(57)【要約】【課題】高圧油向けの一方向性のフィルタ部の破損を防止する。【解決手段】オイルタンク１０２から供給ポンプ１０４を介して高圧油路Ｌ１及び低圧油路Ｌ２にオイルを供給し、高圧油路に供給ポンプから供給されたオイルの油圧を蓄積可能なアキュムレータ１０６が設けられる油圧装置１００であって、高圧油路のアキュムレータとの接続点Ｎ１と供給ポンプとの間に、オイルを供給する方向に沿って設けられるフィルタ部１２０と、フィルタ部と接続点との間に設けられ、フィルタ部へのオイルの逆流を阻止可能な逆止弁１１０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2014190524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルタンクから供給ポンプを介して高圧油路及び低圧油路にオイルを供給し、前記高圧油路に前記供給ポンプから供給された前記オイルの油圧を蓄積可能なアキュムレータが設けられる油圧装置であって、
前記高圧油路の前記アキュムレータとの接続点と前記供給ポンプとの間に、前記オイルを供給する方向に沿って設けられるフィルタ部と、
前記フィルタ部と前記接続点との間に設けられ、前記フィルタ部への前記オイルの逆流を阻止可能な逆止弁と、を備えることを特徴とする油圧装置。
【請求項２】
前記フィルタ部は、
前記供給ポンプから供給される前記オイルを導入する導入部と、
前記導入部から導入された前記オイルをろ過可能なメッシュ状のフィルタエレメントと、
前記フィルタエレメントの網目より目の粗いフィルタ孔が壁面に形成され、前記フィルタエレメントに前記壁面が包まれる略円筒形状の硬質材料からなるフィルタ芯部と、
前記フィルタ芯部の内部と接続され、前記フィルタエレメントでろ過された前記オイルを排出可能な排出部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の油圧装置。
【請求項３】
前記高圧油路には、該高圧油路の油圧が所定値以上となる場合に開放される高圧側リリーフ弁が設けられ、
前記低圧油路には、該低圧油路の油圧が所定値以上となる場合に開放される低圧側リリーフ弁が設けられ、
前記高圧側リリーフ弁及び前記低圧側リリーフ弁は、リリーフ側が前記オイルタンクに接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油圧装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の油圧装置が設けられる制御機器を備えることを特徴とする原動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の供給ポンプから高圧用と低圧用の双方の油路にオイルを供給可能な油圧装置及びこの油圧装置を備える原動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンや蒸気タービン等、その他各種原動機において使用されるサーボモータや制御機器として、油圧による制御が行われているものが知られている。当該油圧制御に使用される油圧装置には、タービンの軸受等の潤滑油として使用するための低圧油を供給する低圧油路と、サーボモータや制御機器等の油圧制御で使用するための高圧油を供給する高圧油路が設けられている。このような油圧装置として、供給ポンプから吐出されたオイルを高圧油路に供給すると共に、供給ポンプの停止時等に高圧油路の圧力をアキュムレータに蓄えることのできる油圧装置が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５６５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制御機器に供給される高圧油系統となる高圧油路には、タンクから供給ポンプを介してオイルを供給する際に、高圧油路に埃等の不純物が詰まって油圧制御性能を劣化するのを防ぐために、当該不純物を取り除く必要がある。このため、図３に示すように、油圧装置１０の高圧油路１４の入力段側に、高圧油を供給する方向Ａ１にフィルタ性能を有する一方向性のフィルタ部１６が設けられている。ここで、図３に示すように、高圧油路１４と低圧油路２０の２つの系統を有する油圧装置１０では、フィルタ部１６の下流にアキュムレータ１８が設置されているため、供給ポンプ１２が停止すると、アキュムレータ１８が作動しオイルが高圧油路１４に流れると共に、低圧油路２０の方向（図３に示す方向Ｂ１）にもオイルが流れ、このオイルの流れは通常のオイル流れ方向と逆方向となる。このため、フィルタ部１６に逆圧が作用し、フィルタ部１６に備わるメッシュ状のフィルタエレメントが破損するおそれがあった。
【０００５】
特許文献１に記載の油圧装置では、オイル供給ポンプから吐出されたオイルを高圧油路に供給することができると共に、高圧油路の圧力をアキュムレータに蓄えることのできる油圧装置について、開示されている。しかしながら、図３に示すような高圧油路と低圧油路の２つの系統を有する構成において、高圧油向けの一方向性のフィルタ部の破損防止に関してまでは、言及されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高圧油向けのフィルタ部の破損防止の可能な、新規かつ改良された油圧装置及びこの油圧装置を備える原動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、オイルタンクから供給ポンプを介して高圧油路及び低圧油路にオイルを供給し、前記高圧油路に前記供給ポンプから供給された前記オイルの油圧を蓄積可能なアキュムレータが設けられる油圧装置であって、前記高圧油路の前記アキュムレータとの接続点と前記供給ポンプとの間に、前記オイルを供給する方向に沿って設けられるフィルタ部と、前記フィルタ部と前記接続点との間に設けられ、前記フィルタ部への前記オイルの逆流を阻止可能な逆止弁と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一態様によれば、フィルタ部と高圧油路のアキュムレータとの接続点との間にフィルタ部へのオイルの逆流を阻止可能な逆止弁を設けたので、供給ポンプの停止時等にオイルがフィルタ部の方向に逆流して、フィルタ部を破損することを防止できる。
【０００９】
このとき、本発明の一態様では、前記フィルタ部は、前記供給ポンプから供給される前記オイルを導入する導入部と、前記導入部から導入された前記オイルをろ過可能なメッシュ状のフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントの網目より目の粗いフィルタ孔が壁面に形成され、前記フィルタエレメントに前記壁面が包まれる略円筒形状の硬質材料からなるフィルタ芯部と、前記フィルタ芯部の内部と接続され、前記フィルタエレメントでろ過された前記オイルを排出可能な排出部と、を備えることとしてもよい。
【００１０】
このようにすれば、供給ポンプの停止時等にオイルがフィルタ部の方向に逆流して、フィルタ部のフィルタエレメントを破損することを防止できる。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記高圧油路には、該高圧油路の油圧が所定値以上となる場合に開放される高圧側リリーフ弁が設けられ、前記低圧油路には、該低圧油路の油圧が所定値以上となる場合に開放される低圧側リリーフ弁が設けられ、前記高圧側リリーフ弁及び前記低圧側リリーフ弁は、リリーフ側が前記オイルタンクに接続されることとしてもよい。
【００１２】
このように、共通のオイルタンク及び供給ポンプで高圧油路と低圧油路にオイルを供給することができる油圧装置に対して、フィルタ部への逆流を阻止することによって、フィルタ部の破損を防止できる。
【００１３】
また、本発明の他の態様は、原動装置であって、上記の何れかに記載の油圧装置が設けられる制御機器を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、高圧油向けの一方向性のフィルタ部の破損が防止されるので、油圧装置が設けられる制御機器の信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、高圧油向けの一方向性のフィルタ部の破損が防止される。このため、油圧装置が設けられる制御機器の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の油圧装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】本発明の油圧装置の一実施形態に備わるフィルタ部の概略構成図である。
【図３】従来の油圧装置の一実施形態の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１８】
まず、本発明の一実施形態における油圧装置の構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の油圧装置の一実施形態の概略構成図である。
【００１９】
本実施形態の油圧装置１００は、共通のオイルタンク１０２及び供給ポンプ１０４で高圧油路Ｌ１と低圧油路Ｌ２にオイルを供給可能な油圧装置である。そして、本実施形態では、油圧装置１００は、高圧油路Ｌ１と低圧油路Ｌ２を有し、高圧油路Ｌ１に設けられるフィルタ部１２０への逆流を阻止して、フィルタ部１２０の破損を防止するための逆止弁１１０が設けられることを特徴とする。
【００２０】
油圧装置１００は、ガスタービンや蒸気タービン等、その他各種原動機（原動装置）において使用されるサーボモータや制御機器として、油圧による制御が行われる装置に油圧制御をする際の作動油として、油圧が１０ｋｇ/ｃｍ２程度の高圧油を供給する。すなわち、オイルタンク１０２から供給ポンプ１０４によってチェック弁（逆止弁）１０５を介在させた油路Ｌ４を介して、サーボモータや制御機器等の油圧制御で使用する作動油となる高圧油を供給する高圧油路Ｌ１（高圧油系統）に当該高圧油を供給する。チェック弁１０５は、供給ポンプ１０４から油路Ｌ１に向けて圧油が流れるときに開き、これとは反対方向の圧油の流れを阻止するように閉じる一方向弁である。
【００２１】
また、本実施形態では、供給ポンプ１０４が故障等したときの代替用のポンプとなる予備ポンプ１０８が設けられている。予備ポンプ１０８は、主油ポンプとなる供給ポンプ１０４が故障した際に、その代替ポンプとして、オイルタンク１０２からチェック弁（逆止弁）１０９を介在させた油路Ｌ５を介して、高圧油路Ｌ１（高圧油系統）に当該高圧油を供給可能としている。
【００２２】
高圧油路Ｌ１には、供給ポンプ１０２から供給されたオイルの油圧を蓄積可能なアキュムレータ１０６が接続されている。アキュムレータ１０６は、従来から知られているように、蓄圧室と背圧室とをピストンや弾性膨張体により流体密に区画したものであり、蓄圧室の圧力が背圧室の圧力を超えると、ピストンが移動したり弾性膨張体が膨張したりして蓄圧室の容積が拡大し、その蓄圧室に油圧を蓄えるように構成されている。このため、背圧室の圧力を制御することにより、蓄圧室に圧力を蓄え始める設定最低圧を調整することができる。本実施形態では、アキュムレータ１０６は、８ｋｇ/ｃｍ２程度の油圧を蓄積可能とする。
【００２３】
また、高圧油路Ｌ１には、図１に示すように、当該高圧油路Ｌ１の油圧が所定値以上となる場合に開放される高圧側リリーフ弁１３０が設けられている。高圧側リリーフ弁１３０は、従来から知られているものと同様にポートを開閉する弁体１３２と、その弁体１３２を弁座（図示せず）に押し付ける力を与えるバネ１３４とを有している。
【００２４】
具体的には、高圧側リリーフ弁１３０は、高圧油路Ｌ１の油圧が所定圧未満では、弁体１３２が弁座に押し付けられてポートが閉じられ、高圧油路Ｌ１の油圧が所定圧以上では、弁体１３２がバネ１３４の力に抗して移動してポートが開かれて、高圧油路Ｌ１の圧油がオイルタンク１０２にドレーンされるように構成されている。このように、高圧側リリーフ弁１３０の機能により、高圧油路Ｌ１の油圧が予め定められた所定圧以上になることを防止することができる。本実施形態では、高圧側リリーフ弁１３０は、高圧油路Ｌ１の油圧が１０ｋｇ/ｃｍ２以上とならないように設定されている。
【００２５】
また、油圧装置１００は、サーボモータや制御機器等の油圧制御で使用するための高圧油を供給する高圧油路Ｌ１（高圧油系統）の他に、タービンの軸受等の潤滑油として使用する低圧油を供給する低圧油路Ｌ２（軸受油系統）が設けられている。すなわち、オイルタンク１０２から供給ポンプ１０４によってチェック弁（逆止弁）１０５を介在させた油路Ｌ４を介して、低圧油路Ｌ２に低圧油を供給する。
【００２６】
低圧油路Ｌ２には、入側に供給ポンプ１０４から低圧油路Ｌ２に向けてオイルが流れるときに開き、これとは反対方向の圧油の流れを阻止するように閉じる一方向弁となるチェック弁１１２が設けられている。また、低圧油路Ｌ２のチェック弁１１２の出側には、オイルの油圧を所定圧以下となるように調整する油圧調整弁１１４が設けられている。本実施形態では、油圧調整弁１１４は、低圧油路Ｌ２の油圧を１．２ｋｇ／ｃｍ２に調整する。
【００２７】
また、低圧油路Ｌ２には、図１に示すように、当該低圧油路Ｌ２の油圧が所定値以上となる場合に開放される低圧側リリーフ弁１４０が設けられている。低圧側リリーフ弁１４０は、従来知られているものと同様にポートを開閉する弁体１４２と、その弁体１４２を弁座（図示せず）に押し付ける力を与えるバネ１４４とを有している。本実施形態では、低圧側リリーフ弁１４０は、低圧油路Ｌ２の油圧が１．２ｋｇ／ｃｍ２以上とならないように設定され、低圧油路Ｌ２の油圧が１．２ｋｇ／ｃｍ２以上となると、弁体１４２がバネ１４４の力に抗して移動してポートが開かれて、低圧油路Ｌ２の圧油がオイルタンク１０２にドレーンされるように構成されている。
【００２８】
さらに、本実施形態では、高圧油路Ｌ１には、オイルタンク１０２から供給ポンプ１０４でオイルを供給する際に、埃等の不純物を取り除くために、高圧油路Ｌ１の入側に当該不純物をろ過するフィルタ部１２０が設けられている。フィルタ部１２０は、高圧油路Ｌ１のアキュムレータ１０６との接続点Ｎ１と供給ポンプ１０４との間に設けられ、高圧油路Ｌ１にオイルを供給する方向にフィルタ機能を有する一方向性のフィルタ装置である。なお、フィルタ部１２０の構成の詳細については、後述する。
【００２９】
また、本実施形態では、アキュムレータ１０６と高圧油路Ｌ１との接続点とフィルタ部１２０との間に、フィルタ部１２０へのオイルの逆流を阻止可能な逆止弁１１０が設けられていることを特徴とする。すなわち、供給ポンプ１０４から高圧油路Ｌ１に向かう順方向と反対側の方向に高圧油が逆流しないようにして、フィルタ部１２０の破損を防止している。
【００３０】
本実施形態では、主油ポンプとなる供給ポンプ１０４が故障した際の代替ポンプとなる予備ポンプ１０８が更に設けられている。本実施形態の油圧装置１００は、供給ポンプ１０４から吐出されたオイルを高圧油路Ｌ１と低圧油路Ｌ２の双方に供給することができると共に、供給ポンプ１０４の停止時等に高圧油路Ｌ１の圧力を蓄積可能なアキュムレータ１０６が設けられている。
【００３１】
また、フィルタ部（高圧油フィルタ）１２０は、供給ポンプ１０４から排出されるオイル中の異物によりアキュムレータ１０６内のゴム風船状のプラダ１０６ａが損傷するリスクがあるため、供給ポンプ１０４とアキュムレータ１０６との間に設置する必要がある。主油ポンプとなる供給ポンプ１０４から吐出された高圧油は、高圧油系統Ｌ１と軸受系統Ｌ２等に使用されるが、高圧油系統Ｌ１は、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力、軸受油系統Ｌ２は、１．２ｋｇ/ｃｍ２の圧力となっている。
【００３２】
このため、もし、フィルタ部１２０の下流側に逆止弁１１０が設けられていない場合では、供給ポンプ１０４と予備ポンプ１０９を切り替える際に、高圧油圧の低下を防止するために、アキュムレータ１０６が作動して、接続点Ｎ１から高圧油系統Ｌ１のみでなく、チェック弁１１２を介して高圧油系統Ｌ１から低圧油路Ｌ２の方向にもオイルが流れて（逆流して）、一方向性のフィルタ機能を有するフィルタ部を破損させるリスクがある。このため、高圧油フィルタとなるフィルタ部１２０の出口側に逆止弁１１０を設置することで、高圧油系統Ｌ１から低圧油路Ｌ２へのオイルの逆流を防止して、フィルタ部１２０の損傷防止を図った。
【００３３】
また、本実施形態のように、共通のオイルタンク１０２及び供給ポンプ１０４で高圧油路Ｌ１と低圧油路Ｌ２にオイルを供給することができる油圧装置１００では、上記のように供給ポンプ１０４の停止時等にフィルタ部１２０のフィルタ性能を有する順方向に対して反対方向にオイルが逆流するリスクがある。このため、高圧油路Ｌ１に設けられるフィルタ部１２０の下流側に逆止弁１１０を設けて、フィルタ部１２０への逆流を阻止することによって、フィルタ部の破損を防止できる。
【００３４】
次に、本発明の一実施形態に係る油圧装置に備わるフィルタ部の構成について、図面を使用しながら説明する。図２は、本発明の油圧装置の一実施形態に備わるフィルタ部の概略構成図である。
【００３５】
本実施形態の油圧装置１００に設けられるフィルタ部１２０は、図２（ａ）に示すように、略円筒形状のケーシング１２３内に、目の細かいメッシュ状のフィルタエレメント１２４と、フィルタ芯部１２６が設けられている。
【００３６】
フィルタエレメント１２４は、０．０２５ミクロン程度の細かな網目１２４ａを有する柔らかい不織布等で形成され、図２（ａ）に示すように、フィルタ機能を高密度にするために、フィルタ芯部１２６の周囲をジグザグ状に覆うように設けられている。また、フィルタエレメント１２４は、図２（ｂ）に示すように、その内側にフィルタエレメント１２６を支持するプラスチック等の硬質材料で形成される網目状のサポート部１２９が設けられている。
【００３７】
一方、フィルタ芯部１２６は、アルミをはじめとする金属等の硬質材質で形成される略円筒部材であり、その壁面１２６ａにフィルタエレメント１２４の網目１２４ａより目の粗いフィルタ孔１２８が複数形成されている。すなわち、フィルタ部１２０は、目の粗いフィルタ孔１２８が設けられたフィルタ支持部１２６の外側に、メッシュ状のフィルタエレメント１２６が取り付けられ、外側から内側への一方向性のフィルタ性能を有する装置となっている。
【００３８】
フィルタ部１２０をこのような構成とすることによって、高圧油の導入部１２１の導入口１２２から導入された高圧油がケーシング１２３とフィルタエレメント１２４との間のクリアランス部１２５を通路として導入される。すると、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、外側に有するフィルタエレメント１２４から内側に有するフィルタ芯部１２６に向けて、高圧油のフィルタリングが行われる。また、順方向にフィルタリングを行っている際には、軟質のフィルタエレメント１２６がサポート部１２９に支持されているので、フィルタエレメント１２６が引き延ばされたりして破損等をすることもない。
【００３９】
そして、フィルタ芯部１２６の内側が油路１２７となって、その下側にフィルタエレメント１２４でろ過されたオイルを排出可能な排出部１３０が設けられ、排出管１３２を介して、高圧油路Ｌ１にろ過されたオイルが排出される。すなわち、本実施形態では、フィルタ部１２０は、フィルタエレメント１２４の外側からフィルタ芯部１２６の内側に向けてフィルタ機能を有する一方向性のフィルタ装置となっている。
【００４０】
もし、上記構成のフィルタ部１２０に高圧油が逆流すると、すなわち、高圧油がフィルタ芯部１２６の内側からフィルタエレメント１２４の外側に向けて流れると、ジグザグ状に収縮されている柔らかい材質のフィルタエレメント１２６が膨らんで破れるリスクがある。また、フィルタエレメント１２６の破損までに至らなくても、フィルタエレメント１２６が風船のように拡張されて、フィルタエレメント１２６の網目１２４ａを拡大させて、それ以降のフィルタ性能を劣化させるリスクがある。
【００４１】
このため、本実施形態では、上記構成の一方向性のフィルタ機能を有するフィルタ部１２０の破損や機能劣化を防止するために、フィルタ部１２０の下流側にフィルタ部１２０への逆流を防止可能とする逆止弁１１０を設けている。このように、逆止弁１１０を設けて、フィルタ部１２０のフィルタエレメント１２６の破損や機能劣化を防止することによって、高圧油側のフィルタ部１２０のフィルタ機能を維持できるようにしている。また、サーボモータや制御機器等への異物混入防止することによって、当該制御機器等が設けられる原動機を備えるプラントの信頼性を向上させることもできる。
【００４２】
なお、上記のように本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【００４３】
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、油圧装置の構成、動作も本発明の一実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１００        油圧装置
１０２        オイルタンク
１０４        供給ポンプ
１０６        アキュムレータ
１０８        予備ポンプ
１１０        逆止弁
１２０        フィルタ部
１２１        導入部
１２２        導入口
１２３        ケーシング
１２４        フィルタエレメント
１２４ａ      網目
１２５        クリアランス部
１２６        フィルタ芯部
１２６        壁面
１２７        油路
１２８        フィルタ孔
１２９        サポート部
１３０        高圧側リリーフ弁
１４０        低圧側リリーフ弁
Ｌ１          高圧油路
Ｌ２          低圧油路
【図１】
2014190524.tif 000003
【図２】
2014190524.tif 000004
【図３】
2014190524.tif 000005