KR20090007348A

KR20090007348A - 흡입 기계

Info

Publication number: KR20090007348A
Application number: KR1020087025763A
Authority: KR
Inventors: 마이클 톰스; 유젠 쉬넵프
Original assignee: 두르 덴탈 게엠베하 & 씨오. 케이쥐이
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2007-03-03
Publication date: 2009-01-16
Also published as: CN101410072A; JP2009531166A; DE102006014682A1; CN101410072B; US20090298011A1; EP1998709A1; DE102006014682B4; UA99709C2; WO2007112814A1

Abstract

치과 또는 외과 흡입 설비(suction installation)를 목적으로 하는 흡입 기계(suction machine)가 특징되며, 상기 흡입 기계는 로터(rotor, 22)를 포함하고 공기, 액체, 혼합 가능한 고체의 흡입된 혼합물로부터 액체를 분리하고 혼합 가능한 고체 성분을 분리하기 위해 사용되는 분리 유닛(separing unit, 20) 및, 상기 분리 유닛(20)의 공기 배출구(37)로 연결되고 하우징(61)과 임펠러(62)를 가지는 흡입 팬(suction fan, 60)을 포함한다. 상기 흡입 팬(60)은 방사상의 팬으로써 설계되고 상기 방사상 팬의 임펠러(62)는 전기적으로 정류된 전기 모터(43)에 의해 구동되고, 상기 전기 모터는 기어링(gearing, 36)을 경유하여 분리 유닛(20)의 로터(22)를 구동한다.

Description

흡입 기계{SUCTION MACHINE}

본 발명은 흡입된 공기/액체 혼합물로부터 액체와 혼합 가능한 고체 성분을 분리하기 위한 분리 유닛 및, 상기 분리 유닛의 공기 배출구에 연결되는 흡입 팬을 가진 흡입 기계에 관한 것이다.

이러한 흡입 기계는 EP 0 400 431 A1으로부터 알려진다. 본 명세서에서 기술된 흡입 기계는 흡입 팬에 연결되는 분리 유닛으로 구성된다. 상기 분리 유닛은 사이클론 분리기(cyclone separator)와 원심 분리기(centrifuge)를 나타내고, 이는 공통의 축 방향으로 장착된다.

도 1은 흡입 기계의 단면도를 도시하는 도면.

도 2는 대략 120°로 회전시킨 도 1로부터 흡입 기계의 등축도를 도시하는 도면.

도 3은 도 1과 비교하여 90°로 회전시킨 흡입 기계의 측부도를 도시하는 도면.

도 4는 도 1로부터 흡입 기계의 상단도를 도시하는 도면.

도 5는 도 1의 흡입 기계 하부로부터 도시하는 도면.

흡입 기계는 치과 또는 외과용 흡입-추출 시스템에서 적용된다. 치과 의사 또는 외과 의사에 의해 환자의 입 또는 수술 부분으로부터 흡입된 공기/액체 혼합물은 분리 유닛에서 액체와 혼합 가능한 고체 성분 물질로 분리되어야 하고 또 다른 한편으로 공기 성분으로 분리되어야 한다.

흡입 팬(suction fan)에 의해 공기 성분은 분리 유닛의 배출구로부터 추출되고 흡인(aspiration)하는 동안 부분적인 진공이 발생되며, 일반적으로 많은 경우에 작동되는 측부 채널 송풍기(side-channel blowers)는 조용하게 작동된다.

보다 작은 흡입 기계는 처리 유닛(treatment unit) 이내에서 직접 일체로 형성될 수 있으며, 이에 중심으로 설치된 보다 큰 흡입 기계는 여러 처리 부위(treatment sites)의 지속적인 유지를 위해 제공될 수 있다.

요즈음 적용되는 측부 채널 송풍기(side-channel blowers)는 최선의 지점에서 스테이지(stage) 당 0.25 내지 0.3의 상대적으로 약한 효율를 가진다. 추가적으로, 이의 파워 요구량은 의도되는 부분적인 진공으로 상승한다. 4개의 치과 치료 부위에 대한 흡입 기계의 경우에, 예를 들어 대략 1.5kW의 부하를 가진 전기 모터가 제공되어야 한다.

치과 또는 외과 흡입 기계를 위한 흡입 팬은 단일의 위상(phase) 모터 또는 3개의 위상 모터에 의해 보통으로 구동되며, 상기 모터는 60% 내지 70%의 최대 효율을 얻는다.

추가적으로 다중 부위 기구(multiple-site instruments)의 경우에 있어, 상기 전체 부하 범위 이내에서 일정하게 흡입 팬을 작동하지 않도록 하기 위하여 흡입 파워의 제어에 의존하는 요구(demand-dependent control of the suction power)는 바람직하다고 고려된다. 그러나, 이는 기술적으로 정밀하고 비용이 비싼 제어 전자 장치를 요구한다.

본 발명의 목적은 보다 나은 효율을 나타내고 특히 여러 처리 부위(treatment sites)의 유지에 적합한 초기에 언급한 형태의 흡입 기계를 특징짓는 것이다.

상기 목적은 청구항 제 1 항의 특징을 갖는 흡입 기계에 의해 구현된다.

유리한 구현물이 종속항으로부터 형성될 수 있다.

본 발명에 따라, 초기에 언급한 형태의 흡입 기계의 경우 상기 흡입 팬은 방사상의 흐름 송풍기로써 구현되고, 송풍기의 임펠러(impeller)는 전기적으로 정류된 전기 모터(EC motor)에 의해 구동된다.

측부-채널 송풍기와 비교하여, 방사상 흐름 송풍기(radial-flow blower)는 최적의 지점에서 스테이지(stage) 당 대략 0.6 내지 0.7의 명확하게 보다 높은 효율을 도시한다. 추가적으로, 방사상 흐름 송풍기의 파워 요구(power demand)는 부분적인 부하 범위 이내에서 보다 작게 형성되고 이는 방사상 흐름 송풍기가 보다 많은 파워를 필요로 하기 때문이며, 보다 높은 체적의 흐름이 형성된다. 다른 한편으로, 치과 또는 외과 흡입 추출 시스템의 경우와 같이, 낮은 체적 흐름이지만 높은 부분적인 진공의 경우, 상기 파워 요구는 상대적으로 낮다. 추가적으로, 작동중에 상기 방사상 흐름 송풍기는 흡입된 액체 찌꺼기, 거품 또는 먼지와 비교하여 보다 덜 민감하다. 측부 채널 송풍기와 비교하여 방사상 흐름 송풍기 내 임펠러의 보다 낮은 질량(mass)으로 인하여, 추가적인 보다 빠른 시동(start-up)이 보장된다.

종래 단일 위상 모터 또는 3상 모터와 비교하여, 상기 전기적으로 정류된 모터는 대략 80% 내지 85%의 높은 효율을 도시한다. 그 결과로써, 전류 소모량과 열 손실은 보다 낮다.

전기적으로 정류된 모터가 브러쉬가 없는(brushless) 방식으로 작동하기 때문에, 실제적으로 마모가 없으며(wear-free) 보다 긴 서비스 수명을 가진다.

추가적으로, 전기적으로 정류된 모터 작동에 필요한 전자 기술(electronics)은 속도 제어를 허용하고, 상기 속도 제어의 보조로 요구되는 흡입 파워 조정(demand-dependent suction-power regulation)은 큰 노력없이 구현될 수 있다.

본 발명에 따라서, 분리 유닛과 방사 흐름 송풍기는 분리 유닛이 방사 흐름 송풍기보다 느리게 작동되는 방식으로 서로 기계적으로 커플 결합된다. 따라서, 방사 흐름 송풍기와 분리 유닛은 EC 모터로 작동될 수 있으며 2개의 하부 유닛의 서로 다른 속도의 필요성이 고려된다.

커플링 결합은 기어휠 트랜스미션에 의해 편리하게 구현될 수 있다. 하지만 대안적으로 V형 벨트 트랜스미션, 톱니형 벨트 트랜스미션을 통하거나 또는 마찰 기어 트랜스미션을 통한 커플링 결합이 고려된다.

경사가 형성되는 톱니형 기어 휠 트랜스미션의 사용은 특히 유리하다고 판명된다.

어느 한 기어휠이 플라스틱으로부터 구성되고 이에 결합되는 제 2 기어휠이 금속으로 제조되는 경우, 특히 정지 트랜스미션 커플링 결합(quiet transmission coupling)이 구현될 수 있으며 상기 트랜스미션은 윤활유(lubrication) 없이 형성된다.

특히 조밀한 설계의 결과로 되며 EC 모터의 제어 전자 기술이 모터 챔버 내에서 수용될 때, 팬은 모터 전자 기술(motor electronics)을 냉각시키기 위하여 편리하게 제공된다. 상기 팬은 분리 유닛의 구동 샤프트 상에서 유리하게 장착될 수 있다.

분리 유닛의 공기 배출구는 외부 파이프라인을 통하여 방사 흐름 송풍기의 흡입 부분에 간단한 방식으로 연결될 수 있다.

상기 분리 유닛은 사이클론 분리기 스테이지와 펌프 스테이지 또는 원심분리기 스테이지를 바람직하게 포함하며, 이는 공통의 축으로 장착된다. 결과로써, 흡입에 의해 추출된 공기/액체 혼합물의 양호한 분리가 구현된다.

상기 전동기(electric motor)는 외부 로터 모터로써 구현되는 경우, 상기 흡입 기계는 특히 조밀한 방식으로 구성될 수 있다. 추가적으로, 외부 로터 모터는 높은 토크의 트랜스미션을 가능하게 하고 높은 속도로 작동될 수 있다.

추가적인 장점은 수반되는 본 발명의 실례의 실시예의 설명으로부터 형성될 수 있으며, 이는 수반되는 도면을 기초로 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1 내지 도 5에서 도시된 흡입 기계는 보다 낮은 케이싱 커버(11)를 가지고, 상기 커버 상으로 분리 유닛(20)의 컵 모양 케이싱 세그먼트(casing segment, 21)가 상부로부터 나사못 죄임된다.

상단 지점에서, 상기 케이싱 세그먼트(21)는 환형 중간 플랜지(30)에 의해 밀봉되고 상기 플랜지는 액체 성분이 없는 공기를 위하며 하부 방향으로 걸려 있는 출구 포트(92)를 중심에서 나타낸다.

분리 유닛(20)의 유입구 포트(29)는 케이싱(casing, 21)으로 접선 방향 및 횡방향으로 유도되고 케이싱(21)의 내부로 나가는 나선형 덕트(35)로 방출된다. 유입구 포트(29) 상으로 y 형태 분기 피스(branching piece, 29')가 나사못 형성되고, 예를 들어 상기 유입구 포트로 2개의 치과 흡입 추출기(dental suction extractors)는 분리식으로 연결될 수 있다.

상기로부터, 상기 중간 플랜지(30)는 2개의 챔버 케이싱 세그먼트(chamber casing segment, 31)로 나사못 커플 결합되고, 상기 2개의 챔버 케이싱 세그먼트의 보다 낮은 챔버는 분리 유닛(20)의 공기 배출 챔버로써 제공되며 배출구 포트(37)는 횡방향으로 지지된다(도 3 참조). 상기 케이싱(31)의 상부 챔버는 기어휠 트랜스미션(36)을 수용하기 위해 제공된다.

상부 방향으로, 상기 케이싱 세그먼트(31)는 모터 챔버로써 제공되는 또 다른 케이싱 세그먼트(41)에 의해 밀봉되며, 상기 모터 챔버는 횡방향으로 오프셋(offset) 방식으로 장착되며, 상기 케이싱 세그먼트의 하부측부는 케이싱 세그먼트(31)의 상부 챔버를위한 커버(47)의 형태를 취한다. 상부 방향으로, 상기 케이싱 세그먼트(41)는 커버(51)에 의해 밀봉된다.

상기 커버(51)는 상기 케이싱 세그먼트(41)를 넘어 방사상으로 돌출되고 방사 흐름 송풍기(60)의 나선형 케이싱(61)을 위한 베이스(base)를 형성한다. 상기 커버(51)를 함께 가지는 나선형 케이싱(61)은 임펠러(impeller, 62)를 위한 작업 챔버(67)를 형성한다.

나선형 케이싱(61)의 중심에, 관형 흡입 포트(63)와 소통되는 유입구 챔버(66)로 야기하는 둥근 공기 도관(round air conduit, 65)이 위치된다. 둥근 횡 단면을 나타내는 작업 챔버(67)는 작업 챔버(67) 주위에서 관형 공기 배출구(64)로 안내하는 나선형 덕트(69)로 전개되는 접선 방향의 공기 배출 개구부(tangential air outlet opening, 68)(도 2 참조)를 나타낸다. 도 4에 있어서 나선형 덕트(69)의 코스(course)는 상단도에서 분별될 수 있다. 상기 나선형 케이싱(61)은 도시되지 않는 둥근 상부 시트 금속 커버(round upper sheet-metal cover)에 의해 상단 지점에서 밀봉된다.

작동 조건하에서, 상기 분리 유닛(20)의 공기 배출구(37)는 도시되지 않지만 외부 파이프라인을 통하여 방사 흐름 송풍기(60)의 흡입 포트(63)로 연결되며 이는 호스(hose) 또는 튜브(tube)가 될 수 있다.

상기 분리 유닛(20)의 케이싱 세그먼트(21)에 있어서, 공통 구동 샤프트(34)가 장착되고 벨 형태로 하부 방향으로 넓어지는 사이클론 분리기의 펌프 임펠러(pump impeller, 23)와 로터(rotor, 22)가 어느 한 부분이 또 다른 부분 위로(one above the other) 장착된다.

로터(rotor, 22)의 상부 영역에서 상기 로터(22)를 둘러싸고 링 나사선(ring helix)의 형태로 설계된 웹(web)이 제공되며, 이는 케이싱(casing, 21)의 내부 벽 상에 마주보는 웹과 함께 나사산 덕트(35)를 형성하며, 상기 덕트를 통하여 흡입된 공기/액체 혼합물은 상기 분리 유닛(20)으로 이송된다.

상부 변부상에서 상기 로터(22)는 주변 방향(circumferential direction)으로 분포된 방사상의 각각의 수 많은 펌프 블래이드(pump blades, 19)를 도시하고, 상기 방사상의 펌프 블래이드는 중심에서 좁은 직사각형 오목부를 가지고 중간 플랜지(30)의 대응적으로 형태된 립(rib)과 함께 재순환 작동으로 동적 패킹(dynamic packing)을 형성하며, 이는 상기 케이싱(21)의 내부 공간으로부터 중간 플랜지(30)의 중신 도관 개구부로 직접적인 흐름 연결부를 가지지 않도록 함이다.

내부 공건에서 상기 로터(22)는 구동 샤프트(34)와 로터(22)의 내부 벽 사이에서 수직하고 방사상의 방향으로 평면 방식으로 전개되는 몇몇의(가령 6개) 블래이드(25)를 도시하고, 이는 여러개의 섹터(sectors)로 상기 로터(22)의 내부 공간이 세분화되며 상기 여러 섹터는 서로에 대하여 횡방향으로 밀봉된다.

상기 로터(22) 이하에서 환형 걸리 형태 펌프 임펠러(annular-gully-shaped pump impeller, 23)가 위치하고, 이의 외부 벽은 상기 로터(22)의 최저부 변부를 넘어 경사지게 상부 방향으로 전개된다. 여러 방사상의 웹(26)은 상기 펌프 임펠러(23)의 내부에서 장착된다. 펌프 임펠러(23)의 외부 변부 상에서 주변을 위에 분포되며 상대적으로 많은 펌프 블래이드(27)가 위치되고 이는 중심에서 각각 좁은 직사각형 오목부를 가진다.

펌프 블래이드(27)의 링을 넘어 케이싱 세그먼트(21)의 직경은 숄더(28) 내에서 감소되고 이러한 방식으로 상기 숄더는 최저부 커버(bottom cover, 11)와 함께 액체 배출구 챔버의 경계를 한정한다.

숄저(28)로부터 차단 웹(blocking web, 81)은 링의 방식으로 하부에서 지지하고(stands) 펌프 블래이더(27)의 직사각형 오목부로 돌출한다. 이러한 방식으로, 상기 펌프 블래이드(27)는 상기 숄더(28)와 함께 동적 패킹(dynamic packing)을 형성하고, 상기 숄더로부터 상기 펌프 블래이드(27)의 오목부로 돌출하는 차단 웹(81)과 함께 동적 패킹을 형성한다.

상기 펌프 블래이드(27)는 상기 펌프 임펠러(23)로 내부 방향으로 상기 숄더(28)를 넘어 전개되고 이러한 방식으로 상기 로터(22)로부터 상기 펌프 임펠러(23)으로 떨어지고 원심력에 의해 외부 방향으로 가압되는 액체를 상기 케이싱 세그먼트(21)의 보다 낮은 주변 벽으로부터 접선방향으로 퍼지는(emanates) 액체 배출구 포트(liquid-outlet port, 24)로 운반하며, 이는 상기 숄더(28) 이하에서 위치된다.

나선형 덕트(35)를 경유하여 상기 유입구 포트(29)로부터 상기 케이싱 세그먼트(casing segment, 21)로 유입되는 흡입된 공기/액체 혼합물은 난기류(turbulence)에 영향을 받아 하부 방향으로 흐르고 이후 공기 배출구(37)로 연결된 방사상의 흐름 송풍기(radical-flow blower, 60)의 소용돌이 효과(vortex effect)아래에서 상기 블래이드(25)에 의해 경계가 형성된 로터(22)의 섹터형 챔버(sector-shaped chambers)로 하부 방향으로부터(from below) 흐른다. 상기 경로 상으로, 액체 잔존 성분(liquid residual components)은 사이클론 분리기의 외부 벽에 대한 원심력의 영향 아래 외부로 분리되고 이후 펌프 임펠러(pump impeller, 23)로 직접 떨어진다.

로터(22)에서, 반출(entrain)될 수 있는 거품 요소와 조밀한 액체 방울(fine liquid droplets)은 원심력에 의해 상기 로터(22)의 내부 벽에 대하여 가압되며 내부 벽의 하부로 흐르고 상기 내부 벽은 하부 방향으로 넓어진다. 여기로부터, 상기 액체는 펌프 임펠러(23)로 떨어지고 원심력의 영향아래 외부 방향으로 가압되며, 여기에서 상기 액체는 상기 펌프 블래이드(27)에 의해 액체 배출구 포트(24)로 이송된다.

분리 유닛(20)의 구동 샤프트(34)는 트랜스미션(transmission, 36)까지 중간 플랜지(30) 내 상기 공기 출구 개구부(air-exit opening)와 상기 케이싱 세그먼트(31)의 공기 배출구 챔버(air outlet chamber)를 통하여 전개된다.

상기 구동 샤프트(34)의 상부 단부 지점에서 보다 작은 기어휠(33)에 의해 구동되는 큰 기어휠(gearwheel, 32)이 위치된다. 상기 감소 비율은 대략 1:3이다.

상기 기어휠(33)은 샤프트(42)에 위치되고 상기 샤프트는 임펠러(62)까지 상기 케이싱 세그먼트(41)를 통하여 중심으로 전개된다. 상기 케이싱 세그먼트(41) 이내에서 외부 로터 모터(external-rotor motor)와 같이 구현되며, 전기적으로 정류된 전기 모터(electric motor, 43)(EC motor)의 로터(rotor, 44)는 상기 샤프트(42)에 위치된다.

보통 전기 모터에서 내부 로터는 회전하고 상기 외부 케이싱은 고정적이다(stationary). 외부적인 로터에서 모터는 여기에서 사용되고, 역 반응이 상기의 경우이다(the converse is the case). 상기 외부 모터 케이싱은 로터(44)로써 제공되는 영구 자석이 제공되며 회전하고, 이에 의해 여러 개의 공기가 중심이 된 코일(air-cored coils)로 구성되는 아마추어(armature, 45)(고정자, stator)는 내부에서 고정될 수 있다. 상기 결과는 특히 조밀한 형태의 구성이 형성되고 큰 토크가 형성되는 것이 가능하다. 하지만, 대안적으로 내부 로터 EC 모터(internal-rotor EC motor)로 사용될 수 있다.

종래 전기 모터는 언제나 정확한 시간으로 감기는 전류의 방향을 변경하기 위하여 브러쉬(brushes)와 보통 작동한다. 상기 브러쉬 어플라이언스(brush appliance)는 기계적인 손실과 전기적인 손실을 유발하여 마모되기 쉽고, 방해(disturbance)를 수반하는 전자기(electromagnetic)를 야기한다. 전기적으로 정류된 모터의 경우에 있어, 한편으로 상기 정류(commutation)는 제어 전자 기술(control electronics)로 구현되고(모터 제어기), 상기 제어 전자 기술은 아마추어(armature, 45)의 공기가 중심이되는 코일(air-cored coils)을 통하여 주변 자기장(magnetic field)을 발생시킨다. 상기 브러쉬의 언급된 단점이 여기에서는 발생하지 않는다. 그 결과로써, 브러쉬가 없는 모터는 보다 나은 효율을 도시한다.

컵 모양 로터(44)는 상기 샤프트(42)로 하부측부에서 연결되고, 이에 의해 상부 측부 상에서 상기 로터가 개방된다.

상기로부터, 베어링 슬리브(bearing sleeve, 53)는 상기 커버(51)로부터 하부 방향으로 돌출하고, 상기 베어링 슬리브에서 상기 샤프트(42)가 지지되며 상기 샤프트 외측부에 공기가 중심이 되는 코일(air-cored coils)을 가진 아마추어(45)가 위치된다.

상기 모터 제어기는 상기 케이싱 세그먼트(41) 내측부에 2개의 인쇄 회로 기판(46)에 수용되고, 상기 보다 낮은 인쇄 회로 기판은 상기 로터(44) 주위에서 공통의 축으로 전개되며, 이에 또 다른 인쇄 회로 기판은 베어링 슬리브(53) 상에서 아마추어(42) 상부로 끼워 맞춤된다. 대안적으로, 물론 상기 모터 제어기는 외부 케이싱 내에서 수용될 수 있다.

추가적으로 상기 모터 제어기를 냉각시키기 위하여, 본 도면에서 도시되지 않으며 상기 샤프트(42)에 의해 또한 바람직하게 구동되는 팬(fan)은 케이싱 세그먼트(41) 내에서 수용될 수 있다.

모터 제어기를 통하여 흡입 기계의 흡입력은 상기 속도의 조정에 의해 처리 부위(가령 1 내지 4 처리 부위)에서 전류의 요구에 따라 상대적으로 간단한 방식으로 조정될 수 있다. 상기 목적을 위하여, 흡입 라인 내 상기 부분적인 진공(vacuum)이 측정될 수 있고 상기 속도는 적절하게 조정될 수 있다.

추가적으로, 상기 모터 제어기는 모터-전류 제한(차단 안전 장치)가 제공된다.

방사상의 흐름 송풍기(60)의 임펠러(62)는 상기 샤프트(42)의 상부 단부에서 위치된다. 상기 임펠러는 하부 편평한 디스크(72)와 상부 사다리꼴 디스크(frustoconical disc, 72)를 포함한다(encompasses). 상기 디스크 공간(disc spacing)은 내측부로부터 외측부까지 연속적으로 감소한다.

2개의 디스크(71, 72) 사이에서 축 방향으로 평행한 발생 라인을 도시하는 베인(vanes, 73)이 위치하고, 이는 상기 디스크(71, 72)의 변부까지 방사상으로 만곡된 라인 상에서 중심으로부터 전개된다. 대안적으로, 방사상으로 종결이 되는 베인이 또한 가능하다.

상기 임펠러(62)의 상부 디스크(71)는 나선형 케이싱(61)의 공기 도관(65)으로 유도되는 공기 유입구를 가진다. 상기 작업 챔버(67)와 관련하여 보다 나은 밀봉을 위하여, 공기 유입구에서 수직 포트(74)는 다소의 간극을 가진 공기 도관(65)에서 하부 방향으로 칼라(collar, 75)를 전개하는 대응물(corresponding)을 둘러싸며 끼워 맞춤된다.

상기 임펠러(62)는 EC 모터(43)에 의해 빠른 회전으로 설정되는 경우, 공기는 상기 임펠러(62) 내에서 중심 공기 유입구를 통하여 흡입되며 상기 2개의 디스크(71, 72) 사이 간극(gap)을 통하여 만곡된 베인(vanes, 73)에 의해 외부 방향으로 가압되며, 이후 작업 챔버(67) 내에서 회전되고 공기 유출 개구부(air-outlet opening, 68)와 나선형 덕트(spiral duct, 69)를 통하여 공기 배출구(64)로 흐르며, 이로부터 루프(roof)를 가로지르는 경로를 가진 파이프라인을 경유하여 상기 개방구(open)로 흐른다.

상기 팬 프로펠러(fan propeller, 62)와 상기 샤프트(42)와 상기 EC 모터(43)는 12,000 rpm 내지 15,000 rpm의 범위 이내에서 매우 높은 회전 속도에 대해 설계된다. 트랜스미션 비율(transmission ratio)(기어휠, 32, 33)로 인하여, 한편으로 상기 구동 샤프트(34)와 상기 구동 샤프트를 사용한 로터(20)와 분리 유닛(20)의 펌프 임펠러(23)는 분리를 위한 바람직하게 2800 rpm 내지 4000 rpm의 범위 이내에서 상대적으로 보다 낮은 속도로 작동된다.

낮은 속도로 인하여, 상기 기어휠(gearwheel, 32)은 예를 들어 PTFE 또는 PE와 같은 플라스틱으로 제조될 수 있으며, 또 다른 한편으로 상기 기어 휠(33)은 예를 들어 놋쇠(brass) 또는 높은 등급의 강철(high-grade steel)인 금속으로부터 제조된다. 이러한 상기 재료들의 결합체(combination)로 트랜스미션(36)의 윤활유는 배제될 수 있다(dispensed with).

상기 기어휠 트랜스미션(36)의 대안으로써, 유성 연동 장치 기어 트레인(planetary gear train), V형 트랜스미션 또는 톱니형 벨트 트랜스미션 또는 마찰 기어 트랜스미션(friction-gear transmission)은 방사상의 흐름 송풍기(60)와 분리 유닛(20)을 커플링 결합 목적으로 채택될 수 있다.

높은 속도로 회전하는 방사상의 흐름 송풍기(60)의 일부분은 균형이 잘 이루어져야 한다. 본 명세서에서 도시되지 않은 볼 베어링(ball bearings)에 의해 상기 샤프트(shaft, 42)는 지지되고, 작은 직경이 유지되어야 한다. 추가적으로, 상기 베어링의 냉각이 필요할 수도 있으며 뿐만 아니라 높은 온도의 그리스(grease)와 볼 베어링의 밀봉부의 사용이 필요할 수도 있다.

방사상의 흐름 송풍기(60)의 축 방향의 작동 간극(gaps)은 대략 1mm 내지 3 mm의 범위 이내에서 상대적으로 큰 크기가 형성될 수 있다. 이는 정밀한 공간 형성이 필요하지 않기 때문에 상기 조립체를 간단하게 하며 상기 방사상의 흐름 송풍기(60)를 흡입된 거품 및 먼지에 대하여 민감하지 않도록 형성시킨다. 나선형 케이싱(61) 또는 케이싱 세그먼트(41)와 같은 케이싱 부분은 플라스틱으로 제조될 수 있으며, 보다 낮은 제조 비용의 결과가 된다.

상기 임펠러(62) 자체는 바람직하게 알루미늄으로부터 제조되며 상대적으로 경량(lightweight)이 되도록 제조될 수 있다. 이는 흡입 기계의 신속한 시농(start-up)을 가능하게 한다. 대안적으로, 상기 임펠러의 하부 디스크(72)만이 알루미늄으로 제조될 수 있으며, 베인(vanes, 73)을 갖는 상부 디스크(71)는 플라스틱으로 제조될 수 있으며, 상기 경우 2개의 디스크(71, 72)는 열적으로 함께 리벳(reveted) 결합된다.

방사상의 흐름 송풍기(60)와 상기 EC 모터(43)의 보다 나은 효율성의 이유로, 흡입 기계를 위한 모터 출력부(motor output)가 실례의 실시예에서 4개의 처리 부위(treatment sites)까지 유지(maintenance)를 위해 설계되고 0.95kW 정도의 양이 된다(amounts to only 0.95kW).

추가적으로 본 명세서에서 도시되지 않은 추가적인 실시예에 있어서, 가령 드릴 가공된 아말감(drilled amalgam)과 같은 고체 성분의 분리가 착수될 수 있다(undertake).

상기 목적을 위하여, 상기 펌프 임펠러(23)는 원심 분리기 바스켓에 의해 교체되고, 원심 분리기 바스켓의 최저부는 진흙,오수 구멍을 나타내며, 상기 구멍을 통하여 고체 성분은 상기 원심 분리기가 방출될 때 수집 탱크로 가라 앉는다.

Claims

공기/액체와 혼합 가능한 고체가 흡입된 혼합물로부터 액체와 혼합 가능한 고체 성분을 분리하기 위한 로터(22)를 포함하는 분리 유닛(20) 및, 상기 분리 유닛(20)의 공기 배출구(37)로 연결되고 케이싱(61)과 임펠러(62)를 나타내는 흡입 팬(suction fan, 60)을 가지는 흡입 기계에 있어서,

상기 임펠러(62)는 전기적으로 정류된 전기 모터(43)에 의해 구동되며, 또한 상기 전기 모터는 트랜스미션(36)을 경유하여 분리 유닛(20)의 로터(22)를 구동하는 것을 특징으로 하는 흡입 기계.
제 1 항에 있어서, 상기 분리 유닛(20)은 상기 방사상의 흐름 송풍기(60) 보다 더 느리게 작동하는 방식으로 상기 분리 유닛(20)과 상기 방사상의 흐름 송풍기(60)는 상기 트랜스미션(36)에 의해 서로 기계적으로 커플 결합되는 것을 특징으로 하는 흡입 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 트랜스미션(36)은 기어휠 트랜스미션 또는 마찰 기어 트랜스미션인 것을 특징으로 하는 흡입 기계.
제 3 항에 있어서, 상기 트랜스미션(36)은 경사지게(obliquely) 톱니가 형성된 기어휠 트랜스미션인 것을 특징으로 하는 흡입 기계.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 기어휠 트랜스미션(36)은 플라스틱으로 제조된 기어휠(32)을 나타내고, 상기 기어휠에 결합되고 금속으로 제조된 기어휠(33)을 나타내는 것을 특징으로 하는 흡입 기계.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 모터 제어기(46)를 갖는 모터(43)는 케이싱 세그먼트(41) 내에서 수용되고, 팬은 상기 모터 제어기(46)를 냉각시키기 위하여 제공되는 것을 특징으로 하는 흡입 기계.
제 6 항에 있어서, 상기 모터 제어기(46)를 위한 팬은 상기 방사상의 흐름 송풍기(60)의 구동 샤프트(42)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 흡입 기계.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 유닛(20)의 상기 공기 배출구(37)는 외부 파이프라인을 경유하여 흡입 팬(60)의 흡입 포트(63)로 연결되는 것을 특징으로 하는 흡입 기계.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 유닛(20)은 사이클론 분리기 스테이지(cyclone-separator stage, 22)와 상기 로터(22)를 가지는 원심 분리기 스테이지(23)를 포함하고, 상기 스테이지들은 공통의 축으로 장착되는 것을 특징으로 하는 흡입 기계.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터(43)는 외부 로터 모터인 것을 특징으로 하는 흡입 기계.