KR20070073297A

KR20070073297A - 유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치

Info

Publication number: KR20070073297A
Application number: KR1020060001038A
Authority: KR
Inventors: 권영일; 강왈선
Original assignee: (주)대림테크놀로지
Priority date: 2006-01-04
Filing date: 2006-01-04
Publication date: 2007-07-10
Also published as: KR100738512B1

Abstract

본 발명은 유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물체의 자중에 의해 물체가 하강함에 따라 발생되는 에너지를 유압시스템을 이용하여 저장하였다가, 물체를 상승시키고자 하는 경우 상승시에 필요한 에너지로 변환하여 사용할 수 있는 유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치에 관한 것이다.

유압 시스템, 에너지 저장

Description

유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치{AN APPARATUS FOR STORING THE ENERGY IN USE OF THE OIL PRESSURE SYSTEM}

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전체 개략도로서, 하강 모드 시의 유체 흐름을 도시한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전체 개략도로서, 하강 모드시에 어큐뮤레이터 내의 압력이 기준치 이상 초과한 경우의 유체 흐름을 도시한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전체 개략도로서, 상승 모드 시의 유체 흐름을 도시한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전체 개략도로서, 상승 모드 시, 어큐뮤레이터 내에 유체가 부족한 경우의 유체 흐름을 도시한다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1～31: 유로

40: 모터

50: 유압펌프모터 60: 샤프트

70,80: 솔레노이드 밸브 90, 100: 로직밸브

110: 셔틀 밸브 120, 130: 체크 밸브

140: 압력스위치 150: 볼 밸브

160: 릴리프 밸브 170: 어큐뮤레이터(accumulator)

180: 오일저장탱크 190: 물체

200: 회전자 210: 기어박스

220: 제어 시스템 240: 스위치

종래는 컨테이너 크레인 등 중량물의 물체를 수직으로 이동시키는 장치에 있어서 물체를 상승시키는 경우와 물체를 하강시키는 경우에 각각 별도로 에너지를 구분하여 사용하였다. 즉, 모터를 물체에 연결하여, 모터의 힘만으로 물체를 들어올리거나 내려놓았다.

예를 들어, 콘테이너 박스와 이를 잡아주는 장치를 들어 올리는 경우에, 모터의 힘만으로 물체를 들어올렸으며, 내리는 경우에도 모터의 힘에 의해서 이를 내렸다.

이러한 종래의 물체를 들어올리거나 내리는 시스템은 물체의 자중에 의한 위 치 에너지를 그냥 낭비하는 것임으로, 물체의 자중에 의해 위치 에너지를 보존하여 이를 활용할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 물체의 하강시에 발생되는 에너지를 유압 형태로 저장하고 물체의 상승시에 유압 형태로 저장된 에너지를 물체를 상승시키는 구동력을 사용할 수 있는 유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치는,

상승 모드 또는 하강 모드를 온오프시키는 스위치;

상기 스위치의 전기적 신호에 따라 상승 모드시에는 온되고, 하강모드 및 OFF시에는 오프되는 모터;

상기 모터의 구동력 및 유압펌프모터의 구동력을 전달하는 기어의 조합으로 이루어진 기어박스;

상기 기어박스내의 기어의 회전 구동력에 의해 회전하는 회전자;

상기 회전자를 감고 있는 와이어에 연결되어 있는 물체;

상기 기어박스내의 기어와 연결되어 있으며, 유로와 연결되어 하강 모드시에 기어의 회전력에 의해 오일저장탱크내의 유체를 압축시켜 어큐뮤레이터로 보내는 펌프의 역할을 하고, 상승 모드시에 어큐뮤레이터 내에 가압된 유체의 힘에 의해 기어 박스 내의 기어를 회전시키는 모터의 역할을 하는 유압펌프모터;

유로와 연결되어 있으며, 유체가 저장되어 있는 오일저장탱크;

유로와 연결되어 있으며, 유체를 에너지원으로 사용하기 위해 유체를 가압한 상태로 저장하는 어큐뮤레이터; 및

유로 내를 흐르는 유체의 흐름을 제어하는 제어시스템을 포함한다.

바람직하게는 상기 제어 시스템은 하강 모드시에 어큐뮤레이터 내의 압력이 설정치 이상이면 더 이상 어큐뮤레이트로 유체를 저장하지 않고 오일저장탱크로 재순환시키고, 상승 모드시에 어큐뮤레이터내의 유체가 부족시에는 오일저장탱크로부터 오일을 공급받아 이를 다시 오일저장탱크로 보내도록하여 오일을 재순환시킨다.

상기 제어 시스템은 유로 내의 압력을 감지하는 압력 스위치, 스위치의 전기적 신호 및 상기 압력 스위치의 전기적 신호에 따라 온오프 되는 솔레노이드 밸브, 역류를 방지하는 체크밸브, 두 방향에서 밸브에 작용하는 압력차에 의해 입구가 열리고 닫히는 로직 밸브, 2개의 입구와 1개의 출구를 가지며, 출구는 입구 압력의 작용에 의해 입구의 어느 쪽이든지 한 방향으로 자동적으로 접속시키는 셔틀 밸브, 및 회로의 압력이 설정치를 초과한경우 유체의 일부 또는 전체를 회로의 순방향으로 흐르게 하여 회로의 압력이 설정치의 압력이상이 되지 않게 하는 압력 제어변인 릴리프 밸브를 포함한다.

바람직하게는 상기 제어 시스템은 유로 내를 점검하고자 하는 경우 수동으로 유체의 흐름을 열고 닫을 수 있는 점검용 밸브인 볼 밸브를 포함한다.

바람직하게는 상기 오일저장탱크는 유압펌프모터보다 높은 곳에 위치한다.

본 발명의 유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치는 물체가 하강하는 하강 모드시에는 오일저장탱크내의 유체를 어큐뮤레이터 내에 가압된 상태로 에너지원으로 저장하고, 물체를 상승시키는 상승 모드시에는 어큐뮤레이터 내에 가압된 상태로 저장된 유체에 의해 물체를 들어올리는 동력으로 사용하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전체 개략도로서, 유체 흐름을 도시한다. 도 1은 하강 모드시, 도 2는 하강모드 중 어큐뮤레이터의 압력이 기준치를 초과했을 때, 도 3은 상승 모드시, 도 4는 상승 모드 중 어큐뮤레이터 내부에 유체가 부족할 때의 유체 흐름을 도시한다. 화살표는 각 경우에 유체의 흐름을 나타내며, 굵은 선은 유체의 흐름을 보다 알기 쉽도록 보여 주기 위한 것이다.

도면에 따르면, 유압펌프모터(50)가 설치된 위치가 오일저장탱크(180)가 설치된 위치 보다 높은 것으로 보일 수도 있으나, 도면(도 1 내지 도 4)은 유로 및 각 구성요소를 개념적으로 설명하기 위한 도면일 뿐, 도면 자체가 각 구성요소의 상하 높이 관계를 나타내지는 않는다. 실제는 오일저장탱크(180)가 유압펌프 모터(50)가 설치된 위치보다 높이 위치한다.

본 발명의 에너지 보존 장치의 구조를 설명하면 다음과 같다.

상승 및 하강의 대상체인 물체(190)는 와이어에 연결되며, 상기 와이어는 회전자(200)를 감고 있다. 회전자(200)는 원통형으로 회전시 와이어를 감아올리거나 푸는 장치이다. 회전자(200)는 기어박스(210)에 의해 샤프트(60)에 기어 연결되어 있다. 기어박스(210)는 기어의 조합으로 회전자(200)와 샤프트(60)를 연결한다. 샤프트(60)는 전기에너지를 기계에너지로 바꾸는 모터(40)의 중심축과 연결되어 있다. 회전자(200)는 또한 유압펌프모터(50)와도 기어 박스(210)에 의해 기어 연결되어 있다. 유압펌프모터(50)는, 펌프로는 한방향만 흐르고 모터로는 그 반대방향으로만 흐르도록 한다. 즉, 물체의 하강시에는 펌프 역할을 하고, 물체의 상승시에는 모터 역할을 수행하는 것이다.

스위치(240)는 상승모드, 하강모드, OFF 세부분으로 크게 구성되어 있으며, 상승모드의 선택한 경우 모터(40)를 작동시키며, 하강모드를 선택한 경우에는 모터(40)가 작동은 하나 무부하 상태이며 물체(190)가 자중에 의해서 하강하게 된다.

상승 모드 및 하강 모드 시에 작동원리를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 스위치를 하강모드로 선택한 경우, 모터(40)에 부착된 브레이크가 풀리면서 물체(190)는 자중에 의해 하강하면서 회전자(200)를 회전시키고, 이에 따라 기어박스(210) 내의 기어를 회전시켜 유압펌프모터(50)를 구동시킨다. 이때, 유압펌프모터(50)는 펌프 역할을 수행하여 오일저장탱크에 저장된 유압을 펌핑하여 어큐뮤레이트 쪽으로 유체를 이동시키게 된다.

이와 반대로 스위치(240)를 상승모드로 선택한 경우, 모터(40)가 직접 구동하여 샤프트(60)를 회전시키고, 기어박스(210) 내의 기어를 회전시켜 이에 따라 회전자를 회전시켜 물체를 들어올린다. 이와 동시에, 어큐뮤레이트(170) 내에 저장된 유압에 의해 어큐뮤레이터(170)에서 오일저장탱크(180)방향으로 유체가 흐르고, 이에 따라 유압펌프모터(50)를 구동시켜 모터 역할을 하게 함으로써, 기어박스 내의 기어를 회전시킨다. 이에 따라, 모터(40)의 힘 뿐만아니라 유압펌프모터(50)의 힘으로 회전자(200)를 회전시켜 물체를 들어올리게 된다. 유압펌프모터(50)는 물체를 들어올리는 모터(40)의 힘을 보태게 되는 것이다.

전기 에너지에 의한 모터를 회전시키는 경우(즉, 상승 모드의 경우)와, 물체의 자중에 의한 물체의 하강시에 회전시키는 경우(즉, 하강 모드의 경우)는 각 구성요소의 회전방향은 반대이다.

도 1을 참조로 하여, 물체가 하강하면서 에너지를 저장하는 과정을 보다 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 사용자가 하강 모드로 스위치(240)를 ON시키면, 모터를 고정시키고 있던 브레이크(도시되지 않음)가 모터를 풀게 된다. 그러면 물체의 자중에 의해서 물체가 하강하면서 회전자(200)를 회전시킨다. 회전자(200)의 회전에 의해 기어박스(210) 내의 기어가 회전하고 이에 따라 유압모터펌프(50)는 펌프 역할을 수행하게 된다. 유압모터펌프(50)의 작동으로 오일저장탱크(180)에 저장된 유체를 흡입하여 화살표 방향으로 유체를 이동시킨다.

제어 시스템(220)은 오일이 흐르는 유로를 제어하는 시스템으로 각종 구성요소(밸브 등)와 유로로 구성된다. 가장 간단하게는 유로에 스위치(240)에 의해서 온오프되는 밸브만을 설치하여, 상승 또는 하강 모드시에는 유체가 흐르도록 온되고, OFF시에는 유체가 흐르지 못하도록 오프되도록 구성되는 것이다. 그러나, 이는 어큐뮬레이트(170) 내의 유체의 압력이 설정치 이상인 경우와, 어큐뮤레이트 (170) 내에 유체가 부족한 경우에는 적절히 대응하지 못함으로, 본 발명자는 도 1 내지 도 4의 제어 시스템을 고안하였다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자에 의해 유로 변경 및 설치되는 밸브의 변경은 자유로이 변경가능하다.

제어 시스템(220) 내의 유로(1～31) 및 각 구성요소의 작동 원리를 하강모드 시와 관련하여 설명하기로 한다.

유체는 유압모터펌프(50)의 펌핑 작용에 의해 유로 1을 따라 화살표 방향으로 흐른다.

유로 2, 5로 흐른 유체는 로직 밸브(100)에 도달하고, 유로 2, 6, 7, 9로 흐른 유체는 세틀 밸브(110)와 솔레노이드 밸브(80)를 통과하여 로직 밸브(100)에 도달하게 된다.

솔레노이드 밸브(70, 80)는 전기적인 신호에 의해서 작동하는 밸브로서 기체의 흐름을 닫힘, 열림을 조정하는데 사용되는 밸브이다. 솔레노이드 밸브(70, 80)는 스위치(240)와 연결되어 스위치의 선택에 따라 인가되는 전기적인 신호에 따라 솔레노이드 밸브가 작동하게 된다. 또한, 솔레노이드 밸브(70)는 유로 17의 압력을 체크하는 압력 스위치(140)에 인가되는 전기적 신호에 의해서 조절된다. 스위치(240)를 하강 모드로 설정한 경우에는 한쪽의 솔레노이드 밸브(80)는 유로 7에서 유로 9 방향으로 흐르도록 열려있고, 다른 쪽 솔레노이드 밸브(70)는 유로 11에서 유로 12방향으로 흐르도록 열려 있도록 설정되어 있다(도 1참조). 이 경우에, 압력 스위치(140)에 미치는 압력이 기준치 이상이면 한쪽의 솔레노이드 밸브(80)는 그대로 고정되어 있으나, 다른 쪽 솔레노이드 밸브(70)는 압력 스위치(140)의 전기적 신호에 의해 닫혀지게 된다(도 2참조). 스위치(240)을 상승 모드로 설정한 경우에는 하기에서 별도로 설명하기로 한다.

셔틀밸브(11)는 2개의 입구와 1개의 출구를 가지며, 출구는 입구 압력의 작용에 의해 입구의 어느쪽이든지 한 방향으로 자동적으로 접속시키는 밸브이다.

로직 밸브(100, 90)는 두 방향에서 밸브에 작용하는 압력차에 의해서 입구가 열리고 닫히는 작용을 하는 밸브이다.

상기에서, 유로 5와 유로 9를 통해 로직 밸브(100)에 도달한 유체는 서로 동일한 유압을 가지기 때문에 어느 한쪽 방향으로 흐르지 못하게 된다.

한편, 유로 3, 10을 흐른 유체는 로직 밸브(90)에 도달하고, 유로 3, 11, 12로 흐른 유체는 솔레노이드 밸브(70)를 통과하여 로직 밸브(90)에 도달하게 된다. 유로 10과 유로 12를 통해 로직 밸브(90)에 도달한 유체는 서로 동일한 유압을 가지기 때문에 어느 한쪽 방향으로 흐르지 못하게 된다.

이에 따라, 유체는 유로 2 및 유로 3으로는 흐르지 못하고 유로 4로 흐른다.

유로 4로 흐른 유체는 체크밸브(130)에 의해서 막혀 있어 유로 14로 흐르지 못하고, 체크밸브(120)를 통과하여 유로 15와 유로 13으로 흐른다.

체크밸브(120, 130)는 한쪽방향으로만 유체가 흐르게 하는 밸브로서, 역류를 방지하며 지정된 한쪽 방향으로만 유체가 흐르도록 한다. 따라서, 도면에서 체크밸브(120, 130)를 통해 흐를 수 있는 유체의 방향은 모두 왼쪽 방향이다.

유로 13으로 흐른 유체는 로직 밸브(100)에 의해 막혀 있어 유로 16과 유로 19로 흐르지 못하고, 셔틀 밸브(110)에 막혀 있어 유로 16과 유로 8로 흐르지 못하 고, 유로 18로 흐른다.

한편, 유로 17을 통과한 유체는 압력 스위치(140)에 도달하며, 압력 스위치(140)는 유로 17내의 압력을 지속적으로 검사하게 된다.

유로 18을 통과한 유체는 볼 밸브(150)에 의해 막혀 있어 유로 20으로 흐르지 못하고 유로 21로 흐른다.

볼 밸브(150)는 수동으로 유체의 흐름을 열고 닫고 하는 점검용 밸브로서, 본 발명의 에너지 보존장치의 구동시에는 항상 닫혀 있으며, 장치의 보수, 교체 등 필요한 경우에 볼 밸브(150)를 열어 유로 내의 유체를 빼내게 된다.

유로 21을 통과한 유체는 릴리프 밸브(160)에 의해 막혀 있어 유로 22로 흐르지 못하고, 유로 23으로 흐른다.

릴리프 밸브(160)는 자체에 유체 측정 센서(도시되지 않음)가 부착되어 있어 유로의 압력이 밸브의 설정치에 도달한 경우 유체의 순방향으로 일부 또는 전체가 흐르게 하고, 그 이하의 압력인 경우에는 밸브를 잠궈 유로 내의 압력을 설정치로 유지하는 압력 제어변이다. 즉, 유로의 압력이 설정치 이상이 되면 순방향으로 유체가 흐르고, 그 이하에서는 닫히게 된다. 유로의 압력이 설정치 이상이 되는 경우는 어큐뮬레이터의 압력이 기준치 이상이 되는 경우이다(도 2참조)

최종적으로, 유체는 유로 23을 따라 어큐뮤레이터(170) 내로 흘러 유체 압력을 에너지 형태로 저장되게 된다.

어큐뮤레이터(170)는 유체를 에너지원으로 사용하기 위해 가압상태로 비축하는 용기이다.

한편, 물체 하강시에 어큐뮤레이터(170)의 압력이 기준치 이상 초과한 경우에는 안전을 위해서 유체가 어큐뮤레이터(170)로 흐르지 않고 오일 저장 탱크(180)로 되돌려 보내져야 한다.

도 2는 어큐뮤레이터 내의 압력이 기준치 이상 초과한 경우의 유체 흐름을 도시한다.

도 2를 참조하면, 어큐뮤레이터 내의 압력이 기준치 이상이 되면 압력 스위치(170)의 압력도 설정치 이상 증가하게 될 것이고, 이에 따라 솔레노이드 밸브(70)는 도시된 바와 같이 닫히게 된다. 또한, 릴리프 밸브(160)로 통과하는 유체의 압력도 설정치를 초과하여 순방향으로 유체가 흐르게 된다.

유로 1을 통과한 유체는 유로 2방향으로는 도 1에서의 동일한 이유로 흐르지 못한다. 즉, 유로 5와 유로 9를 통해 로직 밸브(100)에 도달한 유체는 서로 압력이 동일하기 때문에 어느 한쪽 방향으로 흐르지 못한다.

유로 3을 통과한 유체는 솔레노이드 밸브(70)가 닫혀 있어 유로 11로 흐르지 못하고, 유로 10방향으로 흐르고 로직 밸브(90)를 통과한 후 유로 25 방향으로 흐른다.

한편, 유로 4를 통과한 유체는 체크밸브(130)에 막혀 있어 유로 14로 흐르지 못하고, 유로 15를 거쳐 체크 밸브(120)를 통과하여 유로 13 으로 흐른다. 유로 13을 통과한 유체는 로직 밸브(100)가 닫혀 있어 유로 16으로 흐르지 못하고, 유로 18 방향으로 흐른다. 유로 18을 통과한 유체는 볼 밸브(150)가 닫혀 있어 유로 20으로 흐르지 못하고, 유로 21으로 흐른다.

어큐뮤레이터 내의 압력이 기준치 이상이 된 경우 유로 23과 유로 22의 압력은 기준치 이상이 되고, 이에 따라 릴리프 밸브(160)가 열려 순방향으로 유체가 흐르게 된다.

최종적으로, 유로 24와 유로 25를 통과한 유체는 유로 26을 통해 다시 오일저장탱크(180)로 되돌려 지게 되는 것이다.

도 3을 참조로 하여, 모터(40) 및 유압펌프모터(50)의 구동으로 물체를 상승시키는 과정을 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 상승 모드 시의 유체 흐름을 도시한다.

먼저, 사용자가 상승 모드로 스위치(240)를 ON시키면, 모터를 고정시키고 있던 브레이크(도시되지 않음)가 모터를 풀리면서 모터(40)가 구동한다. 이에 따라 샤프트(60)를 회전시키고, 기어박스(210) 내의 기어를 회전시켜 회전자(200)를 회전시키며, 회전자(200)가 회전하면서 물체(190)를 상승시키게 된다.

이와 아울러, 상승 모드로 스위치(240)를 ON시키면, 도 3에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 밸브(70, 80)의 위치가 변화되게 된다. 즉, 한쪽의 솔레노이드 밸브(80)는 닫히게 되고, 다른 쪽 솔레노이드 밸브(70)는 유로 11에서 유로 12방향으로 흐르도록 열려 있도록 설정된다. 이에 따라, 유체는 도 3과 같이 화살표 방향으로 흐르면서 유압의 힘에 의해서 유압펌프모터(50)를 구동시킨다. 유압펌프모터(50)는 기어 박스(210) 내의 기어를 통해 물체를 상승시키는 힘을 전달하여, 모터(40)가 물체를 들어올리는 힘에 보내게 된다. 이에 따라, 모터(40)의 구동에 의한 힘에 유압펌프모터(50)에 의해 발생된 힘이 추가되어 물체를 들어올리기 때문에, 모터(40)의 구동에 의해서 모터(40) 단독으로 물체를 들어올리는 경우보다 적은 힘으로 물체를 들어올릴 수 있게 된다. 이와 같이, 유압펌프 모터는 상승 모드시에 모터로서 작동하게 되는 것이다.

도 3을 참조로 하여, 상승 모드시에 유체의 흐름에 대해서 설명하기로 한다.

어큐뮤레이터(170)에 저장된 유체는 유로 23, 유로 21, 유로 18, 유로 16으로 흐른다. 이는 유로 22는 릴리프 밸브(160)에 의해서 막혀 있고, 유로 20은 볼 밸브(150)에 의해 막혀 있고, 유로 13은 체크밸브(120)에 의해 막혀 있기 때문이다.

유로 16을 통과한 유체는, 유로 7로는 솔레노이드 밸브(80)에 의해 막혀 흐르지 못하고, 이에 따라 유로 6 및 유로 8로도 흐르지 못한다. 이와 마찬가지로 솔레노이드 밸브(80)가 막혀 유로 9로 흐르지 못하고, 유체는 유로 19를 거쳐 로직 밸브(100)를 통과하여 유로 5와 유로 2로 흐르게 된다.

유로 2를 통과한 유체는 체크밸브(130)에 의해 막혀 있어 유로 4와 유로 14로 흐르지 못하고, 유로 15 내의 압력은 유로 13내의 압력보다 같거나 낮으므로 유로 15로는 흐르지 못한다. 그리고, 유로 3과 유로 10을 거친 유체는 로직 밸브(90)에 도달하고, 유로 3, 유로 11, 유로 12를 거친 유체도 솔레노이드 밸브(70)를 통과하여 로직 밸브(90)에 도달한다. 여기서, 유로 10과 유로 12를 통해 로직 밸브(150)에 도달한 유체는 서로 압력이 동일하기 때문에 어느 한 방향으로 흐르지 못한다.

따라서, 유로 2를 통과한 유체는 최종적으로 유로 1을 따라 오일저장탱크 (180)에 다시 흘러들어가게 된다. 유체는 유로 1을 따라 흐르면서 유압펌프모터(50)를 구동시키게 된다.

한편, 물체 상승시에 어큐뮤레이터(170)내에 유체가 부족한 경우가 발생하게 된다. 이 경우는 어큐뮤레이터(170) 내의 유체가 빠지는 것이 아니라 오일저장탱크(180) 내의 유체가 유로를 순환하여야 한다.

도 4는 어큐뮤레이터(170) 내의 유체가 부족한 경우의 유체 흐름을 도시한다.

도 4를 참조하면, 오일저장탱크(180)가 유압펌프모터(50) 보다 높게 위치하기 때문에, 어큐뮤레이트(170) 내의 유체가 모두 빠지면 유로 27내의 압력이 유로 14 내의 압력보다 크게 된다. (즉, 높이 차이에 따른 유압에 의해, 유로 27로 유체가 흐르게 된다.) 따라서, 오일저장탱크(180) 내에 저장된 유체는 유로 27을 거쳐 유로 14로 흐른다. 높이로 볼 때, 유압펌프모터(50)가 오일저장탱크(180) 보다 아래쪽에 설치되기 때문에, 유로 4의 압력이 유로 15의 압력보다 낮아 유로 4로 흐르고, 유로 1의 압력이 유로 2 및 유로 3의 압력보다 낮아, 유로 2 또는 유로 3으로 흐르지 못하고 유로 1을 따라 흐른다. 유로 1로 흐른 유체는 유압펌프모터(50)에 도달하게 되며 이 유체는 모터(40)의 구동 힘에 의해 오일저장탱크(180)로 다시 순환하게 된다. 즉, 모터(40)의 구동힘에 의해 기억박스와 기어 연결된 유압펌프모터(50)의 구동에 의해, 하부로 내려온 유체는 다시 오일저장탱크(180)로 되돌려 보내게 된다.

도 4의 경우에는 에너지 절감효과가 없으나, 도 4는 통상적인 경우가 아니라 어큐뮤레이터내에 유체가 부족한 만일의 경우에 대비한 경우이다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치는 물체의 위치 에너지를 유체의 압력 에너지 형태로 보존할 수 있기 때문에 에너지의 효율적 이용면에서 상당히 우수하며, 물체를 다시 들어 올리는 경우에 저장된 유체의 압력 에너지를 사용할 수 있기 때문에 물체를 들어올리는 모터의 구동력을 감소시켜, 적은 용량의 모터를 사용하여도 보다 많은 량의 물체를 들어 올릴 수 있으며 또한 동일 물체를 들어 올릴 경우에는 적은 에너지를 사용하여 동일한 물 체를 들어 올릴 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 장치는 예를 들어 콘테이너 박스의 상하강 뿐만아니라 기타 다른 물체의 상하강시에도 다양하게 이용할 수 있다는 장점이 있다.

Claims

유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치로서,

상승 모드 또는 하강 모드를 온오프시키는 스위치(240);

상기 스위치의 전기적 신호에 따라 상승 모드시에는 온되고, 하강모드 및 OFF시에는 오프되는 모터(40);

상기 모터의 구동력 및 유압펌프모터의 구동력을 전달하는 기어의 조합으로 이루어진 기어박스(210);

상기 기어박스내의 기어의 회전 구동력에 의해 회전하는 회전자(200);

상기 회전자를 감고 있는 와이어에 연결되어 있는 물체(190);

상기 기어박스내의 기어와 연결되어 있으며, 유로와 연결되어 하강 모드시에 기어의 회전력에 의해 오일저장탱크내의 유체를 어큐뮤레이터로 보내는 펌프의 역할을 하고, 상승 모드시에 어큐뮤레이터 내에 가압된 유체의 힘에 의해 기어 박스 내의 기어를 회전시키는 모터의 역할을 하는 유압펌프모터(50);

유로와 연결되어 있으며, 유체가 저장되어 있는 오일저장탱크(180);

유로와 연결되어 있으며, 유체를 에너지원으로 사용하기 위해 유체를 가압한 상태로 저장하는 어큐뮤레이터(170); 및

유로 내를 흐르는 유체의 흐름을 제어하는 제어시스템(220)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 보존 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어 시스템(220)은

하강 모드시에 어큐뮤레이터 내의 압력이 설정치 이상이면 더 이상 어큐뮤레이트로 유체를 저장하지 않고 오일저장탱크로 재순환시키고,

상승 모드시에 어큐뮤레이터내의 유체가 부족시에는 오일저장탱크로 재순환시키는 것을 특징으로 하는 에너지 보존 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제어 시스템은

유로 내의 압력을 감지하는 압력 스위치(140),

스위치(240)의 전기적 신호 및 상기 압력 스위치(140)의 전기적 신호에 따라 온오프 되는 솔레노이드 밸브(70, 80),

역류를 방지하는 체크밸브(120, 130),

두 방향에서 밸브에 작용하는 압력차에 의해 입구가 열리고 닫히는 로직 밸브(90, 100),

2개의 입구와 1개의 출구를 가지며, 출구는 입구 압력의 작용에 의해 입구의 어느 쪽이든지 한 방향으로 자동적으로 접속시키는 셔틀 밸브(110), 및

회로의 압력이 설정치에 도달한 경우 유체의 일부 또는 전체를 회로로 순방향으로 흐르게 하여 회로의 압력이 설정치의 압력이상이 되지 않게하는 압력 제어변인 릴리프 밸브(160)를 포함하는 에너지 보존 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제어 시스템은 유로 내를 점검하고자 하는 경우 수동으로 유체의 흐름을 열고 닫을 수 있는 점검용 밸브인 볼 밸브(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 보존 장치.
제 1항에 있어서,

상기 오일저장탱크(180)는 유압펌프모터(50)보다 높은 곳에 위치하는 것을 특징으로 하는 에너지 보존 장치.
유압시스템을 이용한 에너지 보존 장치로서

물체가 하강하는 하강 모드시에는 오일저장탱크내의 유체를 어큐뮤레이터 내에 가압된 상태로 에너지원으로 저장하고,

물체를 상승시키는 상승 모드시에는 어큐뮤레이터 내에 가압된 상태로 저장된 유체에 의해 물체를 들어올리는 동력으로 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 보존 장치.