互动科普

发展中的电梯技术

Miriam Lacob*

电梯技术正沿着包括横向运行的新方向发展.

在1956年富于幻想的建筑师J'raLloydWright为lllinoiø公司γ唱赞缸英里裔的摩天大畴，它可睿辙。耐人，牌伽捕，且办公写宇间足够容纳整个州政府.大楼外挤在艺技术是能够建造成的.但遇到了重大的障碍:所需的电梯占据空间太大.这一个问题进而限制主世界最高大楼的高度，不超过18∞英尺(约549米).

普通的升高电梯是建筑在卷扬机、滑轮(在电梯技术中称作导辑)和配重(用以平衡电梯间重量，这样就减小了提升负载所需的能量)等的古老技术基础上的.按这-相同原理运行的电梯，已有140多年的历史了，已证明载人载货升降时具有明显的效率.今天它们可以承载几千磅，速度接近每秽41英尺.但是当大楼耸入云霄时，某些障碍就变得极其严重了.

在任何规模的建筑物中，每一部电梯不仅需要电梯间、钢缆和配重，还需要升降道一-电梯竖井一一和-台升降机(通常是装在专用机房内).此外，高层建筑需要许多电梯.为了!给客流量大、楼层间通行频繁的大楼提供有效的服务，通常设计师要设计每三层大约2部电梯;90层高的大楼需要约60部电梯.大楼愈高，电梯在房地产中所占的费用和空间也就越多.

解决这一难题的办法之一是建立空中大堂，像纽约的世界贸易中心塔楼采用的那种空中大堂，乘客要到塔楼高层，必须要换乘几部电梯才能达到更高楼层.这种方案节约了地面层大堂的面积(因为削减了抵达楼底人口层的电梯数量).还有，根本的解决办法是采用自推进驱动系统的无索电梯.一家电梯系统咨询机构一-Lerch，BetesandAssociates的JamesW.Fort-une说."除掉配重和钢索，这是一次量的飞跃，是每一个人所在寻求的事."-

一旦解脱掉使电梯间上升和下降的配重和钢缆，今后的电梯将成为楼内运输的更通用、有效的运输工具.在同一个竖井内可以有多台电梯上下运行，从而节省了宝贵的建筑空间.电梯将不再局限于垂直运动了.世界·上的各公司正在研究开发既能横向运行也能上下运行的电梯.Otis电梯公司的JosephBittar所预测的电梯能横向滑动以便让另一部电梯通过或者把乘客从一幢楼送到另一幢楼去.有的电梯因而将改造成为一种能在约90秒钟内把乘客从远处的停车场送到第60层高处的运输舱.这一远景对亚洲正在设计的几个巨大建筑工程项目特别有引诱力，这些工程项目包括许多不同规模的结构，且需要垂直运行和水平运行的运输工具.

取代常规电梯的替代电梯开发得很缓慢，主要是由于已有的驱动电梯的技术既可靠叉节能·在替代驱动系统中最终能适用于大型建筑物的元索驱动系统是直线感应电动机.这:E22352532塑227采用了向上开口和电机扁平化而成·直线电机产生一种纵向力通过磁斥力来驱动电梯，代之原来产生使转子旋转{而牵引钢索)的力矩.

Otis电梯公司开发的一种直线电机虽然尚未在未来的电梯上应用，但现在已在运用.在日本大约有1000幢提升高度不大的建筑物中用它来驱动电梯.它的现行方案仍需要钢索，但电动机合并到电梯竖井中，成为配重的一个有效组成部分愤己童是悬吊于升降索端部的).这种驱动系统除掉了机房一一这在房地面积视若珍宝的日本是一个极大的优点.然而，重要的是扁平形直线电机可以.安装在电梯本身内.这种调整能省掉钢索和配重，这就可能使电梯从其唯一的垂直运动中解放出来，甚至允许多部电梯在同一升降道上运行.

-种新型的自推进电梯(元索自推进电梯已在应用)之所以具有强大的吸引力，应归功于为60年代考察月球表面的一辆月球车而首创的传动原理.瑞士Schi-ndler电梯公司设计的称之谓SchindlerMobile的系统是由一台附装在电梯底部的小型电动机驱动的.这种电动机将汽车技术和电梯技术结合在一起，驱动2个带专用聚氨基甲酸醋内胎的轮子在二根高强度铝柱的导轨上向上行驶.每一个被驱动的轮子与一个不受电动机驱动的空转轮配对.一根弹簧产生的恒定压力将轮对压到导轨上，从而产生一种使运载工具处在悬吊状态盘驱动它在导轨上上;下行驶的牵引力.重量轻的铝框架运载工具采用了轻量配重以提高它的效率，配重装在铝柱内部.SchindlerMobile的现有形式是小型、适度慢速的电梯，它设计用于低层建筑物.但Schindler公司的E高辍职员说，这一概念今后可应用高层建筑和大容量电梯上.

这种无钢索大容量电梯正期待着开发出一种比原有的常规电梯速度相配、舒适而又节能的驱动系统．同时许多电梯厂正在利用现有技术开发能把电梯从单纯的垂直升降井解放出来的方法．例如Oit8公司正在开发一种称谓OdysseySystem的先进电梯，它使用至今只用于公共游乐场复杂过山车上的方法，把水平和垂直方向的载人移动技术结合在一起。

OdysseySystem的关键问题是消除了电梯和钢缆之间的直接接触．通过建造一种被认为是构架或平台的结构(装配在电梯间周围)能做到上述要求．支托电梯间的平台拴到电梯竖井内的钢索上，于是电梯间本身就变成了运动体。这种布置方式允许一个平台在不同的时间运载不同的电梯间.可能包括一个已在大楼内从某一不地点完成水平运行的载客电梯间.

Otis公司已经发明了一种专用的直线感应电动机，用于将一个电梯间从支持水平运动的平台转送到用于垂直运动的平台，或相反从后者输送到前者．电动机是由二部分组成：一部分是安置在供水平模式用的平台上，另一部分是装在电梯间上．当这两个部分紧密衔接在一起时转送电梯间的工作就告完成．

．这种OdysseySystem及相关方案预示着人们所熟悉的电梯将起更为复杂的作用．这种未来的无绳系电梯不再会局限于垂直运行，将通行得更加广泛，蓝且将变得相当灵巧．要是对建筑物内部运输没有这样一种崭新的设想，期待着的大型建筑工程未必有可能得以具体实施．

图1自推进电梯(Schindlerbile系统)沿着两根高强度铝柱的导轨上、下行驶.一台电动机装在.电梯间底下，它驱动滚轮转动.

图2Otis电梯公司设计的可左、右行驶亦可上、下行驶的电梯．沿着平台横向移动的电梯，滑移到一块平板上或平台上，即可成为垂直行驶的电梯，而此平板或平台是可以向上提升的．接着，电梯问可缓慢移向一个相奄随警的平台(J5图)，继续在不同的升降井中行驶(a或者它也可转入一个水平过道(b)或进入上客区．