대한민국의 최고층 엘리베이터의 작동원리와 종류

대한민국에서 제일 높은 건물 롯데 월드 타워는 123층으로 높이가 555.7m로 현재 세계에서 6번째로 높은 건물입니다. 123층까지 걸어서 올라간다는 것은 상상도 할 수가 없습니다.이 엘리베이터는 분당 최대 600m의 속도 움직이며, 초속 10m로 탑승객 54명을 태우고 1분이면 1층에서 최고층까지 도달합니다.

엘리베이터

1. 엘리베이터(Elevator)의 어원

 엘리베이터의 "Elevator"는 라틴어 "elevare"에서 유래되었으며, "끌어올린다" 혹은 "올리다"라는 의미를 가지고 있습니다. 이는 엘리베이터의 주 기능인 사람이나 물품을 한 층에서 다른 층으로 끌어올리는 것을 잘 나타냅니다.

영국의 영어에서는 "리프트(Lift)"라는 단어를 주로 사용하여 엘리베이터를 가리킵니다. 리프트와 엘리베이터는 같은 장치를 가리키는 서로 다른 용어로, 각각의 지역에서 사용됩니다.

 

2. 엘리베이터의 역사와 시초

 2200년 전에 아르키메데스가 밧줄과 도르래의 원리를 이용하여 만든 물건을 들어 올리고 내리는 장비로 시작되었습니다. 그렇지만 실용화된 것은 18세기로 산업혁명과 함께 발전하는 엘리베이터 기술이 등장했습니다. 증기기관의 발명으로 엘리베이터가 동력화되었습니다. 19세기 후반부터 20세기에 오티스 승강기의 등장과 엘리베이터의 발전이 있었습니다.

 1857년 뉴욕 5층 백화점에 최초로 승객용 엘리베이터가 설치되었으며, 이런 장비로 인해서 건축 양식(고층 건물, 마천루)과 도시 계획에 큰 영향을 미쳤습니다. 참고로 우리나라는 1850년에 엘리베이터가 처음 사용되었으며, 1914년 조선호텔에 최초로  설치되었습니다.

3. 엘리베이터의 작동 원리

 기본 원리는 간단합니다. 그 원리를 이해하기 위해서는 먼저 엘리베이터가 크게 두 부분으로 구성되어 있다는 것을 알아야 합니다. 하나는 우리가 승하차하는 엘리베이터 "카"이고, 다른 하나는 그 카를 위아래로 움직이게 하는 "카운터웨이트"입니다.

 1) 카와 카운터웨이트 : 카는 건물의 한 층에서 다른 층으로 사람들을 옮기는 부분입니다.

     카운터웨이트는 엘리베이터 카와 거의 같은 무게를 가지고 있으며, 카가 올라갈 때 내려가고, 카가 내려갈 때 올라가는 역할을 합니다.

 2) 모터와 끈 : 엘리베이터의 움직임은 강력한 모터에 의해 제어됩니다. 이 모터는 강한 철로 된 끈을 당기거나 늦추는 역할을 합니다. 이 끈의 한쪽 끝에는 엘리베이터 카가, 다른 한쪽 끝에는 카운터웨이트가 연결되어 있습니다.

 3) 작동 원리 : 모터가 끈을 당기면 엘리베이터 카가 올라가고, 카운터웨이트는 내려갑니다. 반대로, 모터가 끈을 늦추면 엘리베이터 카는 내려가고, 카운터웨이트는 올라갑니다. 이러한 원리 덕분에 카와 카운터웨이트는 서로 균형을 이루며 움직입니다.

 4) 안전장치 : 만약 끈이 끊어진다면, 엘리베이터 카는 강력한 봄이나 자석에 의해 멈추게 됩니다. 이러한 안전장치 덕분에 엘리베이터는 안전하게 움직일 수 있습니다. 이처럼 엘리베이터의 원리는 간단하지만, 실제로는 복잡한 기계 장치와 전자 장치가 결합하여 우리가 원하는 층으로 안전하게 빠르게 이동할 수 있게 해줍니다.

 5) 여기서 도르래의 원리가 적용되는 사실 : 도르래는 둥근 바퀴에 튼튼한 줄이 미끄러지지 않도록 감아 무거운 물체를 들어 올리는 데 사용하는 도구입니다. 도르래의 종류는 고정도르래, 움직도르래, 복합도르래 등으로 형태와 용도에 따라서 다양하게 쓰입니다. 엘리베이터는 고정도르래는 중요한 역할을 합니다. 고정도르래는 폴리와 로프를 활용하여 물체를 들어 올리는 장치입니다. 엘리베이터 카와 카운터웨이트 사이에 위치합니다.

  a) 엘리베이터 시스템의 모터가 작동하면, 이는 고정도르래에 연결된 강철 케이블을 움직입니다.

  b) 케이블이 움직이면, 이는 폴리를 통해 엘리베이터 카와 카운터웨이트를 서로 반대 방향으로 움직이게 합니다.

  c) 이런 방식으로 고정도르래는 엘리베이터 시스템에서 중요한 역할을 하는데, 이는 엘리베이터 카의 움직임을 안정화하고, 엘리베이터를 운동시키는 데 필요한 힘을 줄이는 데 기여합니다.

4. 엘리베이터의 종류

 1) 승객용 엘리베이터 : 가장 일반적인 형태의 엘리베이터

 2) 화물용 엘리베이터 : 무거운 물품이나 화물을 운반하는 데 사용되며, 더 크고 강력한 모터를 적용

 3) 병원용 엘리베이터 : 환자는 의료 장비를 운반하기 위해 사용되며, 더 넓고 특수 옵션 적용

 4) 자동차 엘리베이터 : 주차장이나 수리 작업장에서 사용

 5) 건설용 엘리베이터 : 건설 현장에서 물자나 인원을 운반하는 데 사용

 6) 더블덱 엘리베이터 : 두 개의 층을 동시에 서비스할 수 있는 엘리베이터

 7) 승강기 : 사다리 형태로 엘리베이터로, 주로 건물의 외부 벽면 청소나 유지 보수 작업 사용

5. 엘리베이터 기업

 1) Otis Elevator (미국) 2022년 기준 매출 136.9억 달러

 2) KONE (핀란드)

 3) Schindler Group (스위스) 1874년 설비 기업으로 2022년 매출 122.2억 달러

 4) Thyssenkrupp Elevator (독일) 2022년 기준 매출 98.3억 달러

 5) Mitsubishi Elevator (일본)

 6) Hitachi (일본)

 7) Fujitec (일본)

 8) Hyundai Elevator (대한민국) 2022년 매출 79.5억 달러

 9) Toshiba (일본)

 10) Sigma (대한민국) 한그겡 시그마 상호로 1968년부터 공급 시작