夏の暑さでエレベーターが故障するのはなぜですか?

エレベーターは毎日、建物内を静かに、そして確実に人や物を運ぶという重要な役割を担っています。しかし、人間と同じように、エレベーターも猛暑の中では性能を発揮できません。特に機械室の温度上昇は、突然の故障や停止、そして高額な損害につながる可能性があります。暑い日にエレベーターが突然停止した経験があるなら、おそらくエレベーターも暑さを感じていたのでしょう。

この記事では、エレベーターがなぜ高温に弱いのか、どの部品が最も影響を受けやすいのか、そして特に夏場の熱による故障を防ぐにはどうすればよいのかを分かりやすく解説します。エレベーターの仕組みについてこれまで考えたことがなくてもご安心ください。すべてを分かりやすく解説します。そして最後には、適切な冷却とメンテナンスがなぜ不可欠か、そしてFUJITAのような信頼できるブランドを選ぶことがなぜ重要なのかをご理解いただけるでしょう。

エレベーターの機械室がなぜこんなに暑くなるのか

1. 建物の構造が状況を悪化させる

エレベーター機械室の多くは建物の最上階、多くの場合屋上に独立した部屋として建設されています。これらの機械室は外壁と屋根に囲まれており、特に夏場は太陽熱を大量に吸収します。外気温が上昇すると、これらの壁が熱くなり、その熱が室内に伝わり、機械室はまるでオーブンのような高温になります。直射日光にさらされる面積が広いほど、問題は深刻化します。

2. エレベーターシステム自体が熱を発生します

エレベーターの部品は通常運転中に驚くほどの熱を発生します。機械室内の主な発熱部品は以下のとおりです。

a. インバータ（可変周波数ドライブとも呼ばれる）

この部品はエレベーターのモーターを制御し、運転中に頻繁にオン・オフを切り替えます。これらの高速電気スイッチは、特にIGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）と呼ばれる部品から大量の熱を発生します。エレベーターの使用頻度が増えるほど、インバータからの熱も増加します。

b. 制動抵抗器

エレベーターが動くとき、特に荷物がほとんど積まれていない、あるいは全く積まれていない状態で上昇しているとき、カウンターウェイトはかごよりも重いです。そのため、モーターは電力を使用する代わりに発電します。このエネルギーはどこかに放出する必要があるため、ブレーキ抵抗器に送られ、熱として放出されます。多くのシステムでは、ブレーキ抵抗器がエレベーターの消費エネルギーの約3分の1を占め、そのすべてが機械室で熱として放出されます。

c.モーター

モーターは電力を消費し、特に頻繁な始動と停止の際には自然に発熱します。消費電流が多ければ多いほど、モーターの温度も高くなります。

高温がエレベーターに与えるダメージ

機械室が高温になると、エレベーターの電子部品と機械部品の両方に影響が出ます。具体的には以下のようになります。

1. 電子故障と制御の問題

a. 制御基板の故障

エレベーターの制御システムは、マイクロプロセッサとロジック回路を使用しています。これらは温度変化に敏感です。機械室が過熱すると、これらのコンポーネントが予期せぬ動作を開始する可能性があります。その結果、エレベーターが突然停止したり、階を飛ばしたり、ドアが正しく開閉しなくなったりする可能性があります。

b. インバータの損傷

インバータは温度に非常に敏感です。研究によると、周囲温度が10℃上昇するごとにインバータの寿命が半分に縮む可能性があります。過熱するとインバータ内部で短絡が発生し、永久的な損傷を引き起こし、エレベーターを停止させる可能性があります。

c. 制動抵抗器の過負荷

制動抵抗器は、エレベーターの運転と運転の間に適切に冷却されないと、故障したり、発火したりする恐れがあります。暑い部屋では、冷却する機会が全くありません。

d. 一般的なコンポーネントの老朽化

リレー、コンタクタ、トランスなどの部品も、動作中に多少の熱を発生します。高温環境では、これらの部品の放熱能力が低下します。その結果、早期劣化、信頼性の低下、そして最終的には故障につながります。実際、部品の温度が2℃上昇するごとに、信頼性は10%低下する可能性があります。

2. 機械的ストレスと故障

ａ．モーターの損傷

モーターが正常に機能するには、常に冷却状態を保つ必要があります。室温が既に高い場合、モーターから発生する熱は逃げ場がありません。モーターに冷却ファンや過熱保護装置が内蔵されている場合でも、過熱状態が続くとモーターの巻線が焼損し、運転停止や高額な修理費用が発生する可能性があります。

b. ギアボックスの摩耗

ほとんどのエレベーターシステムは、ウォームギアとブロンズホイールを備えたギアボックスを使用しています。これらの金属は熱にさらされると膨張率が異なります。温度が上昇すると、部品間の精密な嵌合が失われます。その結果、摩擦が増加し、摩耗が加速し、エレベーターの走行中に異音や振動が発生することがあります。

高温はギアボックスオイルを劣化させ、潤滑能力を低下させます。これにより摩耗が進み、さらに熱が上昇し、最終的にはギアボックスの故障につながる危険なサイクルが始まります。

機械室を涼しく保つために何ができるでしょうか?

1. 断熱性を高める

機械室の適切な断熱は、外部からの熱伝導を軽減するのに役立ちます。機械室はユーティリティスペースのように扱われ、壁や屋根に適切な断熱材が敷かれていないことがよくあります。機械室も、精密機器が設置されている他の部屋と同様に扱うべきです。

2. 冷却・換気システムを設置する

高温の気候や夏季には、パッシブ換気だけでは不十分な場合が多くあります。排気ファン、通気口、あるいは空調システムを設置することで、安全な動作温度を維持できます。

ファンを使用する場合は、適切な空気の流れを確保するために、ルーバー窓などの換気口の反対側に設置してください。適切に設計されていれば、この設置によって室温を大幅に下げることができます。

結論

エレベーターは頑丈で機械的な構造に見えるかもしれませんが、実際には環境に敏感な複雑なシステムです。機械室が過熱すると（特に夏場）、電子機器からモーター、そして乗客の快適性と安全性に至るまで、あらゆるものに影響を及ぼす可能性があります。

この記事が、熱がエレベーターにどのような影響を与えるか、そしてエレベーターを守るために何ができるかを理解するのにお役に立てば幸いです。ビルのオーナー、施設管理者、あるいはエレベーターの安全性に関心のある方など、過熱を防ぐための対策を講じることは賢明な行動です。

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