技术领域
[0001] 本公开涉及电梯系统，特别是用于高层
建筑物的电梯系统。
背景技术
[0002] 众所周知，电梯系统通常包括通过提升缆线连接到
配重的
电梯轿厢。提升缆线在通常设置在
电梯井道顶部处并设有
马达的
滑轮或滑轮系统上通过，该马达通过致动滑轮或滑轮系统，通过提升缆线使电梯轿厢向上或向下移动。提升缆线通常由一根或多根
钢丝绳或皮带制成。
[0003] 通常，电梯系统还包括用于将电
力和数据
信号传输到电梯轿厢的拖曳缆线(trailing cable)。特别地，拖曳缆线可以传输用于电梯轿厢的服务设备(例如照明设备、显示器、对讲机、
空调系统、通
风系统等)的电力。电梯轿厢的“服务设备”是指不涉及电梯轿厢运动的所有设备。
[0004] 拖曳缆线通常一端固定在电梯轿厢上，另一端固定在配电箱上，配电箱位于电梯井道的一侧上，例如位于相对于电梯行程的中间
位置处。
[0005] 拖曳缆线通常由被绝缘层包裹的电力导体或通信导体制成。
[0006] 鉴于对越来越高的建筑物的需求不断增加，在制造电梯系统方面出现了新的挑战，特别是涉及用于电梯轿厢
支撑的提升缆线和拖曳缆线。
[0007] 在具有非常长的电梯井道的
高层建筑物中，由提升缆线和由拖曳缆线引起的移动
质量的影响变得重要，并且对电梯系统设计构成了重大限制。
[0008] 用于高层建筑的提升钢缆应该很长，因此很重。
[0009] 至于拖曳缆线，由于电梯轿厢的快速运动，气流可能会引起猛烈的冲击，从而使拖曳缆线承受很大的
应力。
[0010] 因此，拖曳缆线应坚固耐用，并尽可能牢固地固定在电梯轿厢和配电箱上。这意味着使得拖曳缆线越来越重。
[0011] 由于上述原因，已经提出了包括
碳纳米管(CNT)作为强度组分来代替钢并使得缆线更轻的提升缆线。还提示了提升缆线中的CNT也用于传输
电信号。
[0012] WO2015162263涉及一种用于电梯系统的提升构件，该提升构件包括芯部，该芯部具有嵌入在基体材料中的强度组分。强度部分可以由
碳纳米管材料制成，而基体材料由
聚合物材料制成。CNT被配置为承载电梯轿厢的负载。在一些
实施例中，CNT构造成通过提升构件传输电信号，以向电梯轿厢提供电力和/或在
控制器与电梯轿厢之间提供通信。因此，不需要向电梯轿厢供电的额外拖曳缆线。
[0013] US20110061976涉及一种
电池配重电梯，其中，配重基本上由用于向电梯供电的
蓄电池提供。配重的很大一部分重量包括一个或多个蓄电池。在电梯轿厢和配重之间延伸有一条行进电力缆线。行进电力缆线从配重内的蓄电池向安装在轿厢内或轿厢上的电梯驱动马达提供
电能。附加的行进缆线包括可在电梯轿厢和配重之间延伸的控制和通信缆线。
[0014] US4402386涉及一种具有逆变器控制的异步线性电动马达作为配重的自供电电梯。马达可以优选地由来自主馈能器的
电流馈能，该主馈能器通过充电器连接到浮动电池，电池本身通过逆变器连接到马达。所有已知类型的部件都可以构成配重的组成部分。电池可以通过悬挂的缆线、或者最好通过位于主着陆层的插座连接器进行充电。电梯轿厢在由绳索悬挂的两个
导轨上滑动。
发明内容
[0015]
申请人面临着这样的问题，即减轻为电梯轿厢起重并为其供能的缆线的重量，并且简化电梯系统、特别是用于非常高的建筑物的电梯系统的设计。
[0016] 申请人发现，包括尺寸适合机械目的的CNT的提升缆线适合于为电梯轿厢的电气服务设备带来足够的电力。
[0017] 为了提供电力以用于向提升缆线馈能并且因此向电梯轿厢的服务设备馈能，申请人意识到利用包含电源的配重，并通过CNT提升缆线将这种配重机械地和电气地连接到电梯轿厢。
[0018] 这样，避免了拖曳缆线的使用以及与拖曳缆线有关的所有技术问题。CNT提升缆线的使用还可以减少在电梯系统设计中，由提升缆线的重量所带来的影响。
[0019] 配重内部的电源应适于仅为电梯轿厢的服务设备供能，因此其应能够提供大约几kW的电能。
[0020] 因此，根据第一实施例，本公开涉及一种电梯系统，其包括：
[0021] -包括一个或多个电气服务设备的电梯轿厢；
[0022] -配重；
[0023] -容纳在配重中的电源；
[0024] -提升缆线，该提升缆线的第一端连接到电梯轿厢，第二端连接到配重，并包括碳纳米管(CNT)线(yarn)，其中，该CNT线机械地支撑电梯轿厢和配重，并且为从电源到电气服务设备的电导体。
[0025] 在本公开的提升缆线中，第一端与第二端相对。
[0026] 在一个实施例中，本公开的线中的碳纳米管(CNT)是复数壁型的。
[0027] 在一个实施例中，本发明的线中的CNT是少壁型的。
[0028] 在一个实施例中，配重中的电源包括可充电电池。这样，电源不需要经常维护，从而降低了维护成本。
[0029] 在一个实施例中，电梯系统可以包括充电器系统，该充电器系统包括与电梯井道壁相关联/在电梯井道壁中并与配重中的电源操作性地
接触的固定供
能源。
[0030] 根据该实施例，电池充电过程不需要中断电梯系统的操作。
[0031] 在一个实施例中，所述固定供能源与电源电接触。
[0032] 在替代实施例中，固定供能源通过
电磁感应与电源接触。
[0033] 在一个实施例中，电梯轿厢和/或配重设有第一无线数据收发器。此特征允许实时监视电梯系统的运行，以收集和检索监视数据以及与电梯轿厢进行通信。
[0034] 根据该实施例，电梯系统可以包括可固定到电梯井道侧的多个第二无线数据收发器。第二无线数据收发器彼此连接并且被连接至配置为控制第二无线数据收发器的控制器，以用于向电梯轿厢或配重发送数据信号或从电梯轿厢或配重接收数据信号。
[0035] 在一个实施例中，提升缆线适于也在配重和电梯轿厢之间传输数据信号。
[0036] 在一个实施例中，电梯系统包括包含碳纳米管线的辅助缆线，该辅助缆线在第三端处机械地和电气地连接到电梯轿厢并且在第四端处机械地和电气地连接到配重。
[0037] 在本公开的辅助缆线中，第三端与第四端相对。
[0038] 根据该实施例，存在对电梯轿厢的总供能的冗余和/或在两条线路之间分配总供能的传输。
[0039] 为了本
说明书和所附
权利要求的目的，除非另有说明，否则在所有情况下，表示数量、量、百分比等的所有数字应理解为由术语“约”修饰。而且，所有范围包括所公开的最大点和最小点的任何组合，并且包括其中的在此可能具体列举或可能不具体列举的任何中间范围。
[0040] 而且，采用术语“一”和“一个”来描述本公开的元件和部件。这样做仅仅是为了方便并给出本公开的一般含义。该描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数形式也包括复数，除非显而易见地另有说明。
附图说明
[0041] 根据以下参考附图给出的详细描述，其他特征将变得显而易见，其中：
[0042] 图1是根据本发明的第一实施例的电梯系统的示意图。
[0043] 图2是根据本公开的第二实施例的电梯系统的示意图；
[0044] 图3a和3b是包括在根据本公开的电梯系统中的提升缆线的示意性剖视图；和[0045] 图4a和图4b是用于根据本公开的电梯系统的示例性充电器系统的示意图。
具体实施方式
[0046] 在图1或图2中示出了根据本公开的电梯系统100。
[0047] 电梯系统100适合于安装在电梯井道101的内部，并且包括电梯轿厢110、配重120和将电梯轿厢110连接至配重120的提升缆线130。特别地，提升缆线130在滑轮或滑轮系统140上通过，该滑轮或滑轮系统通常放置在电梯井道101的顶部。滑轮或滑轮系统140操作性地连接至马达150，该马达致动滑轮或滑轮系统140以通过提升缆线130向上或向下移动电梯轿厢110。
[0048] 马达150操作性地连接到控制器160，该控制器被配置为根据用户产生的命令信号、例如通过按下电梯轿厢110的
请求按钮来致动马达150。
[0049] 电梯轿厢110包括一个或多个电气服务设备，例如，一个或多个照明设备、一个或多个显示器、对讲机、空调系统、
通风系统等。
[0050] 电源170被容纳在配重120中。特别地，电源170适于为电梯轿厢110的一个或多个电气服务设备供应电力。例如，电源170适于提供1kW或3kW或8kW的电力。
[0051] 提升缆线130在第一端111处机械地和电气地连接到电梯轿厢110，并且在第二端121处机械地和电气地连接到配重120，以便当用于提升缆线130的机械和电气连接器(未示出)位于电梯轿厢110的顶部和配重120的顶部时，将来自配重120内部的电源170的电力提供给电梯轿厢110的一个或多个服务设备，并且同时，在移动构造和静止构造时支撑电梯轿厢110和配重120。
[0052] 在图2的实施例中，电梯系统100还包括包含碳纳米管线的辅助缆线200。该辅助缆线200在第三端112处机械地和电气地连接到电梯轿厢110，并且在第四端122处机械地和电气地连接到配重120。
[0053] 根据该实施例，存在对电梯轿厢的总供能的冗余和/或可以将总供能的传输在两条线路之间分配。
[0054] 在本公开的实施例中，配重120内部的电源170包括可再充电电池。
[0055] 从图4a或图4b中可以看出，本公开的电梯系统可以包括充电器系统，该充电器系统包括固定供能源410a、410b，该固定供能源能够与电梯井道壁101a相关联/关联在所述电梯井道壁，并且操作性地接触配重120中的电源170(例如，电池)。例如，接触部可以是磁感应型的，也可以是直接电接触型的。
[0056] 在图4a的实施例中，固定供能源410a是与配重120的走向相对应的地沿着电梯井道壁101a竖直延伸的供能缆线，该固定供能源设有轮子或靴420，该轮子或靴在电梯轿厢110运动期间在缆线410a和电池170之间形成电接触。
[0057] 在图4b的实施例中，固定供能源410b是在配重120的电池170的对应于在电梯轿厢110的一个或多个停靠点的位置处与电梯井道壁101a相关联或在关联在所述电梯井道壁中的交流电源充电器。当电梯轿厢110停止时，交流电源充电器410b与电池170建立电感接触，并通过电磁感应对电池进行充电。
[0058] 在一个实施例中，电梯轿厢110和/或配重120分别设有第一无线数据收发器180。
[0059] 在这种情况下，多个第二无线数据收发器190彼此相连地被固定到电梯井道侧并且被固定到控制器(该控制器可以是与被配置为致动马达150的相同的控制器160)，该控制器被配置为控制所述多个第二无线数据收发器以发送数据信号至电梯轿厢110或配重120或从电梯轿厢110或配重120接收数据信号。
[0060] 第二无线数据收发器190可以沿着电梯井道的侧面
定位。
[0061] 在一个实施例中，提升缆线130适于在配重120和电梯110之间传输数据信号。第一无线数据收发器180可以仅与配重120相关联；第一无线数据收发器180可以仅与配重120相关联。数据可以通过无线连接从控制器160传输到配重120，然后通过由提升缆线130代表的缆线连接从配重120传输到电梯轿厢110。
[0062] 在图2的实施例中，电梯系统100包括包含碳纳米管线的辅助缆线200，该辅助缆线将电梯轿厢110机械地和电气地连接至配重120。
[0063] 辅助缆线200可以用作冗余缆线，以用于向电梯轿厢110的总体供能和/或用于在提升缆线130和辅助缆线200之间分配这种总体供能。
[0064] 用于辅助缆线200的机械和电气连接器可以位于电梯轿厢110和配重120的底部。
[0065] 根据该实施例，电梯系统100可包括定位在电梯井道底部处的辅助滑轮或辅助滑轮系统210，其中，辅助缆线200通过所述辅助滑轮或辅助滑轮系统。
[0066] 提升缆线130可以分别具有如图3a和3b所示的圆形或平坦的横截面。
[0067] 如图3a和3b所示，提升缆线130包括三个碳纳米管
线束220形式的碳纳米管(CNT)线，所述碳纳米管线适于用作强度构件和电导体(分别为导体、回路导体和接地导体)。提升缆线130可以由CNT编织线220制成，并且以紧密构造被容纳在例如由基于聚
氨酯或
橡胶(EPR、PCP、PSC、CPE)的材料制成的电绝缘层230中。可以在电绝缘层230周围设置护套240。
[0068] 在一个实施例中，电绝缘层230和护套240由相同的材料制成并且可以是相同的层。
[0069] 在未示出的实施例中，不设置电绝缘层230，并且CNT线束220通过分别的绝缘层电绝缘。
[0070] CNT线的比强度(强度重量比)比高
碳钢大、
密度约为1g/cm3、并且是导电的。
[0071] 线中的CNT可以是复数壁型的，特别是少壁型的。
[0072] 复数壁型的CNT包括多个层。在少壁型的特定情况下，CNT包括约3至5层。
[0073] 在一个实施例中，本发明的提升缆线的线的每个CNT的直径在2至20nm之间(单CNT直径)，长度在数微米至数百微米(直至10mm)之间。
[0074] 根据本公开的电梯系统的示例的尺寸如下。一台电梯轿厢，最多可容纳10人，并且相关配重为2500千克的移动质量。这种移动质量可以由与图3a或3b中的提升缆线类似的提TM升缆线来支撑，其中三束CNT线(在本示例中，CNT是Nanocomp出售的Miralon 产品)的总横截面积为168mm2。如果使用钢制提升缆线，则三根
钢丝绳的总横截面积为150mm2。
[0075] 本示例的具有168mm2的CNT总横截面积的提升缆线适于从位于配重中的400V电池(如LG Chem RESU 400V)向电梯轿厢输送6kW的电能。
