KR101358747B1

KR101358747B1 - 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프

Info

Publication number: KR101358747B1
Application number: KR1020130161645A
Authority: KR
Inventors: 박용봉; 박형근; 김태걸; 최애진; 이선화; 최은석
Original assignee: (주) 대진유압기계
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2014-02-10

Abstract

본 발명은 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알터네이터의 안정적인 작동을 유도하는 동시에 유압유를 저압에서 고압으로 만들어주는 유압펌핑체의 각 부품을 고압에서 견딜 수 있는 구조로 새롭게 개선시킨 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 기존에 비하여 보다 큰 용량의 전기를 생산하고자 엔진 구동력을 증가시켜 알터네이터를 작동시킬 때, 알터네이터의 안정적인 발전 작동을 유도할 수 있고, 엔진 구동과 함께 작동하는 펌프가 작동유 유압을 1800bar 이상으로 생성하더라도 유압펌프체의 각 부품이 고압에도 용이하게 견딜 수 있도록 한 새로운 구조의 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프를 제공하고자 한 것이다.

Description

알터네이터를 갖는 엔진유압펌프{Engine pump having alternator}

본 발명은 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알터네이터의 안정적인 작동을 유도하는 동시에 유압유를 저압에서 고압으로 만들어주는 유압펌핑체의 각 부품을 고압에서 견딜 수 있는 구조로 새롭게 개선시킨 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프에 관한 것이다.

일반적으로 발전기는 운동에너지를 전기에너지로 전환시키는 것으로 전기에너지를 필요로 하는 차량 및 선박, 그리고 발전소 등의 다양한 장소에 다양한 규모로 설치되고 있다.

또한, 비상 상황 또는 작업 환경에 따라, 전기 공급이 원할하지 않은 장소에서도 휴대 및 이동성이 좋은 발전기가 사용되고 있다.

종래 기술의 일례로서, 발전기를 구동하는 엔진과 엔진의 구동축에 연결된 냉각 팬을 구비하고, 엔진과 냉각 팬이 케이스에 수용된 소형의 엔진 구동 발전기 장치가 공개특허 2010-0002227(2010.01.06)에 개시되어 있다.

또한 종래기술의 다른 예로서, 공개번호 2001-0113817(2001.12.28)에는 구동 엔진 및 알터네이터를 갖춘 전력발생장치가 개시되어 있다.

또한 종래기술의 또 다른 예로서, 공개번호 1998-087205(1998.12.05)에는 내연기관과, 내연기관에 의하여 구동될 수 있는 발전기, 그리고 내연기관에 의하여 구동될 수 있는 펌프장치를 포함하는 "내연기관과 발전기 및 펌프장치로 이루어진 구조체"가 개시되어 있는 바, 구성 부품의 수가 감소되어서 설치에 소요되는 수단이 매우 적게 소요되는 효과가 있고, 펌프장치에 의해 생성되는 유체의 흐름이 발전기용 냉각매체의 흐름으로서 작용하도록 발전기 케이싱이 설계된 구조를 특징으로 하고 있다.

그러나, 종래기술들은 엔진의 동력을 이용하여 발전기의 발전 동작이 이루어지지만, 연비를 전혀 고려하지 않은 채 전기를 필요로 할 때나 필요로 하지 않을 때 모두 엔진 및 발전기가 작동하게 됨에 따라, 연비가 크게 떨어지는 단점이 있다.

이에, 본원 출원인은 『 엔진의 출력축에 알터네이터와 유압펌프를 동력 전달 가능하게 동시에 연결하고, 엔진 구동과 함께 알터네이터에 의한 발전이 이루어지는 동시에 유압펌프의 작동유 압력에 따라 엔진 RPM이 최고 및 최저치 범위로 조절되도록 함으로써, 엔진 연비 향상 및 소음 저감을 도모하는 동시에 전기가 불안정하거나 전기가 들어오기 힘든 산속 공사현장 등에서 필요한 전기를 얻고자 할 때 유용하게 사용할 수 있도록 한 알터네이터를 갖는 수동 및 자동 겸용의 엔진유압펌프』를 이미 특허출원하여 등록(등록번호 10-1191796(2012.10.10))받은 바 있다.

그러나, 발전을 위한 알터네이터 부분과 유압유를 펌핑 순환시키는 유압펌프체의 각 부품이 700bar(펌프의 작동유 압력)에 견딜 수 있는 수준으로 구성됨에 따라, 700bar 이상의 1800bar 수준의 고압에 견딜 수 없어, 더 큰 전기를 생산하지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 기존에 비하여 보다 큰 용량의 전기를 생산하고자 엔진 구동력을 증가시켜 알터네이터를 작동시킬 때, 알터네이터의 안정적인 발전 작동을 유도할 수 있고, 엔진 구동과 함께 작동하는 펌프가 작동유 유압을 1800bar 이상으로 생성하더라도 유압펌프체의 각 부품이 고압에도 용이하게 견딜 수 있도록 한 새로운 구조의 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 엔진과; 작동유 저장탱크와; 상기 엔진과 작동유 저장탱크 사이에 배치되는 알터네이터 하우징의 내경부에 렌치볼트에 의하여 고정되는 고정자와, 엔진 출력축에 연결된 커넥트 샤프트의 외경면에 회전 가능하게 조립되어 고정자의 내경부에 이격 배치되는 회전자를 포함하여 구성되는 알터네이터와; 상기 작동유 저장탱크 내부에서 커넥터 샤프트의 말단부에 연결되는 캠축과 동축으로 연결되어 구동되는 저압펌프와; 상기 저압펌프로부터의 유압유가 흐르는 저압채널이 하부에 관통 형성되고, 저압채널로부터의 유압유가 흐르는 고압채널이 상부에 관통 형성된 구조로 구비되어, 캠축의 외경부를 감싸면서 작동유 저장탱크의 내벽에 장착되는 유압유 순환블럭과; 상기 유압유 순환블럭내에 전후진 가능하게 장착되어 저압펌프로부터의 유압유를 저압채널에서 고압채널쪽으로 펌핑하는 유압펌핑체; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프를 제공한다.

바람직하게는, 상기 유압펌핑체는: 유압유 순환블럭의 사방에 등간격으로 이루며 총 4개 이상이 조립되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 유압펌핑체는: 유압유 순환블럭의 저압채널과 고압채널 간을 연결하는 연결경로가 수직방향으로 관통 형성되고, 수평방향으로는 연결경로와 연통하는 플런져 안내경로가 관통 형성된 펌핑블럭과; 플런져 안내경로에 삽입되는 동시에 머리부는 캠축의 표면에 지지되고 다리부는 연결경로쪽으로 연장되어, 캠축의 회전에 따라 직선 운동하며 저압채널로부터의 유압유를 연결경로를 통하여 고압채널로 펌핑하는 플런져와; 일단부는 플런져의 머리부에 지지되고, 타단부는 펌핑블럭의 내측에 지지되는 스프링; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 유압유 순환블럭의 일측부에 장착되어, 저압펌프로부터의 유압유를 유압유 순환블럭내의 저압채널로 안내하거나, 고압채널로부터 토출구로 안내하는 안내밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 안내밸브는: 저압 펌프와의 연결을 위한 연결호스 장착용 연결구가 일측면에 형성되고, 상부 및 하부에는 각각 저압채널과 연통되는 저압경로와 고압채널과 연통되는 고압경로가 수평방향으로 관통 형성되며, 상단끝에는 고압경로의 출구인 토출구가 형성된 안내블럭과; 저압경로와 고압경로 사이에 수직방향을 따라 직선 운동 가능하게 배치되는 안내로드와; 안내로드의 하단부를 스프링으로 탄성지지하는 지지판과; 안내로드의 상단부에 배치되어 고압채널에서 토출구로 나가는 유압에 의하여 안내로드를 하방향으로 밀어주는 볼; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 엔진 출력축에 알터네이터와 유압펌핑체를 차례로 연결하여, 엔진 구동과 함께 알터네이터에 의한 발전이 이루어지는 동시에 유압펌프의 작동유 압력에 따라 엔진 RPM이 최고 및 최저치 범위로 조절되어 엔진의 연비 향상을 도모할 수 있다.

둘째, 유압펌프의 작동유 압력범위를 최고 1800bar의 고압까지 생성 가능하도록 함으로써, 엔진 RPM 범위를 증대시켜 알터네이터를 작동시킬 수 있으므로, 기존에 비하여 보다 큰 용량의 전기를 생산할 수 있다.

셋째, 유압펌핑체에 저압채널 및 고압채널을 별도로 형성함으로써, 엔진 구동과 함께 작동하는 유압펌핑체가 작동유 유압을 1800bar 이상으로 생성할 수 있고, 유압펌핑체의 각 부품이 고압에도 용이하게 견딜 수 있다.

넷째, 알터네이터의 코일을 갖는 고정자가 고정된 상태에서, 고정자의 내경부에 엔진출력축과 커넥트샤프트를 매개로 연결되는 회전자를 배치함으로써, 구조적으로 단순화되면서 안정적인 회전자의 회전 작동을 유도할 수 있다.

궁극적으로, 본 발명의 엔진유압펌프를 전기가 불안정하거나 전기가 들어오기 힘든 산속 공사현장 등에 배치하여, 엔진 구동에 따른 알터네이터의 발전으로 얻어지는 전력을 유용하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프를 정면에서 바라본 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프의 유압유 순환블럭 및 유압펌핑체를 확대하여 나타낸 횡단면도,
도 3은 본 발명에 따른 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프의 유압유 순환블럭 및 유압펌핑체를 확대하여 나타낸 종단면도,
도 4는 본 발명에 따른 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프의 알터네이터 부분을 확대하여 나타낸 단면도,
도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프의 작동 흐름을 순서대로 나타낸 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 엔진 출력축에 알터네이터와 유압펌핑체를 차례로 연결하여 엔진 동력이 알터네이터 및 유압펌핑체로 동시에 전달되도록 하되, 유압펌핑체의 작동유 압력범위를 최고 1800bar의 고압까지 생성 가능하도록 함으로써, 엔진 RPM 범위를 증대시킬 수 있고, 그에 따른 알터네이터의 전기 생산 능력을 향상시킬 수 있는 점, 그리고 유압펌핑체의 각 부품이 1800bar의 고압에도 용이하게 견딜 수 있도록 구성된 점에 주안점이 있다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프를 정면에서 바라본 단면도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프의 유압유 순환블럭 및 유압펌핑체를 확대하여 나타낸 단면도이다.

도 1에서 보듯이, 일측부에 엔진(100)이 배치되고, 엔진 출력축(102)의 선단부에는 엔진 동력을 전달받아 전기 생성을 위한 발전을 하는 알터네이터(200)가 연결되며, 또한 엔진 출력축(102)의 말단부에는 엔진 동력에 의하여 최고 임계치(약 1800bar) 및 최저 임계치 사이의 유압을 생성하는 유압유 순환블럭(300) 및 유압펌핑체(500)가 연결된다.

이때, 상기 알터네이터(200)는 엔진과 작동유 저장탱크(104) 사이에 배치되면서 작동유 저장탱크(104)의 일측 외벽면에 장착되는 알터네이터 하우징(202)을 포함한다.

또한, 상기 알터네이터(200)는 발전을 위한 일종의 모터로서 코일(204)이 권선된 고정자(206) 및 회전자(208)를 기본적으로 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 고정자(206)는 알터네이터 하우징(202)의 내경부에 렌치볼트(212)에 의하여 고정 체결되고, 상기 회전자(208)는 엔진 출력축(102)에 연결된 커넥트 샤프트(210)의 외경면에 회전 가능하게 조립되어 고정자(206)의 내경부에 이격 배치된다.

본원 출원인에 의하여 기출원된 기존의 알터네이터의 경우, 고정자가 안쪽에 배치되고, 회전자가 고정자의 외경부에 배치됨에 따라, 회전자의 크기가 커질 수 밖에 없어 고속 회전시 불안정한 회전 동작이 따르게 되고, 그에 따라 진동 및 소음이 발생하는 단점이 있었지만, 본 발명의 알터네이터(200)의 경우는 도 4의 확대 단면도에서 잘 볼 수 있듯이 고정자(206)가 알터네이터 하우징(202)의 내경부에 렌치볼트(212)에 의하여 고정 체결되어 바깥쪽에 배치되고, 회전자(208)가 엔진 출력축(102)에 연결된 커넥트 샤프트(210)와 연결되면서 고정자(206)의 내경부에 회전 가능하게 이격 배치됨으로써, 구조적으로 단순화되면서 고속에서도 안정적인 회전자의 회전 작동을 유도할 수 있다.

따라서, 엔진의 구동에 따라 엔진 출력축(102)에 연결된 커넥트 샤프트(210)가 회전하면, 커넥트 샤프트(210)의 외경에 장착된 회전자(208)가 고정자(206)의 내경을 따라 회전을 하여, 통상의 전력 생산을 위한 발전이 이루어지게 되고, 발전된 전력은 집전수단(미도시됨)을 통하여 집전될 수 있다.

이때, 상기 엔진 출력축(102)과 연결된 커넥트 샤프트(210)는 작동유 저장탱크(104)의 내부로 연장되며, 커넥터 샤프트(210)의 말단부에는 캠축(220)이 동축을 이루며 편심 회전 가능하게 연결된다.

또한, 상기 캠축(220)의 끝단부에는 작동유 저장탱크(104)의 작동유를 펌핑하여 흡입하는 저압펌프(230)가 연결된다.

특히, 상기 캠축의 외경부를 감싸면서 작동유 저장탱크의 내벽에 유압유 순환블럭(300)이 고정 장착되는 바, 이 유압유 순환블럭(300)에는 저압채널(302)과 고압채널(304)이 관통 형성된다.

보다 상세하게는, 상기 유압유 순환블럭(300)의 하부에는 저압펌프(230)로부터의 유압유가 흐르는 저압채널(302)이 관통 형성되고, 상부에는 저압채널(302)로부터의 유압유가 흐르는 고압채널(304)이 관통 형성된 구조로 구비되어, 캠축의 외경부를 감싸면서 작동유 저장탱크의 내벽에 장착된다.

이에, 상기 엔진 동력에 의하여 캠축(220)이 회전하는 동시에 저압펌프(230)가 구동되면, 저압펌프(230)는 작동유 저장탱크(104)내의 유압유를 흡입하여 유압유 순환블럭(300)의 저압채널(302)로 공급하게 된다.

이때, 상기 유압유 순환블럭(300)의 일측부에는 저압펌프(230)로부터의 유압유를 유압유 순환블럭(300)내의 저압채널(302)로 안내하거나, 저압채널(302)로부터 유압펌핑체(500)를 경유하여 1800bar 이상의 고압이 된 후 고압채널(304)로 흐르는 유압유를 토출시키는 안내밸브(400)가 장착된다.

상기 안내밸브(400)는 저압 펌프(230)의 토출측과 연결호스(320)에 의하여 연결되는 연결호스 장착용 연결구(412)가 일측면에 형성되고, 상부 및 하부에는 각각 저압채널(302)과 연통되는 저압경로(414)와 고압채널(304)과 연통되는 고압경로(416)가 수평방향으로 관통 형성되며, 상단끝에는 고압경로(416)의 출구인 토출구(418)가 형성된 안내블럭(410)을 포함한다.

또한, 상기 안내블럭(410)의 저압경로(414)와 고압경로(416) 사이에는 수직방향을 따라 직선 운동 가능하게 안내로드(420)가 배치되고, 이 안내로드(420)의 하단부에는 스프링(432)으로 탄성지지하는 지지판(430)이 배치되며, 또한 안내로드(420)의 상단부에는 유압유 순환블럭(300)의 고압채널(304)에서 안내블럭(410)의 토출구(418)로 나가는 유압에 의하여 안내로드(420)를 하방향으로 밀어주는 일종의 체크밸브 역할을 하는 볼(434)이 배치된다.

따라서, 상기 저압펌프(230)로부터의 유압유가 안내블럭(410)의 저압경로(414)를 통하여 유압유 순환블럭(300)의 저압채널(302)로 흐른 다음, 유압유 순환블럭(300)에 장착되는 유압펌핑체(500)의 펌핑 작용으로 약 1800bar 이상의 고압으로 만들어져 고압채널(304)로 흐르게 된 후, 고압채널(304)로부터 안내블럭(410)의 토출구(418)를 통하여 작동유 저장탱크(104)내로 저장 가능하게 토출된다.

여기서, 상기 유압펌핑체의 구성을 도 2 및 도 3을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 유압펌핑체(500)는 유압유 순환블럭(300)내에 캠축(220)의 회전시 캠축(220)의 캠 표면에 접촉되며 전후진 가능하게 장착되어, 저압채널(302)에서 고압채널(304)쪽으로 유압유를 약 1800bar 이상의 고압으로 펌핑하는 역할을 한다.

바람직하게는, 상기 유압펌핑체(500)는 약 1800bar 이상의 고압을 생성하기 위하여 유압유 순환블럭(300)의 사방에 등간격으로 이루며 총 4개 이상이 조립된다.

이를 위해, 상기 유압펌핑체(500)의 일 구성으로서 펌핑블럭(510)이 유압유 순환블럭(300)의 사방에 총 4개가 조립 장착된다.

이때, 상기 펌핑블럭(510)은 유압유 순환블럭(300)의 저압채널(302)과 고압채널(304) 간을 연결하는 연결경로(502)가 수직방향으로 관통 형성되고, 수평방향으로는 연결경로(502)와 연통하는 플런져 안내경로(504)가 관통 형성된 구조로 구비된다.

또한, 상기 펌핑블럭(510)의 플런져 안내경로(504)에는 플런져(520)가 전후진 가능하게 삽입되는 바, 이 플런져(520)의 내측 머리부는 캠축(220)의 캠 표면에 지지되고 외측 다리부는 연결경로(502)쪽으로 연장 배치된다.

또한, 상기 플런져(520)의 머리부와 펌핑블럭(510)의 내측면 간에는 플런져(520)의 전진 복귀를 위한 탄성복원력을 제공하는 스프링(530)이 배치된다.

따라서, 상기 엔진 구동력에 의하여 캠축(220)이 회전하면, 캠축(220)의 편심을 이루는 캠 표면과 플런져(520)의 머리부가 반복적으로 접촉하여, 플런져(520)가 플런져 안내경로(504)를 따라 전후진 운동을 하며 저압채널(302)로부터의 유압유를 연결경로(502)를 통하여 고압채널(304)로 펌핑하되, 약 1800bar 이상의 고압으로 펌핑하게 된다.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프에 대한 작동 흐름을 도 5 내지 도 9를 참조로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 엔진(100) 시동을 걸어줌으로써, 엔진 출력축(102)에 연결된 커넥트 샤프트(210)가 회전하게 되고, 연이어 커넥트 샤프트(210)에 연결된 회전자(208)가 고정자(206)의 내경부를 따라 회전을 함으로써, 발전에 따른 전력 생산이 이루어지고, 이렇게 엔진(100)이 동작하여 알터네이터(200)에서 전력이 생산될 때, 엔진의 RPM에 따라 발생되는 전압(V)이 달라지게 된다.

이와 동시에, 엔진(100)의 회전 동력이 커넥트샤프트(210)와 캠축(220)으로 전달되는 바, 캠축(220)의 회전과 함께 캠축(220)의 편심을 이루는 캠 표면과 플런져(520)의 머리부가 반복적으로 접촉하여, 플런져(520)가 플런져 안내경로(504)를 따라 전후진하며 피스톤 운동을 하게 된다(도 5 참조).

또한, 엔진(100)의 회전 동력이 커넥트샤프트(210)와 캠축(220)으로 전달되는 동시에 캠축(220)에 연결된 저압펌프(230)의 회전 구동이 이루어짐으로써, 저압펌프(230)가 구동하게 된다.

연이어, 상기 저압펌프(230)의 펌핑 구동에 의하여 작동유 저장탱크(104)내의 작동유가 안내밸브(400)를 통하여 유압유 순환블럭(300)의 저압채널(302)로 흐르게 된다.

보다 상세하게는, 상기 저압펌프(230)로부터의 작동유가 연결호스(320)를 따라 안내밸브(410)의 안내블럭(410)내로 들어가서 안내로드(420)를 하강시키는 압으로 작용하는 과정과, 안내로드(420)의 하강에 따라 안내로드(420)의 오목한 내경부와 저압경로(414)가 상호 연통되어 작동유가 저압경로(414)로 흐른 다음, 저압경로(414)와 일치된 유압유 순환블럭(300)의 저압채널(302)로 흐르는 과정이 진행된다(도 6 및 도 7 참조)

이렇게 저압채널(302)로 작동유가 공급될 때, 상기한 바와 같이 캠축(220)의 편심을 이루는 캠 표면과 유압펌핑체(500)의 플런져(520)의 머리부가 반복적으로 접촉하여, 플런져(520)가 플런져 안내경로(504)를 따라 전후진하는 피스톤 펌핑 운동을 하게 됨으로써, 저압채널(302)로 공급된 작동유가 흡입되어 고압채널(304)쪽으로 토출된다(도 8 참조).

이때, 유압펌핑체(500)의 플런져(520)에 의한 펌핑 작용으로 저압채널(302)의 작동유는 약 1800bar 이상의 고압으로 만들어져 고압채널(304)로 흐르게 된다.

이어서, 유압펌핑체(500)의 플런져(520)의 펌핑 작용으로 작동유가 약 1800bar 이상의 고압으로 만들어져 고압채널(304)로 흐르게 된 후, 고압채널(304)로부터 안내블럭(410)의 고압경로(416)르 들어가 볼(434)을 밑으로 가압하고, 볼(434)을 가압하여 개방되는 토출구(418)를 통하여 토출된다(도 9 참조)

한편, 도 1에서, 도면부호 600은 유로가 형성된 밸브바디부와 각 유로를 선택적으로 절환시키는 스풀로 구성된 솔레노이드밸브 조립체를 지시하고, 도면부호 610은 유압스위치를 지시한다.

상기 솔레노이드밸브 조립체(600)와 유압스위치(610)는 알터네이터의 발전 전력을 이용하여 유압펌핑체의 유압력 및 엔진 RPM을 최고 임계치 또는 최저 임계치 범위로 조절해주는 역할을 한다.

따라서, 상기와 같이 유압유 순환블럭(300)의 고압채널(304)로부터 안내밸브(400)의 토출구(418)로 토출되는 유압유가 약 1800bar에 도달하면, 유압유의 1800bar 압력에 의하여 유압스위치(610)가 눌려지는 스위칭 동작이 이루어지는 동시에 솔레노이드밸브 조립체의 스풀 동작에 의하여 고압 릴리프 밸브(미도시됨)로 흐르는 유로가 형성되어, 유압유가 고압 릴리프 밸브를 통과하여 작동유 저장탱크(104)로 복귀된다.

이상과 같이, 유압펌핑체(500)의 작동유 압력범위를 최고 1800bar의 고압까지 생성 가능하도록 함으로써, 엔진 RPM 범위를 증대시켜 알터네이터를 작동시킬 수 있으므로, 기존에 비하여 보다 큰 용량의 전기를 생산할 수 있고, 또한 유압유 순환블럭(300)에 저압채널(302) 및 고압채널(304)을 별도로 형성함으로써, 엔진 구동과 함께 작동하는 유압펌핑체(500)가 작동유 유압을 1800bar 이상으로 생성할 수 있고, 유압펌핑체의 각 부품이 고압에도 용이하게 견딜 수 있다.

한편, 작동유 저장탱크(104)는 노듈러주철로 이루어질 수 있다. 이 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7 중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.

여기서, 노듈러주철을 1600℃ 미만으로 가열하면 전체 조직이 충분히 용융되지 못하며, 1650℃를 초과하여 가열시키면 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열하는 것이 바람직하다.

용융된 노듈러주철에는 마그네슘이 0.3∼0.7 중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣는 바, 마그네슘이 0.3 중량% 미만이면 구상화 처리제를 투입효과가 극히 미미해 지며, 0.7 중량%를 초과하면 구상화 처리제의 투입효과가 크게 향상되지 않는 반면에, 고가의 재료비가 증가되는 문제점이 있다. 그러므로 구상화 처리제의 마그네슘 혼합비율은 0.3∼0.7 중량% 정도가 적합하다.

용융된 노듈러주철에 구상화 처리제가 투입되면 이를 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한다. 구상화 처리 온도가 1500℃ 미만이면 구상화 처리가 제대로 이루어지지 않으며, 1550℃를 초과하면 구상화 처리 효과가 크게 개선되지 않는 반면에 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 구상화 처리 온도는 1500∼1550℃가 적합하다.

노듈러주철로 이루어진 본 발명의 작동유 저장탱크(104)는 회주철에 비하여 흑연의 형태가 구상이고, 구상인 노듈러주철은 노치효과가 적기 때문에 작동유 저장탱크(104)의 응력 집중 현상이 감소되며, 이에 따라 작동유 저장탱크(104)의 강도와 인성이 크게 향상된다.

100 : 엔진 102 : 엔진 출력축
104 : 작동유 저장탱크 200 : 알터네이터
202 : 알터네이터 하우징 204 : 코일
206 : 고정자 208 : 회전자
210 : 커넥트 샤프트 212 : 렌치볼트
220 : 캠축 230 : 저압펌프
300 : 유압유 순환블럭 302 : 저압채널
304 : 고압채널 400 : 안내밸브
410 : 안내블럭 412 : 연결호스 장착용 연결구
414 : 저압경로 416 : 고압경로
418 : 토출구 420 : 안내로드
430 : 지지판 432 : 스프링
434 : 볼 500 : 유압펌핑체
510 : 펌핑블럭 502 : 연결경로
504 : 플런져 안내경로 520 : 플런져
530 : 스프링 600 : 솔레노이드밸브 조립체
610 : 유압스위치

Claims

엔진(100)과;
작동유 저장탱크(302)와;
상기 엔진과 작동유 저장탱크 사이에 배치되는 알터네이터 하우징의 내경부에 렌치볼트(206)에 의하여 고정되는 고정자(208)와, 엔진 출력축(102)에 연결된 커넥트 샤프트(104)의 외경면에 회전 가능하게 조립되어 고정자(208)의 내경부에 이격 배치되는 회전자(210)를 포함하여 구성되는 알터네이터(200)와;
상기 작동유 저장탱크(104) 내부에서 커넥터 샤프트(210)의 말단부에 연결되는 캠축(220)과 동축으로 연결되어 구동되는 저압펌프(230)와;
상기 저압펌프(230)로부터의 유압유가 흐르는 저압채널(302)이 하부에 관통 형성되고, 저압채널(302)로부터의 유압유가 흐르는 고압채널(304)이 상부에 관통 형성된 구조로 구비되어, 캠축(220)의 외경부를 감싸면서 작동유 저장탱크(104)의 내벽에 장착되는 유압유 순환블럭(300)과;
상기 유압유 순환블럭(300)내에 전후진 가능하게 장착되어 저압펌프(230)로부터의 유압유를 저압채널(302)에서 고압채널(304)쪽으로 펌핑하는 유압펌핑체(500);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 유압펌핑체(500)는:
유압유 순환블럭(300)의 사방에 등간격으로 이루며 총 4개 이상이 조립되는 것을 특징으로 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 유압펌핑체(500)는:
유압유 순환블럭(300)의 저압채널(302)과 고압채널(304) 간을 연결하는 연결경로(502)가 수직방향으로 관통 형성되고, 수평방향으로는 연결경로(502)와 연통하는 플런져 안내경로(504)가 관통 형성된 펌핑블럭(510)과;
플런져 안내경로(504)에 삽입되는 동시에 머리부는 캠축(220)의 표면에 지지되고 다리부는 연결경로(502)쪽으로 연장되어, 캠축(220)의 회전에 따라 직선 운동하며 저압채널(302)로부터의 유압유를 연결경로(502)를 통하여 고압채널(304)로 펌핑하는 플런져(520)와;
일단부는 플런져(520)의 머리부에 지지되고, 타단부는 펌핑블럭(510)의 내측에 지지되는 스프링(530);
으로 구성된 것을 특징으로 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 유압유 순환블럭(300)의 일측부에 장착되어, 저압펌프(230)로부터의 유압유를 유압유 순환블럭(300)내의 저압채널(302)로 안내하거나, 고압채널(304)로부터 토출구(418)로 안내하는 안내밸브(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프.
청구항 4에 있어서,
상기 안내밸브(400)는:
저압 펌프(230)와의 연결을 위한 연결호스 장착용 연결구(412)가 일측면에 형성되고, 상부 및 하부에는 각각 저압채널(302)과 연통되는 저압경로(414)와 고압채널(304)과 연통되는 고압경로(416)가 수평방향으로 관통 형성되며, 상단끝에는 고압경로의 출구인 토출구(418)가 형성된 안내블럭(410)과;
저압경로(414)와 고압경로(416) 사이에 수직방향을 따라 직선 운동 가능하게 배치되는 안내로드(420)와;
안내로드(420)의 하단부를 스프링(432)으로 탄성지지하는 지지판(430)과;
안내로드(420)의 상단부에 배치되어 고압채널(304)에서 토출구(418)로 나가는 유압에 의하여 안내로드(420)를 하방향으로 밀어주는 볼(434);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프.