KR102003647B1 - 플렉시블 샤프트가 설치되는 수중 교반기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플렉시블 샤프트가 설치되는 교반기에 관한 것으로, 안내깃(9)을 가진 케이스(10)와, 상기 케이스(10) 내부에 설치되는 임펠러(11)와, 상기 임펠러(11)는 사류형 또는 횡형 임펠러로 일단이 연결되는 플렉시블 샤프트(20)와, 상기 플렉시블 샤프트(20)를 회전시키는 모터로 구성되되, 상기 모터(70)는 케이스(10) 외부에 설치되어 플렉시블 샤프트(20) 타단과 연결되어 액체를 교반시키는 것으로,
본 발명은 임펠러(11)를 플렉시블 샤프트(20)로 연결하여 외부(육상)의 모터(70)로 회전시킬 수 있게 되어, 무게가 가벼워 인양이 용이하며, 사용 장소에 구애되지 않고 작업이 간편하며, 수리나 유지보수가 편리할 뿐만 아니라 안전사고 예방 및 제작이 용이한 현저한 효과가 있다.

Description

플렉시블 샤프트가 설치되는 수중 교반기{Submersible mixer with flexible shaft}

본 발명은 플렉시블 샤프트가 설치되는 교반기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이스(안내케이싱) 내부에 임펠러와 임펠러 축(메인 샤프트)이 일축으로 체결되고 임펠러 축과 플렉시블 샤프트가 연결되어 그 상대측에는 모터의 구동축과 체결되어 액체를 교반시키는 것을 특징으로 하는 플렉시블 샤프트가 설치되는 교반기로 기존 수중교반기의 경우, 임펠러와 모터가 일체로 구성되어 수중에서 작동되고 수중의 침전물과 모래등의 이물질로 인하여 씰의 소손으로 잦은 모터의 고장이 발생하여 유지보수의 비용 및 유지보수 시 고중량으로 인한 안전상 문제가 발생한다.

본 발명은 안내케이싱을 가진 임펠러가 수중에 있고 플렉시블 샤프트를 통하여 육상의 모터와 연결되어 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 수중교반기로 기존 모터 일체형 수중교반기보다 구조가 간단하고 제작이 용이하며, 무게가 가벼워 유지보수가 편리하며, 유지비용이 절약되는 플렉시블 샤프트를 가진 수중교반기에 관한 것이다.

일반적으로 슬러지나 몰탈 등의 점성이 큰 액상물질을 교반하는데 있어서, 모터와 교반날개를 이용한 교반기가 사용되고 있으며, 일례로서, 등록특허공보 등록번호 10-0927233호에는 각종 오수 및 침전물을 포함하는

폐수 집수장의 바닥면으로부터 상향 입설된 가이드포스트와, 본체 내에 수평 배치되는 모터가 구비되고 그 모터축 상에 베인이 설치되어 상기 베인의 회전시 전방으로 폐수를 토출하여 교반시켜주는 장치부로서, 상기 베인측의

폐수 토출단부와 대응되는 본체 후단부가 상기 가이드포스트 상에 인접

되도록 결합되어 상기 가이드포스트를 따라 이동 및 임의의 위치에서 고정되는 교반장치부와, 상기 가이드포스트를 따라 하향 배치되는 인양용

체인을 매개로 교반기 본체와 연결되어 상기 교반장치부를 상승 시켜주는 인양장치부와, 상기 교반장치부의 후단부쪽에 장착되어 그 내측으로 오수 및 침전물이 원활히 흡입될 수 있도록 유체의 흐름을 유도하는 링형의 인듀서를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 것으로서 교반기가 공개되어 있다.

또한, 공개특허공보 공개번호 10-2016-0020072호에는 내부 수용공간부를 갖는 포스트; 상기 포스트의 하단부에 장착된 기어박스; 상기 기어박스의 전방에 배치되고, 중앙의 보스, 상기 보스의 둘레를 따라 방사상으로 배열된 둘 이상의 블레이드, 그리고 상기 보스의 후면 가장자 리를 따라 돌출 형성된 지지부를 갖는 프로펠러; 상기 포스트의 수용공간부에 배치되고, 하단부가 상기 기어박스의 내부에 위치하게 되는 구동축; 전단부가 상기 프로펠러의 보스에 결합되고, 후단부가 상기 기어박스의 내부에 위치하게 되는 종동축; 상기 포스트의 상단부에 장착되어 상기 구동축을 회전시키는 교반모터; 상기 기어박스에 내장되고, 상기 구동축과 상기 종동축을 연결하는 전동유닛; 및 상기 기어박스와 상기 종동축의 사이를 밀봉하는 축봉유닛;을 포함하되, 상기 축봉유닛은 상기 기어박스의 전부(前部)에 장착되고, 전단부가 상기 프로펠러의 지지부 내측으로 진입하게 되는 커버; 상기 커버와 상기 종동축의 사이에 개재된 이너오일실; 그리고 상기 커버와 상기 프로펠러의 지지부 사이에 개재된 아우터오일실;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수중 교반기가 공개되어 있다.

그러나 종래의 교반기는 모터가 케이스 내부에 내장되어 있어서 수리나 유지보수가 불편하며, 무게가 무거워 사용이 불편한 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명은 임펠러를 플렉시블 샤프트로 연결하여 케이스 외부의 모터로 회전시킬 수 있게 되어, 무게가 가볍고 사용 장소에 구애되지 않고 작업이 간편하며, 수리나 유지보수가 편리하며 제작이 용이한 플렉시블 샤프트가 설치되는 교반기를 제공하고자 하는 것이다.

임펠러에 대해 설명하면, 기존 임펠러는 축류형 임펠러를 사용함으로서 효율이 낮고 정압용량이 적어 넓고 깊은 교반이 불가하다. 본 발명의 임펠러는 사류형 임펠러로 폐수처리장 및 하수처리장과 같은 넓은 수조의 교반의 경우, 멀리 그리고 깊은 물속까지 교반이 이루어지게 하기 위하여 임펠러 피치가 긴 타입의 사류형 임펠러를 사용하며, 임펠러가 물속에서 회전할 때 회전저항을 적게 받기 위하여 안내케이싱의 지지대를 물의 선회를 주는 베인으로 제작하여 임펠러가 물의 저항을 적게 받아 효율이 좋아 동력절감이 가져온다.

기존의 수중교반기는 안내케이싱, 임펠러, 모터가 일체형으로 수중에서 작동하기 때문에 수중의 이물질로 인하여 모터의 씰(seal)이 자주 마모되어 잦은 모터의 소손이 발생하고, 모터에 장착이 되는 모터보호용 온도센서 및 침수감지센서의 장착이 되며, 또한, 기존 수중교반기의 경우, 모터의 수밀을 위한 구조가 복잡하고 무게가 무거워 유지보수 시 인양 및 수리의 어려움이 있다.

본 발명의 경우, 안내케이싱의 내부에 임펠러와 임펠러 축으로 일축으로 조립되고 임펠러의 축의 외부는 안내케이싱과 일체의 베어링 케이싱으로 구성되어 그 안내케이싱과 베어링 케이싱은 임펠러의 구동 시 임펠러의 저항을 줄이기 위해 물을 미리 선회할 수 있도록 임펠러 각도만큼의 안내깃(베인)으로 케이싱과 베어링 케이스를 지지할 수 있도록 구성한다.

또한, 동력 손실을 줄일 수 있게 임펠러 축과 플렉시블 샤프트는 스플라인으로 연결하여 플렉시블 샤프트의 끝단에는 모터의 구동축과 연결되어 임펠러를 구동하게 된다.

본 발명은 임펠러와 안내케이싱이 수중에서 작동할 수 있도록 육상의 모터와는 플렉시블 샤프트로 연결되어 모터의 소손 방지 및 장치의 간편화로 제작 및 수리가 용이할 수 있도록 고안하였다. 또한, 기존 교반기 모터에 장착이 되는 모터보호용 온도센서 및 침수 감지 센서 등의 센서류가 장착이 되지 않아 비용 절감의 효율이 있다.

본 발명은 플렉시블 샤프트가 설치되는 교반기에 관한 것으로, 케이스(10)와, 상기 케이스(10) 내부에 설치되는 임펠러(11)와, 상기 임펠러(11)에 일단이 연결되는 플렉시블 샤프트(20)와, 상기 플렉시블 샤프트(20)를 회전시키는 모터(70)로 구성되되, 상기 모터는 케이스(10) 외부에 설치되어 플렉시블 샤프트(20) 타단과 연결되어 액체를 교반시키는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 임펠러를 플렉시블 샤프트로 연결하여 케이스 외부의 모터로 회전시킬 수 있게 되어, 무게가 가볍고 사용 장소에 구애되지 않고 작업이 간편하며, 각 부분의 수리나 보수가 편리하며 제작이 용이한 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 플렉시블 샤프트가 설치되는 교반기 분해도
도 2는 다른 방향에서 본 본 발명의 분해도
도 3은 본 발명의 분해 단면도
도 4는 본 발명의 임펠러와 축 결합단면도
도 5는 본 발명의 교반기용 레일 및 레일가이드 설명도
도 6은 본 발명의 레일가이드 상세도
도 7은 본 발명의 관용의 크레인인 설치되는 사용도
도 8은 본 발명 교반기의 설치상태도

본 발명은 플렉시블 샤프트가 설치되는 교반기에 관한 것으로, 케이스(10)와, 상기 케이스(10) 내부에 설치되는 임펠러(11)와, 상기 임펠러(11)에 일단이 연결되는 플렉시블 샤프트(20)와, 상기 플렉시블 샤프트(20)를 회전시키는 모터로 구성되되, 상기 모터는 케이스(10) 외부에 설치되어 플렉시블 샤프트(20) 타단과 연결되어 액체를 교반시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임펠러(11)는 임펠러 축(12)과 임펠러 고정축(13)으로 고정되고, 상기 임펠러 축(12)은 플렉시블 샤프트(20)에 연결되며, 베어링부(30)에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베어링부(30)는 안내깃(9)을 가진 케이스(10) 일체로 케이스 내부에 설치되어, 임펠러 고정축(13), 임펠러(11), 임펠러 축(12)와 플렉시블 샤프트(20)를 연결하고 플렉시블 샤프트(20)가 회전 시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 플렉시블 샤프트가 설치되는 교반기 분해도, 도 2는 다른 방향에서 본 본발명의 분해도, 도 3은 본 발명의 분해 단면도, 도 4는 본 발명의 임펠러와 축 결합단면도, 도 5는 본 발명의 교반기용 레일 및 레일가이드 설명도, 도 6은 본 발명의 레일가이드 상세도, 도 7은 본 발명의 관용의 크레인인 설치되는 사용도, 도 8은 본 발명 교반기의 설치상태도이다.

본 발명 교반기는 케이스 베이스(50) 위에 체결되고, 케이스(10) 내부의 임펠러가 회전하면서 각종 침전물을 교반하는 임펠러(11)와, 상기 임펠러(11)에 일단이 연결되는 플렉시블 샤프트(20)와, 상기 플렉시블 샤프트(20)을 회전시키는 모터(70)로 구성된다. 상기 플렉시블 샤프트(20)는 휘어질 수 있는 관용의 플렉시블 샤프트이며, 상기 모터(70)는 전기모터로서 육상에 설치되어 플렉시블 샤프트(20) 타단과 연결되어 액체 및 각종 침전물을 교반시킨다.

상기 임펠러(11)는 날개부, 임펠러 고정축(13), 임펠러 축(12)으로 구성되며, 날개부는 사류형 형태이며, 임펠러(11) 날개부 선단에는 임펠러 고정축(13)이 체결되어 있고, 임펠러 축(12)의 전단은 임펠러(11)를 관통하여 임펠러 고정축 후방에 연결되며, 상기 임펠러 축(12)의 후단은 플렉시블 샤프트(20)와 연결되며, 베어링부(30)에 의해 지지된다. 상기 임펠러 축(12)과 플렉시블 샤프트(20) 사이에는 플렉시블 샤프트 홀더(14)를 중간에 설치할 수 있다.

본 발명을 보다 구체적으로 설명하면,

본 발명의 케이스(10)는 내부에 방사형으로 안내깃(9)을 설치하여 임펠러로 유입되는 유체를 원활히 진행하는 구조이며, 용접형으로 제작하여 주물품의 제작 비용보다 저렴하게 제작할 수 있다. 또한 안내깃(9)는 케이스(10)를 지지하며, 임펠러(11)가 수중 교반 시 유체를 미리 선회 시켜 임펠러(11) 부하를 줄여 효율을 높게 할 수 있도록 임펠러(11) 선단 각도 만큼 기울여 설치한다.

임펠러(11)는 사류형 임펠러로 폐수처리장 및 하수처리장과 같은 넓은 수조의 교반의 경우, 멀리 그리고 깊은 물속까지 교반이 이루어지게 하기 위하여 임펠러 피치가 긴 타입의 사류형 임펠러의 구조이다.

임펠러 고정축(13)은 임펠러(11)의 선단에 장착이 되어 임펠러의 이탈을 방지하고 출력부의 유체가 원활히 할수 있는 구조이다.

플레시블 샤프트 홀더(14)는 플렉시블 샤프트와 안내케이싱의 중간에 장착이 되며, 플렉시블 샤프트 너트(20)를 고정 할 수 있는 나사형 구조이다.

플렉시블 샤프트(20)는 선단부가 메인 샤프트 및 플렉시블 샤프트 홀더와 쉽게 분해 조립 할 수 있는 나사형으로 조립이 되는 플렉시블 샤프트 너트(21)와, 내부는 와이어 형식으로 동력손실이 적은 구조이며, 외부는 와이어의 회전에 의해 마모가 적고, 외부의 부식을 줄일 수 있는 고무로 제작한 플렉시블 호스(22)로 구성된다.

임펠러 축(12)은 임펠러의 내부와 장착이 되는 앞쪽은 동력 손실을 줄일 수 있는 스플라인 구조로 하며 후단부는 플렉시블 샤프트(20)와 장착이 될 수 있는 나사형 구조이다.

베어링부는 구동부의 회전 및 추력을 감안한 베어링을 사용한다.

크레인(60)은 관용의 널리 사용되는 회전형 크레인으로 장소가 협소한 곳에 설치한다.

모터(70)는 인버터 모터를 사용함으로써 상황에 맞게 회전수를 조정하여 사용이 가능하다는 장점이 있다.

기존모터는 수중에 잠기는 형식의 일체형으로서 모터의 교체시 전체를 인양하여야 하는 구조인데 반해, 본 발명의 교반기 모터는 상부(육상)에 설치하여 임펠러의 인양 및 교체가 용이하게 하는 구조이며, 모터와 임펠러를 연결하는 플렉시블 샤프트는 상부의 모터 베이스와 하부의 베이스에 고정을 하여 구동시 움직임을 최소화한다.

하부의 베이스(50)는 안내케이싱 및 임펠러의 마모시 분해조립이 용이한 일체형 구조로 하고, 진동의 분산을 위한 방진고무를 설치하며, 인양할 수 있는 러그 및 레일가이드(51)를 설치한다.

상부의 파운데이션에는 인양할 수 있는 크레인(60)을 설치한다.

하부 파운데이션과 상부 벽면쪽에 인양 할 수 있는 레일을 설치한다.

모터 베이스를 제외한 재질은 부식을 방지하여 오래 사용할 수 있는 스테인리스 스틸로 제작한다.

본 발명의 다른 실시 예로서, 육상 설치된 모터에 경광등을 장착하여 임펠러가 정상 가동시 점등되어 외부에서 정상 작동됨을 알 수 있고, 임펠러가 이물질에 정지되어 모터의 부하가 일정이상 발생하면 경광등이 소등되어 운전상황을 쉽게 파악할 수 있도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예로서, 레일에는 건전지에 의해 작동되는 LED가 장착되어 임펠러 속도와 제어부에 의해 연결되어 가동시 점등되어 외부에서 가동이 정상인 것을 알 수 있고, 임펠러가 이물질에 의해 정지되면 제어부에서는 LED를 소등시킨다. 그러므로 외부에서는 임펠러가 이물질 등에 의해 정지한 것을 알 수 있다.

그리고 돌이 임펠러에 끼이는 등 과부하가 발생하면, 제어부에서는 모터를 정지시켜 회전을 멈추게 하고, 크레인을 가동시켜 교반기를 상승시켜 안전사고를 예방한다.

또한, 레일 전면부에는 철망으로 이루어진 이물질 걸름망이 한면이 개방된 상자형으로 힌지에 의해 회동되게 부착되어 개방부에 교반기 케이스가 들어가게 하여 이물질로부터 교반기 임펠러를 범위 내에서 보호한다.

또한, 레일과 교반기케이스 사이는 채널형 고정블록이 설치되되, 고정블록 대신 텐테이블을 설치하여 교반중 일정각도 회전가능하게 한다.

턴테이블을 가동하는 모터케이스는 밀봉하여 방수처리한다.

따라서 본 발명은 임펠러를 플렉시블 샤프트로 연결하여 케이스 외부(육상)의 모터로 회전시킬 수 있게 되어, 기존 모터를 장착한 수중교반기에 비하여 무게가 가벼워 안전하게 수리나 유지 보수를 할 수 있으며, 비용 및 수리기간을 현저히 줄일 수 있으며, 제작이 용이한 현저한 효과가 있다.

9 : 안내깃(베인) 10 : 케이스(안내케이싱)
11 : 임펠러(제트 임펠러) 12 : 임펠러 축(메인샤프트)
13 : 임펠러 고정축 14 : 플렉시블샤프트 홀더
20 : 플렉시블 샤프트(플렉시블 와이어 샤프트)
21 : 플렉시블 샤프트 너트 22 : 플렉시블 호스
30 : 베어링부
40 : 레일 50 : 케이스 베이스 51 : 레일가이드
60 : 크레인 70 : 모터

Claims (3)

1. 케이스(10)와, 상기 케이스(10) 내부에 설치되는 임펠러(11)와, 상기 임펠러(11)에 일단이 연결되는 플렉시블 샤프트(20)와, 상기 플렉시블 샤프트(20)를 회전시키는 모터(70)로 구성되되, 상기 모터(70)는 케이스(10) 외부(육상)에 설치되어 플렉시블 샤프트(20) 타단과 연결되어 액체를 교반시키는 플렉시블 샤프트가 설치되는 수중 교반기에 있어서,
   상기 플렉시블 샤프트(20)는 휘어질 수 있는 플렉시블 샤프트이며, 상기 모터(70)는 전기모터로서 육상에 설치되어 플렉시블 샤프트(20) 타단과 연결되어 액체 및 각종 침전물을 교반시키는 것이며,
   상기 임펠러(11)는 날개부, 임펠러 고정축(13), 임펠러 축(12)으로 구성되며, 날개부는 사류형 형태이며, 임펠러(11) 날개부 선단에는 임펠러 고정축(13)이 체결되어 있고, 임펠러 축(12)의 전단은 임펠러(11)를 관통하여 임펠러 고정축(13) 후방에 연결되며, 상기 임펠러 축(12)의 후단은 플렉시블 샤프트(20)와 연결되고, 베어링부(30)에 의해 지지되고, 상기 임펠러 축(12)과 플렉시블 샤프트(20) 사이에는 플렉시블 샤프트 홀더(14)를 중간에 설치할 수 있는 것이며,
   상기 임펠러 축(12)은 임펠러의 내부와 장착이 되는 앞쪽은 동력 손실을 줄일 수 있는 스플라인 구조로 하며 후단부는 플렉시블 샤프트(20)와 장착이 될 수 있는 나사형 구조인 것이며,
   상기 플렉시블 샤프트(20)는 선단부가 메인 샤프트 및 플렉시블 샤프트 홀더와 쉽게 분해 조립 할 수 있는 나사형으로 조립이 되는 플렉시블 샤프트 너트(21)와, 내부는 와이어 형식으로 동력손실이 적은 구조이며 외부는 와이어의 회전에 의해 마모가 적고 외부의 부식을 줄일 수 있는 고무로 제작한 플렉시블 호스(22)로 구성되는 것이며,
   상기 케이스(10)는 내부에 방사형으로 안내깃(9)을 설치하여 임펠러로 유입되는 유체를 원활히 진행하는 구조이며, 용접형으로 제작하여 주물품의 제작 비용보다 저렴하게 제작할 수 있는 것이며,
   상기 안내깃(9)는 케이스(10)를 지지하며, 임펠러(11)가 수중 교반 시 유체를 미리 선회 시켜 임펠러(11) 부하를 줄여 효율을 높게 할 수 있도록 임펠러(11) 선단 각도 만큼 기울여 설치하는 것이며,
   상기 베어링부(30)는 안내깃(9)을 가진 케이스(10) 내부에 설치되어, 임펠러 고정축(13)과 플렉시블 샤프트(20)를 연결하고 플렉시블 샤프트(20)가 회전하면 임펠러 고정축(13)을 회전시키는 것이며,
   상기 모터(70)는 인버터 모터를 사용함으로써 상황에 맞게 회전수를 조정하여 사용이 가능하며, 상부에 설치하여 임펠러의 인양 및 교체가 용이하게 하는 구조이며, 모터와 임펠러를 연결하는 플렉시블 샤프트는 상부의 모터 베이스와 하부의 베이스에 고정을 하여 구동시 움직임을 최소화하는 것이며,
   상기 하부의 베이스(50)는 안내케이싱 및 임펠러의 마모시 분해조립이 용이한 일체형 구조로 하고, 진동의 분산을 위한 방진고무를 설치하며, 인양할 수 있는 러그 및 레일가이드(51)를 설치하는 것이며,
   상부의 파운데이션에는 인양할 수 있는 크레인(60)을 설치하는 것이며,
   하부 파운데이션과 상부 벽면쪽에 인양 할 수 있는 레일(40)을 설치하는 것이며,
   육상 설치된 모터(70)에 경광등을 장착하여 임펠러가 정상 가동시 점등되어 외부에서 정상 작동됨을 알 수 있고, 임펠러가 이물질에 정지되어 모터의 부하가 일정이상 발생하면 경광등이 소등되어 운전상황을 쉽게 파악할 수 있도록 하는 것이며,
   상기 레일(40)에는 건전지에 의해 작동되는 LED가 장착되어 임펠러 속도와 제어부에 의해 연결되어 가동시 점등되어 외부에서 가동이 정상인 것을 알 수 있고, 임펠러가 이물질에 의해 정지되면 제어부에서는 LED를 소등시키므로, 외부에서는 임펠러가 이물질에 의해 정지한 것을 알 수 있는 것이며,
   과부하가 발생하면, 제어부에서는 모터를 정지시켜 회전을 멈추게 하고, 크레인을 가동시켜 교반기를 상승시켜 안전사고를 예방하는 것이며,
   상기 레일(40) 전면부에는 철망으로 이루어진 이물질 걸름망이 한면이 개방된 상자형으로 힌지에 의해 회동되게 부착되어 개방부에 교반기 케이스가 들어가게 하여 이물질로부터 교반기 임펠러를 범위 내에서 보호하는 것이며,
   상기 레일(40)과 교반기케이스 사이는 턴테이블을 설치하여 교반중 일정각도 회전가능하게 하는 것이며,
   상기 턴테이블을 가동하는 모터케이스는 밀봉하여 방수처리하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 샤프트가 설치되는 수중 교반기
   
   
   
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