1898 年电梯选择与分析，第二部分

看看 William H. Bryan 如何在 1898 年 XNUMX 月美国机械工程师协会纽约分会会议上解决问题

本文第一部分讨论了八层“现代商业建筑”所需电梯系统规格的制定过程（《电梯世界》，2012 年 1859 月）。该主题是 William H. Bryan（1910-1898）在 1 年 2 月美国机械工程师学会 (ASME) 纽约分会会议上发表的一篇题​​为“现代商业建筑的机械设备”的论文的主要主题。第二部分将讨论投标人的回应、规格变更、机器选择以及为确定制造商是否满足“合同保证”而进行的测试。规格要求在建筑物周边安装八部（两部客运电梯和六部货运电梯）。客运电梯（平面图中编号为“XNUMX”和“XNUMX”）位于建筑物西南外墙沿线。

Bryan 曾是该项目的首席工程师之一，他指出，在收到的所有建筑投标中，“电梯系统的选择是最大的困难。” 他还报告了今天可能很熟悉的情况——所有的电梯出价都被视为“价格过高”。 解决方案是修改规格并征求新的投标。 电梯的容量在表 1 中进行了修订。

然而，货梯的设计“能够以降低的速度”承载最初指定的负载。 还允许投标人用木轨代替钢轨，客车最高造价从300美元降至200美元，取消“指标”。 后者的变化提醒人们，在 19 世纪后期，各种各样的电梯功能被视为“可选”。

第二轮招标采用与第一轮相同的形式，即对蒸汽、液压和电动电梯系统进行招标，这一事实强调了旧（蒸汽）、当前（液压）和新（电动）技术的竞争。 工程师、建筑师和客户选择接受电动电梯计划的投标。 根据 Bryan 的说法，这种选择是“彻底调查”的结果，该调查显示这些电梯“更经济”。 . . 由于通常携带的负载较轻。” 他还指出，这种选择导致“节省了一些初始成本”和“机舱内更紧凑的布置”。

合同授予 Sprague Electric Elevator Co.，该公司为两部客梯和两部货梯（38 磅容量的机器）指定 X1500 型型号，为其他四部货梯（1800 磅）指定 Z 型型号。 -lb.-容量机器）。 两者都是具有串联蜗轮的滚筒机器，主要区别在于 X38 型机器上使用电磁控制，Z 型机器上使用先导电机控制。 Sprague Electric Elevator 表示可以提供 22,070 部电梯，费用为 3,134 美元，所需的额外发动机、发电机和“附件”需要额外支付 25,204 美元； 因此，总成本为 XNUMX 美元。

安装电梯后，Bryan 监督了一系列测试，旨在“确定是否满足合同保证”。 一台 X38 型和一台 Z 型货梯接受了“详尽的”和“容量、速度和效率的详细测试”。 测试采用了四种方法。 对于各种负载测试，活荷载是通过称重获得的。 电压、速度和电流是通过在“2.5 秒”时获得的“同时读数”来测量的。 间隔”，电流“由两个仪器检查，两个观察者独立阅读”。 “行驶速度”的计算方法是“将电枢的转数除以电枢速度与汽车速度之间的已知比率”。 最后，“每次行程消耗的功率”是“通过绘制电流读数的曲线获得的，其中的弧线乘以电压得出每次行程的瓦特小时数。 通过将每次旅行的瓦特小时乘以一次往返为 1 英里的分数，这可以减少为旅行英里。” Bryan 使用这些数据制作了一个表格，显示了每车英里的千瓦时。 对于各种负载和速度，以及绘制了 X 型机器在低速和高速三种负载条件下的“观察数据”的图表。

配电盘上的瓦特表测量电梯设备消耗的电能。 记录保存时间为 12 年 27 月 1898 日至 138.5 月 1,920 日（运行 18.6 小时）。 在此期间，“八台电梯使用的电力”为“2.3千瓦时，即工厂平均每小时2马力，或每台电梯2马力”。 在 283.5 月 19.2 日至 2.4 月 12 日之间的整月（运行 27 小时），“平均电力马力为 4，即每部电梯 1,902 马力”。 有趣的是，没有保留旅行距离的记录。 布莱恩声称他可以估计 480 月 XNUMX 日至 XNUMX 日期间行驶的距离如下：他假设平均效率为每车英里 XNUMX 千瓦； 因此，XNUMX kWh 除以 XNUMX 得出的平均行驶距离为 XNUMX 英里。

Bryan 然后确定，如果八部电梯中的每一部都进行一次往返，则总行驶距离将为 1,608 英尺，即 0.304 英里。 Bryan 将平均行驶距离（480 英里）除以 0.304，以求出 138.5 小时内发生的往返次数。 操作总数：1,576。 这进一步细分为每小时 11.4 次，相当于 5.25 分钟。 每次往返。 Bryan 认为这个估计的旅行时间超出了规范的工作条件。 他指出平均往返行程距离为 201 英尺，平均速度可以假设为 200 fpm； 因此，他声称平均往返行程可以“在大约一分钟内完成”。 在这个估计中，Bryan 没有考虑与电梯门打开和关闭相关的时间以及装载和卸载轿厢所花费的时间。 尽管如此，他还是使用他的估计行程时间来确定电梯“平均”大约 20% 的“运行时间”，而不是“最初假设的最大服务”的 30-50%。

Bryan 还报告说，在首次安装时，电梯发动机“启动装置”被“设置为 2.5-3 秒”，导致启动电流超过运行电流 50% 以上，超出了规范。 但是，假定的规范开始时间已设置为 5 秒。 当启动装置重置到这个时间时，他报告说，“实际上满足了规范的这个条件。” 关于这个特定参数，Bryan 指出它会影响能源使用和乘客体验：

“因此，这是一个判断问题，租户更喜欢缓慢而轻松的启动和平稳运行的发电厂，还是快速启动并相应地对发电机和发动机提出严格和突然的需求。”

在他的介绍之后，ASME 纽约分会的成员进行了热烈的问答环节。 该小组包括 Charles R. Pratt（与 Frank J. Sprague 共同发明电动螺旋驱动电梯）和 George H. Hill，Sprague Electric Elevator 雇用的工程师。 此次讨论与 Bryan 的论文一起记录并发表在学会的会议记录中，其语气和内容与 2012 年美国 Elevcon（EW，2012 年 XNUMX 月）上发生的讨论相似。 这提醒我们，长期以来，对电梯运行和效率的调查一直是系统设计、应用和评估的一个方面。