KR101850232B1 - 일축 편심 나사 펌프 - Google Patents

Abstract

케이싱(1)과, 케이싱(1)에 일단부가 접속되어 내주면이 암나사형으로 형성된 스테이터(2)와, 스테이터(2)에 삽입 통과 가능하고, 수나사형의 축체로 이루어지는 로터(3)와, 스테이터(2)의 타단부에 접속되는 엔드 스터드(4)를 구비한다. 스테이터(2)는, 스테이터 본체(10)와 그 외주부에 탈부착 가능하도록 배치되는 외통(9)으로 이루어진다. 스테이터 본체(10)와 케이싱(1)의 접속부분, 및 스테이터 본체(10)와 엔드 스터드(4)의 접속부분에, 적어도 외부로부터의 이물질의 침입을 방지하는 폐쇄 구조를 갖춘다.

Description

일축 편심 나사 펌프{UNIAXIAL ECCENTRIC SCREW PUMP}

본 발명은 일축 편심 나사 펌프에 관한 것이다.

종래, 일축 편심 나사 펌프로서 스테이터를 외통과 스테이터 본체로 구성하고, 스테이 볼트를 사용하여 스테이터를 케이싱과 엔드 스터드 사이에 유지하도록 한 것이 공지의 기술이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

상기 종래의 일축 편심 나사 펌프에서는, 스테이터 본체 내에 수증기나 뜨거운 물 등 고온의 유동체를 공급하여, 내면을 세정하는 동시에 살균하는 고온 세정운전을 하는 경우가 있다. 이 때, 스테이터 본체가 팽창하는데, 그 외경측으로의 변형이 외통에 의해 저지되고 있으므로, 내경측으로의 변위량, 즉 겹침 부분(로터의 외면과 스테이터 내면의 겹침)이 커진다. 이 상태에서, 로터를 회전시키면, 스테이터 본체에 대한 로터의 마찰력이 과대해져서, 스테이터 본체에 이상 마모가 발생하거나 로터가 손상하는 경우가 있다. 또, 로터를 회전시킬 수 없게 되는 경우도 있을 수 있다.

한편, 이러한 사태를 회피하기 위해, 고온 세정운전시에도 로터를 회전할 수 있도록 스테이터의 내면과 로터의 외면 사이에 보다 큰 틈을 형성해 두는 것도 생각할 수 있지만, 그 경우에는 통상운전시의 토출압이 작아져서 원하는 토출량을 얻을 수 없다.

특허문헌 1: 일본공개특개 2011－256748호 공보

본 발명은, 통상운전시에 유동물을 원하는 토출압으로 이송할 수 있는 동시에, 스테이터에 이상 마모를 발생시키지 않고 고온으로 세정 및 살균하며, 또 주위 분위기에 노출되어 잡균 등이 침입할 염려를 없애서 세정 후의 환경을 유지할 수 있는 일축 편심 나사 펌프를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로, 케이싱과, 상기 케이싱에 일단부가 접속되어 내주면이 암나사형으로 형성된 스테이터와, 상기 스테이터에 삽입 통과 가능하고, 수나사형의 축체로 이루어지는 로터와, 상기 스테이터의 타단부에 접속되는 엔드 스터드를 구비한 일축 편심 나사 펌프로서, 상기 스테이터는, 스테이터 본체와 그 외주부에 탈부착 가능하도록 배치되는 외통으로 이루어지며, 상기 스테이터 본체와 상기 케이싱의 접속부분, 및 상기 스테이터 본체와 상기 엔드 스터드의 접속부분에 적어도 외부로부터 이물질의 침입을 방지하는 폐쇄 구조를 갖춘 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프를 제공한다.

이 구성에 의해, 스테이터 본체 내를 가열 유체로 세정, 살균하는 경우, 스테이터 본체로부터 외통을 떼어낼 수 있다. 이에 따라, 고온의 유체를 유동시켰다고 해도, 스테이터가 외경 방향으로 팽창 가능해지고, 내경측으로의 팽창에 따른 로터로의 가압접촉이 억제된다. 따라서, 고온 세정시에도 스테이터와의 접촉압이 증대하여 겹침 부분이 필요 이상으로 커지는 경우가 없다. 또, 외통을 탈착하는 작업 동안이나 외통을 떼어낸 후에도, 폐쇄 구조에 의해 외부로부터의 잡균 등의 침입이 방지되므로, 세정 후의 환경을 지속시킨 채로 세정운전과 통상운전을 전환할 수 있다.

상기 폐쇄 구조는, 상기 스테이터의 양단부에서 외부로 새는 것을 방지하는 씰 구조인 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 통상운전시 및 세정운전시의 어느 경우에도 기밀성을 유지할 수 있고, 이송하는 유동물이 약품 등이어도 주위에 누설하여 오염시킬 염려가 없다.

상기 스테이터 본체는 고무 또는 수지 재료로 이루어지고, 상기 외통은 금속재료로 이루어지는 것이 바람직하다.

이 구성에 따라, 통상운전시에는 금속재료로 이루어지는 외통에 의해서, 스테이터 본체의 변형이 억제되고, 겹침 부분을 적정하게 유지할 수 있으므로, 로터의 회전으로 유동물을 이송할 때의 토출압을 원하는 수치로 할 수가 있다.

상기 폐쇄 구조는, 상기 엔드 스터드 및 상기 스테이터의 접속부분에 형성한 턱부와, 양 턱부를 서로 맞닿게 한 상태로 유지하는 제1 클램프와, 상기 케이싱 및 상기 스테이터의 접속부분에 형성한 턱부와, 양 턱부를 서로 맞닿게 한 상태로 유지하는 제2 클램프를 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 턱부의 단면끼리 맞닿게 하여 클램프를 장착하는 것만으로 간단하게 폐쇄 상태를 얻을 수 있다. 또, 클램프를 떼어내는 것만으로 간단하게 스테이터 본체를 교환할 수가 있다.

상기 스테이터의 양단부에는 금속재료로 이루어지는 어댑터가 장착되고, 상기 각 어댑터는 상기 턱부를 각각 구성하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 내면 구조가 복잡한 스테이터에 간단하게 턱부를 형성할 수 있다. 또, 스테이터가 마모로 인해 교환이 필요하게 되면, 어댑터를 떼어내어 재이용할 수도 있다.

상기 케이싱과 상기 엔드 스터드를 연결하는 스테이 볼트와, 상기 스테이 볼트에 외장되어 상기 케이싱과 상기 엔드 스터드에 각각 맞닿아 양자를 일정 간격으로 유지하는 스페이서를 갖추는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 외통을 떼어낸 상태라도, 케이싱과 엔드 스터드의 간격을 스페이서에 의해 일정 수치로 유지할 수 있고, 스테이터 본체를 원하는 압축 상태로 유지하는 것이 가능해진다.

상기 외통은, 둘레방향으로 분할된 복수의 커버로 이루어지고, 상기 커버의 간격을 조정하는 조정 수단을 갖추는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 스테이터 본체로부터 커버를 분해하지 않고, 조정 수단으로 간격을 넓히는 것만으로 스테이터 본체의 외경 방향으로의 팽창을 허용할 수 있다.

상기 스테이터 본체의 외경측으로의 팽창 정도를 검출하는 검출 수단과, 상기 검출 수단에서의 검출치에 근거하여 상기 조정 수단을 구동 제어하고 상기 커버의 간격을 자동 조정시키는 제어 수단을 갖추는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 스테이터 본체의 외경 방향으로의 팽창 정도에 따라서 커버의 간격을 자동으로 조정할 수 있기 때문에, 작업자가 통상운전시 및 세정·살균시별로 판단하여 작업할 필요가 없어서 편리하다.

본 발명에 의하면, 스테이터 본체 내를 가열 유체로 세정, 살균하는 경우, 스테이터 본체로부터 외통을 떼어낼 수가 있으므로, 스테이터 본체가 열팽창 하여도 외경측으로의 변형이 가능하게 되어, 로터의 회전이 방해되는 경우가 없다. 이 때문에, 통상운전시 및 세정·살균시의 어느 경우에도, 스테이터 본체에 로터가 압접하여 이상 마모를 발생시키는 경우가 없다. 게다가, 폐쇄 구조를 갖추고 있으므로, 스테이터 본체를 분해할 필요가 없고, 세정 후의 환경을 지속시킨 채로, 세정운전에서 통상운전으로 전환할 수 있다.

도 1의 (a)는 본 실시예와 관련된 일축 편심 나사 펌프의 개략 평면도, (b)는 그 A－A선 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 일축 편심 나사 펌프의 개략 정면도이다.
도 3은 도 1(b)의 케이싱과 스테이터를 분해한 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 도 3에서 케이싱과 스테이터를 접속시킨 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 5는 도 4에서 스테이 볼트로 조인 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 6은 도 1(b)의 스테이터와 엔드 스터드를 분해한 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 7은 도 6에서 스테이터와 엔드 스터드를 접속시킨 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 8은 도 7에서 스테이 볼트를 조인 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 9는 도 1의 클램프를 나타내는 개략 정면도이다.
도 10의 (a)는 다른 실시예와 관련된 스테이터 본체의 일단부를 나타내는 측면도, (b)는 그 일부를 나타내는 정면 단면도이다.
도 11의 (a)는 다른 실시예와 관련된 일축 편심 나사 펌프의 개략 정면도, (b)는 제1 지지 프레임을 나타내는 측면도, (c)는 제2 지지 프레임을 나타내는 측면도이다.
도 12는 다른 실시예와 관련된 일축 편심 나사 펌프의 개략 정면도이다.
도 13은 다른 실시예와 관련된 외통의 지지 구조를 나타내는 개략 설명도이다.
도 14는 다른 실시예와 관련된 외통의 지지 구조를 나타내는 개략 설명도이다.
도 15는 다른 실시예와 관련된 외통을 나타내는 개략 설명도이다.

이하, 본 발명과 관련된 실시예를 첨부 도면에 따라 설명한다. 또, 이하의 설명에서는 필요에 따라서 특정 방향이나 위치를 나타내는 용어(예를 들면, 「상」, 「하」, 「측」, 「단」을 포함하는 용어)를 사용하지만, 이들 용어의 사용은 도면을 참조한 발명의 이해를 쉽게 하기 위함이며, 이들 용어의 의미에 따라 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 설명은, 본질적으로 예시에 지나지 않고, 본 발명, 그 적용물, 혹은 그 용도를 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다. 게다가, 도면은 모식적인 것이고, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상위하다.

도 1은, 본 실시예와 관련된 일축 편심 나사 펌프를 나타낸다. 이 일축 편심 나사 펌프는, 케이싱(1)의 일단측에 설치한 구동기(도시하지 않음)와, 타단측에 설치한 스테이터(2), 로터(3) 및 엔드 스터드(4)를 구비한다.

케이싱(1)은 금속재료를 통형상으로 한 것으로, 커플링 로드(5)가 수용되어 있다. 커플링 로드(5)의 일단부는 커플링(6)에 접속되어, 구동기로부터 동력이 전달되도록 되어 있다. 또, 케이싱(1)의 일단측 외주면에는 접속관(7)이 접속되어, 도시하지 않은 탱크 등으로부터 유동물(예를 들면, 마가린, 된장 등 점성이 높은 식품 등)의 공급이 가능하도록 되어 있다. 또, 케이싱(1)의 타단 개구부에는 외경 측으로 신장시키는 턱부(8)가 형성되어 있다.

스테이터(2)는, 외통(9)과 그 내면에 밀착한 상태로 배치되는 스테이터 본체(10)로 구성되어 있다.

외통(9)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 금속재료(예를 들면, 스테인리스강 등)로 이루어지는 상 커버(27)와 하 커버(28)로 구성되어 있다. 양 커버(27, 28)는, 반원통부(27a, 28a)와 그 양측 테두리부에서 외측으로 늘어나는 신장부(27b, 28b)로 이루어진다. 외통(9)은 상 커버(27) 및 하 커버(28)의 반원통부(27a, 28a)를 스테이터(2)의 외주 상하에 각각 배치하고, 신장부끼리 서로 대향시킨 상태로, 신장부(27b, 28b)에 형성한 관통홀을 이용하여 볼트(38a) 및 너트(38b)로 조인다. 이에 따라, 신장부끼리 맞닿아서 반원통부(27a, 28a)가 스테이터(2)의 외주면에 밀착한다. 그리고 이 상태로, 로터(3)를 회전시켜서 유동물을 이송하는 통상운전에서는, 금속재료로 이루어지는 외통(9)에 의해 스테이터 본체(10)의 변형이 억제되어, 겹침 부분을 적정하게 유지할 수 있다. 따라서, 유동물을 이송할 때의 토출압을 원하는 수치로 할 수 있다.

여기서, 케이싱(1)과 스테이터(2)의 접속, 및 스테이터(2)와 엔드 스터드(4)의 접속에 대해서 도 3 내지 도 8을 참조하면서 상술한다.

외주부에 외통(9)을 장착한 스테이터 본체(10)의 양단부에 어댑터(12a, 12b)를 각각 장착한 상태에서는, 도 3 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 링부(11a, 11b)의 선단 부분이 어댑터(12a, 12b)의 턱부(14a, 14b)로부터 밀려나와 있다. 이 상태에서, 각 어댑터(12a, 12b)의 단면에 케이싱(1)의 턱부(8), 엔드 스터드(4)의 턱부(18)를 각각 맞닿게 한다. 링부(11a, 11b)는 턱부(8)의 환상 오목부(8b), 턱부(18)의 환상 오목부(18b)에 각각 위치한다. 턱부(8)의 환상 돌부(8a), 턱부(18)의 환상 돌부(18a)는 링부(11a, 11b)의 제1 환상 오목부(14a1, 14b1)에 각각 위치한다. 그리고, 링부(11a, 11b)가 각 턱부(8, 18)의 환상 오목부(8b, 18b)에 밀려 들어가 탄성 변형하고, 일부가 스테이터 본체(10)의 축방향으로의 변위를 초래한다. 이에 따라, 도 4 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 외통(9)이 어댑터(12a, 12b)로부터 이간한다.

이어서, 어댑터(12a, 12b)와 각 턱부(8, 18)에 제1 클램프(15), 제2 클램프(16)를 각각 장착하여, 스테이터 본체(10)와 엔드 스터드(4) 및 케이싱(1)과의 접속을 강고하게 한다. 그리고, 스테이 볼트(19)에 대해서 너트(22)를 조이고, 지지편(20)을 통해서 외통(9)을 케이싱(1)과 엔드 스터드(4) 사이에 끼워진다. 이에 따라, 도 5 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 스테이터 본체(10)가 축방향으로 압축된다. 그리고, 링부(11a)의 단면이 엔드 스터드(4)의 환상 오목부(18b)의 내단면에 가압접촉된다. 또, 링부(11b)의 단면이 케이싱(1)의 턱부(8)에 형성한 환상 오목부(8b)의 내단면에 가압접촉된다. 이에 따라, 접속부분에 원하는 기밀성을 확보할 수 있고, 통상운전시·세정운전시의 어느 경우에도, 액체누출이나 주위 분위기에 노출됨에 따른 잡균의 침입이 방지된다.

스테이터 본체(10)는 적절하게 이송하는 재료에 따라서 선택되는 고무, 수지 등의 탄성 재료(예를 들면, 실리콘 고무, 실리콘 오일을 함유하는 화장품 등에서는 불소 고무)를 통형상(예를 들면, 원통 형상)으로 형성한 것이다. 스테이터(2)의 중심홀은 그 내주면이 n줄로 일단 혹은 다단의 암나사 형상으로 되어 있다. 스테이터 본체(10)의 양단부에는, 약간 외경 치수가 커진 링부(11a, 11b)가 형성되고, 이 링부(11a, 11b)를 이용해서 어댑터(12a, 12b)가 각각 장착되어 있다.

어댑터(12a, 12b)는 스테인리스 등의 금속재료로 이루어지고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 통형상부(13a, 13b)와, 이 통형상부(13a, 13b)의 일단에서 외경측으로 돌출하는 턱부(14a, 14b)로 구성되어 있다. 턱부(14a, 14b)에는, 그 단면으로부터 순서대로, 제1 환상 오목부(14a1, 14b1)와, 이보다 내경 치수가 작은 제2 환상 오목부(14a2, 14b2)가 형성되어 있다. 스테이터 본체(10)로의 어댑터(12a, 12b) 장착은, 스테이터 본체(10)가 탄성 재료로 구성되어 있으므로, 그 링부(11a, 11b)를 내경측으로 탄성변형 시키면서 실시한다.

어댑터(12a)는, 그 턱부(14a)를 후술하는 엔드 스터드(4)의 턱부(18)에 맞닿게 한 상태로 제1 클램프(15)에 의해 유지된다. 제1 클램프(15)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 지지축부(15a)에 각각 회전이동 가능하도록 연결한 한 쌍의 반원형상 클램프부(15b, 15c)로 이루어지고, 양 클램프부(15b, 15c)를 환상으로 한 상태로 고정하는 클립부(15d)를 구비하고 있다. 양 클램프부(15b, 15c)는, 환상으로 한 상태로 내주면에 형성되는 환상홈(도시하지 않음)에서, 어댑터(12a)의 턱부(14a)와 엔드 스터드(4)의 턱부(18)를 유지한다. 또, 어댑터(12b)는 그 턱부(14b)를 상기 케이싱(1)의 턱부(8)에 맞닿게 한 상태로, 상기 제1 클램프(15)와 같은 구성의 제2 클램프(16)에 의해 유지된다.

제1 클램프(15) 및 제2 클램프(16)는 모두 어댑터(12a, 12b)와 같은 금속재료(여기에서는, 스테인리스강)로 구성되어 있다. 즉, 동질의 경질 재료로 이루어지는 어댑터(12a, 12b)와 제1 클램프(15), 제2 클램프(16)를 직접 접촉시킬 수 있다. 이에 따라, 수지, 고무 재료 등으로 이루어지는 스테이터 본체와, 금속재료로 이루어지는 제1 클램프(15) 또는 제2 클램프(16)를 직접 접촉시키는 경우와 같이 변형하는 부분이 없고, 유지 상태를 안정시킬 수 있다. 이로 인해, 접속부분에서 위치가 어긋남을 방지하고, 경질의 금속재료로 이루어지는 어댑터(12a, 12b)의 턱부(14a, 14b), 케이싱(1)의 턱부(8), 및 엔드 스터드(4)의 턱부(18)에 대한, 연질의 고무 또는 수지 재료로 이루어지는 스테이터 본체(10)의 압접 상태를 원하는 상태로 할 수 있다. 이 결과, 각 접속부분에서의 기밀성이 유지되고, 통상운전시 및 세정운전시의 어느 경우에도, 누액이나 주위 분위기에 노출됨에 따른 잡균의 침입이 방지된다.

또한, 상기 스테이터 본체(10)의 양단부에 형성한 링부(11a, 11b)에는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 금속제 링(39)을 내장시키도록 해도 좋다(단, 도 10에서는, 링부(11a)측만 도시). 이에 의하면, 상기 클램프(15 및 16)에 의한 클램프 상태를 한층 더 강고한 것으로 하여, 접속부분의 기밀성을 더욱 높일 수가 있다. 또, 금속제 링(39)과 어댑터(12a, 12b)를 병용한 구성뿐만 아니라, 링(39)에 어댑터(12a 또는 12b)의 기능을 갖게 함으로써, 어댑터(12a 또는 12b) 중 적어도 어느 일방을 생략한 구성을 채용할 수도 있다.

로터(3)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 금속재료로 이루어지는 축체를 n－1줄로 일단 혹은 다단의 수나사 형상으로 한 것이다. 로터(3)는, 스테이터(2)의 중심홀 내에 배치되어, 그 길이방향으로 연결된 이송 공간(17)을 형성한다. 로터(3)의 일단부는 케이싱측의 커플링 로드(5)에 연결되고, 구동기(도시하지 않음)로부터의 구동력에 의해 스테이터(2)의 내측에서 자전하는 동시에, 스테이터(2)의 내주면을 따라서 공전한다. 즉, 로터(3)는 스테이터(2)의 중심홀 내에서 편심 회전함으로써, 이송 공간(17) 내의 재료를 길이방향으로 이송할 수 있게 되어 있다.

엔드 스터드(4)는 금속재료를 통형상으로 한 것이다. 엔드 스터드(4)의 일단 개구부에는 바깥쪽으로 넓어진 턱부(18)가 형성되어 있다. 이 턱부(18)는, 상술한 바와 같이, 어댑터(12a)의 턱부(14a)에 맞닿은 상태로, 제1 클램프(15)에 의해 유지된다.

엔드 스터드(4)와 상기 케이싱(1)은 스테이 볼트(19)에 의해 서로 연결되어 있다. 즉, 엔드 스터드(4) 및 케이싱(1)의 외주면에는, 각각 축심을 중심으로 하는 점대칭 위치 2곳에 지지편(20)이 형성되어 있다. 스테이 볼트(19)는, 금속재료(예를 들면, 스테인리스강)로 이루어지는 통형상의 스페이서(21)를 외장한 상태로, 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)의 각 지지편(20)에 관통되고, 일단부에 너트(22)가 나사결합된다. 이 경우, 스테이터 본체(10)에서 외통(9)을 떼어낸 상태로 너트(22)를 조이면, 스페이서(21)가 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)의 지지편(20)에 맞닿는다. 이 때문에, 그 이상 너트(22)를 조일 수가 없게 되고, 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)의 간격이 일정한 수치로 유지된다. 한편, 스테이터 본체(10)에 외통(9)을 장착한 상태로 너트(22)를 조이면, 스페이서(21)가 지지편(20)에 맞닿기 전에 외통(9)이 스테이터 본체(10)의 양단부에 각각 장착한 어댑터(12a, 12b)의 통형상부(13a, 13b)에 맞닿는다. 이 때문에, 그 이상 너트(22)를 조일 수가 없게 되고, 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)의 간격이 상기 스페이서(21)에 의해 유지되는 간격보다(약 1mm) 넓은 일정 수치로 유지된다.

그 다음, 상기 구성으로 이루어지는 일축 편심 나사 펌프의 동작에 대해 설명한다.

탱크 등으로부터 유동물을 토출시키는 경우, 도시하지 않은 구동기를 구동하여, 커플링(6) 및 커플링 로드(5)를 통해서 로터(3)를 회전시킨다. 이에 따라, 스테이터(2)의 내주면과 로터(3)의 외주면에 의해 형성되는 이송 공간(17)이 이들의 길이방향으로 이동한다. 이로 인해, 탱크로부터 토출된 유동물이 이송 공간(17)으로 흡수되어 엔드 스터드(4)로 이송된다. 그리고, 엔드 스터드(4)에 도달한 유동물은 다시 다른 장소로 이송된다.

그런데, 상기 일축 편심 나사 펌프에서는, 유동물의 이송을 정지했을 때, 스테이터(2) 내에 유동물이 잔류하고, 그대로 방치하면 위생상 바람직하지 않은 경우가 있다. 또, 이 잔류물이 내면에 부착하는 경우도 있다. 이 때문에, 스테이터(2) 내의 세정 및 살균 작업이 필요하다. 여기에서는, 생산 설비를 분해하지 않고, 간단한 조작으로 안전하게 자동 세정하는 정치 세정(CIP：Cleaning in Place)이나, 기기, 배관류를 제조시의 상태로부터 분해하지 않고 살균하는 정치 살균(SIP：sterilizing in place)을 실시한다. 이에 따르면, 주위 분위기의 잡균 등이 침입할 우려가 없고 위생적이다.

예를 들면, SIP를 실시하는 경우, 스테이터(2)의 외주로부터 외통(9)을 떼어낸다. 그리고, 수증기 또는 가압 열수(가열 유체)를 공급하고, 구동기를 구동하여 로터(3)를 회전시킨다. 이 때, 스테이터(2)는 열에 의해 팽창하지만, 외통(9)이 떼어져 있으므로 외경측으로 팽창할 수 있고, 내면측으로의 팽창을 억제할 수 있다. 이 때문에, 로터(3)의 회전이 방해되지 않고, 로터(3)의 회전에 의해 이송 공간(17)을 이동시킴으로써 가열 유체를 원활하게 유동시켜, 스테이터(2)의 내면을 세정 및 살균할 수가 있다.

그 후, SIP가 종료하고, 시간이 경과하여 일축 편심 나사 펌프가 냉각됨에 따라, 스테이터 본체(10)가 원래 형상으로 복귀하면, 그 외주부에 외통(9)을 장착하여 본래 유동물의 이송을 재개할 수가 있다.

이와 같이, 상기 실시예와 관련된 일축 편심 나사 펌프에 의하면, 가열 유체를 공급할 때에는, 외통(9)을 떼어내도록 하고 있다. 따라서, 가열 유체에 의한 스테이터 본체(10)의 외경측으로의 팽창을 허용할 수 있다. 이 때문에, 스테이터 본체(10)가 내경측으로 팽창하여 로터(3)의 회전이 방해되는 경우가 없고, 가열 유체를 공급하여 스테이터(2) 내를 세정 및 살균할 수가 있다. 또, 스테이터 본체(10)의 양단부는, 항상 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)에 기밀 상태로 접속된 상태를 유지하므로, 주위 분위기 중의 잡균 등이 내부 공간으로 침입하는 경우가 없고, 살균 후의 청결한 환경을 유지할 수 있다.

또, 세정 및 살균시, 스테이터 본체(10)의 외경측으로의 열팽창이 가능하기 때문에, 내경측으로의 열팽창을 고려하여 스테이터의 내면과 로터 외면의 틈을 크게 할 필요가 없다. 이 때문에, 열팽창 하지 않는 통상의 운전 상태에서, 스테이터 본체(10)의 내면과 로터(3) 외면과의 접촉압과, 겹침 부분(스테이터 본체(10)의 내면과 로터(3) 외면의 겹침)을 적정한 값으로 할 수 있다. 따라서, 통상운전시의 유동물의 이송을, 토출압이 원하는 수치가 되도록 효율적으로 실시할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은, 상기 실시예에 기재된 구성에 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 변경이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시예에서는, 일축 편심 나사 펌프를 옆(수평 방향)으로 배치하도록 했지만, 세로(수직 방향)로 배치함으로써 유동물을 아래쪽으로 이송하도록 해도 좋다.

또, 상기 실시예에서는, 일축 편심 나사 펌프, 특히 스테이터(2)의 지지 구조에 대해서 특별히 언급하지 않았지만, 다음과 같은 구성으로 해도 좋다.

즉, 도 11에서는, 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)은 베이스에 고정되는 제1 지지 프레임(23)에 지지되어 있다. 제1 지지 프레임(23)은, 저면부(23a)와 양측면부(23b, 23c)로 이루어지고, 저면부의 중앙을 베이스로 나사 고정되며, 양측면부를 통해서 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)에 볼트가 나사결합되어 있다. 또, 스테이터(2)는 베이스에 고정되는 제2 지지 프레임(24)에 지지되어 있다. 제2 지지 프레임(24)은, 양측면부(24a, 24b)와 그 상단부를 연결하는 상면부(24c)로 이루어진다. 양측면부(24a, 24b)의 하단부는 수평 방향으로 구부러져 베이스에 나사 고정되어 있다. 또, 일방의 측면부의 내측면에는 외통(9)에 맞닿는 볼록부(25)가 일체화되어 있다. 타방의 측면부에는 외면으로부터 나비 나사(26)가 나사결합되고, 그 선단 부분을 외통(9)에 맞닿게 하고 있다. 나비 나사(26)의 나사결합 위치를 변화시킴으로써, 선단 부분의 외통(9)으로의 압부력(押付力)을 조정할 수 있게 되어 있다.

또, 도 12에 나타내는 바와 같이, 외통(9)을 구성하는 상 커버(27)와 하 커버(28)를 끼움 부재(29)에 의해 유지하도록 해도 좋다. 끼움 부재(29)는, 상 커버(27) 및 하 커버(28)의 신장부(27b, 28b)를 상하로 겹친 상태로 끼우는 상플레이트(30)와 하플레이트(31)를 구비한다. 하플레이트(31)에는 연결봉(32)을 통해서 장착 플레이트(33)가 일체화되어 있다. 장착 플레이트(33)는 베이스에 나사 고정 되어 있다. 끼움 부재(29)의 상플레이트(30)와 하플레이트(31)는, 외통(9)의 상 커버(27)와 하 커버(28)의 신장부(27b, 28b)를 끼움 상태로, 볼트(38a)를 삽입 통과하여 너트(38b)가 나사결합된다. 너트(38b)를 조임으로써, 외통(9)의 상 커버(27)와 하 커버(28)를 강고하게 고정할 수 있다.

또, 도 13에 나타내는 바와 같이, 하 커버(28)의 신장부(28b)의 하면을 지지대(34)로 지지하고, 상 커버(27)의 신장부(27b)의 상면에 가압부(35)를 누르도록 해도 좋다. 가압부(35)는, 유압 실린더(36)에 의해 승강 가능하도록 되어 있다. 이에 의하면, 스테이터 본체(10) 내를 가열 유체로 세정 및 살균할 때, 유압 실린더(36)를 구동하여 가압부(35)를 상승시킴으로써, 상 커버(27)에 의한 스테이터 본체(10)의 유지상태를 해제한다. 이에 따라, 스테이터 본체(10) 내에 가열 유체를 공급하여도, 열팽창에 의해 스테이터 본체(10)를 외경측으로 변형시킬 수 있다. 따라서, 스테이터 본체(10)의 내면이 내측으로 팽창하여 로터(3)의 회전을 방해하지 않는다. 이 결과, 스테이터 본체(10) 내에서, 로터(3)를 회전시켜 가열 유체를 이송할 수 있다. 또, 가압부(35)의 승강에는, 유압 실린더(36)에 한정하지 않고, 공기압 실린더, 솔레노이드, 모터 등 여러 가지 구동 수단을 채용할 수 있다. 또, 상 커버(27)는 신장부(27b)에 관통홀을 형성하여 가이드축을 삽입 통과하고, 가압부(35)를 상승시켰을 때의 이동 범위를 규제해 두면 좋다.

또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 상기 가압부(35)를 대신해서, 도시하지 않은 유압 실린더 등에 의해 구동하는 문형의 가이드 부재(37)를 아래쪽으로 변위시킴으로써, 상 커버(27)를 하 커버(28)에 누르도록 해도 좋다.

또, 도시하지 않았지만, 상 커버(27)와 하 커버(28)의 간격을 조정할 수 있도록 해도 좋다. 즉, 상 커버(27)의 신장부(27b)와 하 커버(28)의 신장부(28b)에 각각 나사구멍을 형성한다. 그리고, 양단측에서 나사골 방향이 상위한 양 나사볼트를 각 나사구멍에 나사결합한다. 이에 따라, 양 나사볼트를 회전시키면, 상 커버(27)와 하 커버(28)가 분리된다.

이 경우, 양 나사볼트를 도시하지 않은 모터 등의 구동 수단으로 회전시키도록 해도 좋다. 그리고, 일축 편심 나사 펌프의 세정 및 살균 처리를 개시할 때, 자동적으로 상기 구동 수단을 구동해서 양 나사볼트를 회전시키고, 상 커버(27)와 하 커버(28)의 간격을 넓히도록 하는 것이 바람직하다. 이 동작은, 예를 들면, 스테이터 본체(10)의 온도를 검출하는 온도 센서나 스테이터 본체(10)의 팽창 정도를 검출하는 압력 센서 등의 검출 장치에서의 검출 신호에 근거하여 자동으로 실시하도록 해도 좋다. 예를 들면, 검출 장치에서의 검출 신호를 제어장치에 넣고, 그 검출치가 미리 설정한 수치를 초과하는지 여부 등에 근거하여 단계적으로 상 커버(27)와 하 커버(28)의 간격을 변경하면 좋다. 이에 따르면, 일손의 필요 없이 세정 및 살균시의 스테이터 본체(10)의 팽창에 의해 로터(3)의 회전이 멈추지 않도록 상 커버(27)와 하 커버(28)의 간격을 자동으로 조정할 수가 있다.

또한, 이러한 상 커버(27)와 하 커버(28)의 간격의 자동조정은, 양 나사 볼트에 의해 실시하도록 했지만, 예를 들면, 도 2 및 도 12에 나타낸 것 같은 볼트(38a)와 너트(38b)에 의해 실시할 수도 있다. 또, 이 외에, 도 13이나 도 14에 나타내는 구성이어도 마찬가지로 자동조정 기능을 갖게 할 수 있다.

또, 외통(9)은 상 커버(27)와 하 커버(28)의 2분할로 한정되지 않고, 둘레방향으로 분할한 복수의 커버로 구성하면, 그 분할수는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 15(a)에서는, 외통(9)이 둘레방향으로 3분할되고, 도 15(b)에서는 4분할된 것이 도시되어 있다.

1…케이싱
2…스테이터
3…로터
4…엔드 스터드
5…커플링 로드
6…커플링
7…접속관
8…턱부
9…외통
10…스테이터 본체
11a, 11b…링부
12a, 12b…어댑터
13a, 13b…통형상부
14a, 14b…턱부
15…제1 클램프
15a…지지축부
15b, 15c…클램프부
15d…클립부
16…제2 클램프
17…이송 공간
18…턱부
19…스테이 볼트
20…지지편
21…스페이서
22…너트
23…제1 지지 프레임
24a, 24b…측면부
24c…상면부
24…제2 지지 프레임
25…볼록부
26…나비 나사
27…상 커버
27a…반원통부
27b…신장부
28…하 커버
28a…반원통부
28b…신장부
29…끼움 부재
30…상플레이트
31…하플레이트
32…연결봉
33…장착 플레이트
34…지지대
35…가압부
36…유압 실린더
37…가이드 부재
38a…볼트
38b…너트
39…링

Claims (7)

1. 케이싱과,
   상기 케이싱에 일단부가 접속되어 내주면이 암나사형으로 형성된 스테이터와,
   상기 스테이터에 삽입 통과 가능하고, 수나사형의 축체로 이루어지는 로터와,
   상기 스테이터의 타단부에 접속되는 엔드 스터드를 구비한 일축 편심 나사 펌프로서,
   상기 스테이터는, 스테이터 본체와, 그 외주부에 배치되며 상기 케이싱 및 상기 엔드 스터드와는 독립하여 탈부착 가능한 외통으로 이루어지며,
   상기 스테이터 본체와 상기 케이싱의 접속부분, 및 상기 스테이터 본체와 상기 엔드 스터드의 접속부분에, 상기 스테이터의 양단부로부터의 외부에의 누설을 방지하는 씰 구조를 가짐과 동시에, 상기 스테이터 본체로부터 상기 외통을 떼어낸 상태에서 상기 씰 구조에 의한 씰 상태를 유지하는 폐쇄 구조를 갖춘 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스테이터 본체는 고무 또는 수지 재료로 이루어지고, 상기 외통은 금속재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 폐쇄 구조는, 상기 엔드 스터드 및 상기 스테이터의 접속부분에 형성한 턱부와, 양 턱부를 상호 맞닿게 한 상태로 유지하는 제1 클램프와, 상기 케이싱 및 상기 스테이터의 접속부분에 형성한 턱부와, 양 턱부를 상호 맞닿게 한 상태로 유지하는 제2 클램프를 구비하는 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 케이싱과 상기 엔드 스터드를 연결하는 스테이 볼트와,
   상기 스테이 볼트에 외장되어 상기 케이싱과 상기 엔드 스터드에 각각 맞닿아 양자를 일정 간격으로 유지하는 스페이서를 갖춘 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
5. 제1항에 있어서,
   상기 외통은, 둘레방향으로 분할된 복수의 커버로 이루어지고,
   상기 커버의 간격을 조정하는 조정 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
6. 제5항에 있어서,
   상기 스테이터 본체의 외경측으로의 팽창 정도를 검출하는 검출 수단과,
   상기 검출 수단에서의 검출치에 근거하여 상기 조정 수단을 구동 제어하여 상기 커버의 간격을 자동 조정시키는 제어 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
   
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