JPS5847175A - 風水力式ポンプ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、風力又は水力を動力源として油ポンプ等のポ
ンプを駆動させるようにした風水方式ポンプ駆動装置に
関するものである。

最近、資源節約の観点から、風水力によって回転駆動す
る風車又は水車と、該風車又は水車の回転によって駆動
されるポンプとを設けて、風水力によりポンプを駆動さ
せ、このポンプの流体エネルギーをそのままあるいは熱
エネルギー等に変換して利用する。ようにした風水方式
ポンプ駆動装置が提案されている。

しかるに、このような風水方式ポンプ駆動装置では、始
動時、風車又は水車およびポンプの起動抵抗のために始
動し難く、そのため、風速等の流速が利用可能範囲にな
っても、風車又は水車が回転しないという問題があった
。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、上述のよう
な風水方式ポンプ駆動装置において、ポンプの吐出管路
に逆止弁を介して、ポンプの駆動中に該ポンプからの吐
出流体を蓄積するアキュムレータを設けるとともに、該
アキュムレータをポンプの始動時に開作動する逆止ソレ
ノイド弁を介して吸入・管路に接続し、ポンプの始動時
、アキュムレータに蓄積された吐出流体を吸入管路に供
給することにより、ポンプをモータとして利用して。

風車又は水車を始動させるようにし、よって低流速から
高流速までの広範囲の風水力を利用できるようにした風
水方式ポンプ駆動装置を提供せんとするものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

図面は本発明に係る風力式ポンプ駆動装置を示し、＋１
）は風力によって回転駆動する風車であって、該風車ｆ
ｌ）の回転軸（１ａ）には変速機（２）を介して油ポン
プ（３）の駆動軸（３ａ）が連結されており、該油ポン
プ（３）は風車ｆ１＋の回転によって駆動される。また
、（４）は油ポンプ（３）の吸入管路、（５）は途中に
並列に分岐した４本の分岐部（５ｂ）ｌ　（５Ｃ）＋　
（５（１）ｌ　（５θ）を有する吐出管路であって、該
吸入管路（４）と吐出管路（５）とによって閉路した循
環管路が形成されている一方、該吐出管路（５）には、
分岐部（５ｂ）、　（５ｃ）にそれぞれ２個ずつの絞り
弁（６ａ）＋　（６１））または＜ｅ　ｃ＞　ｔ（６ｄ
）が介設されているとともに、他の分岐部（５ｄ）。

Ｃ５８）Ｋそれぞれ１個の絞シ弁（６ｆ３）ｌ　（６ｆ
）が介設さ些ている。さらに、前記吐出管路（りの絞シ
弁（６ａ）、。

〜（６ｆ）下流には熱交換器（７）が設けられており、
絞シ弁（６ａ）〜（６ｆ）の絞り効果によって油温か上
昇した圧油を熱交換媒体として熱交換器（７）において
冷水管路（８）を流れる利用側媒体としての冷水との間
で熱交換を行うように構成されている。尚、（９）は前
記油ポンプ（３）と同様に風車ｆｌ）の回転によって駆
動される給油用油ポンプであって、オイルタンク（ｌＯ
）内の油を第１給油管路（１１）および第２給油管路（
１１１））を介して吸入管路（４）および吐出管路（６
）に補給するものである。

前記油ポンプ（３）は可変容゛量形のものであって、核
油ポンプ（３）の吐出量制御部（３ｂ）には通常中立位
置にある吐出量制御弁（１２）が２本のパイロット管路
（１３＋および（Ｉ４）を介して接続されているととも
に、該吐出量制御弁（１２）Ｋはパイロット管路（１５
）を介して前記第２給油管路（ｌ　Ｉｔ））が接続され
ている。

また、（１６）は前記油ポンプ（３）の吐出圧が設定値
以下のときに油ポンプ（３）の１回転当りの吐出量を減
少させるよう制御する吐出量制御機構であって、該吐出
量制御機構（Ｉ呻はシリンダ（ｌηと、該シリンダ（１
７）内に摺動自在に嵌挿されたピストン賭と、該ピスト
ン（１句に連結され前記吐出量制御弁ＩＪ２Ｊの操作部
（１２ａ）を押圧するロッド（１９）と、該ロッド（＋
９）を外方向、すなわち吐出量制御弁（＋２）を図中左
側位置に切換える方向に付勢するスプリング彌と、前記
シリンダ（１７）内におけるピストン（１８１のロッド
取付面側に油ポンプ（３）の吐出圧（詳しくは吐出管路
分岐部（５ｂ）における絞９弁（６ａ）、　（６ｂ）間
の油圧）信号を入力するパイロット管路（２１）とから
なシ、油ポンプ（３）の吐出圧が設定値以下に減少した
ときには、スプリング（３）の付勢力によりロッドα９
）を外方向に移動せしめて吐出量制御弁α匂を図中左側
位置に切換えることにより、パイロット管路Ｈと００と
が連通して第２給油管路０１ｂ）の油圧（給油用油ポン
プ（９）の吐出圧）信号をパイロット管路θ荀およびθ
濁を介して油ポンプ（３）の吐出量制御部（３ｂ）に入
力せしめ、このことによシ油ポンプ（３）の吐出量可変
制御要素、（３ｃ）の傾斜角を減少せしめて１回転当シ
の吐出量を減少させるよう制御する一方、油ポンプ（３
）の吐出圧が設定値以上のとき罠は、シリンク°９η内
に入力さ、れた油ポンプ（３）の吐出圧によシスプリン
グ四の付勢力に抗した分だけロッド（１９）を内方向に
移動せしめて吐出量制御弁０匂を図中右側位置に切換え
ることにより、パイロット管路−と０６）とが連通して
給油管路σｌｂ）の油圧信号をパイロット管路（Ｉ鴨お
よびα→を介して油ポンプ吐出量制御部（３ｂ）に入力
せしめ、このことにより、吐出量可変制御要素（３Ｃ）
を圧力に相応した傾斜角に傾動せしめて１回転当りの吐
出量を増加するように構成されている。尚、スプリング
彌の付勢力に抗しきった後はピストン（＋８１はストロ
ーク端まで引込ま２れ、油ポンプ（３）の１回転当りの
吐出量は最大となる。

また、勾は油ポンプ（３）の吐出管路（６）に醤油管路
瞥を介して接続されたアキュムレータであって、該醤油
管路（ハ）には吐出管路（５）からアキュムレータ翰へ
の流癲を許容する逆止弁（５１１９が介設されそおり、
油ポンプ（３）の駆動中に該油ポンプ（３）から吐出さ
れる圧油をアキュムレータＣ２′４に蓄積しておくよう
に構成されている。また、前記アキュムレータ固は醤油
管路−の途中から分岐した給油管路（財）を介して油ポ
ンプ（３）の吸入管路（匂に接続されているとともに、
該給油管路（財）には油ポンプ（３）の始動時に開作動
する逆止ソレノイド弁國が介設されており、油ポンプ（
３）の始動時、アキュムレータ翰に蓄積された圧油を吸
入管路（４）に供給することにより、油ポンプ（３）を
油圧モータとして利用して風車ｉｌ＋を始動させるよう
に構成されている。

さらに１（社）は前記吐出管路分岐部（５ｅ）の絞り弁
（６ｆ）下流に介設された可変容量形の油圧モータであ
って、該油圧モータ＠［９＠回°転軸（２５ａ）には前
記冷水管路（８）に介設された水ポンプ翰の駆動軸（２
６ａ）が連結されておシ、該水ポンプ翰は油圧モータ（
２均の回転によって駆動される。前記油圧モータ（至）
の流入量制御部（２５ｔｌ）には通常中立位置にある流
入量制御弁（２ηが２本のパイロット管路（社）および
四を介して接続され、該流入量制御弁（２′ｒＩにはパ
イロット管路■および０５）を介して前記給油管路αｌ
ｂ）が接続されている。また、＠ｌ）は前記油圧モータ
四の１回転当シの流入量を油ポンプ（３）の吐出圧に反
比例して・増減するよう制御する流入量制御機構である
。すなわち、該流入量制御機構罎）は、シリンダ國と、
該シリンダ國内に摺動自在に嵌挿されたピストン（（２
）と、該ピストン（３８に連結され前記流入量制御弁し
ηの操作部（２ツａ）を押圧するロッド（３４）と、該
ロツード（財）を外方向、すなわち流入量制御弁（２７
）を図中左側位置に切換える方向に付勢するスプリング
（３（へ）と、前記シリンダ＠匂内におけるピストン（
３３）のロッド取付面側に油ポンプ（３）の吐出圧（詳
しくは吐出管路分岐部（５Ｃ）における絞り弁（６０）
ｌ　（６ｄ）間の油圧）信号を入力するパイロット管路
（３Ｇ）とからなり、油ポンプ（３）の吐出圧が増大し
たときには、シリンダ（支）内に入力された油ポンプ（
３）の吐出圧によりスプリング（至）の付勢力に抗して
ロッド−を内方向に移動せしめて吐出量制御弁Ｑ４を図
中右側位置に切換えることにより、パイロット管間と−
とが連通して第２給油管路（Ｉ　Ｉｔ））の油圧（給油
用油ポンプ（９）の吐出圧）信号をパイロット管路（１
５）、　（３０）および四を介して油圧モータ□□□の
流入量制御部（２５ｂ）に入力せしめ、このことにより
、油圧モータ（社）の流入量可変制御要素（２５ｃ）の
傾斜角を減少せしめて１回転当りの流入量を減少制御す
る一方、油ポンプ（３）の吐出圧が減少したときには、
スプリング（３Ｆ９の付勢力によりロッド（財）を外方
向に移動せしめて流入量制御弁Ｑηを図中左側位置に切
換えることにより、パイロット管（ハ）と（ト）とが連
通して第２給油管路（１１１））の油圧信号をパイロッ
ト管路（＋５）、　（３０）および關を介して油圧モー
タ流入量制御部（２５１））に入力せしめ、この、こと
により、流入量可変制御要素（２５（ｊ）の傾斜角を増
大せしめて１回転当りの流入量を増加制御するように構
成されている。以上によって、油圧モータ（至）の回転
数を、油ポンプ（３）の吐出圧と吐出量との乗積値に応
じて増減せしめることにより水ポンプ（至）の吐出量を
制御するように構成されている。

一方、前記変速機（２）のケーシング（２ａ）内には吸
入管路０ηおよび吐出管路−の各管路を介して変速機冷
却用油ポンプ国が接続され、該変速機冷却用油ポンプ（
３９）は、その駆動軸（５９ａ）が前記油ポンプ（３）
の吐出管路分岐部（５ｄ）の絞り弁（６ｅ）下流に介設
された油圧モータ顛の回転軸（４０ａ）に連結されてお
υ、該油圧モータ（４０）の回転によって駆動されると
ともに、該油ポンプ（３９）の吐出管路（３ａｌには熱
交換器（４１）が介設されており、変速機（２）内の歯
車摩擦熱などにより昇温した潤滑油を熱交換媒体として
熱交換器において冷水管路（８）を流れる利用側媒体と
しての冷水との間で熱交換を行うように構成されている
。

尚、（６）は油ポンプ（３）の吐出管路（５）の分岐部
（５ｔ））〜（５ｅ）上流に介設された圧力補償付流量
制御弁、（至）は油ポンプ（３）吐出管路（５）の圧力
補償付流量制御弁上流側（５ａ）に醤油管路（４４）を
介して接続されたアキュムレータ、（４均は該アキュム
レータ圓の醤油管路（財）に接続され、アキュムレータ
（４埼への圧油の醤油が完了した際に、その油圧によっ
てＯＮ作動する圧力スイッチであって、該圧力スイッチ
（４均のＯＮ作動により風車ｆ１）の回転軸（１ａ）周
辺に設けたブレーキ装置ケ６）を作動せしめて風車（１
１の回転を制動するように構成されている。また、（４
ηは前記蓄油管路（４４）の圧力スイッチ（４Ｆ９接続
部上流に介設された絞り弁、に）は油ポンプ（３）吐出
管路（５）の分岐部（５ｂ）〜（５ｅ）下流に接続され
たリリーフ弁であって、熱交換器（７）に供給される圧
油の圧力を設定値以下に制御するものである。さらに、
（４９）はアキュムレー・り（３）の醤油管路（至）に
介設された減圧弁、φ０）および伸υはそれぞれ醤油管
路（２３）の減圧弁←９）直上流およびアキュムレータ
（２２直上流に介設された絞シ弁、伸鴫は一端が導入管
路（財）を介して給油管路−に接続され、他端がパイロ
ット管路（５［５１を介して吐出量制御弁（１２）およ
び流入置割、御弁＠ηに連通ずるパイロット管路国に接
続された減圧弁であって、油ポンプ（３）の始動時にア
キュムレータ固の圧油の一部を設定圧力に減圧せしめて
パイロット管路α６）および−に導入するものである。

加えて、藺は油ポンプ（３）の吸入管路（４）に介設さ
れたアキュムレータ（３）の圧油の逆流防止用の逆止弁
Ｊ′−は変速機冷却用ポンプ（３９）の吐出管路（ト）
における熱交換器←ｌ）をバイパスするバイパス管路（
転）に設けられた安全弁であって、熱交換器（４１）を
保護するためのものである。その他、＠（２）は熱交換
器（４１）および（７）において加熱された温水を貯蔵
する温水タンク、＠ｌは温水タンク（６（２）内の温水
を再加熱用のボイラ國に供給するための温水ポ。

ンプ、’（６３）は温水タンク（頭内の温水を外部に供
給するための温水ポンプ、（６褐はフィルタ、（６（へ
）は温度計、■はサーモスタット、（６７）は圧力計、
（６８１はトレン管路、（１３９）は換気口である。

次に、上記実施例の作動について説明するに、温水を得
るべく油ポンプ（３）を始動させる場合、先ず、逆止ソ
レノイド弁姉を励磁して開作動せしめると、先の駆動中
にアキュムレータ勾に一蓄積された圧油が給油管路（財
）を介して油ポンプ（３）の吸入管路（４）に流入“し
、その流入した圧油の圧力によって油ポンプ（３）が駆
動される。つまシ、該油ポンプ（３）は油圧モータとし
て作動するようになり、その駆動軸（３ａ）の回転が変
速機（２）を介して風車ｆ１）の回転軸（１ａ）に伝達
され、風車（１）は、その起動抵抗以上の回転力が油圧
モータとしての油ポンプ（３）から与えられることによ
り回転し始める。

そして、一旦、風車ｉｌｌが回転すると、その慣性作用
により、低風速時の風力によっても風車ｆ１）は円滑に
回転駆動するようになる。そうなると、今度は、風車ｆ
１）の回転が変速機（２）を介して油ポンプ（３）の駆
動軸（３ａ）に伝達されることにより、油ポンプ（３）
が駆動し、該油ポンプ（３）の駆動によって油ポンプ（
３）から圧油が吐出管路（６）に吐出圧送される。

そのことにより、絞り弁（６ａ）〜（６ｆ）の紋り効果
によって油温か上昇した圧油を熱交換媒体として熱交換
器（７）において冷水管路（８）を流れる利用側媒体と
しての冷水との間で熱交換が行われて、冷水を温水化せ
しめることができる。その際、油ポンプ（３）の駆動中
に１．該油ポンプ（３）から吐出される高圧油は、吐出
管路（５）から醤油管路□□□を介してアキュムレータ
（３）に流入して蓄積され、次回の始動時に備える。尚
、油ポンプ（３）の駆動中は、逆止ソレノイド弁國が閉
作動して逆止弁となるため、アキュムレータ（２！匂に
蓄積された圧油が給油管路（財）を介して吸入管路（４
）に流入することはない。

尚、上記実施例では、風力を動力源として油ポンプ（３
）を駆動させるようにした風力式ポンプ駆動装置に適用
した場合について説明したが、本発明は、風力を動力源
として水ポンプを駆動させるようにした風力式ポンプ駆
動装置に参適用できる。

また、水力を動力源として水車を回転駆動させ、該水車
の回転により各種ポンプを駆動させるようにした水力式
ポンプ駆動装置にも適用でき、同様の作用効果を奏する
ことができ′るものである。

以上説明したように、本発明によれば、風水力によって
回転駆動する風車又は水車と、該風車又は水車の回転に
よって駆動されるポンプとを設けた風水方式ポンプ駆動
装置において、前記ポンプの吐出管路に逆止弁を介して
、ポンプの駆動中に該ポンプからの吐出流体を蓄積する
アキュムレータを設けるとともに、°該アキュムレータ
をポンプの始動時に開作動する逆止ソレノイド弁を介し
て吸入管路に接続し、ポンプの始動時、アキュムレータ
に蓄積された吐出流体を吸入管路に供給することにより
、ポンプをモータとして利用して風車又は水車を始動さ
せ′るようにしたものであるので、低流速時での風車又
は水車の始動を可能とし、風水力利用によるポンプの駆
動を低流速域から高流速域までの広範囲に拡張すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る風力式ポンプ駆動装置の油圧回路図
である。 ＋１１・・風車、（３）・・油ポンプ、（４）・・吸入
管路、（５）・・吐出管路、翰・・アキュムレータ、１
５′ＩＪ−・逆止ソレノイド弁、（イ）・・逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）風水力によって回転駆動する風車（１）又は水車
   と、該風車＋１）又は水車の回転によって駆動されるポ
   ンプ（３）とを設けた風水方式ポンプ駆動装置において
   、前記ポンプ（３）の吐出管路（５）に逆上弁（財）を
   介して、ポンプ（３）の駆動中に該ポンプ（３）からの
   吐出流体を蓄積するアキュムレータ（３）を設けるとと
   もに、該アキュムレータｅａｔ−、ポンプ（３）の始動
   時に開作動する逆止ルノイド弁（５１Ｊを介して吸入管
   路（４）に接続し、ポンプ（３）の始動時、アキュムレ
   ータシフに蓄積された吐出流体を吸入管路（４）に供給
   すると、とによシ、ポンプ（３）をモータとして利用し
   て風車（１）又は水車を始動させるようにしたことを特
   徴とする風水方式ポンプ駆動装置。