1898'de Asansör Seçimi ve Analizi, Birinci Kısım

William H. Bryan'ın “Modern Bir Ticari Binanın Mekanik Tesisi”ne genel bir bakış

Aralık 1898'de William H. Bryan (1859-1910), Amerikan Makine Mühendisleri Derneği'nin New York Şubesi toplantısında “Modern Bir Ticari Binanın Mekanik Tesisi” başlıklı bir bildiri sundu. Onun makalesi, tasarım/seçim sürecinin ayrıntılı bir açıklamasını ve St. Louis'deki sekiz katlı yeni bir ticari bina için belirlenen mekanik ekipmanın müteakip değerlendirmesini sağladı. Bryan, projede baş mühendis olarak görev yaptı ve konusunu şu şekilde tanıttı:

“Modern ticari bina, birçok açıdan bir mühendislik yapısıdır. Temel sorunları, istenilen yükler ve rüzgar basınçları için çerçeve ve duvarların tasarımı, sıhhi tesisat ve sıhhi tesisat düzenlemeleri, en üst düzeyde mühendislik becerisini gerektirir. Ancak bu makale, tamamen eşit öneme sahip olan mekanik, buhar ve elektrik tesislerinin tartışılmasıyla sınırlı olacaktır. Modern binanın hiçbir özelliğinin uzmanlar tarafından daha fazla dikkate alınmadığı artık genel olarak kabul edilmektedir. Bu tür bir tedavi her zaman arzu edilen bir konu olmuştur ve gereken çok çeşitli hizmet ve sürekli olarak yapılan iyileştirmeler nedeniyle bugün her zamankinden daha fazla tercih edilmektedir.”

1890'ların sonlarına doğru, uygun asansör ekipmanının seçimi, bazıları bugün tanıdık gelen bir dizi soruyla başladı: “Kaç asansör olacak; nerede bulunur? Kaç yolcu, kaç yük? Asansör yükleri ve hızları ne olacak? Nasıl sürülecekler?” Bunlara, daha eski buharla çalışan asansörlerin varlığının devam etmesi, hidrolik asansörlerin (çeşitli konfigürasyonlarda mevcuttur) ve yeni gelen elektrikli asansörlerin pazar hakimiyeti nedeniyle ortaya çıkan daha az bilinen diğer sorular eşlik etti. Böylece Bryan'ın sorusu, “Nasıl sürülecekler?” takip etti:

“Buharla mı, kuşaklı mı yoksa doğrudan mı? Hidrolik model ise, yatay veya dikey silindirlerle yüksek veya düşük basınçlı mı olacaklar? Ne tür pompalama makineleri kullanılacaktır – basit yüksek basınçlı silindirlere sahip eski tarz doğrudan etkili dubleks; bileşik silindirlerle donatılmış aynı motor; basit krank ve volan deseni; veya daha modern bileşik veya üç genleşmeli krank ve volan yüksek görev motoru mu? Kondenserlerle mi sağlanacak? Asansörler elektrikle çalıştırılacaksa, hangi voltajda? Doğrudan veya kuşaklı; ne kadar dengeli ve [hangi] otomatik ve güvenlik cihazlarıyla sağlandı?”

Sistem seçenekleri yelpazesi, en son yeniliklerin yanı sıra eski teknolojinin kalıcılığına işaret ediyor.

Bryan'ın “Ticari Binası”nın birincil müşterisi Hagadine-McKittrick Dry Goods Co. idi. “Kuru mal” terimi tekstil, giyim ve diğer ev ürünlerine atıfta bulunuyordu ve bu tür işleri hırdavat ve marketlerden ayırmak için kullanılıyordu. Ticari yapısı nedeniyle, tipik bir ofis binasından farklı bir asansör şemasına da ihtiyaç duyuyordu. Bryan, sekiz asansör belirtildiğini belirtti: dört “banka”ya yerleştirilmiş iki yolcu ve altı yük makinesi. Hidrolik, elektrikli ve buharla çalışan asansörler için "komple inşa edilmiş" teklifler alındı. Bryan, asansör tipi konusundaki kararsızlığın kazan tesisi ve elektrik sistemi tekliflerini de etkilediğini kaydetti; her durumda, seçilen asansör sisteminin tipine bağlı olarak özellikler değişti.

Bu kararsızlık, kısmen projeye dahil olan tarafların farklı görüşleri nedeniyle ortaya çıktı. Müşteriler, mevcut binalarında buharlı asansörleri “tamamen memnuniyetle” kullandılar ve şüphesiz tanıdık bir teknolojiyi terk etmek için hiçbir neden görmediler. Mimarlar kısa süre önce buharlı asansörlerin “modern” yüksek basınçlı hidrolik sistemle değiştirilmesini içeren ve “muazzam yakıt tasarrufu” sağlayan bir projeyi tamamlamışlardı. Mühendisler (Bryan da dahil) "modern elektrikli asansörlerin incelenmesine önemli ölçüde zaman ayırmışlardı ve bunların kaderinde yaygın bir kullanıma girmek olduğunu fark ettiler." Ancak Bryan, mühendislik ekibinin şunları yapmadığını da belirtti:

". . . bunun mevcut durumda benimsenmesi gereken uygun sistem olduğuna tamamen ikna oldu ve diğer iki türün avantajlarının tamamen farkındaydı. Bu nedenle, her üç tür için de karşılaştırmalı tekliflerin alınacağının açıklanması kararlaştırıldı.”

Asansörler için temel özellikler aşağıdaki gibidir:

Yüklenici, "makineyi eksiksiz [ve] hizmete hazır hale getirecekti." Çelik kılavuz raylar belirlendi ve asansör kabloları “yarısının aynı anda arızalanması durumunda, kalan yarısı dört güvenlik faktörü ile maksimum yükü taşıyacak kadar sayı, boyut ve güçte olacak” idi. İlginç bir şekilde, dengeleme ayrı olarak listelendi ve “mümkün olduğunca kullanılması” gerekiyordu. Ayrıca ayrı olarak listelenen güvenlik şu şekilde ele alındı: “Her iki yönde de aşırı hızları önleyen eksiksiz güvenlik cihazları sağlanacaktı; hareket sonunda otomatik durmalar ve gevşek kablo durdurucular, tamponlar, tutamaklar vb. gibi diğer özellikler.” Spesifikasyonlar, binek arabası başına 300 ABD Doları tutarında bir maliyet limitini içeriyordu ve yüklenici, “yolcu asansör boşlukları için her katta dekoratif metal kapılar sağlamaktı. Tüm katlardaki yük asansörü kapılarında emniyet kapıları için ayrı teklifler istendi.”

Bryan, istenen yolcu asansörü kapasitesinin müşterinin mevcut buharlı asansör tesisinde yapılan "testler" ile belirlendiğini anlattı. Bir test, 6 fit'i doldurmaktan oluşuyordu. 6 ft. "mağazada iş yapan insanlar" ile asansör vagonu. Bu, sadece "arabaya kalabalık" olan toplam 18 kişiydi. Ağırlıklarının 2700 libre veya fit kare başına 75 libre olduğu tahmin ediliyordu. “Ortalama yoğun bir günde” gerçekleştirilen ikinci bir test, sadece asansör kullanımını gözlemlemekten ibaretti. Bu, yolcu asansörünün zamanın %47'sinde ve yük asansörlerinin zamanın %35'inde hizmette olduğunu ortaya çıkardı. Bu "verilere" dayanarak, teklif sahiplerinin belirtilen sürenin %50'sinde yolcu asansörlerinin ve %33'ünün yük asansörlerinin hizmette olacağını varsaymaları gerekir.

Kritik bir soru, asansör tesisini çalıştırmak için gereken enerjinin nasıl belirleneceğiyle ilgiliydi. Bryan, "geniş bir hizmet yelpazesini kapsayan asansör performansı konusunda gerçek bir veri eksikliği olduğunu ve bu tür hesaplamaları doğru bir şekilde yapmanın imkansız olduğunu" belirtti. Ancak şunları bildirdi:

“Testler, tamburlu makinelerin ortalama yükün yarısı kadar dengelendiği ve aynı toplam yükün hem yukarı hem de aşağı taşındığı durumlarda, yapılan net işin basitçe sürtünmenin üstesinden gelmek için gerekli olduğunu ve ayrıca enerji dalgalanmasını karşılamak için bir pay olduğunu göstermiştir. her başlangıçta gereklidir.”

Karşılaştırılabilir bir elektrikli asansör fabrikasının "çalışmasına" dayanarak Bryan, "uygun yük koşulları, dengeleme, durma sıklığı vb. altında" çalıştırıldığında, yeni binanın asansörlerinin aşağıdaki "verimliliğe" (çalışırken) sahip olması gerektiğini belirledi. Her iki yönde):

• Yolcu asansörü: Kabin mi başına 3.5 kWh.
• Yük asansörü (kapasite: 3500 lb.): Araba mi başına 4.5 kWh.
• Yük asansörü (kapasite: 4000 lb.): Araba mi başına 4.5 kWh.

Bryan, bu rakamları kullanarak her bir arabayı hareket halinde tutmak için gereken gücü belirledi:

• Yolcu asansörü: Araba mi başına 4.66 elektrik hp.
• Yük asansörü (kapasite: 3500 lb.): Araba mi başına 4.66 elektrik hp.
• Yük asansörü (kapasite: 4000 lb.): Araba mi başına 6 elektrik hp.

Arabanın hızı şuydu:

• Yolcu asansörü: 4.3 mil
• Yük asansörü (kapasite: 3500 lb.): 2.55 mil/saat
• Yük asansörü (kapasite: 4000 lb.): 1.7 mil/saat

Bu iki rakam seti, Bryan'ın asansör başına gerekli gücü hesaplamasına izin verdi:

• Yolcu asansörü: 15.9 elektrik hp
• Yük asansörü (kapasite: 3500 lb.): 14.46 elektrik hp
• Yük asansörü (kapasite: 4000 lb.): 10.2 elektrik hp

Yolcu asansörlerinin %50 ve yük asansörlerinin %33 oranında çalıştığını varsayarsak, Bryan elektrik hp'yi çalışma yüzdesi ile her gruptaki asansör sayısı ile çarparak aşağıdaki güç tüketimi rakamlarını verdi:

• İki yolcu asansörü: 15.9 elektrik hp
• İki yük asansörü (kapasite: 3500 lb.): 9.6 elektrik hp
• Dört yük asansörü (kapasite: 4000 lb.): 13.6 elektrik hp

Bu rakamlar toplamda yaklaşık 40 elektrik hp'ye kadar çıkıyor; ancak Bryan, ideal koşulların şunları yapacağını varsayıyordu:

". . .asla ulaşılamayacaktı ve ayrıca yolculuk başına gerçek durak sayısı ve asansörlerin çalışacağı sürenin yüzdesi ile ilgili belirsizlik vardı. . . . [Dolayısıyla] bu ödeneği %50 artırmak akıllıca düşünülmüştür.”

Böylece toplam güç tüketimi tahmini 60 elektrik hp'ye yükseldi. Bu sayı son kez ayarlandı - varsayılan bir "kombine motor ve dinamo verimliliği %80"e dayandırılarak - ve "ortalama belirtilen hp" 75 olarak belirtildi.

75 kW'lık bir elektrik jeneratörü asansör servisine tahsis edilecekti (bina kendi gücünü üretiyordu) ve elektrik akımı 220 V olarak belirlendi. Yüklenicinin “panodan” asansör motoruna kadar tüm kabloları yapması gerekiyordu, ve her motor:

". . .operatörden ve kablodan bağımsız olarak araca kolay bir kalkış sağlamak için otomatik bir çalıştırma cihazına sahip olacaktı, akımın kesilmesi durumunda otomatik olarak başlangıç ​​noktasına geri dönecekti.”

Motorların ayrıca hareketsiz halden başlaması ve 5 s içinde tam hıza ulaşması gerekiyordu ve başlatma akımı "tam hızda çalışma akımını %50'den fazla aşmamalıdır". Asansörlerin kendi özel jeneratörleri olmasına rağmen, spesifikasyonlar, sistemin “elektrik ışıklarının kararlılığına dikkat çekici bir müdahale olmaksızın aydınlatma sistemiyle birden fazla çalışabilecek” şekilde tasarlanmalıdır. Asansör motorları, "çelik sonsuz dişli ve tabanca metal dişli" ile tek veya çift sonsuz dişli tipinde olacaktı. Yük vagonları 8 fit X 8 fit ve binek vagonları 6 fit X 6 fit boyutlarında olacaktı.

Bu dizinin İkinci Bölümü, teklif sahibinin bu spesifikasyonlara verdiği yanıtı, makine seçimini ve üreticinin belirtilen enerji kullanım sınırlarını karşıladığını doğrulamak için yapılan müteakip testleri ele alacaktır. Bu seri, kısmen, çağdaş asansör ve yürüyen merdiven teknolojisi üzerine bir dizi mükemmel sunumu dinleme zevkini yaşadığım Elevcon 2012'ye katılımımdan ilham aldı. Bununla birlikte, bu makalenin ortaya koyduğu gibi, asansörün çalışması ve verimliliğine ilişkin araştırmalar, uzun süredir asansör tasarımı ve uygulamasının değişmez bir yönü olmuştur.