엘리베이터 - 포지티브 구동 엘리베이터
포지티브 구동 엘리베이터(positive drive lift)는 이름만으로는 어떤 엘리베이터를 말하는지 불명확하다. 우선, 용어정리부터하고 설명하기로 한다.
| 항목 |
<현안전기준> [별표22] 엘리베이터 안전기준 (제4조제1호 관련) (KC2050-51:2022) |
<구검사기준> [별표1] 승강기 안전검사기준 (행정안전부 고시 제2018-022호 (2018.03.23) |
비고 |
| 권상 구동 엘리베이터 (traction drive lift) |
로프 등 매다는 장치가 구동기의 권상 도르래 홈 등에서 마찰에 의해 구동되는 엘리베이터 | 현수로프가 구동기의 권상도르래 홈 등에서 마찰에 의해 구동되는 엘리베이터 |
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| 포지티브 구동 엘리베이터 (positive drive lift) |
드럼과 로프 또는 스프로킷과 체인에 의해 직접 구동(마찰과 관계없이)되는 엘리베이터 |
권상 구동식 이외의 방식으로 체인 또는 로프에 의해 현수되는 엘리베이터 |
포지티브 구동 엘리베이터(positive drive lift)는 권상 구동 엘리베이터(traction drive lift)와 대별되는 개념의 시스템이다. 권상 구동은 기본적으로 마찰을 이용하여 구동을 시키는 반면 포지티브 구동은 마찰을 이용하지 않고 드럼이나 스프로켓이 로프나 체인을 직접 감거나 끌어 올리는 방식이다. 여기에서 포지티브(positive)라는 뜻은 확실하다는 뜻보다는 미끄럼이 없다는 뜻으로 해석해야 한다. 포지티브 구동 엘리베이터 방식은 공사현장에 사용하는 윈치(winch)(주1)의 방식과 같다. 즉, 권동드럼을 사용하여 로프를 드럼에 감거나 푸는 방식으로 카를 움직인다.
권상 구동 엘리베이터는 시브와 로프(벨트)간에 카와 균형추간의 하중차이로 인해 시브를 타고 넘어가는 로프에서 인장과 수축이 일어나면서 미세한 미끄럼(슬립)이 일어난다. 이를 크립(creep)양 엘리베이터 - 크립(creep)양 이라고 한다.
[별표 22] 엘리베이터 안전기준상에서 포지티브 구동 엘리베이터가 권상 구동 엘리베이터와 어떤 기준의 차이가 있는지 살펴본다.
6.5.6.1에서는 카, 균형추 및 평형추 엘리베이터 - 균형추와 평형추 의 끝단 위치에 대해서 아래표와 같이 권상구동, 포지티브구동에 대해서 규정하고 있다.
| 위치 | 권상 구동 | 포지티브 구동 |
| 카의 최고 위치 | 균형추가 완전히 압축된 완충기에 있을 때 + 0.035 v^2 |
카가 완전히 압축된 상부 완충기에 있을 때 |
| 카의 최저 위치 | 카가 완전히 압축된 완충기에 있을 때 | 카가 완전히 압축된 하부 완충기에 있을 때 |
| 균형추/평형추의 최고 위치 | 카가 완전히 압축된 완충기에 있을 때 + 0.035 v^2 |
카가 완전히 압축된 하부 완충기에 있을 때 |
| 균형추/ 평형추의 최저 위치 | 균형추가 완전히 압축된 완충기에 있을 때 | 카가 완전히 압축된 상부 완충기에 있을 때 |
0.035 v^2은 정격속도의 115%에 상응하는 중력 정지거리의 절반을 나타낸다. 상기 표에서 알 수 있는바와 같이 권상구동은 카와 균형추의 최고 위치는 반대편의 카나 균형추가 완전히 압축된 완충기에 있을때 관성에 의해 튀어오르는 양을 감안하여 0.035 v^2을 더해주는 반면 포지티브 구동에서는 이러한 값을 고려하지 않아도 된다. 왜냐하면 카나 평형추가 최고 위치에 있을때 완충기에 의해서 튀어오름이 제한되기 때문이다.
6.5.6.3에서는 포지티브 구동 엘리베이터의 주행안내 레일의 길이에 대해서 규정하고 있다.
| 권상 구동 | 포지티브 구동 |
| 주행안내 레일 길이는 카 또는 균형추가 6.5.6.1에 따른 최고 위치에 있을 때 가이드 슈/롤러 위로 각각 0.1 m 이상 연장되어야 한다. | 카가 상승방향으로 상부 완충기에 충돌하기 전까지 안내되는 카의 주행거리는 최상층 승강장 바닥에서부터 위로 0.5 m 이상이어야 하며, 카는 완충기 행정의 한계까지 주행되어야 한다. |
9.4에서는 로프 감김에 대해서 규정하고 있다.
| 9.4.1 13.2.1.1나)에 따른 조건에서 사용될 수 있는 드럼은 나선형으로 홈이 있어야 하고, 그 홈은 사용되는 로프에 적합해야 한다. 9.4.2 카가 완전히 압축된 완충기 위에 정지하고 있을 때, 드럼의 홈에는 한바퀴 반의 로프가 남아 있어야 한다. 9.4.3 로프는 드럼에 한 겹으로만 감겨야 된다. 9.4.4 홈에 대한 로프의 편향각(후미각, fleet angle이라고도 한다)은 4°를 초과하지 않아야 한다.  |
기타 권상 구동 엘리베이터에 비해 포지티브 구동 엘리베이터에 대한 특별한 기준은 다음과 같다.
9.5.3 나) 포지티브 구동 엘리베이터 및 유압식 엘리베이터의 경우, 매다는 장치가 느슨해지면 15.2에 따른 전기안전장치는 구동기를 정지시켜야 한다.
10.1.2 권상 구동 및 포지티브 구동 엘리베이터의 보호 수단중 상승과속방지장치는 권상 구동 엘리베이터에만 한정한다.
12.1.2 포지티브 구동식 엘리베이터는 주행로 상부 끝단에서 작용하도록 카 상부에 완충기가 설치되어야 한다.
13.2 구동기의 구동방식
| 권상 구동 | 포지티브 구동 |
| 권상 (도르래와 로프의 사용) | 포지티브, 즉 1) 드럼과 로프 사용 또는 2) 스프로킷과 체인 사용 정격속도는 0.63 ㎧ 이하이어야 하며, 균형추는 사용되지 않아야 한다. 다만, 평형추의 사용은 허용된다. |
16.2.2.2, 156.2.2.3 파이널 리미트 스위치의 작동 방식
| 권상 구동 | 포지티브 구동 |
| 가) 승강로 상부 및 하부에서 직접 카에 의해, 또는 나) 카에 간접적으로 연결된 장치(로프, 벨트 또는 체인 등)에 의해 나)의 간접 연결이 파손되거나 늘어나면 15.2에 적합한 전기안전장치에 의해 구동기가 정지되어야 한다. |
가) 구동기의 움직임에 연결된 장치에 의해, 또는 나) 평형추가 있는 경우, 승강로 상부에서 카 및 평형추에 의해, 또는 다) 평형추가 없는 경우, 승강로 상부 및 하부에서 카에 의해, |
포지티브 구동 엘리베이터라는 용어는 마땅한 번역어가 없어 그냥 영어를 그대로 가져왔다. 포지트브 구동 엘리베이터를 이르는 다른 용어를 정리하면 다음과 같다.
| 구분 | 기준상 공식 용어 | 다른 용어 | 비고 |
| 로프식 엘리베이터 (법상으로는 "전기식"으로 되어 있다) |
권상 구동 엘리베이터 | 마찰구동식 (traction drive type) 엘리베이터 균형추방식 엘리베이터 |
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| 포지티브 구동 엘리베이터 | 확동구동식 (positive drive type) 드럼방식 엘리베이터 |
권상 구동 엘리베이터는 마찰력을 구동력으로 하고 권상비가 맞지 않을 경우 미끄러질 우려가 있다는 단점이 있으나 행정거리의 제한이 거의 없으며 구동부하를 최소(정격적재량의 반)화 할 수 있다는 장점이 있어 대부분의 엘리베이터는 이방식을 적용한다. 반면에 포지티브 구동 엘리베이터는 마찰을 이용하지 않기 때문에 미끄러질 우려가 없으나 드럼의 크기 제한으로 행정거리에 대한 제한이 있고 구동부하(카자중+적재량, 물론 평형추를 적용하게 되면 카자중의 일부는 상쇄될수 있다)가 클 수밖에 없다. 그래서 승객용엘리베이터에는 거의 적용하지 않는다.
※ 포지티브 구동 방식의 소요 동력 계산 비교
권상 구동 엘리베이터는 카의 자중은 균형추에서 반대 방향으로 보상이 되고 카에 적재되는 부하는 균형추에 부가되는 오버밸런스양(오버밸런스율: 35~50%, 보통 50%)으로 보상되어 실제로 해야 할 일은 균형추와 카측의 하중차이만큼의 부하만 감당하면 되는 반면 포지티브 구동 엘리베이터는 적재되는 부하뿐만 아니라 카자체의 자중까지 올려야 하기 때문에 전동기의 소요동력이 상당히 크다. 이를 줄여주기 위해 평형추(balancing weight)를 카측에 매달아 적용하는데 빈카상태의 하중을 고려해야 하기 때문에 카자중보다 무거운 무게를 달수는 없다. 또한 이러한 구조는 복잡하여 실제로 적용되기는 어렵다.
권상 구동 엘리베이터의 소요동력 계산식은 다음과 같다.
여기서, 포지티브 구동 엘리베이터는 균형추가 없기 때문에 균형추 불평형율 S=1.0이 되고 정격하중 L 대신에 P+L(카자중(P)+적재하중(L))을 적용하여 계산하면 된다.
정격속도 60m/min, 정격 하중 1,000kg, 카자중 1,600kg, 균형추 불평형률 0.5(=1-오버밸런스율)이고 시스템종합효율이 0.5라고 하면 권상 구동 엘리베이터의 소요동력은 9.8kW로 계산되며 포지티브 구동 엘리베이터의 소요동력은 51.0kW로 계산된다. 동일조건이라고 하면 권상 구동 방식이 포지티브 구동방식에 비해 소요동력이 1/5 수준이라고 할 수 있다.
포지티브 구동 엘리베이터는 현장에서 거의 사용되지 않아 실무적인 사항에 대해서 소홀히 다루기 쉽다. 하지만 이러한 방식은 산업현장에서 많이 사용되는 대표적인 구조이기 때문에 권상 구동 방식과 비교해서 정리해 둘 필요가 있다.
주1) 윈치 - Daum 백과
2025.5.9.
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