개념 한 쪽
유압식 엘리베이터는 유압유를 펌프로 밀어 올려 카를 승강시키는 방식으로, 기계실 배치의 자유로움과 상부 하중 경감 등 구조적 장점을 가진다. 그러나 펌프 구동을 위한 전력 소비가 크고, 실린더 길이 제한으로 주로 저층용으로 사용되는 등 단점도 존재한다. 간접식과 직접식의 전달 경로 차이는 카의 동작 특성에 영향을 주므로 구분하여 이해해야 한다.
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출제기준 단원 「팬터그래프식 유압식 엘리베이터의 특징」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 간접식 로프 신장 영향 | 1 | 로프 신장이 플런저 대비 카 이동에 미치는 영향 판단 |
| 꼭대기부 틈새 계산 | 1 | 정격속도를 이용한 꼭대기부 여유거리 산출 |
| 유압식 장단점 판별 | 1 | 유압식의 장점과 소비전력 단점 구분 |
유압식 엘리베이터는 펌프로 유압유를 밀어 올려 플런저(실린더 피스톤)가 카를 밀어 올리는 방식으로 동작한다. 이 방식은 로프와 도르래를 사용하는 전동기식과 달리 승강로 상부에 기계실을 둘 필요가 없어 기계실 위치의 자유도가 크다는 장점을 가진다.
유압식은 실린더로 직접 힘을 전달하는 직접유압식과 플런저의 동작을 로프와 도르래로 전달하는 간접유압식으로 나뉜다. 간접유압식은 로프와 도르래를 경유하므로 로프의 신장이나 도르래 마찰로 인해 부하 시 카 바닥의 빠짐이 직접식보다 크게 발생할 수 있다.
유압식은 펌프 구동에 전력을 소비하므로 소비전력이 크다는 점이 단점이다. 이 때문에 고속 또는 장거리 승강에는 부적합하며, 주로 저층 건물이나 중하중 운송에 적합하다. 일반적으로 사용되는 정격용량 범위는 약 1500~2000kg이다.
간접유압식에서는 로프 신장이 플런저 이동거리 대비 카의 실제 상승거리를 변화시키는 기계적 전달비 개념이 적용된다. 로프가 늘어나면 같은 플런저 이동에도 카는 더 높은 위치로 올라갈 수 있으므로 제어와 정지 위치 관리에 유의해야 한다.
VVVF(주파수 변환) 방식의 유압 엘리베이터는 펌프 토출 유량을 전자적으로 제어하여 모터 회전수를 조절하므로 유량제어 밸브를 사용하는 방식보다 온도나 압력 변화의 영향이 적고 주행이 부드럽다는 장점을 가진다.
유압식 꼭대기부 틈새 계산 예시는 정격속도를 이용한 산출식을 활용한다. 문제 재료에서 제시된 계산 논리로 정격속도 30m/min일 때 틈새는 속도값(30)과 고정 여유(20) 및 추가 안전여유(11.3)를 더하여 61.3cm로 산출된다. 이러한 계산식은 카가 비상정지 시 플런저 이탈을 방지하기 위한 최소 여유거리를 결정하는 데 사용된다.
간접식 로프 신장 영향 예시는 플런저 이동과 카 상승의 기계적 전달비를 이해하는 문제로 출제된다. 로프가 신장하면 동일한 플런저 이동에서 카의 상승거리가 증가하므로 정지 위치 에러의 원인이 될 수 있음을 사례로 확인한다.
간접식 유압 엘리베이터의 로프가 늘어나면 발생하는 현상은?
정답 ④ · 간접식 유압 엘리베이터는 플랜저의 움직임을 로프나 체인을 통해 카에 전달합니다. 만약 사용 중 로프가 늘어나게 되면, 플랜저가 정상적인 위치에 도달하더라도 카는 목표 층까지 충분히 올라가지 못하고 건물 바닥면보다 낮은 곳에서 정지하게 되는 현상이 발생합니다.
간접식 유압 엘리베이터 로프 신장은 플랜저 이동거리 증가로 이어져 카 상승 거리가 늘어납니다.
간접식인 유압식 엘리베이터의 카를 최상층에서 미속으로 상승시켜 플런저가 이탈방지장치로 정지했을 때 꼭대기부 분의 틈새는 약 몇 cm 이상이어야 하는가? (단, 카의 상승 정격속도는 30m/min로 한다.)
정답 ② · 유압식 엘리베이터의 과행정 여유거리 계산 공식에 따르면, 카가 최상층에서 미속으로 상승하다가 플런저 이탈방지장치에 정지할 때의 꼭대기부 틈새는 속도에 비례하여 산출됩니다. 계산식 30(속도) + 20 + 11.3 = 61.3cm에 따라 결과는 61.3cm가 되며, 제시된 2번 보기가 정답입니다.
유압식 엘리베이터 꼭대기부 틈새는 정격속도(cm/min)에 2를 더하고 11.3을 더한 값(또는 관련 규정 산출식)으로 결정된다.
유압엘리베이터의 장점이 아닌 것은?
정답 ④ · 문항은 유압식 엘리베이터의 장점이 아닌 것을 찾는 문제로서 유압식은 기계실 위치가 비교적 자유롭고 승강로 상부에 기계실이 필요 없으며 상부 틈새가 작아도 설치 가능하다는 장점이 있다. 반면 유압식은 오일 펌프 구동으로 인해 에너지 손실이 커 소비전력이 로프식보다 작다는 주장은 사실과 반대이므로 장점이 아니다.
유압식 엘리베이터는 오일 펌프 구동에 전력이 필요하므로 로프식 대비 소비전력이 적다는 것은 장점이 아니다.
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