KR100514594B1 - 유압에너지 회수 및 재생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압장치에 관한 것으로, 복수의 유압 액추에이터를 작동시키고 회수되는 유압유의 유압에너지를 회수 및 전환하여 복수의 유압 액추에이터를 구동하는데 이용하거나 다른 기계적 에너지로 전환시킬 수 있는 유압에너지 회수 및 재생장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 소정의 압력을 압력유체를 공급하는 유압펌프와, 유압펌프에서 공급되는 압력유체가 이동되는 공급관로와, 공급관로를 통하여 이동되는 압력유체에 의해 작동되는 유압액추에이터와, 유압액추에이터를 작동시킨 압력유체가 회수되는 회수관로와, 회수관로에 마련되어 회수되는 압력유체에 의해 작동되어 압력유체의 에너지를 저장하는 유압축적장치가 마련되는 유압회로에 있어서, 유압축적장치는 회수되는 압력유체에 의해 작동되는 유압펌프/모터와, 유압펌프/모터의 구동력에 의해 압력유체의 에너지가 기계적 에너지로 전환되어 축적되는 플라이휠과, 유압펌프/모터와 플라이휠의 연결을 제어하는 클러치가 마련되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 유압에너지 회수 및 재생장치는 유압펌프에 의해 공급되어 유압액추에이터를 작동시킨 후 회수되는 압력유체의 에너지를 플라이휠을 통하여 전환 및 축적하여 다른 기계적 에너지로 사용하거나, 다른 유압장치를 작동하는데 사용할 수 있어 회수되는 압력유체의 에너지 손실을 방지할 수 있으며, 적을 공간을 차지하는 플라이휠을 사용함으로써 건설기계와 같이 협소한 공간에 유압장치의 배치가 용이한 효과가 있다.

Description

유압에너지 회수 및 재생장치{recovery and regeneration apparatus of hydraulic energy}

본 발명은 유압장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 복수의 유압 액추에이터를 작동시키고 회수되는 유압유의 유압에너지를 회수 및 전환하여 복수의 유압 액추에이터를 구동하는데 이용하거나 다른 기계적 에너지로 전환시킬 수 있는 유압에너지 회수 및 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건설기계 등의 유압장치를 사용하는 기계들은 유압펌프, 유압 액추에이터 등이 마련되어 유압펌프에서 공급되는 소정 압력의 유체를 이용하여 유압 액추에이터를 가동하여 유압장치를 작동시킨다.

이러한, 유압장치들에는 유압 액추에이터를 작동시키고 유압펌프로 회수되는 유체를 이용하여 작동된 유압 액추에이터를 작동시키는데 재사용하거나 또는 다른 유압장치를 작동시키거나 다른 기계적 에너지로 전환하여 유압장치와 별개의 기계장치를 작동시키도록 유압에너지 회수 및 재생장치가 마련되어 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 유압에너지 회수 재이용 시스템을 나타낸 간략도이다.

도시한 바와 같이 종래의 유압에너지 회수 재이용 시스템은, 유압펌프(110)로부터 토출되는 압축유체를 공급관로(120)를 거쳐 복수의 액추에이터(140)를 동작시키는 것을 나타낸 것으로, 유압실린더(140a) 및 유압모터(140b)와 같은 유압 액추에이터(140)에 유압펌프(110)를 통하여 압축유체를 공급함으로써 유압실린더(140a) 및 유압모터(140b)와 같은 유압 액추에이터(140)를 작동시킨다.

여기서, 유압실린더(140a) 및 유압모터(140b)와 같은 액추에이터(140)를 작동시킨 후 회수되는 압축유체는 별도의 회수유압모터(150) 또는 회수유압펌프(160)를 구동하며, 회수유압모터(150) 또는 회수유압펌프(160)에서 발생되는 압축유체의 압력은 어큐뮬레이터(170)에 축적한다.

한편, 어큐뮬레이터(170)에 축적된 압력을 이용하여 별도의 유압장치 또는 기계장치를 작동시킬 경우에는 어큐뮬레이터(170)를 제어하는 체크벨브(180)를 자화시켜 체크벨브(180)를 개방시키고 어큐뮬레이터(170)의 축적된 압축유체의 압력을 이용하여 별도의 유압장치 또는 기계장치를 작동시킨다.

그러나, 회수되는 압력유체의 압력을 축적하는 어큐뮬레이터는 통상 고압의 질소가스를 봉입하여 구성되는 것이 주류를 이루고 있으며, 이러한 질소가스를 이용하여 압력유체의 압력을 축적하는 방법은 압력의 축적 유지시간이 짧아 압력유체의 압력이 쉽게 소실되는 문제점이 있으며, 또한 질소가스에 의한 압력유체의 압력 저장효율이 좋지 않아 충분한 양의 압력을 축적하기 위해서는 어큐뮬레이터의 크기가 비대해 질 수밖에 없는 문제점이 있어 건설기계 등과 같이 설치공간에 제한이 있을 경우에는 어큐뮬레이터에 의해 다른 기계 요소들의 설계 및 배치가 매우 어려운 문제점이 발생했었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 비교적 적은 공간을 차지하여 건설기계와 같이 설치공간에 제약을 비교적 적게 받을 수 있으며, 축적되는 압력유체의 에너지를 손쉽게 이용할 수 있는 유압에너지 회수 및 재생장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 유압에너지 회수 및 재생장치는, 소정의 압력을 압력유체를 공급하는 유압펌프와, 유압펌프에서 공급되는 압력유체가 이동되는 공급관로와, 공급관로를 통하여 이동되는 압력유체에 의해 작동되는 유압액추에이터와, 유압액추에이터를 작동시킨 압력유체가 회수되는 회수관로와, 회수관로에 마련되어 회수되는 압력유체에 의해 작동되어 압력유체의 에너지를 저장하는 유압축적장치가 마련되는 유압회로에 있어서, 유압축적장치는 회수되는 압력유체에 의해 작동되는 유압펌프/모터와, 유압펌프/모터의 구동력에 의해 압력유체의 에너지가 기계적 에너지로 전환되어 축적되는 플라이휠과, 유압펌프/모터와 플라이휠의 연결을 제어하는 클러치가 마련되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유압에너지 회수 및 재생장치를 을 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 유압에너지 회수 및 재생장치를 나타낸 유압회로도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 유압에너지 회수 및 재생장치는, 소정의 압력을 압력유체를 공급하는 유압펌프(210)가 마련되고, 유압펌프(210)에서 공급되는 압력유체가 이동되는 공급관로(220)와, 공급관로(220)를 통하여 이동되는 압력유체에 의해 작동되는 유압실린더(240a) 또는 유압모터(240b) 등의 유압액추에이터(240)와, 유압액추에이터(240)를 작동시킨 압력유체가 회수되는 회수관로(230)와, 회수관로(230)에 마련되어 회수되는 압력유체에 의해 작동되어 압력유체의 에너지를 저장하는 유압축적장치(250)가 마련된다.

여기서, 유압축적장치(250)는 회수관로(230)의 소정부에 연결되어 유압액추에이터(240)를 작동시키고 회수되는 압력유체에 의해 작동되어 회수되는 압력유체의 에너지를 축적하기 위한 것으로, 회수되는 압력유체에 의해 작동되는 유압펌프/모터(252)와, 유압펌프/모터(252)의 구동력에 의해 압력유체의 에너지가 기계적 에너지로 전환되어 축적되는 플라이휠(254)이 마련되며, 유압펌프/모터(252)와 플라이휠(254)의 연결을 제어하는 클러치(256)가 마련된다.

또한, 유압펌프(210)는 압력유체를 공급할 수 있는 통상의 유압펌프로 마련되며, 각 구성부를 연결하는 공급관로(220) 및 회수관로(230)의 배관은 통상의 유압장치의 배관과 대동소이함으로 그 상세한 설명을 생략한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 유압에너지 회수 및 재생장치의 작동을 실시예를 통하여 상세히 설명한다.

먼저, 유압회로의 유압실린더(240a) 또는 유압모터(240b) 등의 유압액추에이터(240)를 작동시키기 위하여 유압펌프(210)를 작동시키면, 유압펌프(210)에서 공급되는 압력유체가 공급관로(220)를 통하여 이송되어 유압액추에이터(240)를 작동시키고, 유압액추에이터(240)를 작동시킨 압력유체는 회수관로(230)를 통하여 유압축적장치(250)의 유압펌프/모터(252)로 이동된다.

이후, 유압펌프/모터(252)로 회수되는 압력유체에 의하여 유압펌프/모터(252)가 유압모터로 작동되어 회전하게 되고, 유압모터로 작동되는 유압펌프/모터(252)와 클러치(256)에 의해 연결된 플라이휠(254)을 회전시켜 플라이휠(254)의 관성력을 이용하여 유압펌프/모터(252)의 회전에너지가 축적된다.

여기서, 유압펌프/모터(252)에 의해 압력유체의 에너지가 저장된 플라이휠(254)을 이용할 때에는 유압펌프/모터(252)가 유압펌프로 전환되고 플라이휠(254)의 회전력에 의해 유압펌프/모터(252)가 작동되어 압력유체를 공급하게 되어, 유압펌프/모터(252)에서 발생되는 압력유체를 이용하여 유압실린더(240a) 또는 유압모터(240b) 등의 유압액추에이터(240)를 작동시키거나, 유압펌프/모터(252)에 별도의 관로로 연결된 별도의 유압액추에이터(미도시)를 작동시키거나 별도의 기계장치(미도시)를 작동시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 유압에너지 회수 및 재생장치에 따르면, 유압펌프에 의해 공급되어 유압액추에이터를 작동시킨 후 회수되는 압력유체의 에너지를 플라이휠을 통하여 전환 및 축적하여 다른 기계적 에너지로 사용하거나, 다른 유압장치를 작동하는데 사용할 수 있어 회수되는 압력유체의 에너지 손실을 방지할 수 있으며, 적을 공간을 차지하는 플라이휠을 사용함으로써 건설기계와 같이 협소한 공간에 유압장치의 배치가 용이한 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유압에너지 회수 재이용 시스템을 나타낸 유압회로도.

도 2는 본 발명에 따른 유압에너지 회수 및 재생장치를 나타낸 유압회로도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

210 : 유압펌프 220 : 공급관로

230 : 회수관로 240 : 유압액추에이터

250 : 유압축적장치

Claims (1)

1. 소정의 압력을 압력유체를 공급하는 유압펌프(210)와, 유압펌프(210)에서 공급되는 압력유체가 이동되는 공급관로(220)와, 공급관로(220)를 통하여 이동되는 압력유체에 의해 작동되는 유압 액추에이터(240)와, 유압 액추에이터(240)를 작동시킨 압력유체가 회수되는 회수관로(230)와, 회수관로(230)에 마련되어 회수되는 압력유체에 의해 작동되어 압력유체의 에너지를 저장하는 유압 축적장치(250)가 마련되는 유압회로에 있어서:

   상기 유압 축적장치(250)는,

   회수되는 압력유체에 의해 작동되는 유압펌프/모터(252);

   유압펌프/모터(252)의 구동력에 의해 압력유체의 에너지가 기계적 에너지로 전환되어 축적되는 플라이휠(254); 및

   유압펌프/모터(252)와 플라이휠(254)의 연결을 제어하는 클러치(256)가 마련되는 것을 특징으로 하는 유압에너지 회수 및 재생장치.