JPS5835275A - 動力回収装置 - Google Patents

動力回収装置

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Publication number
JPS5835275A
JPS5835275A JP13457881A JP13457881A JPS5835275A JP S5835275 A JPS5835275 A JP S5835275A JP 13457881 A JP13457881 A JP 13457881A JP 13457881 A JP13457881 A JP 13457881A JP S5835275 A JPS5835275 A JP S5835275A
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JP
Japan
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cylinder
rack
output shaft
pinion
plunger
Prior art date
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Pending
Application number
JP13457881A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Beppu
別府 紘一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP13457881A priority Critical patent/JPS5835275A/ja
Publication of JPS5835275A publication Critical patent/JPS5835275A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は動力回収装置、具体的には、高圧液体を減圧す
る工程を含む化学プラントにおける高圧液体を所定圧力
に減圧させるとともに、その高圧液体の持つ圧カニネル
そを動力として回収する動力回収装置に関する。
前記イ!11類の化学プラントとしては種々のものがあ
るが、便宜上、石油事情の悪化に伴ない近年再認識され
てきた石炭液化プラントを例として説明する。この石炭
液化プラントにおいては、石炭を粉砕、脱水した後、溶
剤を加えてスラリー化し、昇圧、予熱後、水素添加して
液化反応させ、次いで気液分離を行ない燃料ガスおよび
重軽質油とする操作が行なわれるが、気液分離後、高圧
のスラリーは減圧され蒸留される。この減圧操作は一般
的には流1jt 調節弁の絞り効果で行なわわるため、
ル:+ IIニスラリ−のもつ山カエネルギー#J熱エ
ネルギプして発散されているのが現状である。しかも、
この高圧スラリーには粒子の粗い固体およびガスが含ま
れており、これが流量調節弁の絞り作用による流速、の
加速とあいまってエロージョンの原因となり、弁の寿命
を短かくし保守上多くの問題を残している。
この問題を解決する手段として、特願昭56−1083
65号明細書にて高圧流体を減圧する際そJ)1トカエ
ネルギーを機械的または電気的動力とし−(回収すると
共に、保守上の問題を解決した動力回収必l−へか産室
された。この装置は高圧スラリー巴給(i41シリンダ
ーのプランジャに動力的に対向させて龍1モスラリー排
出側シリンダーのプランジャを呼、シ、両プランジャの
圧力差のエネルギーを回転効力に変換するものであるが
、その機構として一級的にクランク機構が採用されてい
る。しかしながら、この動力回収装置では、高圧側プラ
ンジャがストロークエンド附近で減圧に入ると減圧スラ
リー排出側プランジャと同圧力あるいはそれより低くな
る可能性もあり完全に駆動力を失くしてしまう。このこ
とはクランク機構の持つ欠点としての1ランジヤーの押
力による接線力が角度変位で激変し、上下死点で零とな
ってしまうこととあいまってクランクを作動不良あるい
は停止させてしまうことになり動力回収を困難にする。
この間り慣性エネルギーを保有させることか考えられる
が、この棹の動力回収装置ではスラリー中に含有される
粒子の粗い固形物によるエロージョンの発生を押える目
的で流体速度を遅くさせたいため、プランジャの作動は
低速度としているので、有効な手段とは言い難い。また
、このように低速度で動力変動が人前いものではエネル
ギーの日収効率の悪化ばかりでなく回収そのものが不可
能となる恐さえ出てくる。すなわち、従来のクランク機
構では低速団で作動するプランジャの直線運動の押力を
回転運動の軸トルクに変換する場合、その押力による接
線力は零から最大値まで推移するため、動力回収として
一側軸トルクが加わると作動不良又は停止することにな
る。
本発明はこのような問題を解決し、高圧液体をシリンダ
内の容積変化により減圧する動力回収装置であって、効
率よくエネルギーを回収することができる装置を提供す
ることを目的とする。
本発明に係る動力回収装置は、プランジャを動力的に対
向して一直線上に配設せしめ、高圧液体により交互に駆
動される一対のシリンダ機構と、両シリンダー構のプラ
ンジャの往復運動を回転運・勅に変換するラック伝動装
置と、該ラック伝動装着のピニオンにより一方向に回転
駆動され動力を出力する出力軸とからなることを特徴と
するものである。
好ましい実施態様においては、相対する両面に菌を有°
するラックフレームと、該ラックフレームの各歯と噛み
合うピニオンとからなり、また、各ピニオンがワンウェ
イクラッチを介して伝動軸に装着されたラック伝動装置
が採用され、出力軸は歯車jlftを介して伝動軸によ
り一方向に回転駆動される。
以下、添付の図面を参照して本発明を説明する一南面に
示す本発明に係る動力回収装置は、高圧液体、例えば減
圧スラリーにより交互に駆動される一対のシリンダla
、lbと、両シリンダのプランジャ2a、2bの往復運
動を自転運動に変換するラック伝動装置4と、該ラック
伝動装置により回転駆動される出力軸8とから慣成さね
、両シリンダIa、lbはそれらのプランジャ2a、2
bを動力的に対向して一直線上に配設せしめており、各
プランジャはその一端で又はロッド3a。
3bを介してラック5に連結されている。各シリンダ1
a、1bには高圧スラリーの供給、停止、排出を行なう
切換弁9 ” * 9 bがライン10.11を介して
接続され、該切換弁を介して石炭液化プラントの反応塔
14および減圧スラリー排出ライン15に接続されてい
る。反応塔14には高圧スラリー供給ライン16にスラ
リーが供給されている。この反応塔は本発明とは直接的
関係はないが、上部空間内のガス圧力を検出するガス圧
力検出器18からの検出信号とガス圧力設定器19から
の゛一般定信号とを比較して得られる信号により制御弁
20を制御して高圧スラリーに所定の圧力を与えている
切換弁9 ” * 9 bは、図示してないが、プラン
ジャの行程の変化または出力軸8の回転数を検出する検
出器からの信号により制御される駆動源により切換えら
ね、高圧スラリーのシリンダへの供給、減圧、減圧後の
スラリーのシリンダからの排出を行なわせる。出力軸8
には発*mGが直結さねでいて、一方のシリンダへの高
圧スラリーの供給および他方のシリンダからの減圧スラ
リーの排出の際に生じる圧力差のエネルギーを電気的エ
ネルギーに変換する。
スラリーのtN量変化に対応させるため流し設定器21
からの’IN it設定信号を変換器24にて回転数設
定信号に変換し、該信号と出力軸の回転数を検出する回
転数挾出器25からの出力信号と比較して得られる比較
信号により制御される回収動力計11卸装置26により
回転数制御で回収ぜツカの変更を行なうか、あるいは回
転数の変化を細膜変速機(ト1示せず)で補償させトル
ク制御を行なうよう(こしである。図中、22は液面設
定器、23は切換装置、40はバイパス月切換弁テアル
一対のシリンダl a 、 l b、切換弁9a、9b
およびラック伝動装ft 4か・;なる動力変換部は、
第2ン1および第3図に示すように、一体化されており
、ラック1云助装置4は一直線ヒに配されたプランジャ
2a、2bの細心上をスライドするう′ンクフレーム5
と、その上下のラック5a、5blこ各々噛み合うピニ
オン6a、5bとから成り、プランジャの往動及び復動
いずれの場合1こも各ピニオン6a 、6bが時計方向
および反時計方向の向回転をするように構成されている
。この場合、両プランジャの動き、すなわちラック5a
、5bの往復運・抽により各ピニオンの回転方向か時計
方向と反時計方向とに交互に切換わることになるためl
1111力同収をするヒで不都合であることから、本発
明においては、各ピニオン6a、5bはワン1クエイク
ラツチ7a、7bを介して伝動軸30a、30bに挿着
され、一方向だけの力が各伝動軸に伝動されるようにし
である。この方向はいずれでもよいが、図示の例では第
2図に矢印で示すよう(こ、ラックフレーム5が右行す
る時、上部ラック5aに噛合するピニオン6aおよびワ
ンウェイクラッチフap作用により伝動軸30aは反時
計方向に回fi: bl動さね、下部ラック5bに噛合
するピニオン6bはワンウェイクラッチ7bの作用によ
り伝動41+ 30 bから解放される。また、ラック
フレーム5か左行する時は右行の時と逆に伝動軸30b
か反時計方向に回転駆動され、伝動軸30aか解放され
る。各伝@@3oa、aobには大歯車31a、31b
か装置され1、これらの大1劫車は出力軸8に装置され
た小歯車32と噛み合っている。従って、各伝動軸30
a、30bの反時計方向の回転運動は大歯車と小歯車3
2とからなる歯車装置により反転され、出力軸が時計方
向に回転連句1を汀γ、Cつ。なお、図中、33は@直
本体で、ラック1云勅装置4および歯車S!tを包囲す
る力/<−342,34bを装備し、伝動軸30a 、
30bおよび出力軸8は軸受35によりそれぞれ装置本
体33に装着されている。
L記の如く構成された動力回収装置か第1図に示す状態
、すなわち、シリンダ1aに高圧スラリーか供給され、
シリンダ1bから減圧スラリーを排出している状態から
順次動作していく場合について説明すると、まず、プラ
ンジャ2a 、2bかストロークエンド直前になると切
換弁ga、9bがそれぞれ中立位置に切換えられて、シ
リンダ1aでの減LEおよびシリンダ1bでの排出停止
がそれぞれ行なわれ、プランジャ2a 、2bかストロ
ークエンドに達すると、切換弁g、a、gbはそれぞわ
b位置およびa位置に切換えられる。このため、高圧ス
ラリー供給ライン16から反応塔14ζ井やスに流入し
た高圧スラリーはライン12からライン37および切換
弁9bを痔でシリンダ1bに供給さね、プランジャ2b
を図の左方へ駆動する。この時、プランジャ2bの作用
によりラックフレーム5も左方へ勧くため、その下部ラ
ック5bに一明合するピニオン6bがワンウェイクラッ
チ7bの作用により伝動軸30bを反時計方向に回転さ
せ、歯車装置を介して出力軸を時計方向に回転駆動し、
発電機Gが駆動される。この場合、L部ラック5aに噛
合するピニオン6aとはワンウェイクラッチ7aの作用
によりフリーの状態にあり、出力軸8の回転運動を阻止
することがなく、シリンダ1aからは減圧されたスラリ
ーか切換弁9aおよびライン38を経て減圧スラリー排
出ライン15へ排出される。
他方、プランジャ2a、2bが第1シ1に示す状態と反
対側のストロークエンド直前になると、切換弁9a、9
bが中立位置に切換えられシリンダ1aで排出停止が、
シリンダ1bで減圧がそれぞわ行なわれ、ストロークエ
ンドに達すると切換弁9a 、9bはa位置およびd位
置にそれぞれが切換えられ、第1図に示される状態にな
り、前記の場合とは逆にシリンダ1aに高圧スラリーが
供給されて上部ラック5a、ピニオン5 a、 ワ7つ
xイクラッチ7aおよび伝動軸30aの作用により出力
軸8か時計方向に回転駆動され、シリンダ1bからは電
圧されたスラリーが切換弁9bを経て減圧スラリー排出
ライン15へ排出される。
なお、40は単なるバイパス切換弁で、何らかの原因で
反応塔14内の液面が液面設定器22で設定される基準
面より上昇した場合は流量設定と比較し、回転数指令、
すなわち、シ1ノンダの速度を速くし、基準面以下にな
るようにするものである。
以り説明したように、本発明はラック伝動装置および歯
車装置により、プランジャの往復運動を出力軸の一方向
への回転運動に変換しているため従来のクランク娠構の
角度変化によるプランジャ押力のロスを生じることがな
く効率よく動力回収ができる他、歯車装置の変速比を適
宜設定することによりプランジャの1ストロークで出力
軸を数回転させる、いわゆる増速も容易であるなどの効
果を奏する。また、出力軸が発電機と共に一方向に回転
し続けるため、慣性エネルギーを保有することになるが
、この慣性力はプランジャの両ストロークエンドでの速
度および方向変化による影響を受けないので、第4図に
示すように出力軸の回転数をある設定値に制御すること
によりプランジャの速度を決定でき、また、プランジャ
が駆動力を失くした時には有効にフライホイール効果を
発揮し、高圧スラリーを供給されていたシリンダが液圧
工程に入り駆動力をなくして停止したり、またはその位
置から逆方向に作動しても出力軸にはブレーキとなるθ
側軸トルクを与えず、ストロークエンド手前からでも逆
作動出来、速度があえばω側軸トルクに変換し加速要素
となるなど、低速度での作動に伴なう不都合な要因をす
べて排除しf?る効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る動力回収袋・置の系統図、紐2〆
1はその動力回収装置の断面図、第3図は第2図のA−
A線における断面図、第4図は第2図の装置におけるプ
ランジャの速度変化と出力軸の回転速度との関係を示す
図である。 la、lb・・・シリンダ、2a、2b・・・プランジ
ャ、4・・・ラック広動装置、5・・・ラックフレーム
、5a、5b・・・ラック、5a、5b・・・ピニオン
、7a、7b・・・ワンウェイクラッチ、8・・・出力
軸、9a、9b・・・切換弁、G・・・発電機。 特 許 出 願 人  株式会社神戸製鋼所代 埋 人
 弁理士  青白 葆 はηλ2名第1図 2嗜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 11)プランジャを動力的に対向して一直線上に配設さ
    れ、高圧液体により交互に駆動される一対のシリンダ機
    構と、両シリンダ機構のプランジャの回転運動に変換す
    るラック伝動装置と、該ラック伝動装置のピニオンによ
    り一方向に回転駆動され動力を出力する出力軸とからな
    る動力回収装置。 (2)ラック伝動装置が相対する両面に歯を有するラッ
    クフレームと、該ラックフレームの各歯と噛み合うピニ
    オンとから成り、前記プランジャが前記ラックフレーム
    を介して相互連結されている特許請求の範囲第1項記載
    の動力回収!A置。 +31各ピニオンがワンウェイクラッチを介して伝ハ
JP13457881A 1981-08-26 1981-08-26 動力回収装置 Pending JPS5835275A (ja)

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JP13457881A JPS5835275A (ja) 1981-08-26 1981-08-26 動力回収装置

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JP (1) JPS5835275A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6010611A (en) * 1995-09-01 2000-01-04 Auckland Uniservices Limited Measurement of alumina in reduction pots

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6010611A (en) * 1995-09-01 2000-01-04 Auckland Uniservices Limited Measurement of alumina in reduction pots

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