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JP2018193981A - Extremely-low speed/high-torque type piston pump/motor suppressed in friction loss and leakage of working fluid - Google Patents

Extremely-low speed/high-torque type piston pump/motor suppressed in friction loss and leakage of working fluid Download PDF

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JP2018193981A
JP2018193981A JP2017108656A JP2017108656A JP2018193981A JP 2018193981 A JP2018193981 A JP 2018193981A JP 2017108656 A JP2017108656 A JP 2017108656A JP 2017108656 A JP2017108656 A JP 2017108656A JP 2018193981 A JP2018193981 A JP 2018193981A
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Japan
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piston
pump
shoe
motor
speed
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JP2017108656A
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Japanese (ja)
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渡部 富治
Tomiji Watabe
富治 渡部
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Abstract

To provide a piston pump/motor which can be operated at a low speed and high torque.SOLUTION: In a piston, static pressure bearings having self-equilibrium characteristics are added to a shoe and the piston. A wave power generation device is thus expected. A plurality of static pressure bearing pads are installed at the piston of a hydraulic transmission pump, and an optimum piston motion is automatically performed due to mutual actions of the pads. The piston is stroked by a cam motion, and operates the pump. Since a clearance is formed of a vertical component of a cam at a cylinder part of a part of the piston, and the clearance becomes a leakage passage of high-pressure oil, a particular pressure distribution which is formed of an oil film is generated at a piston face. By using the particular distribution, a friction force generated at the piston face is offset. Then, a plurality of the static pressure bearings are installed at a slide face of the shoe, a variation of a bearing force occurs when oil film thicknesses are changed, and the moment in a direction in which the oil film thicknesses are restored to uniform thicknesses acts on the shoe, thus automatically restoring the piston and the shoe to equilibrium states.SELECTED DRAWING: Figure 4-1

Description

本発明は、「ピストン/斜板カム」組み合わせによる、「ピストン運動/回転運動」変換型の斜板型ピストンポンプ/モータに関する発明であり、従来のピストンポンプ/モータでは不可能だった著しく低速で高トルクの運転を可能にすることを目指す。このポンプ/モータを採用した油圧変速機により、容易に大型波力発電装置の実用化を実現することが最終目的である。  The present invention relates to a swash plate type piston pump / motor of the “piston motion / rotation motion” conversion type by a combination of “piston / swash plate cam”, and at a remarkably low speed which is impossible with a conventional piston pump / motor. Aims to enable high torque operation. The final goal is to easily realize the large-scale wave power generator by using the hydraulic transmission employing this pump / motor.

従来の波力発電装置は、図1に示す比較的小形の装置で、出力は150kwクラスだった。地域の電力需要に合わせるには、桁違いの大容量波力発電装置をいい加減のコストで実現する必要がある。しかしながら本発明者以外で、積極的に波力発電に取り組む技術者は極めて少なかった。図1に示す波力発電装置が、なぜ効率の高い方式なのかというポイントは、波の干渉作用という物理現象の理解が必要なので、技術者には理解が進まなかったと考えられる。その対策としては、実績を着実に積み上げる必要があると考えられる。  The conventional wave power generator is a relatively small device shown in FIG. 1, and the output is 150 kW class. In order to meet local power demand, it is necessary to realize an extremely large capacity wave power generation device at a moderate cost. However, there were very few engineers other than the present inventor who actively worked on wave power generation. The reason why the wave power generation device shown in FIG. 1 is a highly efficient method is that it is necessary to understand the physical phenomenon of wave interference, so it is thought that the engineers did not understand. As a countermeasure, it is considered necessary to accumulate results.

特開2017−15068JP 2017-15068

渡部冨治 著 実用化に向かう波力発電,パワー社,2009年WATANABE Junji Wave power generation toward practical use, Power Company, 2009

はじめに単機10MWクラスの振り子式波力発電装置を開発する場合の、技術的課題を述べる。この発電は海洋波エネルギーを油圧エネルギーに変換し、電力生産する。海洋波は、大洋海面上を吹く風のエネルギーから生まれたものであり、大型波力発電では、海洋波も十分に成長した波(波高、波長、周期、エネルギー密度が大きい)が対象になる。  First, technical issues in developing a single-unit 10 MW class pendulum wave power generator will be described. This power generation converts ocean wave energy into hydraulic energy and produces electricity. Ocean waves are born from the energy of the wind blowing over the ocean surface, and large-scale wave power generation targets waves that have sufficiently grown ocean waves (wave height, wavelength, period, and energy density are large).

例えば図1で示した150 kW 振り子式波力発電装置では、振り子軸トルク=0.72MNm(ポンプ直結),ポンプ平均回転速度:約3rpm相当、発電機速度=1,800rpm(増速比=600)である。  For example, in the 150 kW pendulum wave power generator shown in FIG. 1, the pendulum shaft torque = 0.72 MNm (directly connected to the pump), the pump average rotational speed: equivalent to about 3 rpm, the generator speed = 1,800 rpm (speed increase ratio = 600) ).

これを参考に単機発電出力1,000kwを検討すると、振り子軸トルク=0.72
MNm×(1000kw/150kw)×3rpm/(1〜1・5)rpm=(9.6〜14.4)MNmとなる。ただし、ポンプ平均回転速度=(1〜1.5)rpmになる。
When considering a single-machine power output of 1,000 kw with reference to this, pendulum shaft torque = 0.72
MNm × (1000 kW / 150 kW) × 3 rpm / (1 to 1.5) rpm = (9.6 to 14.4) MNm. However, the pump average rotation speed = (1 to 1.5) rpm.

以上の結果では、1000kw用波力発電装置は、振り子軸トルク=(9.6〜14.4)MNm、ポンプ平均回転速度=(1〜1.5)rpmという極めて低速、高トルク条件のポンプが必要であり、もはや従来技術では対処できない。本発明はこの課題の打開を図るものである。  From the above results, the 1000 kW wave power generator is a pump with extremely low speed and high torque conditions such as pendulum shaft torque = (9.6 to 14.4) MNm and pump average rotational speed = (1 to 1.5) rpm. Is no longer possible with the prior art. The present invention is intended to overcome this problem.

本発明が対象にする、単機発電出力1〜10MWクラス振り子式波力発電装置に対し、この出現を妨げる問題点から説明する。図1の波力発電装置は、沖から伝搬して来る波に向けて入口を開き、水室内に波を導き入れる。波は水室奥の壁で反射・逆進して後続波と重ね合わさり、定常波に変化する。壁から1/4波長位置の定常波は、常に波高が零となる一方で、倍加した純粋な水平往復運動を行う。この位置に振り子板を吊り下げると、波の往復流動が振り子を加振し、振り子運動を生み出す。こうして油圧変速機を介した振り子運動が生み出される。これにより油圧変速機を介して、振り子運動を油圧モータ軸の定常回転運動に変換し、発電機駆動による電力を生み出す。  The single machine power output 1-10 MW class pendulum type wave power generator targeted by the present invention will be described from the problems that prevent this appearance. The wave power generation apparatus of FIG. 1 opens an entrance toward a wave propagating from the offshore and introduces a wave into the water chamber. The wave is reflected and reversely reflected by the wall at the back of the water chamber and overlaps with the following wave, and changes into a standing wave. The standing wave at the 1/4 wavelength position from the wall always has a zero wave height, but doubles pure horizontal reciprocating motion. When the pendulum plate is suspended at this position, the reciprocating flow of waves vibrates the pendulum, creating a pendulum motion. This creates a pendulum movement via the hydraulic transmission. As a result, the pendulum motion is converted into the steady rotational motion of the hydraulic motor shaft via the hydraulic transmission, and electric power generated by the generator is generated.

図2の油圧回路図は、水平往復流動する水室内波動エネルギーを、“発電の効率最大化”を目的にして設けた油圧回路図である。その為に次のような対策を施している。
(1)振り子は定常波の往復流により、「振り子と定常波が共振状態の下で加振される」ことが基本である。(共振運転)
(2)振り子軸とポンプ軸は共用である。ポンプ軸に働く負荷トルクの大きさが、振り子の造波ダンピングと一致すれば、発電効率が最高になるので、ポンプ寸法はこれにより決定しておく。(インピーダンスマッチング)
(3)時間平均のポンプ油圧は、発電機負荷に比例する。(発電機駆動トルク=油圧モータトルクの関係から) 波高の2乗に波エネルギーが比例するので、波高変化に追従して、油圧モータトルクを入射波パワーと共に増減(モータ押しのけ容積:Dmを調整)させると、発電電力量は最大限界に相当したものになる。
(4)この方法は実用化が容易である。以下の一例を示す。(発電効率の最適化方式例)
使用発電機:三相誘導発電機発電機速度は同期速度に拘束される。入力波高の2乗に比例したトルクで発電機駆動をすれば、入力波エネルギー総量に比例した発電出力になる。この場合の比例定数が適切なら、発電量が最大になる。油圧モータの押しのけ容積:Dmの値をモータ回路油圧:pに比例して増減すれば、モータによる発電機駆動動力=入力波パワー になる。発電電力量最大化方式の一つになる。図2はこの状態を示している。可変容量型油圧モータ2台により、1台の発電機を駆動する。(モータ回路に結合した蓄圧器[アキュムレータ]により、モータ回路油圧が回路内に蓄積した、作動油体積に比例した値になる。)
The hydraulic circuit diagram of FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram in which wave energy in a water chamber that reciprocates horizontally is provided for the purpose of “maximizing power generation efficiency”. For this purpose, the following measures are taken.
(1) The pendulum is basically “pendulum and stationary wave are vibrated under resonance” by the reciprocating flow of the standing wave. (Resonant operation)
(2) The pendulum shaft and the pump shaft are shared. If the magnitude of the load torque acting on the pump shaft matches the wave-making damping of the pendulum, the power generation efficiency is maximized, so the pump dimensions are determined accordingly. (Impedance matching)
(3) The time average pump hydraulic pressure is proportional to the generator load. (From the relationship of generator driving torque = hydraulic motor torque) Since wave energy is proportional to the square of the wave height, the hydraulic motor torque is increased or decreased along with the incident wave power following the change in the wave height (motor displacement: Dm is adjusted) Then, the amount of generated power is equivalent to the maximum limit.
(4) This method is easy to put into practical use. An example is shown below. (Example of optimization method for power generation efficiency)
Generator used: Three-phase induction generator The generator speed is constrained to the synchronous speed. If the generator is driven with a torque proportional to the square of the input wave height, the generated output is proportional to the total amount of input wave energy. If the proportionality constant in this case is appropriate, the amount of power generation is maximized. If the displacement of the hydraulic motor: Dm is increased or decreased in proportion to the motor circuit hydraulic pressure: p, the generator drive power by the motor = input wave power. One of the methods for maximizing generated power. FIG. 2 shows this state. One generator is driven by two variable displacement hydraulic motors. (By the accumulator connected to the motor circuit, the motor circuit oil pressure becomes a value proportional to the hydraulic oil volume accumulated in the circuit.)

この条件下では、振り子が波高の大きさに比例してストロークするようになるので、ポンプの吐出油量(体積)は波高に比例する。結果として、モータ回路油圧は波高の大きさに比例し、(油圧pおよび押しのけ容積Dmが共に波高に比例するように制御すれば)、モータトルクは波高の2乗に比例して変化する。従って発電出力は波高変化に応じ、その水準に一致した値を保持することになり、発電効率の最適化運転が実現する。  Under this condition, since the pendulum strokes in proportion to the wave height, the amount (volume) of oil discharged from the pump is proportional to the wave height. As a result, the motor circuit hydraulic pressure is proportional to the magnitude of the wave height (if the hydraulic pressure p and the displacement volume Dm are controlled to be proportional to the wave height), the motor torque changes in proportion to the square of the wave height. Therefore, the power generation output maintains a value corresponding to the level according to the change in the wave height, and the power generation efficiency optimization operation is realized.

上記に従って振り子装置や油圧変速機を大型化しても、その通りに発電出力が大きくならぬ事情が存在する。それは振り子やポンプの可動部に対する潤滑環境が大変厳しくなり、今日の技術では対応困難だからである。例えば図1の油圧変速機(ロータリーベーンポンプ)では、過度の内圧上昇による本体変形が摩擦損失や、高圧油の漏れ損失を増加する。  Even if the pendulum device and the hydraulic transmission are increased in size according to the above, there is a situation in which the power generation output does not increase. This is because the lubrication environment for the moving parts of the pendulum and the pump becomes very severe, and it is difficult to cope with the current technology. For example, in the hydraulic transmission (rotary vane pump) of FIG. 1, deformation of the main body due to an excessive increase in internal pressure increases friction loss and leakage loss of high-pressure oil.

本発明は、前記の課題に対して、次に述べる手段により問題を解決する。
(1)振り子による発電機駆動のため、特開2017−015068、風力/波力発電用 機械/油圧 複合変速機を採用し、その場合の油圧ポンプ/モータの“ピストン・シュー”に対し、本発明の改良を施す結果生まれる、変速機の低速/高トルク運転における特性改善により、大型化における課題を解決する。
(2)本発明のピストンシューを組み込んだアキシャルピストンポンプを、図3に示す。(このポンプに関する特徴は、特開2017−015068号に掲示されている)このポンプ構造では。軸29の回転が極めて低速なので、これを高速化してからポンプ駆動している。これには動力分散による効果が伴う。
The present invention solves the above problems by the following means.
(1) Since the generator is driven by a pendulum, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-015068, wind power / wave power generation machine / hydraulic compound transmission is employed, and in this case, the piston pump shoe of the piston pump The problem of enlargement is solved by improving the characteristics of the transmission at low speed / high torque operation, resulting from the improvement of the invention.
(2) An axial piston pump incorporating the piston shoe of the present invention is shown in FIG. (Characteristics relating to this pump are posted in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-015068) In this pump structure. Since the rotation of the shaft 29 is extremely low, the pump is driven after increasing the speed. This is accompanied by the effect of power distribution.

図3では、振り子軸29往復動回転を、ギヤ22、ピニオン23を介し増速した速度で、ピストンポンプ27が駆動される。斜板カム24が回転し、多数のシリンダ28内に挿入されたピストン26が往復運動する。ピストン26は、吸い込み管路30より作動油を吸い込み、吐出管路31へ高圧作動油を送り出す。ピストン26右端のボールジョイントでシュー25が結合されていて、その滑り面には本発明独特の静圧ベアリングがある。これにより、超低速/高トルク運転にもかかわらず斜板カム24の滑り面上をスムーズに摺動する。  In FIG. 3, the piston pump 27 is driven at a speed obtained by increasing the reciprocating rotation of the pendulum shaft 29 via the gear 22 and the pinion 23. The swash plate cam 24 rotates, and the pistons 26 inserted into a number of cylinders 28 reciprocate. The piston 26 sucks hydraulic oil from the suction pipe 30 and sends high-pressure hydraulic oil to the discharge pipe 31. The shoe 25 is connected by a ball joint at the right end of the piston 26, and the hydrostatic bearing unique to the present invention is provided on the sliding surface. As a result, the swash plate cam 24 slides smoothly on the sliding surface despite the ultra-low speed / high torque operation.

図4−1、及び図4−2により、シュー25の細部やピストン26の細部を、さらに詳しく説明する。図4−1、図4−2は、ピストン26の球状ジョイント42部で、ジョイント中心:O点に対し、X,Y,Z,3軸上の回転が、自在状態になる結合をしている状態を示している。ここでは、ピストン26の構造と、シュー25の構造に特徴がある。
(1)ピストン26は、O点に働く力FrのY方向(垂直)成分:Fyの作用で傾き、シリンダ28に押し付けられる。またFrのX(水平)方向成分:Fxが、ピストン26を左方向に押し、その力がポンプ圧:pを生み出す。ピストン右端に、極めて緩やかな曲面を有するクラウニング部40、続いて左側にギャップ部41がある。(ギャップ部41の隙間範囲で、ピストン26は傾斜しうる。)クラウニング部40のギャップは小さく、この部分の油圧pが大気側に作動油が漏れるのを、極力少なくしている。
(2)ギャップ部41の隙間は、ピストン26が傾斜するので、図4−1では上部ギャップは大きく、下部ギャップ=0となる。これによりギャップ部油膜にはポンプ圧力が流入し、圧力は変化し、上部圧力が低くなり、下部圧力は高くなる。従って上下圧力差により、ピストン26には上向き力が働く。もしもこの力がO点に働く力Fyを相殺できれば、ピストン26に働く摩擦力が極めて小さくなる。
(3)ピストン26の形状を決めれば、ほぼ力Fyが決まり、その調整も可能である。ピストン26のテーパー部であるギャップ部41と、クラウニング部40の境に、複数の円形ポケット41−2を等間隔に配置してある。ピストン26の円筒部表面には、大気側に向かう漏れ油の流れがある。表面隙間は円周上の1点が最小になり、その180度反対側は最大値である。その道筋にあるポケット油圧が最大になる。ポケットの大きさ、その配置により、ピストン円筒部に働く油圧力の大きさなどが変えられるから、これは大型油圧変速機の低速性能向上に利用できる。
図4−1,図4−2に、本発明のピストン及びシューが示される。
The details of the shoe 25 and the details of the piston 26 will be described in more detail with reference to FIGS. FIGS. 4-1 and 4-2 are spherical joints 42 of the piston 26, and the joint center: O 1 point is coupled to rotate freely on the X, Y, Z, and three axes. It shows the state. Here, the structure of the piston 26 and the structure of the shoe 25 are characteristic.
(1) The piston 26 is tilted and pressed against the cylinder 28 by the action of the Y direction (vertical) component: Fy of the force Fr acting on the O 1 point. Further, the X (horizontal) direction component of Fr: Fx pushes the piston 26 in the left direction, and the force generates the pump pressure: p. At the right end of the piston, there is a crowning portion 40 having a very gentle curved surface, followed by a gap portion 41 on the left side. (The piston 26 can incline in the gap range of the gap portion 41.) The gap of the crowning portion 40 is small, and the hydraulic pressure p at this portion minimizes the leakage of hydraulic oil to the atmosphere side.
(2) Since the piston 26 inclines in the gap 41, the upper gap is large in FIG. 4-1, and the lower gap = 0. As a result, the pump pressure flows into the gap oil film, the pressure changes, the upper pressure decreases, and the lower pressure increases. Accordingly, an upward force acts on the piston 26 due to the difference in vertical pressure. If this force can cancel the force Fy acting on the O 1 point, the frictional force acting on the piston 26 becomes extremely small.
(3) If the shape of the piston 26 is determined, the force Fy is almost determined, and the adjustment thereof is also possible. A plurality of circular pockets 41-2 are arranged at equal intervals on the boundary between the gap portion 41, which is a tapered portion of the piston 26, and the crowning portion 40. On the surface of the cylindrical portion of the piston 26, there is a flow of leaked oil toward the atmosphere side. The surface gap has a minimum at one point on the circumference, and the 180 ° opposite side has a maximum value. The pocket hydraulic pressure along the path is maximized. Since the size of the pocket and its arrangement change the size of the hydraulic pressure acting on the piston cylindrical portion, this can be used to improve the low speed performance of the large hydraulic transmission.
4-1 and 4-2 show the piston and shoe of the present invention.

ここで更に、図4−1及び図4−2、A−A図、B−B図によりピストン26、シュー25の説明をする。(B−B図はシュー25の滑り面を示す)
中心に位置する油圧室43に、ピストン26の油圧pが送られている。この外周には、シールランド48で油圧室43とくぎった、3個の圧力ポケット44が配置され、更にポケット44の外周をシールランド49で大気側と区切っている。圧力ポケット44内の圧力:pの大きさは、油圧室43の圧力:pが、シールランド48から漏れ出てポケット44に入るのと、ポケット44からシールランド49を経て、大気側に流出するものとの流量差により上下する。シールランドの漏れはシューが傾斜することによる、傾斜板とシューとの間の油膜厚さ変化に大きく影響を与える。これにより3個のポケットの一つが、傾斜による“油膜現象の変化”をおこせば、その“対象側ポケットの油膜は増大の変化”になる。これによりそれぞれのポケット油圧は変化し、シュー25に対し、傾斜=0にする方向の復元モーメントが発生する。こうしてシュー25の傾斜が無くなれば、復元モーメント=0になる。
Further, the piston 26 and the shoe 25 will be described with reference to FIGS. 4A and 4B, AA and BB. (The BB diagram shows the sliding surface of the shoe 25)
The hydraulic pressure p of the piston 26 is sent to the hydraulic chamber 43 located at the center. Three pressure pockets 44 that are sealed with the hydraulic chamber 43 by a seal land 48 are arranged on the outer periphery, and the outer periphery of the pocket 44 is further separated from the atmosphere side by a seal land 49. The pressure in the pressure pocket 44: p 1 is such that the pressure in the hydraulic chamber 43: p 0 leaks from the seal land 48 and enters the pocket 44, and goes from the pocket 44 through the seal land 49 to the atmosphere side. It goes up and down due to the difference in flow rate from the outflow. The leakage of the seal land greatly affects the change in the oil film thickness between the inclined plate and the shoe due to the inclination of the shoe. As a result, if one of the three pockets undergoes a “change in the oil film phenomenon” due to the inclination, the “oil film in the target pocket increases”. As a result, the respective pocket hydraulic pressures change, and a restoring moment is generated in the shoe 25 in the direction of tilt = 0. Thus, when the inclination of the shoe 25 disappears, the restoring moment = 0.

本発明の油圧ポンプ/モータは、低速/高圧運転という摺動面での適正な油膜保持が困難な状況でも、基本的な摺動部品であるピストンポンプのピストンとシューに、複数の静圧ベアリングを設けることで、それぞれが均衡した姿勢を保つことができる。その結果、それぞれの摺動面は確実な油膜保持ができ、新分野での実用化が期待できる。例えば本発明者が実用化研究を進めてきた波力発電でも、メガワットクラスの自然エネルギー開発が可能となり、二酸化炭素削減効果も期待できる。  The hydraulic pump / motor of the present invention has a plurality of hydrostatic bearings on the piston and piston of the piston pump, which is a basic sliding component, even when it is difficult to maintain an appropriate oil film on the sliding surface such as low speed / high pressure operation. By providing, each can maintain a balanced posture. As a result, each sliding surface can reliably hold an oil film, and can be expected to be put into practical use in a new field. For example, even the wave power generation that the present inventor has been pursuing practical research can develop megawatt-class natural energy, and can be expected to reduce carbon dioxide.

振り子式波力発電装置の構造図  Structure diagram of pendulum wave power generator 振り子式波力発電装置の油圧回路図  Hydraulic circuit diagram of pendulum wave power generator 振り子により駆動されるポンプ構造図  Pump structure driven by pendulum ピストンおよびシューの構造図  Piston and shoe structure 図4−1とは傾斜板が180度反転したピストンおよびシューの構造図  4-1 is a structural diagram of the piston and shoe with the inclined plate inverted 180 degrees

本発明の実施の形態を図3〜図4−2に基づいて説明する。  An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図3で示すように、本発明のポンプ/モータの駆動源は、振り子式波力発電装置の振り子軸29である。振り子軸は極めてゆっくりとした揺動運動しかできないため、大歯数のギア22にピニオン23を噛み合わせて増速回転させる以外には、有効手段がない。だがこの増速運転でも、一般的なポンプ/モータに比べると、回転速度が低くて、コスト面でも問題がある。  As shown in FIG. 3, the pump / motor drive source of the present invention is a pendulum shaft 29 of a pendulum wave power generator. Since the pendulum shaft can only swing very slowly, there is no effective means other than engaging the pinion 23 with the gear 22 having a large number of teeth and rotating it at a higher speed. However, even in this speed increasing operation, there is a problem in terms of cost because the rotational speed is lower than that of a general pump / motor.

本発明では、低速駆動されるピストンポンプ/モータの耐久性を高めるために、ピストンを駆動するシューとピストンに、それぞれ複数の静圧ベアリングを担うポケットを設け、摺動面での確実な油膜保持が可能な構造とした。  In the present invention, in order to enhance the durability of the piston pump / motor driven at low speed, the shoe and piston for driving the piston are provided with a plurality of pockets each bearing a plurality of hydrostatic bearings, and the oil film is securely held on the sliding surface. The structure is possible.

図4−1では、A−A図でピストン26断面での、静圧ベアリングを担う8個のポケット41−2を示している。  FIG. 4A shows eight pockets 41-2 serving as a hydrostatic bearing in the piston 26 cross section in the AA diagram.

図4−2では、B−B図により傾斜板24と摺動するシュー25の裏面を示している。3個の円弧状溝形式のポケット44が、外側のシールランド49と内側のシールランド48に挟まれる位置に設けられ、静圧ベアリングとなっている構造を示している。  In FIG. 4B, the back surface of the shoe 25 that slides on the inclined plate 24 is shown by the BB diagram. 3 shows a structure in which three arc-shaped groove-type pockets 44 are provided at positions sandwiched between an outer seal land 49 and an inner seal land 48 to form a static pressure bearing.

24 斜板カム
25 シュー
26 ピストン
27 ピストンポンプ/モータ
28 シリンダ
40 クラウニング部
41 テーパー部
41−2 円形ポケット
42 球ジョイント
44 円弧状のポケット
48 シールランド
49 シールランド
24 Swash plate cam 25 Shoe 26 Piston 27 Piston pump / motor 28 Cylinder 40 Crowning portion 41 Tapered portion 41-2 Circular pocket 42 Ball joint 44 Arc-shaped pocket 48 Seal land 49 Seal land

Claims (2)

斜板カム面上を滑るシュー滑り面に0.72MNm(ポンプ直結),ポンプ平均回転速度:約3rpm相当、発電機速度=1800rpm、複数の静圧ベアリングを担う円弧型のポケットを等角度間隔に設置し、個々のポケットに働く押し付け荷重と、個々のポケット油圧力が平衡することにより、シューに復元モーメントが発生し、全ての静圧ベアリング滑り面油膜厚さが、ほぼ一定に揃うよう自動調整されるシューを有する油圧ピストンポンプ/モータ。  0.72 MNm (directly connected to the pump) on the sliding surface of the shoe sliding on the swash plate cam surface, pump average rotation speed: equivalent to about 3 rpm, generator speed = 1800 rpm, arc-shaped pockets carrying multiple hydrostatic bearings at equiangular intervals When installed, the pressing load acting on each pocket balances with the individual pocket oil pressure, so that a restoring moment is generated in the shoe and all the hydrostatic bearing sliding surface oil film thicknesses are automatically adjusted to be almost constant. Hydraulic piston pump / motor having a shoe to be operated. ピストンの形状は、ピストン駆動力を受ける球ジョイント側の端部にクラウニング部を設けると共に、ピストンの先端に向かって直径が連続的に僅かに小さくなるテーパー形状とし、ピストン摺動円筒面上の荷重作用部に、複数の円形ポケットを等角度間隔に設置し、ピストン側面に働く押し付け荷重に比例した油圧力が発生する静圧ベアリングを設けたことで、ピストン摺動面におけるピストンとシリンダとの固体接触を自動防止するピストン形状とし、低速/高トルク運転による弊害である低速/高トルク運転時の効率低下が発生しないピストンポンプ/モータ  The piston has a crowned portion at the end of the ball joint that receives the piston driving force, and has a tapered shape whose diameter continuously decreases slightly toward the tip of the piston. By installing a plurality of circular pockets at equiangular intervals in the working part and providing hydrostatic bearings that generate hydraulic pressure proportional to the pressing load acting on the side of the piston, the piston and cylinder solid on the piston sliding surface Piston pump / motor with a piston shape that automatically prevents contact and does not reduce efficiency during low-speed / high-torque operation, which is a negative effect of low-speed / high-torque operation
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