KR20090074028A - 유체정역학적 전력 생성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전자를 가지는 전기 발전기; 전기 발전기에의 전력 공급을 위한 적어도 하나의 유체정역학적 모터-여기서, 적어도 하나의 유체정역학적 모터는 내접 기어 모터로 구성됨-; 동심으로(concentrically) 내접 기어 모터를 둘러싸는 전기 발전기의 회전자-회전자는 내접 구동장치를 통해 상기 내접 기어 모터(2)에 의해 적어도 간접적으로 구동되는 피니언을 맞물리게 함-; 내접 기어 모터에 할당되는 시동 장치를 포함하는 전력 생성 장치에 관한 것이다.

전력 생성 장치, 유체정역학적 모터, 내접 기어

Description

유체정역학적 전력 생성 장치{HYDROSTATIC POWER GENERATING UNIT}

본 발명은 유체정역학적 전력 생성 장치(hydrostatic power generating unit)에 관한 것으로, 특히 차량에서의 이용을 위한 것이다.

내연기관(internal combustion engine)에 의해 구동되는 자동차 및 전차는 차량의 다양한 전기적 컴포넌트와 액츄에이터의 운전(operation)을 위한 전기적인 보조 전력의 생성을 위해 전기 발전기(electric generator)를 필요로 한다. 내연기관의 트랜잭션 동작 동안 속도 변화가 나타나기 때문에, 다양한 속도에서 내연기관을 통해 직접 전기 발전기에 전력을 공급하는 것은 불리하다. 우선 내연기관이 유체정역학적 엔진의 구동을 위한 작동 유체(working fluid)의 용적 흐름(volumetric flow)을 생성하는 유체 펌프(hydraulic pump)를 구동시키고, 차례로 전기 발전기를 구동시키기 위하여 최신 기술로부터 전기 발전기의 추진을 위해 유체정역학적 구동 유닛을 이용하는 것이 알려져 있다. 가능한 일 실시예가 독일특허 101 29 488 A1에 개시되어 있다.

유체정역학적 엔진과 발전기 간의 커플링(coupling)을 위한 공지의 해결책들은 몇가지 단점을 보여준다. 하나는 독일특허 101 29 488 A1에 개시된 두 컴포넌트 의 직렬 배치가 대규모라는 점이다. 덧붙여 제안된 유체 모터의 비캡슐화 동작(unencapsulated operation)은 소음이 매우 크다. 더구나 공지의 해결책들에서 유체정역학적 엔진과 전기 발전기 간의 기계적 커플링은 유체정역학적 엔진의 동작을 위해 이용되는 작동 유체가 전기 발전기로 전달되는 것을 방해하는 것으로 잘 알려져 있다. 그토록 구동되는 전기 발전기는 냉각을 위한 추가적인 기구, 특히 권선, 정류기 및 전력 전자 장비(power electronics)를 필요로 한다. 여기서, 이들은 보통 환기 장치(ventilator unit)를 통해, 그리고 환기 장치를 이용한 공기 냉각을 통해 실행된다. 이러한 추가적인 컴포넌트는 차례로 장치의 전체 사이즈를 증가시킨다.

본 발명은 저소음 개발과 우수한 냉각 능력에 의해 잘 알려진, 가능한한 가장 콤팩트(compact)하면서도 공간 절약형 유닛이 야기되도록 하는 방법으로 최초에 명명된 타입의 전기 전력 생성 장치를 더 발전시키고자 하는 목적에 기초한다. 더구나 전력 생성 장치는 구조 및 제조 공정에서 간단하도록 구현되어야 한다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명자는 유용하면서도 콤팩트한 유체정역학적 전력 생성 장치가 회전자가 유체정역학적 모터를 동축으로 둘러싸고 있는 전기 발전기를 제시함을 인식했다. 이 구조적 원리는 전기 발전기 대신에 전기 모터가 이용되고, 유체정역학적 모터 대신에 내접 기어(internal gear) 스타일로 설계된 펌프가 이용된 모터 펌프 집합체(motor pump aggregates)에 대한 WO 01/73295 A1에 따라서 알려져 있다. 내접 기어 펌프를 동축으로 둘러싸기 위해, 전기 모터의 회전자는 축 단면에서 U 형태로 구성되고, 펌프 샤프트로 연결되어 있어서 내접 기어 펌프를 구동하는 피니언이 맞물리는(comb) 내접 기어가 벽 측면 상에 제공된다.

또한 유체정역학적 펌프 대신에 유체정역학적 모터를 이용하는 경우에 WO 01/73295 A1으로부터 알려진 모터 펌프 집합체가 이용될 수 있고, 차량의 유체 회로에서 직접적인 것은 아니지만 전기 모터 대신에 전기 발전기를 이용하는 경우에도 이용될 수 있다. 이 이유는 정지 상태(standstill)로부터 유체정역학적 전력 생성 장치를 시동(starting)함으로써 기인하는 문제점뿐 아니라 정지 마찰(static friction) 영역에서의 내접 기어 모터의 자가 잠금(self-locking) 때문이다. 그러나 발명자는 그 회전자가 내접 기어 모터를 동축으로 둘러싸고 있는 전기 발전기를 가진 내접 기어 모터의 구조적 장치가 구조적으로 간단하게 부가 시동 장치에 연결될 수 있다는 것을 인식했다.

가장 간단한 경우로는 전기 발전기 자체가 부가 시동 장치로서 이용되고 있다. 상기 시동 장치가 직류 동기 발전기(direct current synchronous generator)로 구성된다면, 모터 동작을 위한 장치의 시동을 위해서 배터리를 통해 전기 발전기로 전력을 공급하는 것이 가능하다. 하지만, 적어도 하나의 유체정역학적 모터를 동축으로 둘러싸고 있는 브러시리스 교류 동기 발전기(brushless alternating current synchronous generator)를 가진 전력 생성 장치의 설계는 차량의 온보드 파워 서플라이(on-board power supply)에 대해서 특히 유용하다. 이러한 발전기를 이용하는 경우에, 직류 보조 권선의 설치에 의해 배터리 파워 서플라이를 통한 용이 시동(easy starting)이 용이해질 수 있다. 더구나 관련된 주파수 컨버터 기술을 통해 그러한 전력 발전기를 시동하는 것이 가능하다.

추가적인 설계(further design)에서, 동축으로 배치된 내접 기어 톱니(internal gear tooth)뿐 아니라 여분의 유체정역학적 모터(further hydrostatic motor)가 이용된다. 여기서, 또한 회전식 구동 장치(rotatory drive)가 여분의 유체정역학적 모터를 위해 이용되고 그 회전축이 내접 기어 모터의 회전축과 일직선이 되도록 구성될 때 특히 콤팩트한 구조적 장치가 비롯된다. 이 결과 전기 발전기의 구동 장치에 대해 구조적으로 간단한 확장이 뒤따른다. 여분의 제2 유체정역학적 모터에 의해, 그러한 유체정역학적 구동 장치를 특히 좋은 시동 특성에 의해 잘 알려진 내접 기어 모터에서 보충 부분(supplement)으로 이용하는 것이 현재 가능하다. 예를 들어, 피스톤 엔진이 그러한 저속 엔진으로 이용될 수 있다. 제2 유체정역학적 모터를 통해, 상기 모터를 부가 시동 장치로 이용할 가능성은 존재한다. 그 결과 전기 발전기의 모터 동작에서 추가적인 파워 서플라이 소스(power supply source)로의 액세스 없이 스탠딩 스타트(standing start)로부터의 시동(starting up) 또한 가능할 수 있다. 지정된 목표 엔진 속도에 도달하면, 내접 기어 모터는 정상 동작을 위해 이용될 수 있는데, 상기 모터는 전기 발전기의 회전자를 통한 동축 캡슐화(coaxial encapsulation) 때문에 저소음 발산하는 특징이 있다. 또한 일 실시예에서는 여분의 제2 유체정역학적 모터도 전기 발전기의 회전자에 의해 캡슐화되는 것을 생각할 수 있다.

특히 유용한 시동 장치는 유체 회전 기구(hydraulic rotary device)를 전력 생성 장치 내에 통합한 경우이다. 바람직하게 유체 회전 기구는 구동 동작(actuating movement)을 실행하는 경우에 유체정역학적 모터의 회전 컴포넌트(rotating components)로 간접적인 작동상의 연결(operational connection)에 관여하는 로터리 피스톤(rotary piston)을 포함한다. 이 연결에서, 이러한 작동상의 연결이 유체정역학적 모터에 결합된 발전기의 회전자를 통해 일어나는 것도 가능하다. 결과적으로 로터리 피스톤은 내접 기어 모터에서 정지 마찰을 극복하기 위한 목적으로 전력 생성 장치의 회전 컴포넌트를 푸시(push)할 것이고, 이 때문에 자가 잠금을 극복하고 그럼으로써 유체정역학적 모터의 시동을 용이하게 하기 위함이다. 이 목적을 위해, 로터리 피스톤은 푸싱(pushing)에 이용되는 회전 컴포넌트에 관하여 본질적으로 접하면서도 선형적으로 이동할 것이다.

슬라이딩 몸체(sliding body)는 로터리 피스톤 내에 통합되며, 상기 슬라이딩 몸체는 상기 피스톤의 구동 동작에 대해 횡적으로(transversely) 로터리 피스톤으로부터 연장될 수 있다. 회전 컴포넌트의 구동을 위해, 로터리 피스톤의 구동 동작 중에 슬라이딩 몸체는 회전 컴포넌트의 주변 영역과 확실한 혹은 마찰적 베어링(positive or frictional bearing)으로 접촉된다. 유용한 일 실시예에서, 기어는 회전 컴포넌트의 주변 영역 상에 제공된다. 우선 상기 기어가 회전 컴포넌트의 단면의 주변에 직접적으로 구성될 수 있다. 하지만, 기어가 회전 컴포넌트의 외부 주변의 영역 내의 정면(front side) 상에 제공되는 설계가 생각될 수 있다.

슬라이딩 몸체의 단면(end face)에 대해 상응하는 실시예에 의하면, 회전 컴포넌트의 구동 및 유체정역학적 모터의 푸싱이 일어난 결과로써 상기 몸체는 로터리 피스톤의 횡적이면서 선형적인 구동 동작 중에 전동장치(gearing)에 맞물릴 것이다(engage in). 로터리 피스톤으로의 슬라이딩 몸체의 횡적 이동은, 예를 들면 스프링과 같은 탄성 소자에 의해 이루어질 수 있다. 하지만, 로터리 피스톤의 구동 동작 중에 슬라이딩 몸체가 회전 컴포넌트 상의 접촉 표면의 방향에서 연관된 유체 혹은 기체 구동 소자(hydraulic or pneumatic actuating element)에 의해 능동적으로 이동되는 설계 또한 생각될 수 있다. 예를 들어 전동 장치와 같은 회전 컴포넌트에 상응하여 형성된 대응부분 상에 슬라이딩 몸체의 단면의 확실한 맞물림(positive engagement) 대신에, 회전 컴포넌트의 구동은 또한 마찰력에 의한 슬라이딩 몸체의 움직임을 통해 일어날 수 있다.

로터리 피스톤이 유체 피스톤으로 구성되고 유체정역학적 모터의 구동을 위해 이용되는 작동 유체의 가압에 의해 구성되는 설계가 특히 유용하다. 로테이팅 피스톤(rotating piston)의 확장된 움직임과 슬라이딩 몸체를 통한 구동 효과는 유체정역학적 모터의 시동을 인도하며, 이를 위해 필수적인 추가 제어 비용 없이 작동 유체의 간단한 가압에 의해 적절히 발생할 것이다. 작동 유체의 압력이 유지되는 한, 유체정역학적 모터의 구동은 일어난다. 이 작동 기간 동안 로터리 피스톤은 작동 유체가 무압 상태(pressureless)가 될 때까지는 초기 위치로 되돌아가지 않고 연장된 위치에서 유지될 것이다. 이 목적을 위해 유용하게는 중립 위치로 복귀하기 위한 탄성 스프링이 로터리 피스톤에 할당될 수 있다.

설계에 따른 콤팩트 스타일(compact style)에 기초하여, 동축으로 배치된 유체정역학적 모터와 전기 발전기와 축 얼라인먼트에 배치된 가능한한 여분의 추가적인 유체정역학적 모터에 따른 연결은 폐쇄된 하우징 내에 수용될 수 있다. 폐쇄된 하우징 내에서 작동 유체가 냉각을 위해 순환하며, 전기 발전기가 작동 유체에 잠기도록 설계된다. 더구나 이러한 구조는 전기 발전기의 전자 컴포넌트의 냉각을 위한 작동 유체의 이용을 허용한다. 그러므로 예를 들어 직류 동기 기계의 정류기 및 그 권선 또한 잠기도록 설계될 수 있으며, 그 결과 특히 효율적인 열 제거가 가능하다. 이로부터 대규모의 냉각 몸체나 공기 냉각을 위한 추가적인 기구 없이도 전기 컴포넌트를 조립할 수 있으며, 그 결과 이번에는 콤팩트한 구조적 장치가 가능하다.

바람직하게 전력 생성 장치는 전기 발전기 또한 작동 유체 내에 잠기는 방식으로 설계된다. 개선된 냉각 기능 이외에도 작동 유체로서 유체 오일을 사용하는 경우에 전기 발전기뿐 아니라 유체정역학적 모터의 베어링 컴포넌트의 윤활(lubrication)도 동시에 보증되는 사실에서 장점이 있다.

간단한 구조를 위해, 전기 발전기의 회전자의 베어링은 내접 기어 모터의 하우징 상에서 지지되는 것이 더 바람직하다. 그 결과 제조 공정에서 콤팩트하면서도 간단한 장치가 동축으로 배치된 유체정역학적 모터 및 상기 모터를 둘러싸는 전기 발전기로부터 기인한다.

본 발명에 따른 유체정역학적 전력 생성 장치는 차량의 전기 액세서리를 위한 전력 생성의 목적을 만족시키는 반면, 가압된 작동 유체를 가지는 유체정역학적 모터의 공급이 타 구동 소스로부터 번갈아 일어날 수 있기 때문에 차량의 제동력(breaking power)으로부터 전력을 회복하기 위한 목적을 위해 사용될 수도 있다. 동축으로 배치된 내접 기어 모터에 추가적인 유체정역학적 모터를 사용한 것을 의미하지만, 전력 생성 장치에서 적어도 두 유체정역학적 모터를 사용하는 것은 유체정역학적 모터가 다른 소스로부터 작동 유체를 공급받고 이 목적을 위해 제공된 공급측(supply-side) 유체 회로가 서로 간에 분리되어 있어 유용한 실시예를 용이하게 한다. 이 수단을 통해 개별적인 유체 회로가 제동력을 통해 전달측(delivery-side)으로부터 구동될 수 있다. 이와 같이 압력 공급기(pressure feeders)로부터 더 오랜 기간의 시간 동안 유체정역학적 전력 발전기로 전력을 공급하는 것이 가능하며, 또한 제동력으로부터 재충전될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 전력 생성 장치의 유용한 실시예가 도면을 이용하여 설명될 것이다. 상세하게는 다음과 같다.

도 1은 내접 기어 모터로서 구성되는, 두 개의 유체정역학적 모터를 가지는 본 발명에 따른 전력 생성 장치의 축 단면을 나타낸다.

도 2는 통합된 슬라이딩 몸체를 가지는 로테이팅 피스톤을 포함하는 시동 장치의 동작 원리를 나타낸다.

도 1은 축 단면에서의 본 발명에 따른 전력 생성 장치를 나타낸다. 이 연결에서, 회전자(rotor)(1.2)의 배치는 전기 발전기(1)의 고정자(stator)(1.1)에 대해 내부 회전자(internal rotor)로서 도시되어 있다. 독립적으로 여기되는 브러시리스 교류 동기 발전기(brushless, separately excited alternating current synchronous generator)를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 여기서, 참조 번호 6으로 도시된 장치는 여기 기계(exciting machine)로 이용된다. 회전자(1.2)에 동축으로 배치된 유체정역학적 모터는 전기 발전기(1)의 전력 공급을 위해 사용되며, 상기 유체정역학적 모터는 내접 기어 모터(2)로 구성된다. 이 연결에서 전기 발전기(1)의 회전자(1.2)는 내접 기어 모터(2)를 둘러싸고 있으며, 특히 콤팩트하면서도 크게 소음을 줄인 장치가 된다. 내접 기어 모터(2)에 의한 구동력의 전달이 내접 기어 모터(2)의 회전축에 정렬된 피니언(pinion)(4)을 통해 일어나며, 상기 피니언은 전기 발전기(1)의 회전자(1.2) 상에 내부 전동장치(3)에 맞물린다. 도 1에 도시된 것과 같이, 내접 기어 모터(2)의 캡슐화(encapsulation)는 U 형상의 단면을 가지는 전기 발전기(1)의 회전자(1.2)의 일 실시예에 의해 일어나며, 그 결과 내부 전동장치(internal gearing)(3)는 내접 기어 모터(2)를 싸고 있는 회전자(1.2)의 U 형상 부분의 두 다리의 연결 로드(connecting rod)의 영역 내에 조립된다. 유용한 실시예에 따르면, 전기 발전기의 회전자(1.2)는 내접 기어 모터(2)의 하우징 상에 지지된다.

바람직한 일 실시예에 따르면, 여기 기계(6)를 포함하는 전기 발전기(1)는 유체정역학적 모터(2)의 전력 공급을 위해 사용되는 작동 유체 내에 잠긴다. 작동 유체에 의해서 전력 생성 장치의 모든 회전 컴포넌트의 간소화된 윤활과 함께 전기 발전기(1) 내에서 생성된 열의 효과적인 제거 또한 일어난다. 특히 독립적으로 여 기되는 브러시리스 교류 동기 발전기로서 전기 발전기(1)의 일 실시예의 경우에, 회전자(1.2) 및 고정자(1.1)의 권선뿐 아니라 연관된 여기 기계(6)도 작동 유체에 의해 간단한 방법으로 냉각될 수 있다. 이 때문에 별도의 냉각 몸체를 조립할 필요성이 없거나 상기 몸체가 콤팩트하게 설계될 수 있으며, 그 결과 전력 생성 장치는 상응하여 작은 크기로 구성될 수 있다.

또한 도 1은 전기 발전기(1)에 동축으로 배치된 내접 기어 모터(2)와 함께 여분의 유체정역학적 모터(2.2)가 이용되는 전력 생성 장치의 예시된 일 실시예를 나타낸다. 상기 유체정역학적 모터는 제1 내접 기어 모터(2)에 회전축에 대해서 일직선으로 배치되고 회전자(1.2) 내에서 내부 전동장치처럼 이용된다. 유체정역학적 구동장치의 중복 구성에 의해, 두개의 개별적인 가압 유체 회로(two separate pressure fluid circuits)로부터 전력 생성 장치로 전력을 공급하는 것이 가능하다.

다른 실시예에서 만약 동일한 가압 유체 회로로부터의 작동 유체를 가지는 두 개의 유체정역학적 모터(2, 2.2)가 충전된다면, 두 개의 유체정역학적 모터를 다르게 구성하여, 즉 서로 다른 속도 범위를 위해 이들을 사용하는 것이 가능하다. 이 연결에서 두 개의 유체정역학적 모터 중 하나는 내접 기어 모터 대신에 스탠딩 스타트로부터 시동하는 피스톤 기계를 이용함으로써 시동 장치의 일부분으로서 이용될 수 있다. 두 개의 유체정역학적 모터(2, 2.2)가 다른 가압 유체 회로로부터 충전되는 경우에는 두 개의 유체정역학적 모터 중 하나에, 예를 들어 차량 제동의 경우에 전력 리사이클링(power recycling)을 위한 별도의 구조적 장치에 의해 차례 로 로드(load)되는 유체정역학적 버블 메모리(hydrostatic bubble memory)와 같은 메모리 장치를 할당하는 것을 생각할 수 있다. 따라서 내접 기어 모터(2)와 여분의 제2 유체정역학적 모터(2.2)는 작동 유체의 개별적인 공급을 위해 별개의 취입구(intake opening)(10, 10.2)를 제공받는다. 도 1에 도시된 실시예에서 접합 배출 밸브구(joint exhaust valve opening)(11)는 작동 유체를 위해 존재한다.

본 발명에 따르면 시동 장치(starting device)(5)는 전기 발전기의 회전자(1.2)에 의해 둘러싸인 내접 기어 모터(2)의 시동을 위한 전력 생성 장치를 위해 이용된다. 독립적으로 여기되는 브러시리스 교류 동기 발전기가 전기 발전기(1)로 이용된다면 시동은 주파수 컨버터를 통해 실현될 수 있다. 다른 방법으로는 전기 발전기(1)는 예를 들어 배터리와 같은 추가적인 전력 소스를 통해 전력을 공급받는 추가적인 직류 권선에 의해 시동되는 방법으로 설계될 수 있으며, 그 결과 내접 기어 모터(2)는 기어 결합을 통해 푸시될 수 있다.

다른 유용한 실시예에서 시동은 유체정역학에 의해 일어난다. 이는 전기 발전기를 통해 시동하는 경우로서 추가적인 제어 공학이 필요하지 않기 때문에 유용하다. 대신에 작동 유체를 가압 상태 하에 둘 필요가 있다. 제1 실시예에 따르면, 다른 여분의 제2 유체정역학적 모터가 이 목적을 위해 이용된다. 더 바람직한 설계에서, 별도의 시동 장치(5)는 전기 발전기(1)의 회전자(1.2)에 의해 캡슐화된 내접 기어 모터(2)에서 적어도 간접적인 작동상의 연결(indirect operational connection)에 관여하도록(enter into) 제공된다. 이 목적을 위해서 전력 생성 장치의 회전 컴포넌트로 선형이면서도 횡적인 이동을 실행할 수 있는 유체 구동 소 자(hydraulic actuating element)가 특히 유용함이 증명되었다.

도 1에 도시된 실시예에 따르면, 로터리 피스톤(5.1)으로 본 명세서에서 가리키고 있는 유체 구동 소자는 그 연장 이동(extending movement)이 본질적으로 회전자(1.2)의 회전 이동에 접하도록 배치된다. 로터리 피스톤(5.1)의 태핏(tappet)에 통합된 슬라이딩 몸체(5.2)가 제공되어 로터리 피스톤(5.1)의 축에 대하여 횡적으로 연장될 수 있다. 이러한 연장 이동은 능동적으로 기체 혹은 유체 소자를 통해 일어날 수 있거나 탄성 스프링 소자에 의해 유용한 실시예에 따라서 실현된다. 로터리 피스톤(5.1)이 내접 기어 모터(2)에 전력을 공급하기 위해서도 사용되는 작동 유체에 의해 가압되면, 구동 동작은 회전자(1.2)의 주변 영역에 대해 선형적이면서도 횡적으로 이루어진다. 이러한 연장 이동 동안에 도 1에 도시된 실시예를 위해 슬라이딩 몸체(5.2)는 회전자(1.2)에 연결된 플랜지(flange)(5.3)의 주변 영역에서 베어링 접촉한 상태가 되며, 상기 플랜지를 구동한다. 이 베어링 접촉은 확실하게(positively) 혹은 마찰적으로(frictionally) 일어날 수 있으며, 제1 변형이 도 2에 도시된다.

도 2는 로터리 피스톤(5.1) 및 통합된 슬라이딩 몸체(5.2)를 상세하게 나타낸다. 도시된 실시예에 따르면, 구동 장치(20)는 슬라이딩 몸체(5.2)의 비스듬한 단면(beveled end face)(21)이 맞물리는 회전자 외부 하우징의 주변 상에 존재하며, 구동 동작에 의해 전동장치와 태핏 사이의 압축(constriction)이 일어나게 한다. 이러한 작동상의 맞물림(operational engagement)을 통해 회전자는 로터리 피스톤(5.1)의 선형적이면서 횡적인 이동에 의해 회전하고, 그 결과 내접 기어 모 터(2)는 회전 이동에 속도를 더한다. 이 결과 내접 기어 모터(2)의 시동이 가능한 범위까지로 정지 마찰을 넘어선다. 유용한 실시예에 따르면, 작동 유체를 위한 공급 라인(supply line)에서의 압력이 다음 작동 단계(operational phase) 동안 유지되는 한, 로터리 피스톤(5.1)은 연장된 위치를 유지하고 예를 들면 도 1에 도시된 압축 스프링(24)에 의한 것과 같은 탄성 소자를 통해 무압 상태가 된 이후에 초기 위치로 되돌아갈 것이다.

이 실시예는 시동 장치(5)를 제어함에 있어서 제어 공학이 필요치 않은 장점이 있다. 유용하게는 작동 유체를 위한 공급 라인 내에 도 2에 도시된 조절판(throttle)(25)과 같은, 수동 소자만이 로터리 피스톤으로의 용적 흐름을 제어하기 위해 이용된다. 결과적으로 동작 유체(operating fluid)를 위한 공급 라인만이 압력에 노출되어 있으며, 그 결과 로터리 피스톤의 구동 동작과 회전자(1.2)의 구동(driving)과 유체정역학적 모터의 간접적 회전이 뒤따른다. 이 결과 정지 마찰을 극복하고 결과적으로 내접 기어 모터는 전기 발전기(1)의 구동 장치로서 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 유체정역학적 전력 생성 장치는 차량의 전기 액세서리를 위한 전력 생성의 목적을 만족시키는 반면, 가압된 작동 유체를 가지는 유체정역학적 모터의 공급이 타 구동 소스로부터 번갈아 일어날 수 있기 때문에 차량의 제동력(breaking power)으로부터 전력을 회복하기 위한 목적을 위해 사용될 수도 있다. 동축으로 배치된 내접 기어 모터에 추가적인 유체정역학적 모터를 사용한 것을 의미하지만, 전력 생성 장치에서 적어도 두 유체정역학적 모터를 사용하는 것은 유체정역학적 모터가 다른 소스로부터 작동 유체를 공급받고 이 목적을 위해 제공된 공급측(supply-side) 유체 회로가 서로 간에 분리되어 있어 유용한 실시예를 용이하게 한다. 이 수단을 통해 개별적인 유체 회로가 제동력을 통해 전달측(delivery-side)으로부터 구동될 수 있다. 이와 같이 압력 공급기(pressure feeders)로부터 더 오랜 기간의 시간 동안 유체정역학적 전력 발전기로 전력을 공급하는 것이 가능하며, 또한 제동력으로부터 재충전될 수 있다.

Claims (12)

1.1 회전자(1.2)를 가지는 전기 발전기(1);

1.2 전기 발전기(1)에의 전력 공급을 위한 적어도 하나의 유체정역학적 모터-여기서, 적어도 하나의 상기 유체정역학적 모터는 내접 기어 모터(2)로 구성됨-;

1.3 상기 전기 발전기(1)의 상기 회전자(1.2)는 동심으로(concentrically) 상기 내접 기어 모터(2)를 둘러싸고, 회전자(1.2)는 내접 전동장치(3)를 통해 상기 내접 기어 모터(2)에 의해 적어도 간접적으로 구동되는 피니언(4)을 맞물리게 함;

1.4 상기 내접 기어 모터에 할당되는 시동 장치(5)

를 포함하는 전력 생성 장치.

제1항에 있어서,

상기 내접 기어 모터(2)뿐 아니라 여분의 유체정역학적 모터(hydrostatic motor)가 이용되되,

상기 여분의 유체정역학적 모터는 회전하도록 구성되며, 회전축은 상기 내접 기어 모터(2)의 회전축과 일직선이 되는 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

제2항에 있어서,

상기 여분의 유체정역학적 모터는 상기 전기 발전기(1)의 상기 시동 장치(5)로 이용되는 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기 발전기(1)는 상기 시동 장치(5)로 동작하는 모터인 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

제4항에 있어서,

상기 전기 발전기(1) 내의 추가 권선은 상기 시동 장치(5)로 이용되는 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로터리 피스톤에 횡적으로 이동가능한 슬라이딩 몸체(5.2)를 가지는 상기 내접 기어 모터(2)의 구동을 위해 작동 유체(working fluid)를 가지고 움직이는 로터리 피스톤(5.1)은 상기 시동 장치(5)로 이용되고,

상기 로터리 피스톤(5.1)의 구동 동작의 경우에 상기 슬라이딩 몸체(5.2)가 구동(driving) 및 비틀림(torsion)이 상기 내접 기어 모터(2)의 회전 이동을 유도 하는 상기 전력 생성 장치의 회전 컴포넌트에의 확실한 혹은 마찰 접촉(positive or frictional contact)을 하는 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

동기 발전기(synchronous generator)가 상기 전기 발전기(1)로 이용되는 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

제7항에 있어서,

통합된 여기 기계(exciting machine)를 가지는 독립적으로 여기되는 브러시리스 교류 동기 발전기(brushless, separately excited alternating current synchronous generator)가 상기 전기 발전기(1)로 이용되는 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 내접 기어 모터(2)의 구동을 위한 상기 작동 유체는 상기 전기 발전기(1) 및 전력 전자 장치(power electronic)의 냉각을 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 내접 기어 모터(2)의 구동을 위한 상기 작동 유체는 상기 전력 생성 장치의 베어링 컴포넌트의 윤활(lubrication)을 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기 발전기(1)의 회전자(1.2)가 상기 내접 기어 모터(2)의 하우징 상에 지지되는 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

제2항에 있어서,

상기 내접 기어 모터(2) 및 상기 여분의 유체정역학적 모터는 독립된 공급 회로(supply circuits)에 의해 작동 유체를 공급받는 것을 특징으로 하는 전력 생성 장치.

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