機階）に止まったときに、この階に設けた給電端子３７と接触し、充電回路３５を介して蓄電池２１に充電するようになっている。
【００２７】
エレベータかご４は呼び出しがない間は待機階に移動し、そこに留まるので、頻繁に呼び出しがない状態では、蓄電池２１は十分に充電された状態になる。一方、呼び出しが頻繁な状態では、待機階に留まる時間が短いため、蓄電池２１の充電量は低下した状態になる。
【００２８】
次に空気調和機制御手段１２からの指令による空気調和機１１の制御について、制御フロー図（図４）及び、電池残量とインバータ出力周波数の相関図（図３）を参照して説明する。
【００２９】
電池残量検出手段３４により電池残量Ｂを検出する（Ｓ１）。  
異常受信手段２９が異常信号を受信しているか否かを判断する（Ｓ２）。
【００３０】
異常信号を受信していない場合には、パワーリレー２５がＯＦＦか否かを判断する（Ｓ３）。  
ＯＦＦの場合、電池残量検出手段３４により、電池残量Ｂを検出する（Ｓ４）。  
パワーリレー２５をＯＮにする（Ｓ５）。
【００３１】
エレベータかご４内温度（室温）と設定温度に基づき、圧縮機１３の目標回転数（周波数）Ｆを決定する（Ｓ６）。  
Ｓ３において、パワーリレー２５がＯＮの場合、Ｓ４、Ｓ５を経ず直接Ｓ６を実行する。
【００３２】
電池残量検出手段３４により、電池残量Ｂ＞Ｓ１を判断する（Ｓ７）。  
電池残量Ｂ＞Ｓ１すなわち残量が十分な場合、圧縮機１３は目標周波数の最大値を制限する周波数制限値Ｆｓを最高周波数Ｆｍａｘとする（Ｓ８）。
【００３３】
運転継続中、圧縮機１３の目標周波数ＦがＦｓを超えているか否かを判断する（Ｓ９）。  
目標周波数Ｆが制限周波数Ｆｓを超えている場合、目標周波数Ｆを周波数制限値Ｆｓまで低下させ（Ｓ１０）、目標周波数Ｆが周波数制限値Ｆｓを超えていない場合、目標周波数Ｆで運転を継続する（Ｓ１１）。
【００３４】
一方、Ｓ７において、電池残量Ｂ＞Ｓ１でない、すなわち残量が十分でない場合、電池残量Ｂ＞Ｓ２であるか否かを判断する（Ｓ１２）。  
電池残量Ｓ１＞Ｂ＞Ｓ２である場合、図３に示すように、周波数制限値ＦｓをＦ１に設定する（Ｓ１３）。
【００３５】
この結果、空調負荷に応じて決定された周波数ＦがＦ１よりも高い場合でも周波数はＦ１以上に上昇しない。これにより圧縮機１３の駆動による消費電力が低下し、蓄電池２１からの電力消費を抑えて運転時間を延長させることができる。
【００３６】
この状態で運転を継続し、運転継続中、圧縮機１３の目標周波数ＦがＦｓを超えているか否かを判断する（Ｓ９）。
【００３７】
Ｓ１２において、電池残量Ｂ＞Ｓ２でない場合、電池残量Ｂ＞Ｓ３であるか否かを判断する（Ｓ１４）。  
電池残量Ｂ＞Ｓ３である場合、図３に示すように、周波数制限値ＦｓをＦｍｉｎに固定する（Ｓ１５）。なお、周波数は、０＜Ｆｍｉｎ＜Ｆ１＜Ｆｍａｘの関係に設定されている。
【００３８】
近年の空気調和機の省エネ技術の向上によって、最低周波数Ｆｍｉｎでの消費電力は極めて小さくなってきており、蓄電池の容量にもよるが、この状態で長時間の運転が可能となる。
【００３９】
この状態で運転を継続し、運転継続中、圧縮機１３の目標周波数ＦがＦｓを超えているか否かを判断する（Ｓ９）。
【００４０】
Ｓ１４において、電池残量Ｂ＞Ｓ３でない場合、三相インバータ２６を停止する（Ｓ１６）。
【００４１】
図３に示すように、電池残量が低下しＢ≦Ｓ３に低下すると、これ以上空気調和機１１を運転すると蓄電池２１が完全に放電してしまうため、エレベータかご４内の快適性よりも安全性を確保するための三相インバータ２６の出力を「０」にして圧縮機１３を停止させる。これにより、単相インバータ２７に接続される電気機器類を作動させるための電池残量は確保され、空気調和機１１以外の照明３０、インターホン３１、監視カメラ３２、ドアモータ３３ａ等の電気機器が継続して動作可能である。
【００４２】
さらに、パワーリレー２５をＯＦＦにする（Ｓ１７）。
【００４３】
また、Ｓ２において、異常受信手段２９が異常信号を受信した場合、三相インバータ２６を停止し（Ｓ１８）、さらに、パワーリレー２５をＯＦＦにする（Ｓ１９）。  
異常を確認後、異常が解消された場合、異常受信手段２９をリセットする（Ｓ２０）。
【００４４】
空気調和機１１は、エレベータかご４が待機階に停止し、充電回路３５を介して蓄電池２１に充電がなされ、蓄電池２１の容量Ｂ＞Ｓ２となったところで、パワーリレー２５をＯＮにし、三相インバータ２６ヘの給電を復旧し、空気調和機１１の運転を開始する。図３に示すように、Ｓ２によって復帰させるのは頻繁な空気調和機１１の運転停止を避けるためである。
【００４５】
上記エレベータ装置によれば、空気調和機以外の電気機器に給電する１００Ｖ程度の比較的低電圧の蓄電池からの電圧を交流に変換して昇圧し、エネルギーロスを伴うものとは異なり、電力消費の大きい圧縮機１３用の三相インバータ２６は、２３０Ｖ以上の高圧出力の蓄電池２１からの出力を直接、電源として使用することで、蓄電池２１の直流出力を交流に変換する際に発生するロスを少なくし、省エネルギー化を図ることができて、蓄電池２１による空気調和機１１の運転時間の延長や、蓄電池２１の小型化が可能となる。また、蓄電池２１の残量を検出する残量検出手段３４を設け、常時電池残量を検知し、電池残量が所定値まで低下したときには、圧縮機の運転を停止させるとともに空気調和機用以外の電気機器に対して、電力供給を続けさせる空気調和機制御手段１２を設けて、空気調和機１１以外の照明３０、インターホン３１、監視カメラ３２、ドアモータ３３ａ等の電気機器を動作させるための残電気量を常時確保するので、これら機器類の動作が常時可能であり、安全かつ安心である。さらに、異常受信手段２９が異常信号を受信した場合、電池残量に無関係に三相インバータ２６を停止し、パワーリレー２５をＯＦＦにして、異常受信手段２９を動作させるに必要な電池残量を確実に確保するので、安全である。
【００４６】
本実施形態のエレベータ装置によれば、エレベータかごに設けた蓄電池の直流出力を直接、空気調和機のインバータの直流電源として、省エネルギーで、空気調和機の運転時間の延長化を図ることができるとともに、空気調和機の運転によって蓄電池の電池残量が所定値まで低下した場合にも、安全を確保するための照明、インターホン等の電力を確保し、安全で安心できるエレベータ装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係るエレベータ装置の使用状態を示す概念図。
【図２】本発明の一実施形態に係るエレベータ装置に用いる電気回路図。
【図３】本発明の一実施形態に係るエレベータ装置に用いる蓄電池の電池残留量とインバータの回転周波数の可変範囲を示す関連図。
【図４】本発明の一実施形態に係るエレベータ装置に用いる空気調和機の制御フロー図。
【符号の説明】
【００４８】
１…エレベータ装置、４…エレベータかご、１１…空気調和機、１２…空気調和機制御手段、１３…圧縮機、２１…蓄電池、２２…電気回路、２４…逆流防止用ダイオード、２５…パワーリレー、２６…三相インバータ、２７…単相インバータ、２８…逆流防止用ダイオード、２９…異常受信手段、３０…照明、３１…インターホン、３２…監視カメラ、３３ａ…ドアモータ、３４…電池残量検出手段、３５…充電回路、３６…充電端子、３７…給電端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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