TW201104077A - A vacuum pump - Google Patents
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Description
201104077 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種真空泵,尤其螺旋式真空泵、魯 氏(Roots)真空泵或迴轉葉片式真空泵。 【先前技術】 真空泵包括多個泵唧元件,其被配置在一由泵殻體所 構成之泵啷室中,並用以輸送一流體,特別是輸送一諸如 空氣之氣體。此諸泵啷元件通常係由一電動馬達所驅動。 爲可簡單地改變真空泵之轉速,一般習知乃採用變頻器, 以便可用一種簡單之方式來改變馬達速率。變頻器係一種 靈敏度高之電子組件。爲使變頻器可有一良好之冷卻與一 無震動之配置,一般習知乃提供一與真空泵無關且與此泵 分離之控制箱。然而,此尤其因爲在該控制箱與該真空栗 的電動馬達之間的必要接線而變得十分麻煩。因此,槪括 而言較佳的是將此變頻器直接地配置在真空泵上。 爲了被直接配置在真空泵上之變頻器,一般習知乃^ 置空氣冷卻器來冷卻此諸變頻器。在這情形下,此冷卻係 利用一鼓風機所吸引並吹向此變頻器之周遭空氣而實現。 因此,此冷卻係藉由強迫對流而達成》然而,此類空氣冷 卻手段的缺點在於··無法達到高度防護等級,或必須花胃 很大的心力才可達到》甚至就低度護等級而言,也必須g 有一複雜之殼體才能達到。特別是在一骯髒之環境中,H 護所需花費之心力是要很高的,因爲必須要頻繁的清理!^ 201104077 更換過濾器。另外習知的是利用自然對流來冷卻變頻器, 而該殻體在此情形下直接配備有多個冷卻肋件。然而,此 設計只有在周遭溫度係相應地低且泵***作在一不會使變 頻器很大程度地發熱起來之執行範圍內才有可能。因爲必 須確保空氣可自由流入,此設計同時存在一被污染之風險。 另外習知的是提供變頻器立即之水冷卻。在此情形 下’此變頻器將與真空泵之經冷卻表面相連接。然而,此 具有一缺點在於:此變頻器被暴露於真空泵之震動中。此 外,此真空泵之諸冷卻要件與此變頻器之諸冷卻要件必須 彼此相對應。所用之變頻器因此必須順應此諸相對應要 件。另外習知的是提供一供變頻器用之分離式冷卻板件, 而其連接至一分離的冷卻迴路。這是一個極複雜之解決方 式。此用於變頻器之水冷卻具有一槪括之缺點在於:在高 空氣濕度下,冷凝液仍可能形成於此變頻器內。 【發明內容】 本發明之目的在於提供一種具有一變頻器之真空泵, 其中此變頻器之一可靠的冷卻方式將可被確保。 此方式可根據具有如申請專利範圍第1項所述諸特徵 之本發明而予以達成》 在本發明之真空泵中,被配置在泵唧室中之至少一泵 唧元件係由一電動馬達所驅動。此電動馬達被連接至一變 頻器,以便可改變此馬達之速率。此變頻器被配置在一變 頻器殻體(下文中被稱爲FI殼體)中,其被直接地連接至 I S i -4- 201104077 泵殻體》 根據本發明,此FI殻體容納用於冷卻該變頻器之一空 氣冷卻器與一液體冷卻器。如本發明所提供的,此由一空 氣冷卻器與一液體冷卻器所構成之組合可確保甚至在變頻 器上承受高熱應力之情形下亦可確保此變頻器之可靠冷 卻,而同時可避免冷凝液之發生。 較佳地,此FI殼體與泵殼體係一體成型,而此兩殻體 當然亦可由多個部件組成。在本文中,FI殼體較佳地被直 接連接至栗殼體,且因此可獲得一簡潔小巧之結構。 空氣冷卻器較佳地包括一鼓風機,其在FI殻體內產生 一冷卻氣流。根據本發明,此氣流係由液體冷卻器所冷卻。 如此之優點在於:雖變頻器不被直接地連接至一冷卻板# 或類似者上,但此變頻器之冷卻可藉由一由液體冷卻器所 冷卻之氣流而實現。藉此,冷凝液發生之風險(特別是在 此變頻器內)被顯著地降低β 此FI殻體可被關閉,以便可循環空氣》不必引入可能 會造成污染之周遭空氣。 較佳地,液體冷卻器包括一被配置在FI殻體中或FI 殼體處之冷卻元件。空氣沿著冷卻元件而流動,而此元件 較佳地具有多個冷卻肋件以便增加表面。被空氣所沿著流 動之此冷卻元件的諸冷卻肋件或表面較佳地係朝向該變頻 器。在一較佳之實施例中,液體冷卻器包括一冷卻板,其 中配置至少一冷卻線圈。相對應之冷卻板件可形成該FI殼 201104077 體之一部分。 在本發明之一特別較佳實施例中,液體冷卻器係整合 於真空泵之冷卻劑迴路內。因此,只有提供一條冷卻劑迴 路。此有助於將真空泵連接至一冷卻劑迴路上,因爲無額 外之冷卻劑迴路必頦被連接用以冷卻該變頻器。 在另一較佳實施例中,電動馬達亦被配置在FI殼體 中。在此實施例中,液體冷卻器較佳地至少部分圍繞電動 馬達。因此,此液體冷卻器用以冷卻電動馬達,並用以冷 卻可供冷卻變頻器用之氣流。尤其,本實施例之此液體冷 卻器係以一冷卻線圈之方式整個地圍繞該電動馬達。 較佳地,該FI殼體被熱聯接至電動馬達之液體冷卻器 上,或被熱聯接至此電動馬達之一相對應之經液體冷卻的 殼體上。因此,必須確保有良好之散熱。 根據本發明,因爲變頻器係由一氣流所冷卻,故非必 需將此變頻器直接地連接至一冷卻板件上。如本發明所提 供的,其具有之優點在於:此變頻器可藉由多個震動阻尼 元件而被支撐。 會對變頻器造成損壞之震動的發生將可藉由利用抗震 電子系統以及藉由膠合或包封諸組件之方式而被進一步更 佳地防止。另外,一減震組件可被用作爲安裝點。 本發明之一重要優點在於:可避免對變頻器之電子系 統造成損壞之凝結產生,因爲此變頻器並非被直接地聯接 至水迴路上。凝結會形成在最冷組件處,因此發生在空氣 201104077 冷卻器或液體冷卻器處,但不會發生在變頻器本身處,因 爲此變頻器在運轉時會產生廢熱。同樣地在泵被關閉時, 凝結現象可被避免,因爲此變頻器並未被冷卻。爲此目的, 此空氣冷卻器之鼓風機較佳地在運轉上係與此變頻器相聯 接。較佳地,一冷凝液排放管被設置在FI殼體中。 因爲變頻器係對溫度最敏感之組件,所以在一共同之 冷卻迴路中較佳地首先使用冷卻劑來冷卻該變頻器,隨後 冷卻該電動馬達並接著冷卻該泵。此外,亦可對水冷卻進 行一額外之控制。 本發明所提供將此變頻器倂入泵殼體或FI殼體內的結 構比習知將變頻器配置在控制箱中的結構優異之處在於只 須輸送小量空氣便可。尤其,可使空氣在該FI殻體內達到 一被極佳定向之導引。 由於此根據本發明所實施之變頻器的配置,包含根據 本發明所實施之冷卻,使得以達到一例如IP54之高防護等 級。 【實施方式】 本發明之包括其最佳模式及使熟習本藝之人士可據以 實施之完整且可行的揭示內容已配合參照附圖而被詳細地 提出於上文中。 各圖式以非常槪略地示意方式將螺旋式真空泵作爲範 例來說明。在此,一殼體10界定一泵唧室12,其中兩泵 啷螺旋14被配置作爲以相反方向轉動之泵啷元件。通常, 201104077 * 此保經由一未示於圖且配置在此兩螺旋轉子14間之傳動 器而達成。此兩泵啷元件之轉動使得一介質朝著箭頭16之 方向通過一入口 18而被吸入,並使得此介質朝著箭頭22 之方向通過一出口 20而被排出》 根據本發明之第一實施例,如第1圖所示,一電動馬 達24被配置在該殼體之一部分26中。此電動馬達24經由 其輸出軸28而被連接至·諸泵啣螺旋14中之一者上。 爲可控制電動馬達24之轉速,一變頻器30被設置成 此電動馬達24電聯接。此變頻器30被配置在一變頻器殻 體32中(FI殻體)。此FI殼體32被直接地連接至泵殼體 10或與其一體成型。 一空氣冷卻器34與一液體冷卻器36被設置用以冷卻 該變頻器。在本實施例中,空氣冷卻器34包括一鼓風機 38。此鼓風機38被配置在FI殼體32內並用以循環此FI 殼儸內之空氣。在此,由鼓風機38所產生之氣流被導引成 使淇可沿著液體冷卻器3 6流動。諸冷卻肋件40被定向爲 朝肉FI殻體32之內部或朝向變頻器30。 該液體冷卻器包括一冷卻元件,諸如一冷卻板件42, 其在本實施例中同時形成FI殼體32之側壁。在內側上, 諸羚卻肋件40被連接至冷卻板件42。一冷卻線圈44被設 置在冷卻板件42內,尤其係以蜿蜒曲折之型式。此冷卻線 圏44被連接至多條冷卻劑管線46。在第1圖中,這些管 線爲清晰起見被顯示爲短管。在一較佳實施例中,此諸冷 I S1 201104077 卻劑管線46被連接至電動馬達24之液體冷卻系統以及真 空泵本身兩者上》在此,諸冷卻劑管線46較加地延伸於該 殼體內或緊沿該殻體之諸外壁。 變頻器30係藉由多個震動阻尼器48而被支撐於FI殼 體32之諸殼體壁中之一者上。 在第二較佳實施例(第2圖)中,相同或類似之組件 被標示以相同之原件符號。與第一實施例(第1圖)之主 要差異在於:電動馬達24被配置在FI殼體32.內。一被設 置以形成變頻器30用之液體冷卻器的分離式冷卻元件因 此可被省略。馬達24被一液體冷卻器50所圍繞。此冷卻 器較佳地整個封圍住馬達24並具有多個方向朝外之冷卻 肋件52。被配置在液體冷卻器50內者係一被以螺旋狀配 置並圍繞在電動馬達24周圍之冷卻線圈54。此線圈也被 連接至諸冷卻劑管線46。 與第一實施例(第1圖)相對應地,一鼓風機38被配 置在FI殻體32內。此鼓風機38循環FI殼體32內之空氣, 而此空氣被導引成使其可沿著諸肋件32以便進行冷卻。 雖然本發明已參照其多個特定實施例而被說明與圖 示,但此並非意欲將本發明限定於這些經圖式說明之實施 例。熟習本藝之人士將承認許多變化與修改可在不脫離被 界定於後附申請專利範圍中之本發明的真實範圍下被達 成。因此,本發明將涵蓋所有這些落在所附申請專利範圍 及其均等物之範圍內的變化與修改。
201104077 【圖式簡單說明】 第1圖顯示本發明之第一實施例之示意剖面圖,及 第2圖顯示本發明之第二實施例之示意剖面圖。 【主要元件符號說明】 10 殼體 12 泵啷室 14 泵唧螺旋/螺旋轉子 16 箭頭 18 入口 20 出口 22 箭頭 24 電動馬達 26 殼體之一部分 28 輸出軸 30 變頻器 3 2 變頻器殼體/FI殼體 34 空氣冷卻器 36 液體冷卻器 3 8 鼓風機 40 冷卻肋件 42 冷卻板件 44 冷卻線圈 46 冷卻劑管線 -10- 201104077 48 震動阻尼器 5 0 液體冷卻器 52 冷卻肋件 54 冷卻線圈
Claims (1)
- :12 ), 201104077 七、申請專利範圍· 1. 一種真空泵,其包括: 一栗殼體(10),其形成一栗啷室( 至少一泵啷元件(14)’其被配置在 一電動馬達(24 )’其係用於驅動 (14),及 —變頻器(30),其係用於改:變該馬 器連接至該電動馬達(24 )’ 其中,該變頻器(30)係配置在一 泵殼體(10)上之變頻器殼體(32) 1 其中,一空氣冷卻器(34)及一液 被配置在該變頻器殼體(32)內’以冷 2. 如申請專利範圍第1項之真空栗’其中 及該泵殻體(10)係一體成型。 3. 如申請專利範圍第1或2項之真空栗 器(34)包括一鼓風機(38),其產生一 之氣流。 4. 如申請專利範圍第3項之真空泵,其中 50)包括一被配置在該變頻器殼體( (40,42,44; 5 2, 5 4 ),該氣流則沿著 行冷卻。 5. 如申請專利範圍第4項之真空泵,其中 44; 52,54)具有冷卻肋件(40,52) 該泵啷室(12 )中, 該至少一泵啷元件 達之轉速,該變頻 被直接地連接於該 中,及 體冷卻器(3 6,5 0 ) 卻該變頻器(3 0 )。 該變頻器殼體(32) ,其中該空氣冷卻 冷卻該變頻器(3 0 ) 1該液體冷卻器(36, 32 )中之冷卻元件 該元件而流動以進 該冷卻元件(40, 42, 以增加表面,而該 -12- 201104077 等肋件較佳地係朝向該變頻器(30)。 6.如申請專利範圍第1至5項中任一項之真空泵,其中該 液體冷卻器(36 )包括一冷卻板件(42 ),其較佳地連接 至一冷卻線圈(44 ),而一冷卻劑則流動通過該冷卻線 圈。 7·如申請專利範圍第6項之真空泵,其中該等冷卻肋件(40) 被直接地連接至該冷卻板件(42 8. 如申請專利範圍第6或7項之真空泵,其中該冷卻板件 (42)形成該變頻器殼體(32)之一側壁的至少一部分。 9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之真空泵,其中該 電動馬達(24)被配置在該變頻器殼體(32)內,而該 電動馬達(24)較佳地配備有一可供冷卻用之液體冷卻 器(50)。 10. 如申請專利範圍第9項之真空泵,其中該液體冷卻器 (50)至少部分地圍繞該電動馬達(24),尤其整個地圍 繞該電動馬達(24 )。 11. 如申請專利範圍第10項之真空泵,其中一冷卻線圈(54) 被配置在該液體冷卻器(50)中,尤其係以螺旋之方式 配置,以圍繞該電動馬達(24 h 12. 如申請專利範圍第9至11項中任—項之真空泵,其中 該液體冷卻器(50)尤其具有複數個朝向外側之冷卻肋 件(52 )。 13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之真空泵,其中 I S } -13- 201104077 該液體冷卻器(36)係整合於該真空泵之冷卻迴路內。 14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之真空泵,其中 該變頻器(30)及/或該變頻器殼體(32)係由震動阻尼 元件(4 8 )所支撐。 15. 如申請專利範圍第1至5及9至14項中任一項之真空 泵,其中該液體冷卻器(5 0 )至少部分地圍繞該電動馬 達(24 )。 16. 如申請專利範圍第1至5及9至15項中任一項之真空 泵,其中該電動馬達(24)被配置在該變頻器殼體(32) 中〇 17. 如申請專利範圍第1至16項中任一項之真空泵,其中 該變頻器殼體(32)係以一熱聯接之方式連接至該電動 馬達之一經液體冷卻的殼體上。 -14-
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