KR102188638B1 - 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 건설장비에 사용되는 유압펌프의 작동 상태를 모사하여 상기 유압펌프의 가속 수명을 시험 평가하는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치는, 상기 유압펌프에 동력 전달 가능하게 연결되고 상기 건설장비의 엔진 또는 전동기에서 발생되는 동력을 모사하는 전동기, 상기 전동기와 상기 유압펌프의 연결부에 배치되고 상기 전동기에서 상기 유압펌프로 전달되는 동력의 속도와 토크를 측정하는 동력 측정기, 상기 유압펌프의 작동 유체가 내부에 저장된 유체 탱크, 상기 유압펌프의 작동시 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체를 상기 유압펌프에 공급하도록 상기 유체 탱크의 배출부 및 상기 유압펌프의 입구부에 연결되는 유체 공급 라인, 상기 유압펌프의 작동시 상기 유압펌프에서 토출되는 상기 작동 유체를 상기 유체 탱크에 회수하도록 상기 유체 탱크의 회수부 및 상기 유압펌프의 출구부에 연결되는 유체 토출 라인, 상기 유체 토출 라인의 일측에 배치되고 상기 유압펌프의 출구부에서 토출되는 상기 작동 유체의 유량과 압력을 측정하는 유력 측정기, 상기 유체 토출 라인의 타측에 배치되고 상기 유압 측정기의 감지값에 따라 상기 작동 유체의 유량과 압력을 조절하는 부하 조절기, 상기 작동 유체의 유동 방향을 기준으로 상기 유력 측정기와 상기 부하 조절기의 후방에 위치하도록 상기 유체 토출 라인에 배치되고 상기 유체 탱크로 회수되는 상기 작동 유체를 냉각시키는 유체 냉각기, 상기 전동기, 상기 동력 측정기, 상기 유력 측정기, 및 상기 부하 조절기에 각각 연결되고 상기 동력 측정기와 상기 유력 측정기의 감지값에 따라 상기 전동기와 상기 부하 조절기의 작동을 제어하여 상기 유압펌프의 가속 수명을 시험하는 제어 유닛, 및 상기 유체 토출 라인에 배치되고 상기 작동 유체의 유동 방향을 기준으로 상기 유력 측정기와 상기 부하 조절기의 후방에 위치되며 상기 유력 측정기와 상기 부하 조절기를 통과한 상기 작동 유체의 에너지를 회수하는 에너지 회생 유닛을 포함한다.

Description

에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치{ACCELERATED LIFE TESTING APPARATUS FOR HYDRAULIC PUMP CAPABLE OF ENERGY RECOVERY}

본 발명은 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 건설장비에 사용되는 유압펌프의 가속 수명(accelerated life)을 효과적으로 시험 평가할 수 있고, 유압펌프의 시험 과정에서 소모되는 에너지 비용을 절감할 수 있는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건설장비에는 건설에 필요한 다양한 작업을 수행하기 위한 작동부가 구비되어 있고, 작동부의 동작을 제어하기 위한 유압 시스템이 구비되어 있다. 건설장비의 유압 시스템을 구성하는 부품 중에서 가장 중요한 부품으로 유압펌프가 있다. 유압펌프는 건설장비의 전동기나 엔진 등에서 발생되는 동력을 작동 유체의 유압 에너지로 변환하는 장치이다.

즉, 유압펌프는 건설장비의 작동부를 동작시키기 위한 작동력을 생산하는 부품이다. 따라서, 유압펌프의 내구성과 수명 등은 건설장비의 성능에 매우 밀접한 연관성이 있다.

그런데, 건설장비의 사용자가 유압펌프의 내구성과 수명을 현장에서 직접 파악하는 것은 매우 어렵고, 그에 따라 건설 현장에서 건설장비의 작동 도중에 유압펌프의 고장이 발생하는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 유압펌프의 제조시 유압펌프의 가속 수명 시험을 통하여 유압펌프의 수명, 유지보수 시기 및 교체 시기 등을 미리 산출한다. 기산출된 유압펌프의 수명, 유지보수 시기 및 교체 시기를 활용하면, 유압펌프의 고장 발생을 미연에 방지하고, 유압펌프를 적기에 수리 및 교체하는 것이 가능하다.

최근에는 유압펌프의 가속 수명을 시험하기 위해서 다양한 시험 장치가 개발되고 있다.

예를 들면, 한국공개특허 제10-2017-0030823호(발명의 명칭: 원전 펌프 신뢰성 평가 시험장치 및 방법, 출원일: 2015.09.10)에는, 시험대상 펌프, 유량계, 유량조절 밸브 및 수조로 폐루프 구성된 원전 펌프 신뢰성 평가 시험 장치가 개시되어 있다. 한국공개특허 제10-2017-0030823호에서는, 시험대상 펌프에 내장된 펌프 회전수 및 토오크 측정기가 모터와 연결되어 있고, 펌프 입구측 및 출구측에는 각각 압력계가 설치된 구조이다.

하지만, 건설장비의 유압펌프에 대한 가속 수명을 더 효과적으로 시험 평가하기 위해서는, 건설장비의 작업시 유압펌프의 작동 상태를 정확하게 모사한 시험 장치가 필요한 실정이며, 특히 유압펌프의 가속 수명 시험이 장시간 진행됨에 따라 발생되는 에너지의 소모 비용을 절감하기 위한 기술도 절실히 요구되고 있다.

본 발명의 실시예는, 건설장비에 사용되는 유압펌프의 작동 상태를 더 정확하게 모사하여 유압펌프의 가속 수명을 효과적으로 시험 평가할 수 있는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예는, 유압펌프의 가속 수명을 시험 평가하는 과정에서 장시간 소모되는 에너지를 감소시켜 시험 평가의 비용을 절감할 수 있는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치를 제공한다.

본 발명은 건설장비에 사용되는 유압펌프의 작동 상태를 모사하여 상기 유압펌프의 가속 수명을 시험 평가하는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 유압펌프에 동력 전달 가능하게 연결되고 상기 건설장비의 엔진 또는 전동기에서 발생되는 동력을 모사하는 전동기, 상기 전동기와 상기 유압펌프의 연결부에 배치되고 상기 전동기에서 상기 유압펌프로 전달되는 동력의 속도와 토크를 측정하는 동력 측정기, 상기 유압펌프의 작동 유체가 내부에 저장된 유체 탱크, 상기 유압펌프의 작동시 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체를 상기 유압펌프에 공급하도록 상기 유체 탱크의 배출부 및 상기 유압펌프의 입구부에 연결되는 유체 공급 라인, 상기 유압펌프의 작동시 상기 유압펌프에서 토출되는 상기 작동 유체를 상기 유체 탱크에 회수하도록 상기 유체 탱크의 회수부 및 상기 유압펌프의 출구부에 연결되는 유체 토출 라인, 상기 유체 토출 라인의 일측에 배치되고 상기 유압펌프의 출구부에서 토출되는 상기 작동 유체의 유량과 압력을 측정하는 유력 측정기, 상기 유체 토출 라인의 타측에 배치되고 상기 유력 측정기의 감지값에 따라 상기 작동 유체의 유량과 압력을 조절하는 부하 조절기, 상기 작동 유체의 유동 방향을 기준으로 상기 유력 측정기와 상기 부하 조절기의 후방에 위치하도록 상기 유체 토출 라인에 배치되고 상기 유체 탱크로 회수되는 상기 작동 유체를 냉각시키는 유체 냉각기, 상기 전동기, 상기 동력 측정기, 상기 유력 측정기, 및 상기 부하 조절기에 각각 연결되고 상기 동력 측정기와 상기 유력 측정기의 감지값에 따라 상기 전동기와 상기 부하 조절기의 작동을 제어하여 상기 유압펌프의 가속 수명을 시험하는 제어 유닛, 및 상기 유체 토출 라인에 배치되고 상기 작동 유체의 유동 방향을 기준으로 상기 유력 측정기와 상기 부하 조절기의 후방에 위치되며 상기 유력 측정기와 상기 부하 조절기를 통과한 상기 작동 유체의 에너지를 회수하는 에너지 회생 유닛을 포함하는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치를 제공한다.

일측면에 따르면, 상기 부하 조절기는 압력 비례 제어 밸브를 포함할 수 있다. 상기 제어 유닛은, 상기 동력 측정기의 감지값에 따라 상기 전동기의 작동을 제어하여 상기 건설장비의 작동 상황에 따른 상기 유압펌프의 작동 상태를 모사할 수 있고, 상기 유력 측정기의 감지값에 따라 상기 부하 조절기의 작동을 제어하여 상기 건설장비의 작동 상황에 따른 상기 유압펌프의 부하 상태를 모사할 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 에너지 회생 유닛은 상기 동력 측정기, 상기 유력 측정기, 상기 부하 조절기, 또는 상기 제어 유닛 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 동력 측정기, 상기 유력 측정기, 상기 부하 조절기, 또는 상기 제어 유닛 중 적어도 하나는 상기 에너지 회생 유닛으로부터 제공되는 에너지에 의해 작동될 수 있다.

여기서, 상기 에너지 회생 유닛은, 상기 작동 유체의 유동 방향을 기준으로 상기 유체 냉각기의 전방에 위치되도록 상기 유체 토출 라인에 배치되고 상기 유체 토출 라인을 따라 유동되는 상기 작동 유체의 유동 에너지를 전기 에너지로 전환하는 제1 터빈 발전기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 유체 탱크의 회수부는 상기 유체 탱크의 상부에 형성될 수 있다. 상기 유체 토출 라인의 단부는 상기 유체 탱크의 회수부에 관통되게 연결되어 상기 유체 탱크의 내부에 하측으로 길게 연장될 수 있다. 상기 에너지 회생 유닛은, 상기 유체 탱크의 내부에 위치한 상기 유체 토출 라인의 단부에 배치되고 상기 유체 토출 라인의 단부에서 하측으로 낙하되는 상기 작동 유체의 위치 에너지를 전기 에너지로 전환하는 제2 터빈 발전기를 더 포함할 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 유체 탱크에는, 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체의 온도를 측정하기 위한 온도 센서 및 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체를 가열하기 위한 유체 히터가 배치될 수 있다. 상기 온도 센서 및 상기 유체 히터는 상기 제어 유닛에 연결될 수 있다. 상기 제어 유닛은 상기 온도 센서의 감지값에 따라 상기 유체 히터 또는 상기 유체 냉각기의 작동을 제어하여 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체의 온도를 설정 온도 범위로 조절할 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 유체 탱크에는, 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체의 수위를 측정하는 수위 센서 및 상기 유체 탱크의 외부로부터 상기 작동 유체를 공급받기 위한 탱크 공급 밸브가 배치될 수 있다. 상기 수위 센서 및 상기 탱크 공급 밸브는 상기 제어 유닛에 연결될 수 있다. 상기 제어 유닛은 상기 수위 센서의 감지값에 따라 상기 탱크 공급 밸브의 작동을 제어하여 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체의 수위를 설정 수위 범위로 조절할 수 있다.

일측면에 따르면, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치는, 상기 전동기와 상기 동력 측정기 및 상기 유압펌프가 장탈착 가능하게 배치되는 베이스 프레임, 상기 전동기와 상기 동력 측정기 사이에 배치되고 상기 전동기와 상기 동력 측정기에 동력 전달 가능하게 연결되는 제1 커플링, 및 상기 동력 측정기와 상기 유압펌프 사이에 배치되고 상기 동력 측정기와 상기 유압펌프에 동력 전달 가능하게 연결되는 제2 커플링을 더 포함할 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 유체 공급 라인에는 상기 유체 탱크에서 상기 유압펌프로 공급되는 상기 작동 유체의 공급을 단속하는 펌프 공급 밸브가 배치될 수 있다. 상기 펌프 공급 밸브는 상기 제어 유닛에 연결되어 상기 제어 유닛에 의해 작동이 조절될 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 유압펌프는 복수개가 마련될 수 있다. 이때, 상기 전동기, 상기 동력 측정기, 상기 유체 공급 라인, 상기 유체 토출 라인, 상기 유력 측정기, 및 상기 부하 조절기는 상기 유체펌프들의 작동 시험을 독립적으로 실시하도록 상기 유체펌프들에 개별적으로 각각 배치될 수 있다. 또한, 상기 유체 탱크, 상기 유체 냉각기, 상기 제어 유닛 및 상기 에너지 회생 유닛은 단수개가 마련되어 공용으로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치는, 건설장비에 사용되는 유압펌프의 실제 작동 상태를 모사하는 구조로 형성되므로, 유압펌프가 건설장비에서 실제 사용되는 것과 유사한 시험 결과를 획득할 수 있으며, 그로 인하여 유압펌프의 가속 수명을 효과적으로 시험 평가할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치는, 건설장비의 실제 사용 환경과 매우 유사한 상태에서 유압펌프의 가속 수명을 시험 평가하는 구조이므로, 유압펌프의 내구성 및 수명을 더 정확하게 파악할 수 있고, 유압펌프의 유지보수 시점과 교체 시점도 더 정확하게 산출할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 건설장비의 사용자가 유압펌프의 유지보수 작업 또는 교체 작업을 적기에 수행할 수 있고, 그로 인하여 유압펌프의 고장 및 파손을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치는, 유압펌프의 가속 수명을 시험 평가하는 과정에서 소모되는 에너지의 일부를 다시 회수하여 재사용하는 구조이므로, 유압펌프의 가속 수명 시험 장치에 소요되는 에너지의 총량을 줄일 수 있고, 그에 따라 유압펌프의 가속 수명 시험에 소요되는 비용도 현저하게 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 가속 수명 시험 장치의 유압 회로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 가속 수명 시험 장치의 제어 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)가 개략적으로 도시된 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 가속 수명 시험 장치(100)의 유압 회로를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1과 도 2에 도시된 가속 수명 시험 장치(100)의 제어 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)은, 건설장비에 사용되는 유압펌프(10)의 작동 상태를 모사하여 유압펌프(10)의 가속 수명을 시험 평가하는 장치이다.

참고로, 본 실시예에 따른 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)는 유압펌프(10)의 가속 수명 시험에만 한정적으로 사용되는 것은 아니며, 유압의 발생이 가능한 모든 유압장치의 가속 수명 시험에 사용될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 건설장비에 사용되는 유압펌프(10)의 가속 수명 시험으로 한정하여 설명한다.

한편, 가속 수명 시험(ALT, accelerated life test)은 전압, 온도, 진동, 압력 등과 같이 제품의 수명에 큰 영향을 미치는 변수의 스트레스 수준을 실제 사용조건 보다 열악한 수준에서 시험을 실시한다. 즉, 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)는, 빠른 기간 내에 유압펌프(10)의 고장 자료를 얻을 수 있고, 실제 사용조건에서의 수명 관련 품질 특성치를 추정할 수 있다.

상기와 같은 가속 수명 시험은 스트레스의 인가 방법에 따라 일정형(constant stress ALT: CS-ALT)과 계단형(step stress ALT: SS-ALT), 그리고 점진적형(progressive stress ALT: PS-ALT)으로 나눌 수 있다. 일정형은 몇 개의 스트레스 수준을 선택하여 각 스트레스 수준에 적합한 시험품 수량을 할당하여 시험하는 방식이다. 계단형은 경우 모든 시험품을 낮은 단계의 스트레스 수준에서 시작하여 일정시간이 지나거나 또는 일정 수의 고장 발생 후 고장 나지 않은 전 제품을 보다 높은 단계의 스트레스 수준으로 시험하는 방식이다. 점진형은 시간에 따라 스트레스 수준을 연속적으로 증가시키는 시험으로 선형적으로 증가시켜 시험하는 방식이고, 통상적으로 경사형(ramp stress ALT: RS-ALT)을 많이 사용한다.

본 실시예의 건설장비는, 건설 작업에 필요한 동작을 수행하는 작업부를 구비한 장비로서, 엔진 또는 전동기를 이용하여 유압펌프(10)를 작동시키고, 유압펌프(10)의 유압을 이용하여 유압시스템이 작업부를 적절하게 작동시킨다. 상기와 같은 건설장비로는 굴삭기, 기중기, 지게차, 휠로더(wheel loader) 등이 있다. 이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 건설장비가 굴삭기인 것으로 한정하여 설명한다.

본 실시예에 따른 유압펌프(10)는 굴삭기에 사용되는 2단 유압펌프인 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 3단 유압펌프 또는 4단 유압펌프가 사용될 수도 있다. 일례로, 본 실시예의 유압펌프(10)는 제1 유압펌프(12) 및 제2 유압펌프(14)를 포함하는 2단 유압펌프로 구성될 수 있다. 상기와 같은 유압펌프(10)는 단수개의 엔진 또는 전동기에서 전달되는 동력에 의해서 제1 유압펌프(12)와 제2 유압펌프(14)가 함께 작동되는 구조이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)는, 전동기(110), 동력 측정기(120), 유체 탱크(130), 유체 공급 라인(140), 유체 토출 라인(150), 유력 측정기(160), 부하 조절기(170), 유체 냉각기(180), 및 제어 유닛(190)을 포함한다.

본 실시예의 전동기(110)는, 건설장비의 엔진 또는 전동기에서 발생되는 동력을 모사하는 장치이다. 상기와 같은 전동기(110)는 유압펌프(10)에 동력 전달 가능하게 연결될 수 있다.

본 실시예의 동력 측정기(120)는, 전동기(110)에서 유압펌프(10)로 전달되는 동력의 속도와 토크를 측정하는 장치이다. 즉, 동력 측정기(120)는 전동기(110)와 유압펌프(10)의 연결부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 전동기(110)와 유압펌프(10)의 연결부는 회전축 구조로 서로 형성될 수 있고, 유압펌프(10)로 전달되는 동력은 회전축의 회전 에너지 형태로 전달될 수 있다.

상기와 같은 동력 측정기(120)는 회전축의 회전 속도를 측정하는 속도 센서 및 회전축의 토크를 측정하는 토크 센서를 포함할 수 있다. 동력 측정기(120)는 제어 유닛(190)에 신호 전달 가능하게 연결될 수 있고, 속도 센서와 토크 센서의 감지값은 제어 유닛(190)에 실시간으로 전달될 수 있다.

본 실시예의 유체 탱크(130)는, 유압펌프(10)의 작동 유체(F)를 저장하는 장치이다. 즉, 유체 탱크(130)의 내부에는 작동 유체(F)를 저장하기 위한 공간이 형성될 수 있다. 상기와 같은 작동 유체(F)는 유압펌프(10)에 의해 소정의 압력으로 펌핑되는 물질로서, 도 2에 도시된 유압 회로에서 유압을 전달하는 매체로 사용된다.

유체 탱크(130)에는, 온도 센서(132), 유체 히터(134), 수위 센서(136) 및 탱크 공급 밸브(138)가 배치될 수 있다.

온도 센서(132)는 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)의 온도를 측정하는 장치로서, 유체 탱크(130)의 상부에 작동 유체(F)와 접촉 가능한 구조로 배치될 수 있다. 유체 히터(134)는 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)를 가열하는 장치로서, 유체 탱크(130)의 내부 하측에 작동 유체(F)에 잠기는 구조로 배치될 수 있다. 수위 센서(136)는 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)의 수위를 측정하는 장치로서, 유체 탱크(130)의 상부에 작동 유체(F)의 상면과 접촉 가능한 구조로 배치될 수 있다. 탱크 공급 밸브(138)는 유체 탱크(130)의 외부로부터 작동 유체(F)를 공급 받는 장치로서, 유체 탱크(130)의 내부 공간과 연통되는 구조로 유체 탱크(130)의 일측에 개폐 가능하게 배치될 수 있고, 유체 탱크(130)의 외측에 배치된 작동 유체(F)의 외부 공급원과 연결될 수 있다.

여기서, 온도 센서(132), 유체 히터(134), 수위 센서(136), 및 탱크 공급 밸브(138)는 제어 유닛(190)에 신호 전달 가능하게 연결될 수 있다. 즉, 온도 센서(132)와 수위 센서(136)의 감지값은 제어 유닛(190)에 전달될 수 있고, 유체 히터(134)와 탱크 공급 밸브(138)는 제어 유닛(190)에 의해 작동이 제어될 수 있다.

상기와 같은 제어 유닛(190)은 온도 센서(132)와 수위 센서(136)의 감지값을 분석한 후 온도 센서(132)와 수위 센서(136)의 감지값에 따라 유체 히터(134)와 탱크 공급 밸브(138)의 작동을 적절하게 조절할 수 있다. 즉, 제어 유닛(190)은, 온도 센서(132)의 감지값에 따라 유체 히터(134) 또는 유체 냉각기(180)의 작동을 제어할 수 있고, 그로 인하여 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)의 온도를 설정 온도 범위로 조절할 수 있다. 또한, 제어 유닛(190)은, 수위 센서(136)의 감지값에 따라 탱크 공급 밸브(138)의 개폐 작동을 제어할 수 있고, 그로 인하여 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)의 수위를 설정 수위 범위로 조절할 수 있다.

한편, 유체 탱크(130)의 상부에는 유체 탱크(130)의 내부 압력이 설정치 이상으로 커지는 것을 방지하기 위한 에어 브리더(139)가 더 배치될 수 있다. 에어 브리더(139)는 유체 탱크(130)의 내부 압력이 설정치 이상으로 커지면 개방되는 구조로 형성될 수 있다. 상기와 같이 에어 브리더(139)가 개방되면, 유체 탱크(130)의 내부 공간이 외기와 연통되어 유체 탱크(130)의 내부 압력이 외기로 배출될 수 있다.

본 실시예의 유체 공급 라인(140)은, 유압펌프(10)의 작동시 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)를 유압펌프(10)에 공급하는 작동 유체(F)의 유동 통로이다. 유체 공급 라인(140)은 작동 유체(F)의 유동을 안내하는 파이프 부재로 형성될 수 있다.

유체 공급 라인(140)의 일단부는 유체 탱크(130)의 배출부(130a)에 연통되게 연결될 수 있고, 유체 공급 라인(140)의 타단부는 유압펌프(10)의 입구부(10a)에 연통되게 연결될 수 있다. 즉, 유체 공급 라인(140)의 일단부는 유체 공급 라인(140)의 입구에 해당되고, 유체 공급 라인(140)의 타단부는 유체 공급 라인(140)의 출구에 해당된다. 따라서, 전동기(110)의 동력에 의해서 유압펌프(10)가 작동되면, 유압펌프(10)의 펌핑 압력에 의해서 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)가 유체 공급 라인(140)을 따라 유압펌프(10)로 유동될 수 있다.

한편, 유체 탱크(130)의 배출부(130a)는, 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)의 배출이 용이하도록 유체 탱크(130)의 하부에 연통되게 형성될 수 있다. 유체 공급 라인(140)에는 유체 탱크(130)에서 유압펌프(10)로 공급되는 작동 유체(F)의 공급을 단속하는 펌프 공급 밸브(142)가 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 펌프 공급 밸브(142)가 유체 탱크(130)의 배출부(130a) 또는 유압펌프(10)의 입구부에 배치될 수도 있다.

상기와 같은 펌프 공급 밸브(142)는, 유체 공급 라인(140)의 유동 통로를 개폐하는 구조로 형성될 수 있고, 제어 유닛(190)에 신호 전달 가능하게 연결될 수 있다. 따라서, 제어 유닛(190)은 유압펌프(10)의 작동 여부에 따라 펌프 공급 밸브(142)의 개폐 동작을 선택적으로 조절할 수 있다.

본 실시예의 유체 토출 라인(150)은, 유압펌프(10)의 작동시 유압펌프(10)에서 토출되는 작동 유체(F)를 유체 탱크(130)에 회수하는 작동 유체(F)의 유동 통로이다. 유체 공급 라인(140)과 마찬가지로, 유체 토출 라인(150)도 작동 유체(F)의 유동을 안내하는 파이프 부재로 형성될 수 있다.

유체 토출 라인(150)의 일단부는 유압펌프의 출구부(10b)에 연통되게 연결될 수 있고, 유체 토출 라인(150)의 타단부는 유체 탱크의 회수부(130b)에 연통되게 연결될 수 있다. 즉, 유체 토출 라인(150)의 일단부는 유체 토출 라인(150)의 입구에 해당되고, 유체 토출 라인(150)의 타단부는 유체 토출 라인(150)의 출구에 해당된다. 따라서, 전동기(110)의 동력에 의해서 유압펌프(10)가 작동되면, 유압펌프(10)의 펌핑 압력에 의해서 유압펌프(10)에 의해 펌핑된 작동 유체(F)가 유체 토출 라인(150)을 따라 유체 탱크(130)로 유동될 수 있다.

한편, 유체 탱크의 회수부(130b)는, 유체 탱크(130)의 내부 공간에 작동 유체(F)의 공급이 용이하도록 유체 탱크(130)의 상부에 연통되게 형성될 수 있다. 유체 탱크(130)의 회수부(130b)에는 유체 토출 라인(150)의 타단부가 관통되게 연결될 수 있고, 유체 토출 라인(150)의 타단부는 유체 탱크(130)의 내부에 하측으로 길게 연장된 구조로 형성될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)는, 유압펌프(10)의 가속 수명 시험시 작동 유체(F)가 유체 탱크(130), 유체 공급 라인(140), 유압펌프(10), 및 유체 토출 라인(150)를 따라 계속 순환되면서 재사용되는 폐루프 구조로 형성된다.

본 실시예의 유력 측정기(160)는, 유압펌프(10)의 출구부(10b)에서 토출되는 작동 유체(F)의 유량과 압력을 측정하는 장치이다. 즉, 유력 측정기(160)는 유체 토출 라인(150)의 일단부에 배치될 수 있다.

상기와 같은 유력 측정기(160)는 유체 토출 라인(150)을 따라 유동되는 작동 유체(F)의 압력을 측정하는 유압 센서 및 유체 토출 라인(150)을 따라 유동되는 작동 유체(F)의 유량을 측정하는 유량 센서를 포함할 수 있다. 유력 측정기(160)는 제어 유닛(190)에 신호 전달 가능하게 연결될 수 있고, 유압 센서와 유량 센서의 감지값은 제어 유닛(190)에 실시간으로 전달될 수 있다.

본 실시예의 부하 조절기(170)는, 유력 측정기(160)의 감지값에 따라 작동 유체(F)의 부하를 조절하는 장치이다. 부하 조절기(170)는 유체 토출 라인(150)에 배치될 수 있다. 일례로, 부하 조절기(170)는, 작동 유체(F)의 유동 방향을 기준으로 유력 측정기(160)의 전방 또는 후방에 위치될 수 있고, 유체 냉각기(180)의 전방에 위치될 수 있다.

상기와 같은 부하 조절기(170)는 제어 유닛(190)에 의해 제어되는 압력 비례 제어 밸브를 포함할 수 있다. 제어 유닛(190)가 압력 비례 제어 밸브의 작동을 적절히 제어하면, 작동 유체(F)가 압력 비례 제어 밸브를 통과하는데 걸리는 부하의 크기도 변경되어 유압펌프(10)의 부하가 조절될 수 있다.

본 실시예의 유체 냉각기(180)는, 유체 탱크(130)로 회수되는 작동 유체(F)를 냉각시키는 장치이다. 유체 냉각기(180)는 유체 토출 라인(150)에 배치될 수 있다. 상기와 같은 유체 냉각기(180)는 작동 유체(F)의 유동 방향을 기준으로 유력 측정기(160)와 부하 조절기(170)의 후방에 위치될 수 있다.

이하, 본 실시예에서는 유체 냉각기(180)가 공냉 타입의 구조로 형성된 것으로 설명한다. 따라서, 본 실시예에서는 유체 냉각기(180)가 유체 탱크(130)의 외부에 노출되게 배치되는 것이 바람직하다. 만약, 유체 냉각기(180)가 수냉 타입과 같이 별도의 냉각 매체를 강제 순환시켜 작동 유체(F)를 냉각하는 구조로 형성되면, 제어 유닛(190)에 의해서 유체 냉각기(180)의 냉각 작동이 적절하게 조절될 수 있다.

본 실시예의 제어 유닛(190)은 가속 수명 시험 장치(100)의 작동을 제어하는 장치이다. 제어 유닛(190)은 전동기(110), 동력 측정기(120), 유력 측정기(160), 부하 조절기(170)에 각각 연결될 수 있다. 따라서, 제어 유닛(190)은 동력 측정기(120)와 유력 측정기(160)의 감지값에 따라 전동기(110)와 부하 조절기(170)의 작동을 제어하여 유압펌프(10)의 가속 수명 시험을 진행할 수 있다.

즉, 제어 유닛(190)은, 동력 측정기(120)의 감지값에 따라 전동기(110)의 작동을 제어하여 건설장비의 작동 상황에 따른 유압펌프(10)의 작동 상태를 모사할 수 있다. 상기와 같이 제어 유닛(190)은 전동기(110)의 작동을 제어하여 유압펌프(10)에 전달되는 동력의 속도 및 토크를 다양하게 조절할 수 있고, 동력 측정기(120)를 통하여 유압펌프(10)에 전달되는 동력의 변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 따라서, 제어 유닛(190)은 건설장비의 작동 상황에 따라 유압펌프(10)에 제공되는 동력의 변화를 간편하게 구현할 수 있고, 그로 인해서 건설장비의 작동 상황에 따른 유압펌프(10)의 작동 상태를 정확하게 모사할 수 있다.

또한, 제어 유닛(190)은, 유력 측정기(160)의 감지값에 따라 부하 조절기(170)의 작동을 제어하여 건설장비의 작동 상황에 따른 유압펌프(10)의 부하 상태를 모사할 수 있다. 상기와 같이 제어 유닛(190)은 부하 조절기(170)의 작동을 제어하여 유압펌프(10)에 걸리는 부하의 크기를 다양하게 조절할 수 있고, 유력 측정기(160)를 통하여 유압펌프(10)에 걸리는 부하의 변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 따라서, 제어 유닛(190)은 건설장비의 작동 상황에 따라 유압펌프(10)에 걸리는 부하의 변화를 간편하게 구현할 수 있고, 그로 인해서 건설장비의 작동 상황에 따른 유압펌프(10)의 부하 상태를 정확하게 모사할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제어 유닛(190)은 온도 센서(132), 수위 센서(136), 유체 히터(134), 탱크 공급 밸브(138), 및 펌프 공급 밸브(142)에도 신호 전달 가능하게 연결될 수 있다. 제어 유닛(190)은, 온도 센서(132)와 수위 센서(136)의 감지값을 전달 받을 수 있고, 유체 히터(134)와 탱크 공급 밸브(138) 및 펌프 공급 밸브(142)의 작동을 조절할 수 있다.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)는, 유력 측정기(160)와 부하 조절기(170)를 통과한 작동 유체(F)의 에너지를 회수하기 위한 에너지 회생 유닛(200)을 더 포함할 수 있다.

에너지 회생 유닛(200)은 유체 토출 라인(150)에 배치될 수 있다. 다만, 에너지 회생 유닛(200)은 작동 유체(F)의 유동 방향을 기준으로 유력 측정기(160)와 부하 조절기(170)의 후방에 위치될 수 있다. 상기와 같은 에너지 회생 유닛(200)은 유체 토출 라인(150)을 따라 유동되는 작동 유체(F)의 에너지를 일부 회수하여 전기 에너지로 회생시키는 구조로 형성될 수 있다.

에너지 회생 유닛(200)은 동력 측정기(120), 유력 측정기(160), 부하 조절기(170), 또는 제어 유닛(190) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 즉, 동력 측정기(120), 유력 측정기(160), 부하 조절기(170), 또는 제어 유닛(190) 중 적어도 하나는 에너지 회생 유닛(200)으로부터 제공되는 전기 에너지에 의해 작동될 수 있다.

상기와 같은 에너지 회생 유닛(200)은 동력 측정기(120), 유력 측정기(160), 부하 조절기(170), 또는 제어 유닛(190) 중 적어도 하나에 직접 연결될 수도 있지만, 에너지 회생 유닛(200)의 전기 에너지를 저장하는 배터리를 매개로 동력 측정기(120), 유력 측정기(160), 부하 조절기(170), 또는 제어 유닛(190) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 즉, 에너지 회생 유닛(200)의 전기 에너지는 배터리에 저장된 후 동력 측정기(120), 유력 측정기(160), 부하 조절기(170), 또는 제어 유닛(190) 중 적어도 하나에 적절히 공급될 수 있다.

즉, 에너지 회생 유닛(200)에서 회생되는 전기 에너지의 총량이 작거나 자주 변동될 수 있기 때문에, 에너지 회생 유닛(200)에서 회생된 전기 에너지는 전기 용량으로 인한 입력 동력이 제한적인 곳에서 활용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 에너지 회생 유닛(200)은 안전램프, DAQ(data acquisition), 센서 등과 같은 부품을 구동시킬 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 에너지 회생 유닛(200)은, 동력 측정기(120), 유력 측정기(160), 온도 센서(132), 수위 센서(136)와 같은 센서류에 전기 에너지를 공급함과 아울러 부하 조절기(170), 탱크 공급 밸브(138), 펌프 공급 밸브(142)와 같은 밸브류에도 전기 에너지를 공급하는 것으로 설명한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)에 대한 설계 조건 및 상황에 따라 에너지 회생 유닛(200)의 전기 에너지를 센서류 또는 밸브류 중 어느 한쪽에만 공급하는 것도 가능하다.

한편, 본 실시예에 따른 에너지 회생 유닛(200)은 제1 터빈 발전기(210) 및 제2 터빈 발전기(220)를 포함할 수 있다. 제1 터빈 발전기(210)와 제2 터빈 발전기(220)에서 발전된 전기 에너지는 함께 사용될 수 있다. 상기와 다르게, 에너지 회생 유닛(200)이 제1 터빈 발전기(210) 또는 제2 터빈 발전기(220) 중 어느 하나로만 구성될 수도 있다.

제1 터빈 발전기(210)는 유체 토출 라인(150)을 따라 유동되는 작동 유체(F)의 유동 에너지를 전기 에너지로 전환하는 장치이다. 제1 터빈 발전기(210)는 유체 토출 라인(150)에 배치된 터빈과 발전기로 형성될 수 있다.

상기와 같은 제1 터빈 발전기(210)는, 작동 유체(F)의 유동 방향을 기준으로 유력 측정기(160)와 부하 조절기(170)의 후방에 위치될 수 있고, 작동 유체(F)의 유동 방향을 기준으로 유체 냉각기(180)의 전방에 위치될 수 있다. 즉, 유력 측정기(160)와 부하 조절기(170)를 통과한 작동 유체(F)의 유동 에너지는, 유체 냉각기(180)에 의해 에너지 손실이 발생되기 이전에 제1 터빈 발전기(210)에서 전기 에너지를 생성할 수 있다.

제2 터빈 발전기(220)는 유체 토출 라인(150)의 타단부에서 하측으로 낙하되는 작동 유체(F)의 위치 에너지를 전기 에너지로 전환하는 장치이다. 제2 터빈 발전기(220)는 유체 토출 라인(150)의 타단부에 배치된 터빈과 발전기로 형성될 수 있다.

상기와 같은 제2 터빈 발전기(220)는, 유체 탱크(130)의 내부에 위치한 유체 토출 라인(150)의 타단부 끝단에 위치될 수 있다. 따라서, 유체 토출 라인(150)의 타단부는 제2 터빈 발전기(220)가 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)에 깊이 잠기지 않도록 하측을 향해 적절한 길이로 길게 형성될 수 있다. 또한, 제어 유닛(190)도 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)의 수위가 제2 터빈 발전기(220)보다 높아지지 않도록 작동 유체(F)의 수위를 조절할 수 있다.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)는, 베이스 프레임(300), 제1 커플링(310), 및 제2 커플링(320)을 더 포함할 수 있다.

베이스 프레임(300)은 전동기(110)와 동력 측정기(120) 및 유압펌프(10)를 지지하는 구조물로서, 전동기(110)와 동력 측정기(120) 및 유압펌프(10)가 장탈착 가능하게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 전동기(110)와 동력 측정기(120) 및 유압펌프(10)가 베이스 프레임(300)의 상부에 체결부재로 체결 고정되는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방식으로 장착될 수 있다.

제1 커플링(310)은 전동기(110)와 동력 측정기(120)를 동력 전달 가능하게 연결하는 연결 부재로서, 전동기(110)와 동력 측정기(120) 사이에 장탈착 가능하게 배치될 수 있다.

제2 커플링(320)은 동력 측정기(120)와 유압펌프(10)를 동력 전달 가능하게 연결하는 연결 부재로서, 동력 측정기(120)와 유압펌프(10) 사이에 장탈착 가능하게 배치될 수 있다.

따라서, 제1 커플링(310)과 제2 커플링(320)의 분리 및 조립을 통하여 전동기(110)와 동력 측정기(120) 및 유압펌프(10)의 교체와 유지보수를 원활하게 실시할 수 있다.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)는, 복수개의 유압펌프(10)에 대한 가속 수명 시험을 독립적으로 실시하는 구조로 형성될 수 있다.

즉, 베이스 프레임(300)에는, 복수개의 유압펌프(10)가 마련될 수 있고, 유압펌프(10)들에 개별적으로 연결된 복수개의 전동기(110)와 동력 측정기(120)가 마련될 수 있다.

또한, 유체 공급 라인(140)의 일단부는 단수개의 유체 탱크(130)로부터 작동 유체(F)를 공급 받기 위하여 단수개로 형성될 수 있고, 유체 공급 라인(140)의 타단부는 복수개의 유압펌프(10)에 작동 유체(F)를 공급하기 위하여 복수개로 분기될 수 있다. 즉, 유체 공급 라인(140)은 단수개의 유체 탱크(130)에서 복수개의 유압펌프(10)로 분기된 구조로 형성될 수 있다.

또한, 유체 토출 라인(150)의 일단부는 복수개의 유압펌프(10)에 토출되는 작동 유체(F)를 개별적으로 유동시키기 위하여 복수개로 분기될 수 있고, 유체 토출 라인(150)의 타단부는 단수개의 유체 탱크(130)에 작동 유체(F)를 유동시키기 위하여 단수개로 통합되게 형성될 수 있다. 즉, 유체 토출 라인(150)은 복수개의 유압펌프(10)에서 단수개의 유체 탱크(130)로 통합되는 구조로 형성될 수 있다.

상기와 같이 복수개로 분기된 유체 토출 라인(150)의 일단부에는, 유력 측정기(160)와 부하 조절기(170)가 개별적으로 각각 배치될 수 있다. 그에 반하여, 단수개로 통합된 유체 토출 라인(150)의 타단부에는 에너지 회생 유닛(200)과 유체 냉각기(180)이 배치될 수 있다.

즉, 유력 측정기(160)와 부하 조절기(170)는 유압펌프(10)들의 가속 수명 시험 평가를 독립적으로 진행하기 위하여 유압펌프(10)들과 대응되게 복수개로 분기된 유체 토출 라인(150)의 일단부에 각각 배치될 수 있다. 하지만, 에너지 회생 유닛(200)과 유체 냉각기(180)는 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 평가에 영향을 주는 구성이 아니기 때문에 단수개로 통합된 유체 토출 라인(150)의 타단부에 배치되어 공용으로 사용될 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 도면 부호 "152"는 압력 필터이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 회생이 가능한 유압펌프(10)의 가속 수명 시험 장치(100)을 이용한 시험 과정과 시험 방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 가속 수명 시험이 필요한 유압펌프(10)를 베이스 프레임(300)에 장착 고정시킨다.

상기와 같이 유압펌프(10)가 장착되면, 제2 커플링(320)을 이용하여 동력 측정기(120)에 연결한다. 이때, 동력 측정기(120)는 제1 커플링(310)을 이용하여 전동기(110)에 연결된 상태이다.

그런 다음에, 유체 공급 라인(140)의 양단부를 유압펌프(10)의 입구부(10a)와 유체 탱크(130)의 배출부(130a)를 연결하고, 유체 토출 라인(150)의 양단부를 유압펌프(10)의 출구부(10b)와 유체 탱크(130)의 회수부(130b)를 연결한다.

이때, 유체 공급 라인(140)의 일단부는 유체 탱크(130)의 배출부(130a)에 상시 연결된 구조이므로, 유체 공급 라인(140)의 타단부를 유압펌프(10)의 입구부에 연결하는 작업만 실시한다.

또한, 유체 토출 라인(150)의 일단부도 유압펌프(10)의 출구부(10b)에 연결하는 작업만 실시한다. 왜냐하면, 유체 토출 라인(150)의 타단부도 유체 탱크(130)의 회수부에 상시 연결된 구조이기 때문이다.

상기와 같이 유압펌프(10)가 가속 수명 시험 장치(100)에 설치 완료되면, 제어 유닛(190)이 펌프 공급 밸브(142)를 개방시킨 후 전동기(110)를 작동시킨다. 이때, 전동기(110)에서 발생되는 동력은 제1 커플링(310), 동력 측정기(120), 제2 커플링(320)를 따라 유압펌프(10)에 전달된다.

제어 유닛(190)은 동력 측정기(120)에 측정되는 동력의 속도 및 토크를 감지하여 전동기(110)의 작동을 적절하게 조절한다. 유압펌프(10)는 전동기(110)에서 전달되는 동력에 의해 작동하여 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)를 펌핑한다.

상기와 같은 제어 유닛(190)은 건설장비의 실제 작동 상황을 모사하여 전동기(110)의 작동을 제어하므로, 유압펌프(10)는 건설장비에 실제로 사용되고 있는 것과 유사하게 작동한다.

한편, 유체 탱크(130)에 저장된 작동 유체(F)는, 유압펌프(10)에 의해 유체 공급 라인(140)을 따라 유압펌프(10)로 공급되고, 유압펌프(10)에서 소정의 압력으로 가압된 후 유체 토출 라인(150)으로 토출된다.

그리고, 유체 토출 라인(150)으로 토출된 작동 유체(F)는, 유체 토출 라인(150)을 따라 유동되면서 유력 측정기(160), 부하 조절기(170), 제1 터빈 발전기(210), 유체 냉각기(180), 제2 터빈 발전기(220)에 차례대로 통과된 후 유체 탱크(130)의 내부로 다시 회수된다.

제어 유닛(190)은 유력 측정기(160)에 측정된 작동 유체(F)의 압력과 유량에 따라 부하 조절기(170)의 작동을 조절한다. 부하 조절기(170)는 압력 비례 제어 밸브로 구성되어 작동 유체(F)의 부하로 작용되므로, 제어 유닛(190)은 부하 조절기(170)의 작동을 적절하게 조절하여 건설장비의 작동시 유압펌프(10)에 작용되는 부하를 모사한다.

상기와 같이 가속 수명 시험 장치(100)는, 유압펌프(10)의 동력 및 유압펌프(10)의 부하를 건설장비와 동일하게 제공하므로, 건설장비의 실제 작동 상황과 동일한 조건에서 유압펌프(10)의 가속 수명 시험을 실시할 수 있다.

한편, 부하 조절기(170)를 통과한 작동 유체(F)는, 유체 탱크(130)로 회수되기 이전에 제1 터빈 발전기(210)와 제2 터빈 발전기(220)에서 전기 에너지를 생성한다.

제1 터빈 발전기(210)는 유체 토출 라인(150)을 따라 유동되는 작동 유체(F)의 유동 에너지를 전기 에너지로 전환하고, 제2 터빈 발전기(220)는 유체 토출 라인(150)의 타단부를 따라 낙하되는 작동 유체(F)의 위치 에너지를 전기 에너지로 전환한다.

상기와 같이 제1 터빈 발전기(210)와 제2 터빈 발전기(220)은 유체 탱크(130)로 다시 회수되는 작동 유체(F)의 에너지를 전기 에너지로 회생시키므로, 가속 수명 시험 장치(100)에서 버려지는 에너지를 다시 활용하여 가속 수명 시험 장치(100)의 에너지 소모량을 감소시키고, 가속 수명 시험 장치(100)의 시험 비용을 절감시킨다.

특히, 제1 터빈 발전기(210)와 제2 터빈 발전기(220)에서 회수된 전기 에너지는, 동력 측정기(120) 또는 유력 측정기(160)와 같은 센서류에 공급하거나, 부하 조절기(170) 또는 펌프 공급 밸브(142)와 같은 밸브류에 공급한다.

상기와 같은 센서류 또는 밸브류는 작동에 소모되는 에너지가 작기 때문에 제1 터빈 발전기(210)와 제2 터빈 발전기(220)에서 회수된 전기 에너지만으로 충분히 작동 가능하다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 유압펌프
100: 유압펌프의 가속 수명 시험 장치
110: 전동기
120: 동력 측정기
130: 유체 탱크
140: 유체 공급 라인
150: 유체 토출 라인
160: 유력 측정기
170: 부하 조절기
180: 유체 냉각기
190: 제어 유닛
200: 에너지 회생 유닛
A: 안정 영역
P: ZMP 위치

Claims (10)

1. 건설장비에 사용되는 유압펌프의 작동 상태를 모사하여 상기 유압펌프의 가속 수명을 시험 평가하는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치에 있어서,
   상기 유압펌프에 동력 전달 가능하게 연결되고, 상기 건설장비의 엔진 또는 전동기에서 발생되는 동력을 모사하는 전동기;
   상기 전동기와 상기 유압펌프의 연결부에 배치되고, 상기 전동기에서 상기 유압펌프로 전달되는 동력의 속도와 토크를 측정하는 동력 측정기;
   상기 유압펌프의 작동 유체가 내부에 저장된 유체 탱크;
   상기 유압펌프의 작동시 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체를 상기 유압펌프에 공급하도록 상기 유체 탱크의 배출부 및 상기 유압펌프의 입구부에 연결되는 유체 공급 라인;
   상기 유압펌프의 작동시 상기 유압펌프에서 토출되는 상기 작동 유체를 상기 유체 탱크에 회수하도록 상기 유체 탱크의 회수부 및 상기 유압펌프의 출구부에 연결되는 유체 토출 라인;
   상기 유체 토출 라인의 일측에 배치되고, 상기 유압펌프의 출구부에서 토출되는 상기 작동 유체의 유량과 압력을 측정하는 유력 측정기;
   상기 유체 토출 라인의 타측에 배치되고, 상기 유력 측정기의 감지값에 따라 상기 작동 유체의 부하를 조절하는 부하 조절기;
   상기 작동 유체의 유동 방향을 기준으로 상기 유력 측정기와 상기 부하 조절기의 후방에 위치하도록 상기 유체 토출 라인에 배치되고, 상기 유체 탱크로 회수되는 상기 작동 유체를 냉각시키는 유체 냉각기;
   상기 전동기, 상기 동력 측정기, 상기 유력 측정기, 및 상기 부하 조절기에 각각 연결되고, 상기 동력 측정기와 상기 유력 측정기의 감지값에 따라 상기 전동기와 상기 부하 조절기의 작동을 제어하여 상기 유압펌프의 가속 수명을 시험하는 제어 유닛; 및
   상기 유체 토출 라인에 배치되고, 상기 작동 유체의 유동 방향을 기준으로 상기 유력 측정기와 상기 부하 조절기의 후방에 위치되며, 상기 유력 측정기와 상기 부하 조절기를 통과한 상기 작동 유체의 에너지를 회수하는 에너지 회생 유닛;을 포함하며,
   상기 에너지 회생 유닛은 상기 동력 측정기, 상기 유력 측정기, 상기 부하 조절기, 또는 상기 제어 유닛 중 적어도 하나에 연결되고, 상기 동력 측정기, 상기 유력 측정기, 상기 부하 조절기, 또는 상기 제어 유닛 중 적어도 하나는 상기 에너지 회생 유닛으로부터 제공되는 에너지에 의해 작동되며,
   상기 유체 탱크의 회수부는 상기 유체 탱크의 상부에 연통되게 형성되고, 상기 유체 토출 라인의 단부는 상기 유체 탱크의 회수부에 관통되게 배치되어 상기 유체 탱크의 내부에 하측으로 길게 연장되며,
   상기 에너지 회생 유닛은, 상기 작동 유체의 유동 방향을 기준으로 상기 유체 냉각기의 전방에 위치되도록 상기 유체 토출 라인에 배치되고, 상기 유체 토출 라인을 따라 유동되는 상기 작동 유체의 유동 에너지를 전기 에너지로 전환하는 제1 터빈 발전기; 및 상기 유체 탱크의 내부에 위치한 상기 유체 토출 라인의 단부에 배치되고, 상기 유체 토출 라인의 단부에서 하측으로 낙하되는 상기 작동 유체의 위치 에너지를 전기 에너지로 전환하는 제2 터빈 발전기;를 포함하고,
   상기 유체 탱크에는, 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체의 수위를 측정하는 수위 센서, 및 상기 유체 탱크의 외부로부터 상기 작동 유체를 공급받기 위한 탱크 공급 밸브가 배치되며,
   상기 수위 센서 및 상기 탱크 공급 밸브는 상기 제어 유닛에 연결되며,
   상기 제어 유닛은 상기 수위 센서의 감지값에 따라 상기 탱크 공급 밸브의 작동을 제어하여 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체의 수위를 설정 수위 범위로 조절하고,
   상기 설정 수위 범위는 상기 작동 유체의 수위를 상기 제2 터빈 발전기보다 높아지지 않도록 설정한 것을 특징으로 하는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 부하 조절기는 압력 비례 제어 밸브를 포함하며,
   상기 제어 유닛은, 상기 동력 측정기의 감지값에 따라 상기 전동기의 작동을 제어하여 상기 건설장비의 작동 상황에 따른 상기 유압펌프의 작동 상태를 모사하고, 상기 유력 측정기의 감지값에 따라 상기 부하 조절기의 작동을 제어하여 상기 건설장비의 작동 상황에 따른 상기 유압펌프의 부하 상태를 모사하는 것을 특징으로 하는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 유체 탱크에는, 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체의 온도를 측정하기 위한 온도 센서 및 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체를 가열하기 위한 유체 히터가 배치되고,
   상기 온도 센서 및 상기 유체 히터는 상기 제어 유닛에 연결되며,
   상기 제어 유닛은 상기 온도 센서의 감지값에 따라 상기 유체 히터 또는 상기 유체 냉각기의 작동을 제어하여 상기 유체 탱크에 저장된 상기 작동 유체의 온도를 설정 온도 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치.
   
7. 삭제
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전동기와 상기 동력 측정기 및 상기 유압펌프가 장탈착 가능하게 배치되는 베이스 프레임;
   상기 전동기와 상기 동력 측정기 사이에 배치되고, 상기 전동기와 상기 동력 측정기에 동력 전달 가능하게 연결되는 제1 커플링; 및
   상기 동력 측정기와 상기 유압펌프 사이에 배치되고, 상기 동력 측정기와 상기 유압펌프에 동력 전달 가능하게 연결되는 제2 커플링;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치.
   
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 유체 공급 라인에는 상기 유체 탱크에서 상기 유압펌프로 공급되는 상기 작동 유체의 공급을 단속하는 펌프 공급 밸브가 배치되고,
   상기 펌프 공급 밸브는 상기 제어 유닛에 연결되어 상기 제어 유닛에 의해 작동이 조절되는 것을 특징으로 하는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치.
   
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유압펌프는 복수개가 마련되고,
    상기 전동기, 상기 동력 측정기, 상기 유체 공급 라인, 상기 유체 토출 라인, 상기 유력 측정기, 및 상기 부하 조절기는 상기 유체펌프들의 작동 시험을 독립적으로 실시하도록 상기 유체펌프들에 개별적으로 각각 배치되며,
    상기 유체 탱크, 상기 유체 냉각기, 상기 제어 유닛 및 상기 에너지 회생 유닛은 단수개가 마련되어 공용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 에너지 회생이 가능한 유압펌프의 가속수명시험을 위한 시험 장치.

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