渐变电梯，第二部分

对帕特诺斯特电梯开始的检查以对埃利斯的专利和单独安装的调查结束。

本文继续研究第一台链式电梯，该电梯由利物浦建筑师兼土木工程师 Peter Ellis 于 1866 年设计，并于 1869 年安装在利物浦的 Oriel Chambers 大楼内。第一部分介绍了 Ellis 对 Oriel Chambers 办公大楼的设计，以及该大楼可能设计为可容纳电梯（《电梯世界》，2014 年 XNUMX 月）。事实上，Ellis 是最早提出在办公大楼中使用电梯的人之一。这项技术以前仅限于酒店和工业或商业建筑。然而，他想象中的电梯使用方式伴随着一个模糊的概念，即电梯将如何运行以及如何放置在建筑物内。

如埃利斯的专利图所示，双轴或“垂直行李箱”背靠背放置，因此面对竖井开口的人只能看到上升或下降的汽车，因为其对应物将在后方行驶轴。 因此，单个电梯装置将具有面向相反方向的竖井门，每一侧服务于不同的行进方向。 在他的专利中，埃利斯描绘了两个并排的电梯（图 1）。 应用于该计划的标签（a 表示上行，b 表示下行）暗示两部电梯沿同一方向行驶，从而使系统容量加倍。 有点令人困惑的是，当在剖面图上使用相同的标签约定时，暗示电梯以相反的方向工作，从而表明潜在的乘客将有上升和下降的选择（图 2）。 然而，在整个专利中所代表的传动装置并不是为了方便两台电梯在从一个轴驱动的相反方向上运行而设计的。 （专利文本中也没有解决这种不一致。）最后，该计划还将成对的电梯井描述为在其相对侧开放，这意味着可以从两种方法访问成对的电梯。

轿厢的两侧是敞开的：乘客必须非常小心地站在小轿厢的中间，以免与在相邻竖井中移动的轿厢接触。

除了附图中发现的操作不一致（专利文本中没有解决）之外，还有一个问题是 Ellis 的电梯将如何放置在建筑物中。 如果正如其图纸所暗示的那样，电梯打算从两侧进入，则其安装方式可能是将其投影到大堂空间中，因此潜在的乘客会首先看到竖井的端壁，然后移动到向右或向左，取决于所需的行进方向（图 3）。 专利中描述的单个轴大约为 2 X 2 英尺； 因此，该系统对空间规划的影响有限。 但是，如果埃利斯的电​​梯以这种方式运行，乘坐其中一辆车或“车厢”就会非常危险。 由于车厢可以从两个方向进入，一个竖井中的轿厢“后部”也是另一侧轿厢的“前部”。 因此，轿厢的两侧将是敞开的：乘客必须非常小心地站在小轿厢的中间，以避免与在相邻竖井中移动的轿厢接触。 或许正是这个安全问题促使埃利斯提议使用两部并排的电梯向相反方向移动，虽然技术上可行（允许轿厢有一个封闭的“背部”），但这是一个昂贵的解决方案。

也许正是 Ellis 对上述操作问题的认识，解释了从他设计 Oriel Chambers 到安装电梯的时间线之间的差距。 该建筑于 1863 年设计，于 1865 年中期完工，埃利斯的专利申请于 1866 年 1867 月提交，专利于 1869 年 XNUMX 月授予。到目前为止，我们已经朝着发明电梯系统的方向迈出了坚实的一步旨在满足埃利斯将垂直交通融入他的设计的最初愿望。 然而，电梯直到 XNUMX 年 XNUMX 月才安装。

我们如何解释发明和实施之间两年半的差距？ 尽管以下说明是推测性的，但它基于支持其猜想的一组有趣（但不可否认，有限）的事实。 Ellis 继续对他的电梯设计抱有希望，并可能继续其机械开发，这从他支付了 50 英镑（83.38 美元）的专利印花税中得到了证明。 这在 16 年 1869 月 XNUMX 日的《工程》杂志上有所报道，这或许表明人们意识到他的工作或埃利斯为吸引公众对他的持续努力所做的努力。 （目前尚不清楚有关专利相关新闻报道的编辑决定是如何做出的。）

1869 年 12 月在 Oriel Chambers 安装 Ellis 电梯的两篇公开报道都支持他继续改进设计的假设，并突出了电梯独特的设计和操作方法。 第一个帐户是一篇题为“新电梯”的文章，发表于 1869 年 XNUMX 月 XNUMX 日的《利物浦每日邮报》。 作者描述了典型的电梯（及其局限性），然后是对 Ellis 电梯的描述：

“现在 Oriel-chambers 的起重机械有了非常显着的改进，这台起重机已经在我们的大型仓库中使用了一段时间。 人们会记得，旧的电梯由一个单独的盒子组成，通过绳索升高或降低，可以由盒子里的人管理。 这样做的缺点是底层的人想要上升，必须等到盒子上下移动，这可能会占用相当长的时间。

“埃利斯先生的电梯有两个空间或箱体凹槽，而不是一个——一个用于上升通道，另一个用于下降通道。此外，他还有多个箱体，而不是一个，这些箱体可以连续运行……当一个箱体上升到顶部时，它会经过一个齿轮，并调整自身位置进入下降通道。当它到达底部时，它会以同样的方式调整自身位置进入上升通道，从而形成一个连续的上升和下降箱体序列。这种电梯最大的优点是人们可以随时在任何楼层上下电梯，因为当机器运转时，每一层都会有上升或下降的箱体出现。与只有一个箱体和一个空间的电梯不同，这种电梯不需要工作人员来控制上升和下降——因为上升和下降的运动是连续的。”

作者指出：“缺点，一开始就表现出来，就是胆小的人不会进出移动的车厢。” 然而，他报告说，“据发现，女士和老人进出电梯没有任何困难，可以说，电梯的运动是无声的、均匀的和平稳的。” 文章的结尾是这样的：“由于电梯对任何可能经过 Oriel-Chambers 的人完全开放，人们将能够毫无困难地自行判断埃利斯先生的进步。”

此 日间 文章还为埃利斯的新电梯指定了一个独特的名称：它被称为“渐变电梯”。 1869 年 XNUMX 月和 XNUMX 月，《每日邮报》的众多广告中也出现了这个绰号的一个版本：

“奥里尔商会大厦，水街。——本防火建筑内的办公室出租。该物业配备机械式升降机，可连续、安全、便捷地使用。每小时可容纳500人上下。——专利权人：P. Ellis。”

这些术语的特殊性以及“渐变”一词的使用引发了归属问题：这是埃利斯对他的发明的描述还是报纸的描述？ 《牛津英语词典》指出，1840 年代使用了“gradatory”，定义为“按步骤或等级进行”； 然而，它的使用被列为“罕见”。 尽管这个词没有出现在 Ellis 的专利中，但考虑到他将他的设计定义为“改进的电梯、提升机或机械电梯”，可以合理地假设他应该被称为“梯度电梯”和“机械式电梯”。渐变。”

不幸的是，《每日邮报》文章仅提供了安装在 Oriel Chambers 中的电梯的有限技术描述。 更全面的描述出现在 4 年 1869 月 XNUMX 日的《建筑师》杂志上，文章标题有点尴尬“电梯的新描述”。 本文的未知作者以“新电梯”的一般介绍开篇：

“利物浦的建筑师 Peter Ellis 先生发明了一种电梯并获得了专利，我们可以将其归类为人员电梯，但与其他电梯的不同之处在于它有两个竖井而不是一个竖井，有几个笼子或椅子在每个竖井中，并在一个竖井上连续上下移动（让我们想起铲斗到挖泥机的运动），乘客进出时不会停下来，尽管有能力阻止它必要性。

“我们认为这项发明对于大型办公室、酒店和中产阶级采用公寓非常重要，因此我们描述了第一个完成的样本，该样本已在 Oriel Chambers 使用了几个月，埃利斯先生在利物浦最繁忙的地方竖立的一大块办公室。”

接下来是对电梯组件的详细描述：“并排放置”的两个竖井的大小各“约 2 英尺见方”，穿过竖井的车厢或椅子“由轻铁框架组成，大约 7.5 英尺高，顶部有一个台阶或灌木丛。” 此外，“地板是用木头制成的，做成双层，并包含直径约 12 英寸的摩擦轮，边缘装有摩擦滚轮。” 埃利斯的专利中没有提到的一项新功能是“重要的发明”，它引导赛车绕过竖井的顶部和底部：

“由于椅子是自由悬挂的，并且在通过顶部的横膈膜后，它们的运动从上升变为下降，很明显，一些重要的设计是必不可少的，不仅要做到这一点，而且要给予必要的规律性和运动精度。 这是通过悬挂在轴上并大大下降到正齿轮轴下方的强力抓地力或离合器巧妙地实现的。 将皮带带入这个离合器（通过上升滑架的运动使其就位），椅子框架的滑块进入，椅子被牢固而牢固地转移，并在离开隔膜之前被传送到隔膜下方的下降离合器。”

电梯由“小型双马发动机”提供动力，总升降高度约为40英尺，“从最低层上升到最高层需要“大约半分钟”。 文章还报道说，“一个小时内可能有420人以上的人上下。”

因此，埃利斯设计的电梯占地面积非常小——大约2英尺×4英尺——完全可以轻松安装在建筑物的楼梯井内。这样的安装位置需要将电梯的运行方向旋转90°。考虑到电梯轿厢垂直运动时使用了摩擦滚轮，以及确保从上升井道安全进入下降井道的额外“装置”，我们可以合理推断埃利斯修改了他的设计。这90°的旋转还可以解决他最初设计中轿厢两侧敞开的问题。

图 4 说明了修改后的设计，如果正确的话，这意味着 Ellis 的“渐变升降机”在其概念（在其 1866 年的专利中找到）和实施方面都是第一个 paternoster 升降机。 不幸的是，对于埃利斯来说，在这种情况下，作为电梯设计师或制造商，“第一”并没有带来名利。 他只建造了他的渐变电梯的这个单一例子，尽管它一直使用到 1880 年代（可能更长），但它未能引起当地媒体和建筑师的唯一文章之外的关注。 1873 年，Ellis 选择不支付延长专利有效期所需的 100 英镑（166.74 美元）印花税，这为 Frederick Hart 扫清了障碍，四年后，他获得了以“Hart 的循环电梯”名义销售的设计专利（EW，2012 年 XNUMX 月和 XNUMX 月），这通常被认为是“第一次”paternoster 提升。 但是，正如本系列文章所表明的那样，这个奖项应该授予 Ellis。

您的作者要感谢利物浦历史学会的 Graham Jones 先生和 In the Footsteps of Peter Ellis: Architect of Oriel Chambers and 16 Cook Street, Liverpool 的合著者，感谢他鼓励本次调查并协助获取原始材料。