KR20170000174U

KR20170000174U - 선박의 유압 기기의 감시 장치

Info

Publication number: KR20170000174U
Application number: KR2020150006682U
Authority: KR
Inventors: 다카후미 구도
Original assignee: 마린 하이드로텍 가부시키가이샤
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2017-01-11
Also published as: CN205059984U; KR200484130Y1; TWM522186U; JP3199844U

Abstract

유압 액추에이터, 유압 펌프 및 그 전환 밸브를 포함하는 유압 기기의 배관이 용이하고, 또한 유압 기기의 관리도 행할 수 있는 선박의 유압 기기의 감시 장치를 제공한다. 전환 밸브(13)와, 전환 밸브(13)에 접속되는 유압 액추에이터(14)와의 사이에 압력 검출기(15)를 설치하고, 압력 검출기(15)의 전기적 출력을 선박 내에 있는 제어반(17)에 인도하고, 압력 검출기(15)의 전기 출력에 기초하여 판단되는 각각의 유압 액추에이터(14)의 가동 상황을 제어반(17)에 접속된 1개 또는 복수 개의 모니터(19)에 표시하는 동시에, 제어반(17)에 기록한다.

Description

선박의 유압 기기의 감시 장치{APPARATUS FOR MONITORING HYDRAULIC MACHINES OF VESSEL}

본 고안은 복수의 유압(油壓) 액추에이터(유압 실린더, 유압 모터 등을 말함)를 구비한 선박의 유압 기기(機器)의 감시 장치에 관한 것이다.

통상, 선박에 설치되어 있는 윈치(winch), 크레인, 보트 대빗(boat davit), 및 조타기 등에는, 복수의 유압 액추에이터가 형성되어 있고(예를 들면, 특허 문헌 1 참조), 이들 유압 액추에이터에 압유(壓油)를 보내는 기구로서, 직렬 유압 회로와 병렬 유압 회로 등이 있다.

직렬 유압 회로는 복수의 유압 액추에이터를 작동하는 전환 밸브를 직렬로 접속하고 있으므로, 유압 회로를 통과하는 오일량은 일정하게 되고, 소요 동력은 압력의 변동에 따라 상하한다. 즉, 펌프로부터 유압 회로에 흐르는 오일은 최대 오일량으로 설정되므로, 필요 오일량이 적은 윈치를 고부하로 사용하면, 필요 이상의 에너지를 소비한다. 또한, 항상 유압 펌프의 최대 오일량이 배관 내를 흐르므로, 부하가 없는 경우라도 배관 저항에 의해 대기 상태의 유압 펌프의 소요 동력은 높게 된다는 문제가 있다.

한편, 병렬 유압 회로에서는, 각각의 유압 액추에이터를 병렬로 접속하고, 가변(可變) 용량 유압 펌프에 의해 압력을 일정하게 유지하도록, 필요한 양의 압유만을 토출하고 있으므로, 각각의 유압 액추에이터를 사용하고 있지 않은 경우에는, 유압 펌프의 토출량은 대략 제로로 되고, 유압 펌프의 구동용 동력은 최소로 되어, 직렬 유압 회로와 비교하면 에너지 절약으로 된다는 장점이 있다. 그러나, 유압 펌프로부터의 토출 압력은 일정하므로, 작동하는 유압 액추에이터의 동작 압력이 낮은 경우의 그 차분이 에너지 손실로 된다는 문제가 있다.

또한, 병렬식을 개량한, 각각의 유압 액추에이터의 작동압을 유압적(즉, 기계적)으로 검지하여, 가변 용량 유압 펌프의 토출압을, 각각의 유압 액추에이터가 필요로 하는 최대 압력으로 제어하는 유압식 로드 센싱 시스템이 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

일본 공개특허 평6―316292호 공보 일본 공개특허 평6―344991호 공보

그러나, 상기한 유압식 로드 센싱 시스템은, 각각의 유압 액추에이터의 제어 밸브(전환 밸브)로부터 유압 펌프까지의 제어용의 유압 배관이 필요하므로, 다수의 유압 액추에이터를 가지고, 복수의 유압 펌프를 병렬 사용하는 선박에서는, 채용이 곤란했다.

본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 병렬 배관 회로를 더 발전시킨 유압식 로드 센싱 시스템(유압 회로)에 있어서, 유압 액추에이터, 유압 펌프 및 그 전환 밸브를 포함하는 유압 기기의 배관이 용이하고, 또한 유압 기기의 관리도 행할 수 있는 선박의 유압 기기의 감시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적에 따르는 제1 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치는, 선박의 각각의 기기의 구동원으로 되는 유압 액추에이터와, 복수의 유압 펌프를 구비하는 유압원(油壓源)과, 상기 유압원 및 각각의 상기 유압 액추에이터의 사이에 배치되고, 상기 유압 액추에이터로의 오일의 흐름 방향을 바꾸고 또한 그 유량(流量)을 조정하는 전환 밸브를 가지는 선박의 유압 기기의 감시 장치에 있어서,

각각의 상기 전환 밸브와 상기 전환 밸브에 접속되는 상기 유압 액추에이터와의 사이에 압력 검출기를 설치하고,

상기 압력 검출기의 전기적 출력을 상기 선박 내에 있는 제어반(制御盤)에 인도하고, 상기 압력 검출기의 전기적 출력에 기초하여 판단되는 각각의 상기 유압 액추에이터의 가동(稼動) 상황을 상기 제어반에 접속된 1개 또는 복수 개의 모니터에 표시하는 동시에, 상기 제어반에 기록한다.

또한, 제2 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치는, 제1 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치에 있어서, 각각의 상기 유압 액추에이터의 가동 상황과 함께, 각각의 상기 유압 액추에이터의 누적 가동 시간도 합하여 상기 모니터에 표시하고 있다.

제3 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치는, 제1 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치에 있어서, 각각의 상기 유압 액추에이터의 가동 상황과 함께, 각각의 상기 유압 펌프의 누적 가동 시간도 합하여 상기 모니터에 표시하고 있다.

그리고, 제4 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치는, 제1∼제3 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치에 있어서, 각각의 상기 유압 액추에이터의 작동 유압 중 최대 유압으로, 상기 유압원의 압력을 제어하는 유압 제어부를 상기 제어반에 구비한다.

제1∼제4 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치에 있어서는, 각각의 유압 액추에이터와 그 전환 밸브 사이에 압력 검출기를 설치하고, 그 전기적 출력을 선박 내에 있는 제어반으로 인도하고 있으므로, 제어용의 유압 배관을 설치할 필요가 없어져, 유압 회로의 공사의 간략화가 가능해진다.

또한, 각각의 유압 액추에이터의 가동 압력, 즉 가동 상황을 모니터에 의해 육안으로 관찰할 수 있으므로, 각각의 유압 액추에이터의 감시를 행할 수 있다.

특히, 제2 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치에 있어서는, 각각의 유압 액추에이터의 누적 가동 시간을, 압력 검출기의 작동 시간으로부터 계측 가능하므로, 각각의 유압 액추에이터의 수명 관리를 할 수 있다.

제3 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치에 있어서, 각각의 유압 펌프의 누적 가동 시간도 합하여 모니터에 표시하므로, 유압 펌프의 수명을 예측할 수 있다.

특히, 선박의 유압 액추에이터나 유압 펌프의 수명 관리는 극히 중요하며, 본 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치에 의해, 유압 액추에이터의 보다 적절한 관리를 행할 수 있다.

그리고, 제4 고안에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치에 있어서는, 각각의 유압 액추에이터의 최대 유압으로, 유압원의 압력을 제어하는 유압 제어부를 제어반에 구비하고 있으므로, 유압 회로에 사용하는 에너지의 최소화가 가능해진다.

도 1은 본 고안의 일 실시형태에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치의 개략 블록도이다.
도 2의 (A)는 본 고안의 일 실시형태에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치를 적용한 경우의 오일의 유량, 압력, 소요 동력의 관계를 나타낸 그래프이며, (B)는 선박의 유압 장치에 직렬 유압 회로를 사용한 경우의 유량, 압력, 소요 동력의 관계를 나타낸 그래프이며, (C)는 선박의 유압 장치에 병렬 유압 회로를 사용한 경우의 유량, 압력, 소요 동력의 관계를 나타낸 그래프이다.

이어서, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 고안을 구체화한 실시형태에 대하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 고안의 일 실시형태에 관한 선박의 유압 기기의 감시 장치(10)는, 복수 개(이 실시형태에서는 4개)의 유압 펌프(11)를 가지는 유압원(12)과, 유압원(12)에 각각 전환 밸브(13)를 통하여 접속되고, 선박의 각각의 기기의 구동원으로 되는 복수의 유압 액추에이터(14)와, 각각의 전환 밸브(13)와 유압 액추에이터(14)의 고압유 급유측과의 사이에 설치된 압력 검출기(15)를 가진다. 각각의 압력 검출기(15)로부터의 전기 신호(전기적 출력)는, 선박 내에 있는 제어반(17)의 유압 제어부(18)에 입력되고, 전자(電磁) 비례식 압력 제어 밸브(16)를 통하여 각각의 유압 펌프(11)의 제어를 행하고 있다.

유압 펌프(11)로서는, 병렬 접속된 가변 용량형의 유압 펌프가 사용되고, 이들 유압 펌프(11)는, 전자 비례식 압력 제어 밸브(16)에 의해 제어되고, 토출(吐出)하는 압유의 압력을 조정하여 각각의 전환 밸브(13)에 보내고 있다. 전환 밸브(13)는 통상은 매뉴얼 밸브(전자 밸브라도 가능)에 의해, 핸들 조작에 의해, 1) 유압 액추에이터(14)를 정지, 2) 유압 액추에이터(14)에 플러스 방향(예를 들면, 정회전) 또는 역방향(예를 들면, 역회전)으로 송유, 3) 유압 액추에이터(14)에 보내는 압유의 유량을 조정하는 것을 행하고 있다.

압력 검출기(15)는 각각의 유압 액추에이터(14)의 작동 압력을 검지하고, 그 전기 신호를 제어반(17)에 보내고 있다. 유압 액추에이터(14)는, 예를 들면, 유압 실린더나 유압 모터로 되어, 압력 검출기(15)는 각각의 유압 액추에이터(14)의 부하에 대응한 압력을 검출하고 있다. 제어반(17)에는, 유압 제어부(18)가 설치되고, 각각의 압력 검출기(15)에 의해 검출된 압력 데이터를 기록하는 동시에, 기록한 데이터를 시간과 함께 모니터(19)에 출력하고 있다. 여기서, 이 압력 데이터(와 시간)에 기초하여 각각의 유압 액추에이터(14)의 가동 상황을 판단하여, 이 가동 상황을 모니터(19)에 표시할 수 있다. 그리고, 이 가동 상황은, 제어반(17)에 기록된다.

또한, 유압 제어부(18)는, 각각의 압력 검출기(15)에 의해 검출된 압력[유압 액추에이터(14)의 작동 유압] 중 최대 압력(유압) P를 검지하고, 전자 비례식 압력 제어 밸브(16)에 보내어 유압원(12)의 압력이 최대 압력 P로 되도록 제어하고 있다. 또한, 유압 제어부(18)에서는, 각각의 유압 액추에이터(14)의 압력과, 작동 시간으로부터 누적 가동 시간을 연산하고, 모니터(19)에, 각각의 유압 액추에이터(14)의 작동 압력, 및 누적 가동 시간을 표시하고 있다.

따라서, 최대 압력 P보다 낮은 압력으로 작동하는 유압 액추에이터(14)에 대해서는, 전환 밸브(13)에 의해 그 압력 조정(즉, 유량 조정)을 행하고, 유압 액추에이터(14)가 소정의 부하 압력을 유지할 수 있는 구조로 되어 있다.

여기서, 예를 들면, 새로운 전환 밸브(13)에 의해 부하의 선택이 행해지고, 압력 검출기(15)에 의해 측정된 각각의 유압 액추에이터(14)의 압력이 최대 압력 P보다 낮은 압력으로 된 경우에는, 최대 압력 P1(<P)을 검지하여, 유압 제어부(18)에 의해 전자 비례식 압력 제어 밸브(16)를 제어하여 유압원(12)의 압력을 P1으로 하는 동시에, 각각의 유압 펌프(11)로부터의 공급압을 P1으로 내리고 있다.

이로써, 유압 펌프(11)로부터의 압력이 신속히 전환되므로, 병렬 유압 회로 타입의 유압 구성보다 에너지 소비가 감소하고, 또한 각각의 압력 검출기(15)로부터의 신호는 케이블 내를 통과하는 전기 신호로 된다. 따라서, 전기에 의해 신호의 송수신이 가능하므로, 종래의 제어용의 유압 배관을 사용하는 경우보다, 공사가 용이해진다.

또한, 전술한 바와 같이, 제어반(17)[상세하게는 유압 제어부(18)]에서는, 압력 검출기(15)로부터의 출력을 적산하여, 각각의 유압 액추에이터(14)에 대하여, 사용 개시 시(이른바, 선박이 최초로 진수했을 때)로부터의 누적 가동 시간(적산 가동 시간)을 연산하여 메모리에 데이터로서 기록하고 모니터(19)에 표시하고 있다.

이로써, 각각의 유압 액추에이터(14)의 사용 시간을 알 수 있어, 사고가 발생하기 전에, 각각의 유압 액추에이터(14)의 점검 및 교환 시기를 추정할 수 있다.

또한, 제어반(17)의 유압 제어부(18)는, 각각의 유압 펌프(11)의 누적 가동 시간을 연산하여, 제어반(17)에 기억하고, 모니터(19)에 표시한다. 이로써, 유압 펌프(11)의 보수 점검, 교환을 행할 수 있다.

도 2의 (B)에는, 종래예에 관한 직렬 유압 회로의 오일의 유량, 압력, 소요 동력의 관계를 나타내지만, 유압 액추에이터의 유량에는 관계없이(따라서, 소량이라도) 일정한 동력을 필요로 한다.

도 2의 (C)에는, 종래예에 관한 병렬 유압 회로의 오일의 유량, 압력, 소요 동력의 관계를 나타내지만, 각각의 유압 액추에이터의 사용 압력에는 관계없이, 전체의 유량에 따른 소요 동력을 필요로 한다.

한편, 도 1에 구성을 나타낸 선박의 유압 기기의 감시 장치(10)를 사용한 로드 센싱 타입의 유압 회로에 있어서는, 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 소요 동력이, 압력과 오일의 유량의 함수로 되어, 압력과 오일의 유량 중 어느 하나가 작은 경우라도 소요 동력은 감소한다. 또한, 다수의 유압 액추에이터가 있어도 제어용의 유압 배관은 필요하지 않으므로, 유압 회로의 간략화가 도모된다.

본 고안은 상기한 실시형태에 한정되지 않고, 본 고안의 요지를 변경시키지 않는 범위에서 그 구성을 변경할 수도 있다. 예를 들면, 유압 펌프의 개수, 유압 액추에이터의 개수는 본 고안에 있어서 한정되지 않는다.

또한, 유압 제어부는, 각각의 압력 검출기로부터의 입력 신호를 디지털 변환하여, 예를 들면, 마이크로 컴퓨터, 프로그래머블 컨트롤러 등에 의해, 최대의 압력값 및 각각의 유압 액추에이터의 누적 가동 시간을 연산하고, 모니터에 표시할 수도 있다. 또한, 제어반에 접속되는 모니터는 용도에 따라 복수라도 된다.

10: 선박의 유압 기기의 감시 장치, 11: 유압 펌프, 12: 유압원, 13: 전환 밸브, 14: 유압 액추에이터, 15: 압력 검출기, 16: 전자 비례식 압력 제어 밸브, 17: 제어반, 18: 유압 제어부, 19: 모니터

Claims

선박의 각각의 기기(機器)의 구동원으로 되는 유압(油壓) 액추에이터; 복수의 유압 펌프를 구비하는 유압원(油壓源); 및 상기 유압원 및 각각의 상기 유압 액추에이터 사이에 배치되고, 상기 유압 액추에이터로의 오일의 흐름 방향을 바꾸고 또한 그 유량(流量)을 조정하는 전환 밸브;를 포함하는 선박의 유압 기기의 감시 장치에 있어서,
각각의 상기 전환 밸브와 상기 전환 밸브에 접속되는 상기 유압 액추에이터 사이에 압력 검출기를 설치하고,
상기 압력 검출기의 전기적 출력을 상기 선박 내에 있는 제어반(制御盤)으로 인도하고, 상기 압력 검출기의 전기적 출력에 기초하여 판단되는 각각의 상기 유압 액추에이터의 가동(稼動) 상황을 상기 제어반에 접속된 1개 또는 복수 개의 모니터에 표시하는 동시에, 상기 제어반에 기록하는,
선박의 유압 기기의 감시 장치.
제1항에 있어서,
각각의 상기 유압 액추에이터의 가동 상황과 함께, 각각의 상기 유압 액추에이터의 누적 가동 시간도 합하여 상기 모니터에 표시하는, 선박의 유압 기기의 감시 장치.
제1항에 있어서,
각각의 상기 유압 액추에이터의 가동 상황과 함께, 각각의 상기 유압 펌프의 누적 가동 시간도 합하여 상기 모니터에 표시하는, 선박의 유압 기기의 감시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 상기 유압 액추에이터의 작동 유압 중 최대 유압으로, 상기 유압원의 압력을 제어하는 유압 제어부를 상기 제어반에 구비한, 선박의 유압 기기의 감시 장치.