JP2011252414A - Cooling mechanism of oil motor for driving submerged pump - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液体貨物輸送用船舶の貨物タンク内に設置するサブマージドポンプ装置を駆動する為のオイルモータの冷却機構の改良に関する。具体的には、このポンプ装置を駆動する性能を低下させる事無く、前記オイルモータを駆動する為の作動油の温度の上昇を抑えられる構造の実現を図るものである。 The present invention relates to an improvement in a cooling mechanism of an oil motor for driving a submerged pump device installed in a cargo tank of a ship for liquid cargo transportation. Specifically, it is intended to realize a structure that can suppress an increase in the temperature of hydraulic oil for driving the oil motor without reducing the performance of driving the pump device.
石油、石油精製品、各種液状化学製品等(以下、これらを「貨液」と称する)を船舶で大量輸送する場合には、輸送効率を向上させるべく、船舶に設けた複数の貨液タンクに、前記貨液を直接貯溜(バラ積み)して運搬する事が多い。言い換えれば、この貨液を、地上でも運搬可能な容器に積めたまま、船舶で輸送する様な方法を採用すると、輸送効率が悪化する。但し、この様に、船舶に設置した貨液タンクに貨液をバラ積みするには、この貨液タンクへの積み卸し作業が必要になる。この積み卸し作業のうち、卸し作業は、前記貨液タンクの底部に、サブマージドポンプと呼ばれる、貨液荷揚げ用のポンプを設置し、このサブマージドポンプにより、前記貨液タンク内の貨液を汲み上げる必要がある。貨液は可燃性のものや通電性を有するものが多い為、前記サブマージドポンプの回転駆動を電動モータにより行う事はできない。この為従来から、例えば特許文献1、2に記載されている様に、オイルモータ(油圧モータ)により、前記サブマージドポンプを回転駆動する事が行われている。
When mass transporting petroleum, refined petroleum products, various liquid chemical products, etc. (hereinafter referred to as “coin liquid”) by ship, in order to improve transport efficiency, it is necessary to install a plurality of coin liquid tanks on the ship. In many cases, the coin liquid is directly stored (separated). In other words, if a method of transporting this coin liquid by ship while being loaded in a container that can be transported even on the ground, the transport efficiency deteriorates. However, loading and unloading of coin liquid into the coin liquid tank installed on the ship in this way is required. Among the unloading operations, the unloading operation is performed by installing a pump for unloading coin liquid called a submerged pump at the bottom of the coin liquid tank, and the submerged pump removes the liquid liquid in the coin liquid tank. It is necessary to pump up. Since there are many combustible liquids and combustible liquids, the submerged pump cannot be rotationally driven by an electric motor. For this reason, conventionally, as described in
図5は、従来から知られている、オイルモータ1とポンプ本体2とを組み合わせた、貨液用の荷揚げ装置である、サブマージドポンプ装置の1例を示している。貨液3を貯溜する貨液タンク4は、甲板5とタンク底6との間にバルクヘッド7を掛け渡す事により構成している。この貨液タンク4の底部中央部は周囲部分よりも低くなった導液部8とし、この導液部8の最深部に向け前記ポンプ本体2の貨液吸入口9を開口させて、前記貨液タンク4内の貨液3のほぼ全量を吸い出せる様にしている。この貨液タンク4の底面を構成する前記タンク底6の上面(図示の例では、二重船底を構成する上板の上面)で前記導液部8を囲む部分に、ボトムサポート10を設けている。前記ポンプ本体2は、このボトムサポート10に昇降可能に案内されて、前記導液部8内に下半部を進入させ、前記貨液吸入口9をこの導液部8の底面に近接対向させる。この状態で前記ポンプ本体2は、前記オイルモータ1により回転駆動されて前記貨液3を吸入し、吐出管11を通じて前記貨液タンク4外に送り出す。
FIG. 5 shows an example of a submerged pump device that is a cargo liquid unloading device that combines an
ポンプ本体2とオイルモータ1とは、このポンプ本体2の被駆動軸とこのオイルモータ1の駆動軸とをトルク伝達可能な状態で結合し、前記貨液タンク4内空間の下部に設置している。この状態で、前記オイルモータ1を作動させる為の作動油が、前記貨液タンク4内に貯溜された貨液3中に混入する事を確実に防止する必要がある。この為に、前記ポンプ本体2の上端部に筒状の外側ケース12の下端部を、液密を保持した状態で結合固定し、前記オイルモータ1をこの外側ケース12の内側に収納している。又、この外側ケース12の上端部にサポートパイプ13の下端部を、液密を保持した状態で結合固定して、前記ポンプ本体2及び前記オイルモータ1を、前記外側ケース12を介して吊り下げ支持可能としている。更に、前記サポートパイプ13は、中間部を前記バルクヘッド7に対し、中間サポート14により、昇降可能に支持し、上端部を、前記甲板5に固定されたデッキカバー15に結合している。
The
前記オイルモータ1は、特許請求の範囲に記載したエネルギ変換装置に相当するもので、前記サポートパイプ13内に配設された流入側油圧パイプ16を通じて送り込まれる高圧の作動油により駆動され、この作動油の圧力エネルギを、後述する駆動軸22を回転させる運動エネルギに変換する。又、前記オイルモータ1を駆動した後の作動油は、やはり前記サポートパイプ13内に配設された流出側油圧パイプ17を通じて取り出される。更に、このサポートパイプ13内には、ドレンパイプ18を配設している。このドレンパイプ18は、後述する様に、前記オイルモータ1内に存在する複数の摺動部から、このオイルモータ1の構成各部材を収めた、モータケース27内に漏れ出した作動油を還流させる為のものである。この為に前記ドレンパイプ18の下流端を、前記流出側油圧パイプ17の途中に接続している。
The
前記貨液タンク4内の貨液3を汲み出す際には、前記甲板5上に設けた、作動油タンク、送油ポンプ及び制御弁等を備えた、図示しない圧油供給源から前記オイルモータ1に高圧の作動油を、前記流入側油圧パイプ16を通じて送り込む。このオイルモータ1としては、例えば図6に示す様な斜軸型ピストンモータを使用している。この斜軸型ピストンモータの構造及び作用は公知であり、後述の実施の形態の説明部分でも簡単に説明する為、この部分では詳しい説明は省略する。
When pumping out the
要するに前記オイルモータ1は、前記流入側油圧パイプ16を通じて送り込まれた高圧の作動油により、各シリンダ19、19内でピストン20、20を往復移動させる。すると、これら各ピストン20、20が、球面継手21、21を介して、前記駆動軸22の基端部(上端部)に固設した回転板23を回転させる。この結果、この回転板23と一体の駆動軸22が回転するので、この駆動軸22により、前記ポンプ本体2内の被駆動翼(羽根車)を回転させれば、このポンプ本体2が前記貨液タンク4内の貨液3を、前記貨液吸入口9から吸引し、前記吐出管11に押し出す。この吐出管11の上部は、前記デッキカバー15に結合支持されており、この吐出管11の上端部に上流端を結合された図示しない送液ホース(或は送液管)の下流端は、地上のタンク設備に通じている。前記吐出管11を通じて送り出される貨液3の量は、前記制御弁により、前記各シリンダ19、19内に送り込む作動油の圧力及び量を変える事により調節可能である。
In short, the
上述の様な荷役作業の為のモータ本体2の運転時に、前記流入側油圧パイプ16から入口ポート24を通じて前記各シリンダ19、19内に送り込まれた高圧の作動油の一部は、これら各シリンダ19、19の内周面と前記各ピストン20、20の外周面との摺動部に存在する微小隙間や、これら各シリンダ19、19を設けたシリンダブロック25とポートプレート26との摺動部に存在する微小隙間を通じて、前記モータケース27の内部に存在する空間である、室28に漏出する。この室28内に漏出した作動油であるドレン油は、前記各摺動部並びに前記駆動軸22を回転自在に支持した軸受ユニット29を潤滑してから、前記モータケース27のドレンポート30に上流端を接続した、前記ドレンパイプ18に送り出される。このドレンパイプ18内に送り出された前記ドレン油は、前記各シリンダ19、19から出口ポート31を通じて前記流出側油圧パイプ17に送り出された作動油と共に、前記圧油供給源を構成する作動油タンクに戻されてから、再度作動油として循環使用される。
During the operation of the motor
ところで、前記ドレン油を含み、前記作動油タンクに戻される作動油の温度は、前記流入側油圧パイプ16から前記入口ポート24を通じて前記各シリンダ19、19内に送り込まれる作動油の温度よりも高くなる。この理由は、潤滑に伴う摩擦熱の吸収と作動油の圧力低下に基づく温度上昇とによる。このうちの摩擦熱は、前記軸受ユニット29や、前記各シリンダ19、19の内周面と前記各ピストン20、20の外周面との摺動部を潤滑するのに伴って、前記軸受ユニット29部分やこれら各摺動部で発生する摩擦熱を吸収する事による。又、圧力低下による温度上昇は、前記各微小隙間を通過して前記室28内に漏出したドレン油の圧力が、前記入口ポート24から前記各シリンダ19、19内に送り込まれる作動油の圧力よりも低くなる事による。これら2通りの理由により、前記ドレンパイプ18を通じて前記作動油タンクに戻されるドレン油(作動油)の温度は、前記入口ポート24部分の作動油の温度よりも高くなる。
By the way, the temperature of the hydraulic oil including the drain oil and returned to the hydraulic oil tank is higher than the temperature of the hydraulic oil fed into the
特に、近年、荷役作業の能率化等の為、サブマージドポンプの運転を、従来に比べて高回転、高圧力で行う様になっている。これに伴って、前記ポンプ本体2を駆動する為のオイルモータ1に送り込む作動油の流入量が増加し、流入圧力が高くなっている。例えば、前記入口ポート24部分の圧力を22MPa程度、流量を193L/min程度として、前記駆動軸22の回転速度を3000min-1程度としている。この様な条件下では、ドレン油の流量は、前記入口ポート24から送り込まれる作動油の流入量の1%程度になる。そして、前記ドレン油の温度は、前記入口ポート24部分での(流入時)作動油の温度よりも、凡そ35℃程度高くなる。この様に温度上昇したドレン油が前記作動油タンク内に戻される結果、この作動油タンク内の作動油、延いてはこの作動油タンクから前記流入側油圧パイプ16を通じて前記ポンプ本体2に送り込まれる作動油の温度が、徐々に上昇する。
In particular, in recent years, in order to improve the efficiency of cargo handling work, the operation of the submerged pump is performed at a higher speed and higher pressure than in the past. Along with this, the inflow amount of hydraulic oil fed to the
前記作動油タンク内の作動油の温度が所定値以上になると、前記圧油供給源部分に設置したオイルクーラが作動して、前記作動油タンク内の作動油を冷却する。この様にオイルクーラが作動した状態では、前記入口ポート24部分での作動油の温度は、50〜60℃の範囲内で安定する。前記ドレン油の温度は、この50〜60℃から更に35℃程度上昇するので、このドレン油がその内面に接触する、前記オイルモータ1を構成するモータケース27の表面温度は、85〜95℃程度になる。NK(日本海事協会)鋼船規則S編15.3.2−8の規定で、サブマージドポンプ等の運転機器の表面温度は80℃以下に抑える事が要求されている。上述した運転状態では、前記モータケース27の表面温度が80℃を超える可能性があるので、これを抑える必要がある。前記オイルクーラの性能を向上させて、前記作動油タンク内の作動油の温度を低く(例えば30〜40℃程度に)抑える事も考えられる。但し、この様な方法では、前記オイルクーラを大型化する必要があるだけでなく、作動油の粘性抵抗が大きくなって、少ないエネルギで前記サブマージドポンプの性能を向上させる面からは不利になる。
When the temperature of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank reaches a predetermined value or more, an oil cooler installed in the pressure oil supply source portion operates to cool the hydraulic oil in the hydraulic oil tank. When the oil cooler is thus operated, the temperature of the hydraulic oil at the
これらの事を考慮すれば、前記規定を満たす為には、前記ドレン油の温度上昇を低く抑える事が最も適切である。このドレン油の温度上昇を低く抑える事は、ドレン油の量を増加させる事で解決できる。例えば図6〜7に記載した構造の場合には、前記ポートプレート26に、例えば内径が0.7mm程度の小通孔32を、このポートプレート26に設けた前記入口ポート24と、前記室28とを連通させる状態で形成している。又、図8に記載した構造の場合には、流入側油圧パイプ16の途中からフラッシングパイプ33を分岐すると共に、このフラッシングパイプ33の下流端を室28に開口させて、フラッシングラインを構成している。又、このフラッシングラインの途中に、内径が0.7mm程度のオリフィス34を設置している。
Considering these things, it is most appropriate to keep the temperature rise of the drain oil low in order to satisfy the above regulations. Suppressing the temperature rise of the drain oil can be solved by increasing the amount of the drain oil. For example, in the case of the structure shown in FIGS. 6 to 7, the
これら何れの構造でも、前述した様な、各摺動部から室28に漏出するドレン油に加えて、一定量の作動油が、前記小通孔32、又は、前記オリフィス34を設けたフラッシングラインを通じて、前記室28に追加注入される。これら小通孔32やオリフィス34を通じてこの室28に追加注入される作動油にしても、圧力低下により温度上昇はするが、摩擦熱を吸収する事による温度上昇はない。この為、前記室28内に存在するドレン油の温度を下げて、ポンプ本体2を構成するモータケース27の表面温度を低く抑えられる。即ち、何れの構造でも、前記室28内に流入するドレン油の量は、前記流入側圧力パイプ16を通じて前記オイルモータ1に送られる作動油の流入量の4%程度になる。そして、この流入側圧力パイプ16を通じて送られる作動油の温度に対するドレン油の温度上昇を、20℃以下に抑えられる。この為、前述の様に、オイルクーラにより作動油タンク内の作動油の温度を50〜60℃に抑えれば、前記ドレン油の温度、延いてはモータケース27の表面温度を、70〜80℃程度に抑えられる。
In any of these structures, in addition to the drain oil leaking from the sliding portions to the
但し、上述の様な方法により、前記モータケース27の表面温度を下げると、このオイルモータ1に送り込まれる作動油のうちで、駆動軸22を回転させる為に利用されずに、ドレンパイプ18を通じて作動油タンクに戻される作動油の割合が多くなる。この結果、前記オイルモータ1の性能が低下する。具体的には、前記駆動軸22の回転速度が低下して、前記ポンプ本体2が吸引し、吐出する貨液3の量が少なくなる。即ち、サブマージドポンプの貨液移送能力が低下する。例えば、ドレン油の量が、前述の様に、定常の状態で作動油流入量の1%程度であった場合に、前記小通孔32や前記オリフィス34を通じて前記室28に作動油を追加注入し、この室28内に注入される作動油の合計量を4%程度にすると、この追加注入に伴って、前記オイルモータ1の回転速度は概略で3%程度低下する。
However, if the surface temperature of the
前記貨液移送能力を確保すべく、前記オイルモータ1の回転速度を低下させない為には、前記圧油供給源から前記流入側圧力パイプ16を通じて前記オイルモータ1に送られる作動油の量を、前記小通孔32や前記オリフィス34を通じて前記室28に追加注入される作動油分だけ増やす必要がある。この様な方法により前記貨液移送能力を確保するには、前記圧油供給源を構成する送油ポンプの出力を増やさなければならない。特に図6〜8に示した構造の場合には、前述した通り、前記小通孔32や前記オリフィス34を通過した作動油の温度が、圧力低下により上昇する。
In order not to reduce the rotational speed of the
即ち、前記流入側圧力パイプ16を通じて送られてくる作動油を、前記小通孔32や前記オリフィス34を通じて前記室28内に追加注入すると、例えば22MPa程度の高圧の作動油を、瞬間的に、例えば0.05MPa程度の室28の圧力に変化させる。この結果、前記作動油の圧力エネルギが熱エネルギに変化し、前記追加注入される作動油の温度が上昇する。
要するに前記図6〜8に示した2例の構造は何れも、軸受ユニット29や、シリンダ19、19とピストン20、20の摺動部等を潤滑して温度上昇しているドレン油に、圧力低下によって温度上昇した作動油を追加する事で、前記室28内に存在する作動油(ドレン油)の温度上昇を抑えるものである。この為、前記モータケース27の表面温度を十分に低下させる為に前記室28内に追加注入しなければならない作動油の必要量が多く、前記オイルモータ1の回転速度を低下させる程度が著しくなる。
That is, when hydraulic oil sent through the inflow
In short, the structures of the two examples shown in FIGS. 6 to 8 are all applied to the drain oil whose temperature rises by lubricating the bearing
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、サブマージドポンプを構成するポンプ本体の荷役能力を低下させずに、オイルモータ(モータケース)の表面温度を低く抑えられる構造を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention was invented to realize a structure capable of keeping the surface temperature of an oil motor (motor case) low without reducing the cargo handling capacity of the pump body constituting the submerged pump. Is.
本発明のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構は、前述の図6、8に示したサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構と同様に、モータケースと、駆動軸と、入口ポート及び出口ポートと、エネルギ変換装置と、ドレンパイプとを備える。
前記駆動軸は、前記モータケースの一端部(下端部)内側に、軸受ユニット等により回転自在に支持されている。そして、前記モータケース外に突出した先端部により、ポンプ本体の被駆動部を回転駆動する。
又、前記入口ポート及び出口ポートは、それぞれが前記モータケースの他端部に設けられている。このうちの入口ポートは、圧油供給源の吐出口に通じる流入側油圧パイプの下流端を接続する。又、前記出口ポートは、この圧油供給源の作動油タンクに通じる流出側油圧パイプの上流端を接続する。
又、前記エネルギ変換装置は、前記入口ポート及び出口ポートと前記駆動軸の基端部との間に設けられて、この入口ポートからこの出口ポートに向けて流れる加圧された作動油の圧力エネルギを、前記駆動軸を回転させる運動エネルギに変換する。
更に、前記ドレンパイプは、前記モータケースの中間部に上流端を、前記作動油タンクに下流端を、それぞれ通じさせて、このモータケース内に漏出したドレン油をこの作動油タンクに戻す。尚、前記ドレンパイプの下流端は、前記流出側油圧パイプの途中に接続し、この流出側油圧パイプを介して前記ドレン油を前記作動油タンクに戻す様に構成する事が、前記ドレンパイプが徒に長くなるのを防止する為に好ましい。
The submerged pump driving oil motor cooling mechanism of the present invention is similar to the submerged pump driving oil motor cooling mechanism shown in FIGS. 6 and 8, and includes a motor case, a drive shaft, an inlet port, and an outlet. A port, an energy conversion device, and a drain pipe are provided.
The drive shaft is rotatably supported by a bearing unit or the like inside one end (lower end) of the motor case. Then, the driven portion of the pump body is rotationally driven by the tip portion protruding outside the motor case.
Each of the inlet port and the outlet port is provided at the other end of the motor case. Of these, the inlet port connects the downstream end of the inflow-side hydraulic pipe leading to the discharge port of the pressure oil supply source. The outlet port connects the upstream end of the outflow hydraulic pipe that leads to the hydraulic oil tank of the pressure oil supply source.
Further, the energy conversion device is provided between the inlet port and the outlet port and a base end portion of the drive shaft, and pressure energy of pressurized hydraulic oil flowing from the inlet port toward the outlet port. Is converted into kinetic energy for rotating the drive shaft.
Further, the drain pipe communicates the upstream end with the intermediate portion of the motor case and the downstream end with the hydraulic oil tank, and returns the drain oil leaked into the motor case to the hydraulic oil tank. The downstream end of the drain pipe is connected to the middle of the outflow hydraulic pipe, and the drain pipe is configured to return the drain oil to the hydraulic oil tank via the outflow hydraulic pipe. It is preferable in order to prevent people from becoming longer.
特に、本発明のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構に於いては、前記エネルギ変換装置の出口側から、前記出口ポート及び前記流出側油圧パイプを通じて前記作動油タンクに通じる、作動油戻し流路の途中に絞り部材を設けている。そして、この作動油戻し流路内の圧力を、この絞り部材よりも上流側(前記エネルギ変換装置側)で下流側(前記作動油タンク側)よりも、少しだけ高くしている。
更に、前記絞り部材よりも上流側と前記モータケースの内部空間との間に、前記出口ポートから前記作動油タンクに向けて前記戻し流路を流れる作動油の一部を前記内部空間に送り込む為の還流通路を設けている。
In particular, in the cooling mechanism of the oil motor for driving a submerged pump according to the present invention, the hydraulic oil return flow that leads from the outlet side of the energy conversion device to the hydraulic oil tank through the outlet port and the outlet hydraulic pipe. A throttle member is provided in the middle of the road. The pressure in the hydraulic oil return flow path is slightly higher on the upstream side (the energy conversion device side) than the throttle member and on the downstream side (the hydraulic oil tank side).
Furthermore, between the upstream side of the throttle member and the internal space of the motor case, in order to send a part of the hydraulic oil flowing in the return flow path from the outlet port toward the hydraulic oil tank to the internal space The reflux passage is provided.
この様な本発明を実施する場合、より具体的には、例えば請求項2に記載した発明の様に、前記絞り部材を、前記入口ポート及び前記出口ポートを設けた端板のうちで、この出口ポートの周縁部と流出側油圧パイプの上流側端面との間に挟持されたオリフィスとする。そして、前記還流通路を、前記端板の内部に設けられて、一端を前記出口ポートの内周面に、他端をモータケースの内部に、それぞれ開口させた通孔とする。
或は、請求項3に記載した発明の様に、前記絞り部材を、前記流出側油圧パイプの途中に設けられたオリフィスとする。そして、前記還流通路を、この流出側油圧パイプの途中でこのオリフィスよりも上流側部分から分岐してモータケース内に下流端を開口させた還流パイプとする。
この様な請求項3に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項4に記載した発明の様に、前記還流パイプの途中に第二のオリフィスを設ける。
More specifically, when carrying out the present invention as described above, for example, as in the invention described in
Alternatively, as in the invention described in
When the invention described in
上述の様に構成する本発明のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構によれば、サブマージドポンプを構成するポンプ本体の荷役能力を低下させずに、オイルモータの表面温度を低く抑えられる。
即ち、本発明の構造によれば、戻し流路のうちで絞り部材の上流側から還流通路を介してモータケース内に送り込まれる作動油がこのモータケース内に存在するドレン油と混ざり合う事で、このモータケースの温度上昇が抑えられる。前記戻し流路の途中に前記絞り部材を設ける事で、この絞り部材の上流側から、前記還流通路を通じて前記モータケース内に送り込まれた作動油の温度が多少上昇はするが、その上昇量は僅少に抑えられる。その理由は、次の(1)(2)の通りである。
According to the cooling mechanism for an oil motor for driving a submerged pump according to the present invention configured as described above, the surface temperature of the oil motor can be kept low without reducing the cargo handling capacity of the pump body constituting the submerged pump.
That is, according to the structure of the present invention, the working oil fed into the motor case from the upstream side of the throttle member in the return passage through the return passage is mixed with the drain oil present in the motor case. The temperature rise of the motor case can be suppressed. By providing the throttle member in the middle of the return flow path, the temperature of the hydraulic oil sent into the motor case through the return passage from the upstream side of the throttle member slightly increases, but the amount of increase is Slightly reduced. The reason is as follows (1) (2).
(1) 前記絞り部材は、前記戻し流路を流れる作動油の一部を前記還流通路に分流させる為に、この絞り部材の上流側の圧力を下流側の圧力よりも少しだけ大きくすれば良い。従って、この絞り部材の上流側部分の圧力を高める程度は僅かで良い。
(2) エネルギ変換装置を通過して出口ポートから前記戻し流路に吐出される作動油の圧力は、流入側油圧パイプから前記エネルギ変換装置に送り込まれる作動油の圧力に比べて低い。従って、前記戻し流路の途中に絞り部材を設けても、元々この絞り部材の上流側に存在する作動油の圧力はあまり高くはない。
これら(1)(2)の理由により、前記絞り部材の上流側から前記還流通路を通じて前記モータケース内に送り込まれる作動油の圧力がこのモータケース内で低下する程度、延いてはこの作動油の温度が上昇する程度は僅少で済む。この為、前記還流通路からこのモータケース内に送り込まれる作動油により、前記ドレン油の温度を効果的に低下させられる。
(1) The throttle member only needs to slightly increase the pressure on the upstream side of the throttle member to be slightly lower than the pressure on the downstream side in order to divert part of the hydraulic oil flowing through the return flow path to the return passage. . Therefore, the degree to which the pressure in the upstream portion of the throttle member is increased may be small.
(2) The pressure of the working oil that passes through the energy conversion device and is discharged from the outlet port to the return flow path is lower than the pressure of the working oil sent to the energy conversion device from the inflow side hydraulic pipe. Therefore, even if a throttle member is provided in the middle of the return flow path, the pressure of the hydraulic oil originally present on the upstream side of the throttle member is not so high.
For these reasons (1) and (2), the pressure of the hydraulic oil fed into the motor case from the upstream side of the throttle member through the return passage is reduced to the extent that the pressure of the hydraulic oil is reduced in the motor case. The degree of temperature increase is negligible. For this reason, the temperature of the drain oil can be effectively lowered by the hydraulic oil fed into the motor case from the reflux passage.
上述の様に本発明の構造の場合には、戻し流路を通じて前記モータケース内に、ドレン油の温度を低下させる為に十分な量の作動油を送り込める。又、このドレン油の温度を低下させる為に、流入側油圧パイプから前記エネルギ変換装置に送り込む作動油は使用しない。即ち、このエネルギ変換装置を作動させてオイルモータの駆動軸を回転させる為、圧油供給源から、流入側油圧パイプを介して入口ポートに送り込む作動油のほぼ全量を、前記駆動軸を回転駆動する為に利用できる。この為、この作動油を有効利用して、この駆動軸の回転速度を十分に速くできる。 As described above, in the case of the structure of the present invention, a sufficient amount of hydraulic oil can be fed into the motor case through the return channel to reduce the temperature of the drain oil. Moreover, in order to lower the temperature of this drain oil, the working oil fed from the inflow side hydraulic pipe to the energy conversion device is not used. That is, in order to rotate the drive shaft of the oil motor by operating this energy conversion device, the drive shaft is rotationally driven with almost all of the hydraulic oil fed from the pressure oil supply source to the inlet port via the inflow side hydraulic pipe. Can be used to For this reason, the rotational speed of the drive shaft can be sufficiently increased by effectively using the hydraulic oil.
[実施の形態の第1例]
図1〜2は、請求項1、2に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構の特徴は、入口ポート24及び出口ポート31を設けた端板35の一部に、この出口ポート31とモータケース27内とを連通する通孔36を設けると共に、この出口ポート31の下流端開口部にオリフィス37を設けた点にある。即ち、これら通孔36とオリフィス37とを設ける事により、前記出口ポート31内を流れる作動油の一部を前記モータケース27内に注入し、このモータケース27内に漏出した、各部を潤滑する等により温度上昇したドレン油の温度を低下させる点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図6、8により説明した従前の構造と同様であるから、同等部分に関する説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、及び、先に説明しなかった部分を中心に説明する。
[First example of embodiment]
1 and 2 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to
図示しない圧油供給源の吐出口に通じる流入側油圧パイプ16から前記入口ポート24内に送り込まれた高圧の作動油は、複数のシリンダ19、19のうちで、エネルギ変換装置38に関する作動油の入口側である、ピストン20が深く入り込んでいる、図1の左側のシリンダ19内に、次述するシリンダブロック25の回転に伴って、順次送り込まれる。そして、これら各シリンダ19、19内に嵌装されたピストン20、20を、これら各シリンダ19、19から順次押し出す。すると、これら各シリンダ19、19を設けたシリンダブロック25が、センタピン39を中心として回転する。この結果発生する前記各ピストン20、20の公転運動が、球面継手21、21を介して回転板23に伝わり、駆動軸22を回転させる。更にこの駆動軸22が、ポンプ本体2(図5参照)の被駆動軸を回転駆動して、荷役を行わせる。前記シリンダブロック25の回転に伴って、前記各シリンダ19、19内で押し出し方向に変位した前記各ピストン20、20が再びこれら各シリンダ19、19内に押し戻される際に、これら各シリンダ19、19内に送り込まれていた作動油が前記各ピストン20、20により、前記出口ポート31に向け押し出される。即ち、図1に示した前記各シリンダ19、19のうちで、ピストン20の嵌合深さが浅い、図1の右側のシリンダ19が、前記エネルギ変換装置38に関する作動油の出口側である。
The high-pressure hydraulic oil fed into the
上述の様にして、前記エネルギ変換装置38の出口側から前記出口ポート31に押し出される作動油の圧力は、前記流入側油圧パイプ16から前記入口ポート24内に送り込まれる作動油の圧力よりも遥かに低いが、陽圧(正圧)である。そこで本例の場合には、前記通孔36とオリフィス37とを利用して、前記出口ポート31内を流れる作動油の一部を前記モータケース27内に注入し、このモータケース27内に漏出したドレン油の温度を低下させる様にしている。この為に本例の場合には、前記オリフィス37を、前記入口ポート24及び前記出口ポート31を設けた端板35のうちで、この出口ポート31の周縁部と流出側油圧パイプ17の上流側端面との間に挟持している。前記オリフィス37の内径は、これら出口ポート31及び流出側油圧パイプ17の内径よりも少しだけ小さい(前記通孔36の内径等、前記出口ポート31部分の作動油を前記モータケース27内に戻す流路の断面積等との関係で変わるが、例えば、この内径の60〜90%程度としている)。又、前記通孔36は、前記端板35の内部に、前記出口ポート31に対し傾斜方向に設けて、一端(上端、上流端)をこの出口ポート31の内周面に、他端(下端、下流端)を前記モータケース27の内部空間である室28に、それぞれ開口させている。
As described above, the pressure of the hydraulic oil pushed out from the outlet side of the
この様な構成を採用する事により本例のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構は、前記入口ポート24から前記エネルギ変換装置38内に送り込まれてこのエネルギ変換装置38の微小隙間から前記モータケース27内の室28に漏出し、更に軸受ユニット29等を潤滑する等に起因して温度上昇したドレン油の温度を、十分に低下させられる。即ち、本例の構造によれば、前記オリフィス37の上流側から、還流通路である前記通孔36を通じて前記モータケース27内の室28に送り込まれる作動油が、この室28内に存在する、前記温度上昇したドレン油と混ざり合う事で、このドレン油の温度を低下させる。この結果、このドレン油にその内面を曝らされた、前記モータケース27の温度上昇が抑えられる。尚、この様な、ドレン油が発生し、しかもその温度が上昇する理由は、図6に示した従前の構造の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。何れにしても、前記出口ポート24から前記通孔36内に送り込まれる作動油の圧力は、前述した(1)(2)の様な理由によりあまり高くない為、この通孔36から前記室28内に送り込まれた作動油の温度上昇は極く僅かである。この結果、この通孔36からこの室28内に送り込まれる作動油により、前記ドレン油の温度を効果的に低下させられる。
By adopting such a configuration, the cooling mechanism of the oil motor for driving the submerged pump of this example is fed into the
しかも本例の構造の場合には、前記ドレン油の温度を低下させる為に、前記流入側油圧パイプ16から前記入口ポート24を介して前記エネルギ変換装置38に送り込む作動油は使用しない。即ち、このエネルギ変換装置38を作動させてオイルモータ1の駆動軸22を回転させる為、前記圧油供給源から、前記流入側油圧パイプ16を介して前記入口ポート24に送り込む作動油のうち、前述した様な、各摺動部で発生する1%程度の漏洩分を除き、ほぼ全量を、前記駆動軸22を回転駆動する為に利用できる。この為、前記作動油を有効利用して、この駆動軸22の回転速度を十分に速くできる。要するに本例の構造によれば、前記圧油供給源の能力を特に高くしなくても、前記駆動軸22により回転駆動されるポンプ本体2(図5参照)の荷役能力を低下させずに、前記オイルモータ1(を構成するモータケース27)の表面温度を低く抑えられる。
Moreover, in the case of the structure of this example, the hydraulic oil fed from the inflow side
前記通孔36から前記室28に流入した作動油は、先に図6、8により説明した従前構造の場合と同様に、ドレン油と共に、ドレンパイプ18を通じて前記圧油供給源の作動油タンクに戻される。尚、このドレンパイプ18の下流端は、前記流出側油圧パイプ17のうちで、前記オリフィス37よりも下流側に接続しても、或は、直接前記作動油タンクに通じさせても良い。
又、前記オリフィス37の上流側に設けて、前記エネルギ変換装置38の出口部分から吐出された作動油を前記室28に送り込む通孔は、前記端板35の内部に代えて、ポートプレート26の内部に設ける事もできる。
The hydraulic oil flowing into the
Further, a through hole provided on the upstream side of the
[実施の形態の第2例]
図3は、請求項1、3に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、絞り部材であるオリフィス37aを、流出側油圧パイプ17aの途中に設けている。即ち、この流出側油圧パイプ17aを、上流部分40と下流部分41とに分割し、これら両部分40、41同士を接続するフランジ同士の間に、前記オリフィス37aを挟持している。このオリフィス37aの内径は、前記両部分40、41の内径よりも少しだけ(例えばこの内径の60〜90%程度に)小さくしている。そして、還流通路である還流パイプ42の上流端を、流出側油圧パイプ17aのうちの上流部分40から分岐している。更に、この還流パイプ42の下流端を、モータケース27内の室28に通じさせている。尚、この還流パイプ42を設けた事に伴って、ドレンパイプ18aの上流端を、前記モータケース27の反対側の下部に接続している。
[Second Example of Embodiment]
FIG. 3 shows a second example of an embodiment of the present invention corresponding to
この様な本例の場合も、上述した実施の形態の第1例の場合と同様に、入口ポート24からエネルギ変換装置38内に送り込まれてこのエネルギ変換装置38の微小隙間から前記モータケース27内の室28に漏出し、更に軸受ユニット29等を潤滑する等して温度上昇したドレン油の温度を、十分に低下させられる。又、圧油供給源の能力を特に高くしなくても、駆動軸22により回転駆動されるポンプ本体2の荷役能力を確保できる。
In the case of this example as well, as in the case of the first example of the above-described embodiment, the
[実施の形態の第3例]
図4は、請求項1、3、4に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合には、還流通路である還流パイプ42aとして上述した実施の形態の第2例のものよりも太いものを使用する代わりに、この還流パイプ42aの途中に第二のオリフィス43を設けている。そして、この第二のオリフィス43により、この還流パイプ42aを通じてモータケース27内に還流する作動油の流量を調節して(絞って)いる。又、流出側油圧パイプ17aの上流部分40と下流部分41との間に挟持したオリフィス37bの内径を、上述した第2例の場合よりも大きくしている。その他の部分の構成及び作用は、この実施の形態の第2例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
[Third example of embodiment]
FIG. 4 shows a third example of an embodiment of the present invention corresponding to
図1〜2に示した実施の形態の第1例を実施する場合に於ける、具体的な、圧力、流量、寸法等の関係の1例に就いて説明する。
入口ポート24部分の圧力 : 22MPa
同じく流量 : 193L/min
出口ポート31部分の圧力 : 0.1MPa
同じく流量 : 191L/min
出口ポート31の下流端部分の内径 : 20mm
オリフィス37の内径 : 15mm
通孔36の内径 : 3.3mm
A specific example of the relationship between pressure, flow rate, dimensions, etc. in the case of implementing the first example of the embodiment shown in FIGS.
Pressure at the
Same flow rate: 193L / min
Pressure at the
Same flow rate: 191L / min
Inner diameter of the downstream end portion of the outlet port 31: 20 mm
Internal diameter of orifice 37: 15 mm
Inner diameter of through hole 36: 3.3 mm
以上の条件で、前記オリフィス37の上流側と下流側との間に、0.05MPaの圧力差が発生する。同程度の圧力差が、前記出口ポート31部分と室28内の作動油との間に発生する。そして、前記通孔36を通じてこの室28内に、3L/minの割合で作動油が流入する。この作動油の温度は、前記通孔36から前記室28内に吐出する瞬間に、圧力低下に伴って上昇する。但し、この温度上昇は、出口ポート31部分の圧力と前記室28部分との圧力差である、凡そ0.05MPa分の圧力低下に基づくものであり、極く僅少に抑えられる。この結果、エネルギ変換装置38の微小隙間からモータケース27内に漏出し、更に軸受ユニット29等を潤滑する等に起因して温度上昇したドレン油の、前記入口ポート24部分の作動油に対する温度上昇分を、20℃以下に抑えられる。従って、前述の様に、オイルクーラにより前記入口ポート24部分での作動油の温度を50〜60℃に維持すれば、モータケース27の表面の温度を、十分に80℃以下に抑えられる。
Under the above conditions, a pressure difference of 0.05 MPa is generated between the upstream side and the downstream side of the
図3に示した、実施の形態の第2例を実施する場合に於ける、具体的な、圧力、流量、寸法等の関係の1例に就いて説明する。
入口ポート24部分の圧力 : 22MPa
同じく流量 : 193L/min
出口ポート31部分の圧力 : 0.07MPa
同じく流量 : 191L/min
流出側油圧パイプ17aの上流部分40の内径 : 21.4mm
オリフィス37aの内径 : 19mm
還流パイプ42の内径 : 7mm
A specific example of the relationship between pressure, flow rate, dimensions, etc. in the case of implementing the second example of the embodiment shown in FIG. 3 will be described.
Pressure at the
Same flow rate: 193L / min
Pressure at the
Same flow rate: 191L / min
Inner diameter of the
The inner diameter of the reflux pipe 42: 7 mm
以上の条件で、前記オリフィス37aの上流側と下流側との間に、0.02MPaの圧力差が発生する。同程度の圧力差が、前記流出側油圧パイプ17aの上流部分40と室28内の作動油との間に発生する。そして、前記還流パイプ42を通じてこの室28内に、3L/minの割合で作動油が流入する。この作動油の温度に就いても、前記還流パイプ42から前記室28内に吐出する瞬間に、圧力低下に伴って上昇する。但し、この温度上昇は、前記出口ポート31部分と前記室28内との圧力差である、凡そ0.02MPa分の圧力低下に基づくものであり、極く僅少に抑えられる。この結果、エネルギ変換装置38の微小隙間からモータケース27内に漏出し、更に軸受ユニット29等を潤滑する等して温度上昇したドレン油の、前記入口ポート24部分の作動油に対する温度上昇分を、14.5℃程度に抑えられる。従って、前述の様に、オイルクーラにより前記入口ポート24部分での作動油の温度を50〜60℃に維持すれば、モータケース27の表面の温度を、十分に80℃以下に抑えられる。
Under the above conditions, a pressure difference of 0.02 MPa is generated between the upstream side and the downstream side of the
図4に示した、実施の形態の第3例を実施する場合に於ける、具体的な、圧力、流量、寸法等の関係の1例に就いて説明する。
入口ポート24部分の圧力 : 22MPa
同じく流量 : 193L/min
出口ポート31部分の圧力 : 0.15MPa
同じく流量 : 191L/min
流出側油圧パイプ17aの上流部分40の内径 : 21.4mm
オリフィス37bの内径 : 14mm
還流パイプ42の内径 : 16.1mm
第二のオリフィス43の内径 : 2.7mm
A specific example of the relationship of pressure, flow rate, dimensions, etc. in the case of implementing the third example of the embodiment shown in FIG. 4 will be described.
Pressure at the
Same flow rate: 193L / min
Pressure at the
Same flow rate: 191L / min
Inner diameter of the
Inner diameter of
Inside diameter of the reflux pipe 42: 16.1 mm
Inner diameter of second orifice 43: 2.7 mm
以上の条件で、このオリフィス37aの上流側と下流側との間に、0.1MPaの圧力差が発生する。同程度の圧力差が、前記流出側油圧パイプ17aの上流部分40と室28内の作動油との間に発生する。そして、前記還流パイプ42を通じてこの室28内に、3L/minの割合で作動油が流入する。この作動油の温度に就いても、前記還流パイプ42aの途中の第二のオリフィス43を通過する際、圧力低下に伴って上昇する。但し、この温度上昇に就いても、出口ポート31部分の圧力と前記室28部分との圧力差である、凡そ0.1MPa分の圧力低下に基づくものであり、極く僅少に抑えられる。この結果、本実施例の場合も、ドレン油の、前記入口ポート24部分の作動油に対する温度上昇分を、14.5℃程度に抑えられる。従って、本実施例の場合も、前述した実施例1、2と同様の条件下で、モータケース27の表面の温度を、十分に80℃以下に抑えられる。
Under the above conditions, a pressure difference of 0.1 MPa is generated between the upstream side and the downstream side of the
1 オイルモータ
2 ポンプ本体
3 貨液
4 貨液タンク
5 甲板
6 タンク底
7 バルクヘッド
8 導液部
9 貨液吸入口
10 ボトムサポート
11 吐出管
12 外側ケース
13 サポートパイプ
14 中間サポート
15 デッキカバー
16 流入側油圧パイプ
17、17a 流出側油圧パイプ
18、18a ドレンパイプ
19 シリンダ
20 ピストン
21 球面継手
22 駆動軸
23 回転板
24 入口ポート
25 シリンダブロック
26 ポートプレート
27 モータケース
28 室
29 軸受ユニット
30 ドレンポート
31 出口ポート
32 小通孔
33 フラッシングパイプ
34 オリフィス
35 端板
36 通孔
37、37a、37b オリフィス
38 エネルギ変換装置
39 センタピン
40 上流部分
41 下流部分
42、42a 還流パイプ
43 第二のオリフィス
DESCRIPTION OF
この様な構成を採用する事により本例のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構は、前記入口ポート24から前記エネルギ変換装置38内に送り込まれてこのエネルギ変換装置38の微小隙間から前記モータケース27内の室28に漏出し、更に軸受ユニット29等を潤滑する等に起因して温度上昇したドレン油の温度を、十分に低下させられる。即ち、本例の構造によれば、前記オリフィス37の上流側から、還流通路である前記通孔36を通じて前記モータケース27内の室28に送り込まれる作動油が、この室28内に存在する、前記温度上昇したドレン油と混ざり合う事で、このドレン油の温度を低下させる。この結果、このドレン油にその内面を曝らされた、前記モータケース27の温度上昇が抑えられる。尚、この様な、ドレン油が発生し、しかもその温度が上昇する理由は、図6に示した従前の構造の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。何れにしても、前記出口ポート31から前記通孔36内に送り込まれる作動油の圧力は、前述した(1)(2)の様な理由によりあまり高くない為、この通孔36から前記室28内に送り込まれた作動油の温度上昇は極く僅かである。この結果、この通孔36からこの室28内に送り込まれる作動油により、前記ドレン油の温度を効果的に低下させられる。
By adopting such a configuration, the cooling mechanism of the oil motor for driving the submerged pump of this example is fed into the
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