엘리베이터의 발명과 작동 방식을 알아보자!

우리가 매일 같이 이용하는 엘리베이터는 높은 곳을 편하게 이동시켜 주는 편리한 운송수단입니다.

승객을 실어나르기도하고 화물을 나르기도 하는 편리한 엘리베이터는 언제 발명되고 어떤 장치로 만들어졌을까요?

엘리베이터의 발명

우리에게 편리를 주는 엘리베이터는 로마시대와 중세시대에도 사용했을 만큼 오래된 기계장치입니다.

기원전 200년경에 살았던 고대 그리스의 수학자 아르키메데스는 도르래에 밧줄을 걸어 끌어올리는 승강기를 발명했습니다.

이러한 형태의 승강기는 주로 로마의 콜로세움같은 경기장에서 검투사와 맹수들을 이동하는 데 사용되었습니다.

17세기, 프랑스인 벨레이는 카운터 웨이트 리프트를 발명했습니다.

나폴레옹은 왕궁에서 의자와 도르레를 이용한 승강기를 이용해 여왕을 이동시켰다고도 하며, 프랑스의 루이 15세는 베르사유 궁전에 엘리베이터를 가지고 있었다는 문헌이 있습니다.

이처럼 유럽 곳곳에는 수력으로 움직이는 엘리베이터가 설치되었는데 속도가 매우 느리다는 단점이 있었습니다.

따라서 속도를 빠르게 하는 방법이 연구되었으나 사람이 탑승하기에는 매우 위험하다는 단점이 있었습니다.

속도는 빠르면서 안전한 엘리베이터를 처음 만들어낸 사람은 '엘리샤 오티스(Elisha Otis)'입니다.

1853년, 뉴욕 만국박람회장에서 오티스는 자신이 발명한 엘리베이터에 탑승해 직접 엘리베이터 줄을 끊어도 안전한 것을 보여주며 '안전한 엘리베이터'를 홍보합니다.

이후, 1857년 호워트 회사 뉴욕 지점에 오티스의 엘리베이터가 처음 설치되었고 수력이나 수압을 이용한 엘리베이터에서 전동기를 이용한 방식으로 변경되어 1880년 독일의 지멘스회사에서 제작하기 시작했습니다.

이러한 안전한 엘리베이터의 발명은 더 높은 건물을 지을 수 있는 초석이 되었습니다.

우리나라의 첫 엘리베이터는 1910년 조선은행에 설치되었습니다. 이는 화폐를 이동하기 위한 수단으로, 사람이 탐승하는 용도로는 1914년 철도호텔에 처음으로 설치되었습니다.

- 작동 방식

엘리베이터의 작동 방식은 유압식과 로프식으로 나뉘는데 오늘 알아볼 로프식 엘리베이터는 기본적으로 '도르래의 원리'를 이용합니다.

도르래의 원리란 무거운 물체를 보다 수월하게 옮길 수 있는 방법으로, 힘의 방향과 이동 방향을 서로 다르게 만들어 필요한 힘을 줄이는 것을 말합니다.

엘리베이터가 운행되는 길의 맨 위에는 전동기가 설치된 도르래가 있고, 이 도르래에는 줄이 연결되어 있습니다.

줄의 한 쪽에는 사람이나 화물이 탈 수 있는 '카(car)'가 연결되고 반대쪽에는 평행추가 연결됩니다.

우리가 카에 탑승하여 원하는 층의 버튼을 누르면 엘리베이터의 제어반이 전동기를 회전시켜 카를 움직이고 원하는 층으로 이동시켜 주는 것이 현대 엘리베이터의 작동 방식입니다.

- 안전장치

만에 하나, 엘리베이터 줄이 끊어진다면 어떻게 될까요?

안전장치가 없다면 엘리베이터는 낙하하여 사람이나 화물이 피해를 입게 됩니다.

그러나, 엘리베이터에는 브레이크가 설치되어 있어 속도가 빨라지면 비상정지하게 됩니다.

뿐만 아니라 일정 간격마다 충격을 흡수하는 가이드레일이 설치되어 있어 카를 정지시킬 수 있게 했으며, 바닥에는 완충기가 있어 추락 피해를 감소시킬 수 있습니다.

이러한 안전장치는 10여개 이상이 설치되어 있어 엘리베이터 사고에서 안전하게 지켜줍니다.

1) 엘리베이터에 거울이 설치된 이유

오티스가 만든 안전 장치가 달린 엘리베이터는 당시 기술력의 부족으로 속도가 그다지 빠르지 않았습니다.

당시의 탑승객들은 느린 이동 속도에 불만이 터져나왔으나 안전상의 이유와 기술적 한계로 속도를 더 높이지는 못했고, 대신 거울을 부착하여 사람들이 거울을 보며 시간을 보내게 만들었습니다.

이는 꽤 성공적인 아이디어로 고객들의 불만이 줄어든 것을 보고 엘리베이터 내부에 거울을 부착하는 것이 당연시 되었습니다.

한 편, 우리나라에서는 '교통 약자의 이동편의 증진법 시행규칙' 제 2조 제 1항에 의해 지하철과 같은 역사 에서는 승강기 내부에 출입문의 개폐 여부를 확인할 수 있도록 거울을 부착해야한다고 규정하고 있습니다.

이는 휠체어 탑승자가 뒤를 돌아보지 않고도 출입문의 개폐 여부를 알 수 있도록 하기 위함입니다.

2) 세상에서 제일 빠른 엘리베이터

엘리베이터의 속도는 4가지로 구분할 수 있습니다.

현재 가장 빠른 엘리베이터는 2017년 설치 된 중국 광저우시의 '광저우 차우 타이 푹 금융 센터 (Chow Tai Fook Centre) 엘리베이터로 분속 1,260m입니다. 이 초고속 엘리베이터에 속합니다.

2020년 우리나라의 현대엘리베이터에서도 분당 1,260m를 움직일 수 있는 빠른 엘리베이터 기술을 개발했다고 발표했습니다.