KR100641388B1 - 유압장치의 에너지 재생시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축압기를 이용한 유압장치의 재생시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부하상승시의 위치에너지를 회수하기 위해 축압기를 이용한 에너지 재생시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유압장치의 에너지 재생시스템은 동력원에 연결되고 상기 동력원의 구동력을 전달받아 작동유를 가압하는 펌프와 상기 펌프에서 실린더로 출력되는 상기 작동유의 방향을 조절하는 방향제어밸브수단과 상기 작동유를 저장하는 액체저장수단내에 위치하고 상기 실린더의 다른 일단에 연결되어 작동유의 압력을 저장하는 축압기와 상기 축압기의 하류에 설치되어 작동유의 흐름을 제한하는 방향제한수단으로 구성된다.

본 발명은 축압기의 장착을 용이하게 하고 작동유의 누설등으로 인한 위험을 제거하여 안전성을 높임으로 대형, 고압의 축압기가 실제 장비에 적용가능하게 되어 실용화를 용이하게 할 수 있다.

재생장치. 축압기. 가변 펌프-모터

Description

유압장치의 에너지 재생시스템{Energy regenerative system for hydraulic circuit}

제 1도는 본 발명에 따른 일 실시예로 액체저장탱크안에 축압기가 설치된 유압회로

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1:펌프 2:방향제어밸브

3:실린더 4:가변 펌프-모터

5:축압기 6:액체저장탱크

7:체크밸브 8:동력원

본 발명은 축압기를 이용한 유압장치의 재생시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부하상승시의 위치에너지를 회수하기 위해 축압기를 이용한 에너지 재생시스템에 관한 것이다.

굴삭기를 포함하는 유압 시스템은 펌프에서 토출된 유압 에너지를 토양을 굴삭하거나 이동시키는데 사용한다. 상차 작업과 같이 토양의 위치를 상승시키는 운 동에 이용할 경우, 작업장치와 이동되는 토양의 무게에 대한 중력과 상승 높이로 계산되는 위치 에너지가 증가한다. 증가한 위치 에너지를 갖는 상태에서 굴삭 작업을 위해 버켓을 원래의 위치로 이동하는 복귀 작업시에는 상승한 위치에너지는 하강시의 운동 에너지로 변환할 수 있다.

상기 버켓의 하강시 적절한 속도 조절을 위해서 배압측 실린더에 오리피스를 설치하게 되고, 이때 위치에너지에서 변환되는 운동에너지는 열에너지로 소실되므로 이를 방지하기 위하여 하강시의 배압측의 압력 에너지를 축압기로 저장하는 기술이 공지되었다.

또한, 선회 운동시의 증가한 속도 에너지를 감속시 브레이킹 에너지로 소실 시키지 않고 축압기에 저장하는 기술도 공지되었다.

그러나 종래의 기술에 의해 축압기를 실제 장비에 적용하는 데 있어서, 적절한 대형의 축압기를 설치하기 위한 공간의 확보가 어렵고 고압의 축압기에서 작동유가 누출시 안전성의 문제가 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 작동유의 액체저장탱크 내부에 축압기를 설치하여 장착성과 안전성을 높인 유압회로의 에너지 재생시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 유압장치의 에너지 재생시스템은 동력원에 연결되고 상기 동력원의 구동력을 전달받아 작동유를 가압하는 펌프와 상기 펌프에서 실린더로 출력 되는 상기 작동유의 방향을 조절하는 방향제어밸브수단과 상기 작동유를 저장하는 액체저장수단내에 위치하고 상기 실린더의 다른 일단에 연결되어 작동유의 압력을 저장하는 축압기와 상기 축압기의 하류에 설치되어 작동유의 흐름을 제한하는 방향제한수단으로 구성된다.

또한 상기 에너지 재생시스템에서, 상기 방향제한수단으로 체크밸브가 쓰여질 수 있으며, 상기 실린더와 상기 축압기 사이에 위치하고, 상기 동력원에 연결되어 상기 동력원의 구동력으로 상기 작동유를 가압하거나 상기 작동유의 유압으로 상기 동력원을 구동시키는 가변 펌프-모터수단이 더 포함되어, 축압기에 저장된 에너지가 실린더를 구동하는데 필요한 양보다 더 작으면 동력원으로부터 회전력을 보조받아 실린더를 구동하고, 축압기에 저장된 에너지가 실린더를 구동하는데 필요한 양보다 더 크면 축압기에서 토출된 에너지가 상기 가변 펌프-모터수단을 통하여 상기 동력원을 구동함으로써 에너지를 재생하게 된다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 유압장치의 에너지 재생시스템이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 에너지 재생시스템은 동력원(8)과 이에 연결되고 작동유를 가압하는 펌프(1)와, 상기 작동유의 방향을 조절하는 방향제어밸브 (2)와 부하를 구동하는 실린더(3)와, 작동유를 가압하거나 상기 동력원(8)을 구동시키는 가변 펌프-모터수단(4)와, 액체저장수단(6)내에 위치하고 상기 실린더의 다른 일단에 연결되어 작동유의 압력을 저장하는 축압기(5)와, 상기 축압기의 하류에 설치되어 작동유의 흐름을 일방향으로 제한하는 체크밸브(7)를 구비한다.

유압회로가 초기화되어 실린더의 부하를 상승시킬때는 펌프를 통해 가압된 작동유가 방향제어밸브(2)를 통해 방향이 절환되어 체크밸브(7)를 통과하여 실린더의 큰 면적부(3b)로 입력됨으로써 피스톤로드에 연결된 부하를 상승시키게 된다.

상승된 부하는 무게와 높이에 비례하는 위치에너지를 가지고 있으며 이는 상기 실린더의 큰 면적부내의 작동유의 압력으로 변환된다.

부하가 하강시 상기 큰 면적부내(3b)의 작동유는 체크밸브(7)에 의해 방향제어밸브(2)로 이동할 수 없고, 동력원(8)에 직결된 가변 펌프-모터(4)에 의해 축압기(5)에 저장된다. 이때 실린더(3)의 하강속도는 운전자의 조작레버의 양에 따라 가변 펌프-모터(4)의 사판각을 조절하여 제어한다.

부하가 상승시에는 축압기(5)에 저장된 작업유가 실린더의 큰 면적부(3b)로 공급된다. 이때 축압기(5)에서 토출된 에너지의 크기가 부하 상승에 필요한 에너지보다 큰 경우 가변 펌프-모터(4)에서 동력원(8)의 회전력을 보조하고, 축압기(5)에서 토출된 에너지의 크기가 부하의 상승에 필요한 에너지보다 작은 경우에는 동력원으로부터 회전력을 보조받아 실린더 큰 면적부(3b)로 공급된다.

축압기의 유량이 실린더에서 필요한 유량보다 작게되면 방향제어밸브(2)와 축압기(5)를 거쳐 작동유가 공급된다.

본 발명은 이러한 에너지 재생장치에 있어서 축압기의 장착 위치를 작동유의 탱크 내부에 설치한 것을 특징으로 하며, 에너지이용 효율을 높이는 이외에 축압기의 장착을 용이하게 하고 작동유의 누설등으로 인한 위험을 제거하여 안전성을 높 였다. 따라서 본 발명은 대형, 고압의 축압기가 실제 장비에 적용가능하게 함으로써 재생시스템의 실용화를 용이하게 한다.

Claims (3)

1. 동력원에 연결되고 상기 동력원의 구동력을 전달받아 작동유를 가압하는 펌프;

   상기 펌프에서 실린더로 출력되는 상기 작동유의 방향을 조절하는 방향제어밸브수단;

   상기 작동유를 저장하는 액체저장수단내에 위치하고 상기 실린더의 다른 일단에 연결되어 작동유의 압력을 저장하는 축압기;

   상기 축압기의 하류에 설치되어 작동유의 흐름을 제한하는 방향제한수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유압장치의 에너지 재생시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 방향제한수단은 체크밸브인 것을 특징으로 하는 유압장치의 에너지 재생시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더와 상기 축압기 사이에 위치하고, 상기 동력원에 연결되어 상기 동력원의 구동력으로 상기 작동유를 가압하거나 상기 작동유의 유압으로 상기 엔진을 회전시키는 가변 펌프-모터수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압장치의 에너지 재생시스템.

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