KR100486942B1

KR100486942B1 - 교반 및 탈포 장치

Info

Publication number: KR100486942B1
Application number: KR10-2003-0034495A
Authority: KR
Inventors: 김영만; 이건의
Original assignee: 이건의; 김영만
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2005-05-03
Also published as: KR20030089650A

Abstract

본 발명은 교반 및 탈포 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공전 및 자전하는 용기에 담긴 피처리물을 교반 및 탈포하기 위하여 상기 용기의 공전속도와 자전속도를 독립적으로 조절할 수 있는 교반 및 탈포 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는, 공전축과, 상기 공전축에 고정 연결된 암과, 상기 암에 회전가능하도록 설치된 자전축과, 상기 공전축의 회전축을 중심으로 회전하도록 설치된 전동축과, 상기 전동축의 회전동력을 상기 자전축에 전달하기 위한 동력전달수단을 포함하는 교반 및 탈포장치에 있어서, 상기 동력전달수단은 일방향 클러치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

교반 및 탈포 장치{DEVICE FOR STIRRING AND DEFOAMING LIQUID}

액체나 분체와 같은 피처리물을 섞고 기포를 제거하기 위한 목적으로 상기 피처리물을 용기에 담아 상기 용기를 공전시킴과 동시에 자전시킴으로써 상기 피처리물을 교반 및 탈포하는 방법 및 장치가 알려져 있다. 특히, 일본 특허공보 제2711964호, 일본 특허공보 특허제3213735호, 및 대한민국 등록실용신안공보 20-0304102에는 공전속도와 자전속도를 독립적으로 조절할 수 있도록 한 교반 및 탈포 장치가 개시되어 있다.

상기 일본 특허공보 제2711964호, 및 일본 특허공보 특허제3213735호에 개시된 교반 및 탈포 장치는, 상기와 같이 공전속도와 자전속도를 독립적으로 조절하기 위하여, 자전축이 회전가능하게 설치된 암을 구비한 공전축을 공전용모터로 회전시켜 상기 자전축에 설치된 용기를 공전시키며, 상기 공전축에 대하여 회전가능하게 상기 공전축과 동심으로 설치된 전동축을 자전용모터(또는 브레이크제어기)를 제어하여 상기 전동축으로부터 상기 자전축으로 회전동력을 전달하기 위한 기어전동수단이나 벨트전동수단과 같은 동력전달수단을 통해 상기 자전축을 회전시켜 용기를 자전시킨다. 상기 교반 및 탈포 장치는 상기 자전용모터는 공전되지 않지만 상기 공전축과 동심으로 설치된 전동축을 통해 상기 암과 일체로 공전되는 동력전달수단 및 자전축에 자전을 위한 회전동력이 전달된다.

한편, 대한민국 등록실용신안공보 20-0304102에 개시된 교반 및 탈포 장치는, 공전속도와 자전속도를 독립적으로 조절하기 위하여, 공전용모터에 의해 공전축을 회전시켜 암에 회전가능하게 설치된 자전축에 고정된 용기를 공전시키며, 자전축을 회전시키기 위한 자전용모터가 상기 암에 고정되어 있다. 상기 교반 및 탈포 장치는 자전용모터가 상기 암에 고정되어 있어 암과 일체로 공전된다.

그런데, 일본 특허공보 제2711964호, 및 일본 특허공보 제3213735호에 개시된 교반 및 탈포 장치는, 공전축이 회전하면 상기 용기, 자전축 및 동력전달수단이 상기 암과 일체로 전동축의 주위를 회전(공전)하기 때문에 상기 동력전달수단을 통해 상기 전동축에 연결된 자전축과 용기는 상기 자전축을 중심으로 회전(자전)을 하게 된다. 예를 들어 상기 동력전달수단이 상기 전동축과 일체로 회전하는 태양기어와 상기 태양기어와 맞물려 상기 공전축 및 암과 일체로 공전하는 유성기어로 된 경우를 살펴보면, 상기 공전축의 회전으로 유성기어는 상기 태양기어의 주위를 회전(공전)하면서 상기 암에 대하여 회전(자전)하기 때문에 상기 유성기어에 연결된 자전축은 반드시 자전된다. 상기와 같은 공전축의 회전으로 반드시 수반되는 자전축의 자전은 상기 전동축이 상기 공전축의 회전방향과 동일한 방향으로 동일한 속도로 회전하는 경우에만 일어나지 않는다. 따라서, 상기 용기가 자전되지 않도록 하기 위해서는 자전용모터(또는 브레이크제어기)를 정확히 제어하여 상기 공전축에 회전가능하게 설치된 상기 전동축을 상기 공전축과 같은 방향으로 동일한 회전속도로 회전시켜야 한다. 따라서, 상기 교반 및 탈포 장치는 공전속도 및 자전속도를 제어하기 어려운 단점을 갖는다.

한편, 상기 대한민국 등록실용신안공보 20-0304102에 개시된 교반 및 탈포 장치는, 암에 설치된 자전축은 공전과는 무관하게 암과 일체로 회전(공전)하는 자전용모터의 회전에 의해서만 회전(자전)된다. 그런데, 상기 교반 및 탈포 장치는 상기 자전용모터가 상기 암과 일체로 회전(공전)되기 때문에 자전용모터를 구동시키기 위한 전력을 회전하지 않는 외부의 전원장치로부터 상기 자전용모터로 공급하기 위해서는 복수의 슬립링과 상기 슬립링과 미끄럼 접촉된 브러시편과 같은 미끄럼 접촉되는 구성이 반드시 구비되어야 한다. 따라서, 상기 교반 및 탈포 장치는 상기 자전용모터에 전력을 공급하기 위한 슬립링과 같은 구성 및 배선이 복잡할 뿐만 아니라 서로 미끄럼 접촉된 부분이 마모되는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 자전용모터에 의해 회전되는 전동축으로부터 자전축으로 회전을 전달하기 위한 동력전달수단에 상기 전동축이 상기 공전축과 동일한 방향으로 상기 공전축보다 큰 회전속도로 회전하는 경우에만 연결되는 일방향 클러치를 설치함으로써 상기 공전속도와 자전속도를 독립적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 공전속도 및 자전속도를 용이하게 제어할 수 있는 교반 및 탈포 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는, 공전축과, 상기 공전축에 고정 연결된 암과, 상기 암에 회전가능하도록 설치된 자전축과, 상기 공전축의 회전축을 중심으로 회전하도록 설치된 전동축과, 상기 전동축의 회전동력을 상기 자전축에 전달하기 위한 동력전달수단을 포함하는 교반 및 탈포장치에 있어서, 상기 동력전달수단은 일방향 클러치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는 상기 공전축의 회전으로 상기 자전축이 공전되더라도 상기 전동축이 정지된 경우, 상기 공전축의 회전방향과 반대로 회전하는 경우, 및 상기 공전축과 동일한 방향으로 회전하지만 상기 공전축보다 느리게 회전하는 경우에는 상기 일방향 클러치가 연결되지 않기 때문에 상기 자전축과 상기 암 사이에는 상대적인 회전이 발생되지 않는다. 즉, 상기 자전축은 자전하지 않는다. 그러나, 상기 일방향 클러치는 상기 전동축이 상기 공전축의 회전속도보다 빠른 회전속도로 상기 공전축과 동일한 방향으로 회전하는 경우에 연결되기 때문에 상기 자전축은 상기 공전축과 상기 전동축의 상대 각속도( = 전동축의 각속도 - 공전축의 각속도)에 해당하는 회전을 전달받아 회전하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는, 상기 일방향 클러치는 일방향 클러치베어링인 것을 특징으로 한다.

상기 일방향 클러치베어링은 상기 전동축이 상기 공전축과 동일한 방향으로 상기 공전축보다 빠른 회전속도로 회전하는 경우에 연결되며, 이에 따라 상기 자전축은 회전하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는, 상기 동력전달수단은 상기 암에 대하여 회전하도록 상기 암에 설치된 전달축과, 상기 전동축과 일체로 회전하도록 상기 전동축에 고정된 제1구동기어와, 상기 제1구동기어와 맞물려 상기 전달축에 대하여 회전하도록 상기 전달축에 설치된 제1피동기어와, 상기 전달축과 일체로 회전하도록 상기 전달축에 고정된 제2구동기어와, 상기 제2구동기어와 맞물려 상기 자전축과 일체로 회전하도록 상기 자전축에 고정된 제2피동기어를 구비하고, 상기 일방향 클러치베어링은 내륜이 상기 전달축에 고정되고 외륜이 상기 제1피동기어에 고정된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는, 베이스와, 상기 베이스 상부에 설치된 하우징을 더 포함하고, 상기 전동축은 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되며, 상기 공전축은 상단부가 노출되도록 상기 중공에 삽입되어 상기 전동축에 대하여 회전 가능하게 설치되며, 상기 암은 상기 공전축의 상단부에 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 공전축은 상기 전동축과 동심으로 설치되면서 상기 전동축의 중공에 삽입되어 설치되기 때문에 축방향으로의 전체 길이를 작게 하면서 상기 공전축과 상기 전동축을 동심으로 콤팩트하게 설치할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는, 상기 하우징은 상기 베이스와 상기 하우징 사이에 설치된 흡진부재로 진동 절연된 것을 특징으로 한다.

상기 흡진부재는 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치의 작동으로 발생되는 진동을 흡수한다.

또한, 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는, 상기 공전축은 상기 공전축의 하단부가 상기 전동축의 중공 하부로 노출되며, 상기 전동축의 중공 하부로 노출된 상기 공전축의 하단부에 설치된 플라이휠을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플라이휠은 회전 관성력을 갖기 때문에 상기 공전축의 회전속도는 균일하게 유지된다.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 의한 교반 및 탈포 장치를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 교반 및 탈포 장치를 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 교반 및 탈포 장치는, 자전용모터(70)에 의해 회전되는 전동축(20)과, 공전용모터(80)에 의해 회전되도록 상기 전동축(20)과 동심으로 설치된 공전축(30)과, 상기 공전축(30)과 일체로 회전하도록 상기 공전축(30)에 설치된 암(40)과, 상기 암(40)에 대하여 회전 가능하게 상기 암에 설치된 자전축(50)과, 상기 자전축(50)과 일체로 회전하도록 상기 자전축(50)에 고정된 용기(53)와, 상기 전동축(20)으로부터 상기 자전축(50)으로 회전을 전달하기 위한 동력전달수단을 포함한다. 도면을 참조하면, 상기와 같은 구성은 지지 구조인 베이스(1)와, 상기 베이스의 상부에 설치된 하우징(10)에 설치된다.

상기 베이스(1)의 상부에는 상기 하우징(10)과 상기 자전용모터(70) 및 공전용모터(80)가 설치되며, 하부에는 상기 교반 및 탈포 장치를 이동시키기 편리하도록 바퀴(1a)가 설치된다. 상기 자전용모터(70)와 공전용모터(80)는 각각 상기 베이스(1) 상부에 고정된 모터설치용브라켓(5,6) 각각의 상부에 설치된다.

상기 하우징(10)에는 상기 전동축(20)과 상기 공전축(30)이 회전가능하게 설치된다. 도면에는 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치의 작동으로 발생되는 진동을 흡수하기 위한 흡진부재(3,4)가 상기 베이스(1)와 상기 하우징(10) 사이에 설치된 실시예가 도시되어 있다. 특히, 도면에 도시된 실시예는 흡진 효과를 높이기 위하여 상기 흡진부재(3,4)가 브라켓(2)에 의해 2중으로 설치된 것이다. 상기 흡진부재(34)로는 탄성재질의 고무패킹이나 스프링 및 댐퍼 등이 사용된다.

상기 전동축(20)은 상기 하우징(10)에 대하여 회전 가능하게 상기 하우징(10)에 설치된다. 도면을 참조하면, 상기 전동축(20)은 상기 하우징(10)에 고정된 베어링고정용 부쉬(11,13) 각각에 외륜이 압입 고정된 베어링(11a,13a)의 내륜에 압입 고정되어 상기 하우징(10)에 설치된다. 또한, 상기 전동축(20)의 하단부에는 벨트풀리(21)가 고정 설치되며, 상기 벨트풀리(21)는 상기 자전용모터(70)의 모터축(71)의 벨트풀리(73)와 도면에 미도시된 벨트로 연결된다. 이에 따라, 상기 전동축(20)은 상기 자전용모터(70)의 회전으로 회전된다.

상기 공전축(30)은 상기 공전용모터(80)에 의해 회전되도록 상기 전동축(20)과 동심으로 설치된다. 상기 공전축(30)에는 상기 용기(53)가 설치된 암(40)이 고정되며, 상기 용기(53)는 상기 공전축(30)의 회전으로 공전된다.

한편, 도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 교반 및 탈포 장치는, 상기 전동축(20)의 중앙에 중공(20a)이 관통 형성되고, 상기 공전축(30)은 상단부가 상기 중공(20a)의 상부로 노출되도록 상기 중공(20a)에 삽입되어 상기 전동축(20)에 대하여 회전 가능하게 설치되며, 상기 암(40)은 상기 공전축(30)의 상단부에 고정된 것을 특징으로 한다. 이에 따라 상기 전동축(20)과 공전축(30)은 동심으로 설치되면서 겹쳐지기 때문에 축방향으로 전체 길이가 작아진다. 도면을 참조하면, 상기 공전축(30)은 전동축(20)의 중앙에 관통 형성된 중공(20a)에 동심으로 삽입되어 베어링(25,27)에 의해 상기 전동축(20)에 대하여 회전 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 교반 및 탈포 장치는, 상기 공전축(30)이 하단부가 상기 전동축(20)의 중공(20a) 하부로 노출되도록 상기 전동축(20)의 중공(20a)에 삽입 설치되며, 상기 전동축(20)의 중공(20a) 하부로 노출된 상기 공전축(30)의 하단부에 설치된 플라이휠(35)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 플라이휠(35)는 일반적으로 무게가 무겁고, 상기 공전축(30)의 축선에 회전중심이 위치되도록 상기 공전축(30)에 고정된 질량체로서 회전 관성력을 발생시켜 공전축(30)의 회전속도를 균일하게 한다.

한편, 도면을 참조하면, 상기 공전축(30)의 하단부에는 벨트풀리(31)가 고정 설치되며, 상기 벨트풀리(31)는 상기 공전용모터(80)의 모터축(81)의 벨트풀리(83)와 도면에 미도시된 벨트로 연결된다. 이에 따라, 상기 공전축(30)은 상기 공전용모터(80)의 회전으로 회전된다.

상기 암(40)은 상기 공전축(30)과 일체로 회전하도록 상기 공전축(30)에 설치된다. 도면에는 공전시 편심에 의한 진동을 방지되도록 상기 암(40)이 상기 공전축(30)을 중심으로 대칭되게 반경방향으로 연장되고, 그 연장된 양단부 각각에 자전축(50) 및 용기(53) 등이 대칭적으로 설치된 실시예가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 암(40)에는 상기 자전축(50) 및 용기(53) 등이 비대칭적으로 설치되고, 그에 따른 편심을 웨이트밸런스를 상기 자전축(50) 및 용기(53)의 반대측에 설치하여 없애는 기술은 당업자에게 당연한 사항이다. 한편, 도면을 참조하면, 상기 암(40)은 고정플랜지(33)에 의해 상기 공전축(30)에 확실하게 고정된다.

상기 자전축(50)은 상기 암(40)에 대하여 회전 가능하게 상기 암(40)에 설치된다. 도면을 참조하면, 상기 자전축(50)은 상기 암(40)에 고정된 베어링부쉬(41)에 외륜이 압입 고정된 베어링(41a)의 내륜에 압입 고정되어 상기 암(40)에 대하여 회전 가능하게 설치된다. 상기 자전축(50)의 상단부에는 용기(53)가 고정 설치된다. 특히, 상기 자전축(50)은 상기 용기(50)에 수용된 피처리물(도면에 미도시)이 공전에 의한 원심력을 상기 용기(53)의 바닥면 방향으로 받도록 상부가 공전중심으로 모아지도록 기울어지게 설치된다.

상기 용기(53)는 상기 자전축(50)과 일체로 회전하도록 상기 자전축(50)에 고정된다. 상기 용기(53)에는 교반 및(또는) 탈포 처리되기 위한 용액이나 액체와 같은 피처리물(도면에 미도시)이 수용된다. 상기 용기(53)에 수용된 피처리물(20)은 상기 용기(53)의 공전으로 강한 원심력을 상기 용기(53)의 바닥면 방향으로 받아 상기 용기(53)의 바닥면으로 밀착된다. 이때, 상기 피처리물보다 상대적으로 비중이 작은 기포는 상기 용기(53)의 바닥면으로부터 위쪽으로 상승하여 상기 피처리물의 표면에서 터짐으로써 상기 피처리물은 탈포 처리된다. 한편, 상기와 같이 공전에 의해 상기 용기(53)의 바닥면으로 원심력을 받아 상기 용기(53)의 바닥면에 밀착된 피처리물은 상기 용기(53)의 자전으로 슬리브(Slive)현상에 의해 점도가 풀리고 점도가 풀린 피처리물은 상기 용기(53)의 중심으로 쏠리고 점도가 덜 풀린 피처리물은 상기 용기(53)의 바닥 측면에서 바닥으로 원심력을 받는 작용이 반복되면서 상기 피처리물은 교반된다.

상기 동력전달수단은 상기 전동축(20)으로부터 상기 자전축(50)으로 회전을 전달하기 위한 것으로, 상기 전동축(10)의 회전을 상기 자전축(50)으로 전달하기 위한 기어전동수단이나 벨트전동수단을 포함하여 구성된다.

일반적으로, 상기 전동축(20)과 상기 자전축(30)을 연결하는 동력전달수단에 상기와 같은 일방향 클러치가 포함되지 않은 경우에 있어서는 상기 공전축(30)의 회전으로 상기 자전축(50)이 상기 공전축(30)을 중심으로 공전하면 상기 전동축(20)과 상기 공전축(30) 사이에는 상대적인 회전 변위가 발생되기 때문에 상기 전동축(20)에 동력전달수단으로 연결된 자전축(50)은 상기 암(40)에 대하여 상대적으로 회전하게 된다. 즉, 상기 자전축(50)의 공전은 반드시 자전을 수반한다. 예를 들어 상기 공전용모터(80)은 회전하고 상기 자전용모터(70)가 정지된 상태를 가정하면, 상기 공전용모터(80)의 회전으로 상기 공전축(30)이 회전되고, 이에 따라 상기 암(40) 및 상기 자전축(50)이 상기 전동축(20)을 중심으로 회전된다. 그런데, 상기 자전용모터(70)는 정지되어 있기 때문에 상기 전동축(20)도 정지된 상태를 유지한다. 따라서, 상기 전동축(20)에 연결된 상기 공전축(30)과 상기 전동축(20) 사이에는 상대적인 회전 변위가 발생되고, 상기 전동축(20)에 동력전달수단으로 연결된 자전축(50)은 상기 암(40)에 대하여 상대적으로 회전하게 된다.

그러나, 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는 전동축(20)으로부터 자전축(50)으로 연결된 동력전달수단이 상기 전동축(20)이 상기 공전축(30)의 회전속도보다 빠른 회전속도로 상기 공전축(30)과 동일한 방향으로 회전하는 경우에 연결되는 일방향 클러치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는 상기 공전축(30)의 회전으로 상기 자전축(50)이 공전되더라도 상기 전동축(20)이 정지된 경우, 상기 공전축(30)의 회전방향과 반대로 회전하는 경우, 및 상기 공전축(30)과 동일한 방향으로 회전하지만 상기 공전축(30)보다 느리게 회전하는 경우에는 상기 일방향 클러치가 연결되지 않기 때문에 상기 자전축(50)과 상기 암(40) 사이에는 상대적인 회전운동이 발생되지 않는다. 즉, 상기 자전축(50)은 자전하지 않는다. 그러나, 상기 일방향 클러치는 상기 전동축(20)이 상기 공전축(30)의 회전속도보다 빠른 회전속도로 상기 공전축(30)과 동일한 방향으로 회전하는 경우에 연결되기 때문에 상기 자전축(50)은 상기 공전축(30)과 상기 전동축(20)의 상대 각속도( = 전동축의 각속도 - 공전축의 각속도)에 해당하는 회전을 전달받아 회전하게 된다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 교반 및 탈포 장치의 동력전달수단의 일실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 교반 및 탈포 장치의 동력전달수단의 작동을 개념적으로 도시한 사시도이다.

도 1내지 도2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 교반 및 탈포 장치는, 상기 동력전달수단이, 전달축(60)과, 제1구동기어(23)와, 일방향 클러치베어링(65)과, 제1피동기어(23)와, 제2구동기어(63), 및 제2피동기어(51)를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 전달축(60)은 상기 암(40)에 대하여 회전하도록 상기 암에 설치된다. 도면을 참조하면, 상기 전달축(60)은 상단부가 상기 암(40)에 외륜이 고정된 베어링(43)의 내륜에 압입 고정되고, 하단부가 상기 암(40)의 하부에 고정된 보강브라켓(45)에 외륜이 고정된 베어링(45a)의 내륜에 압입 고정되어 상기 암(40)에 대하여 회전 가능하게 설치된다.

상기 제1구동기어(23)는 상기 전동축(20)과 일체로 회전하도록 상기 전동축(20)의 상단부에 고정된다.

상기 일방향 클러치베어링(65)은 상기 전동축(20)이 상기 공전축(30)의 회전속도보다 빠른 회전속도로 상기 공전축(30)과 동일한 방향으로 회전하는 경우에 연결되기 위한 일방향 일방향 클러치로서, 내륜이 상기 전달축(60)에 압입 고정되고, 외륜이 상기 제1피동기어(61)에 압입 고정되어 상기 제1피동기어(61)와 상기 전달축(60) 사이에 설치된다.

상기 제1피동기어(61)는 상기 제1구동기어(23)와 맞물려 상기 전달축(60)에 대하여 회전하도록 상기 일방향 클러치베어링(65)의 외륜에 고정된다. 또한, 상기 제1피동기어(61)와 상기 전달축(60) 사이에는 베어링(61a)이 내륜이 상기 전달축(60)에 압입 고정되고 외륜이 상기 제1피동기어(61)에 압입 고정되어 설치된다.

상기 제2구동기어(63)는 상기 전달축(60)과 일체로 회전하도록 상기 제1피동기어(61)의 상부에서 상기 전달축(60)에 고정된다.

상기 제2피동기어(51)는 상기 제2구동기어(63)와 맞물려 상기 자전축(50)과 일체로 회전하도록 상기 자전축(50)의 하단부에 고정된다.

이하에서는 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 상기와 같은 구성을 갖는 상기 동력전달장치의 작동을 상세하게 설명하기로 한다. 특히, 설명의 편의를 위해 이하에서는 서로 결합된 기어 사이의 기어비는 1:1이고, 상기 일방향 클러치베어링(65a)이 연결되기 위한 일방향은 상기 전달축(60)과 상기 제1피동기어(61) 사이의 상대적인 회전방향이 상기 전달축(60)에 대하여 상기 제1피동기어(61)가 시계방향으로 회전되는 경우로 가정하여 설명하기로 한다.

도 3a는 전동축(20)은 정지된 상태를 유지하고 상기 공전축(30)이 회전하는 경우에 상기 동력전달수단의 작동을 개념적으로 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 상기 공전축(30)이 θ1만큼 반시계 방향으로 회전하면 상기 암(4)과 일체로 상기 전달축(60), 제1피동기어(61), 제2구동기어(63), 자전축(50), 및 제2피동기어(51)는 θ1만큼 반시계 방향으로 공전하게 된다. 그런데, 상기 제1구동기어(23)는 회전하지 않기 때문에 상기 제1구동기어(23)에 맞물린 상기 제1피동기어(61)는 상기 암(40)에 대하여 θ1만큼 반시계 방향으로 회전된다. 그러나, 상기 제1피동기어(61)의 회전은 상기 일방향 클러치(65)에 의해 차단되어 상기 전달축(60)에 전달되지 않기 때문에 상기 전달축(60), 상기 제2구동기어(63), 제2피동기어(51) 및 상기 자전축(50)은 상기 암(40)에 대하여 회전하지 않는다. 즉, 상기 일방향 클러치(65)에 의해 상기 전달축(50)은 공전되더라도 자전되지 않는다.

한편, 도 3b는 전동축(20)은 회전하고 상기 공전축(30)은 회전하지 경우에 상기 동력전달수단의 작동을 개념적으로 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 상기 전동축(30)이 θ2만큼 반시계 방향으로 회전하면 상기 제1구동기어(23)에 맞물린 제1피동기어(61)는 θ2만큼 시계 방향으로 회전한다. 그리고, 상기 제1피동기어(61)가 상기 전달축(60)에 대하여 시계방향으로 회전하는 방향이기 때문에 상기 일방향 클러치(65)는 연결된다. 이에 따라, 상기 전달축(60), 상기 제2구동기어(63), 제2피동기어(51) 및 상기 자전축(50)은 상기 암(40)에 대하여 회전하게 된다. 즉, 상기 일방향 클러치(65)의 연결로 상기 전달축(50)은 자전된다.

도 3c는 전동축(20) 및 상기 공전축(30)이 동일한 방향으로 회전하는 경우에 상기 동력전달수단의 작동을 개념적으로 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 상기 공전축(30)이 θ1만큼 반시계 방향으로 회전하면 상기 암(4)과 일체로 상기 전달축(60), 제1피동기어(61), 제2구동기어(63), 자전축(50), 및 제2피동기어(51)는 θ1만큼 반시계 방향으로 공전하게 된다. 따라서, 상기 제1구동기어(23)가 회전하지 않는 조건에 따라 상기 제1구동기어(23)에 맞물린 상기 제1피동기어(61)는 상기 암(40)에 대하여 θ1만큼 반시계 방향으로 회전된다. 한편, 상기 전동축(30)이 θ2만큼 반시계 방향으로 회전하면 상기 제1구동기어(23)에 맞물린 제1피동기어(61)는 θ2만큼 시계 방향으로 회전한다. 결과적으로, 상기 제1피동기어(61)는 상기 전동축(20)의 회전각 θ2와 상기 공전축(30)의 회전각 θ1의 차(θ2 - θ1)에 해당하는 회전각만큼 시계방향으로 회전하게 된다. 그리고, 상기 전동축(20)의 회전각 θ2와 상기 공전축(30)의 회전각 θ1의 차(θ2 - θ1)에 해당하는 회전각이 양인 겨우, 즉 상기 전동축(20)의 회전각이 상기 공전축(30)의 회전각보다 커 상기 제1피동기어(61)가 시계방향으로 회전하는 경우에는 상기 일방향 클러치(65)는 연결된다. 이에 따라, 상기 전달축(60), 상기 제2구동기어(63), 제2피동기어(51) 및 상기 자전축(50)은 상기 암(40)에 대하여 회전하게 된다. 즉, 상기 일방향 클러치(65)의 연결로 상기 전달축(50)은 상기 공전축(20)을 중심으로 공전됨과 동시에 자전된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는 자전용모터에 의해 회전되는 전동축으로부터 자전축으로 회전을 전달하기 위한 동력전달수단에 상기 전동축이 상기 공전축과 동일한 방향으로 상기 공전축보다 큰 회전속도로 회전하는 경우에만 연결되는 일방향 클러치를 설치함으로써 상기 공전속도와 자전속도를 독립적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 공전속도 및 자전속도를 용이하게 제어할 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 교반 및 탈포 장치는 용기를 자전시키기 위한 자전용모터가 베이스에 설치되어 공전되지 않기 때문에 정지된 전원장치로부터 회전하는 자전용모터로 전력을 공급하기 위해 필수적으로 요구되는 미끄럼 접촉된 구성을 삭제되어 전력 공급을 위한 구성이 간단해질 뿐만 아니라 미끄럼 접촉된 구성의 마모에 따른 문제점을 해소할 수 있는 장점을 갖는다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 교반 및 탈포 장치를 도시한 단면도

도 2는 도 1의 A-A선의 단면도

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 교반 및 탈포 장치의 동력전달수단의 작동을 개념적으로 도시한 사시도

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>

1 베이스 3,4 흡진부재

10 하우징 20 전동축

23 제1구동기어 30 공전축

35 플라이휠 40 암

50 자전축 51 제2피동기어

60 전달축 61 제1피동기어

63 제2구동기어 65 일방향 클러치베어링

70 자전용모터 80 공전용모터

Claims

공전축과, 상기 공전축에 고정 연결된 암과, 상기 암에 회전가능하도록 설치된 자전축과, 상기 공전축의 회전축을 중심으로 회전하도록 설치된 전동축과, 상기 전동축의 회전동력을 상기 자전축에 전달하기 위한 동력전달수단을 포함하는 교반 및 탈포장치에 있어서,

상기 동력전달수단은 일방향 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 교반 및 탈포 장치.
제1항에 있어서,

상기 일방향 클러치는 일방향 클러치베어링인 것을 특징으로 하는 교반 및 탈포 장치.
제2항에 있어서,

상기 동력전달수단은 상기 암에 대하여 회전하도록 상기 암에 설치된 전달축과,

상기 전동축과 일체로 회전하도록 상기 전동축에 고정된 제1구동기어와,

상기 제1구동기어와 맞물려 상기 전달축에 대하여 회전하도록 상기 전달축에 설치된 제1피동기어와,

상기 전달축과 일체로 회전하도록 상기 전달축에 고정된 제2구동기어와,

상기 제2구동기어와 맞물려 상기 자전축과 일체로 회전하도록 상기 자전축에 고정된 제2피동기어를 구비하고,

상기 일방향 클러치베어링은 내륜이 상기 전달축에 고정되고 외륜이 상기 제1피동기어에 고정된 것을 특징으로 하는 교반 및 탈포 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

베이스와, 상기 베이스 상부에 설치된 하우징을 더 포함하고,

상기 전동축은 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되며,

상기 공전축은 상단부가 노출되도록 상기 중공에 삽입되어 상기 전동축에 대하여 회전 가능하게 설치되며,

상기 암은 상기 공전축의 상단부에 연결된 것을 특징으로 하는 교반 및 탈포 장치.
제4항에 있어서,

상기 하우징은 상기 베이스와 상기 하우징 사이에 설치된 흡진부재로 진동 절연된 것을 특징으로 하는 교반 및 탈포 장치.
제5항에 있어서,

상기 공전축은 상기 공전축의 하단부가 상기 전동축의 중공 하부로 노출되며,

상기 전동축의 중공 하부로 노출된 상기 공전축의 하단부에 설치된 플라이휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교반 및 탈포 장치.