KR102573711B1 - Direct coupled agitator with permanent magnet synchronous motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고정자와 회전자의 자성에 의한 회전원리가 적용된 영구자석 동기모터에 아지테이터를 직접 연결하여 교반장치를 구성함으로써 액츄에이터의 구성을 대폭 간소화한 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터에 관한 것이다.
본 발명은 반응기 상부의 결합구에 끼워지는 외관체; 상기 외관체에 내장되며, 프레임과 상기 프레임에 구비된 다수의 코어 및 상기 코어에 감겨져 있는 코일 권선으로 구성되어 회전자계를 생성하는 고정자(stator); 상기 고정자에 연결되어 전원을 제공하기 위한 전원 코드; 상기 고정자의 내부에 위치하며, 상기 코일권선에 의해 생성된 회전자계에 와의 비틀림 토크 발생으로 회전하는 회전자(rotor); 상기 전원코드에 연결되며, 고정자의 전기장과 회전자의 자기장이 커플링을 이루어 회전하는 회전속도 및 방향을 조절하는 전자속도제어기(ESC; Electronic Speed Controller); 상기 회전자를 매립하며, 상기 결합구를 관통하여 반응기 내부에 위치되는 아지테이터 본체(agitator body); 및 상기 외관체 내부에 장착되어 고정자로부터 회전자를 이격시키기 위한 커버하우징을 포함하는 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터를 제공한다.The present invention relates to an agitator directly coupled to a permanent magnet synchronous motor in which the structure of the actuator is greatly simplified by constructing an agitator by directly connecting the agitator to a permanent magnet synchronous motor to which a rotation principle by magnetism of a stator and a rotor is applied.
The present invention is an exterior body fitted into the coupling of the upper part of the reactor; A stator built into the exterior body and composed of a frame, a plurality of cores provided in the frame, and coil windings wound around the core to generate a rotating magnetic field; a power cord connected to the stator to provide power; a rotor located inside the stator and rotating by generating torsional torque with the rotating magnetic field generated by the coil winding; An electronic speed controller (ESC) connected to the power cord and adjusting the rotational speed and direction of rotation by coupling the electric field of the stator and the magnetic field of the rotor; an agitator body buried in the rotor and positioned inside the reactor through the coupler; And it provides a permanent magnet synchronous motor direct-coupled agitator including a cover housing mounted inside the outer body to separate the rotor from the stator.
Description
본 발명은 오토클레이브, 반응기와 같은 내열, 내압성 기기에서, 고온, 고압하에서 액츄에이터의 회전력을 반응기내의 임펠러에 제공하여 반응물을 교반시키기 위한 아지테이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영구자석 동기모터의 회전자에 아지테이터 샤프트를 직접 결합하여 일체화한 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터에 관한 것이다.The present invention relates to an agitator for agitating reactants by providing rotational force of an actuator to an impeller in a reactor under high temperature and high pressure in heat and pressure resistant devices such as autoclaves and reactors, and more particularly, to a circuit of a permanent magnet synchronous motor It relates to an agitator directly coupled to a permanent magnet synchronous motor in which an agitator shaft is directly coupled to and integrated with an electron.
일반적으로, 화학공정 반응기 또는 오토클레이브는 고온, 고압하에서 합성, 분해, 승화, 추출 등의 화학처리를 하는 내열· 내압용 용기를 의미하며, 특히 반응에 의한 온도·압력의 변화, 가스 누출 등에 의한 폭발, 안전밸브, 압력계, 기밀성 등 안전에 각별하게 유의해야 하는 설비로 인식되고 있다. In general, a chemical process reactor or autoclave refers to a heat-resistant and pressure-resistant container for chemical processing such as synthesis, decomposition, sublimation, and extraction under high temperature and high pressure. It is recognized as a facility that requires special attention to safety, such as explosion, safety valve, pressure gauge, and airtightness.
바이오 합성 또는 화학적 합성반응공정을 수행하는 오토클레이브는 반응기내에서 다양한 반응물이 혼합되도록 교반하기 위한 아지테이터(agitator)와, 상기 아지테이터에 회전동력을 제공하기 위한 회전장치 등을 수반하고 있다. 상기 회전장치는 오토클레이브 외부로 압력 또는 가스 등이 누출되는 것을 방지하기 위해 주로 씰링부재(sealing member)가 없는 마그네틱 드라이브 커플링을 채용하여 기밀성을 유지하고 있다. 상기 회전장치에 채용된 마그네틱 드라이브 커플링은 고정자와 회전자간의 전자기장을 이용하여 아지테이터를 회전시키는 구조로서 별도의 씰링부재가 장착되지 않으며, 기밀성이 우수하고 유지관리가 필요치 않아 각종 화학반응시스템은 물론 폐유, 폐수처리장치, 석유화학, 정밀화학, 반도체 산업 등에 널리 이용되고 있다.An autoclave performing a biosynthesis or chemical synthesis reaction process is accompanied by an agitator for stirring various reactants to be mixed in the reactor, and a rotation device for providing rotational power to the agitator. In order to prevent leakage of pressure or gas to the outside of the autoclave, the rotary device maintains airtightness by adopting a magnetic drive coupling without a sealing member. The magnetic drive coupling employed in the rotating device has a structure that rotates the agitator by using the electromagnetic field between the stator and the rotor, and does not have a separate sealing member, has excellent airtightness and does not require maintenance, so various chemical reaction systems Of course, it is widely used in waste oil, wastewater treatment equipment, petrochemical, fine chemical, and semiconductor industries.
상기 마그네틱 드라이브 커플링이 구비된 회전장치로는 벨트구동방식과 모터 직결구동방식으로 나뉘어진다. Rotating devices equipped with the magnetic drive coupling are divided into a belt drive type and a motor direct drive type.
도1에 도시한 바와 같이. 벨트구동방식은 반응기(200)의 상부 결합구(202)에 연결되는 마그네틱 드라이브 커플링(204)과 모터(206)를 벨트(208)로 연결하여 동력을 전달하는 방식으로, 상기 마그네틱 드라이브 커플링(204)과 벨트(208)는 안전커버(210)에 의해 보호되며, 상기 모터(206)의 회전동력은 마그네틱 드라이브 커플링(204)을 통해 아지테이터(212)에 전달된다. As shown in Figure 1. The belt driving method is a method of transmitting power by connecting a magnetic drive coupling 204 connected to the upper coupler 202 of the reactor 200 and a motor 206 with a belt 208, the magnetic drive coupling 204 and the belt 208 are protected by the safety cover 210, and the rotational power of the motor 206 is transmitted to the agitator 212 through the magnetic drive coupling 204.
모터 직결방식은 도2에 도시한 바와 같이 모터(206)에 브라켓(222)을 설치하고 상기 브라켓(222)에 마그네틱 드라이브 커플링(204)을 내장시켜 모터(206)의 동력을 아지테이터(212)에 전달하는 방식이다. As shown in FIG. 2, the motor direct connection method installs a bracket 222 on the motor 206 and embeds a magnetic drive coupling 204 in the bracket 222 to supply power to the motor 206 to the agitator 212 ) is the method of transmission.
이들 방식들은 브러쉬 없이 모터의 회전을 마그네틱 드라이브를 통해 아지테이터의 샤프트에 전달하기 때문에 적은 양의 전기로도 큰 힘을 낼 수 있고 수명에 제한이 없는 잇점이 있다. 특히, 반응기 외부에서 아지테이터에 회전을 제공하므로, 기밀성이 보장되어 반응기의 교반과정에서 내용물이 외부로 누출될 염려가 전혀 없다. Since these methods transfer the rotation of the motor to the shaft of the agitator through the magnetic drive without brushes, they can produce great power with a small amount of electricity and have the advantage of having no limit on lifespan. In particular, since rotation is provided to the agitator from the outside of the reactor, airtightness is ensured and there is no fear of leakage of the contents to the outside during the stirring process of the reactor.
한편, 회전장치의 선행기술로서 등록특허 제10-1466471호의 교반기용 마그네틱 드라이버 및 교반기용 촉매 수용 임펠러(이하, 선행기술1이라 칭함)가 개시되어 있다. 상기 선행기술1은 액츄에어터와 임펠라를 연결하는 마그네틱 드라이버의 마찰을 저감시키고 액츄에이터의 회전력을 임펠러에 효과적으로 전달할 수 있는 모터 직결방식이다. 이 선행기술1에 개시된 마그네틱 드라이버는 도3에 도시한 바와 같이, 액츄에이터(302)의 회전축에 연결되는 자성체 하우징(304)과, 상기 자성체 하우징(304)에 내주연부에 장착되는 외부자성체(306)와, 상기 외부자성체(306)와 간격을 두고 자성체 하우징(304)의 중앙부에 구비되는 자성체 결합부(308)와, 상기 자성체 결합부(308)에 내장되며, 외부자성체(306)의 회전시 자성에 의해 회전되는 내부자성체(310)와, 상기 내부자성체(310)에 연결되며 반응기(320)내부의 임펠러(322)에 회전력을 제공하기 위한 아지테이터(312)를 포함한다.On the other hand, as a prior art of a rotating device, a magnetic driver for a stirrer and an impeller for accommodating a catalyst for a stirrer (hereinafter referred to as prior art 1) are disclosed in Patent Registration No. 10-1466471. The prior art 1 is a motor direct coupling method that can reduce friction of a magnetic driver connecting an actuator and an impeller and effectively transmit the rotational force of the actuator to the impeller. As shown in FIG. 3, the magnetic driver disclosed in Prior Art 1 includes a magnetic body housing 304 connected to the rotation shaft of an actuator 302, and an external magnetic body 306 mounted on the inner circumference of the magnetic housing 304. And, the magnetic body coupling part 308 provided in the central part of the magnetic body housing 304 at a distance from the external magnetic body 306, and embedded in the magnetic body coupling part 308, magnetic when the external magnetic body 306 rotates and an agitator 312 connected to the internal magnetic body 310 and providing rotational force to the impeller 322 inside the reactor 320.
상기한 구조는 액츄에이터(302)에 의해 회전하는 외부자성체(306)와 아지테이터(312)에 결합된 내부자성체(310)를 상호 이격시킴으로써 상기 아지테이터(312)에 제공되는 회전 마찰력을 저감하는 효과를 구현하고 있다. 그러나, 액츄에이터(302)의 회전을 임펠러(322)에 전달하는 마그네틱 드라이브 커플링은 기밀성을 유지하기 위한 매개용도로만 사용되고 있어 회전장치의 구성을 복잡하게 하는 문제점이 있다. The structure described above has the effect of reducing the rotational frictional force provided to the agitator 312 by separating the external magnetic body 306 rotated by the actuator 302 and the internal magnetic body 310 coupled to the agitator 312 from each other. is implementing However, since the magnetic drive coupling that transmits the rotation of the actuator 302 to the impeller 322 is used only as a medium for maintaining airtightness, there is a problem of complicating the configuration of the rotating device.
특히, 기밀성을 유지하기 위한 마그네틱 드라이버의 특성상 외부자성체(306)와 내부자성체(310)가 이격되어야 하고, 이를 구성하기 위해서는 외부자성체(306)와 내부자성체(310)를 이격시키기 위해 수납공간이 형성되어 있는 자성체 하우징(304), 내부자성체(310)와 아지테이터(312)를 결합하기 위한 자성체 결합부(308) 등의 필수구성이 요구되므로 마그네틱 드라이브의 구성이 매우 복잡해질 수밖에 없는 구조적 문제점을 가지고 있다.In particular, due to the nature of the magnetic driver for maintaining confidentiality, the external magnetic body 306 and the internal magnetic body 310 must be spaced apart, and to configure this, a storage space is formed to separate the external magnetic body 306 and the internal magnetic body 310. Since essential components such as the magnetic body housing 304 and the magnetic coupling part 308 for coupling the internal magnetic body 310 and the agitator 312 are required, the configuration of the magnetic drive has a structural problem that inevitably becomes very complicated. there is.
따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 고정자와 회전자의 자성에 의한 회전원리가 적용된 영구자석 동기모터에 아지테이터를 직접 연결하여 일체화한 교반장치를 구성함으로써 액츄에이터의 구성을 대폭 간소화한 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems, and by constructing an integrated stirring device by directly connecting an agitator to a permanent magnet synchronous motor to which a rotation principle by magnetism of a stator and a rotor is applied, the configuration of the actuator is improved. Its purpose is to provide a drastically simplified permanent magnet synchronous motor direct-coupled agitator.
또한, 본 발명은 영구자석 동기모터의 회전자와 아지테이터의 드라이브 샤프트를 커버하우징으로 밀봉함으로써 반응기의 기밀성을 신뢰성있게 유지할 수 있는 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터를 제공함에 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an agitator directly coupled to a permanent magnet synchronous motor capable of reliably maintaining the airtightness of a reactor by sealing the rotor of the permanent magnet synchronous motor and the drive shaft of the agitator with a cover housing.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반응기 상부의 결합구에 끼워지는 외관체; 상기 외관체에 내장되며, 프레임과 상기 프레임에 구비된 다수의 코어 및 상기 코어에 감겨져 있는 코일 권선으로 구성되어 회전자계를 생성하는 고정자(stator); 상기 고정자에 연결되어 전원을 제공하기 위한 전원 코드; 상기 고정자의 내부에 위치하며, 상기 코일권선에 의해 생성된 회전자계에 와의 비틀림 토크 발생으로 회전하는 회전자(rotor); 상기 전원코드에 연결되며, 고정자의 전기장과 회전자의 자기장이 커플링을 이루어 회전하는 회전속도 및 방향을 조절하는 전자속도제어기(ESC; Electronic Speed Controller); 상기 회전자를 매립하며, 상기 결합구를 관통하여 반응기 내부에 위치되는 아지테이터 본체(agitator body); 및 상기 외관체 내부에 장착되어 고정자로부터 회전자를 이격시키기 위한 커버하우징을 포함하는 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an exterior body fitted into the coupling of the upper part of the reactor; A stator built into the exterior body and composed of a frame, a plurality of cores provided in the frame, and coil windings wound around the core to generate a rotating magnetic field; a power cord connected to the stator to provide power; a rotor located inside the stator and rotating by generating torsional torque with the rotating magnetic field generated by the coil winding; An electronic speed controller (ESC) connected to the power cord and adjusting the rotational speed and direction of rotation by coupling the electric field of the stator and the magnetic field of the rotor; an agitator body buried in the rotor and positioned inside the reactor through the coupler; And it provides a permanent magnet synchronous motor direct-coupled agitator including a cover housing mounted inside the outer body to separate the rotor from the stator.
본 발명의 실시예에서는 상기 결합구와 외관체 사이의 커버하우징 외주면에 장착되어 아지테이터 본체에 전달되는 반응기내의 반응물의 온도를 냉각시키기 위한 클링파트를 더 포함할 수 있다.An embodiment of the present invention may further include a cling part mounted on an outer circumferential surface of the cover housing between the coupler and the outer body to cool the temperature of the reactant in the reactor delivered to the agitator body.
상기 아지테이터 본체는 임펠러가 장착돠는 드라이브 샤프트; 및 상기 드라이브 샤프트의 상부에 일체로 형성되며, 회전자가 매입되는 헤드케이스로 구성된 것을 특징으로 한다.The agitator body includes a drive shaft to which an impeller is mounted; and a head case integrally formed on an upper portion of the drive shaft and in which a rotor is embedded.
또한, 본 발명의 실시예는 상기 커버하우징의 하단에 장착되어 결합구와의 접촉부위를 밀폐시키기 위한 가스켓; 상기 커버하우징과 아지테이트 본체 사이에 장착되어 회전에 따른 마찰을 저감시키기 위한 슬리브 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the embodiment of the present invention is mounted on the lower end of the cover housing gasket for sealing the contact portion with the coupler; It is characterized in that it further comprises a sleeve bearing mounted between the cover housing and the agitate body to reduce friction according to rotation.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there are the following effects.
첫째, 반응기의 반응물을 교반시키는 아지테이터의 드라이브 샤프트에 영구자석 동기모터를 직접 연결함으로써 액츄에이터의 구성을 매우 간단히 할 수 있다. First, the actuator can be configured very simply by directly connecting the permanent magnet synchronous motor to the drive shaft of the agitator that agitates the reactants in the reactor.
둘째, 외부자성체가 고정자(stator)로 되어 있어 부품이 차지하는 점유공간을 최소화할 수 있고, 유도모터에 비해 소형, 경량화가 가능하다. Second, since the external magnetic material is used as a stator, the space occupied by parts can be minimized, and it can be made smaller and lighter than induction motors.
셋째, 회전자에 영구자석을 내장하고 있어 기본적으로 회전자측에 전류가 흐르지 않으므로 전력손실이 발생하지 않아 적은 전력으로도 소망하는 출력을 낼 수 있으므로 에너지 절감효과가 있다.Third, since a permanent magnet is embedded in the rotor, current does not flow to the rotor side by default, so power loss does not occur, and a desired output can be produced with a small amount of power, so there is an energy saving effect.
넷째, 발열과 소음이 적어 안전운전이 가능하며, 마찰 등에 의한 소모성 부품이 없어 수명이 길다. Fourth, safe operation is possible due to low heat and noise, and it has a long lifespan because there are no consumable parts caused by friction.
다섯째, 회전자에 의한 2차 동손이 없으므로 같은 전력으로 모터의 출력을 향상시킬 수 있고, 전력손실이 적으므로 발열도 억제되어 모터의 방열면적과 열용량도 작게 할 수 있다. Fifth, since there is no secondary copper loss due to the rotor, the output of the motor can be improved with the same power, and since the power loss is small, heat generation is suppressed, so the heat dissipation area and heat capacity of the motor can be reduced.
도1은 반응기의 교반장치에 회전력을 제공하는 일반적인 벨트구동방식 모터의 구성도;
도2는 반응기의 교반장치에 회전력을 제공하는 일반적인 직결방식 모터의 구성도;
도3은 종래기술에 따른 교반기용 마그네트 드라이버의 구성을 나타낸 개략도;
4는 본 발명에 따른 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터의 일실시예 구성도;
도5는 본 발명에 따른 영구자석 동기모터의 구성원리를 설명하기 위한 개략도;
도6은 본 발명의 요부인 아지테이터의 세부 구성을 나타낸 단면도;
도7은 본 발명의 요부인 커버하우징의 단면도;
도8은 본 발명의 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터가 반응기에 설치된 상태를 나타낸 개략도이다. 1 is a block diagram of a typical belt-driven motor providing rotational force to a stirrer of a reactor;
Figure 2 is a block diagram of a general direct-coupled motor providing rotational force to the stirrer of the reactor;
Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of a magnetic driver for a stirrer according to the prior art;
4 is a configuration diagram of an embodiment of an agitator directly coupled to a permanent magnet synchronous motor according to the present invention;
Figure 5 is a schematic diagram for explaining the constituent principles of the permanent magnet synchronous motor according to the present invention;
Figure 6 is a cross-sectional view showing the detailed configuration of the agitator, which is a main part of the present invention;
Figure 7 is a cross-sectional view of a cover housing which is a main part of the present invention;
8 is a schematic diagram showing a state in which the permanent magnet synchronous motor direct-coupled agitator of the present invention is installed in a reactor.
이하, 첨부된 도4 내지 도8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying FIGS. 4 to 8 .
본 발명에 의한 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터는 액츄에이터의 모터를 배제하고, 마그네틱 드라이버와 아지테이터 샤프트를 직결시켜 구성을 대폭 간소화시키면서 기밀성이 보장되도록 구현한 것으로, 화학공정반응시스템에 적용되는 일예를 통하여 본 발명의 실시예를 설명한다.The permanent magnet synchronous motor direct-coupled agitator according to the present invention excludes the motor of the actuator and directly connects the magnetic driver and the agitator shaft to greatly simplify the configuration and ensure confidentiality. An example applied to a chemical process reaction system An embodiment of the present invention will be described through.
도4는 본 발명에 따른 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터의 일실시예 구성도이고, 도5는 본 발명에 따른 영구자석 동기모터의 구성원리를 설명하기 위한 개략도이고, 도6은 본 발명의 요부인 아지테이터 본체의 세부 구성을 나타낸 단면도, 도7은 본 발명의 요부인 커버하우징의 단면도이다. Figure 4 is a configuration diagram of an embodiment of an agitator directly coupled to a permanent magnet synchronous motor according to the present invention, Figure 5 is a schematic diagram for explaining the principle of the permanent magnet synchronous motor according to the present invention, Figure 6 is a schematic diagram of the present invention A cross-sectional view showing the detailed configuration of an agitator main body, which is a main part, and FIG. 7 is a cross-sectional view of a cover housing, which is a main part of the present invention.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 반응기(10) 상부의 결합구(12)에 끼워지며, 내주면에 수납공간(14a)이 형성되어 있는 외관체(14)와; 상기 외관체(14)의 수납공간(14a)에 내장되며, 프레임(16a)과 상기 프레임(16a)에 구비된 다수의 코어(16b) 및 상기 코어(16b)에 감겨져 있는 코일 권선(16c)으로 구성되어 전자기장을 생성하는 고정자(stator)(16)와; 상기 고정자(16)에 연결되어 전원을 제공하기 위한 전원 코드(18)와; 상기 고정자(16)의 코어(16b) 내부에 위치하며, 상기 코일권선(16c)의 회전자계와의 비틀림 토크 발생으로 회전하는 회전자(rotor)(영구자석이 내장된 매입자석)(20)와; 상기 전원코드(18)에 연결되며, 고정자(16)의 회전속도 및 방향을 조절하는 전자속도제어기(ESC; Electronic Speed Controller)(22)와; 상부에 상기 회전자(20)를 내장하며, 상기 결합구(12)를 관통하여 반응기(10) 내부에 위치되는 아지테이터 본체(agitator body)(24)와; 상기 외관체(14) 내부에 장착되어 고정자(16)로부터 회전자(20)를 이격시키기 위한 커버하우징(26)과; 상기 외관체(14)와 결합구(12)와의 접촉부위를 밀폐시키기 위한 가스켓(28) 및 상기 커버하우징(26)과 아지테이터 본체(24) 사이에 장착되어 회전에 따른 마찰을 저감시키기 위한 슬리브 베어링(30)을 포함한다.As shown in the drawing, in the embodiment of the present invention, the outer body 14 is inserted into the coupler 12 of the upper part of the reactor 10 and has a storage space 14a formed on the inner circumferential surface; Built in the storage space 14a of the exterior body 14, the frame 16a, a plurality of cores 16b provided in the frame 16a, and a coil winding 16c wound around the core 16b a stator 16 configured to generate an electromagnetic field; a power cord 18 connected to the stator 16 to provide power; A rotor (embedded magnet with a built-in permanent magnet) 20 located inside the core 16b of the stator 16 and rotating by generating torsional torque with the rotating magnetic field of the coil winding 16c and ; An electronic speed controller (ESC) 22 connected to the power cord 18 and controlling the rotational speed and direction of the stator 16; An agitator body 24 having the rotor 20 embedded therein and passing through the coupler 12 and positioned inside the reactor 10; a cover housing 26 mounted inside the outer body 14 to separate the rotor 20 from the stator 16; A gasket 28 for sealing the contact area between the outer body 14 and the coupler 12 and a sleeve mounted between the cover housing 26 and the agitator body 24 to reduce friction due to rotation bearing 30.
미설명부호 32는 임펠러를 나타낸다.Reference numeral 32 denotes an impeller.
본 발명의 실시예에서는 상기 회전자(20)를 2극으로 구성한 예를 제시하고 있으나, 이에 국한하는 것은 아니고, 사용용도에 따라 2극에서부터 16극까지 다양하게 구성할 수 있음은 주지의 사실이다.In the embodiment of the present invention, an example in which the rotor 20 is configured with two poles is presented, but it is not limited thereto, and it is well known that the rotor 20 can be configured in various ways from 2 poles to 16 poles depending on the purpose of use. .
상기 아지테이터 본체(24)는 도6에 도시한 바와 같이, 반응기(10)내의 임펠러(32)가 장착되는 드라이브 샤프트(42)와, 상기 드라이브 샤프트(42)의 상부에 형성되며 상기 회전자(20)를 매입하기 위한 헤드케이스(44)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 6, the agitator body 24 is formed on a drive shaft 42 to which the impeller 32 in the reactor 10 is mounted, and an upper portion of the drive shaft 42, and the rotor ( 20) is composed of a head case 44 for embedding.
여기서, 상기 드라이브 샤프트(42)의 외부로 노출되는 구간은 스테인레스 스틸로 구성될 수 있다. Here, a section exposed to the outside of the drive shaft 42 may be made of stainless steel.
본 발명의 실시예에서, 상기 커버하우징(26)은 도7에 도시한 바와 같이, 헤드케이스(44)를 수용하기 위한 공간과, 외관체(14)의 하부 내측 턱에 걸쳐져 결합되기 위한 단턱부(26a)가 형성된 슬리브 형상을 갖는다. 이 구성은 회전자(20)가 매입되는 헤드케이스(44)를 고정자(16)로부터 완전하게 격리시킴으로써 고압/고진공하에서 누수없이 구동될 수 있도록 한 것이다. In the embodiment of the present invention, the cover housing 26, as shown in FIG. 7, has a space for accommodating the head case 44 and a stepped portion for being coupled across the lower inner chin of the outer body 14. (26a) has a sleeve shape formed. This configuration completely isolates the head case 44 in which the rotor 20 is embedded from the stator 16 so that it can be driven without leakage under high pressure/high vacuum.
또한, 본 발명의 실시예에서는 결합구(12)와 외관체(14) 사이의 커버하우징(26) 외주면에 장착되어 드라이브 샤프트(42)에 전이되는 온도를 냉각시키기 위한 쿨링파트(34)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 쿨링파트(34)를 설치한 궁극적인 이유는 반응기(10)내에서 반응물이 고압/고진공하에서 교반되는 과정에서 드라이브 샤프트(42)에 고온이 전이되고, 상기 드라이브 샤프트(42)에 전이된 고온이 회전자(20)에 도달하여 자성을 상실시키는 한계점(Curie point)에 도달되지 못하도록 하기 위함이다. In addition, in the embodiment of the present invention, the cooling part 34 is mounted on the outer circumferential surface of the cover housing 26 between the coupler 12 and the outer body 14 to cool the temperature transferred to the drive shaft 42 can include Here, the ultimate reason for installing the cooling part 34 is that in the process of stirring the reactants under high pressure/high vacuum in the reactor 10, high temperature is transferred to the drive shaft 42 and transferred to the drive shaft 42. This is to prevent the high temperature from reaching the rotor 20 and reaching the Curie point at which magnetism is lost.
상기와 같이 구성된 본 발명의 결합 및 작동상태를 도8을 참조하여 설명한다.The combination and operating state of the present invention constructed as described above will be described with reference to FIG.
도8은 본 발명의 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터가 반응기에 설치된 상태를 나타낸 개략도이다. 8 is a schematic diagram showing a state in which the permanent magnet synchronous motor direct-coupled agitator of the present invention is installed in a reactor.
도면에 도시한 바와 같이, 반응기(10)의 결합구(12)에 아지테이터 본체(24)가 장착된 상태에서 커버하우징(26)이 끼워지고, 그 외부로 고정자(16)가 내장되어 있는 외관체(14)가 끼워진다. 이러한 구성에 의해 회전자(20)와 고정자(16)가 완전하게 격리된다.As shown in the figure, the cover housing 26 is fitted in the state where the agitator body 24 is mounted on the coupler 12 of the reactor 10, and the stator 16 is built into the outside appearance A sieve 14 is fitted. With this configuration, the rotor 20 and the stator 16 are completely isolated.
상기 ESC(22)에 연결된 전원코드(18)를 통하여 전원이 인가되면, 고정자(16)에 자계가 생성되고, 이 자계는 헤드케이스(44)에 매입된 회전자(20)와의 척력 극성을 통한 비틀림 토크를 발생시켜 상기 회전자(20)가 회전하게 된다.When power is applied through the power cord 18 connected to the ESC 22, a magnetic field is generated in the stator 16, and this magnetic field is generated through the repulsive polarity of the rotor 20 embedded in the head case 44. By generating torsional torque, the rotor 20 rotates.
이때, 상기 회전자(20)의 회전속도 및 정, 역방향은 ESC(22)에 의해 조절된다.At this time, the rotation speed and the forward and reverse directions of the rotor 20 are controlled by the ESC 22.
상기 회전자(20)의 회전은 헤드케이스(44)와 일체로 되어 있는 드라이브 샤프트(42)에 전달되어 아지테이터 본체(24)의 하단에 장착된 임펠라(32)를 회전시켜 반응기의 내용물을 교반하게 되는 것이다. The rotation of the rotor 20 is transmitted to the drive shaft 42 integrated with the head case 44 to rotate the impeller 32 mounted on the lower end of the agitator body 24 to stir the contents of the reactor It will do.
상기 교반과정에서 고온이 된 반응물의 온도가 드라이브 샤프트(42)에 전이되는 것을 쿨링파트(34)에서 냉각시켜줌으로써 드라이브 샤프트(42)에 전이된 고온이 헤드케이스(44)의 회전자(20)에 도달되지 않게 되는 것이다. The cooling part 34 cools the temperature of the reactant, which has become high in the stirring process, from being transferred to the drive shaft 42, so that the high temperature transferred to the drive shaft 42 is transferred to the rotor 20 of the head case 44 will not be reached.
상기 고정자(16)와 회전자(20)의 자성에 의한 회전동작중에, 상기 커버하우징(26)과 드라이브 샤프트(42) 사이에 슬리브 베어링(30)이 장착되어 있어 마찰력을 감소한 상태로 회전을 아지테이터 본체(24)에 제공하게 된다. During rotation of the stator 16 and the rotor 20 by magnetism, the sleeve bearing 30 is installed between the cover housing 26 and the drive shaft 42 to prevent rotation with reduced frictional force. It is provided to the data body 24.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 당연히 이해할 것이다.In the above, specific embodiments of the present invention have been described. However, the spirit and scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and various modifications and variations are possible within a range that does not change the gist of the present invention. When you grow up, you will understand.
10: 반응기 12: 결합구
14: 외관체 16: 고정자(stator)
18: 전원 코드 20: 회전자(rotor)
22: ESC(Electronic Speed Controller) 24: 아지테이터 본체
26: 커버하우징 28: 가스켓
30: 슬리브 베어링 32: 임펠러
34: 쿨링파트 42: 드라이브 샤프트
44: 헤드케이스 10: reactor 12: coupler
14: outer body 16: stator
18: power cord 20: rotor
22: ESC (Electronic Speed Controller) 24: Agitator body
26: cover housing 28: gasket
30: sleeve bearing 32: impeller
34: cooling part 42: drive shaft
44: head case
Claims (4)
상기 외관체에 내장되며, 프레임과 상기 프레임에 구비된 다수의 코어 및 상기 코어에 감겨져 있는 코일 권선으로 구성되어 회전자계를 생성하는 고정자(stator);
상기 고정자에 연결되어 전원을 제공하기 위한 전원 코드;
상기 고정자의 내부에 위치하며, 상기 코일권선에 의해 생성된 회전자계에 와의 비틀림 토크 발생으로 회전하는 회전자(rotor);
상기 전원코드에 연결되며, 고정자의 전기장과 회전자의 자기장이 커플링을 이루어 회전하는 회전속도 및 방향을 조절하는 전자속도제어기(ESC; Electronic Speed Controller);
하단에 임펠러가 장착되어 있는 드라이브 샤프트와, 상기 드라이브 샤프트의 상부에 일체로 형성되며 회전자가 매입되는 헤드케이스를 구비하며, 상기 드라이브 샤프트가 결합구를 관통하여 반응기 내부에 위치되는 아지테이터 본체(agitator body); 및
상기 외관체 내부에 장착되어 고정자로부터 회전자를 이격시키기 위한 커버하우징
을 포함하는 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터.
Exterior body fitted into the upper part of the reactor;
A stator built into the exterior body and composed of a frame, a plurality of cores provided in the frame, and coil windings wound around the core to generate a rotating magnetic field;
a power cord connected to the stator to provide power;
a rotor located inside the stator and rotating by generating torsional torque with the rotating magnetic field generated by the coil winding;
An electronic speed controller (ESC) connected to the power cord and adjusting the rotational speed and direction of rotation by coupling the electric field of the stator and the magnetic field of the rotor;
A drive shaft with an impeller mounted on the lower end, and a head case integrally formed on the top of the drive shaft and in which the rotor is embedded, the agitator body (agitator body) positioned inside the reactor through the drive shaft through the coupler body); and
A cover housing mounted inside the outer body to separate the rotor from the stator
Permanent magnet synchronous motor direct-coupled agitator comprising a.
상기 결합구와 외관체 사이의 커버하우징 외주면에 장착되어 아지테이터 본체에 전이되는 반응기내의 반응물의 온도를 냉각시키기 위한 쿨링파트를 더 포함하는 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터.
According to claim 1,
A permanent magnet synchronous motor direct-coupled agitator further comprising a cooling part mounted on an outer circumferential surface of the cover housing between the coupler and the outer body to cool the temperature of the reactant in the reactor transferred to the agitator body.
상기 외관체의 하단에 장착되어 결합구와의 접촉부위를 밀폐시키기 위한 가스켓;
상기 커버하우징과 아지테이트 본체 사이에 장착되어 회전에 따른 마찰을 저감시키기 위한 슬리브 베어링을 더 포함하는 영구자석 동기모터 직결형 아지테이터.
According to claim 1,
A gasket mounted on the lower end of the exterior body to seal a contact portion with the coupler;
A permanent magnet synchronous motor direct-coupled agitator further comprising a sleeve bearing mounted between the cover housing and the agitate body to reduce friction due to rotation.
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