JP2008087914A - Energy recovery device of cargo handling apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷役装置のエネルギー回収装置に係り、詳しくは加圧された液体で作動されるリフトシリンダを使用して荷の昇降を行う荷役装置のエネルギー回収装置に関する。 The present invention relates to an energy recovery device for a cargo handling device, and more particularly to an energy recovery device for a cargo handling device that lifts and lowers a load using a lift cylinder operated by a pressurized liquid.
バッテリを電源としたフォークリフト等のバッテリ式産業車両においては、荷役部材を昇降作動させるリフトシリンダからの戻り油により駆動される油圧モータを使用して発電機を駆動し、バッテリの回生を行わせるものがある(例えば、特許文献1等参照。)。特許文献1では、フォーク等の荷役部材(荷役用アタッチメント)の下降速度を荷の有無及び荷の重量の違いによらず所定速度にすることを可能にするとともに、所定の負荷以上では回生電力を得ることが可能に構成されている。
ところが、戻り油により駆動される油圧モータを使用して発電機を駆動する構成では、油圧モータが設けられた箇所を戻り油が移動している間、即ち、リフトシリンダの下降動作の間だけ発電機のロータが回転されて発電が行われる。そのため、荷の重量が重い場合はバッテリに供給される充電電流が充電に適した電流量より大きな値で充電される状態となる場合があり、バッテリの寿命が短くなるという問題がある。また、油圧モータで発電機を回転する構成のため、油圧モータは気体に比較して粘性の大きな作動油内で駆動部が移動するため、周囲の作動油にエネルギーが吸収され、その分、作動油のエネルギーを発電機の回転エネルギーに変換するのにロスが生じる。 However, in the configuration in which the generator is driven using the hydraulic motor driven by the return oil, power is generated only while the return oil is moving through the place where the hydraulic motor is provided, that is, during the lowering operation of the lift cylinder. The rotor of the machine is rotated to generate electricity. For this reason, when the weight of the load is heavy, the charging current supplied to the battery may be charged at a value larger than the amount of current suitable for charging, and there is a problem that the life of the battery is shortened. In addition, because the generator is rotated by the hydraulic motor, the hydraulic motor moves in the hydraulic fluid, which is more viscous than the gas, so the energy is absorbed by the surrounding hydraulic fluid and the operation is performed accordingly. There is a loss in converting oil energy into generator rotational energy.
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、リフトシリンダのボトム室内からタンクに戻される加圧された液体のエネルギーを利用して発電を行う際に、発電電力をバッテリへの充電に適した電流値で充電が可能で、かつ従来に比較して効率良く発電することができる荷役装置のエネルギー回収装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to generate power when performing power generation using pressurized liquid energy returned to the tank from the bottom chamber of the lift cylinder. It is an object of the present invention to provide an energy recovery device for a cargo handling device that can charge electric power with a current value suitable for charging a battery and can generate power more efficiently than in the past.
前記の目的を達成するため請求項1に記載の発明は、荷役部材を昇降させるためのリフトシリンダと、駆動手段により駆動されて前記リフトシリンダのボトム室に加圧された液体を供給する液圧ポンプと、前記液圧ポンプにより加圧される液体を貯留するタンクとを備えている。また、前記リフトシリンダと前記液圧ポンプとの間に介装され、位置切り換えにより前記リフトシリンダを伸縮させるリフト用制御弁と、前記リフト用制御弁の下降操作時に前記ボトム室内の加圧された液体を前記タンクに還流するための戻り管路と、前記戻り管路から流れ出る液体のエネルギーにより回転される羽根車と、前記羽根車の回転により駆動される発電機と、前記発電機で発電された電力を蓄える蓄電手段とを備えている。ここで、「荷役部材」とは、フォークリフトのフォーク等のアタッチメントのみを意味するのではなく、高所作業車のプラットホームやショベルローダのショベル等、荷(作業者を含む)を積んだ状態で、液圧シリンダにより低位置と高位置とに移動されるものを含む。また、「リフトシリンダ」とは、ピストンロッドが上下方向(鉛直方向)に延びるように配置されたものとは限らず、上下方向の移動成分があるように配置されたものも含む。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a lift cylinder for raising and lowering a cargo handling member, and a hydraulic pressure driven by driving means to supply pressurized liquid to the bottom chamber of the lift cylinder. A pump and a tank for storing the liquid pressurized by the hydraulic pump. Further, the lift control valve is interposed between the lift cylinder and the hydraulic pump and expands and contracts the position of the lift cylinder by switching the position, and the bottom chamber is pressurized when the lift control valve is lowered. A return pipe for returning liquid to the tank, an impeller rotated by the energy of the liquid flowing out from the return pipe, a generator driven by the rotation of the impeller, and the generator Power storage means for storing electric power. Here, “loading member” means not only an attachment such as a fork of a forklift, but also a state where a load (including an operator) is loaded, such as a platform for an aerial work vehicle or an excavator for an excavator loader. Including those moved to a low position and a high position by a hydraulic cylinder. In addition, the “lift cylinder” is not limited to the piston rod arranged so as to extend in the vertical direction (vertical direction), but includes that arranged so that there is a moving component in the vertical direction.
この発明では、液圧ポンプにより加圧されてリフトシリンダのボトム室に供給された加圧された液体は、荷役部材の下降移動時に戻り管路から羽根車に向けて流れ出るとともに、羽根車の羽根に衝突する。羽根に衝突した液体のエネルギーにより羽根車とともに発電機のロータが回転されて発電が行われる。羽根車が回転する際に周囲に存在する気体(空気)の粘性は液体の粘性に比較して大幅に(2桁以上)小さいため、羽根車の回転エネルギーが周囲の気体の運動エネルギーに変換されてロスする割合が少なくなり、従来より効率良く発電することができる。また、加圧された液体の流出が終了した後も、羽根車及び発電機のロータの慣性により、羽根車及び発電機のロータの回転が継続されて発電が継続されるため、発電された電力をバッテリ(二次電池)に対して適正な電流値の状態で加圧された液体の流出時間(荷役部材の下降時間)より長い時間充電することが可能になる。 In this invention, the pressurized liquid pressurized by the hydraulic pump and supplied to the bottom chamber of the lift cylinder flows out from the return pipe toward the impeller when the cargo handling member moves downward, and the impeller blades Collide with. The rotor of the generator is rotated together with the impeller by the energy of the liquid that has collided with the blades to generate power. When the impeller rotates, the viscosity of the surrounding gas (air) is much smaller (more than two orders of magnitude) compared to the viscosity of the liquid, so the rotational energy of the impeller is converted into the kinetic energy of the surrounding gas. Therefore, the rate of loss is reduced and power can be generated more efficiently than before. In addition, even after the outflow of the pressurized liquid is completed, the power generation is continued because the rotation of the impeller and the rotor of the generator is continued due to the inertia of the rotor of the impeller and the generator. It is possible to charge the battery (secondary battery) for a time longer than the outflow time of the liquid pressurized in a state of an appropriate current value (the descending time of the cargo handling member).
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記戻り管路から流れ出る液体は、前記戻り管路に設けられたノズルから羽根車に噴射される。この発明では、戻り管路から直接噴射する構成に比較して、加圧された液体の噴射圧を羽根車の回転に適した値で噴射させることが容易になる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the liquid flowing out from the return pipe is jetted from a nozzle provided in the return pipe to the impeller. According to the present invention, it is easy to inject the pressurized liquid injection pressure at a value suitable for the rotation of the impeller, as compared with the configuration in which the injection is performed directly from the return pipe.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記羽根車及び発電機と一体回転可能なフライホイールを備えている。この発明では、フライホイールの重量や径により、加圧された液体の流出終了後の発電継続時間を調整することが容易になる。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a flywheel capable of rotating integrally with the impeller and the generator is provided. In this invention, it becomes easy to adjust the power generation continuation time after the end of the outflow of the pressurized liquid by the weight and diameter of the flywheel.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、
前記タンクは上方が開放されるとともに、前記羽根車の下方に配置されている。この発明では、羽根車に向けて流出されてエネルギーが羽根車に伝達された後の液体のタンクへの回収が容易で、回収用の配管を設ける必要がない。
The invention according to
The tank is open at the top and is disposed below the impeller. In the present invention, it is easy to recover the liquid after it has flowed out toward the impeller and energy is transmitted to the impeller, and there is no need to provide a recovery pipe.
本発明によれば、リフトシリンダのボトム室内からタンクに戻される加圧された液体のエネルギーを利用して発電を行う際に、発電電力をバッテリへの充電に適した電流値で充電が可能で、かつ従来に比較して効率良く発電することができる。 According to the present invention, when power is generated using the pressurized liquid energy returned from the bottom chamber of the lift cylinder to the tank, the generated power can be charged with a current value suitable for charging the battery. In addition, it is possible to generate power more efficiently than in the past.
以下、本発明をバッテリ式フォークリフトに具体化した一実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。
図1に示すように、荷役部材としてのフォーク11を昇降させるリフトシリンダ12は管路13を介してリフト用制御弁14に接続されている。リフト用制御弁14には直動式のスプール弁が使用されている。リフト用制御弁14には手動操作の三位置切換弁が使用され、フォーク11の昇降及び停止を指示するリフトレバー15の上昇、中立及び下降操作位置に対応してa,b,cの3つの状態に切換可能となっている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a battery-type forklift will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a
リフトシリンダ12のボトム室12aに作動油タンク16内の作動油を供給する液圧ポンプとしての油圧ポンプ17は、バッテリ(二次電池)Eを電源とする駆動手段としてのモータ18により駆動される。作動油タンク16は、液圧ポンプ(油圧ポンプ17)により加圧される液体(作動油)を貯留するタンクとして機能する。
A
油圧ポンプ17は作動油供給用管路19を介してリフト用制御弁14のポートPに接続されている。リフト用制御弁14はポートTにおいて戻り管路20に、ポートAにおいて管路13にそれぞれ接続されている。管路13はリフトシリンダ12のボトム室12aに接続されている。戻り管路20はリフト用制御弁14を介して作動油を作動油タンク16の上方に導き、リフト用制御弁14の下降操作時にリフトシリンダ12のボトム室12a内の圧油(加圧された作動油)を作動油タンク16に還流する役割を果たす。
The
リフト用制御弁14はリフトレバー15の上昇操作に基づいてa位置に配置され、a位置において作動油供給用管路19と管路13とを連通させてリフトシリンダ12を伸長させる。リフト用制御弁14はリフトレバー15の下降操作に基づいてc位置に配置され、c位置において管路13と戻り管路20とを連通させてリフトシリンダ12を収縮させる。また、リフト用制御弁14はリフトレバー15の中立操作に基づいてb位置に配置され、管路13と作動油供給用管路19及び戻り管路20との連通を遮断し、リフトシリンダ12内の作動油の移動を防止して、これを伸縮させることなく保持するようになっている。即ち、リフト用制御弁14は、リフトシリンダ12と油圧ポンプ17との間に介装され、位置切り換えによりリフトシリンダ12を伸縮させる。
The lift control valve 14 is arranged at the position a based on the lifting operation of the
戻り管路20は、戻り油(圧油)を作動油タンク16へ直接戻すのではなく、作動油タンク16の上方に配置された羽根車21に噴射する。そして、羽根車21に衝突した後の作動油が作動油タンク16に回収される。戻り管路20の戻り油噴射側にはノズル22が取り付けられており、戻り油はノズル22から羽根車21に向けて噴射される。羽根車21には発電機23が連結されている。発電機23は羽根車21の回転により駆動されてバッテリEの電力回生を行うようになっている。発電機23の端子は、発電機23で発電された電力を蓄える蓄電手段に、制御装置24を介して接続されている。この実施形態ではバッテリEが蓄電手段として使用されている。バッテリEには、例えば、鉛畜電池が使用されている。
The return pipe 20 does not return the return oil (pressure oil) directly to the
制御装置24は、発電機23で発電された交流を直流に変換するとともに、図示しない電圧センサにより発電機23の起電力を検出し、その値がバッテリEの電圧より大きいときに、発電機23の端子をバッテリEに電気的に接続した状態に切り換えるように構成されている。
The
図2(a)及び図3(a)に示すように、作動油タンク16の上側にはケース(ハウジング)25が設けられている。ケース25は、垂直に延びる一対の側壁25aの上端間に半円筒状の天井部25bが連続して設けられた状態に形成されるとともに、正面と背面が壁で覆われ、底部は開放されている。発電機23は、ケース25の背面側の壁に取り付けられている。発電機23は、回転軸26が水平に延びるとともに先端側がケース25内に突出する状態に配置されており、回転軸26の先端に羽根車21が一体回転可能に固定されている。
As shown in FIGS. 2A and 3A, a case (housing) 25 is provided above the
羽根車21にはペルトン型の羽根車が使用されている。羽根車21を構成する羽根27は、図2(b)に示すように、取り付け部27aの先端(図2(b)の上側)に、凹部27bが2つ並んで設けられるとともに、2つの凹部27bが隣接する部分の先端側に切り欠き部27cを有する形状に形成されている。図3(a),(b)に示すように、羽根車21は、段差を有するように大径部28a及び小径部28bを備えた円板状の本体28と、本体28に対して凹部27bが本体28の外側に突出する状態で、かつ本体28の接線方向にノズル22から噴射される戻り油を凹部27bが受ける状態で所定間隔を置いて固定された複数の羽根27とを備えている。大径部28aには所定間隔でねじ穴が形成されている。羽根27は、前記ねじ穴に対応して孔が形成された円環状の押さえ板29と、大径部28aとの間に取り付け部27aが挟持されるとともに、凸部30で位置決めされた状態で、ボルト31により締め付け固定されている。なお、図3(a)は、下側半分の押さえ板29及びボルト31を省略するとともに、ケースを破断した正面図である。
The
図3(a)に示すように、ノズル22は、ケース25の下部において側壁25aに固定されている。ノズル22は、図3(a)において反時計回り方向に回転する羽根車21を構成する各羽根27が、図3(a)のP1の位置、即ち、凹部27bの開放端面が鉛直方向に延びる位置に達するより若干手前の位置に来た時に噴射された作動油が凹部27bに衝突する位置に配置されている。
As shown in FIG. 3A, the
発電機23で発電された電力をバッテリEに充電する際、バッテリ容量の1/5の大きさの電流値で充電すると通常充電となり、バッテリEに悪影響を与えずに充電することができる。そのため、発電機23で発電される電力が前記通常充電でバッテリEに充電可能な大きさになるように、発電機23のロータ及び羽根車21の大きさ等が設定されている。
When the battery E is charged with the electric power generated by the
例えば、2本のリフトシリンダ12でフォーク11を昇降させる構成において、1000kgのフォークリフトに2000kgの荷を積載した時のシリンダ1本の圧力は、管路系の圧損を除いて計算すると、次のように計算される。
For example, in a configuration in which the
シリンダ内径をφ50、荷の荷重を1000kg、リフトの重量を500kgとすると、圧力Pは、
P=(1000+500)×9.8/(0.025×0.025×π)
=7486648Pa≒7.5MPa
7.5MPaの圧力の作動油が噴射する速度は、P=(1/2)×ρv2となる。
但し、P:圧力[MPa]、ρ:作動油の密度[kg/m3]、v:速度[m/s]
∴ v=√(2P/ρ)=√(2×7486648÷760)≒140m/s
即ち、作動油は羽根車21に対して140m/sの速度で衝突する。
When the cylinder inner diameter is φ50, the load of the load is 1000 kg, and the weight of the lift is 500 kg, the pressure P is
P = (1000 + 500) × 9.8 / (0.025 × 0.025 × π)
= 74866648Pa ≒ 7.5MPa
The speed at which the hydraulic oil having a pressure of 7.5 MPa is injected is P = (1/2) × ρv 2 .
However, P: Pressure [MPa], ρ: Hydraulic oil density [kg / m 3 ], v: Speed [m / s]
V v = √ (2P / ρ) = √ (2 × 7486648 ÷ 760) ≈140 m / s
That is, the hydraulic oil collides with the
したがって、この速度と、噴射される圧油量とにより、羽根車21及び発電機23のロータ等の回転部に伝達される運動エネルギーが決まる。単位時間当たりの発電量と発電時間は、羽根車21及び発電機23のロータ(ロータと一体に回転する羽根車21も含む回転部)の慣性モーメント、ロータのコギングトルク等を考慮して設定することが可能であり、試験を行うことで適正な値を設定することができる。
Therefore, the kinetic energy transmitted to the rotating parts such as the rotor of the
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
リフトレバー15を上昇操作すると、リフト用スプールがa位置に配置され、油圧ポンプ17から吐出される作動油が作動油供給用管路19、管路13を介してリフトシリンダ12のボトム室12aに供給され、リフトシリンダ12が伸長してフォーク11が上昇する。リフトレバー15を下降操作すると、リフト用スプールがc位置に配置され、管路13が戻り管路20に連通されてボトム室12aの作動油が作動油タンク16へと戻される。そして、リフトシリンダ12が収縮してフォーク11が下降する。リフトレバー15の中立操作に基づいてリフト用スプールがb位置に配置され、管路13は作動油供給用管路19及び戻り管路20のいずれに対しても連通が遮断される。その結果、リフトシリンダ12内の作動油の移動が防止され、フォーク11が所望の位置に保持される。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
When the
フォーク11の下降時、ボトム室12aから排出された作動油はリフト用制御弁14を介して戻り管路20に導かれ、ノズル22からケース25内に配置された羽根車21に向けて噴射される。ノズル22から噴射された作動油は、図3(a)のP1の位置にある羽根27の凹部27bに衝突して油圧エネルギーを羽根車21の回転エネルギーに変換する。羽根27に衝突した作動油は、羽根27が図3(a)のQの位置、即ち、凹部27bの開放端面が鉛直方向に延びる位置より反時計回り方向に若干回転された位置に移動したときに下方へ排出されて、作動油タンク16内に落下する。そして、フォーク11の下降が継続される間、ノズル22から噴射される作動油により羽根車21への回転エネルギーの供給が継続される。発電機23のロータは回転軸26を介して羽根車21に連結されているため、羽根車21と共に回転され、発電機23は羽根車21の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電を行う。
When the
羽根車21は周囲に作動油が存在する状態ではなく、空気中で回転するため作動油のように大きな粘性を有する媒体中で回転する場合と異なり、ノズル22から作動油の噴射が中止されても、羽根車21は発電機23のロータと共に慣性で回転を継続する。例えば、フォーク11の下降時間が6秒程度に対して羽根車21の回転継続時間は30〜60秒程度となった。
Unlike the case where the
発電機23で発生した電力はバッテリEに回生される。発電機23で発生した誘導起電力の電圧がバッテリEの電圧より高ければ、電力をバッテリEに回生できる。制御装置24は図示しない電圧センサにより起電力を検出し、その値がバッテリEの電圧より大きいときに、発電機23の端子をバッテリEに電気的に接続した状態に切り換える。その結果、発電機23で発電された電力は、交流が直流に変換された後、バッテリEに回生される。
The electric power generated by the
バッテリに回生(充電)される電力の電流値が大き過ぎると、バッテリが劣化する。従来技術では、フォーク11の下降動作中に油圧モータが作動されて、その間に発電機で発電が行われるため、圧油のエネルギー同じで、エネルギーの電力への変換効率が同じであれば、短時間で大きな電力が発生する。例えば、従来の1.5トンクラスのフォークリフトの場合、フォーク11が最高の揚高位置から最低の位置まで下降するのに必要な時間は5〜6秒程度であり、発電はその間に行われる。その結果、電力をバッテリEに回生する際、バッテリEの充電に適した電流値より大きな電流値で充電が行われる場合もあり、バッテリEの劣化を生じ易くなる。
If the current value of the electric power regenerated (charged) by the battery is too large, the battery deteriorates. In the prior art, since the hydraulic motor is operated during the lowering operation of the
しかし、本発明では、空気中(気体中)で回転する羽根車21を用いて圧油のエネルギーを運動エネルギーに変換するため、圧油によるエネルギー供給が停止された後も、羽根車21及びロータは回転を継続して、発電も継続される。即ち、圧油から供給されるエネルギーが同じであっても、バッテリEへの充電に適した電流値の電力を長時間発電することが可能になる。また、羽根車21は空気中で回転される構成のため、羽根車21の径を油圧モータを使用する場合より大きくすることが容易になる。さらに、油圧モータを使用する構成で、フォーク11の下降動作終了後も発電機のロータの回転を継続させるには、クラッチを用いて油圧モータの油圧による回転部と、発電機の回転部とを切り離して回転可能にする構成が必要になるが、羽根車21を空気中で回転させるためクラッチが不要になる。
However, in the present invention, since the energy of the pressure oil is converted into kinetic energy using the
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)リフト用制御弁14の下降操作時に、リフトシリンダ12のボトム室12a内の圧油を作動油タンク16に還流するための戻り管路20と、戻り管路20から噴射される液体(作動油)のエネルギーにより回転される羽根車21と、羽根車21の回転により駆動される発電機23と、発電機23で発電された電力を蓄えるバッテリEとを備えている。羽根車21は気体(空気)中で回転されるため、羽根車21の回転エネルギーが周囲の気体の運動エネルギーに変換されてロスする割合が少なくなり、従来より効率良く発電することができる。また、圧油の噴射が終了した後も羽根車及び発電機のロータの慣性により、回転が継続されて発電が継続されるため、発電された電力をバッテリEに対して適正な電流値の状態で圧油の噴射時間(フォーク11の下降時間)より長い時間充電することが可能になる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the lift control valve 14 is lowered, the return line 20 for returning the pressure oil in the
(2)戻り管路20から噴射される作動油は、戻り管路20に設けられたノズル22から噴射される。したがって、戻り管路20から直接噴射する構成に比較して、圧油の噴射圧を羽根車21の回転に適した値で噴射させることが容易になる。
(2) The hydraulic oil injected from the return line 20 is injected from the
(3)作動油タンク16は上方が開放されるとともに、羽根車21の下方に配置されている。したがって羽根車21に噴射されてエネルギーが羽根車21に伝達された後の作動油の作動油タンク16への回収が容易で、回収用の配管を設ける必要がない。
(3) The
(4)ノズル22は、ケース25の下部において側壁25aに固定されている。ノズル22は、羽根車21を構成する各羽根27が、羽根車21の下側において、凹部27bの開放端面が鉛直方向に延びる位置に達するより若干手前の位置に来た時に噴射された作動油が凹部27bに衝突する位置に配置されている。したがって、ノズル22から噴射されるとともに羽根27に衝突して油圧エネルギーを羽根車21の運動エネルギーとして羽根27に受け渡した後の作動油が、凹部27bから直ぐに下方へ落下することができるとともに、他の羽根27に掛からずに作動油タンク16内に落下することができる。
(4) The
(5)各羽根27は、凸部30によって位置決めされた状態で、ボルト31により締め付けられて固定される。したがって、各羽根27を精度良く所定の位置に固定することが容易にできる。
(5) Each
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ ノズル22の配置位置は、作動油を羽根車21の接線方向に向けて噴射可能な位置であればよい。しかし、羽根27に衝突した後の作動油が他の羽根27に掛からずに作動油タンク16に落下させるには、図3(a)における左側の側壁25aあるいは左側の天井部25bに設ける必要がある。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
The arrangement position of the
○ ノズル22の数は1個に限らず複数個設けてもよい。例えば、図4に示すように、ケース25の下部と、天井部25bとの2箇所にノズル22を設けてもよい。ノズル22を複数設ける場合、回転軸26を中心とした回転対称の位置に配置するのが好ましい。回転対称の位置に配置した場合は、羽根車21に対して圧油が均等に作用する。
The number of
○ 戻り管路20にノズル22を設けずに、戻り管路20の端部から圧油を直接羽根車21に向けて噴射する構成としてもよい。
○ 羽根車21及び発電機23と一体回転可能なフライホイールを設けてもよい。フライホイールは、羽根車21に設けても、発電機23のロータに設けても、回転軸26に設けてもよい。フライホイールを設けることにより、回転部の慣性モーメントを容易に増加させることができる。そのため、フライホイールの重量や径を選定することにより、圧油の噴射終了後の発電継続時間を調整することが容易になる。
O It is good also as a structure which injects pressure oil directly toward the
A flywheel that can rotate integrally with the
○ フライホイールを、クラッチを介して回転軸26と一体回転可能に構成し、かつ回転軸26の回転速度が予め設定された所定回転速度に達するまでは、切り離した状態に保持し、所定回転速度以上に達した時点でクラッチを接続可能に構成してもよい。フライホイールが常に回転軸26と一体回転可能な構成では、圧油の圧力によって、静止状態から回転軸26の回転速度がバッテリEへの充電可能な電力を発電可能な状態に達するまでに時間がかかる場合がある。しかし、回転軸26の回転速度が所定回転速度以上に達した状態で、クラッチを接続してフライホイールを回転軸26と一体回転させることにより、早い段階から充電が可能になる。
○ The flywheel is configured to be able to rotate integrally with the rotating
○ 羽根車21は、戻り管路20から噴射された液体が衝突することにより液体のエネルギーを羽根車の回転運動エネルギーに変換することができるものであればよく、ペルトン型に限らず、例えば、ターゴ型の羽根車を使用してもよい。ターゴ型の羽根車21を使用する場合は、図5(a),(b)に示すように、発電機23は回転軸26が下方に延びる状態でケース25に取り付けられ、羽根車21は回転軸26の下端に一体回転可能に固定される。ターゴ型の羽根車21は、ノズル22から噴射されて羽根27に衝突した加圧された液体を、ペルトン型の羽根車のように径方向外側に向けて案内するのではなく、径方向内側に向けて案内する。この場合、ノズル22から噴射された加圧された液体は、羽根車21に衝突して油圧エネルギーを羽根車21の回転エネルギーに変換した後、羽根27に案内されて羽根車21の中心側へ移動した後、羽根車21から落下して下方に配置された作動油タンク16内に回収される。
The
○ 羽根車21に噴射されて羽根27から落下する作動油、あるいは羽根27から遠心力によって飛ばされてケース25の側壁25a及び天井部25bを伝って移動する作動油が直接作動油タンク16に落下する構成、即ち、ケース25の底部が開放されるとともに、作動油タンク16の上部が開放された構成に限らない。例えば、ケース25が底部を有し、底部に溜まった作動油を配管で作動油タンク16に導く構成としてもよい。
○ The hydraulic oil that is sprayed onto the
○ リフトシリンダ12を作動油ではなく他の液体、例えば、水あるいは水を主体とした液体で作動する構成としてもよい。
○ 戻り管路20からタンクに還流される加圧された液体は、羽根車21に向けて噴射される場合に限らず、羽根車21に向けて流れ出る状態で羽根車21に衝突してエネルギーを羽根車21に受け渡す構成でもよい。例えば、戻り管路20の先端を下向きに配置して加圧された液体が羽根車21に向けて流れ出るようにしてもよい。
The
○ The pressurized liquid returned to the tank from the return pipe 20 is not limited to being jetted toward the
○ バッテリEは、鉛蓄電池に限らず、例えば、ニッケル水素蓄電池やリチウムイオンバッテリ等他の二次電池であってもよい。
○ 発電機23で発電された電力を蓄える蓄電手段は、バッテリ(二次電池)に限らず、例えば、キャパシタを使用してもよい。また、キャパシタに充電した後、バッテリEに再充電するようにしてもよい。キャパシタに充電する場合は、キャパシタの容量を超えない範囲では、大きな電流値で充電しても差し支えないため、発電機23で発電された電力を直接バッテリEに充電する場合に比較して、発電条件の自由度が増す。
The battery E is not limited to a lead storage battery, and may be another secondary battery such as a nickel hydride storage battery or a lithium ion battery.
O The electrical storage means for storing the electric power generated by the
○ バッテリ式フォークリフト(バッテリ車)に限らず、エンジン式フォークリフト(エンジン車)に適用して、油圧ポンプ17をエンジンで回転する構成としてもよい。
○ フォークリフトには、カウンタバランス式とリーチ式とがあるが、リーチ式フォークリフトのように、倉庫内等の狭い範囲で移動して荷の昇降を頻繁に行うフォークリフトに前記荷役装置を適用した方が、エネルギーの回収の機会が多いため好ましい。
O Not only a battery type forklift (battery vehicle) but also an engine type forklift (engine vehicle), the
○ There are two types of forklifts: counterbalance type and reach type. As with reach type forklifts, it is better to apply the cargo handling device to forklifts that frequently move up and down in a narrow area such as a warehouse. It is preferable because there are many opportunities for energy recovery.
○ 荷役装置は、フォークリフトの車体に装備されて、フォーク等のアタッチメントを用いて荷を昇降させる装置に限らない。例えば、高所作業車のプラットホームを昇降させる装置やショベルローダのショベルを昇降させる装置のように、荷(作業者を含む)を積んだ状態の荷役部材を液圧シリンダにより低位置と高位置とに移動させるものを含む。 ○ The cargo handling device is not limited to a device that is mounted on the body of a forklift and lifts the load using an attachment such as a fork. For example, a cargo handling member loaded with a load (including an operator) such as a device for raising and lowering a platform of an aerial work vehicle and a device for raising and lowering an excavator of an excavator loader is set to a low position and a high position by a hydraulic cylinder Including those moved to.
○ リフトシリンダは、フォークリフトに装備された荷役装置のように上下方向に延びる状態で使用されるものに限らず、斜めに配置された状態で使用されるものであってもよい。 The lift cylinder is not limited to being used in a vertically extending state like a cargo handling device equipped on a forklift, but may be used in a state where it is disposed obliquely.
以下の技術的思想(発明)は前記実施形態から把握できる。
(1)請求項2に記載の発明において、前記ノズルは複数設けられるとともに、前記羽根車の回転軸を中心とした回転対称の位置に配置されている。
The following technical idea (invention) can be understood from the embodiment.
(1) In the invention described in claim 2, a plurality of the nozzles are provided and are arranged at rotationally symmetric positions around the rotation axis of the impeller.
(2)請求項3に記載の発明において、前記フライホイールを、クラッチを介して羽根車と一体回転可能に構成し、かつ羽根車の回転速度が予め設定された所定回転速度以上に達した時点でクラッチを接続可能に構成する。 (2) In the invention according to claim 3, when the flywheel is configured to be able to rotate integrally with the impeller via a clutch, and the rotational speed of the impeller reaches a predetermined rotational speed or higher. The clutch is configured to be connectable.
E…蓄電手段としてのバッテリ、11…荷役部材としてのフォーク、12…リフトシリンダ、12a…ボトム室、14…リフト用制御弁、16…タンクとしての作動油タンク、17…液圧ポンプとしての油圧ポンプ、18…駆動手段としてのモータ、20…もどり管路、21…羽根車、22…ノズル、23…発電機。 E ... Battery as power storage means, 11 ... Fork as cargo handling member, 12 ... Lift cylinder, 12a ... Bottom chamber, 14 ... Lift control valve, 16 ... Hydraulic oil tank as tank, 17 ... Hydraulic pressure as hydraulic pump Pump, 18 ... motor as drive means, 20 ... return pipe, 21 ... impeller, 22 ... nozzle, 23 ... generator.
Claims (4)
駆動手段により駆動されて前記リフトシリンダのボトム室に加圧された液体を供給する液圧ポンプと、
前記液圧ポンプにより加圧される液体を貯留するタンクと、
前記リフトシリンダと前記液圧ポンプとの間に介装され、位置切り換えにより前記リフトシリンダを伸縮させるリフト用制御弁と、
前記リフト用制御弁の下降操作時に前記ボトム室内の加圧された液体を前記タンクに還流するための戻り管路と、
前記戻り管路から流れ出る液体のエネルギーにより回転される羽根車と、
前記羽根車の回転により駆動される発電機と、
前記発電機で発電された電力を蓄える蓄電手段と
を備えたことを特徴とする荷役装置のエネルギー回収装置。 A lift cylinder for raising and lowering the cargo handling member;
A hydraulic pump that supplies liquid pressurized by the driving means to the bottom chamber of the lift cylinder;
A tank for storing liquid pressurized by the hydraulic pump;
A lift control valve interposed between the lift cylinder and the hydraulic pump and extending and retracting the lift cylinder by position switching;
A return line for returning the pressurized liquid in the bottom chamber to the tank during the lowering operation of the lift control valve;
An impeller rotated by the energy of the liquid flowing out of the return line;
A generator driven by rotation of the impeller;
An energy recovery device for a cargo handling device, comprising: a power storage unit that stores electric power generated by the generator.
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---|---|
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008309137A (en) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Toyota Industries Corp | Electric power generation system |
CN102134048A (en) * | 2011-02-15 | 2011-07-27 | 安徽合力股份有限公司 | Hydraulic system of hybrid power forklift |
WO2012088991A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 山河智能装备股份有限公司 | Energy regeneration power generation system applicable to vehicle for loading, unloading and carrying |
CN102602852A (en) * | 2012-03-23 | 2012-07-25 | 三一集团有限公司 | Hydraulic hybrid stacking machine |
CN102628465A (en) * | 2012-04-17 | 2012-08-08 | 安徽合力股份有限公司 | Energy recovery type lifting hydraulic system for hoisting and conveying machine |
CN102633213A (en) * | 2012-04-28 | 2012-08-15 | 安徽合力股份有限公司 | Energy regeneration type forklift hydraulic system |
JP2013023034A (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Kubota Corp | Hydraulic working machine having generator using hydraulic flow energy |
CN103223843A (en) * | 2013-04-25 | 2013-07-31 | 安徽合力股份有限公司 | Electric industrial vehicle with walking energy regeneration and falling energy regeneration function |
CN104828748A (en) * | 2015-04-03 | 2015-08-12 | 柳州柳工叉车有限公司 | Forklift hydraulic energy recovery device |
US9422141B2 (en) | 2010-10-22 | 2016-08-23 | Tld Canada Inc. | System and method for managing a current flow in a lift machine |
CN107840280A (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-27 | 比亚迪股份有限公司 | The lift control system and its control method of fork truck |
CN111692144A (en) * | 2020-04-30 | 2020-09-22 | 武汉船用机械有限责任公司 | Impeller lifting and rotating system |
CN113383158A (en) * | 2019-02-27 | 2021-09-10 | Elt流体有限责任公司 | Hydraulic device with turbine |
CN113653687A (en) * | 2021-07-14 | 2021-11-16 | 天津科技大学 | Energy conversion module and rotary hydraulic converter thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5556999A (en) * | 1978-10-20 | 1980-04-26 | Toyoda Automatic Loom Works | Apparatus for recharging battery of batteryyoperated folk lift truck |
JP2001197785A (en) * | 1999-11-04 | 2001-07-19 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | Circuit device |
JP2003269314A (en) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | Kazuo Mitsuma | Low-head hydraulic power generation device |
JP2003329012A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-19 | Komatsu Ltd | Construction equipment |
-
2006
- 2006-10-02 JP JP2006270873A patent/JP2008087914A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5556999A (en) * | 1978-10-20 | 1980-04-26 | Toyoda Automatic Loom Works | Apparatus for recharging battery of batteryyoperated folk lift truck |
JP2001197785A (en) * | 1999-11-04 | 2001-07-19 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | Circuit device |
JP2003269314A (en) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | Kazuo Mitsuma | Low-head hydraulic power generation device |
JP2003329012A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-19 | Komatsu Ltd | Construction equipment |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008309137A (en) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Toyota Industries Corp | Electric power generation system |
US9422141B2 (en) | 2010-10-22 | 2016-08-23 | Tld Canada Inc. | System and method for managing a current flow in a lift machine |
WO2012088991A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 山河智能装备股份有限公司 | Energy regeneration power generation system applicable to vehicle for loading, unloading and carrying |
RU2603811C2 (en) * | 2010-12-28 | 2016-11-27 | Сануорд Интеллиджент Эквипмент Ко., Лтд. | Recuperative generator system for electric loader |
US9422949B2 (en) | 2010-12-28 | 2016-08-23 | Sunward Intelligent Equipment Co., Ltd. | Energy-recovery generation system for handling and carrying electric vehicle |
CN102134048A (en) * | 2011-02-15 | 2011-07-27 | 安徽合力股份有限公司 | Hydraulic system of hybrid power forklift |
CN102134048B (en) * | 2011-02-15 | 2012-10-10 | 安徽合力股份有限公司 | Hydraulic system of hybrid power forklift |
JP2013023034A (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Kubota Corp | Hydraulic working machine having generator using hydraulic flow energy |
CN102602852A (en) * | 2012-03-23 | 2012-07-25 | 三一集团有限公司 | Hydraulic hybrid stacking machine |
CN102602852B (en) * | 2012-03-23 | 2014-09-10 | 三一集团有限公司 | Hydraulic hybrid stacking machine |
CN102628465A (en) * | 2012-04-17 | 2012-08-08 | 安徽合力股份有限公司 | Energy recovery type lifting hydraulic system for hoisting and conveying machine |
CN102633213A (en) * | 2012-04-28 | 2012-08-15 | 安徽合力股份有限公司 | Energy regeneration type forklift hydraulic system |
US9482248B2 (en) | 2012-04-28 | 2016-11-01 | Anhui Heli Co., Ltd | Energy regeneration type forklift hydraulic system |
CN103223843A (en) * | 2013-04-25 | 2013-07-31 | 安徽合力股份有限公司 | Electric industrial vehicle with walking energy regeneration and falling energy regeneration function |
CN104828748A (en) * | 2015-04-03 | 2015-08-12 | 柳州柳工叉车有限公司 | Forklift hydraulic energy recovery device |
CN107840280A (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-27 | 比亚迪股份有限公司 | The lift control system and its control method of fork truck |
CN107840280B (en) * | 2016-09-21 | 2019-11-08 | 比亚迪股份有限公司 | The lift control system and its control method of fork truck |
CN113383158A (en) * | 2019-02-27 | 2021-09-10 | Elt流体有限责任公司 | Hydraulic device with turbine |
CN111692144A (en) * | 2020-04-30 | 2020-09-22 | 武汉船用机械有限责任公司 | Impeller lifting and rotating system |
CN113653687A (en) * | 2021-07-14 | 2021-11-16 | 天津科技大学 | Energy conversion module and rotary hydraulic converter thereof |
CN113653687B (en) * | 2021-07-14 | 2023-09-22 | 天津科技大学 | Energy conversion module and rotary hydraulic converter thereof |
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