小動力のエレベータ
本発明は、小動力のエレベータに関し、より詳しくは、建物の昇降路に設置されるエレベータにおいて、人や荷物を運搬し、搭乗者や搭載された荷物の重量を測定する電子秤が底に取り付けられる昇降機と；前記昇降機に連結されており、昇降機の重量に応じて重量物を加減して昇降機の動きと反対に動く釣り合い重りと；前記釣り合い重りに重量物を供給する重量物供給手段と；前記昇降機の重量によって前記重量物供給手段から釣り合い重りに重量物を供給したり、前記釣り合い重りから重量物供給手段に重量物を排出させることを制御する制御手段と；を有して構成されている。前記昇降機の上昇時には、昇降機内の搭乗者や搭載された荷物の全体重量を測定し、昇降機の全体重量よりも釣り合い重りの重量が重くなるように釣り合い重りに重量物を供給して昇降機を上昇させ、昇降機の下降時には、昇降機の全体重量よりも釣り合い重りの重量が軽くなるように釣り合い重りから重量物を排出させて、昇降機自体の重力により下降させることを特徴とする。これにより、電力消費を減らして需用家の電気基本料金と消費電力料金などの電力料金を軽減することができるという効果がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小動力のエレベータに関し、より詳細には、井戸のバケットの原理により昇降機が稼動するシステムであって、電力節減のための小動力のエレベータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にエレベータは、一定のレールに沿って機械的な力により上下に移動して人または荷物を運搬する装置であって、エスカレータ、ダムウェータなどの移動手段を総称する昇降機の一種である。
【０００３】
ロープ式エレベータは、釣り合い重りを使用する方式である。この方式は巻上式のロープ車（滑車）とワイヤロープとの間の摩擦力を利用してカー（car）を動かしており、カー（car）の反対側に釣り合い重りがワイヤロープによって井戸のバケットのように連結されている。
【０００４】
このような現在のエレベータは、建築物上層部の機械室に設置されている駆動電動機に直結された巻上機にワイヤロープを連結し、ギア変速による速度制御またはインバータなどにより運転するシステムであり、駆動電動機の容量が１１ｋＷである場合、専用変圧器では５０ＫＶＡ程度の容量が必要であり、共用変圧器ではエレベータの運転および停止に伴う電圧変動と、インバータ運転の場合、高調波が発生して他の機器に悪影響を与えるなど使用上の問題点がある。
【０００５】
また、エレベータ使用により電気基本料金と消費電力料金が上昇して需用家の負担が増加し、変圧器の容量増加に伴う深夜の無負荷損失が増大するという問題点がある。
【０００６】
既存のエレベータでは、上昇時の過多な電力消費のため変圧器容量が大きくなるとともに、停電時には非常発電機から給電を行うため非常発電機の容量が増加した。このため、非常発電機のメンテナンス費用が増大するなど、需用家の電気料金の上昇およびメンテナンス費用の増大だけでなく、変圧器と非常発電機の容量増大に伴う設置面積の増加と、大容量の非常発電機運転時の騒音および公害による環境汚染という問題点が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、エレベータの電力消費を減らして需用家の電気基本料金と消費電力料金など電力料金を軽減することができる小動力のエレベータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の好適な一実施例による小動力のエレベータは、建物の昇降路に設置されるエレベータにおいて、人や荷物を運搬し、搭乗者や搭載された荷物の重量を測定する電子秤が底に取り付けられる昇降機と；前記昇降機に連結されており、昇降機の重量に応じて重量物を加減して昇降機の動きと反対に動く釣り合い重りと；前記釣り合い重りに重量物を供給する重量物供給手段と；前記昇降機の重量に応じて前記重量物供給手段から釣り合い重りに重量物を供給したり、前記釣り合い重りから重量物供給手段に重量物を排出させることを制御する制御手段と；を有して構成され、前記昇降機の上昇時には、昇降機内の搭乗者や搭載された荷物の全体重量を測定して、昇降機の全体重量よりも釣り合い重りの重量が重くなるように釣り合い重りに重量物を供給して昇降機を上昇させ、昇降機の下降時には、昇降機の全体重量よりも釣り合い重りの重量が軽くなるように釣り合い重りから重量物を排出して、昇降機自体の重力により下降させることを特徴とする。
【０００９】
また、好ましくは、前記釣り合い重りは、前記重量物供給手段から重量物が供給される重量物投入口と、下部面に設置されて制御手段の制御信号を受けて一定量の重量物を重量物供給手段に排出させる重量物排出口が設置された筐体と；前記筐体の底に取り付けられて筐体内部の重量物の重量を測定し、その測定値を制御手段に送信する電子秤；とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、好ましくは、前記重量物供給手段は、昇降路の上側に設置されて制御手段の制御信号によって一定量の重量物を釣り合い重りに供給する第１重量物貯留ホッパーと；昇降路の下側に設置されて前記釣り合い重りから排出される重量物を受け集めて貯留する第２重量物貯留ホッパーと；および一側に投入口と他側に排出口とを備え、内部にスクリュー回転空間を有するケーシングと前記ケーシングの内部に移送スクリューを備えて、駆動モータの回転力により前記第２重量物貯留ホッパーから投入された重量物を投入口に供給して移送管を介して上側に移送し、排出口を介して前記第１重量物貯留ホッパーに供給する移送スクリュー装置と；を有して構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、好ましくは、前記第１重量物貯留ホッパーは、昇降路の一側に固定されて移送スクリュー装置の移送ベルトから供給される重量物を受け集めることができる重量物貯留容器と；前記重量物貯留容器の空間を垂直に分離する複数個の開放ドアと；前記重量物貯留容器の下側に排出孔が形成され、重量物排出孔から排出される重量物を釣り合い重りにガイドする移動式パイプと；を有し、前記制御手段の制御信号を受けて開放ドアを開閉することにより重量物を前記釣り合い重りに供給することを特徴とする。
【００１２】
また、好ましくは、前記第２重量物貯留ホッパーは、昇降路の一側に固定されて釣り合い重りから排出される重量物を受け集めることができる重量物貯留容器と；前記重量物貯留容器の上側に設置されて釣り合い重りから排出される重量物をガイドする移動式パイプと；を有して構成されることを特徴とする。
また、好ましくは、前記昇降機は、内部壁面に前記釣り合い重りに重量物が供給されたり排出される様子を表示するグラフィックモニターが設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明は、小動力のコンベアベルトによる重量物の重量を利用して昇降機を上部に移動させ、昇降機の下降時には自体重量により下降するもので、電力使用量を既存のエレベータの半分に減らすことができ、画期的に電力を低減する効果がある。
【００１４】
また、本発明は、昇降機の安全性のため災難に備えて昇降路の下端に無停電電源装置を設置することにより、使用電力量が少ないので安定的に電力を供給することができ、事故時にも無停電電源装置の容量を用いて昇降機を安定的に運行することができる。
【００１５】
また、本発明は、非常用エレベータとして使用することもでき、展望用および高速用として使用すればより多くのエネルギー節約と安全性を得ることができ、大容量の荷物用リフトにも適用可能である。
【００１６】
また、本発明は、駆動電動機から回生制動時に発生した電力を浄化糟内部に設けられる曝気槽に提供することで曝気槽の使用電力を節約することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明による小動力のエレベータの斜視図である。図２は、本発明による釣り合い重りを概略的に示した側面図である。図３は、本発明による小動力のエレベータの側面図である。図４は、本発明による移送スクリュー装置を概略的に示した側面図である。
【００１８】
図１〜図４を参照すれば、本発明による小動力のエレベータは、昇降機１０の重量および搭乗者の重量と、釣り合い重り２０の重量とを比較して、昇降に必要な重量物１を釣り合い重り２０に供給することによってエレベータを運転させるものであり、一般的なエレベータの動作に使用される補助装置、すなわち、ドア閉め装置、自動着床装置、電子ブレーキ、電気制御装置（受信盤、制御手段、信号盤、Flow-Control、ガイドレール（Guide Rail）、ロープ（Rope）、調速機、緩衝器、スピードガバナー装置（２重保護）、最上層と最下層の全層におけるスローダウンスイッチ（Slow down switch）、スローダウンスイッチが動作しない場合は、最上層と最下層のモーションスイッチ、リタイアリングカム、ドア安全スイッチなど、その他の全ての安全装置は、既存エレベータのものをそのまま使用するので詳細な説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明による小動力のエレベータを示している。このような本発明の小動力のエレベータは、大きく分けて人または荷物を運搬する昇降機１０と、昇降機１０の反対側に設置されて昇降機１０とのバランスを維持するための釣り合い重り２０と、前記釣り合い重りに重量物１を供給する重量物供給手段３０と、さらに、これらに電気的に接続された制御手段４０とから構成されている。これらの各構成要素を詳細に説明する。
【００２０】
まず、前記昇降機１０は人または荷物を運搬するもので、昇降機１０の底には搭乗者や搭載された荷物の重量を測定する電子秤１１０が取り付けられており、電子秤１１０により測定された重量を制御手段４０に送信する。前記電子秤１１０は、オーバーロード（Over road）装置の周辺に設置することが好ましい。
【００２１】
そして、前記昇降機１０は、その内部に釣り合い重り２０に重量物１が供給されたり排出される間、乗客が退屈しないようにするため、グラフィックモニター１２０を設けて重量物１が供給・排出される様子を見ることができるようにし、供給・排出される間はブレーキが動作して、エレベータが動作しないようにする。
【００２２】
さらに、本発明の前記重量物１として鉄ボールを使用することが好ましい。ここで、重量物１として鉄ボールを使用する大きな理由は、水の比重は１であるが、鉄の比重は７．８で容積を大きく減少させることができるためであり、移送スクリューやコンベヤベルトを使用すれば、２トン位の重量物１を短い時間に建物の最上部に送ることができるので運転時間を短縮することができる。
【００２３】
図２に示したように、前記釣り合い重り２０は、巻上機２と調速機３、およびメインケーブル４により昇降機１０の反対側に設置されており、昇降機１０の重量に応じて重量物１を加減して昇降機１０の動きと反対に動くものである。前記釣り合い重り２０は、通常の駆動電動機の駆動力の代りに、昇降機１０を上下移動させるため、内部に重量物１を貯留することができる筐体２１０を有する。
【００２４】
また、前記釣り合い重り２０は、前記筐体２１０の上側に貫通形成された重量物投入口２１２を介して以下に述べる重量物供給手段３０から供給される重量物１が流入し、前記筐体２１０の下側に貫通形成された重量物排出口２１４を介して以下に述べる重量物供給手段３０に重量物１を排出する。
【００２５】
さらに、筐体２１０の底には、供給された重量物１が重量物排出口２１４側にガイドされるように傾斜面が形成されており、前記筐体２１０内部に供給された重量物１の総重量を測定し、その測定値信号を制御手段４０に送信する電子秤２２０が底に取り付けられている。
【００２６】
図１および図２に示したように、前記重量物供給手段３０は、前記釣り合い重り２０に重量物１を供給するもので、昇降路の上下端にわたって設けられた第１重量物貯留ホッパー３１０と第２重量物貯留ホッパー３２０、および移送スクリュー装置３３０から構成されている。
【００２７】
まず、前記第１重量物貯留ホッパー３１０は、昇降路の上側に設置されており、以下に述べる移送スクリュー装置３３０から落下する重量物１を受け集めるための重量物貯留容器３１２と、前記重量物貯留容器３１２の空間を垂直に分離する複数個の開放ドア３１４とを有し、制御手段の制御信号に従って開閉することにより重量物を前記釣り合い重り２０に供給する。また、前記重量物貯留容器３１２は、貯留された重量物１が一側に集まるように傾斜面を有し、前記傾斜面の側端には制御手段４０の開閉信号に従って開閉する重量物供給穴３１６が形成されている。そして、前記重量物供給穴３１６の一側に移動式パイプ３１８が設置されている。前記移動式パイプ３１８は、制御手段４０の制御信号によって長さが可変に形成されており、前記重量物供給穴３１６から排出される重量物１を釣り合い重り２０の重量物投入口２２０までガイドする役割をする。すなわち、前記移動式パイプ３１８は、昇降機１０が昇降して目的層に停止したとき、制御手段４０の制御信号によって連動して、前記第１重量物貯留ホッパー３１０と釣り合い重り２０とを連結させて重量物１を安定的に供給できるようになる。
【００２８】
次に、前記第２重量物貯留ホッパ３２０は、エレベータが設置されている昇降路の下側に設けられ、前記釣り合い重り２０から排出される重量物１を受け集めることができる重量物貯留容器３２２を有し、さらに同様に、前記第２重量物貯留ホッパ３２０にも釣り合い重り２０から排出される重量物１をガイドする移動式パイプ３２４が設置されている。前記移動式パイプ３２４も制御手段４０の制御信号によって長さが可変に形成されており、前記釣り合い重り２０の重量物排出口２３０を介して排出される重量物１を移送スクリュー装置３３０に安定的にガイドする。この際、前記第２重量物貯留ホッパ３２０の傾斜面に沿って重量物１が自動的に流れ、以下に説明する移送スクリュー装置３３０に供給されるようになる。
【００２９】
図４に示したように、前記移送スクリュー装置３３０は、一側に投入口３３１と他側に排出口３３２とを備え、内部にスクリュー回転空間を有するケーシング３３３とこのケーシング３３３の内部に移送スクリュー３３４を備えて、駆動モータ３３５の回転力により前記投入口３３１から投入された重量物１を移送管３３６を介して下端から上端に移送する。
【００３０】
すなわち、駆動モータ３３５が駆動すると、この駆動モータ３３５の出力軸に連結された移送スクリュー３３４が回転する。この際、移送スクリュー３３４の回転方向が反時計方向に回転すると、重量物貯留容器３２２に貯留されている重量物１がケーシング３３３の投入口３３１に投入されて移送スクリュー３３４の溝に沿って上側に移送されて、ケーシング３３３の排出口３３２に排出され、移送管３３６を介して連続的に上側に移送されるようになる。
【００３１】
次に、前記制御手段４０は、エレベータの制御盤に設けられており、昇降機１０にとともに移動する電源供給ケーブル５に連結されて昇降機１０の速度制御および運行管理制御だけでなく、前記昇降機１０および釣り合い重り２０に取り付けられた電子秤（１１０、２２０）により測定された搭乗者や搭載された荷物の重量に比例して、前記重量物貯蔵装置（３１０、３２０）から釣り合い重り２０に重量物１を供給したり、前記釣り合い重り２０から重量物貯蔵装置（３１０、３２０）に重量物１を排出させることを制御する。
【００３２】
すなわち、前記制御手段４０は、前記昇降機１０および釣り合い重り２０の電子秤の重量測定値信号に従って第１重量物貯留ホッパ３１０に貯留された重量物１を釣り合い重り２０内部に供給したり、釣り合い重り２０にあった重量物１を第２重量物貯留ホッパ３２０に排出するように制御する。さらに、前記制御手段４０は、前記釣り合い重り２０の重量物排出口２１４の開閉、第１重量物貯留ホッパ３１０の重量物供給穴３１６の開閉および移送式パイプ３１８の動作、第２重量物貯留ホッパ３２０の移動式パイプ３２４の動作を制御すると同時に、前記移送スクリュー装置３３０の動作も連動制御する。
【００３３】
以下、上記の構成を有する本発明の好適な一実施例による小動力のエレベータの昇降動作を詳細に説明する。
【００３４】
図５は、本発明の好適な他の実施例による小動力のエレベータの昇降機が最下層に到達、釣り合い重りが最上層に到逹した場合の例を示している。
【００３５】
図５に示したように、まず、第２重量物貯留ホッパ３２０には重量物１が積載されている。第２重量物貯留ホッパ３２０の底面が傾斜しているので重量物１が移送スクリュー装置３３０のケーシング３３３内に入り、重量物１は移送スクリュー３３４に供給される。その後、移送スクリュー３３４が駆動モータ３３５により回転すると、重量物１は移送管３３６を介して連続的に垂直移動して第１重量物貯留ホッパ３１０に貯留される。
【００３６】
このような状態で乗客が昇降機内の上昇ボタンを押すと、昇降機１０が動作する前に昇降機１０の底に取り付けられた電子秤１１０で昇降機１０自体の重量と搭乗客の総重量が測定して小、中、大に区分し、その信号を電気的に接続された制御手段４０に送信する。
【００３７】
前記制御手段４０は、受信された信号に従って昇降機１０の総重量よりも重くなるように重量物１の供給量を計算し、第１重量物貯留ホッパ３１０の移動式パイプ３１８を釣り合い重り２０の重量物投入口２１２に連結した後、重量物貯留容器３１２の開放ドア３１４および重量物供給穴３１６を開閉する。この際、制御手段４０の信号によって小、中、大に分けられ、開放ドア３１４の開閉数によって小、中、大に分けられ、乗客が少数である場合は、制御手段４０からの信号に従って開放ドア３１４の１つが下に下がってオープンになり、乗客が多数である場合は、開放ドア３１４がすべてオープンになり重量物貯留容器３１２にあった重量物１が重量物供給穴３１６から移動式パイプ３１８を介して釣り合い重り３０内に投入される。図面では、乗客が多数である場合、開放ドア３１４がすべてオープンになった状態を示している。次いで、重量物１が釣り合い重り３０の筐体２１０内部に全部供給されると重量物供給穴３１６が閉まり、移動式パイプ３１８が元の位置に復帰すれば、ロープグリッパ（Gripper）や電子ブレーキ（図示せず）が徐々に圧力を減少し、釣り合い重り２０はその重量によって下降し、昇降機１０は反対に上昇するようになる。ここで、供給される重量物１の総重量と釣り合い重り２０自体の重量を、昇降機１０と搭乗客を合算した重量の約１．５〜２倍にすれば、釣り合い重り２０の重量により昇降機１０は上に上昇し、釣り合い重り２０は下降して、昇降機１０は乗客が押した目的層に到達することができる。
【００３８】
図６は、本発明の他の実施例による小動力のエレベータの昇降機が最上層に到達し、釣り合い重りは最下層に到逹した場合の例を示している。
【００３９】
図６に示したように、この実施例では、昇降機１０が最上層（５階）で待機し、釣り合い重り２０は最下層（１階）に下降して重量加減に使用される重量物１を下層に設置されている第２重量物貯留ホッパ３２０に排出する。
【００４０】
このような状態で、乗客が昇降機内部の下降ボタンを押すと、昇降機１０が出発する前に昇降機１０の底に取り付けられた電子秤１１０で昇降機１０自体の重量と搭乗客の総重量を測定し、その測定された信号を電気的に接続された制御手段４０に送信する。
【００４１】
前記制御手段４０は、受信された信号に従って昇降機１０の総重量よりも軽くなるように重量物１の排出量を計算し、第２重量物貯留ホッパ３２０の移動式パイプ３２４を釣り合い重り２０の重量物排出口２１４に連結した後、釣り合い重り２０の重量物排出口２１４を開放して重量物１を第２重量物貯留ホッパ３２０に排出させる。
この際、釣り合い重り２０内では、排出される重量物１の重量を電子秤２２０で感知して計算した重量に達すると、その信号をさらに制御手段４０に送信して釣り合い重り２０の重量物排出口２１４を閉めるようにし、移動式パイプ３２４が元の位置に復帰すると、ロープグリッパ（Gripper）や電子ブレーキ（図示せず）は徐々に圧力を減少し、昇降機１０はその重量によって下降、釣り合い重り２０は反対に上昇するようになる。
【００４２】
また、インテリジェントビルのように大きなビルの場合は、中間の数ヵ所に上部第１重量物貯留ホッパ３１０と下部第２重量物貯留ホッパ３２０とを設置するようにしている。要するに、上昇した後再び下降しなければならない場合、中間に設置された第２重量物貯留ホッパ３２０から釣り合い重り２０の重量物１を排出することによって昇降機１０が再び下降することができる。反対の場合も上記と同様である。しかし、上記のように重量物貯留ホッパー（３１０、３２０）を各階に設置することは難しいので３階または５階ごとに設置して需要に適切に対応することができる。この際、特定階に設置された重量物貯留ホッパー（３１０、３２０）の重量物１が一定値を超えたり、その以下である場合は、重量物貯留ホッパー（３１０、３２０）内に設置された電子秤（図示せず）により移送スクリュー装置３３０の移送管３３３を介して移送される重量物１が継続して供給される。
【００４３】
また、５階の建物の場合、乗客が３階で全員降りた場合にも、昇降機１０が５階まで上がると、釣り合い重り２０は反対に基準層に到着して釣り合い重り２０内のすべての重量物１を下層の第２重量物貯留ホッパー３２０に移動し、昇降機１０は制御手段４０の信号に従って再び基準層に下降する。
【００４４】
そして、小動力のエレベータの上昇および下降において、制御手段４０の信号により電気的に連結されていない駆動電動機の３ステージのうち２ステージの位置を変更し発電機として動作させてブレーキの役割をする、すなわち、冬期には駆動電動機から発生した電気を抵抗器を通じて熱エネルギーとして外部に放出する発電制動方式を利用し、冬期以外は、発生した電気を浄化槽の曝気槽に連結して使用する回生制動方式を利用して昇降機が一定速度を維持するようにする。駆動電動機の容量は、昇降機の速度を考慮して決定する。
【００４５】
次に、図７は本発明の好適なまた他の実施例による小動力のエレベータの斜視図で、重量物供給手段３０としてバケットコンベヤ装置３４０を備えている。
【００４６】
図７に示したように、前記バケットコンベヤ装置３４０を詳細に説明すると、前記第１重量物貯留ホッパ３１０と第２重量物貯留ホッパ３２０に隣接して垂直に設置された垂直コンベヤ３４２の上下側にラッチングギア（３４４、３４４'）を形成し、前記垂直コンベヤ３４２に重量物１を少なくともも２つ以上を収容できるバケット３４６を設け、垂直コンベヤ３４２の一側には張力を付与するテンションギア３４８と、前記下側のラッチングギア３４４'の中央後方には前記垂直コンベヤ３４２を駆動させる駆動モータ（図示せず）が設置されて構成されている。これによって、垂直コンベヤ３４２に設置されたバケット３４６が下方に移動し、バケット３４６がさらに上方に移動する間、複数個の重量物１が充填された第２重量物貯留ホッパー３２０内に入るので、前記重量物１がバケット３４６に載せられて上方向に連続的に移送される。垂直移送が完了した状態でバケット３４６の方向が変わると、重力によりバケット３４６に載せられた重量物１が第１重量物貯留ホッパー３１０に落下して積載される。
【００４７】
以下、本発明による小動力のエレベータが設置された２０階建ての建物、高さ６０ｍの構築物における動作について説明する。
【００４８】
本実施例で使用される乗用エレベータは１１人乗で、これを駆動する駆動電動機の容量は１１ｋＷとする。
【００４９】
まず、本発明による重量物１として鉄ボールを使用し、建物の上部６０ｍまで鉄ボールをあげる場合、コンベヤの容量を５．５ｋＷ使用すれば鉄ボールの供給量は１分当たり０．２８トンになるので、小動力のエレベータを動かすのに必要な鉄ボールの量は、最小１．９６トン｛６５（ｋｇ/１人平均重量）×１１人＝７１５ｋｇ（定員）、昇降機の重量１トン、釣り合い重り２０の基本重量０．６トンであり、２．５８トン（１．７１×１．５倍）−０.６トン（釣り合い重り（２０））＝１．９６トン｝で、７分かかる。ところが一般のアパートではエレベータが満員になることはほとんど無いので、アパート上部の第１重量物貯留ホッパー３１０として約４トンの容量を設置すれば需要に適切に対処することができる。
【００５０】
このようなエレベータは、乗用だけではなく展望用および障害者用としても使用することができ、頻繁な運行停止のため上記の鉄ボールの供給および排出時間が問題になる場合は比重の高い物質を使用するのがよい。
【００５１】
また、一般的に使用されるエレベータの駆動電動機の容量が１１ｋＷである場合、まず変圧器容量は５０ＫＶＡが必要である。この場合、電気基本料金が上昇し、エレベータの急制動および出発によっても電力量料金が上昇する。これによって韓国電力パッド変圧器や柱上変圧器の容量が増加し、エレベータを使用しない深夜時間にはエレベータ専用変圧器の無負荷損失が増加し、専用ではない共用変圧器の場合でも、共用変圧器の容量が５０ＫＶＡだけ増加し、増加した容量に応じて無負荷損失が増大する。
【００５２】
しかし、本発明による小動力のエレベータは、コンベヤ５．５ｋＷを設置して上部に移送する場合、５．５ｋＷ程度はＹ−△起動が可能であるので別の変圧器が不要であり、一般電灯、電熱用変圧器に５．５ｋＷ容量だけ追加してそのまま使用可能である。よって、本発明による小動力のエレベータは、５０ＫＶＡに対する電気基本料金と消費電力料金および無負荷電力料金を節減することができ、画期的にエネルギーを節約することが可能になる。さらに、従来のインバータ運転においても、高調波の発生が他の機器に悪影響を及ぼし、駆動電動機の容量に応じて変圧器容量が増加するという問題点を解決できる。
【００５３】
以下、本発明による小動力のエレベータの電気料金と従来の一般的なエレベータの電気料金とを比較して説明する。
【００５４】
電気料金の節減額を算定する前に、昇降機内部の照明施設、ドアの開閉などは同一であるので除外し、駆動電動機の使用および未使用による費用差異について説明する。
【００５５】
一般用電力（例；household electricity）を使用する高圧Ａの場合（２００６年初基準）、基本料金は５，４８０ウォン（ｋＷ当たり）、電力量料金は８９．８ウォン（ｋＷ/中間、最大負荷の平均値、軽負荷は使用が少ないので除く）であり、建物は２０階建で高さが６０ｍ、、１日平均８時間使用、エレベータの駆動電動機の容量が１１ｋＷである場合（インバータ方式と比較）、従来方式のエレベータの電気料金は、電気基本料金が５，４８０ウォン×１１ｋＷ×１．１（付加税）＝６６，３０８ウォン（１ヶ月）であり、電力量料金が８９．８ウォン×１１ｋＷ×８時間ン×３０日×１．１（付加税）＝２６０，７７９ウォン（１ヶ月）であるので、１ヶ月分の電気料金は３２７，０８７ウォン、１年分の料金は３，９２５，０４４ウォンになる。
【００５６】
これに対し、本発明による小動力のエレベータを適用すれば、移送スクリュー装置３３０の駆動モータ３３５容量が５．５ｋＷ、釣り合い重り２０における重量物排出口２１４の開閉電力、および第１重量物貯留ホッパー３１０における重量物供給穴３１６の開閉電力容量が０．５ｋＷであり、電気基本料金は５，４８０ウォン×６ｋＷ（５．５ｋＷ＋０．５ｋＷ）×１．１（付加税）＝３６，１６８ウォン（１ヶ月）であり、消費電力料金は８９．８ウォン×６ｋＷ×８時間×３０日×１．１（付加税）＝１４２，２４３ウォン（１ヶ月）であるので、１ヶ月分の電気料金は１７８，４１１ウォン、１年分の電気料金は２，１４０，９３２ウォンになる。
【００５７】
このように、本発明による小動力のエレベータと従来のエレベータとの電気料金の差額は１，７８４，１１２ウォンで、昇降機内の照明、換気ファン、エレベータのドア開閉に使用される電気は同じであるので差し引いても１年で１，７７０，０００ウォンの電気料金を節約することができる。
【００５８】
また、別の変圧器使用による無負荷損失および利用時間が多くなるほどその差額は大きくなる。
【００５９】
さらに、従来のインバータ方式と本発明による運転方式とを比較すると、インバータ方式では高周波の発生が予想され、本発明の小動力のエレベータ運転方式において、移送スクリューやコンベヤベルトに使用する駆動電動機をインバータとして適用すればより多くのエネルギーを節減できる。しかし、根本的な差異は、本発明の小動力のエレベータ運転方式は、昇降機１０が上昇するときは重量物１の重量によって上昇するので、重量物１を上層に上げるため移送スクリュー装置３３０の駆動モータ３３５の動力が必要であるが、逆に下降するときは昇降機１０自体の重量で下降することができるので、同じ条件で半分のエネルギーを使用するという長所がある。
【００６０】
以上のように、本発明による小動力のエレベータは、昇降路の上下部壁面の内部に上部第１重量物貯留ホッパー３１０と、下部第２重量物貯留ホッパー３２０とを設置し、これらを移送スクリュー装置３３０に連結して、重量物１が上下側に円滑に供給されるように構成されており、乗客数と昇降機の重量を考慮して昇降機１０の底部に設置された電子秤１１０からの信号を電気的に連結された制御手段４０で感知し、第１重量物貯留ホッパー３１０に設置された重量物供給穴３１４を開閉して一定量の重量物１を釣り合い重り２０に供給することで、釣り合い重り２０の重量によって釣り合い重り２０が下降し、昇降機１０は反対に上昇する。昇降機１０が最上部に到逹すると、基準層に到逹した釣り合い重り２０は制御手段４０の信号によって釣り合い重り２０内の重量物１を第２重量物貯留ホッパー３２０に排出し、釣り合い重り２０が昇降機１０より軽くなり、再び昇降機１０は下降し、釣り合い重り２０は上昇するシステムである。このように、駆動電動機に電気を供給せずに昇降機１０の下降時には重力を利用した自体重量により下降させることによって、電気エネルギーを節約することを可能にした有用な発明である。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、昇降機の安全性のため災難に備えて昇降路の下端に無停電電源装置を設置することにより、使用電力量が少ないので安定的に電力を供給することができ、事故時にも無停電電源装置の容量を用いて昇降機を安定的に運行することができる。
【００６３】
また、本発明は、非常用エレベータとして使用することもでき、展望用および高速用として使用すればより多くのエネルギー節約と安全性を得ることができ、大容量の荷物用リフトにも適用可能である。
〔図面の簡単な説明〕
〔図１〕 本発明による小動力のエレベータを示した斜視図。
〔図２〕 本発明による釣り合い重りを概略的に示した側面図。
〔図３〕 本発明による小動力のエレベータの側面図。
〔図４〕 本発明による移送スクリュー装置を概略的に示した側面図。
〔図５〕 本発明の好適な一実施例による小動力のエレベータの昇降機が最下層に到達、釣り合い重りが最上層に到逹した場合の例示図。
〔図６〕 本発明の好適な他の実施例による小動力のエレベータの昇降機が最上層に到達、釣り合い重りが最下層に到逹した場合の例示図。
〔図７〕 本発明の好適なまた他の実施例による小動力のエレベータを示した斜視図
【符号の説明】
【００６４】
１…重量物
２…巻上機
３…調速機
４…メインケーブル
５…移動ケーブル
１０…昇降機
２０…釣り合い重り
３０…重量物供給手段
４０…制御手段
１１０…電子秤
１２０…グラフィックモニター
２１０…筐体
２１２…重量物投入口
２１４…重量物排出口
２２０…電子秤
３１０…第１重量物貯留ホッパー
３１２…重量物貯留容器
３１４…開放ドア
３１６…重量物供給穴
３１８…移動式パイプ
３２０…第２重量物貯留ホッパー
３２２…重量物貯留容器
３２４…移動式パイプ
３３０…移送スクリュー装置
３３１…投入口
３３２…排出口
３３３…ケーシング
３３４…移送スクリュー
３３５…駆動モータ
３３６…移送管
３４０…バケットコンベヤ装置
３４２…垂直コンベヤ
３４４、３４４'…ラチェットギア
３４６…バケット
３４８…テンションギア
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小動力のエレベータに関し、より詳細には、井戸のバケットの原理により昇降機が稼動するシステムであって、電力節減のための小動力のエレベータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にエレベータは、一定のレールに沿って機械的な力により上下に移動して人または荷物を運搬する装置であって、エスカレータ、ダムウェータなどの移動手段を総称する昇降機の一種である。
【０００３】
ロープ式エレベータは、釣り合い重りを使用する方式である。この方式は巻上式のロープ車（滑車）とワイヤロープとの間の摩擦力を利用してカー（car）を動かしており、カー（car）の反対側に釣り合い重りがワイヤロープによって井戸のバケットのように連結されている。
【０００４】
このような現在のエレベータは、建築物上層部の機械室に設置されている駆動電動機に直結された巻上機にワイヤロープを連結し、ギア変速による速度制御またはインバータなどにより運転するシステムであり、駆動電動機の容量が１１ｋＷである場合、専用変圧器では５０ＫＶＡ程度の容量が必要であり、共用変圧器ではエレベータの運転および停止に伴う電圧変動と、インバータ運転の場合、高調波が発生して他の機器に悪影響を与えるなど使用上の問題点がある。
【０００５】
また、エレベータ使用により電気基本料金と消費電力料金が上昇して需用家の負担が増加し、変圧器の容量増加に伴う深夜の無負荷損失が増大するという問題点がある。
【０００６】
既存のエレベータでは、上昇時の過多な電力消費のため変圧器容量が大きくなるとともに、停電時には非常発電機から給電を行うため非常発電機の容量が増加した。このため、非常発電機のメンテナンス費用が増大するなど、需用家の電気料金の上昇およびメンテナンス費用の増大だけでなく、変圧器と非常発電機の容量増大に伴う設置面積の増加と、大容量の非常発電機運転時の騒音および公害による環境汚染という問題点が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、エレベータの電力消費を減らして需用家の電気基本料金と消費電力料金など電力料金を軽減することができる小動力のエレベータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の好適な一実施例による小動力のエレベータは、建物の昇降路に設置されるエレベータにおいて、人や荷物を運搬し、搭乗者や搭載された荷物の重量を測定する電子秤が底に取り付けられる昇降機と；前記昇降機に連結されており、昇降機の重量に応じて重量物を加減して昇降機の動きと反対に動く釣り合い重りと；前記釣り合い重りに重量物を供給する重量物供給手段と；前記昇降機の重量に応じて前記重量物供給手段から釣り合い重りに重量物を供給したり、前記釣り合い重りから重量物供給手段に重量物を排出させることを制御する制御手段と；を有して構成され、前記昇降機の上昇時には、昇降機内の搭乗者や搭載された荷物の全体重量を測定して、昇降機の全体重量よりも釣り合い重りの重量が重くなるように釣り合い重りに重量物を供給して昇降機を上昇させ、昇降機の下降時には、昇降機の全体重量よりも釣り合い重りの重量が軽くなるように釣り合い重りから重量物を排出して、昇降機自体の重力により下降させることを特徴とする。
【０００９】
また、好ましくは、前記釣り合い重りは、前記重量物供給手段から重量物が供給される重量物投入口と、下部面に設置されて制御手段の制御信号を受けて一定量の重量物を重量物供給手段に排出させる重量物排出口が設置された筐体と；前記筐体の底に取り付けられて筐体内部の重量物の重量を測定し、その測定値を制御手段に送信する電子秤；とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、好ましくは、前記重量物供給手段は、昇降路の上側に設置されて制御手段の制御信号によって一定量の重量物を釣り合い重りに供給する第１重量物貯留ホッパーと；昇降路の下側に設置されて前記釣り合い重りから排出される重量物を受け集めて貯留する第２重量物貯留ホッパーと；および一側に投入口と他側に排出口とを備え、内部にスクリュー回転空間を有するケーシングと前記ケーシングの内部に移送スクリューを備えて、駆動モータの回転力により前記第２重量物貯留ホッパーから投入された重量物を投入口に供給して移送管を介して上側に移送し、排出口を介して前記第１重量物貯留ホッパーに供給する移送スクリュー装置と；を有して構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、好ましくは、前記第１重量物貯留ホッパーは、昇降路の一側に固定されて移送スクリュー装置の移送ベルトから供給される重量物を受け集めることができる重量物貯留容器と；前記重量物貯留容器の空間を垂直に分離する複数個の開放ドアと；前記重量物貯留容器の下側に排出孔が形成され、重量物排出孔から排出される重量物を釣り合い重りにガイドする移動式パイプと；を有し、前記制御手段の制御信号を受けて開放ドアを開閉することにより重量物を前記釣り合い重りに供給することを特徴とする。
【００１２】
また、好ましくは、前記第２重量物貯留ホッパーは、昇降路の一側に固定されて釣り合い重りから排出される重量物を受け集めることができる重量物貯留容器と；前記重量物貯留容器の上側に設置されて釣り合い重りから排出される重量物をガイドする移動式パイプと；を有して構成されることを特徴とする。
また、好ましくは、前記昇降機は、内部壁面に前記釣り合い重りに重量物が供給されたり排出される様子を表示するグラフィックモニターが設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明は、小動力のコンベアベルトによる重量物の重量を利用して昇降機を上部に移動させ、昇降機の下降時には自体重量により下降するもので、電力使用量を既存のエレベータの半分に減らすことができ、画期的に電力を低減する効果がある。
【００１４】
また、本発明は、昇降機の安全性のため災難に備えて昇降路の下端に無停電電源装置を設置することにより、使用電力量が少ないので安定的に電力を供給することができ、事故時にも無停電電源装置の容量を用いて昇降機を安定的に運行することができる。
【００１５】
また、本発明は、非常用エレベータとして使用することもでき、展望用および高速用として使用すればより多くのエネルギー節約と安全性を得ることができ、大容量の荷物用リフトにも適用可能である。
【００１６】
また、本発明は、駆動電動機から回生制動時に発生した電力を浄化糟内部に設けられる曝気槽に提供することで曝気槽の使用電力を節約することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明による小動力のエレベータの斜視図である。図２は、本発明による釣り合い重りを概略的に示した側面図である。図３は、本発明による小動力のエレベータの側面図である。図４は、本発明による移送スクリュー装置を概略的に示した側面図である。
【００１８】
図１〜図４を参照すれば、本発明による小動力のエレベータは、昇降機１０の重量および搭乗者の重量と、釣り合い重り２０の重量とを比較して、昇降に必要な重量物１を釣り合い重り２０に供給することによってエレベータを運転させるものであり、一般的なエレベータの動作に使用される補助装置、すなわち、ドア閉め装置、自動着床装置、電子ブレーキ、電気制御装置（受信盤、制御手段、信号盤、Flow-Control、ガイドレール（Guide Rail）、ロープ（Rope）、調速機、緩衝器、スピードガバナー装置（２重保護）、最上層と最下層の全層におけるスローダウンスイッチ（Slow down switch）、スローダウンスイッチが動作しない場合は、最上層と最下層のモーションスイッチ、リタイアリングカム、ドア安全スイッチなど、その他の全ての安全装置は、既存エレベータのものをそのまま使用するので詳細な説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明による小動力のエレベータを示している。このような本発明の小動力のエレベータは、大きく分けて人または荷物を運搬する昇降機１０と、昇降機１０の反対側に設置されて昇降機１０とのバランスを維持するための釣り合い重り２０と、前記釣り合い重りに重量物１を供給する重量物供給手段３０と、さらに、これらに電気的に接続された制御手段４０とから構成されている。これらの各構成要素を詳細に説明する。
【００２０】
まず、前記昇降機１０は人または荷物を運搬するもので、昇降機１０の底には搭乗者や搭載された荷物の重量を測定する電子秤１１０が取り付けられており、電子秤１１０により測定された重量を制御手段４０に送信する。前記電子秤１１０は、オーバーロード（Over road）装置の周辺に設置することが好ましい。
【００２１】
そして、前記昇降機１０は、その内部に釣り合い重り２０に重量物１が供給されたり排出される間、乗客が退屈しないようにするため、グラフィックモニター１２０を設けて重量物１が供給・排出される様子を見ることができるようにし、供給・排出される間はブレーキが動作して、エレベータが動作しないようにする。
【００２２】
さらに、本発明の前記重量物１として鉄ボールを使用することが好ましい。ここで、重量物１として鉄ボールを使用する大きな理由は、水の比重は１であるが、鉄の比重は７．８で容積を大きく減少させることができるためであり、移送スクリューやコンベヤベルトを使用すれば、２トン位の重量物１を短い時間に建物の最上部に送ることができるので運転時間を短縮することができる。
【００２３】
図２に示したように、前記釣り合い重り２０は、巻上機２と調速機３、およびメインケーブル４により昇降機１０の反対側に設置されており、昇降機１０の重量に応じて重量物１を加減して昇降機１０の動きと反対に動くものである。前記釣り合い重り２０は、通常の駆動電動機の駆動力の代りに、昇降機１０を上下移動させるため、内部に重量物１を貯留することができる筐体２１０を有する。
【００２４】
また、前記釣り合い重り２０は、前記筐体２１０の上側に貫通形成された重量物投入口２１２を介して以下に述べる重量物供給手段３０から供給される重量物１が流入し、前記筐体２１０の下側に貫通形成された重量物排出口２１４を介して以下に述べる重量物供給手段３０に重量物１を排出する。
【００２５】
さらに、筐体２１０の底には、供給された重量物１が重量物排出口２１４側にガイドされるように傾斜面が形成されており、前記筐体２１０内部に供給された重量物１の総重量を測定し、その測定値信号を制御手段４０に送信する電子秤２２０が底に取り付けられている。
【００２６】
図１および図２に示したように、前記重量物供給手段３０は、前記釣り合い重り２０に重量物１を供給するもので、昇降路の上下端にわたって設けられた第１重量物貯留ホッパー３１０と第２重量物貯留ホッパー３２０、および移送スクリュー装置３３０から構成されている。
【００２７】
まず、前記第１重量物貯留ホッパー３１０は、昇降路の上側に設置されており、以下に述べる移送スクリュー装置３３０から落下する重量物１を受け集めるための重量物貯留容器３１２と、前記重量物貯留容器３１２の空間を垂直に分離する複数個の開放ドア３１４とを有し、制御手段の制御信号に従って開閉することにより重量物を前記釣り合い重り２０に供給する。また、前記重量物貯留容器３１２は、貯留された重量物１が一側に集まるように傾斜面を有し、前記傾斜面の側端には制御手段４０の開閉信号に従って開閉する重量物供給穴３１６が形成されている。そして、前記重量物供給穴３１６の一側に移動式パイプ３１８が設置されている。前記移動式パイプ３１８は、制御手段４０の制御信号によって長さが可変に形成されており、前記重量物供給穴３１６から排出される重量物１を釣り合い重り２０の重量物投入口２２０までガイドする役割をする。すなわち、前記移動式パイプ３１８は、昇降機１０が昇降して目的層に停止したとき、制御手段４０の制御信号によって連動して、前記第１重量物貯留ホッパー３１０と釣り合い重り２０とを連結させて重量物１を安定的に供給できるようになる。
【００２８】
次に、前記第２重量物貯留ホッパ３２０は、エレベータが設置されている昇降路の下側に設けられ、前記釣り合い重り２０から排出される重量物１を受け集めることができる重量物貯留容器３２２を有し、さらに同様に、前記第２重量物貯留ホッパ３２０にも釣り合い重り２０から排出される重量物１をガイドする移動式パイプ３２４が設置されている。前記移動式パイプ３２４も制御手段４０の制御信号によって長さが可変に形成されており、前記釣り合い重り２０の重量物排出口２３０を介して排出される重量物１を移送スクリュー装置３３０に安定的にガイドする。この際、前記第２重量物貯留ホッパ３２０の傾斜面に沿って重量物１が自動的に流れ、以下に説明する移送スクリュー装置３３０に供給されるようになる。
【００２９】
図４に示したように、前記移送スクリュー装置３３０は、一側に投入口３３１と他側に排出口３３２とを備え、内部にスクリュー回転空間を有するケーシング３３３とこのケーシング３３３の内部に移送スクリュー３３４を備えて、駆動モータ３３５の回転力により前記投入口３３１から投入された重量物１を移送管３３６を介して下端から上端に移送する。
【００３０】
すなわち、駆動モータ３３５が駆動すると、この駆動モータ３３５の出力軸に連結された移送スクリュー３３４が回転する。この際、移送スクリュー３３４の回転方向が反時計方向に回転すると、重量物貯留容器３２２に貯留されている重量物１がケーシング３３３の投入口３３１に投入されて移送スクリュー３３４の溝に沿って上側に移送されて、ケーシング３３３の排出口３３２に排出され、移送管３３６を介して連続的に上側に移送されるようになる。
【００３１】
次に、前記制御手段４０は、エレベータの制御盤に設けられており、昇降機１０にとともに移動する電源供給ケーブル５に連結されて昇降機１０の速度制御および運行管理制御だけでなく、前記昇降機１０および釣り合い重り２０に取り付けられた電子秤（１１０、２２０）により測定された搭乗者や搭載された荷物の重量に比例して、前記重量物貯蔵装置（３１０、３２０）から釣り合い重り２０に重量物１を供給したり、前記釣り合い重り２０から重量物貯蔵装置（３１０、３２０）に重量物１を排出させることを制御する。
【００３２】
すなわち、前記制御手段４０は、前記昇降機１０および釣り合い重り２０の電子秤の重量測定値信号に従って第１重量物貯留ホッパ３１０に貯留された重量物１を釣り合い重り２０内部に供給したり、釣り合い重り２０にあった重量物１を第２重量物貯留ホッパ３２０に排出するように制御する。さらに、前記制御手段４０は、前記釣り合い重り２０の重量物排出口２１４の開閉、第１重量物貯留ホッパ３１０の重量物供給穴３１６の開閉および移送式パイプ３１８の動作、第２重量物貯留ホッパ３２０の移動式パイプ３２４の動作を制御すると同時に、前記移送スクリュー装置３３０の動作も連動制御する。
【００３３】
以下、上記の構成を有する本発明の好適な一実施例による小動力のエレベータの昇降動作を詳細に説明する。
【００３４】
図５は、本発明の好適な他の実施例による小動力のエレベータの昇降機が最下層に到達、釣り合い重りが最上層に到逹した場合の例を示している。
【００３５】
図５に示したように、まず、第２重量物貯留ホッパ３２０には重量物１が積載されている。第２重量物貯留ホッパ３２０の底面が傾斜しているので重量物１が移送スクリュー装置３３０のケーシング３３３内に入り、重量物１は移送スクリュー３３４に供給される。その後、移送スクリュー３３４が駆動モータ３３５により回転すると、重量物１は移送管３３６を介して連続的に垂直移動して第１重量物貯留ホッパ３１０に貯留される。
【００３６】
このような状態で乗客が昇降機内の上昇ボタンを押すと、昇降機１０が動作する前に昇降機１０の底に取り付けられた電子秤１１０で昇降機１０自体の重量と搭乗客の総重量が測定して小、中、大に区分し、その信号を電気的に接続された制御手段４０に送信する。
【００３７】
前記制御手段４０は、受信された信号に従って昇降機１０の総重量よりも重くなるように重量物１の供給量を計算し、第１重量物貯留ホッパ３１０の移動式パイプ３１８を釣り合い重り２０の重量物投入口２１２に連結した後、重量物貯留容器３１２の開放ドア３１４および重量物供給穴３１６を開閉する。この際、制御手段４０の信号によって小、中、大に分けられ、開放ドア３１４の開閉数によって小、中、大に分けられ、乗客が少数である場合は、制御手段４０からの信号に従って開放ドア３１４の１つが下に下がってオープンになり、乗客が多数である場合は、開放ドア３１４がすべてオープンになり重量物貯留容器３１２にあった重量物１が重量物供給穴３１６から移動式パイプ３１８を介して釣り合い重り３０内に投入される。図面では、乗客が多数である場合、開放ドア３１４がすべてオープンになった状態を示している。次いで、重量物１が釣り合い重り３０の筐体２１０内部に全部供給されると重量物供給穴３１６が閉まり、移動式パイプ３１８が元の位置に復帰すれば、ロープグリッパ（Gripper）や電子ブレーキ（図示せず）が徐々に圧力を減少し、釣り合い重り２０はその重量によって下降し、昇降機１０は反対に上昇するようになる。ここで、供給される重量物１の総重量と釣り合い重り２０自体の重量を、昇降機１０と搭乗客を合算した重量の約１．５〜２倍にすれば、釣り合い重り２０の重量により昇降機１０は上に上昇し、釣り合い重り２０は下降して、昇降機１０は乗客が押した目的層に到達することができる。
【００３８】
図６は、本発明の他の実施例による小動力のエレベータの昇降機が最上層に到達し、釣り合い重りは最下層に到逹した場合の例を示している。
【００３９】
図６に示したように、この実施例では、昇降機１０が最上層（５階）で待機し、釣り合い重り２０は最下層（１階）に下降して重量加減に使用される重量物１を下層に設置されている第２重量物貯留ホッパ３２０に排出する。
【００４０】
このような状態で、乗客が昇降機内部の下降ボタンを押すと、昇降機１０が出発する前に昇降機１０の底に取り付けられた電子秤１１０で昇降機１０自体の重量と搭乗客の総重量を測定し、その測定された信号を電気的に接続された制御手段４０に送信する。
【００４１】
前記制御手段４０は、受信された信号に従って昇降機１０の総重量よりも軽くなるように重量物１の排出量を計算し、第２重量物貯留ホッパ３２０の移動式パイプ３２４を釣り合い重り２０の重量物排出口２１４に連結した後、釣り合い重り２０の重量物排出口２１４を開放して重量物１を第２重量物貯留ホッパ３２０に排出させる。
この際、釣り合い重り２０内では、排出される重量物１の重量を電子秤２２０で感知して計算した重量に達すると、その信号をさらに制御手段４０に送信して釣り合い重り２０の重量物排出口２１４を閉めるようにし、移動式パイプ３２４が元の位置に復帰すると、ロープグリッパ（Gripper）や電子ブレーキ（図示せず）は徐々に圧力を減少し、昇降機１０はその重量によって下降、釣り合い重り２０は反対に上昇するようになる。
【００４２】
また、インテリジェントビルのように大きなビルの場合は、中間の数ヵ所に上部第１重量物貯留ホッパ３１０と下部第２重量物貯留ホッパ３２０とを設置するようにしている。要するに、上昇した後再び下降しなければならない場合、中間に設置された第２重量物貯留ホッパ３２０から釣り合い重り２０の重量物１を排出することによって昇降機１０が再び下降することができる。反対の場合も上記と同様である。しかし、上記のように重量物貯留ホッパー（３１０、３２０）を各階に設置することは難しいので３階または５階ごとに設置して需要に適切に対応することができる。この際、特定階に設置された重量物貯留ホッパー（３１０、３２０）の重量物１が一定値を超えたり、その以下である場合は、重量物貯留ホッパー（３１０、３２０）内に設置された電子秤（図示せず）により移送スクリュー装置３３０の移送管３３３を介して移送される重量物１が継続して供給される。
【００４３】
また、５階の建物の場合、乗客が３階で全員降りた場合にも、昇降機１０が５階まで上がると、釣り合い重り２０は反対に基準層に到着して釣り合い重り２０内のすべての重量物１を下層の第２重量物貯留ホッパー３２０に移動し、昇降機１０は制御手段４０の信号に従って再び基準層に下降する。
【００４４】
そして、小動力のエレベータの上昇および下降において、制御手段４０の信号により電気的に連結されていない駆動電動機の３ステージのうち２ステージの位置を変更し発電機として動作させてブレーキの役割をする、すなわち、冬期には駆動電動機から発生した電気を抵抗器を通じて熱エネルギーとして外部に放出する発電制動方式を利用し、冬期以外は、発生した電気を浄化槽の曝気槽に連結して使用する回生制動方式を利用して昇降機が一定速度を維持するようにする。駆動電動機の容量は、昇降機の速度を考慮して決定する。
【００４５】
次に、図７は本発明の好適なまた他の実施例による小動力のエレベータの斜視図で、重量物供給手段３０としてバケットコンベヤ装置３４０を備えている。
【００４６】
図７に示したように、前記バケットコンベヤ装置３４０を詳細に説明すると、前記第１重量物貯留ホッパ３１０と第２重量物貯留ホッパ３２０に隣接して垂直に設置された垂直コンベヤ３４２の上下側にラッチングギア（３４４、３４４'）を形成し、前記垂直コンベヤ３４２に重量物１を少なくともも２つ以上を収容できるバケット３４６を設け、垂直コンベヤ３４２の一側には張力を付与するテンションギア３４８と、前記下側のラッチングギア３４４'の中央後方には前記垂直コンベヤ３４２を駆動させる駆動モータ（図示せず）が設置されて構成されている。これによって、垂直コンベヤ３４２に設置されたバケット３４６が下方に移動し、バケット３４６がさらに上方に移動する間、複数個の重量物１が充填された第２重量物貯留ホッパー３２０内に入るので、前記重量物１がバケット３４６に載せられて上方向に連続的に移送される。垂直移送が完了した状態でバケット３４６の方向が変わると、重力によりバケット３４６に載せられた重量物１が第１重量物貯留ホッパー３１０に落下して積載される。
【００４７】
以下、本発明による小動力のエレベータが設置された２０階建ての建物、高さ６０ｍの構築物における動作について説明する。
【００４８】
本実施例で使用される乗用エレベータは１１人乗で、これを駆動する駆動電動機の容量は１１ｋＷとする。
【００４９】
まず、本発明による重量物１として鉄ボールを使用し、建物の上部６０ｍまで鉄ボールをあげる場合、コンベヤの容量を５．５ｋＷ使用すれば鉄ボールの供給量は１分当たり０．２８トンになるので、小動力のエレベータを動かすのに必要な鉄ボールの量は、最小１．９６トン｛６５（ｋｇ/１人平均重量）×１１人＝７１５ｋｇ（定員）、昇降機の重量１トン、釣り合い重り２０の基本重量０．６トンであり、２．５８トン（１．７１×１．５倍）−０.６トン（釣り合い重り（２０））＝１．９６トン｝で、７分かかる。ところが一般のアパートではエレベータが満員になることはほとんど無いので、アパート上部の第１重量物貯留ホッパー３１０として約４トンの容量を設置すれば需要に適切に対処することができる。
【００５０】
このようなエレベータは、乗用だけではなく展望用および障害者用としても使用することができ、頻繁な運行停止のため上記の鉄ボールの供給および排出時間が問題になる場合は比重の高い物質を使用するのがよい。
【００５１】
また、一般的に使用されるエレベータの駆動電動機の容量が１１ｋＷである場合、まず変圧器容量は５０ＫＶＡが必要である。この場合、電気基本料金が上昇し、エレベータの急制動および出発によっても電力量料金が上昇する。これによって韓国電力パッド変圧器や柱上変圧器の容量が増加し、エレベータを使用しない深夜時間にはエレベータ専用変圧器の無負荷損失が増加し、専用ではない共用変圧器の場合でも、共用変圧器の容量が５０ＫＶＡだけ増加し、増加した容量に応じて無負荷損失が増大する。
【００５２】
しかし、本発明による小動力のエレベータは、コンベヤ５．５ｋＷを設置して上部に移送する場合、５．５ｋＷ程度はＹ−△起動が可能であるので別の変圧器が不要であり、一般電灯、電熱用変圧器に５．５ｋＷ容量だけ追加してそのまま使用可能である。よって、本発明による小動力のエレベータは、５０ＫＶＡに対する電気基本料金と消費電力料金および無負荷電力料金を節減することができ、画期的にエネルギーを節約することが可能になる。さらに、従来のインバータ運転においても、高調波の発生が他の機器に悪影響を及ぼし、駆動電動機の容量に応じて変圧器容量が増加するという問題点を解決できる。
【００５３】
以下、本発明による小動力のエレベータの電気料金と従来の一般的なエレベータの電気料金とを比較して説明する。
【００５４】
電気料金の節減額を算定する前に、昇降機内部の照明施設、ドアの開閉などは同一であるので除外し、駆動電動機の使用および未使用による費用差異について説明する。
【００５５】
一般用電力（例；household electricity）を使用する高圧Ａの場合（２００６年初基準）、基本料金は５，４８０ウォン（ｋＷ当たり）、電力量料金は８９．８ウォン（ｋＷ/中間、最大負荷の平均値、軽負荷は使用が少ないので除く）であり、建物は２０階建で高さが６０ｍ、、１日平均８時間使用、エレベータの駆動電動機の容量が１１ｋＷである場合（インバータ方式と比較）、従来方式のエレベータの電気料金は、電気基本料金が５，４８０ウォン×１１ｋＷ×１．１（付加税）＝６６，３０８ウォン（１ヶ月）であり、電力量料金が８９．８ウォン×１１ｋＷ×８時間ン×３０日×１．１（付加税）＝２６０，７７９ウォン（１ヶ月）であるので、１ヶ月分の電気料金は３２７，０８７ウォン、１年分の料金は３，９２５，０４４ウォンになる。
【００５６】
これに対し、本発明による小動力のエレベータを適用すれば、移送スクリュー装置３３０の駆動モータ３３５容量が５．５ｋＷ、釣り合い重り２０における重量物排出口２１４の開閉電力、および第１重量物貯留ホッパー３１０における重量物供給穴３１６の開閉電力容量が０．５ｋＷであり、電気基本料金は５，４８０ウォン×６ｋＷ（５．５ｋＷ＋０．５ｋＷ）×１．１（付加税）＝３６，１６８ウォン（１ヶ月）であり、消費電力料金は８９．８ウォン×６ｋＷ×８時間×３０日×１．１（付加税）＝１４２，２４３ウォン（１ヶ月）であるので、１ヶ月分の電気料金は１７８，４１１ウォン、１年分の電気料金は２，１４０，９３２ウォンになる。
【００５７】
このように、本発明による小動力のエレベータと従来のエレベータとの電気料金の差額は１，７８４，１１２ウォンで、昇降機内の照明、換気ファン、エレベータのドア開閉に使用される電気は同じであるので差し引いても１年で１，７７０，０００ウォンの電気料金を節約することができる。
【００５８】
また、別の変圧器使用による無負荷損失および利用時間が多くなるほどその差額は大きくなる。
【００５９】
さらに、従来のインバータ方式と本発明による運転方式とを比較すると、インバータ方式では高周波の発生が予想され、本発明の小動力のエレベータ運転方式において、移送スクリューやコンベヤベルトに使用する駆動電動機をインバータとして適用すればより多くのエネルギーを節減できる。しかし、根本的な差異は、本発明の小動力のエレベータ運転方式は、昇降機１０が上昇するときは重量物１の重量によって上昇するので、重量物１を上層に上げるため移送スクリュー装置３３０の駆動モータ３３５の動力が必要であるが、逆に下降するときは昇降機１０自体の重量で下降することができるので、同じ条件で半分のエネルギーを使用するという長所がある。
【００６０】
以上のように、本発明による小動力のエレベータは、昇降路の上下部壁面の内部に上部第１重量物貯留ホッパー３１０と、下部第２重量物貯留ホッパー３２０とを設置し、これらを移送スクリュー装置３３０に連結して、重量物１が上下側に円滑に供給されるように構成されており、乗客数と昇降機の重量を考慮して昇降機１０の底部に設置された電子秤１１０からの信号を電気的に連結された制御手段４０で感知し、第１重量物貯留ホッパー３１０に設置された重量物供給穴３１４を開閉して一定量の重量物１を釣り合い重り２０に供給することで、釣り合い重り２０の重量によって釣り合い重り２０が下降し、昇降機１０は反対に上昇する。昇降機１０が最上部に到逹すると、基準層に到逹した釣り合い重り２０は制御手段４０の信号によって釣り合い重り２０内の重量物１を第２重量物貯留ホッパー３２０に排出し、釣り合い重り２０が昇降機１０より軽くなり、再び昇降機１０は下降し、釣り合い重り２０は上昇するシステムである。このように、駆動電動機に電気を供給せずに昇降機１０の下降時には重力を利用した自体重量により下降させることによって、電気エネルギーを節約することを可能にした有用な発明である。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、昇降機の安全性のため災難に備えて昇降路の下端に無停電電源装置を設置することにより、使用電力量が少ないので安定的に電力を供給することができ、事故時にも無停電電源装置の容量を用いて昇降機を安定的に運行することができる。
【００６３】
また、本発明は、非常用エレベータとして使用することもでき、展望用および高速用として使用すればより多くのエネルギー節約と安全性を得ることができ、大容量の荷物用リフトにも適用可能である。
〔図面の簡単な説明〕
〔図１〕 本発明による小動力のエレベータを示した斜視図。
〔図２〕 本発明による釣り合い重りを概略的に示した側面図。
〔図３〕 本発明による小動力のエレベータの側面図。
〔図４〕 本発明による移送スクリュー装置を概略的に示した側面図。
〔図５〕 本発明の好適な一実施例による小動力のエレベータの昇降機が最下層に到達、釣り合い重りが最上層に到逹した場合の例示図。
〔図６〕 本発明の好適な他の実施例による小動力のエレベータの昇降機が最上層に到達、釣り合い重りが最下層に到逹した場合の例示図。
〔図７〕 本発明の好適なまた他の実施例による小動力のエレベータを示した斜視図
【符号の説明】
【００６４】
１…重量物
２…巻上機
３…調速機
４…メインケーブル
５…移動ケーブル
１０…昇降機
２０…釣り合い重り
３０…重量物供給手段
４０…制御手段
１１０…電子秤
１２０…グラフィックモニター
２１０…筐体
２１２…重量物投入口
２１４…重量物排出口
２２０…電子秤
３１０…第１重量物貯留ホッパー
３１２…重量物貯留容器
３１４…開放ドア
３１６…重量物供給穴
３１８…移動式パイプ
３２０…第２重量物貯留ホッパー
３２２…重量物貯留容器
３２４…移動式パイプ
３３０…移送スクリュー装置
３３１…投入口
３３２…排出口
３３３…ケーシング
３３４…移送スクリュー
３３５…駆動モータ
３３６…移送管
３４０…バケットコンベヤ装置
３４２…垂直コンベヤ
３４４、３４４'…ラチェットギア
３４６…バケット
３４８…テンションギア
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の昇降路に設置されるエレベータにおいて、
人や荷物を運搬し、搭乗者や搭載された荷物の重量を測定する電子秤が底に取り付けられる昇降機と；
前記昇降機に連結されており、昇降機の重量に応じて重量物を加減して昇降機の動きと反対に動く釣り合い重りと；
前記釣り合い重りに重量物を供給する重量物供給手段と；
前記昇降機の重量に応じて前記重量物供給手段から釣り合い重りに重量物を供給したり、前記釣り合い重りから重量物供給手段に重量物を排出させることを制御する制御手段と；を有して構成され、
前記昇降機の上昇時には、昇降機内の搭乗者や搭載された荷物の全体重量を測定して、昇降機の全体重量よりも釣り合い重りの重量が重くなるように釣り合い重りに重量物を供給して昇降機を上昇させ、昇降機の下降時には、昇降機の全体重量よりも釣り合い重りの重量が軽くなるように釣り合い重りから重量物を排出させて昇降機自体の重力により下降させることを特徴とする小動力のエレベータ。
【請求項２】
前記釣り合い重りは、
前記重量物供給手段から重量物が供給される重量物投入口と、下部面に設置されて制御手段の制御信号を受けて一定量の重量物を重量物供給手段に排出する重量物排出口とが設置された筐体と；
前記筐体の底に取り付けられて筐体内部の重量物の重量を測定し、その測定値を制御手段に送信する電子秤；とを有することを特徴とする請求項１に記載の小動力のエレベータ。
【請求項３】
前記重量物供給手段は、
昇降路の上側に設置されて制御手段の制御信号によって一定量の重量物を釣り合い重りに供給する第１重量物貯留ホッパーと；
昇降路の下側に設置されて前記釣り合い重りから排出される重量物を受け集めて貯留する第２重量物貯留ホッパーと；および
一側に投入口と他側に排出口とを備え、内部にスクリュー回転空間を有するケーシングと前記ケーシングの内部に移送スクリューを備えて、駆動モータの回転力によって前記第２重量物貯留ホッパーから投入された重量物を投入口に供給して移送管を介して上側に移送し、排出口を介して前記第１重量物貯留ホッパーに供給する移送スクリュー装置と；を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の小動力のエレベータ。
【請求項４】
前記第１重量物貯留ホッパーは、
昇降路の一側に固定されて移送スクリュー装置の移送ベルトから供給される重量物を受け集めることができる重量物貯留容器と；
前記重量物貯留容器の空間を垂直に分離する複数個の開放ドアと；
前記重量物貯留容器の下側に排出孔が形成され、重量物排出孔から排出される重量物を釣り合い重りにガイドする移動式パイプと；を有し、
前記制御手段の制御信号を受けて開放ドアを開閉することにより重量物を前記釣り合い重りに供給することを特徴とする請求項３に記載の小動力のエレベータ。
【請求項５】
前記第２重量物貯留ホッパーは、
昇降路の一側に固定されて釣り合い重りから排出される重量物を受け集めることができる重量物貯留容器と；
前記重量物貯留容器の上側に設置されて釣り合い重りから排出される重量物をガイドする移動式パイプと；を有して構成されることを特徴とする請求項３に記載の小動力のエレベータ。
【請求項６】
前記昇降機は、
内部壁面に前記釣り合い重りに重量物が供給されたり排出される様子を表示するグラフィックモニターが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の小動力のエレベータ。
【請求項１】
建物の昇降路に設置されるエレベータにおいて、
人や荷物を運搬し、搭乗者や搭載された荷物の重量を測定する電子秤が底に取り付けられる昇降機と；
前記昇降機に連結されており、昇降機の重量に応じて重量物を加減して昇降機の動きと反対に動く釣り合い重りと；
前記釣り合い重りに重量物を供給する重量物供給手段と；
前記昇降機の重量に応じて前記重量物供給手段から釣り合い重りに重量物を供給したり、前記釣り合い重りから重量物供給手段に重量物を排出させることを制御する制御手段と；を有して構成され、
前記昇降機の上昇時には、昇降機内の搭乗者や搭載された荷物の全体重量を測定して、昇降機の全体重量よりも釣り合い重りの重量が重くなるように釣り合い重りに重量物を供給して昇降機を上昇させ、昇降機の下降時には、昇降機の全体重量よりも釣り合い重りの重量が軽くなるように釣り合い重りから重量物を排出させて昇降機自体の重力により下降させることを特徴とする小動力のエレベータ。
【請求項２】
前記釣り合い重りは、
前記重量物供給手段から重量物が供給される重量物投入口と、下部面に設置されて制御手段の制御信号を受けて一定量の重量物を重量物供給手段に排出する重量物排出口とが設置された筐体と；
前記筐体の底に取り付けられて筐体内部の重量物の重量を測定し、その測定値を制御手段に送信する電子秤；とを有することを特徴とする請求項１に記載の小動力のエレベータ。
【請求項３】
前記重量物供給手段は、
昇降路の上側に設置されて制御手段の制御信号によって一定量の重量物を釣り合い重りに供給する第１重量物貯留ホッパーと；
昇降路の下側に設置されて前記釣り合い重りから排出される重量物を受け集めて貯留する第２重量物貯留ホッパーと；および
一側に投入口と他側に排出口とを備え、内部にスクリュー回転空間を有するケーシングと前記ケーシングの内部に移送スクリューを備えて、駆動モータの回転力によって前記第２重量物貯留ホッパーから投入された重量物を投入口に供給して移送管を介して上側に移送し、排出口を介して前記第１重量物貯留ホッパーに供給する移送スクリュー装置と；を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の小動力のエレベータ。
【請求項４】
前記第１重量物貯留ホッパーは、
昇降路の一側に固定されて移送スクリュー装置の移送ベルトから供給される重量物を受け集めることができる重量物貯留容器と；
前記重量物貯留容器の空間を垂直に分離する複数個の開放ドアと；
前記重量物貯留容器の下側に排出孔が形成され、重量物排出孔から排出される重量物を釣り合い重りにガイドする移動式パイプと；を有し、
前記制御手段の制御信号を受けて開放ドアを開閉することにより重量物を前記釣り合い重りに供給することを特徴とする請求項３に記載の小動力のエレベータ。
【請求項５】
前記第２重量物貯留ホッパーは、
昇降路の一側に固定されて釣り合い重りから排出される重量物を受け集めることができる重量物貯留容器と；
前記重量物貯留容器の上側に設置されて釣り合い重りから排出される重量物をガイドする移動式パイプと；を有して構成されることを特徴とする請求項３に記載の小動力のエレベータ。
【請求項６】
前記昇降機は、
内部壁面に前記釣り合い重りに重量物が供給されたり排出される様子を表示するグラフィックモニターが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の小動力のエレベータ。
【公表番号】特表２００９−５０６９６４（Ｐ２００９−５０６９６４Ａ）
【公表日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２９９１５（Ｐ２００８−５２９９１５）
【出願日】平成１８年９月５日（２００６．９．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００６／００３５０８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０２９９５０
【国際公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（５０８０６６１２０）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月５日（２００６．９．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００６／００３５０８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０２９９５０
【国際公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（５０８０６６１２０）
【Ｆターム（参考）】
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