KR20140088581A - 회전자기장을 이용한 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 자기장에 의한 동력전달장치에 관한 것으로, 이 장치는 구동축(2); 구동축(2)에 끼워맞춤되는 적어도 하나의 외부 자석(3); 펌프축(4); 펌프축(4)에 끼워맞춤되고 상기 외부자석(3)에 의해 유지되는 적어도 하나의 내부 자석(5); 및 상기 펌프축(4)과 내부 자석(5)을 수용하는 기밀실을 형성하고, 내부 자석(5)과 외부 자석(3) 사이에 위치하는 유리컵 모양의 케이싱을 갖춘 후방 몸체(1);를 포함하고, 후방 몸체(1)가 적어도 하나의 온도센서(7)를 구비하며, 이 온도센서는 소형 열전쌍(71)을 갖는데, 이 열전쌍은 외부 자석(3)과 내부 자석(5) 사이의 자기장 범위내에서 상기 케이싱의 벽체 안에 설치된다.

Description

회전자기장을 이용한 동력전달장치{DEVICE FOR TRANSMITTING POWER THROUGH ROTATING MAGNETIC FIELDS}

본 발명은 회전자기장을 이용한 동력전달장치에 관한 것으로, 구체적으로는 밀봉실로서의 후방 몸체를 형성하는 유리컵 모양의 케이싱에 의해 분리된 2개의 동축 자석들을 이용한 자기펌프, 교반기, 믹서, 혼합기, 고정밀 그라인딩 머신 등의 동력전달장치에 관한 것이다. 이런 유리컵형 케이싱은 다층으로 이루어지고, 탐침 및/또는 감시용 센서들을 갖출 수 있다.

종래의 자기펌프는 구동축에 연결된 모터가 들어있는 펌프 몸체와, 순환 액체의 입출구가 달린 밀봉 와류실을 갖는데, 펌프축에 연결된 임펠러가 와류실 안에서 회전한다.

이런 펌프축과 임펠러의 구동은 구동축에 결합된 내부 자석을 통해 이루어지고, 임펠러는 구동축의 자석이나 외부 자석에 의해 구동된다. 공지의 자기펌프에서, 상기 와류실은 일부는 펌프 몸체에 단단히 고정된 후방 몸체로, 다른 일부는 펌프 몸체에 연결되는 덮개로 이루어진 다른 부분으로 이루어진다.

자기펌프의 이런 후방 몸체는 유리컵 모양의 케이싱을 갖는데, 이런 케이싱은 외부 자석과 내부 자석 사이에 위치한다.

펌프의 작동변수들을 감시하는 탐침이나 센서의 사용은 공지되어 있다.

특히, 후방 몸체의 온도를 감시하는 탐침이 잘 알려져 있는데, 이런 탐침들은 자기장의 영향을 받는 영역내에서 상기 후방 몸체에 설치된다.

외부의 회전자석에서 생기는 자기장에 의해 금속으로 이루어진 후방 몸체에 전류가 유도되어, 후방 몸체를 가열한다. 정상 작동상태에서는 펌프가 작동할 때 후방 몸체가 냉각된다.

그렇지만, 오작동 상태에서는 급격한 온도상승이 일어나기 때문에 적절한 유지관리와 보수를 위해서는 지속적으로 온도를 감시해야 한다. 펌프 부품의 온도상승은 펌프를 손상시키고, 심지어는 화재나 폭발의 위험도 있는데, 특히 점화성 유체를 펌핑할 때 더 그렇다.

EP0610562와 EP1091128은 유리컵 모양의 케이싱에 온도센서가 설치된 자기펌프에 관한 것으로, 온도센서는 유리컵형 케이싱 자체로 이루어진 도체를 갖는 열전쌍을 포함하며, 다른 도체가 케이싱의 표면에 부착된다. 외부 자석을 마주보는 케이싱의 표면에 평평한 온도센서가 위치할 수 있다. 이런 종류의 케이싱은 기본적으로 구조체 기능을 하고, 압력을 받는 용기이다. 이런 케이싱은 전체가 금속으로 이루어져 자기장 내부에서 자기손실이 일어나거나, 전체가 비금속으로 이루어진 케이싱도 있다.

그러나, 케이싱이 비금속으로 이루어진 펌프는 펌핑액이 비금속 표면에 접촉해서는 안되는 석유정제공장과 같은 환경에서는 사용할 수 없다.

DE4342649, US4854823, JP63-257451은 유리컵 모양의 케이싱들을 갖춘 자기펌프를 소개하고 있는데, 이 케이싱은 외벽과 내벽이 서로 다른 재료로 이루어져 있다.

이런 문제점들을 극복하기 위해 개발된 새로운 종류의 동력전달장치로는, 예컨대 밀봉실이나 후방 몸체를 이루는 유리컵 모양의 케이싱이나 원통형 벽체를 갖는 자기펌프가 있다. 이런 케이싱의 벽체에 탐침이나 감시 센서가 설치된다.

본 발명의 주목적은 자기장 안에 있는 후방 몸체의 온도를 감시하는데 있고, 유리컵 모양의 케이싱의 벽체에 온도센서를 내장하여, 종래에 비해 더 정밀하게 온도를 측정하도록 한다.

본 발명의 다른 목적은 유리컵 모양의 케이싱을 적어도 이중벽으로 구성하여 장치의 밀봉을 보장하는데 있다. 이 경우, 후방 몸체가 첫번째 파손된 경우에도 중간에 적시에 보수할 수 있도록 하여 밀봉이 보장된다.

본 발명의 장점은 펌핑액이 비금속 표면과 접촉해서는 안되는 석유정제공장과 같은 환경에서도 사용할 수 있는데 있다.

본 발명의 다른 장점은 금속으로 이루어진 후방 몸체에서 자기손실이 없어야만 하는 경우에도 사용할 수 있다는 것이다.

본 발명의 이런 목적들은 밀봉실인 후방 몸체를 결정하는 유리컵 모양의 케이싱을 구비하고, 탐침이나 감시 센서들이 케이싱에 설치되며, 이런 케이싱이 다층 구조로 이루어진 자기펌프와 같은 새로운 종류의 동력전달장치에 의해 달성된다.

본 발명을 자기펌프에 적용할 경우, 이 펌프의 메인 파트로서의 몸체는 적어도 하나의 외부 자석이 키결합되어 있는 구동축, 펌프축, 외부 자석에 의해 구동되는 펌프축에 키결합되는 적어도 하나의 내부 자석, 및 상기 내부 자석과 임펠러를 수용하는 후방 몸체를 포함하며, 후방 몸체는 내부 자석과 외부 자석 사이에 위치한다.

상기 후방 몸체는 펌프의 작동상태를 감시하는 센서나 탐침을 포함하고, 이런 센서나 탐침은 케이싱의 벽체에 내장된다.

상기 후방 몸체는 적어도 하나의 온도센서를 구비하고, 이 온도센서는 케이싱 벽체에 내장되는데, 바람직하게는 외부 자석과 내부 자석 사이의 자기장 안에 위치한다.

또, 상기 후방 몸체는 밀봉된 유리컵 모양의 케이싱으로 이루어지고, 상기 케이싱은 유리컵 모양으로서 구조체 역할을 하는 외측의 제1 케이싱과, 유리컵 모양으로서 외측의 제1 케이싱 안에 수용되어 펌핑액과 직접 접촉하는 내측의 제2 케이싱을 포함한다.

한편, 상기 외부 케이싱은 금속이 아닌 복합재료 및/또는 열가소성 수지 및/또는 열경화성 수지 및/또는 세라믹으로 이루어져 어떤 자기손실도 일으키지 않도록 하는 것이 좋다.

반면에, 상기 내부 케이싱은 금속이나 비금속 재료로 이루어질 수 있다.

특히 본 발명을 펌핑액이 비금속 표면과 접촉해서는 안되는 석유정제공장과 같은 환경에서 사용해야 할 경우, 내부 케이싱을 금속으로 만들어도 된다는 점에서 아주 편리하다.

또, 내부 케이싱을 화학적/전기화학적 과정을 거쳐 상기 외부 케이싱의 내면에 직접 연속층으로 증착할 수도 있다.

상기 내부 케이싱을 다른 금속이나 비금속 요소를 갖는 금속으로 만들 수도 있다.

또, 상기 내부 케이싱을 비금속으로 만들 수도 있다.

내부 케이싱이 첫번째 용기로 작용하므로, 외부 케이싱이 있어 파손의 경우에도 후방 몸체의 밀봉이 보장되어, 올바른 작동 시간이 보장된다.

본 발명에서는 펌프작동상태를 감시하는 상기 센서나 탐침들이 외부 케이싱과 내부 케이싱 사이에 설치된다.

특히, 온도센서를 외부 케이싱과 내부 케이싱 사이에 설치하거나, 외부 케이싱과 내부 케이싱 중의 어느 한쪽이나 양쪽의 벽체에 매립할 수 있다. 후방 몸체는 내부 케이싱이나 외부 케이싱의 모든 파손상태를 조기에 확인할 수 있는 압력센서나 액체센서와 같은 센서를 추가로 구비할 수 있다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 1은 펌프의 후방 몸체(1)의 단면도;
도 2는 온도센서(7)가 설치된 후방몸체(1)의 부분확대 단면도.

본 발명에 따른 자기펌프는 구동축(2)에 적어도 하나의 외부 자석(3)이 키결합되어 있는 펌프 몸체, 펌프축(4), 펌프축(4)에 키결합되고 외부 자석(3)에 의해 구동되는 적어도 하나의 내부 자석(5), 내부자석(5)의 펌프축(4)을 수용하는 후방 몸체(1) 및 하나 이상의 임펠러를 포함하고, 후방 몸체(1)는 내부 자석(5)과 외부 자석(3) 사이에 위치한다.

후방 몸체(1)는 제1 케이싱(61)과 제2 케이싱(62)을 갖는데, 둘다 유리컵 모양이고, 제1 케이싱은 외측에 배치되어 구조적 기능을 하며, 제2 케이싱은 제1 케이싱의 안쪽에 배치되어 펌핑액과 직접 접촉한다. 안쪽의 제2 케이싱(62)은 외측의 제1 케이싱(61)의 내면(611), 즉 내부 자석(5)을 마주보는 표면을 덮는 적어도 하나의 연속층으로 이루어지고, 이런 연속층은 화학적/전자기적 과정으로 증착되는 것이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 후방 몸체(1)에 달려있는 온도센서(7)의 소형 열전쌍(71)은 외부 케이싱(61)과 내부 케이싱(62) 사이의 위치에서, 자기장 안에, 즉 외부 자석(3)과 내부 자석(5) 사이에 배치된다. 이런 열전쌍(71)은 후방 몸체(1)에 설치된 덕트(73) 안에 삽입된 케이블(72)에 연결된다. 한편, 이런 열전쌍(71)이 내부 케이싱(62)과 외부 케이싱(61) 중의 하나나 둘다의 벽면에 매립될 수도 있는데, 이때에도 외부 자석(3)과 내부 자석(5) 사이의 자기장 안에 위치하는 것이 바람직하다.

Claims (10)

1. 회전 자기장에 의한 동력전달장치에 있어서:
   - 구동축(2);
   - 구동축(2)에 끼워맞춤되는 적어도 하나의 외부 자석(3);
   - 펌프축(4);
   - 펌프축(4)에 끼워맞춤되고 상기 외부자석(3)에 의해 유지되는 적어도 하나의 내부 자석(5); 및
   - 상기 펌프축(4)과 내부 자석(5)을 수용하는 기밀실을 형성하고, 내부 자석(5)과 외부 자석(3) 사이에 위치하는 유리컵 모양의 케이싱을 갖춘 후방 몸체(1);를 포함하고,
   상기 후방 몸체(1)가 적어도 하나의 온도센서(7)를 구비하며, 이 온도센서는 소형 열전쌍(71)을 갖는데, 이 열전쌍은 외부 자석(3)과 내부 자석(5) 사이의 자기장 범위내에서 상기 케이싱의 벽체 안에 설치되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 후방 몸체(1)가 유리컵 형태의 기밀 제1 케이싱(61)과 제2 케이싱(62)을 포함하고, 제1 케이싱(61)은 외측에 위치하면서 구조적 기능을 하며 제2 케이싱(62)은 안쪽에 위치하면서 제1 케이싱 안에 수용되면서 펌핑액과 직접 접촉하고, 상기 열전쌍(71) 및/또는 온도센서가 제1 케이싱(61)과 제2 케이싱(62) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열전쌍(71) 및/또는 온도센서가 케이싱(62)과 케이싱(61) 중의 하나나 둘다의 벽체 안에 매립되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 열전쌍(71)이 상기 후방 몸체(1)에 설치된 덕트(73)에 삽입된 케이블(72)에 연결되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 2개의 케이싱(61,62) 사이에 위치하여 펌프 작동상태를 감시하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 케이싱(62)이 다른 금속이나 비금속 요소들을 갖는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
7. 제1항 내지 제5항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 케이싱(62)이 비금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 케이싱(62)이 케이싱(61)의 내면을 덮는 적어도 하나의 연속층으로 이루어지고, 이런 연속층이 화학적/전자기적 과정으로 증착되는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 케이싱(61)이 비금속, 복합재료 및/또는 열가소성 수지 및/또는 열경화성 수지 및/또는 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 펌프가 자기펌프이고, 상기 펌프축(4)이 하나 이상의 임펠러에 연결된 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
    

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