KR101859313B1 - 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 지름 방향으로 팽창 및 수축이 가능하다.

Description

일축 편심 나사 펌프{UNIAXIAL ECCENTRIC SCREW PUMP}

본 발명은 일축 편심 나사 펌프에 관한 것이다.

종래, 일축 편심 나사 펌프로서, 스테이터를 스테이터 본체와 외통으로 구성하고, 스테이터 본체로부터 외통을 쉽게 분리할 수 있도록 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 경우가 있다. 이 때, 스테이터 본체가 팽창하는데, 그 외경측으로의 변형이 외통에 의해 저지되기 때문에, 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 손상되는 경우가 있다. 또, 로터를 회전시킬 수 없게 되는 경우도 있을 수 있다. 이 때문에, 스테이터 본체와 외통 사이에 끼움쇠(shim)을 배치하여 겹침 부분을 조정하고 있다.

그러나 겹침 부분의 조정작업이 복잡하고, 일손을 통해서 실시해야 하는 번거로움이 있으며, 또 운전 형태(통상운전과 세정운전)를 전환할 때마다 조정할 필요도 있기 때문에, 그 개선이 요구되고 있다.

특허문헌 1: 일본특허공개 2012－137038호 공보

본 발명은, 로터의 회전에 의해 스테이터에 이상 마모를 발생하게 하는 경우가 없을 뿐만 아니라, 복잡하고 번거로운 조정작업이 필요 없이 스테이터 내를 고온으로 세정 및 살균할 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 지름 방향으로 팽창 및 수축 가능한 일축 편심 나사 펌프를 제공한다.

이 구성에 의해, 고온의 유체를 유동시켰다고 해도, 스테이터가 외경 방향으로 팽창 가능하고, 내경측으로의 팽창에 의한 로터로의 가압접촉이 억제된다. 따라서, 로터에 대한 스테이터의 겹침 부분을 조정하지 않고 스테이터에 대해서 로터를 상대적으로 축심 둘레로 회전시켰다고 해도, 스테이터와의 접촉압이 증대하여 겹침 부분이 필요 이상으로 커지는 경우가 없다. 즉, 번거로운 조정작업이 불필요하고, 스테이터의 이상 마모의 발생을 억제할 수가 있다.

상기 스테이터는, 일단부와 케이싱의 접속 부분, 및 타단부와 엔드 스터드의 접속 부분에 적어도 외부로부터 이물질의 침입을 방지하는 폐쇄 구조를 갖추는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 폐쇄 구조로 인해 스테이터 내부로 주위 분위기에 포함되는 잡균 등이 침입할 우려도 없고, 세정 후의 환경을 지속시킬 수 있다. 스테이터를 분해할 필요가 없기 때문에, 작업성을 향상시킬 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 누설되어 오염될 염려가 없다.

상기 스테이터는, 고무 재료로 이루어지는 스테이터 본체와, 상기 스테이터 본체의 외주부에 밀착 상태로 배치되고, 상기 고무 재료보다 경질인 수지 재료로 이루어지는 외통으로 구성되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 통상운전시에는 경질의 외통에 의해 스테이터 본체의 변형이 억제되어 겹침 부분을 적정하게 유지할 수 있으므로, 로터의 회전에 의해 유동물을 원하는 토출압으로 이송할 수가 있다.

상기 스테이터는 스테이터 본체만으로 구성되도록 해도 좋다.

상기 씰 구조는, 상기 스테이터의 양단부에 각각 형성한 제1 턱부 및 제2 턱부와, 상기 스테이터의 일단부의 턱부에 맞닿는 엔드 스터드에 형성한 제3 턱부와, 상기 스테이터의 타단부의 턱부에 맞닿는 케이싱에 형성한 제4 턱부와, 상기 제1 턱부와 상기 제3 턱부를 클램프하는 제1 클램프와, 상기 제2 턱부와 상기 제4 턱부를 클램프하는 제2 클램프를 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 턱부와 클램프에 의해 원하는 씰 상태를 얻을 수 있다. 또, 클램프를 떼어내는 것만으로, 간단하게 스테이터를 교환할 수 있다.

상기 스테이터의 양단부에는 금속재료로 이루어지는 어댑터가 장착되고, 상기 각 어댑터는 상기 제1 턱부 및 상기 제2 턱부를 각각 구성하는 것이 바람직하다.

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

상기 씰 구조는, 상기 케이싱과 상기 엔드 스터드를 연결하는 스테이 볼트를 포함하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 스테이터를 케이싱과 엔드 스터드 사이에 협지할 수 있고, 원하는 씰 상태를 얻을 수 있게 된다.

상기 스테이 볼트에 외장되고, 상기 케이싱과 상기 엔드 스터드에 각각 맞닿아서 양자를 일정한 간격으로 유지시키는 스페이서를 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 케이싱과 엔드 스터드의 간격을 스페이서로 일정 간격으로 유지할 수 있으므로, 스테이터를 원하는 압축상태로 끼워지게 할 수 있다. 따라서, 스테이터가 외경측으로 부푸는 것을 억제하면서 원하는 씰링 성질을 확보하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따르면, 분해하지 않고 스테이터 내에 가열 유체를 유동시켰다고 해도, 스테이터가 외경 방향으로 팽창하므로, 내부 로터로의 가압접촉을 억제할 수 있다. 따라서, 스테이터의 이상 마모를 발생시키지 않고, 로터의 회전에 의해 가열 유체를 원활하게 이송하여 세정 및 살균이 가능해진다. 이 때, 스테이터를 분해할 필요가 없기 때문에, 주위 분위기에 포함되는 잡균 등이 내부로 침입하지 않고, 살균 효과를 유지할 수 있다. 또, 통상운전에서는, 스테이터의 내면과 로터의 외면의 틈을 여분으로 설정해 둘 필요가 없기 때문에, 유동물을 원하는 토출압으로 효율 좋게 이송할 수 있다.

도 1의 (a)는 본 실시예와 관련된 일축 편심 나사 펌프의 개략 평면도, (b)는 그 A－A선 단면도이다.
도 2는 도 1의 클램프를 나타내는 개략 정면도이다.
도 3의 (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 4는 다른 실시예와 관련된 일축 편심 나사 펌프의 개략 정면도이다.
도 5는 도 1(b)의 케이싱과 스테이터를 분해한 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 6은 도 5에서 케이싱과 스테이터를 접속시킨 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 7은 도 6에서 스테이 볼트로 조인 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 8은 도 1(b)의 스테이터와 엔드 스터드를 분해한 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 9는 도 8에서 스테이터와 엔드 스터드를 접속시킨 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 10은 도 9에서 스테이 볼트를 조인 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
도 11의 (a)는 다른 실시예와 관련된 스테이터 본체의 일단부를 나타내는 측면도, (b)는 그 일부를 나타내는 정면 단면도이다.

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 따라서 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. 또, 도면은 모식적인 것으로서, 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, 마요네즈 등 점성을 갖는 재료 등)이 공급 가능하도록 되어 있다. 또한, 케이싱(1)의 타단 개구부에는 외경측으로 연장되는 턱부(8)가 형성되어 있다. 턱부(8)의 내주연부에는, 도 5에 나타내듯이, 단면으로부터 돌출하는 환상 돌부(8a)가 형성되어 있다. 환상 돌부(8a)의 선단부분으로부터 축심 방향의 소정의 범위에는 환상 오목부(8b)가 형성되어 있다.

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

외통(9)은, 탄성변형(또는 열팽창)이 가능한 수지 재료(예를 들면, PEEK(폴리 에테르 에테르 케톤, polyetheretherketone), PTFE(폴리 테트라 플루오로 에틸렌, polytetrafluoroethylene), POM(폴리아세탈, polyacetal) 등)로 이루어지고, 후술하는 바와 같이, 스테이터 본체(10) 내를 가열증기 등이 유동하여 외경 방향으로 팽창했을 때, 이에 따라서 팽창 가능하도록 되어 있다. 단, 외통(9)에는, 일축 편심 나사 펌프로 유동물을 이송하는 통상의 사용 상태의 온도에서, 적어도 스테이터 본체(10)를 구성하는 고무 재료보다 경도가 높은 것이 사용되고 있다. 이에 따라, 로터(3)가 회전해서 유동물을 이송할 때, 스테이터 본체(10)의 변형을 저지하여 겹침 부분을 적절하게 유지함으로써, 원하는 토출압을 얻는 것이 가능해진다.

스테이터 본체(10)는, 적절하게 이송하는 재료에 따라 선택되는 고무, 수지 등의 탄성 재료(예를 들면, 실리콘 고무, 실리콘 오일을 함유하는 화장품 등에서는 불소 고무)를 통형상(예를 들면, 원통형)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 이용하여 어댑터(12a, 12b)가 각각 장착되어 있다.

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

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 2에 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)으로, 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 수가 있다. 이 때문에, 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. 이에 따라, 접속 부분에서 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 가압접촉 상태를 원하는 상태로 할 수가 있다. 이 결과, 각 접속 부분에서의 기밀성이 유지되어, 통상운전시 및 세정운전시의 어느 경우에도, 액체누출이나 주위 분위기에 노출됨에 따른 잡균의 침입이 방지된다.

또한, 상기 스테이터 본체(10)의 양단부에 형성한 링부(11a, 11b)에는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 금속제의 링(39)을 내장시키도록 해도 좋다(단, 도 11에서는, 링부(11a)측만을 도시). 이에 따르면, 상기 클램프(15 및 16)에 의한 클램프 상태를 한층 더 강고한 것으로 하여, 접속 부분의 기밀성을 더욱 높일 수가 있다. 또, 금속제의 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 한 쪽을 생략한 구성을 채용할 수도 있다.

로터(3)는 금속재료로 이루어지는 축체를 n－1줄로 일단 혹은 다단의 수나사 형상으로 한 것이다. 로터(3)는 스테이터(2)의 중심홀 내에 배치되어 그 길이방향으로 연결된 이송공간(17)을 형성한다. 로터(3)의 일단부는 케이싱측의 커플링 로드(5)에 연결되고, 구동기(도시하지 않음)로부터의 구동력에 의해, 스테이터(2)의 내측에서 자전함과 동시에 스테이터(2)의 내주면을 따라 공전한다. 즉, 로터(3)는 스테이터(2)의 중심홀 내에서 편심 회전함으로써, 이송공간(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. 또, 턱부(18)의 단면에는 상기 케이싱(1)과 같은 환상 돌부(18a)와 환상 오목부(18b)가 형성되어 있다.

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 상태에서, 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)의 각 지지편(20)에 관통되고, 일단부에 너트(22)가 나합된다. 너트(22)를 조임으로써 스테이터(2)를 엔드 스터드(4)와 케이싱(1) 사이에 협지한다. 이 상태에서는, 스페이서(21)에 의해 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)의 간격이 일정 수치로 유지된다. 이 때문에, 스테이터 본체(10)는 필요 이상으로 눌리는 경우가 없고, 원하는 압축 상태로 끼워지게 된다. 이와 같이, 상기 스페이서(21)의 존재에 의해, 스테이터 본체(10)를 필요 이상으로 압축하거나 양단부에 틈이 생기거나 하지 않는다. 단, 외통(9)은 스테이터 본체(10)에 비해 충분히 경질이므로, 이 외통(9)이 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)의 간격을 일정하게 유지하는 역할을 완수할 수 있다면, 스페이서(21)는 반드시 필요한 것은 아니다.

여기서, 케이싱(1)과 스테이터(2)의 접속, 및 스테이터(2)와 엔드 스터드(4)의 접속에 대해서 도 5 내지 도 10을 참조하면서 상술한다.

외주부에 외통(9)을 장착한 스테이터 본체(10)의 양단부에 어댑터(12a, 12b)를 각각 장착한 상태에서는, 도 5 및 도 8에 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 변형하여, 일부가 스테이터 본체(10)의 축방향으로의 변위를 초래한다. 이에 따라, 도 6 및 도 9에 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)의 접속을 강고한 것으로 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 협지한다. 이에 따라, 도 7 및 도 10에 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, 접속 부분에 원하는 기밀성을 확보할 수 있고, 통상운전시·세정운전시의 어느 경우에도, 액체누출이나 주위 분위기에 노출됨에 따른 잡균의 침입이 방지된다.

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. 스테이터(2)의 내주면과 로터(3)의 외주면에 의해 형성되는 이송공간(17)이 이들의 길이방향으로 이동한다. 탱크로부터 토출된 유동물이 이송공간(17)에 흡수되어 엔드 스터드(4)로 이송된다. 엔드 스터드(4)에 도달한 후, 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 청소 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, SIP에서는 일축 편심 나사 펌프에 수증기나 가압 열수 등(이하, 총칭하여 가열 유체로 기재한다.)을 공급하고, 구동기를 구동하여 로터(3)를 회전시킨다. 이 때, 가열 유체가 통과하는 스테이터(2)는 열에 의해 팽창한다. 스테이터(2)는, 상술한 바와 같이, 고무 재료로 이루어지는 스테이터 본체(10)와, 그 외주측에 배치된 외통(9)으로 구성되어 있다. 그리고, 스테이터 본체(10) 뿐만 아니라, 외통(9)도 팽창 가능한 재료로 구성되어 있다. 따라서, 가열 유체에 의해 스테이터 본체(10)가 외경측으로 팽창하여도, 외통(9)도 함께 팽창하게 되어 그 변형이 저지되는 경우가 없다. 이 때문에, 스테이터 본체(10)의 내면측으로의 팽창을 억제할 수 있고, 로터(3)의 회전이 방해되지 않는다. 즉, 로터(3)의 회전에 의해 이송공간(17)을 이동시킴으로써, 가열 유체를 원활하게 유동시켜서 스테이터(2)의 내면을 세정 및 살균할 수 있다. 또, 세정운전시, 외통(9)은 길이방향으로도 팽창하고, 일단부가 케이싱(1)의 턱부(8)에 압접하며, 타단부가 엔드 스터드(4)의 턱부(18)에 압접함으로써, 양단부에서의 씰링성질을 향상시킬 수 있게 된다.

SIP 종료 후, 시간이 경과하여 일축 편심 나사 펌프가 냉각되면, 스테이터 본체(10) 및 외통(9)은 모두 수축하여 원래의 형상으로 복귀하고, 본래 유동물의 이송을 재개할 수 있다.

이와 같이, 상기 실시예와 관련된 일축 편심 나사 펌프에 의하면, 가열 유체의 공급에 의해 스테이터 본체(10)가 열팽창하지만, 그 외주측에 배치한 외통(9)도 함께 팽창하도록 하고 있다. 이 때문에, 일축 편심 나사 펌프를 분해하지 않고 가열 유체를 공급하여 내부 공간을 세정 및 살균할 수 있다. 구성부품을 분해할 필요가 없기 때문에, 주위 분위기 중의 잡균 등이 내부 공간으로 침입하지 않고, 살균 효과가 떨어지는 경우도 없다.

또, 세정 및 살균시에 스테이터(2)의 열팽창이 가능하기 때문에, 열팽창 하지 않는 통상의 운전 상태라면, 스테이터 본체(10)의 내면과 로터(3)의 외면의 틈을 여분으로 설정해 둘 필요가 없다. 그리고, 스테이터 본체(10)의 내면과 로터(3) 외면의 접촉압과, 겹침 부분(스테이터 본체(10)의 내면과 로터(3)의 외면의 겹침)을 원하는 수치로 설정할 수가 있다. 따라서, 통상운전시의 유동물의 이송을 원하는 토출압으로 효율적으로 실시하는 것이 가능해진다.

또, 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, 스테이터(2)를 스테이터 본체(10)와 외통(9)으로 구성했지만, 스테이터 본체(10)만으로 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 스페이서(21)를 외장한 스테이 볼트(19)에 의해, 케이싱(1)과 엔드 스터드(4)의 간격을 일정 수치로 유지하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 스테이터(2)를 스테이터 본체(10)만으로 구성하고 있으므로, 내부를 가열 유체가 유동해도 외경 방향으로의 변형이 제약되지 않는다. 따라서, 로터(3)가 스테이터(2)의 내면에 가압접촉하여 스테이터(2)에 이상 마모를 발생시킬 염려가 없다. 또, 스테이터(2)의 양단부에서 케이싱(1)과 엔드 스터드(4) 사이의 씰링성질을 원하는 상태로 유지할 수 있고, 유동물의 누출이나 외부로부터의 잡균의 침입을 방지할 수 있다.

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

즉, 도 3에 나타내는 바와 같이, 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 중앙이 베이스에 나사 고정되며, 양측면부를 통해서 엔드 스터드(4)와 케이싱(1)에 볼트가 나사결합된다. 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 구부러져서 베이스에 나사 고정된다. 또, 일방 측면부의 내측면에는 외통(9)에 맞닿는 볼록부(25)가 일체화되어 있다. 타방의 측면부에는 외면으로부터 나비 나사(26)가 나사결합되고, 그 선단 부분이 외통(9)에 맞닿아 있다. 그리고, 나비 나사(26)를 회전시킴으로써, 선단 부분의 외통(9)에 대한 압부력(押付力)을 조정할 수 있게 되어 있다.

또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 외통(9)을 상반부(27)와 하반부(28)로 구성하고, 이것들을 협지 부재(29)에 의해 유지하도록 해도 좋다. 상반부(27) 및 하반부(28)는, 반원통부(30)와 그 양측 가장자리로부터 측방으로 늘어나는 신장부(31)로 구성되어 있다. 끼움 부재(29)는, 상반부(27) 및 하반부(28)의 신장부(31)를 상하로 겹친 상태를 끼우는 상플레이트(32)와 하플레이트(33)를 구비한다. 하플레이트(33)에는 연결봉(34)을 통해서 장착 플레이트(35)가 일체화되어 있다. 장착 플레이트(35)는 베이스에 나사 고정되어 있다. 끼움 부재(29)의 상플레이트(32)와 하플레이트(33)는, 외통(9)의 상반부(27)와 하반부(28)의 신장부(31)를 끼움 상태로, 볼트가 삽입 통과되어 너트가 나사결합된다. 너트를 조임으로써, 외통(9)의 상반부(27)와 하반부(28)를 강고하게 고정할 수가 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
14a1, 14b1…제1 환상 오목부
14a2, 14b2…제2 환상 오목부
15…제1 클램프
16…제2 클램프
17…이송공간
18…턱부
19…스테이 볼트
20…지지편
21…스페이서
22…너트
23…제1 지지 프레임
24…제2 지지 프레임
25…볼록부
26…나비 나사
27…상반부
28…하반부
29…협지 부재
30…반원통부
31…신장부
32…상플레이트
33…하플레이트
34…연결봉
35…장착 플레이트

Claims (9)

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, 지름 방향으로 팽창 및 수축 가능하고, 일단부와 케이싱의 접속 부분, 및 타단부와 엔드 스터드의 접속 부분에 적어도 외부로부터 이물질의 침입을 방지하는 폐쇄 구조를 구비하고,
   상기 폐쇄 구조는, 상기 스테이터의 양단부에서 외부로 새는 것을 방지하는 씰 구조이며,
   상기 씰 구조는,
   상기 스테이터의 양단부에 각각 형성한 제1 턱부 및 제2 턱부와,
   상기 스테이터의 일단부의 턱부에 맞닿는 엔드 스터드에 형성한 제3 턱부와,
   상기 스테이터의 타단부의 턱부에 맞닿는 케이싱에 형성한 제4 턱부와,
   상기 제1 턱부와 상기 제3 턱부를 클램프하는 제1 클램프와,
   상기 제2 턱부와 상기 제4 턱부를 클램프하는 제2 클램프를 구비하는 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스테이터는, 고무 재료로 이루어지는 스테이터 본체와, 상기 스테이터 본체의 외주부에 밀착 상태로 배치되고, 상기 고무 재료보다 경질인 수지 재료로 이루어지는 외통으로 구성되며,
   상기 외통의 수지 재료는, 통상 운전시보다도 고온의 유체를 유동시키는 세정 운전시에 직경 방향으로 팽창 가능한 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 스테이터의 양단부에는 금속재료로 이루어지는 어댑터가 장착되고,
   상기 각 어댑터는 상기 제1 턱부 및 상기 제2 턱부를 각각 구성하는 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
4. 제3항에 있어서,
   상기 씰 구조는, 상기 케이싱과 상기 엔드 스터드를 연결하는 스테이 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
5. 제4항에 있어서,
   상기 스테이 볼트에 외장되고, 상기 케이싱과 상기 엔드 스터드에 각각 맞닿아서 양자를 일정한 간격으로 유지시키는 스페이서를 구비하는 것을 특징으로 하는 일축 편심 나사 펌프.
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