(57)【要約】【課題】省エネ型トラクション式エレベータ及びその省エネ方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、省エネ型トラクション式エレベータ及びその省エネ方法を開示する。該トラクション式エレベータは、少なくとも１個のカウンターバランスユニットを包括し、各カウンターバランスユニットが機械室内に設けられるトラクションマシン（１２）と自動変速機（１１）と巻上式巻上機構（９）と発電電動機（６）とコントローラ（７）とエレベータ昇降路内に設けられるかご（１４）と固定カウンターウェイト（１３）と釣合おもり（１４）を含む。該トラクション式エレベータの省エネ方法は、トルク平衡原理を用い、独立したエレベータの釣合おもりの増加を通じて、エレベータのインテリジェントなカウンターバランスを実現し、エレベータに相対的なバランスが取れることで、トラクションマシンの巻き上げトルクと電力を減らせる。エレベータの釣合おもりのポテンシャルエネルギーが比較的高い位置に蓄積した時、発電電動機を通じて集中発電でき、エネルギーの回収利用の助けになる。ポテンシャルエネルギーの蓄積、釈放、回収を通じて有効な省エネとトラクションマシンの寿命延長の効果を奏する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
省エネ型トラクション式エレベータであって、少なくとも１個のカウンターバランスユニットを包括し、前記カウンターバランスユニットは、それぞれ、機械室内に設けられるトラクションマシン（１２）と自動変速機（１１）と巻上式巻上機構（９）と発電電動機（６）とコントローラ（７）とエレベータ昇降路内に設けられるかご（１４）と固定カウンターウェイト（１３）と釣合おもり（２）とを含み、
前記トラクションマシンの出力軸は、第２カップリング（１０．２）を通じて前記自動変速機（１１）の入力軸と連接し、前記自動変速機（１１）の出力軸が第１カップリング（１０．１）を通して前記巻上式巻上機構（９）の回転軸の一端と連接し、前記巻上式巻上機構（９）の回転軸の他端はクラッチ（８）を通じて前記発電電動機（６）のシャフトと連接し、
前記かご（１４）及び前記固定カウンターウェイト（１３）は、ワイヤーロープを通じて前記トラクションマシン（１２）上に懸架され、前記かご（１４）内にはかり装置（１５）を設け、前記釣合おもり（２）はワイヤーロープを通じて前記巻上式巻上機構（９）上に懸架され、前記釣合おもり（２）が垂直に配置するガイドレール（３）内に取り付けられ、前記釣合おもり（２）の上側と下側に各々位置センサーを設け、
前記トラクションマシン（１２）、前記自動変速機（１１）、前記クラッチ（８）、前記発電電動機（６）、前記はかり装置（１５）及び前記位置センサーは、いずれも、ケーブルを通じて前記コントローラ（７）と接続し、前記コントローラ（７）で制御されることを特徴とする省エネ型トラクション式エレベータ。
【請求項２】
２個の前記カウンターバランスユニットを包括し、２個の前記カウンターバランスユニットが１個の前記釣合おもり（２）を共用し、前記釣合おもり（２）が動滑車（１６）上に懸架され、前記動滑車（１６）がワイヤーロープを通じて２個の前記カウンターバランスユニットの前記巻上式巻上機構（９）の間に懸架されることを特徴とする請求項１に記載の省エネ型トラクション式エレベータ。
【請求項３】
前記位置センサーは、上から下へ順に上限位置センサー（１．４）、上予告警報位置センサー（１．３）、下予告警報位置センサー（１．２）、下限位置センサー（１．１）とし、前記上限位置センサー（１．４）及び前記上予告警報位置センサー（１．３）は、前記釣合おもり（２）上側の昇降路内に位置し、前記下限位置センサー（１．２）及び前記下予告警報位置センサー（１．１）は、前記釣合おもり下側の昇降路内に位置し、前記上限位置センサー（１．４）と前記上予告警報位置センサー（１．３）の間、前記下予告警報位置センサー（１．２）と前記下限位置センサー（１．１）の間に、いずれも一定の安全距離がおかれることを特徴とする請求項１又は２に記載の省エネ型トラクション式エレベータ。
【請求項４】
前記巻上式巻上機構（９）は、前記回転軸上に取り付けられる１個のドラムを包括し、前記釣合おもり（２）のワイヤーロープ又は前記動滑車（16）のワイヤーロープが前記ドラム上に巻き付けられることを特徴とする請求項３に記載の省エネ型トラクション式エレベータ。
【請求項５】
省エネ型トラクション式エレベータの省エネ方法であって、
はかり装置が、リアルタイムでかご全体の重量情報を取得し、当該重量情報を制御信号に変換してコントローラに伝送するステップａと、
前記コントローラが、取得した前記重量情報と予め設定した設定値の範囲とを比較し、自動変速機を制御して省エネ操作を行い、該操作は、前記重量情報が前記設定値の下限を下回った時、前記自動変速機が起動して従動巻上式巻上機構を連動して釣合おもりを吊り上げ又は吊り下げ、前記釣合おもりの昇降時に発生したトルクを前記かごに伝達し、この場合前記釣合おもりから発生した回転トルク及び前記かごから発生した回転トルクの和と固定カウンターウェイトから発生した回転トルクとのバランスが取れていることと、前記重量情報が前記設定値の範囲内にある時、トラクションマシン上のワイヤーロープ両端に受けた力のバランスが取れ、クラッチが解放され、前記釣合おもりが前記エレベータの運行に参加しないことと、前記重量情報が前記設定値の上限を上回った時、前記自動変速機が起動して前記従動巻上式巻上機構を連動して前記釣合おもりを吊り上げ又は吊り下げ、前記釣合おもりの昇降時に発生したトルクを前記固定カウンターウェイトに伝達し、この場合前記釣合おもりから発生した回転トルク及び前記固定カウンターウェイトから発生した回転トルクの和と前記かごから発生した回転トルクのバランスが取れていることとを含むステップｂと、
前記トラクションマシンが前記かごを吊り上げ又は吊り下げるステップｃと、
前記釣合おもりが上予告警報位置センサーまで移動した時、前記上予告警報位置センサーにトリガして予告警報信号を発し、前記かごを最寄階に着床させてから前記コントローラが発電電動機を制御して起動させ、前記釣合おもりを安全位置まで吊り下げ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返し、前記釣合おもりが下予告警報位置センサーまで移動した時、前記下予告警報位置センサーにトリガして予告警報信号を発し、前記かごを最寄階に着床させてから前記コントローラが前記発電電動機を制御して起動させ、前記釣合おもりを前記安全位置まで吊り上げ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返し、前記かごを最寄階に着床させる過程で前記上限位置センサー又は下限位置センサーにトリガした時、前記コントローラが前記エレベータの稼働を停止し、前記発電電動機を起動して前記釣合おもりを前記安全位置まで移動させ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返すステップｄとを含むことを特徴とする省エネ型トラクション式エレベータの省エネ方法。
【請求項６】
前記ステップｄは、
前記釣合おもりが前記上予告警報位置センサーまで移動した時、前記上予告警報位置センサーにトリガして予告警報信号を発し、前記かごを最寄階に着床させてから前記クラッチが解放され、前記固定カウンターウェイトと前記トラクションマシンと前記かごで従来のエレベータ構造を構成し、従来のエレベータモードによって稼働し、同時に前記コントローラが前記発電電動機を制御して起動させ、前記釣合おもりを前記安全位置まで吊り下げ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返すことと、
前記釣合おもりが前記下予告警報位置センサーまで移動した時、前記下予告警報位置センサーにトリガして予告警報信号を発し、前記かごを最寄階に着床させてから前記クラッチが解放され、前記固定カウンターウェイトと前記トラクションマシンと前記かごで前記従来のエレベータ構造を構成し、前記従来のエレベータモードによって稼働し、同時に前記コントローラが前記発電電動機を制御して起動させ、前記釣合おもりを前記安全位置まで吊り上げ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返すことと、
前記かごが最寄階まで移動する過程で前記上限位置センサー又は前記下限位置センサーにトリガした時、前記コントローラが前記エレベータの稼働を停止し、前記クラッチが解放され、前記固定カウンターウェイトと前記トラクションマシンと前記かごで前記従来のエレベータ構造を構成し、前記従来のエレベータモードによって稼働し、同時に前記発電電動機を起動して前記釣合おもりを前記安全位置まで移動させ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返すこととを含むことを特徴とする請求項５に記載の省エネ型トラクション式エレベータの省エネ方法。
【請求項７】
前記かごの無負荷時の重量は、１個の単位とし、全負荷時の重量がｎ個の単位とし、ｎが１より大きく、前記設定値の範囲は１個の単位とｎ個の単位の間にあり、前記固定カウンターウェイトの重量は前記設定値の範囲にあり、前記釣合おもりの重量が少なくとも１個の単位とすることを特徴とする請求項５又は６に記載の省エネ型トラクション式エレベータの省エネ方法。
【請求項８】
前記かごの無負荷時の重量は、１個の単位とし、全負荷時の重量がｎ個の単位とし、ｎが１より大きく、前記設定値の範囲は１個の単位とｎ個の単位の間にあり、前記固定カウンターウェイトの重量は１個の単位とし、前記釣合おもりの重量が少なくとも１個の単位とすることを特徴とする請求項５又は６に記載の省エネ型トラクション式エレベータの省エネ方法。
【請求項９】
前記かごの無負荷時の重量は、１個の単位とし、全負荷時の重量がｎ個の単位とし、ｎが１より大きく、前記設定値の範囲は１個の単位とｎ個の単位の間にあり、前記固定カウンターウェイトの重量はｎ個の単位とし、前記釣合おもりの重量が少なくとも１個の単位とすることを特徴とする請求項５又は６に記載の省エネ型トラクション式エレベータの省エネ方法。
【請求項１０】
前記釣合おもりの上昇又は降下の過程で、エレベータポテンシャルエネルギーの蓄積と釈放を完了し、前記釣合おもりが前記上限位置センサー又は前記上予告警報位置センサーにトリガして降下した時、前記発電電動機に力を働かせてポテンシャルエネルギーを電気エネルギーに変換すると共に電力系統にフィードバックし、エネルギーの回収を実現することを特徴とする請求項５に記載の省エネ型トラクション式エレベータの省エネ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省エネ型トラクション式エレベータ及びその省エネ方法に関し、特に、エレベータ省エネ分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータは、垂直輸送手段で、かご（負荷）又はカウンターウェイトを問わず、いずれもポテンシャルエネルギーの特性があることが世間一般に知れ渡っている。エレベータの動作時、上昇搬送と降下搬送の重量はほぼ同じであり、エネルギー保存の視点から見ると、エレベータの消費電力は摩擦発熱等の損失のみを満たす必要がある。機械的エネルギーや位置エネルギーの視点から見ると、エレベータのかご（負荷）とカウンターウェイトの重量が等しい時、エレベータが理想的状態にある。通常の状態において、カウンターウェイトとかごの重量比は１．５：１で、負荷がまた常に変化するため、エレベータが理想的状態にあることは困難である。
【０００３】
エレベータの重量バランスシステムの働きは、釣り合いおもりとかご（負荷）を釣り合わさせ、エレベータの動作時、積載重量に変化が発生したとしても、二者の重量の差を比較的小さい値に保持し、エレベータが相対的な理想状態にさせることである。逆に、二者に重量の差が存在し、エレベータの動作は必ず機械的エネルギーやポテンシャルエネルギーの蓄積と釈放に至ることで、エネルギーの無駄が生じる。
【０００４】
現在、様々な省エネエレベータが見られ、例えば省エネウエイト可変エレベータ及びポテンシャルエネルギーを利用して補助カウンターウェイトを回収する省エネエレベータ等である。これらエレベータにおいて、カウンターウェイトの重量の変化、つまり釣り合いおもりの取り付けや取り外し動作がある。
【０００５】
従来技術は、少なくとも次の問題点が存在し、つまり従来技術のウエイト可変エレベータはトラクションマシンの駆動トルクと電力を効果的に減らし、省エネ及びトラクションマシン寿命延長の目的を達成できるが、釣り合いおもりの取り付けや取り外しは、電力消費の問題が存在していることを避けられない。同時に、負荷の変化が比較的大きい時、取り付けや取り外しの釣り合いおもりが多くなり、時間コストが発生することを避けられない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、従来技術に存在している不足を克服し、構造が簡単かつ合理的で、トルク平衡原理を利用して、エレベータの省エネ及びポテンシャルエネルギー蓄積、釈放、回収を効果的に実現できる省エネ型トラクション式エレベータ及びその省エネ方法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】
【０００７】
従来技術に存在している不足を解決するため、本発明は省エネ型トラクション式エレベータを提供する。前記エレベータは、少なくとも１個のカウンターバランスユニットを包括し、前記カウンターバランスユニットは、それぞれ、機械室内に設けられるトラクションマシンと自動変速機と巻上式巻上機構と発電電動機とコントローラとエレベータ昇降路内に設けられるかごと固定カウンターウェイトと釣合おもりとを含む。
【０００８】
前記トラクションマシンの出力軸は、第２カップリングを通じて前記自動変速機の入力軸と連接し、前記自動変速機の出力軸が第１カップリングを通して前記巻上式巻上機構の回転軸の一端と連接し、前記巻上式巻上機構の回転軸の他端はクラッチを通じて前記発電電動機のシャフトと連接する。
【０００９】
前記かご及び前記固定カウンターウェイトは、ワイヤーロープを通じて前記トラクションマシン上に懸架され、前記かご内にはかり装置を設ける。前記釣合おもりはワイヤーロープを通じて前記巻上式巻上機構上に懸架され、前記釣合おもりが垂直に配置するガイドレール内に取り付けられ、前記釣合おもりの上側と下側に各々位置センサーを設ける。
【００１０】
前記トラクションマシン、前記自動変速機、前記クラッチ、前記発電電動機、前記はかり装置及び前記位置センサーは、いずれも、ケーブルを通じて前記コントローラと接続し、前記コントローラで制御される。
【００１１】
前記エレベータは、２個の前記カウンターバランスユニットを包括し、２個の前記カウンターバランスユニットが１個の前記釣合おもりを共用し、該釣合おもりが動滑車上に懸架され、動滑車がワイヤーロープを通じて２個の前記カウンターバランスユニットの前記巻上式巻上機構の間に懸架される。
【００１２】
前記位置センサーは、上から下へ順に上限位置センサー、上予告警報位置センサー、下予告警報位置センサー、下限位置センサーとする。前記上限位置センサー及び前記上予告警報位置センサーは、前記釣合おもり上側の昇降路内に位置し、前記下限位置センサー及び前記下予告警報位置センサーは、前記釣合おもり下側の昇降路内に位置する。前記上限位置センサーと上予告警報位置センサーの間、前記下予告警報位置センサーと前記下限位置センサーの間に、いずれも一定の安全距離がおかれる。
【００１３】
前記巻上式巻上機構は、前記回転軸上に取り付けられる１個のドラムを包括し、前記釣合おもりのワイヤーロープまたは前記動滑車のワイヤーロープが前記ドラム上に巻き付けられる。
【００１４】
前記トラクションマシンと前記固定カウンターウェイトの間にワイヤーロープの張車を設ける。
【００１５】
省エネ型トラクション式エレベータの省エネ方法は、
はかり装置が、リアルタイムでかご全体の重量情報を取得し、当該重量情報を制御信号に変換してコントローラに伝送するステップａと、
前記コントローラが、取得した前記重量情報と予め設定した設定値の範囲とを比較し、自動変速機を制御して省エネ操作を行い、該操作は、前記重量情報が前記設定値の下限を下回った時、前記自動変速機が起動して従動巻上式巻上機構を連動して釣合おもりを吊り上げ又は吊り下げ、前記釣合おもりの昇降時に発生したトルクを前記かごに伝達し、この場合前記釣合おもりから発生した回転トルク及び前記かごから発生した回転トルクの和と固定カウンターウェイトから発生した回転トルクとのバランスが取れていることと、前記重量情報が前記設定値の範囲内にある時、トラクションマシン上のワイヤーロープ両端に受けた力のバランスが取れ、クラッチが解放され、前記釣合おもりが前記エレベータの運行に参加しないことと、前記重量情報が前記設定値の上限を上回った時、前記自動変速機が起動して前記従動巻上式巻上機構を連動して前記釣合おもりを吊り上げ又は吊り下げ、前記釣合おもりの昇降時に発生したトルクを前記固定カウンターウェイトに伝達し、この場合前記釣合おもりから発生した回転トルク及び前記固定カウンターウェイトから発生した回転トルクの和と前記かごから発生した回転トルクのバランスが取れていることとを含むステップｂと、
前記トラクションマシンが前記かごを吊り上げ又は吊り下げるステップｃと、
前記釣合おもりが上予告警報位置センサーまで移動した時、前記上予告警報位置センサーにトリガして予告警報信号を発し、前記かごを最寄階に着床させてから前記コントローラが発電電動機を制御して起動させ、前記釣合おもりを安全位置まで吊り下げ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返し、前記釣合おもりが下予告警報位置センサーまで移動した時、前記下予告警報位置センサーにトリガして予告警報信号を発し、前記かごを最寄階に着床させてから前記コントローラが前記発電電動機を制御して起動させ、前記釣合おもりを前記安全位置まで吊り上げ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返し、前記かごを最寄階に着床させる過程で、前記上限位置センサー又は前記下限位置センサーにトリガした時、前記コントローラが前記エレベータの稼働を停止し、また前記発電電動機を起動して前記釣合おもりを前記安全位置まで移動させさ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返すステップｄとを含む。
【００１６】
前記かごの無負荷時の重量は、１個の単位とし、全負荷時の重量がｎ個の単位とし、ｎが１より大きい。前記設定値の範囲は、１個の単位とｎ個の単位の間にある。前記固定カウンターウェイトの重量は、該設定値の範囲内にあり、前記釣合おもりの重量が少なくとも１個の単位とする。
【００１７】
好適には前記ステップｄは、
前記釣合おもりが前記上予告警報位置センサーまで移動した時、前記上予告警報位置センサーにトリガして予告警報信号を発し、前記かごを最寄階に着床させてから前記クラッチが解放され、前記固定カウンターウェイトと前記トラクションマシンと前記かごで従来のエレベータ構造を構成し、従来のエレベータモードによって稼働し、同時に前記コントローラが前記発電電動機を制御して起動させ、前記釣合おもりを前記安全位置まで吊り下げ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返すことと、
前記釣合おもりが前記下予告警報位置センサーまで移動した時、前記下予告警報位置センサーにトリガして予告警報信号を発し、前記かごを最寄階に着床させてから前記クラッチが解放され、前記固定カウンターウェイトと前記トラクションマシンと前記かごで前記従来のエレベータ構造を構成し、前記従来のエレベータモードによって稼働し、同時に前記コントローラが前記発電電動機を制御して起動させ、前記釣合おもりを前記安全位置まで吊り上げ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返すことと、
前記かごが最寄階まで移動する過程で前記上限位置センサー又は前記下限位置センサーにトリガした時、前記コントローラが前記エレベータの稼働を停止し、前記クラッチが解放され、前記かごで前記従来のエレベータ構造を構成し、前記従来のエレベータモードによって稼働し、同時に前記発電電動機を起動して前記釣合おもりを前記安全位置まで移動させ、そして前記ステップａ、ｂ、ｃを繰り返すこととを含む。
【００１８】
好適には前記かごの無負荷時の重量は、１個の単位とし、全負荷時の重量がｎ個の単位とし、ｎが１より大きい。前記設定値の範囲は、１個の単位とｎ個の単位の間にある。前記固定カウンターウェイトの重量は、１個の単位とし、前記釣合おもりの重量が少なくとも１個の単位とする。
【００１９】
好適には前記かごの無負荷時の重量は、１個の単位とし、全負荷時の重量がｎ個の単位とし、ｎが１より大きい。前記設定値の範囲は、１個の単位とｎ個の単位の間にある。前記固定カウンターウェイトの重量は、ｎ個の単位とし、前記釣合おもりの重量が少なくとも１個の単位とする。
【００２０】
前記釣合おもりの上昇又は降下の過程で、エレベータポテンシャルエネルギーの蓄積と釈放を完了する。前記釣合おもりは高位置から自動的に降下した時、前記発電電動機に力を働かせてポテンシャルエネルギーを電気エネルギーに変換すると共に電力系統にフィードバックし、エネルギーの回収を実現する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、トルク平衡原理を用い、独立したエレベータの釣合おもりの増加を通じて、エレベータのインテリジェントなカウンターバランスを実現し、エレベータに相対的なバランスが取れることで、トラクションマシンの巻き上げトルクと電力を減らせる。エレベータの釣合おもりのポテンシャルエネルギーが比較的高い位置に蓄積した時、発電電動機を通じて集中発電でき、エネルギーの回収利用の助けになる。ポテンシャルエネルギーの蓄積、釈放、回収を通じて有効な省エネとトラクションマシンの寿命延長の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の構造正面図である。
【図２】本発明の別の構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を組み合わせて本発明を詳細に説明する。図１、２に示すように、前記エレベータは少なくとも１個のカウンターバランスユニットを包括し、各カウンターバランスユニットが機械室内に設けられるトラクションマシン１２と自動変速機１１と巻上式巻上機構９と発電電動機６とコントローラ７とエレベータ昇降路内に設けられるかご１４と固定カウンターウェイト１３と釣合おもり２とを含む。
【００２４】
前記トラクションマシンの出力軸は、第２カップリング１０．２を通じて自動変速機１１の入力軸と連接し、自動変速機１１の出力軸が第１カップリング１０．１を通じて巻上式巻上機構９の回転軸の一端と連接し、巻上式巻上機構９の回転軸の他端はクラッチ８を通じて前記発電電動機６のシャフトと連接する。
【００２５】
前記かご１４及び固定カウンターウェイト１３は、ワイヤーロープを通じてトラクションマシン１２上に懸架され、かご１４内にはかり装置１５を設ける。前記釣合おもり２はワイヤーロープを通じて前記巻上式巻上機構９上に懸架され、釣合おもり２が垂直に配置するガイドレール３内に取り付けられ、釣合おもり２の上側と下側に各々位置センサーを設ける。
【００２６】
前記トラクションマシン１２、自動変速機１１、巻上式巻上機構９、クラッチ８、発電電動機６、はかり装置１５、位置センサーは、いずれもケーブルを通じて前記コントローラ７と接続し、コントローラ７で制御される。
【００２７】
前記自動変速機は従来技術で、変速、回転方向切替及び離合機能を有し、自動変速機の内部がスリースターホイールの回転方向切替機構を通じて正転と逆転を行い、回転方向切替機能を実現できることで、かごの移動・負荷状況によって釣合おもりをかご側又は固定カウンターウェイトの一側に載荷できる。自動変速機の内部は、歯車系を通じてレンジの切替を行い、異なる速度伝達比を選択し、変速機能を実現することで、異なる回転トルクを出力する。
【００２８】
自動変速機の軸は、釣合おもりのトルクを伝達できる。このトルクは、トラクションマシン両側の重量の違いによって起きたドラッグトルクと相殺することで、トラクションマシンの力の働きを減らすことができる。
【００２９】
図２を参照すると、図２に示すように本発明の応用は、様々な方式を有する。前記エレベータは、２個のカウンターバランスユニットを更に包括し、２個のカウンターバランスユニットが１個の釣合おもり２を共用し、該釣合おもり２が動滑車１６上に懸架され、動滑車１６がワイヤーロープを通じて２個のカウンターバランスユニットの巻上式巻上機構９の間に懸架される。
【００３０】
前記位置センサーは、上から下へ順に上限位置センサー１．４、上予告警報位置センサー１．３、下予告警報位置センサー１．２、下限位置センサー１．１とする。上限位置センサー１．４、上予告警報位置センサー１．３は、釣合おもり２上側の昇降路内に位置し、下限位置センサー１．２、下予告警報位置センサー１．１が釣合おもり２下側の昇降路内に位置する。前記上限位置センサー１．４と上予告警報位置センサー１．３の間、下予告警報位置センサー１．２と下限位置センサー１．１の間にいずれも一定の安全距離をおく。
【００３１】
前記巻上式巻上機構９は、前記回転軸上に取り付けられる１個のドラムを包括し、釣合おもり２のワイヤーロープ又は動滑車３４のワイヤーロープがドラム上に巻き付けられる。巻上式巻上機構は、それ自体に動力出力機構がなく、トラクションマシン又は発電電動機で駆動する。
【００３２】
前記トラクションマシン１２と固定カウンターウェイト１３の間にワイヤーロープの張車を設けており、ワイヤーロープとトラクションマシン間の摩擦力が上がる。
【００３３】
省エネ型トラクション式エレベータの省エネ方法は、
はかり装置が、リアルタイムでかご全体の重量情報を取得し、当該重量情報を制御信号に変換してコントローラに伝送するステップａと、
コントローラが、取得した重量情報と予め設定した設定値の範囲とを比較し、自動変速機を制御して省エネ操作を行い、該操作は、重量情報が設定値の下限を下回った時、自動変速機が起動して従動巻上式巻上機構を連動して釣合おもりを吊り上げ又は吊り下げ、釣合おもりの重量をトルクに変換して前記かごに伝達し、トラクションマシン上のワイヤーロープ両端に受けた力のバランスが取れ、この場合釣合おもりから発生した回転トルク及びかごから発生した回転トルクの和と固定カウンターウェイトから発生した回転トルクとのバランスが取れていることと、重量情報が設定値の範囲内にある時、トラクションマシン上のワイヤーロープ両端に受けた力のバランスが取れ、クラッチが解放され、釣合おもりがエレベータの運行に参加しないことと、重量情報が設定値の上限を上回った時、自動変速機が起動して従動巻上式巻上機構を連動して釣合おもりを吊り上げ又は吊り下げ、釣合おもりの重量をトルクに変換して前記固定カウンターウェイトに伝達し、トラクションマシン上のワイヤーロープ両端の重量バランスに達し、この場合釣合おもりから発生した回転トルク及び固定カウンターウェイトから発生した回転トルクの和とかごから発生した回転トルクのバランスが取れていることとを含むステップｂと、
トラクションマシンが前記かごを吊り上げ又は吊り下げるステップｃと、
釣合おもりが上予告警報位置センサーまで移動した時、上予告警報位置センサーにトリガして予告警報信号を発し、かごを最寄階に着床させてからクラッチが解放され、固定カウンターウェイトとトラクションマシンとかごで従来のエレベータ構造を構成し、従来のエレベータモードによって稼働し、同時にコントローラが発電電動機を制御して起動させ、釣合おもりを安全位置まで吊り下げ、そしてステップａ、ｂ、ｃを繰り返し、釣合おもりが下予告警報位置センサーまで移動した時、下予告警報位置センサーにトリガして予告警報信号を発し、かごを最寄階に着床させてからクラッチが解放され、固定カウンターウェイトとトラクションマシンとかごで従来のエレベータ構造を構成し、また従来のエレベータモードによって稼働し、同時にコントローラが発電電動機を制御して起動させ、釣合おもりを安全位置まで吊り上げ、そしてステップａ、ｂ、ｃを繰り返し、かごが最寄階まで移動する過程で上限位置センサー又は下限位置センサーにトリガした時、コントローラがエレベータの稼働を停止し、クラッチが解放され、固定カウンターウェイトとトラクションマシンとかごで従来のエレベータ構造を構成し、従来のエレベータモードによって稼働し、同時に発電電動機を起動して釣合おもりを安全位置まで移動させ、そしてステップａ、ｂ、ｃを繰り返すステップｄとを含む。
【００３４】
前記かごの無負荷時の重量は、１個の単位とし、全負荷時の重量がｎ個の単位とし、ｎが１より大きい。前記設定値の範囲は、１個の単位とｎ個の単位の間にある。定値の範囲が国家安全標準に適合する。前記固定カウンターウェイトの重量は、該設定値の範囲内にあり、前記釣合おもりの重量が少なくとも１個の単位とする。
【００３５】
エレベータの実際の稼働中の状況は比較的煩雑で、異なる場所においてエレベータのかご移動の負荷量が異なる。以下、無負荷運転と全負荷運転の２種類極端を選択し、固定カウンターウェイト、釣合おもり及び設定値について詳細に説明する。
【００３６】
住宅団地内のエレベータは、常に無負荷運転で、省エネの目的を達成するため、かごの無負荷時の重量を１個の単位、全負荷時の重量をｎ個の単位に設定し、ｎが１を上回る。前記設定値は、１個の単位とｎ個の単位の間にあり、前記固定カウンターウェイトの重量が１個の単位とする。前記釣合おもりの重量は、少なくとも１個の単位とする。固定カウンターウェイトとかごの無負荷時の重量は同じであるため、エレベータ運転中、エレベータ内に人がいると、かごの重量が固定カウンターウェイトの重量より大きい。トラクションマシン両側のトルク平衡を達成するため、自動変速機は釣合おもりの重量をトルクに変換して固定カウンターウェイト上に掛け、この場合、トラクションマシン両側のトルクが平衡となり、トラクションマシンがかごを吊り上げ又は吊り下げさせて省エネの目的を達成する。
【００３７】
病院の病棟内のエレベータは、常に全負荷運転で、省エネの目的を達成するため、かごの無負荷時の重量を１個の単位、全負荷時の重量をｎ個の単位に設定し、ｎが１を上回る。前記設定値は、１個の単位とｎ個の単位の間にあり、前記固定カウンターウェイトの重量がｎ個の単位とする。前記釣合おもりの重量は、少なくとも１個の単位とする。固定カウンターウェイトとかごの全負荷時の重量は同じであるため、エレベータ運転中、エレベータ内に全負荷をかけないだけでいると、かごの重量が固定カウンターウェイトの重量より小さい。トラクションマシン両側のトルク平衡を達成するため、自動変速機は釣合おもりの重量をトルクに変換してかご上に掛け、この場合、トラクションマシン両側のトルクが平衡となり、トラクションマシンがかごを吊り上げ又は吊り下げさせて省エネの目的を達成する。
【００３８】
前記設定値の範囲は、予め設定した数量範囲で、固定の設定値とは異なる。本発明の実施例において設定値をレンジ値に設定し、その目的はエレベータの実際の運行中、かご内の人数が異なり、且つ一人一人の重量も異なり、固定の設定値と一致することが困難であることを考慮するため、設定値を１つのレンジ値に設定し、より一層人に優しい。例えば、上記病院の病棟内の設定値の範囲は０．９ｎ＿ｎ個の単位とし、団地内の設定値の範囲が１−１．１とすることができる。設定値の範囲は大きすぎないため、固定カウンターウェイトが設定値の範囲内にあるだけでよいことを満たす。
【００３９】
前記釣合おもりの上昇又は降下の過程でエレベータのポテンシャルエネルギーの蓄積と釈放を完了する。釣合おもりは、上限位置センサー又は上予告警報位置センサーにトリガして降下した時、発電電動機に力を働かせてポテンシャルエネルギーを電気エネルギーに変換すると共に電力系統にフィードバックし、エネルギーの回収を実現する。
【００４０】
本発明の動作原理：はかり装置１５によりエレベータのかご１４の積載荷重変化を測量し、かごを閉じて起動する前、測量した結果をシミュレーション量の信号によってコントローラ７に伝送する。コントローラ７は、保存したアルゴリズムルーチンに基づき、釣合おもり２の使用の有無を確認し、使用の必要がある場合、自動変速機１１を制御して速度伝達比の変換を行い、エレベータの固定カウンターウェイト側とかご側の重量の相対的なバランスに達させることで、トラクションマシンの巻上トルク及び電力を減らす。釣合おもり２は、下予告警報位置と上予告警報位置の間に移動している時、釣合おもり２がポテンシャルエネルギーの蓄積、釈放作用を果たす。釣合おもり２は下予告警報位置センサー１．２にトリガした時、かご１４を最寄階に着床させ、発電電動機６が起動され、釣合おもり２を合理位置まで吊り上げる。釣合おもり２が上予告警報位置センサー１．３にトリガした時、かご１４を最寄階に着床させ、発電電動機６が起動され、釣合おもり２を合理位置まで降下する過程で発電し、この場合釣合おもり２はポテンシャルエネルギーの回収作用を果たす。
【００４１】
本発明に基づく一種構造の応用例を以下に挙げる。
図１を参照すると、一般的なエレベータについて次の構造改良を行う。本来のトラクションマシン回転軸に突軸を追加し、該突軸はカップリング１０．２を通じて自動変速機１１と連結し、自動変速機１１が地面に固定され、他端がカップリング１０．１を通じて巻上式巻上機構９と連結し、後者に釣合おもり２を吊り下げ、巻上式巻上機構９の他端はクラッチ８を通じて発電電動機６と連接する。釣合おもり２の位置をフィードバックするため、昇降路上に４個の位置センサーを取り付ける。
【００４２】
更に本発明の実施例１の応用を明確に説明するため、仮に某団地のエレベータのかご正味重量が１トンで、固定カウンターウェイトが１トンで、積載量が１トン（１０人、１人当たりの体重が１００キログラム）で、釣合おもりが４トンで、ワイヤーロープ重量を算入しない。１１階建て、階高が３Ｍ、巻上式巻上機構９が２５Ｍ巻き付けることができる。下限位置センサー１．１の取付高さが０．５Ｍ、下予告警報位置センサー１．２の取付高さが３．５１Ｍ、上予告警報位置センサー１．３の取付高さが２６．４Ｍ、上限位置センサー１．４の取付高さが２９．５Ｍで、つまり釣合おもり２の正常移動高さの範囲は３．５１Ｍ〜２６．４Ｍとする。摩擦損失を考えない状態下で、本発明の省エネエレベータの運行状況は、表１の通りとする。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１を参照すると、積載荷重の変化に１１種類があり、つまり０〜１０人であるため、自動変速機の速度伝達比は１１種類を有し、これは理想的な状況である。実際の応用は速度伝達比の変換種類を縮減してかご側と固定カウンターウェイト側の重量を略同じにさせることである。そのほかに、エネルギーの単位は、ニュートンメートルとする。
【００４５】
上記の説明から見ると、本発明の前記省エネエレベータに３つの運行状態があり、各々釣合おもりの正常運行状態、釣合おもりの高い位置から降下する発電状態、釣合おもりの低い位置から上昇する電力消費状態とする。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
このほかに、本発明の実施例がさらに有する利点は、一般的なエレベータの固定カウンターウェイト課題を解決し、エレベータの固定カウンターウェイト側とかご側の重量の相対的なバランスに達することを確保することにある。トルク平衡原理を用い、設計が合理的で、構造がきちんと整っているため、エレベータトラクションマシンの力の働きを減少し、ポテンシャルエネルギーの蓄積、釈放、回収を完了すると同時に別途の消費電力が比較的低い。エレベータ釣合おもりのポテンシャルエネルギーが比較的高い位置に蓄積した時、集中発電が可能で、電気エネルギーの回収利用に有利になる。
【００４７】
本発明は、上記実施形態のみに限定されず、その形状又は材料構成上、いかなる変化を行うことを問わず、本発明で提供する構造設計を採用したのは、本発明の一種の変形で、均しく本発明の保護範囲内に含めるものであるのが勿論である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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