KR102497966B1 - 누출 감지가 가능한 캔드 모터 장치 - Google Patents

Abstract

캔드 모터 장치는, 모터 유닛(3) 및 센서(4)를 포함한다. 모터 유닛(3)은 로터(31), 스테이터(34), 제1 및 제2 케이싱 본체(32, 33)를 포함한다. 제1 케이싱 본체(32)는, 로터(31)를 내부에 수용하기 위한 수용 공간(325)을 형성하도록, 제1 주위벽(321) 및 제1 주위벽(321)과 협력하는 제1 측벽(322)을 포함한다. 제2 케이싱 본체(33)는, 제1 주위벽(321)을 둘러싸는 제2 주위벽(331)과, 제1 측벽(322)의 위치에 대응하는 제2 측벽(332)을 포함한다. 스테이터(34)는 제2 주위벽(331)을 둘러싼다. 센서(4)는 제2 케이싱 본체(33)에 장착되어, 제1 및 제2 측벽(322, 332) 사이의 정전용량의 변화에 따라 누출을 감지한다.

Description

누출을 검출할 수 있는 캔드 모터 장치{CANNED MOTOR DEVICE CAPABLE OF DETECTING LEAKAGE}

본 발명은 모터 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 누출을 검출할 수 있는 캔드 모터 장치에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 대만 특허 제I424661호에 개시된 종래의 자기 구동식 캔드 모터 장치는 전면 커버(96), 지지 프레임(97), 임펠러(95), 컵 형상 후면 커버(93), 내부 회전자(92), 외부 회전자(94), 고정 샤프트(91), 및 브래킷(98)을 포함한다. 전면 커버(96)는 유입구(961) 및 배출구(962)를 가진다. 후면 커버(93)는 이중층 구조이며, 불소 수지 재료(fluoroplastic material)로 만들어진 내부 라이닝(931) 및 보강층(932)을 가진다.

종래의 자기 구동식 펌프의 작동 동안, 화학 유체는 유입구(961)로 도입되고 내부 회전자(92)에 의해 발생된 열을 소산시키도록 임펠러(95)에 의해 안내되고, 그런 다음 배출구(962)로부터 유출된다. 도 5에 도시된 화살표는 화학 유체가 유동하는 방향을 나타낸다.

내부 라이닝(931)과 보강층(932)이 후면 커버(93)의 이중층 구조를 형성하도록 서로 접하지만, 보강층(932)의 직경은 내부 라이닝(931)의 직경보다 작다. 이와 같이, 내부 라이닝(931)이 손상되면, 화학 유체는 내부 라이닝(931)의 균열을 통해 내부 라이닝(931)과 보강층(932) 사이의 갭으로 쉽게 누출되고, 그런 다음 보강층(932)의 주변을 통해 외부 회전자(94)를 향해 유동하며, 이에 의해 모터 장치를 부식시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 완화시킬 수 있는 캔드 모터 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 캔드 모터 장치는 베이스 유닛, 모터 유닛, 및 누출 검출 센서를 포함한다. 베이스 유닛은 축을 둘러싸는 고정 시트(fixed seat)를 포함한다. 모터 유닛은 회전자, 제1 케이싱 바디, 제2 케이싱 바디, 및 고정자를 포함한다. 회전자는 축을 둘러싸고 축을 중심으로 회전 가능하다. 제1 케이싱 바디는 회전자에 슬리브 연결되며(sleeved), 제1 주변 벽, 제1 측벽, 및 제1 플랜지 벽을 포함한다. 제1 주변 벽은 축을 따라서 서로 반대쪽에 있는 2개의 단부를 가진다. 제1 측벽은 제1 주변 벽의 단부들 중 한쪽 단부에 연결되고, 그 안에 회전자를 수용하기 위하여 제1 주변 벽의 단부들 중 다른쪽 단부에서 개방된 수용 공간을 한정하도록 제1 주변 벽과 협력한다. 제1 플랜지 벽은 제1 주변 벽의 단부들 중 다른쪽 단부에 연결되고, 제1 주변 벽으로부터 반경 방향 외측으로 연장된다.

제2 케이싱 바디는 제1 케이싱 바디에 슬리브 연결되고, 제2 주변 벽, 제2 측벽, 및 제2 플랜지 벽을 포함한다. 제2 주변 벽은 축을 따라서 서로 반대쪽에 있는 2개의 단부를 가지며, 제1 주변 벽을 둘러싼다. 제2 측벽은 제2 주변 벽의 단부들 중 한쪽 단부에 연결되고, 제1 측벽에 대응하여 위치된다. 제2 플랜지 벽은 제2 주변 벽의 단부들 중 다른쪽 단부에 연결되고, 제2 주변 벽으로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 고정자는 제2 주변 벽을 둘러싸고 회전자에 대응하여 위치된다. 누출 검출 센서는 제2 케이싱 바디에 장착되고, 제2 측벽과 제1 측벽 사이의 정전 용량에서의 변화에 따라 누출을 검출하도록 구성된 센서 모듈을 포함한다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 실시예의 다음의 상세한 설명에서 명백해질 것이다:
도 1은 종래의 캔드 모터 장치에서 순환하는 화학 유체를 도시하는, 종래의 자기 구동식 캔드 모터 장치의 개략적인 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 캔드 모터 장치의 제1 실시예의 사시도;
도 3은 제1 실시예의 단면도;
도 4는 제1 실시예의 부분 단면도;
도 5는 본 발명에 따른 캔드 모터 장치의 제2 실시예의 개략적인 단면도; 및
도 6은 제2 실시예의 부분 단면도.

본 발명이 보다 상세하게 설명되기 전에, 본 명세서 전체에 걸쳐 유사한 요소들은 동일한 도면 부호로 표시됨을 유의해야 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 캔드 모터 장치(canned motor device)의 제1 실시예는 베이스 유닛(2), 모터 유닛(3), 및 누출 검출 센서(4)를 포함한다. 베이스 유닛(2)은 베이스 시트(21), 축(L)을 둘러싸는 고정 시트(22), 및 환형 커버(23)를 포함한다. 베이스 시트(21)에는 고정 시트(22)가 장착된다. 환형 커버(23)는 고정 시트(22)를 덮는다. 모터 유닛(3)은 회전자(31), 제1 케이싱 바디(32), 제2 케이싱 바디(33), 고정자(34), 및 모터 밀봉 링(35)을 포함한다.

회전자(31)는 축(L)을 둘러싸고 축을 중심으로 회전 가능하다. 제1 케이싱 바디(32)는 회전자(31)에 슬리브 연결되며, 제1 주변 벽(321), 제1 측벽(322), 제1 플랜지 벽(323), 및 환형 그루브(324)를 포함한다. 제1 주변 벽(321)은 축(L)을 따라서 서로 반대쪽에 있는 2개의 단부를 가진다. 제1 측벽(322)은 제1 주변 벽(321)의 단부들 중 한쪽 단부에 연결되고, 그 안에 회전자(31)를 수용하기 위하여 제1 주변 벽(321)의 단부들 중 다른쪽 단부에서 개방된 수용 공간(325)을 한정하도록 제1 주변 벽(321)과 협력한다. 제1 플랜지 벽(323)은 제1 주변 벽(321)의 단부들 중 다른쪽 단부에 연결되며, 제1 주변 벽(321)으로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 환형 그루브(324)는 제1 플랜지 벽(323)에 형성되고 축(L)을 둘러싼다.

제2 케이싱 바디(33)는 제1 케이싱 바디(32)에 슬리브 연결되며, 제2 주변 벽(331), 제2 측벽(332), 제2 플랜지 벽(333), 및 장착 튜브(334)를 포함한다. 제2 주변 벽(331)은 축(L)을 따라서 서로 반대쪽에 있는 2개의 단부를 가지며, 제1 주변 벽(321)을 둘러싼다. 제2 측벽(332)은 제2 주변 벽(331)의 단부들 중 한쪽 단부에 연결되고, 제1 측벽(322)에 대응하여 위치된다. 제2 플랜지 벽(333)은 제2 주변 벽(331)의 단부들 중 다른쪽 단부에 연결되고, 제2 주변 벽(331)으로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 장착 튜브(334)는 제1 측벽(322)으로부터 멀어지게 제2 측벽(332)으로부터 연장되고, 누출 검출 센서(4)의 장착을 위한 장착 공간(335)을 한정하며, 내측 나사부(336)가 형성된다. 고정자(34)는 제2 주변 벽(331)을 둘러싸고, 회전자(31)에 대응하여 위치된다.

누출 검출 센서(4)는 제2 케이싱 바디(33)의 장착 튜브(334)에 장착되고, 센서 모듈(41) 및 외피 부분(42)을 포함한다. 센서 모듈(41)은 제2 측벽(332)과 제1 측벽(322) 사이의 정전 용량에서의 변화에 따라서 누출을 검출하도록 구성된다. 외피 부분(42)은 장착 공간(335) 내로 장착되고, 내측 나사부(336)와 맞물리는 외측 나사부(421)가 형성된다. 이러한 실시예에서, 센서 모듈(41)은 일정 레벨의 정전 용량을 검출할 때 단락 회로이거나 개방 회로일 수 있는 용량성 근접 센서이다.

모터 밀봉 링(35)은 제1 플랜지 벽(323)과 제2 플랜지 벽(333) 사이에 장착된다. 구체적으로, 모터 밀봉 링(35)은 제1 플랜지 벽(323)과 제2 플랜지 벽(333) 사이에 기밀성 밀봉을 형성하도록 제1 플랜지 벽(323)에 형성된 환형 그루브(324)에 수용된다. 이러한 실시예에서, 모터 밀봉 링(35)은 O-링이다.

일반적으로, 화학 유체는 회전자(31)에 의해 발생된 열을 소산시키기 위해 수용 공간(325) 내로 도입된다. 그러나, 제1 케이싱 바디(32)가 손상되거나 파손될 때, 화학 유체는 수용 공간(325)으로부터 누출되어 모터 유닛(3)의 고정자(34)를 손상시킨다.

센서 모듈(41)은 제2 측벽(332)과 제1 측벽(322) 사이의 정전 용량에서의 변화에 따라서 누출을 지속적으로 검출한다. 제1 케이싱 바디(32)가 손상되는 경우에, 수용 공간(325)으로부터 누출되는 화학 유체는 제1 측벽(322)과 제2 측벽(332) 사이의 공간 내로 유동할 것이다. 그러므로, 센서 모듈(41)에 의해 검출된 정전 용량은 변경된다. 이때, 한 실시예에서, 센서 모듈(41)에 연결된 경보 디바이스(도시되지 않음)는 제1 케이싱 바디(32)가 손상되었다는 것을 사용자에게 알리기 위해 빛, 소리 등과 같은 경고 신호를 출력한다. 다른 실시예에서, 센서 모듈(41)이 정전 용량의 변화를 검출하면, 모터 유닛(3)은 정지된다. 이러한 방식으로, 모터 유닛(3)의 고정자(34)에 대한 손상이 방지될 수 있고, 심각한 안전 문제가 회피될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 캔드 모터 장치의 제2 실시예는 제1 실시예와 유사하며, 제1 및 제2 실시예 사이의 차이는 다음과 같다. 제2 실시예에서, 제2 케이싱 바디(33)는, 제2 측벽(332)을 관통하여 형성되고 장착 튜브(334)에 의해 한정된 장착 공간(335)과 공간적으로 연통하는 관통 구멍(337)을 가진다. 제2 실시예의 캔드 모터 장치는 제1 밀봉 링(51) 및 제2 밀봉 링(52)을 포함하는 밀봉 유닛(5)을 추가로 포함한다.

제1 밀봉 링(51)은 제2 측벽(332) 및 장착 공간(335) 내로 연장되는 누출 검출 센서(4)의 외피 부분(42)의 한쪽 단부에 인접하고, 제2 케이싱 바디(33)와 외피 부분(42) 사이에 기밀성 밀봉을 형성하도록 관통 구멍(337) 주위에 배치된다. 제1 케이싱 바디(32)가 손상되는 경우에, 수용 공간(325)으로부터 누출되는 화학 유체는 센서 모듈(41)과 접촉하도록 제1 및 제2 측벽(322, 332) 사이의 공간 내로 관통 구멍(337)을 통해 유동한다. 그런 다음, 센서 모듈(41)은 후속 공정을 위하여 정전 용량에서의 변화에 따라서 누출을 검출한다. 제1 밀봉 링(51)은 화학 유체가 제2 케이싱 바디(33)로부터 누출되는 것을 방지하기 위한 제1 방어선의 역할을 하며, 그러므로 고정자(34)에 대한 손상을 방지한다.

또한, 제2 실시예에서, 베이스 유닛(2)은, 제1 및 제2 측벽(322, 332)에 인접하여 배치되고 제2 측벽(332) 및 제2 장착 튜브(334)를 덮는 덮개 부재(24)를 추가로 포함한다. 누출 검출 센서(4)의 외피 부분(42)은 제2 측벽(332)으로부터 원위에 있는 외측 나사부(421)의 단부에 연결된 비나사형 장착 표면(422)을 포함하며, 비나사형 장착 표면은 환형 그루브를 한정하고, 제2 밀봉 링(52)이 그 위에 슬리브 연결된다. 제2 밀봉 링(52)은 비나사형 장착 표면(422)에 슬리브 연결되고, 장착 튜브(334), 덮개 부재(24), 및 외피 부분(42) 사이에 기밀성 밀봉을 형성하도록 장착 튜브(334)와 덮개 부재(24)에 인접한다. 제2 밀봉 링(52)은 화학 유체가 수용 공간(325)으로부터 누출되는 것을 방지하기 위한 제2 방어선의 역할을 한다. 이러한 실시예에서, 제1 및 제2 밀봉 링(51, 52)은 모두 O-링이다. 이러한 방식으로, 제2 실시예는 제1 실시예의 이점을 가진다.

요약하면, 본 발명에 의해, 제1 케이싱 바디(32)가 손상되거나 파손되고 화학 유체가 수용 공간(325)으로부터 유출되는 경우에, 누출 검출 센서(4)는 화학 유체의 누출을 검출하고, 이에 의해 모터 유닛(3)의 고정자(34)에 대한 손상을 방지할 수 있다.

상기 설명에서, 설명의 목적을 위해, 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 설명되었다. 그러나, 하나 이상의 다른 실시예가 이들 특정 세부 사항의 일부없이 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 또한, "한 실시예", "실시예", 서수의 지정을 가지는 실시예 등에 대한 명세서 전반에 걸친 언급은 특정 특징부, 구조, 또는 특징이 본 발명의 실시예 포함될 수 있다는 것을 의미한다는 것을 이해해야 한다. 상세한 설명에서, 다양한 특징부는 때때로 본 개시 내용을 간소화하고 본 발명의 다양한 양태의 이해를 돕는 목적을 위해 단일 실시예, 도면 또는 그 상세한 설명에서 함께 그룹화되고, 한 실시예로부터의 하나 이상의 특징부 또는 특정 세부 사항은 적절한 경우에 본 발명의 실시에서 다른 실시예로부터의 하나 이상의 특징부 또는 특정 세부 사항과 함께 실시될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (9)

1. 캔드 모터 장치로서,
   축을 둘러싸는 고정 시트를 포함하는 베이스 유닛;
   상기 축을 둘러싸고 상기 축을 중심으로 회전 가능한 회전자,
   상기 회전자에 슬리브 연결되는 제1 케이싱 바디로서, 상기 축을 따라서 서로 반대쪽에 있는 2개의 단부를 가지는 제1 주변 벽, 상기 제1 주변 벽의 상기 단부들 중 한쪽 단부에 연결되고 그 안에 상기 회전자를 수용하기 위하여 상기 제1 주변 벽의 상기 단부들 중 다른쪽 단부에서 개방되는 수용 공간을 한정하도록 상기 제1 주변 벽과 협력하는 제1 측벽, 및 상기 제1 주변 벽의 상기 단부들 중 상기 다른쪽 단부에 연결되고, 상기 제1 주변 벽으로부터 반경 방향으로 외측으로 연장되는 제1 플랜지 벽을 포함하는, 상기 제1 케이싱 바디,
   상기 제1 케이싱 바디에 슬리브 연결되는 제2 케이싱 바디로서, 상기 축을 따라서 서로 반대쪽에 있는 2개의 단부를 가지며 상기 제1 주변 벽을 둘러싸는 제2 주변 벽, 상기 제2 주변 벽의 상기 단부들 중 한쪽 단부에 연결되고 상기 제1 측벽에 대응하여 위치되는 제2 측벽, 및 상기 제2 주변 벽의 상기 단부들 중 상기 다른쪽 단부에 연결되고 상기 제2 주변 벽으로부터 반경 방향으로 외측으로 연장되는 제2 플랜지 벽을 포함하는, 상기 제2 케이싱 바디, 및
   상기 제2 주변 벽을 둘러싸고 상기 회전자에 대응하여 위치되는 고정자를 포함하는 모터 유닛; 및
   상기 제2 케이싱 바디에 장착되며, 상기 제2 측벽과 상기 제1 측벽 사이의 정전 용량에서의 변화에 따라서 누출을 검출하도록 구성된 센서 모듈을 포함하는 누출 검출 센서를 포함하는, 캔드 모터 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 케이싱 바디는, 상기 제1 측벽으로부터 멀어지게 상기 제2 측벽으로부터 연장되고 상기 누출 검출 센서의 장착을 위한 장착 공간을 한정하는 장착 튜브를 포함하는, 캔드 모터 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 장착 튜브에는 내측 나사부가 형성되고, 상기 누출 검출 센서는, 상기 장착 공간 내로 장착되고 상기 내측 나사부와 맞물리는 외측 나사부가 형성되는 외피 부분을 추가로 포함하는, 캔드 모터 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2 케이싱 바디는, 상기 제2 측벽을 관통하여 형성되고 상기 장착 튜브에 의해 한정된 상기 장착 공간과 공간적으로 연통하는 관통 구멍을 가지는, 캔드 모터 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 측벽 및 상기 장착 공간 내로 연장되는 상기 외피 부분의 한쪽 단부에 인접하고, 상기 제2 케이싱 바디와 상기 외피 부분 사이에 기밀성 밀봉을 형성하도록 상기 관통 구멍 주위에 배치되는 제1 밀봉 링을 포함하는 밀봉 유닛을 추가로 포함하는, 캔드 모터 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 베이스 유닛은 상기 제2 측벽 및 상기 장착 튜브를 덮는 덮개 부재를 추가로 포함하며, 상기 밀봉 유닛은, 상기 외피 부분에 슬리브 연결되고 상기 장착 튜브, 상기 덮개 부재, 및 상기 외피 부분 사이에 기밀성 밀봉을 형성하도록 상기 장착 튜브 및 상기 덮개 부재에 인접하는 제2 밀봉 링을 추가로 포함하는, 캔드 모터 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 외피 부분은, 상기 제2 측벽으로부터 원위에 있는 상기 외측 나사부의 단부에 연결된 비나사형 장착 표면을 포함하며, 상기 비나사형 장착 표면은 환형 그루브를 한정하고, 상기 제2 밀봉 링이 그 위에 슬리브 연결되는, 캔드 모터 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 모터 유닛은 상기 제1 플랜지 벽과 상기 제2 플랜지 벽 사이에 장착된 모터 밀봉 링을 추가로 포함하며, 상기 제1 케이싱 바디는 상기 제1 플랜지 벽에 형성된 환형 그루브를 가지며 상기 축을 둘러싸고 상기 제1 플랜지 벽과 상기 제2 플랜지 벽 사이에 기밀성 밀봉을 형성하도록 상기 모터 밀봉 링을 수용하는, 캔드 모터 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 베이스 유닛은 상기 고정 시트가 장착된 베이스 시트, 및 상기 고정 시트를 덮는 환형 커버를 추가로 포함하는, 캔드 모터 장치.

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