승강기 이론

[총무]

승강기

7-1 엘리베이터의 構造와 驅動方式   7-1-1 엘리베이터의 構造와 作動原理    승용·화물용 엘리베이터는 로프 거리가 1:1 또는 2:1인 트랙션형이 사용된다. 이 것은 카와 균형추를 수개의 로프로 권상기에 직결된 로프차에 매단 것이며, [그림 7-1]에 표시하는 바와 같이 권상기 및 主제어기기를 건물 내의 엘리베이터 승강로 위에 설비하고, 로프차에 매달린 카와 균형추를 각각 2개의 T형 레일에 따라서 승강시키는 것이다.  카(Car)는 카室과 카틀로 구성되어 있고, 카틀의 좌우에는 레일을 구르는 가이드·슈가 설치되어 있다. 각 층의 문에는 정지하고 있는 층의 문만 열리고, 완전히 닫혀지지 않으면 카가 움직이지 못하도록 고리 스위치가 달려 있다. 카의 문과 승차장의 문은 그림에서와 같이 리타이어링·캠을 사용하여 동시에 개폐한다. 이 개폐방식에는 수동식과 전동식이 있으며, 전동식에는 문을 닫을 때 승객의 신체 일부가 닿게 되면 자동적으로 열리는 문안전 스위치가 설치되어 있다.  엘리베이터의 안전성에 대해서는 충분한 고려가 이루어져 있어야 하며, 우선 과속에 대해서는 기계실에 설치되어 있는 조속기가 규정속도를 넘을 때 즉, 중속기에서는 정격속도의 140%, 고속기에서는 120%일 때, 전원을 자동적으로 자르고 권상기의 브레이크를 움직여서 정지시킨다. 그래도 카가 정지하지 않을 때에는 조속기에 걸려 있는 로프를 조이고, 이와 동시에 카 바닥 밑에 있는 비상정지 장치가 움직여서 정지한다.   [그림 7-1] 엘리베이터 구조   7-1-2 主要 機器    엘리베이터에 사용되는 주요기기류는 전동기, 전자 브레이크, 트랙션 머신, 제어장치, 조속기, 자동착상 장치, 완충기, 카, 전동 문닫힘 장치, 균형추 등이 있다.   (1) 電磁 브레이크                              전자 브레이크는 전자석 내의 플런저를 흡인함으로써 브레이크·슈에 힘이 가해지고, 이 힘의 마찰력에 의하여 제동력이 작동한다.   (2) 트랙션 머신(Traction Machine)              전동기축의 회전력을 로프차에 전달하는 기구를 트랙션 머신(혹은 권상기)이라 한다. 전동기축에 웜기어가 직결되어 있으며, 이 웜기어로서 로프차에 직접 연결된 기어를 회전시키는 기어드(Geared)형 트랙션과 기어를 사용하지 않고 전동기축에 로프차를 직접 연결한 기어레스(Gearless)형 트랙션 머신이 있다([그림 7-2] 참조).   [그림 7-2] 트렉션 머신   (3) 전동문 닫힘장치                            카가 어느 층에서 정지하면 제어실로부터의 신호로 카 위에 있는 직류분권 전동기가 회전하고, 이것에 직결된 도어·머신이 리타이어링·캠을 사용하여 카의 문과 승차장의 문을 연동시킨다. 문이 열린 후 수초가 지나면 타이머에 의하여  자동적으로 닫힌다.   (4)자동착상장치                               승강로 내의 각 층마다 유도판이라 하는 전자석이 붙어 있으며, 정지하여야 할 층에는 기계실로부터 유도판에 전류가 보내어져서, 카에 붙어 있는 유도 릴레이가 이것과 맞대어 졌을 때 제어회로가 작동하여 자동적으로 착상한다.   (5) 電氣制御 裝置                              전기제어 장치에는 수전반·제어반·신호반·플로어 컨트롤 등이 있다.  수전반은 엘리베이터 동력의 수전을 목적으로 하여 파일럿 램프·전류계·전자 개폐기·전력 릴레이 등이 설치되어 있다. 제어반은 권상기의 속도 제어와 문의 개폐 제어를 목적으로 하며, 전자접촉기·시한 릴레이류 등을 설치하고 있다. 신호반에는 각 층의 호출에 의한 전동기의 시동·목적층에서의 정지 등을 목적으로 한 릴레이류가 설치되어 있다.  플로어 컨트롤은 엘리베이터의 전기적 제어·표시등의 점멸을 하는 것으로, 엘리베이터의 운전상태를 비례·축척하여 동기적으로 운행한다.   (6) 가이드 레일(Guide Rail)                    [그림 7-3]에 나타내는 바와 같이, 승강로 내의 양측면에 카用과 균형추用으로 각 1개씩의 레일이 설치되어 있다. 카와 균형추가 로프에 매달려 상하 운동을 하는데 기울어짐이나 흔들림을 방지하고  비상 멈춤작동시 수직하중을 유지시키며, 주로 T자형 가이드레일을 사용한다.   [그림 7-3] 가이드 레일   (7) 均衡錘(Counter Weight)      카를 적은힘으로 운동시키기 위하여 카의반대편에 매단추                   [그림 7-4] 균형추   (8) 로프(Rope)                                 엘리베이터용 로프는 다수의 승객을 이것으로 매달아서 승강하므로, 강도가 큰 것과 유연성이 풍부한 것이 필요하다. 강도는 고탄소강을 사용하면 얻을 수 있고, 유연성은 꼬임방법과 소선의 수를 많이 함으로써 얻을 수 있다. 가장 많이 사용되는 로프로는 19개 線을 8조 또는 6조로 꼰 것이 있다. 로프의 교체시기 판정은 단선·마모·사용년수·부식 등에 의하지만 대체로 3∼5년 사용하면 교체하는 것이 안전하다.   (9) 調速機(Governor)                           승강기가 일정속도 이상으로 상승할 때(1.4배 이상)하강기 브레이크나 안전장치를 작동시키는 기능을 가지고 있다. 조속기는 대개 主로프와 별개의 조속기용 로프를 가지고 이 로프가 비상 정지 장치와 연결되어 작동속도에 작동하도록 되어 있다([그림 7-5] 참조).   [그림 7-5] 조속기 안정장치   (10) 완충기(緩衝器-uffer)                            카 또는 균형추가 최하층에 감속 정지 장치나 마지막 리미트·스위치로 작동되지 않고 충돌할 경우, 충격을 완화시켜 카를 안전하게 정지시키는 승강로 하부의 안전장치이다. [그림 7-6]에 나타내는 바와 같이, 완충기에는 스프링식과 유입식이 있는 데, 일반적으로 승강기의 정격속도가 60m/min 이하인 경우 스프링식을 적용하고, 60m/min를 넘는 것에는 유입식이 적용된다.   [그림 7-6] 완충기   7-1-3 엘리베이터의 驅動方式   (1) 交流 엘리베이터                            교류 엘리베이터로는 특수 농형 유도전동기를 사용한 1단 속도제어 방식과 1단 변속 유도전동기를 사용한 2단 속도제어 방식이 있다.  1단 속도제어 방식은 속도 조정을 할 수 없으며, 정지는 전원의 절단과 브레이크만으로 이루어진다. 역전은 3상 중 2상을 바꿈으로써 이루어진다. 이 방식은 속도 30m/min, 하중 1,000kg 이하의 부하에 적당하고, 착상 오차는 크지만 보수가 간단하고 가격이 싼 것이 특징이다.  2단 속도제어 방식은 전동기의 극수변환으로 2단 속도조정을 하고, 역전은 1단 속도제어방식과 같이 이루어진다. 속도 60m/min, 하중 1,500kg 이하의 부하에 사용되며, 간단하게 속도조정을 할 수 있으므로 승강의 느낌이나 착상이 비교적 양호하다. 이 방식은 가격이 비교적 싸므로 저층용으로 널리 사용되고 있다.   (2) 直流 엘리베이터                            직류 전동기에 가해지는 전압을 제어하여 속도제어를 이루는 워드·레너드(Ward-Leonard)방식이 사용된다. 속도는 기어드식에서 90, 105m/min, 기어레스식에서 120∼540m/min 으로 하중 1,000kg 이상에 사용된다. 이 엘리베이터는 속도조정이 자유롭기 때문에 승강의 기분이나 착상이 대단히 우수하다. 그러나, 설비비가 대단히 높다.   7-2 엘리베이터의 運轉方式    근래 엘리베이터의 수요증가와 경비절감의 이유에 따라 운전원이 없는 엘리베이터운영으로 되어 가고 있다. 또한, 바쁠 때나 특별한 경우만 운전원을 두고 운영하는 병용식 엘리베이터와 운전효율에 중점을 두고 여러 대를 일괄 관리하는 군관리 방식의 엘리베이터 운영 등 여러 가지 운전방식이 있다. 이들 방식 중에서 어떤 방식을 채용하는 가는 엘리베이터의 대수나 이용목적 등을 고려하여 각 건물에 적합한 운전방식을 선택하는 것이 중요하다.   7-2-1 有運轉員 方式    (1) 카·스위치 方式                            시동·정지는 운전원이 조작반의 스타트 버튼을 조작함으로써 이루어지며, 정지에는 운전원의 판단으로써 이루어지는 수동착상 방식과 정지층 앞에서 핸들을 조작하여 자동적으로 착상하는 자동착상 방식이 있다.   (2) 레코드·컨트롤 方式                        운전원은 승객이 내리고자 하는목적층과 승강장으로부터의 호출신호를 보고 조작반의 목적층 단추를 누르면 목적층 순서로 자동적으로 정지하는 방식이다. 시동은 운전원의 스타트용 버튼으로 하며, 반전은 최단층에서 자동적으로 이루어진다   (3) 시그널·컨트롤 方式                        시동은 운전원이 조작반의 버튼조작으로 하며, 정지는 조작반의 목적층 단추를 누르는 것과 승강장으로부터의 호출신호로부터 층의 순서로 자동적으로 정지한다.  반전은 어느 층에서도 할 수 있는 최고 호출 자동반전 장치가 붙어 있다. 또한, 여러 대의 엘리베이터를 1뱅크로 한 뱅크운전의 경우, 엘리베이터 상호간을 효율적으로 운전시키기 위한 운전간격 등이 자동적으로 조정된다.   7-2-2 無運轉員 方式   (1) 單式 自動方式                              승객 자신이 운전하는 엘리베이터로 가고자 하는 목적층 단추가 승강장으로부터의 호출신호에 의하여 자동적으로 시동·정지를 이루는 조작방식이다. 이 방식은 운전 중 다른 호출신호가 있더라도 운전종료까지 그 호출에 응하지 않는다.   (2) 乘合 全自動式                              승객 자신이 운전하는 전자동 엘리베이터이며, 목적층 단추나 승강장으로부터의 호출신호로 시동·정지를 이루는 조작방식이다. 이 방식은 단식 자동방식과는 달리 누른 순서에 관계없이 각 호출에 응하여 자동적으로 정지한다.   (3) 下降乘合 自動方式                          이 방식은 아파트와 같이 중간에 내리는 층에서부터 상승하는 승객이 적은 건물에 적용되는 방식으로, 상승하고 있을 때는 승강장으로부터의 호출신호가 있더라도 정지하지 않고 최고 호출에 응하여 정지한 후에 자동적으로 반전하여 하강하고, 하강 때는 승강장으로부터의 호출신호에 응하여 정지한다.   7-2-3 倂用方式   (1) 카·스위치 單式 自動 倂用式                평상시는 운전원이 타고 카·스위치 자동착상 방식으로 운전하고, 한산할 때에는 단식 자동방식으로 승객이 운전하는 방식이다.   (2) 카·스위치 乘合 全自動 方式                평상시는 카·스위치 자동착상방식으로 운전하고, 한산할 때에는 승합 전자동식으로 승객이 운전하는 방식이다.   (3) 시그널 乘合 全自動 方式                    평상시는 운전원이 타고 시그널·컨트롤 방식으로 운전하고, 한산할 때에는 승합 전자동식으로 승객이 운전하는 방식이다.   7-2-4 群管理方式    이용 상황이 하루 중에도 크게 변화하는 고층 사무소 건물 등에서 여러 대의 엘리베이터가 설치되어 있는 경우, 그 이용 상황에 따라서 엘리베이터 상호간을 유기적으로 운전하는 군관리방식이 사용된다. 이 관리방식에는 시그널 군승합 전자동 방식, 출발신호 붙은 시그널 군승합 전자동 방식, 군승합 자동 방식 등이 있다. 더욱, 수송계획을 시간대에 맞추어서 자동적으로 행하는 전자동 군관리 방식도 있다.  다음에 군관리방식에 의한 효과를 열거하면,     . 관리자·운전원에 필요한 인건비를 절약할 수 있다.     . 승객의 대기시간이 군관리를 실시하지 않는 경우와 비교하여 대폭 단축된다.     . 아침·저녁의 러시가 자동적으로 해소되고, 중간층에서의 대기시간은 하루 종일       거의 같은 정도이다.     . 1뱅크중 각 엘리베이터의 부하율, 즉 승객수·시동횟수·운전 총거리 등이 균등화       하고 보수상의 수명이 길어진다.   7-3 에스컬레이터의 槪要    에스컬레이터는 [그림 7-12]에 나타낸 바와 같이, 경사를 갖는 계단식으로 된 컨베이어이다. 30°이하의 기울기를 갖는 트러스 위의 많은 체인에 수십개의 발판을 붙여서 레일로 지지하고 있다. 이 체인을 트러스의 위쪽 구동용 쇄차와 아래쪽 종속용 쇄차간에 걸어서 위쪽의 쇄차를 전동기에 직결한 웜감속기로 구동한다. 동시에 별개의 쇄차로서 고무 손잡이도 같은 방향·같은 속도로 구동한다.  에스컬레이터의 정격속도는 하향방향의 안전을 고려하여 30m/min 이하로 한다 [그림 7-12] 에스컬레이터의 구조   7-4 에스컬레이터의 配列과 配置    에스컬레이터는 백화점·은행·스테이션 등과 같이, 같은 방향으로 향하는 사람이 많은 장소에 이용되므로, 이용효율이나 혼잡에 주의할 필요가 있다. 에스컬레이터는 매시 5000∼8000명의 수송능력에 대하여 엘리베이터는 400∼500명 정도이다. 그러므로, 에스컬레이터는 짧은 거리·대량 수송에 적당하고, 엘리베이터는 장거리 고속수송에 적당하다.  에스컬레이터의 설치시, 다음 각 항에 주의하여 배치·배열을 고려하여야 한다.     . 지지보다 기둥에 균등하게 하중이 걸리는 위치여야 한다.     . 사람이 흐름의 중심, 예컨대 엘리베이터와 정면 현관의 중간 등에 배치한다.     . 에스컬레이터의 바닥면적을 작게 한다.     . 승객의 시야가 넓게 되도록 한다.     . 주행거리가 짧도록 한다.   7-5 에스컬레이터의 대수산정    백화점에서와 같이 승객에의 서비스를 주목적으로 하는 건물에서는 사람의 흐름이나 혼잡의 비율에 중점으로 두고 설치대수가 정해지지만, 대체로 밀도율(Density Ratio) R이 사용된다.  여기에서, R의 값은 20∼25가 양호하고, 25 이상으로 되면 수송설비가 나쁘다고 판단된다.