엘리베이터(Elevator)의 운전방식 / 엘리베이터의 설계

엘리베이터(Elevator)의 운전방식 / 엘리베이터의 설계

 

 

1. 엘리베이터의 구조

· 카와 균형 추를 수 개의 로프로 권상기에 직결된 활차에 매달음.

승객, 화물용 엘리베이터는 로프거리(1:1, 2:1)의 트랙션형이 사용된다.

· 권상기 및 주 제어기기는 승강로 위에 설치.

· 로프차에 매달린 카와 균형추는 2개의 T형 레일에 따라 승강.

· 카는 카실과 카틀로 구성되며, 카틀 좌우에는 가이드슈가 레일을 구른다.

 

 

2. 엘리베이터의 분류

 

 

3. 주요기기

 

 

 

4. 엘리베이터 구동방식

 

 

 

5. 엘리베이터 운전방식

경제적인 운전을 위해 운전원이 없는 엘리베이터로 설계되고 있으며 대수 및 이용목적을 고려하여 운전방식을 선정하여야 하며, 3대 이상 설치시에는 일괄관리하는 군 관리방식을 고려하여 운전효율의 증대를 고려 한다.

 

 

 

6. 엘리베이터의 설계와 선정

1) 엘리베이터설비 계획시 고려사항

· 적절한 수요를 예측하여 과부족이 없는 능력으로 가장 경제적인 설비를 선택하는 것이 목적이다.(수회 반복하여 검토 후 결정)

· 승용 엘리베이터는 가능한 한 1개소에 집중 설치해서 부하의 균등화를 도모한다.

· 평면적으로 분산시에는 동선을 검토한 후 다음 각목에 중점을 두고 검토한다.

· 계획대상의 상태 및 상태의 변화시점을 결정하여 그에 적합한 대수로 계획한다.

· 성격과 종류가 다른 교통이 혼재하는 경우에는 가능한 한 이종의 교통은 분리하여 동선의 단순화를 도모한다.

· 빌딩의 출입구가 지하1층과 1층으로 되어 있을 경우에는 에스컬레이터 등으로 2개층을 결합시켜 출발점을 1개층으로 정하여 운· 행능률과 수송력의 향상을 도모한다.(지하층에서 만원으로 1층에서는 이용불가한 경우가 발생할 수 있다)

· 하나의 그룹으로 운전되는 엘리베이터의 서비스 층을 모두 고르게 할 것. (군 관리시스템의 적용)

· 엘리베이터 배치시 특히 4대 이상인 경우에는 군 관리시스템을 채택하여 그 능력을 충분히 발휘할 수 있도록 한다

· 엘리베이터 1개 그룹의 대수는 이용편리상으로 볼 때 8대가 한도이다.

 

2) 엘리베이터 설계시 검토사항

· 법적제한사항 검토.

· 비용 및 면적 검토.

· 적재량, 정격 속도, 설비대수 결정.

· 정원 및 평균일주시간의 산출.

· 전동기용량, 구동방식, 배치, 균형 추의 위치, 카, 승강로, 기계실의 크기 결정.

의장의 결정

 

3) 엘리베이터의 선정

★ 15층 이상의 아파트의 경우 비상용 승강기로서 트렁크 타입(후면에 관을 넣을 수 있는 구조)으로 할 것을 지방자치제별로 실시를 의무화하고 있는 경향이다.

 

 

7. 정원,평균일주시간,설비대수의 산출

1) 정원산출(건축기준령)

1-1) 적재하중과 바닥면적과의 관계

최대정원 = 적재하중÷65㎏

 

2) 평균일주시간의 산출

평균일주시간은 러쉬아워에 기준 층을 출발하여 되돌아와 출입문을 열 때까지의 시간의 합으로 구한다.

 

평균일주시간 = 승객출입시간+문 개폐시간+주행시간

 

3) 운전간격과 평균대기시간

3-1) 운전간격

뱅크운전중의 엘리베이터 군에서 각 카의 기준 층 출발간격

· 운전간격(초) = 평균일주시간÷뱅크운전중의 대수

· 30초이하 : 양호, 40초 : 가능하다, 50초 초과 : 불량

3-2) 평균대기시간

· 평균대기시간 = 운전간격÷2

 

4) 설비대수

4-1) 설비대수 = 러쉬아워 대의 5분간의 이용인원수÷5분간 운반인원수

· 5분간 운반인원수 = 60×5×0.8×C(카 정원)÷평균일주시간

· 러쉬아워 5분간의 이용인원수 = j×M(건물의 총 인원)

· 양적기준 : 교통수요를 과,부족 없이 수용할 수 있는 만큼의 수량선정

· 질적기준 : 이용자의 대기시간을 허용치 이하로 억제.(운전간격 만족)

· 설비대수 N = j×M / 5분간 수송인원수

 

 

8. 전동기용량과 전원용량

1) 권상 전동기의 용량

· W : 1시간정격(운전,정지의 반복)

· L : 적재하중

· V : 정격속도(m/분)

· F : 균형 추 계수 (승객:0.6 화물 :0.4 )

· η : 엘리베이터 전 계수 ~ 기어드 :0.5~0.6 ,0.45~0.55, 기어레스: 0.8~0.85

 

2) 직류발전기의 용량

 

3) 교류전동기의 용량

· W2(㎾) = W1 + 여자기 용량(3~4.5㎾)÷발전기 및 여자기 효율(0.9)

 

4) 전원 변압기용량의 산출

부등율을 고려하여 산출하나 2대 이하로 하는 것이 좋다.

4-1) 변압기 용량

승강기 전원용량 산정시에는 부등율, 가속전류에 의한 전압강하를 고려하여야 한다.

4-1-1) 변압기용량 산출식

· P(㎾) ≥ √3×E ×1.25×Ir×N×Y×10-3

· E : 정격전압(V)

· 1.25×Ir : 전부하 가속(상승)시의 전류(A)

· N : 병렬운전 대수

· Y : 부등율

4-1-2) 병렬대수에 따른 부등율 및 수용율

◎ 비상용의 경우 부등율을 고려하지 않는다.

4-1-3) 가속전류에 의한 전압강하

 

5) 간선의 선정

비상용의 경우 내화전선과 동등이상의 내화성능을 가진 것 사용.

중성선의 굵기는 비 접지 상선 최대부하의 70% 이상일 것. (가능한 동일 굵기로 한다.)

5-1) 허용전류에 의한 방법

허용전류 ≥ Ir×N×Y

5-2) 허용전압강하(5~8%)에 의한 방법

허용전압강하를 고려한 전선의 굵기 산출식

· L : 전선 1가닥의 길이(m)

· K : 전압강하 계수

· A : 전선 단면적(㎟)

5-3) 고조파에 대한 대책

5-4) 회생제동시에 대한 검토

 

6) 차단기 용량의 산정

차단기 용량 ≥ 2×Ir×N×Y

 

 

9. 건물과의 관계

건축기준법에 의해 정해진 적재하중 카 바닥면적으로부터 카의 치수, 승강로, 기계실치수를 구한다.

정격속도를 선정하고 그에 따른 승강로 상위부 높이, 기계실 높이, 피트길이를 구한다.

1) 승강로

적재하중 카 바닥면적 결정 나비,길이 승강로 치수산출

 

2) 승강로 옆 나비

카와 벽 사이에는 400㎜ 정도 여유(레일, 케이블, 로프, 자동착상장치 등 설치시 필요), 깊이는 500㎜정도 여유(균형추)

 

3) 기계실 피트깊이, 상위부의 틈

기계실은 승강로 위에 설치

수전반, 제어반, 권상기,발전기, 기동반을 설치하므로 카 바닥면적의 2배 넓이가 필요하다.

기계실의 높이는 2.4m이상 확보.

 

4) 기계실 보의 세기

· 보의 세기 = M (정하중) + D (동하중) × 2

· M : 권상 전동기 중량 + 로프차 중량 + 기계대 자중

· D : 적재하중(L) + 카중량(W) + 균형추중량(C) + 로프자중(W)

· D = 2W + 1.4L +W

따라서

· 보의 세기 = M + 2D = M + 2 (2W + 1.4L +W) = M + 4W + 2.8L + 2W

 

5) 엘리베이터 내진설계

지진 발생시 엘리베이터를 작동하는 것은 기기손상 등 위험하다. 따라서 엘리베이터는 진도 4정도의 큰 지진이 발생하는 경우에는 바로 가까운 층에 정지시키고 케이지 내의 승객을 대피시킨 다음 휴지 시켜야 한다.

5-1) 엘리베이터의 내진설계 기본사항

- 정해진 설계용 진도에 준한 지진하중에 대해 기기이동이나 운반없이 구조부분에 위험한 변경이나 이탈레일이 생기지 않아야 한다.

- 지진시에 로프나 케이블이 승강로 내의 돌출물에 걸리지 않도록 조치하여야 한다.

- 정전 기타 외부 요인에 의해 엘리베이터 운행에 지장이 생길 염려가 있으므로 되도록 빨리 가까운 층에 정지시키는 지진관제운전장치를 설치하는 것이 바람직하다.

5-2) 내진설계시 고려사항

5-2-1) 설계용 지진력

승강기에 작용하는 설계용 지진력은 다음식으로 구한다. 단 지진력은 기기중심에 작용해야 한다.

- 수평지진력 FH = K·W

- 연직지진력 Fv = K'·W

K : 설계용 수평진도, K' : 설계용 연직진도

5-2-2) 중간스토퍼

중간 스토퍼는 상하 안내 슈 중간에 설치한다. 지진력에 의한 안내레일이나 추 틀이 휘었을 때 안내레일과 중간스토퍼가 접촉함으로써 안내레일에 가해지는 힘을 분산시켜 레일의 변형을 감소시키는 장치이다.

5-2-3) 타이 브래키트

타이브레키트는 균형추 용의 2개 레일을 하부레일 브레키트 간격의 거의 중앙위치에서 연결하고 지진하중을 2개레일에 부담시키는 것이다.

5-2-4) 권상기 제어반의 전도 또는 이동방지

전도에 대한 안전성은 기기에 가해지는 지진가속도에 의한 전도 모멘트와 이에 반항하는 복원 모멘트와의 비교에 의해 구해진다. 이동에 대한 안전성은 기기에 작용하는 수평지진하중과 이에 반항하는 기기의 방진고무, 고정볼트, 또는 스토퍼 등의 허용 전단하중 비교에 의해 구한다. 전도 또는 이동을 검토상 필요에 따라 스토퍼 또는 스테이로 보강한다.

 

 

10. 시공시 고려사항

1) 시공단계별 준비사항

· 발주(납품시기 3~5개월전 완료가 필요하다)

· 승강장 개구부 안전조치(추락 및 낙하물 방지)

· 승강로 및 기계실 청소(폼 제거)

· 승강로의 상태 파악 (찌그러짐, 출입문의 개구 상태)

· 비상용 승강기의 경우 배수구 설치

· 완충기 설치 및 승강로 바닥 콘크리트 타설(속도에 따라 1층 바닥마감에서 승강로 마감까지의 높이가 정해져 있다.)

· 승강로 SEAL 작업

· 장비 반입 및 설치(비계 설치방법 또는 카 이용방법)

· 출입문 조립 및 설치

· 시운전 및 조정

· 비상용의 경우 발전기와의 연동 시험운전

· 승강기 관리원 검사요청 및 검사필

 

2) 시공 전 사전 준비사항