早期的无机房电梯

开创性无机房 (MRL) 电梯起源简史

也许最难写的历史是当代事件的历史。 除了在同一个句子中“历史”和“当代”这两个词并置的明显悖论之外，还有一个问题是试图设计一个没有批判距离感的有意义的事件历史。 这种缺失通常会使确定特定事件的相对重要性变得困难，这反过来又会影响所讲述故事的准确性。 因此，应谨慎查看（或阅读）以下早期无机房 (MRL) 电梯的简史：事件的评估可能会随着时间的推移和更多信息的可用而发生变化。

MRL 电梯的发明被描述为与现代电力牵引电梯的发明同等重要。 这两个系统都要求建筑师和工程师重新思考电梯如何“适应”他们的建筑物。 它们还有一个不太明显的共同特征——两者都需要重新思考管理电梯安装的“规则”。 在牵引电梯的案例中，这种“重新思考”也许不那么明显。 它的发明或多或少与第一个电梯安全规范的开发并行，编写这些规范是为了促进这些新机器的安全安装和使用。 然而，MRL 电梯的发明发生在基于特定机器（牵引电梯）使用的成熟电梯安全规范的背景下。 因此，MRL 电梯的成功商业部署需要重新评估现有规范。 （复数“代码”的使用反映了北美和南美、欧洲和亚洲使用的不同代码集的存在。）在牵引电梯案例中没有发现的其他因素是全球市场的存在和关于制定国际或全球安全标准的持续对话。 因此，MRL 电梯的历史实际上包含两个平行的历史：这个新系统的技术历史和电梯安全规范的持续发展历史。

现代 MRL 电梯的起源还与另一个创新系统的开发有关：直线感应电机 (LIM) 电梯。 第一个使用 LIM 的设计是由德国斯图加特 Kleemann's Vereinigte Fabriken 的 Karl Kudermann 在 1960 年代后期开发的。 该设计于 2,002,081 年 21 月 1971 日获得了“Elektrischer Antrieb für Lastenförderer”的专利，德国专利号为 1（图 XNUMX）。 该专利的名称很有趣，因为它指的是 lastenförderer（负载输送机）而不是 aufzüge（电梯）。 这反映了 Kleemann 主要专注于生产工业材料输送设备。 尽管如此，Kudermann 的设计侧重于使用位于配重中的 LIM 来驱动电梯。 虽然该系统的示意图清楚地表明没有机房，但专利文本中并未提及该功能。 然而，这个额外的好处在关于 LIM 电梯的第二项专利中被引用。

30 年 1980 月 2,491,045 日，奥的斯法国工程师 Rene Ficheux 和 Marcel Pavoz 提交了一项名为“Ascenseur Automoteur Utilisant Comme Contrepoids un Moteur Électrique Lineéaire”的专利申请，翻译为“使用直线电机作为配重的自供电电梯”。 法国专利（第 2 号）于 1982 年 4,402,386 月 6 日授予，美国专利（第 1983 号）于 2 年 XNUMX 月 XNUMX 日授予。描述和说明了该设计的两个版本：一个包括机房型空间和一种消除机房的空间（图 XNUMX）。 后一种方案采用了“一个环形电动机，它被安排在一个空心圆柱形导轨上滑动，从坑到最顶层的天花板。” 这种设计也被描述为适用于“禁止使用顶层公寓的住宅建筑”。 该声明是对现有安全规范的第一次（尽管是间接的）引用。

1983 年 1991 月《电梯世界》杂志的“创新”专栏刊登了 Ficheux 和 Pavoz 的专利文本以及描绘无机房方案的图纸。随后，一系列缓慢但稳定的公告记录了奥的斯对其 LIM 设计的开发，最终在 XNUMX 年 XNUMX 月由 EW 创始人 William C. Sturgeon 发表的专题文章“LIM 电梯驱动”中达到高潮。Sturgeon 报道：

“最初的 LIM 开发是在康涅狄格州法明顿联合技术研究中心的 Ernest P. Gagnon 的协助下进行的，在那里创建了一个计算机模型，并构建并测试了第一个工程模型。”

该项目转移到法国，Sturgeon 写道，“第一个生产模型是由 Leroy-Somer 根据 Otis 的要求设计和制造的。” 该模型随后“安装在 Otis France 的 Gien 测试塔中”。 虽然没有给出这些事件的时间表，但可以合理地假设它们发生在 1980 年代初期，并且与 Ficheux 和 Pavoz 的专利的发展有关。

在最初的一系列活动之后，Sturgeon 指出，“线性驱动器从新闻中消失了。” 然而，他报告说，到 1980 年代后期，有关电梯的信息开始“以日本报纸剪报的形式流传开来”，这表明奥的斯已将其研究工作转移到日本。 1990年，在日本电梯协会成立40周年之际，日本奥的斯的中井圭一郎首次公开展示了奥的斯的LIM电梯。 电梯采用管状 LIM，沿铝护套钢柱运行，延长了井道的高度。 电机安装在配重中，配重还包含制动器、滚轮导轨和速度传感器（图 3 和 4）。 1990 年 XNUMX 月，EW 报道称 Nippon Otis 正在“在 Bansei Construction Co. 的东京办公楼安装世界上第一台线性电梯驱动器。第二台将安装在 Bansei 位于川崎的员工宿舍。” EW 还报告说，由于新设计“与传统类型有很大不同，每次安装都必须分别得到日本建设部的批准”。 虽然不知道是创新的驱动系统还是“取消了井道顶部驱动电机的空间”这一事实引起了最大的担忧，但这一声明表明了 LIM 电梯向日本规范官员提出的挑战.

奥的斯认识到日本并不是唯一一个需要向官员介绍、教育并最终说服 LIM 电梯是市场安全补充的国家。 为此，公司在美国开展了宣传教育活动。 1990年19月，奥的斯工程师乔治·W·吉布森（George W. Gibson）向美国电梯安全协会第17届年会做了题为“电梯系统新技术”的“彩色幻灯片演示”当局（现为 NAESA International）。 后来，他在阿拉巴马州莫比尔举行的 ASME A1991 主要委员会会议上重复了他的演讲。 Sturgeon 在 XNUMX 年 XNUMX 月的文章中将这些演讲描述为奥的斯试图“向与会者灌输线性驱动基础知识和电梯应用，从而为讨论并最终在美国市场接受这种现代驱动铺平道路。” 他报告说，有关新系统的问题涉及“检查通道、立柱摇摆、火灾危险、对井道驱动机构的环境影响、发生地震时驱动器/配重的摆动、停电或火灾时的操作、以及维护/检查人员的安全。”

此时，当前的代码（A17.1-1990）包含一个轻微的悖论。 斯特金指出，该守则似乎“鼓励创新”。 事实上，它的序言说：“如果新方法符合公认的安全标准，则应授予宽容度和例外。” 同时，其规定也有明显的限制性：例如，规则101.6机房和控制室的位置写道：“电梯机器和控制室应位于井道上方或附近或下方。 它们不应位于井道内。” 这种语言于 17.1 年被引入 A1985 代码。在此日期之前，规则 101.6 的标题是“机器和控制室的材料储存”，而之前的代码显然没有提及或具体限制机房位置. 如果这个读数是正确的，它会提示一个问题：“为什么代码在 1985 年发生了变化？”

Sturgeon 还引用了 Marcel Pavoz 的“最新专利”，该专利涉及原始 Ficheux 和 Pavoz 方案的变体。 新设计消除了“与驾驶室和配重对齐的高架滑轮。 取而代之的是，滑轮位于驾驶室两侧的侧面，有时称为牵引装置”（图 5）。 该专利是“在配重上使用直线电机的自走式电梯的滑轮阵列”（4,949,815 年 21 月 1990 日颁发的美国专利第 XNUMX 号）。 帕沃兹在题为“背景艺术”的专利部分重申了这样一个事实，即在最初的设计中，滑轮“只是引导滑轮。 . . [并且] 未连接到驱动电机，因此无需在头顶或驾驶室下方设置机房。” 不过，他也指出：

“在世界上的某些地区，安全规范要求不得将高架滑轮安装在驾驶室顶部正上方的井道中。 遵守这些规范会导致非常复杂的绳索布置，通常需要将两个滑轮安装在驾驶室地板下方的驾驶室框架上，并且其中使用了 2:1 的绳索比。 这种安排既复杂又昂贵，因为它需要额外的滑轮和多余的绳索。”

该声明证明 Pavoz 以及 Otis 正在尝试改进其原始设计，以便更容易地为当前安全规范所接受。

虽然奥的斯的 LIM 电梯未能实现预期的商业成功（其较高的成本并没有被预期的建筑成本节约所抵消），但它在 1990 年代引发了一股专注于无机房电梯开发的创新浪潮。 2006 年，Harri Hakala 在一篇题为“MRL 十周年”的论文中概述了通力追求 MRL 设计的故事，该论文在海尔布隆举行的第二届欧洲电梯大会上发表。 （该论文重新发表在 Lift Report，第 10 期，2 年。）Hakala 表示，到 6 年，业界对这种新系统的兴趣促使寻求大约 2006 项 LIM 电梯相关专利。

通力于 1991 年底开始研究 LIM 驱动器。然而，到 1992 年底，其重点已转移到位于配重中的“组合摩擦驱动和旋转机器”的开发。 尽管由于担心对驱动器进行维修而放弃了这种方法，但使用扁平电机的概念仍然存在，并发展为 Hakala 所描述的“一种机动牵引轮”。 正如有关此设计的早期专利之一所讨论和说明的那样，驱动器具有平坦的轮廓并且位于井道顶部附近（图 6）。 第一个“运行样机”于 1993 年制造，到 1994 年年中，全尺寸样机在芬兰 Hyvinkää 的通力研究中心运行。

与 Otis 的情况一样，KONE 的技术开发也有一项平行计划，旨在克服当前欧洲电梯安全规范中的限制。 在 2006 年的演讲中，Hakala 概述了这个问题：

“在 1990 年代中期，大多数国家都有自己的安全规范，这些规范通常是从一些通用标准（如 IEC 或 DIN）修改而来的。 在允许公共无人看管的电梯之前，由当局进行官方检查也很常见。 . . . 标准的重要性也各不相同。 在一些国家，标准只是工程建议，而在另一些国家，它们是立法的一部分。 在欧盟内部，发展正朝着共同标准迈进。 已经有统一的欧洲标准（EN 81-1 和 EN 81-2），但它们是可选的； 各国也可以制定自己的标准。 . . . 标准对电梯的技术要求提出了相当详细的要求，是电梯制造商事实上的设计规则，作为检验人员的参考。 例如，第 6.1.2 段指出：

“'机器及其相关设备应在一个特殊的房间内，包括坚固的墙壁、天花板和门和/或陷阱。' 但是，存在偏离标准的可能性。 第 (prEN 81-1) 0.0.4 段指出：“为清楚起见而提及设计时； 这不应被视为唯一可能的设计； 如果它在操作上等效并且至少同样安全，则可以应用导致相同结果的任何其他解决方案。 此选项让供应商有责任证明与守则中所述的安全性相同。 因此，它很少被使用，并且必须在每个国家甚至每台交付的电梯中重复使用。”

KONE 的解决方案基于 Hakala 所谓的“新电梯指令”的预期实施，该指令将于 31 年 1997 月 1994 日生效。他解释说：“此时，当欧盟的一些公告机构接受了某种建设，其他欧盟成员国不得不接受它。” 3 年，通力开始与“荷兰当局”合作，1995 年 1996 月 7 日，安装在通力位于荷兰沃尔斯堡的办公大楼的第一台 MonospaceTM 电梯“验收使用”，并“正式发布产品”。 XNUMX 年 XNUMX 月在布鲁塞尔”（图 XNUMX）。

推动奥的斯 LIM 电梯和通力 Monospace 电梯开发的创新精神——以及生产具有商业可行性的 MRL 电梯的目标——在 1990 年代渗透到整个行业，到新世纪之初，三菱电机、奥的斯、迅达、蒂森克虏伯电梯、东芝和其他公司推出了新的 MRL 电梯设计。 而且，努力修改和重写安全代码以适应（并可能鼓励）创新仍然是 21 世纪讨论的关键话题。

您的作者知道 MRL 电梯的这段简短（也许“部分”更恰当）的历史存在许多空白，1990 年代 MRL 发展的其他企业故事将增强我们对创建这一革命性系统的理解。 一个关键的缺失部分可能被认为是“专利谱系”，它确定了数百项 MRL 相关专利中最重要的专利。 而且，尽管您的作者写了 A17.1 规范的早期历史，但很明显，需要涉及美国、欧洲和亚洲安全规范的其他历史记录才能理解过去和现在争论的背景。 欢迎在您的作者的电子邮件中提供有关这些主题的信息： [email protected].