技术领域
本发明涉及一种电梯轿厢内部压力的控制方法，尤其是涉及一种在超高速或超大行程的电梯中减少因升降时的电梯轿厢内部压力的变化而引起的耳朵阻塞现象的压力控制方法。
背景技术：
在高层大厦等中使用具有大行程的以高速进行升降的电梯轿厢的电梯设备，在上述电梯设备中，电梯轿厢内容易产生急剧的压力变化，会导致乘客产生耳朵阻塞和不舒适感。为了改善这一现象，在现有技术中已经提出有各种解决方案。
作为本技术领域的背景技术，在专利文献1中公开了一种在超高层大厦中使用的电梯设备，在该电梯设备中，通过使电梯轿厢内的气压随着电梯轿厢的升降呈阶梯状变化，能够切实地诱发电梯轿厢内的乘客的咽下动作，从而能够防止或缓和耳朵的异常感觉。该电梯设备中设置有增压调整装置，该增压调整装置具有分别对电梯轿厢内外的气压进行检测的气压检测器、对电梯轿厢内进行增压的增压装置及控制该增压装置的微型计算机。微型计算机具有对电梯轿厢内外的气压进行比较的比较单元和根据比较结果控制增压装置的增压控制单元的功能，从电梯轿厢开始启动到电梯轿厢停止为止，使电梯轿厢内的气压在规定值的范围内呈阶梯状变化。根据专利文献1，通过使电梯轿厢内的气压呈阶梯状变化，能够使乘客意识到气压的变化，通过切实地使乘客进行咽下动作，能够缓和耳朵的异常感觉。
此外，在专利文献2中公开了一种电梯设备，其在对电梯轿厢内的压力进行加压和减压时，能够消除急剧的压力变化，在使乘客意识到压力变化的同时，给予乘客进行咽下动作的时间。通过对电梯轿厢内的压力进行加压和减压的压力调整单元及其控制单元进行控制，使得在规定的时间内对电梯轿厢内的压力进行加压和减压，并且将加压和减压后的压力维持规定的时间。
根据专利文献2，通过如上所述的控制方法来消除急剧的压力变化，能够缓和因急剧的压力变化而引起的乘客的耳功能障碍，能够切实地使乘客意识到压力的变化，通过将加压和减压后的压力维持规定的时间，能够确保进行用于消除由压力变化引起的耳朵阻塞的咽下动作所需的时间，由此能够消除乘客的耳朵阻塞和不舒适感。此外，根据专利文献2的记载，在电梯进行加速和减速时，由于速度比正常升降时的速度慢，并且电梯轿厢周围的压力变化速度低，所以有必要降低呈阶梯状变化的电梯轿厢内的压力变化速度。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-112879号公报
专利文献2：日本特开2009-137737号公报
根据专利文献1和专利文献2所公开的压力控制方法，通过给予乘客进行咽下动作所需的时间来消除耳朵阻塞。可是，根据专利文献2的压力控制方法，例如如图2和图5所示，使电梯轿厢内的气压状态在相对于大气压为正压和负压的状态之间反复变化。也就是说，由于频繁地切换电梯轿厢内的加压和减压，所以控制装置的结构和控制方法变得复杂，存在导致成本上升的问题。
技术实现要素：
为了解决上述课题，在本发明中，在电梯下降时，在运行时间的前半部分(T＜T0)，仅以电梯轿厢内的正压状态来构成阶梯状的压力控制，在运行时间的后半部分(T＞T0)，仅以电梯轿厢内的负压状态来构成阶梯状的压力控制，因此，压力控制装置只需实施一次切换(即从加压状态切换为减压状态)就能够实现压力控制。
此外，在电梯上升时，在运行时间的前半部分(T＜T0)，仅以电梯轿厢内的负压状态来构成阶梯状的压力控制，在运行时间的后半部分(T＞T0)，仅以电梯轿厢内的正压状态来构成阶梯状的压力控制。
发明效果
根据本发明，通过阶梯状地控制电梯升降期间的电梯轿厢内的压力，能够诱发乘客的咽下动作，能够在早期消除耳朵阻塞和不舒适感。此外，在电梯升降中只需要实施一次电梯轿厢内的正压状态和负压状态之间的切换，所以能够简化实现上述压力控制的压力控制装置的结构及控制方法。
附图说明
图1是本发明的第一实施例所涉及的电梯设备的结构图。
图2是本发明的第一实施例所涉及的压力控制模式的说明图。
图3是本发明的第一实施例所涉及的正压时的送风机的作用的说明图。
图4是本发明的第一实施例所涉及的正压时的压力调节阀的作用的说明图。
图5是本发明的第一实施例所涉及的负压时的送风机和压力调节阀的作用的说明图。
图6是本发明的第二实施例所涉及的压力控制模式的说明图。
图7是本发明的第三实施例所涉及的压力控制模式的比较例的说明图。
图8是本发明的第三实施例所涉及的压力控制模式的说明图。
附图标记说明如下：
1电梯轿厢
2送风机
3压力调节阀
4压力测定装置
5配管
6控制装置
具体实施方式
以下参照实施例和附图对本发明所涉及的电梯轿厢内部压力的控制方法。
第一实施例
图1是本发明的第一实施例所涉及的电梯设备的结构图。如图1所示，第一实施例的电梯设备由电梯轿厢1、对电梯轿厢1内进行加压和减压的一台或多台送风机2、连结电梯轿厢1和送风机2的配管5、通过送风机2使维持在正压状态或负压状态的电梯轿厢内的压力朝大气压侧变化的压力调节阀3、测定电梯轿厢1内压力的压力测定装置4及根据压力测定装置4测得的电梯轿厢内部压力来控制送风机2和压力调节阀3的控制装置6构成。
送风机2通过配管5向电梯轿厢1送入空气或从电梯轿厢1排出空气，由此对电梯轿厢内部压力进行加压或减压。压力调节阀3通过从处于正压状态的电梯轿厢1排出压力或向处于负压状态的电梯轿厢1导入大气来调节电梯轿厢内的压力。
图2是本发明的第一实施例所涉及的压力控制模式的说明图。图2表示电梯下降时的电梯轿厢外部气压(大气压)和电梯轿厢内部气压的经时性变化。电梯轿厢外部气压在电梯位于最上层时为规定值，并且随着电梯下降速度的变化，按照图2所示的缓慢的S形状的压力曲线上升。阶梯状曲线表示图1的电梯设备1的受控的电梯轿厢内部气压，在电梯行程的大致中央部，以电梯轿厢外部气压和电梯轿厢内部气压的倾斜直线部分的交点附近的时间(T＝T0)为基准，从高于电梯轿厢外部气压的正压切换为低于电梯轿厢外部气压的负压。在第一实施例中，T0设定在电梯轿厢驱动运行时间的大致中央附近。
另一方面，电梯上升时的压力控制模式，以图2的中央的时间T0的纵向线为中心，与图2的电梯下降时的压力控制模式形成对称形状。
接着以图2所示的电梯下降时的情况为例进行说明。在运行时间的前半部分(T＜T0)，从送风机2将空气送入电梯轿厢1内，使得电梯轿厢内部气压变为正压状态。如图3所示，送风机2的送风量需要设定成使电梯轿厢1内的压力曲线A超过电梯轿厢外部气压的以近似直线表示的压力所需的供气量和排气量。在此，将按照电梯轿厢外部压力的S形状的压力曲线的起始端和结束端将电梯轿厢外部压力的S形状的压力曲线近似成直线而得到的近似直线定义为电梯轿厢外部压力的近似直线。
图4是表示本发明的第一实施例所涉及的正压时的压力调节阀的作用的说明图。通过压力测定装置4测定电梯轿厢内部压力，通过控制装置6进行控制，计算使电梯轿厢1内的压力曲线B按照规定的阶梯状进行变化所需的压力调节阀3的开度，通过调节压力调节阀3的开度，使得电梯轿厢1内的空气适当地流出到外部，由此使电梯轿厢1内的压力呈阶梯状变化。
通过以上的动作，能够在电梯下降时，在运行时间的前半部分(T＜T0)，将电梯轿厢1内的压力维持在正压，也就是说，通过从送风机2送入空气对电梯轿厢1内部进行加压，能够构成阶梯状的压力变化模式。在上述控制中，如果仅仅通过送风机2进行压力控制，由于响应性差，实际上难以做到在短时间内切换压力。因此，将压力调节阀3与送风机2进行组合，确保迅速形成阶梯状的压力变化模式所需的响应性。此时，为了预先对由压力调节阀3引起的压力损失进行补偿，优选采用具有高规格的风量和静压的送风机2。
图5是表示电梯下降时的后半部分的负压时的送风机和压力调节阀的作用的说明图。如图5所示，在电梯下降时，在运行时间的后半部分(T＞T0)，通过送风机2将电梯轿厢1内的空气排出，使得电梯轿厢的内部压力曲线C变为负压状态。由此，能够将电梯轿厢1的内部压力曲线控制成小于以电梯轿厢外部压力的近似直线表示的压力。
接着，通过压力测定装置4测定电梯轿厢的内部压力，并且通过控制装置6来计算使电梯轿厢1内的压力曲线D按照规定的阶梯状进行变化所需的压力调节阀3的开度，通过调节压力调节阀3的开度来进行控制，能够使适量的空气流入电梯轿厢1内，由此能够使电梯轿厢1内的压力呈阶梯状变化。
通过以上的动作，在电梯下降时，在运行时间的后半部分(T＞T0)，将电梯轿厢1内的压力维持在负压，也就是说，通过送风机2从电梯轿厢1排出空气及通过使用压力调节阀3，能够构成阶梯状的压力变化模式。
如图2所示，在第一实施例中，为了进行阶梯状的压力控制，只需要在电梯运行时对电梯轿厢1内的加压和减压进行一次切换即可。电梯轿厢1内的正压和负压的切换时间即T0并不是一定要在电梯轿厢升降行程的中央，只要能够确保一定时间的正压和负压，则该时间(T0)可以在电梯轿厢升降行程之间变化。
第二实施例
图6是本发明的第二实施例所涉及的压力控制模式的说明图。在图6中，横轴表示时间，纵轴表示随着电梯升降中的电梯轿厢1的位置变化的电梯轿厢外部压力，如上所述，按照电梯轿厢外部压力的S形状的压力曲线的起始端和结束端将电梯轿厢外部压力的S形状的压力曲线近似成直线而得到近似直线，将该近似直线定义为电梯轿厢外部压力的近似直线。
在第二实施例中，将电梯轿厢内部压力的阶梯状压力变化模式构造成在电梯轿厢外部压力的S形状的压力曲线与近似直线之间的内部区域变化。由于电梯轿厢内部压力呈阶梯状变化，所以能够在将乘客的耳朵阻塞降低到适当程度的同时，给予乘客进行咽下动作的时间，由此能够有效缓解耳朵阻塞。此外，与图1所示的第一实施例的压力控制方式相比，能够进一步缩小作为电梯轿厢外部压力的S形状的压力曲线与阶梯状的压力曲线之间的差值。也就是说，由于缩小了电梯轿厢1内的压力与外部空气的压力之间的压力差，所以能够减少从送风机排出的流量，并且能够降低电梯轿厢1应具有的气密性能、强度及刚性等，由此能够实现低成本的压力控制装置。
第三实施例
图7是本发明的第三实施例所涉及的压力控制模式的比较例的说明图。图8是本发明的第三实施例所涉及的压力控制模式的说明图。
在第一实施例中，电梯轿厢内部压力的阶梯形状如图7所示，由第一压力变化部分(压力变化率P1/T1)和第二压力变化部分(压力变化率为0)这两个部分构成。其目的是在第一压力变化部分使压力变化，在第二压力变化部分将压力保持一定，由此促使乘客进行咽下动作。
本发明人等针对电梯轿厢内部压力的阶梯形状，将第一压力变化率(P1/T1)和第二压力变化率(P2/T2)、压力变化时间(T1、T2)及一个阶梯的压力差(P1、P2)作为参数，对上述因素与耳朵阻塞之间的关联性进行了论证。其结果是，找到了能够有效缓和耳朵阻塞的阶梯形状。
在第三实施例中，如图8所示，将第一压力变化部分的压力变化率(P1/T1)和第二压力变化部分的压力变化率(P2/T2)分别设定为不为0的缓慢和急剧的两种恒定的压力变化率。此外，将压力变化率缓慢的第二压力变化部分的压力变化率(P2/T2)设定为压力变化率急剧的第一压力变化部分的压力变化率(P1/T1)的0.1～0.5倍的压力变化率，并且将各自的压力变化时间(T1、T2)分别设定在3～7秒钟的范围内。已知通过上述方法能够有效改善耳朵阻塞的缓和效果。
通过将缓慢和急剧的两种压力变化率中的急剧的压力变化率P1/T1设置在电梯轿厢外部压力曲线与近似直线的交叉位置(T＝T0)，能够减少在所述电梯轿厢1内进行加压和减压的切换时所需的供气量和排气量，并且能够使切换变得方便。
其理由是，在进行上述切换时，在施加了作为缓慢的压力变化率的第二压力变化部分的压力变化率(P2/T2)的情况下，由于相对于电梯轿厢外部压力而使加减压的压力变大，需要瞬间从加压状态变换为减压状态，所以需要配置压力变更速度大的设备，导致成本上升。另一方面，在进行上述切换时，在施加了作为急剧的压力变化率的第一压力变化部分的压力变化率(P1/T1)的情况下，可以降低设备所需的压力变化速度。