KR101249717B1 - 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 건조기의 팬과 모터의 연결을 위해 챔버에 설치되는 메커니컬 실을 배제함으로써 누유현상에 의한 챔버의 온도 및 압력 저하를 방지할 수 있는 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링을 개시한다. 본 발명은 밀폐된 구조를 갖는 챔버; 상기 챔버의 일측면에 형성되고 상기 챔버의 내측에 위치하도록 고정축이 형성된 브라켓; 구동축을 갖는 모터; 상기 구동축과 연결되고 복수의 외부 자성체가 구비되며 상기 브라켓의 일측에 회전가능하게 설치된 제1 로터; 상기 브라켓의 고정축에 회전가능하게 설치되고, 상기 제1 로터와 상기 챔버의 벽면을 사이에 위치하여 상기 외부 자성체와 자력에 의해 인력을 발생시키는 내부 자성체가 구비된 제2 로터; 및 상기 제2 로터와 연결되어 회전하는 팬을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링{Magnetic shaft coupling of Seal Assembly for Chamber}

본 발명은 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마그네틱 커플러(magnetic coupler)를 이용하여 팬과 모터를 챔버와의 사이에 연결할 수 있어 저온이나 고온에 의한 손상이나 누유현상을 방지할 수 있는 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링에 관한 것이다.

일반적으로 식품 또는 제약 등의 건조는 장기간의 보관이나, 건조한 형태를 이용하는 식품을 제공하기 위한 목적으로 행해진다. 건조에 의한 식품/제약 등의 보존은 해당 기술분야에 있어서 잘 알려진 기술로서, 예전의 건조방식은 공기 및 태양에 노출된 개방 용기에서 이루어졌으나, 최근에는 기계적인 건조기가 개시되어 있다. 이러한 건조기는 저온, 고온, 진공, 가압 등을 실시하기 위해 챔버(chamber)가 구비된다.

한편, 이 챔버 내에는 대상물이 배치될 수 있도록 복수의 선반이 마련될 수 있다. 또한 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 건조기 전체로 순환시키도록 상기 챔버 내부에는 모터(motor)에 의해 구동되는 팬(fan)을 포함한다.

그러나, 이와 같은 건조기는 챔버 내에 팬이 설치된 반면, 이를 구동하기 위한 모터는 챔버의 외부에 장착되는 구조이므로, 팬과 모터는 챔버를 사이에 두고 설치된다. 이와 같이 팬과 모터를 챔버의 벽을 사이에 두고 설치하기 위해서는 축 밀봉수단이 제공되어야 한다. 즉 챔버 내부를 밀봉함과 동시에 모터의 구동축을 팬을 기계적으로 연결하기 위해서는 기계적 밀봉수단이 된다. 이러한 기계적 밀봉수단으로는 통상적으로 메커니컬 실(mechanical seal)이 주로 적용되고 있다.

상기 메커니컬 실에 대해 간략히 설명하면, 고온, 고압 하에서 고속으로 회전하는 축(軸) 부분으로부터 유체의 누출을 방지하기 위한 장치로서, 축과 함께 회전하는 금속부분과 글랜드(gland; 패킹 누르개)에 고정된 금속부분을 완전히 밀착시켜서 미끄럼운동을 하게 하여 기밀과 액밀을 유지하는 기계적 밀봉방식의 일종이다. 이와 같은 메커니컬 실은 고속으로 회전하는 축에서, 고정 고리와 회전 고리를 접촉하여 유체가 새는 것을 막는 역할을 함으로써 기존 펌프나 송풍기 따위의 패킹수단으로 널리 사용되고 있다.

그러나, 종래의 건조기의 챔버에 메커니컬 실을 장착하기 위해서는 챔버의 벽면을 관통해야 하므로, 챔버 내의 밀봉성능이 떨어지고, 또한 이를 위해 별도의 밀폐구조가 제공되어야 하는 문제점이 있다.

아울러 메커니컬 실은 모터의 동력을 메커니컬 실을 통해 팬에 전달하는 구조이므로 고온이나 저온 등 외부 환경에 의해 누유 현상(Oil leak)이 발생되기 쉬으므로, 챔버 내부의 설정온도를 저온이나 고온 등으로 유지하기 어려운 문제점이 있었다. 즉 메커니컬 실은 고온이나 저온에서 누유의 문제점이 있어서 챔버 내부의 온도 및 압력을 유지하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 기존의 건조기의 팬과 모터의 연결을 위해 챔버에 설치되는 메커니컬 실을 배제함으로써 누유현상에 의한 챔버의 온도 및 압력 저하를 방지할 수 있는 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 밀폐된 구조를 갖는 챔버; 상기 챔버의 일측면에 형성되고 상기 챔버의 내측에 위치하도록 고정축이 형성된 브라켓; 구동축을 갖는 모터; 상기 구동축과 연결되고 복수의 외부 자성체가 구비되며 상기 브라켓의 일측에 회전가능하게 설치된 제1 로터; 상기 브라켓의 고정축에 회전가능하게 설치되고, 상기 제1 로터와 상기 챔버의 벽면을 사이에 위치하여 상기 외부 자성체와 자력에 의해 인력을 발생시키는 내부 자성체가 구비된 제2 로터; 및 상기 제2 로터와 연결되어 회전하는 팬을 포함하여 이루어진 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링을 제공한다.

상기 모터의 상기 구동축을 보호하도록 상기 모터의 일측에는 하우징이 형성되고, 상기 하우징의 내부에 상기 제1 로터가 회전 가능하게 설치될 수 있다.

상기 브라켓은 상기 챔버의 외측면에 설치되어 상기 제1 로터를 수용하도록 공간부가 형성되고 상기 모터의 상기 하우징이 체결되도록 장착공이 형성될 수 있다.

상기 브라켓의 고정축은 상기 챔버의 내부면에 일체로 형성되는 것으로 대체될 수 있다.

본 발명에 따르면, 챔버에 설치되는 모터와 팬의 연결을 자력에 의해 서로 연동되는 한 쌍의 로터를 통해 구현함으로써 메커니컬 실을 배제할 수 있어, 챔버 내의 기밀 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 챔버 내의 온도 및 압력 유지 설정이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링을 보여주는 설치 상태도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링의 조립 상태를 보여주는 분해 상태도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링의 브라켓을 보여주는 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링의 팬과 제1 로터가 결합된 상태를 보여주는 단면도, 및
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링의 모터와 하우징 및 제2 로터가 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링을 보여주는 설치 상태도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링의 조립 상태를 보여주는 분해 상태도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링의 브라켓을 보여주는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링의 팬과 제1 로터가 결합된 상태를 보여주는 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링의 모터와 하우징 및 제2 로터가 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.

도 1 내지 도 5와 같이, 본 발명의 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링은 챔버의 벽체(100)에 설치된다. 구체적으로 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링은 팬(10), 내부 로터(20), 브라켓(30), 외부 로터(40), 하우징(50), 및 모터(60)를 포함한다.

상기 팬(10)은 샤프트축(21)에 연결되고, 샤프트축(21)은 내부 로터(20)에 연결되어 내부 로터(20)와 함께 회전될 수 있다.

여기서 내부 로터(20)에는 내부 자성체(23)가 복수개 배치되며, 내부에는 베어링(22)이 설치되어 고정축(31)에서 유연하게 회전될 수 있다.

상기 브라켓(30)은 일측에 공간부(33)가 형성되는데, 이 공간부(33)에는 외부 로터(40)가 위치될 수 있다. 또한 브라켓(30)의 외주면에는 적어도 하나의 장착공(32)이 형성되는데, 이 장착공(32)은 모터(60)에 형성된 하우징(50)을 볼트와 같은 고정구가 장착되는 기능을 한다. 또한 브라켓(30)의 일측면에는 고정축(31)이 형성되는데, 이 고정축(31)은 브라켓(30)의 일측(챔버의 내측에 위치)에 일체로 형성되거나 챔버의 벽체(100)의 내측면에 별도로 형성될 수 있다.

이에 따라 챔버의 벽체(100)를 관통하지 않고도 고정축(31)을 형성할 수도 있다. 이 고정축(31)은 내부 로터(20)가 회전하기 위한 지지축 역할을 한다.

한편, 상기 모터(60)에는 일측에 하우징(50)이 형성된다. 이 하우징(50)은 모터(60)의 구동축(52)을 보호하기 위한 수단이며, 모터(60)의 장착수단으로 브라켓(30)과 체결됨으로써 고정될 수 있다. 또한 하우징(50)의 내부에는 베어링(51)이 형성되어 하우징(40)의 내부에서 외부 로터(40)가 자유롭게 회전될 수 있다.

상기 모터(60)의 구동축(52)은 외부 로터(40)와 체결됨으로써 모터(60)의 구동력에 의해 외부 로터(40)가 회전될 수 있다. 한편 외부 로터(40)에는 복수의 외부 자성체(43)가 형성됨으로써 상술한 내부 로터(20)와 챔버의 벽체(100)를 사이에 두고 자력에 의한 인력이 작용하게 된다.

이에 따라, 모터(60)의 구동력은 구동축(52)을 통해 외부 로터(40)를 회전시키고 자력에 의해 내부 로터(20)를 회전(고정축; 31에 회전됨)시킴으로써 팬(10)을 구동시킬 수 있다. 이러한 구조를 통해 챔버의 벽체(100)를 관통시키기 않고도 팬(10)을 회전시킬 수 있어 챔버의 기밀 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

또한 팬(10)과 모터(60)의 구동축(52) 연결에서 종래의 메커니컬 실을 완전 배제할 수 있어, 누유현상에 의한 밀봉 수단의 손상을 방지함으로써 챔버의 내의 온도 변화나 압력 변화가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

10: 팬 20: 내부 로터
21: 샤프트 축 22: 베어링
23: 내부 자성체 30: 브라켓
40: 외부 로터 43: 외부 자성체
50: 하우징 60: 모터

Claims (4)

1. 밀폐된 구조를 갖는 챔버;
   상기 챔버의 일측면에 형성되고 상기 챔버의 내측에 위치하도록 고정축이 형성된 브라켓;
   구동축을 갖는 모터;
   상기 구동축과 연결되고 복수의 외부 자성체가 구비되며 상기 브라켓의 일측에 회전가능하게 설치된 제1 로터;
   상기 브라켓의 고정축에 회전가능하게 설치되고, 상기 제1 로터와 상기 챔버의 벽면을 사이에 위치하여 상기 외부 자성체와 자력에 의해 인력을 발생시키는 내부 자성체가 구비된 제2 로터; 및
   상기 제2 로터와 연결되어 회전하는 팬을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링.
2. 제1항에 있어서,
   상기 모터의 상기 구동축을 보호하도록 상기 모터의 일측에는 하우징이 형성되고, 상기 하우징의 내부에 상기 제1 로터가 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링.
3. 제2항에 있어서,
   상기 브라켓은 상기 챔버의 외측면에 설치되어 상기 제1 로터를 수용하도록 공간부가 형성되고 상기 모터의 상기 하우징이 체결되도록 장착공이 형성된 것을 특징으로 하는 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 브라켓의 고정축은 상기 챔버의 내부면에 일체로 형성되는 것으로 대체되는 것을 특징으로 하는 챔버용 밀봉구조의 마그네틱 샤프트 커플링.

Images