KR20230173574A

KR20230173574A - 별도로 제어되는 팬을 구비한 진공 펌프

Info

Publication number: KR20230173574A
Application number: KR1020230010929A
Authority: KR
Inventors: 닥터. 가브리엘 버그만; 재닉 저먼; 토마스 크롬; 게르놋 베른하르트
Original assignee: 파이퍼 버큠 테크놀로지 아게
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2023-01-27
Publication date: 2023-12-27
Also published as: JP2023184405A; EP4043733B1; EP4043733A3; EP4043733A2; JP7450015B2

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 펌핑단 및 이 펌핑단과 구동 효과적으로 연결된 제1 전기 모터를 구비한 진공 펌프, 특히 로터리 베인 진공 펌프에 관한 것이다. 상기 진공 펌프는, 제2 전기 모터에 의해 구동되는 하나 이상의 팬을 추가로 갖고, 상기 진공 펌프는 이러한 팬에 의해 냉각될 수 있다.

Description

별도로 제어되는 팬을 구비한 진공 펌프{VACUUM PUMP WITH SEPARATELY CONTROLLED FAN}

본 발명은, 하나 이상의 펌핑단(pumping stage) 및 이 펌핑단과 구동 효과적으로 연결된 제1 전기 모터를 구비한 진공 펌프(vacuum pump), 특히 로터리 베인 진공 펌프(rotary vane vacuum pump)에 관한 것이다.

상기와 같은 로터리 베인 진공 펌프에서, 펌핑단의 펌프 샤프트는, 전기 모터에 의해 구동될 수 있도록 일반적으로 전기 모터의 모터 샤프트와 분리 가능하게 연결되어 있다. 한편, 모터 샤프트의 자유 단부 상에는 팬이 장착되어 있고, 이러한 팬에 의해 펌프 작동 중에 전기 모터가 냉각될 수 있다. 상응하는 방식으로 펌프 샤프트의 자유 단부 상에는 마찬가지로 팬이 장착될 수 있으며, 그 결과 상기 팬에 의해 펌핑단도 펌프 작동 중에 냉각될 수 있다.

그러나 팬을 설명된 방식으로 모터 샤프트 또는 펌프 샤프트에 장착할 수 있으려면, 이들 샤프트가 모터 또는 펌프 하우징으로부터 유도되어 나와야 하며, 이를 위해서는 각 샤프트가 비교적 마모되기 쉽고 유지보수가 많이 필요한 샤프트 관통부에 의해 각 하우징에 대해 동적으로 밀폐되어야 한다. 또 다른 단점은 알려진 이러한 팬 개념에서는 각각의 팬이, 펌프가 실제로 작동 중일 때만 전기 모터 또는 펌핑단을 냉각할 수 있다는 것이다. 또한, 팬들이 각각 관련된 샤프트 상에 장착되어 있기 때문에 각각의 팬이 펌프의 작동과 독립적으로 제어될 수 없다.

따라서 본 발명의 과제는, 전술한 유형의 진공 펌프의 유지보수 비용이 감소될 수 있는 진공 펌프, 특히 로터리 베인 진공 펌프용 팬 개념을 제시하는 것이며, 이 경우 펌프 작동과 무관하게 진공 펌프의 냉각이 추가로 보장되어야 한다.

상기 과제는 청구항 1의 특징들을 갖는 진공 펌프에 의해 그리고 특히, 펌핑단을 구동하는 제1 전기 모터에 추가로, 진공 펌프가 펌핑단을 냉각하기 위한 팬을 구동하는 하나 이상의 제2 전기 모터를 가짐으로써 해결된다. 따라서 제2 전기 모터는 제1 모터 샤프트에도 펌프 샤프트에도 연결되지 않은 제2 모터 샤프트를 갖는다. 즉, 제2 전기 모터는 펌핑단을 구동하는 제1 전기 모터로부터 전기적으로 그리고 기계적으로 분리되어 있다.

따라서 상기 하나 이상의 팬, 특히 이러한 팬을 구동하는 제2 전기 모터가 제1 전기 모터와 독립적으로 제어될 수 있으며, 이는 예를 들어, 진공 펌프가 꺼진 후에도 진공 펌프를 계속 냉각하는 것을 가능하게 한다. 마찬가지로, 진공 펌프가 제1 전기 모터의 회전 속도와 무관하게 자신의 작동 동안 냉각될 수 있다. 예를 들어, 진공 펌프 작동 중에 진공 펌프의 온도가 과도하게 상승하면, 제2 전기 모터가 제1 전기 모터보다 더 빠른 회전 속도로 작동할 수 있으며, 이는 해당 팬이 종래의 방식으로 모터 샤프트 및/또는 펌프 샤프트 상에 장착된 경우보다 진공 펌프를 더 강력하게 냉각하도록 할 수 있다.

더 나아가 하나 이상의 팬이 제1 전기 모터의 모터 샤프트에 의해 구동되지 않는다는 사실로 인해, 각각의 팬을 장착할 수 있기 위해 각각의 하우징에 대해 모터 샤프트 또는 펌프 샤프트를 밀봉하기 위한 유지보수가 많이 필요한 샤프트 관통부들이 필요하지 않다. 이와 같은 유형의 샤프트 관통부들이 생략되기 때문에 펌프의 유지보수 비용을 원하는 방식으로 줄일 수 있다.

또한, 샤프트 관통부의 동적 밀봉부들이 필요하지 않기 때문에 펌프의 기밀성이 증가하여 보다 신뢰할 수 있고 신속하게 최종 압력에 도달할 수 있다.

더 나아가 하나 이상의 팬이 펌핑단을 구동하는 제1 전기 모터의 회전 속도와 무관하게 제어되기 때문에 종래 방식의 진공 펌프와 비교해 진공 펌프의 효율이 향상되며, 이러한 진공 펌프에서는 팬/팬들이 제1 전기 모터의 펌프 샤프트 및/또는 모터 샤프트 상에 장착되어 있다.

이하에서는 이제 본 발명의 바람직한 실시 형태들이 논의될 것이다. 추가 실시 형태들은 종속항들, 도면의 설명 및 도면부 자체로부터도 도출될 수 있다.

따라서 일 실시 형태에 따르면, 펌프 샤프트가 모터 샤프트와 일체형으로 형성되어 있다. 이는 종래 방식의 진공 펌프와 달리, 본 발명에 따라 샤프트 관통부들이 필요하지 않음으로써 가능해진다. 즉, 상기 샤프트 관통부들을 장착할 수 있으려면, 종래 방식의 진공 펌프들의 경우 조립 관련 이유로 펌프 샤프트를 모터 샤프트와 분리 가능하게 연결하는 것이 필요하다. 본 발명에 따르면, 그러한 샤프트 관통부들이 생략되기 때문에, 펌프 샤프트와 제1 전기 모터의 모터 샤프트를 서로 일체형으로 형성하는 것이 가능하다. 그러나 필요하다면, 본 발명에 따른 진공 펌프에서는 펌프 샤프트와 제1 전기 모터의 모터 샤프트가 분리 가능하게 서로 연결될 수도 있다.

추가 일 실시 형태에 따르면, 하나 이상의 펌핑단이 펌프 하우징 내에 포함되고, 펌핑단을 구동하는 제1 전기 모터가 펌프 하우징의 축 방향 연장부에서 연장되는 모터 하우징 내에 포함되는 것이 제공될 수 있다. 펌프 하우징과 모터 하우징은 모두 제1 단부 및 이 제1 단부에 축 방향으로 마주 놓인 제2 단부를 각각 갖고, 이 경우 펌프 하우징의 제1 단부는 적어도 간접적으로 모터 하우징의 제1 단부와 연결되어 있다. 따라서 펌프 하우징과 모터 하우징은 본질적으로 서로의 축 방향 연장부에 동축으로 배치되어 하나의 팬이 펌프 하우징의 제2 단부에 제공되어 그 곳에 부착될 수 있다. 추가로 또는 이에 대안적으로, (다른) 하나의 팬이 모터 하우징의 제2 단부에 제공되어 그 곳에 부착되는 것이 제공될 수 있다. 따라서 최종 조립 진행 중에 모터 하우징에 펌프 하우징을 조립한 후 팬 또는 팬들을 진공 펌프의 각 하우징에 부착할 수 있다.

따라서 팬 또는 팬들은, 최종 조립 진행 중에 비로소 진공 펌프, 특히 펌프 하우징 또는 모터 하우징에 유닛으로서 부착되는 조립식 구성 요소로서 사용될 수 있다. 이를 위해, 제2 전기 모터를 포함한 하나 이상의 팬의 각 팬은 진공 펌프의 최종 조립 중에 펌프 하우징 또는 모터 하우징의 각각의 제2 단부에 부착되는 일종의 하우징 역할을 하는 각각의 팬 커버(fan cowl) 내에 포함될 수 있다.

하나 이상의 팬의 제2 전기 모터는 예를 들어, 주파수 변환기와 같이 이러한 목적을 위해서만 제공된 제어 모듈에 의해 제어될 수 있다. 추가 일 실시 형태에 따르면, 제1 전기 모터를 제어하는 주파수 변환기에 의해 하나 이상의 팬의 제2 전기 모터에도 특히 제1 전기 모터와 독립적으로 전류가 공급될 수 있다.

바람직하게 본원에서는 특히, 주파수 변환기가 다른 하나의 팬의 제2 전기 모터와 독립적으로 하나의 팬의 제2 전기 모터도 제어될 수 있다. 따라서 2개의 팬은 제1 전기 모터와 독립적으로 뿐만 아니라 서로 독립적으로 전류를 공급 받을 수 있다. 따라서 주파수 변환기는 단일 전력 입력 및 폐쇄 제어 루프의 범위 내에서 서로 독립적으로 제어할 수 있는 복수의 전력 출력만 가질 수 있으며, 이 경우 제1 전기 모터는 복수의 전력 출력 중 하나에 연결되어 있는 반면, 각각의 팬의 제2 전기 모터 각각은 복수의 전력 출력 중 다른 하나와 연결되어 있다.

개별 팬을 필요에 따라 그리고 특히 폐쇄 제어 회로의 범위 내에서 서로 독립적으로 제어할 수 있도록 하기 위해 주파수 변환기와 특히 상기 주파수 변환기의 전력 출력을 제어하는 제어 유닛이 제공될 수 있으며, 이 경우 상기 제어 유닛은 제1 전기 모터의 전력 소비, 주파수 변환기의 온도, 특히 이 주파수 변환기의 파워 전자 장치의 온도, 전기 모터의 온도 및/또는 하나 이상의 펌핑단의 온도에 따라 하나 이상의 팬의 각각의 제2 전기 모터가 연결된 주파수 변환기의 전력 출력을 제어하는 방식으로 설치될 수 있다.

이를 위해 제1 전기 모터의 전력 소비를 모니터링하고 제어 유닛에 다시 보고할 수 있으므로 상기 제어 유닛은 예를 들어, 제1 전기 모터의 전력 소비가 미리 결정된 상한 임계값을 초과하자마자 각각의 팬 또는 이러한 팬의 제2 전기 모터를 최대 회전 속도로 작동할 수 있다. 한편, 제1 전기 모터의 전력 소비가 하한 임계값 아래로 떨어지면, 제어 유닛은 각각의 팬 또는 이러한 팬의 제2 전기 모터를 최소 회전 속도로 작동시킬 수 있다. 이들 2개의 임계값 사이에서, 제어 유닛은 예를 들어, 제1 전기 모터의 전력 소비와 각각의 엔진 회전 속도 사이의 선형 관계에 기초하여 제1 전기 모터의 전력 소비의 크기에 따라 하나 이상의 팬의 각각의 제2 전기 모터가 연결된 주파수 변환기의 각각의 전력 출력 또는 각각의 제2 전기 모터를 제어할 수 있다.

상응하는 방식으로 주파수 변환기의 온도, 특히 이 주파수 변환기의 파워 전자 장치의 온도, 제1 전기 모터의 온도 및/또는 하나 이상의 펌핑단의 온도는 각각의 온도 센서에 의해 모니터링될 수 있으며, 이 경우 이렇게 모니터링된 온도는 제어 유닛에 다시 보고될 수 있고, 그 결과 상기 제어 유닛은 하나 이상의 팬의 각각의 제2 전기 모터가 연결된 주파수 변환기의 각각의 전력 출력 또는 각각의 제2 전기 모터를 각각 모니터링된 온도에 따라 제어할 수 있다. 이를 위해 각각의 온도가 제어 유닛에 다시 보고될 수 있으며, 그 결과 상기 제어 유닛은 예를 들어, 각각의 모니터링된 온도가 미리 결정된 상한 온도 임계값을 초과하자마자 각각의 팬 또는 이 팬의 제2 전기 모터를 최대 회전 속도로 작동할 수 있다. 반면 각각의 모니터링된 온도가 하한 온도 임계값 아래로 떨어지면, 제어 유닛은 각각의 팬 또는 이 팬의 제2 전기 모터를 최소 회전 속도로 작동할 수 있다. 이들 2개의 온도 임계값 사이에서, 제어 유닛은 각각의 제2 전기 모터 또는 하나 이상의 팬의 각각의 제2 전기 모터가 연결된 주파수 변환기의 각각의 전력 출력을 각각 모니터링된 온도 크기에 따라, 예를 들면 각각의 모니터링된 온도와 각각의 모터 회전 속도 사이의 선형 관계에 기초하여 제어할 수 있다. 각각 모니터링된 온도 중 하나의 온도만 상한 온도 임계값을 초과하면 각각의 팬 또는 이 팬의 제2 전기 모터가 최대 회전 속도로 작동한다.

본 명세서에 개시된 본 발명에 따른 장치에 의해서는, 특히 펌프 회전 속도와 무관하게 진공 펌프의 임의의 작동 지점에서 냉각 용량을 정의하는 것이 가능하다. 따라서 냉각이 필요할 때, 필요에 상응하게 냉각할 수 있으며, 이 경우 예를 들어 펌프가 느리게 회전하는 경우에도 높은 냉각 용량을 적용할 수 있다. 마찬가지로 목표한 대로 냉각을 제한할 수 있다는 점도 바람직하다. 예를 들어, 펌프 시작 시 상대적으로 적은 냉각으로 작동 온도에 더 빨리 도달할 수 있다. 의도적으로 냉각을 줄임으로써, 작동 중지 중에 펌프가 감소된 회전 속도로 작동할 때 작동 소음을 줄이고 작동 온도를 유지할 수도 있다. 본 명세서에 기술된 상기와 같은 절차 및 기타 절차, 즉 진공 펌프를 작동하기 위한 방법은 각각 본 발명의 독립적인 대상을 나타낸다. 따라서 보호는 이들 대상 각각에 대해 개별적으로 청구된다.

이하에서 본 발명은 이제 순전히 예시적으로 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 각각 개략적으로,
도 1은 횡단면으로 로터리 베인 진공 펌프의 개략도를 도시하며;
도 2는 로터리 베인 진공 펌프의 실제 실시 형태의 횡단면도를 도시하고, 이로부터는 추가적인 세부 사항이 제시되며;
도 3은 펌프 하우징 또는 모터 하우징의 축 방향 단부를 바라보면서 도 2의 로터리 베인 진공 펌프의 사시도를 도시하며;
도 4는 본 발명에 따른 로터리 베인 진공 펌프의 개략도를 도시하고; 그리고
도 5는 종래 방식의 로터리 베인 진공 펌프의 개략도 도시한다.

도 1 및 도 2의 진공 펌프는 로터리 베인 진공 펌프 방식으로 형성되었으며 그 내부에 작동 챔버(13)가 형성된 스테이터(11)를 포함한다. 상기 작동 챔버(13) 내에는 편심으로 장착된 로터(15)가 배치되어 있고, 이 로터는 도면의 평면에 수직으로 진행하는 회전축을 중심으로 한 회전 방향(D)으로 제1 전기 모터(50)에 의해 회전 가능하게 구동될 수 있다(도 3 참조). 로터(15)에는 복수의 베인(17)이 반경 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 상기 베인(17)들은 베인(17)들을 반경 방향 바깥쪽으로 가압하는 스프링(19)에 의해 예압되어 있다. 대안적으로, 베인(17)들이 스프링에 의해 더 이상 예압되지 않고 원심력으로 인해 바깥쪽으로만 이동하도록 제공될 수 있다. 로터(15)가 회전할 때, 베인(17)들은 작동 챔버(13)를 제한하는 스테이터(11)의 내벽(20)을 따라 슬라이딩한다. 이와 동시에 베인(17)들은 그 자체로 알려진 방식으로 작동 챔버(13)를 복수의 챔버로 세분한다.

도 1 및 도 2의 진공 펌프에서, 스테이터(11) 및 로터(15)는 유입구(21)에 연결된 수용 용기(미도시)로부터 유출구(23)로 유체, 예를 들어 공기를 펌핑하기 위한 펌핑단(56)을 형성한다. 이와 동시에 기초가 되는 펌핑 메커니즘은 그 자체로 알려진, 로터리 베인(vane) 진공 펌프에 사용되는 펌핑 메커니즘에 상응하며, 이러한 펌핑 메커니즘은 이하에서 설명된다.

회전 방향(D)에서 볼 때 전방의 베인(17)이 로터가 회전할 때 유입구(21)를 통과하면 상기 베인(17) 뒤에 확대된 흡입 챔버가 형성된다. 이 경우 로터(15)가 회전할 때 상기 흡입 챔버의 확대로 인해, 뒤따르는 베인(17)이 마찬가지로 유입구(21)를 통과하고 드레인 챔버를 유입구(21)로부터 분리할 때까지 유체가 수용 용기로부터 흡입 챔버로 흡입되는 흡입 효과가 생성된다. 그 다음 흡입 챔버의 체적은 로터(15)가 계속해서 회전함에 따라 다시 감소하여 내부에 가두어진 유체가 압축된다. 따라서 유입구(21)로부터 분리된 후, 흡입 챔버는 전방 베인(17)이 유출구(23)를 통과할 때 유출구(23) 쪽으로 개방되는 압축 챔버가 된다. 압축된 가스는 유출구(23)를 통해 밀려나오고, 이 경우 유출구(23)에 제공된 출구 밸브(25)는 압축된 유체의 압력으로 인해 개방된다.

진공 펌프를 밀봉하고 윤활하기 위해, 스테이터(11) 및 로터(15)를 갖는 펌핑단(56)은 일반적으로 스테이터(11)(미도시)를 둘러싸는 섬프에 수용된 작동 매체에서 특정 레벨까지 있다. 작동 매체는 특히 오일이며, 이를 통해 펌프의 모든 이동 부품이 윤활되고 출구 밸브(25) 아래의 공간과 유입구(21)와 유출구(23) 사이의 간극이 밀봉된다. 또한, 작동 매체는 베인(17)과 내벽(20) 사이의 간극을 밀봉한다. 더 나아가 작동 매체는 열전달을 통해 진공 펌프에서 최적의 온도 균형을 보장한다. 가스가 펌프의 유출구(23)를 떠난 후, 흐름 방향으로 하류에 배치된 오일 미스트 분리기(29)는 오일에서 이송된 가스를 분리하고 배기관에서 작동 오일이 빠져나가는 것을 방지한다.

도 1 및 도 2의 펌프에서, 유입구(21)에는 HV 안전밸브(27), 예를 들어 체크 밸브가 배치되어 있고, 이러한 밸브는 그 자체로 알려진 방식으로, 펌프의 의도적 또는 비의도적 정지의 경우에 유입구(21)에 연결된 수용 용기(미도시)에 대해 상기 유입구(21)를 밀봉하도록 형성되어 있다. 따라서 펌프가 정지 상태일 때는 어떤 작동 매체도 수용 용기로 들어갈 수 없다. 펌프가 작동 개시된 후 HV 안전밸브(27)는, 예를 들어 펌프의 압력이 수용 용기의 압력에 도달한 후 수용 용기의 저압으로 인해 작동 매체가 펌프에서 수용 용기로 유입되는 것을 방지하기 위해 약간의 지연과 함께 개방된다.

도 1 및 도 2에서 볼 수 있는 로터리 베인 진공 펌프 또는 이러한 펌프의 펌핑단(56)의 로터(15)는 이미 언급한 바와 같이 모터 하우징(52)에 위치한 제1 전기 모터(50)에 의해 구동된다(도 3 참조). 이 경우 모터 하우징(52)은 스테이터(11)를 형성하는 펌프 하우징(54)의 축 방향 연장부에 배치되어 상기 펌프 하우징과 연결되어 있다. 펌프 하우징은 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 펌핑단(56)을 수용한다.

따라서 펌핑단(56) 및 특히 이러한 펌핑단의 로터(15)는 제1 전기 모터(50)에 의해 구동되며, 이를 위해 상기 제1 전기 모터의 모터 샤프트(60)(도 5 참조)는 펌프 샤프트(58)(도 2 및 5 참조)와 일체로 연결되어 있고, 상기 펌프 샤프트 상에는 로터(15)가 장착되어 있다.

도 3에 도시된 실시 형태에서, 2개의 상호 연결된 하우징(52, 54)(모터 하우징(52), 펌프 하우징(54))은 진공 펌프용 구동 전자 장치 및 특히 무엇보다도 제1 전기 모터(50)를 제어하는 역할을 하는 주파수 변환기(64)(도 5 참조)를 수용하는 베어링 하우징(62)의 오목한 리세스에 지지되어 있다.

본 발명에 따른 로터리 베인 진공 펌프의 환기 개념은 이제 도 4를 참조하여 이하에서 설명된다.

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 도시된 로터리 베인 진공 펌프는 제2 전기 모터(68)에 의해 각각 구동되는 2개의 팬(66)을 가지며, 이를 위해 각각의 팬(66)은 각각의 제2 전기 모터(68)의 모터 샤프트(70) 상에 장착되어 있다. 팬(66)을 구동하는 제2 전기 모터(68)를 포함하여 각각의 팬(66)은 신선한 공기를 흡입하기 위한 그리드(86)에 의해 폐쇄된 개구부(88)를 갖는 팬 커버(72)에 장착되어 있다(도 3 참조). 특히 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 제2 전기 모터의 모터 샤프트(70)는 펌핑단(56)을 구동하는 제1 전기 모터(50)의 제1 모터 샤프트(60)와도 연결되어 있지 않고, 펌핑단(56)의 펌프 샤프트(58)와도 연결되어 있지 않다.

이와 동시에 도 4 및 특히, 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 2개의 팬(66) 또는 각각의 팬 커버(72)는 모터 하우징(52)과 펌프 하우징(54)의 서로 마주 놓인 축 방향 양단부에 부착되어 있다. 따라서 각각의 제2 모터 샤프트(70)와 펌핑단(26)의 드라이브 사이에 효과적인 구동 연결이 없다. 오히려, 2개의 제2 전기 모터(68)는 펌핑단(56)을 구동하는 제1 전기 모터(50)와 독립적으로 제어된다.

이를 위해 주파수 변환기(64)는 서로 독립적으로 제어될 수 있는 복수의 전력 출력(74, 76, 78)을 가지며, 이 경우 제1 전기 모터(50)는 제1 전력 출력(74)과 연결되어 있고 2개의 제2 전기 모터(68)는 주파수 변환기(64)의 제2 및 제3 전력 출력(76, 78)과 연결되어 있다. 따라서 주파수 변환기(64)는 서로 독립적으로 2개의 팬(66)의 2개의 제2 전기 모터(68)에 전류를 공급할 수 있다. 대안적으로, 주파수 변환기(64)가 팬 제어를 위한 단 하나의 출력을 가짐으로써 두 팬이 동일한 방식으로 제어되도록 제공될 수 있다. 주파수 변환기(64)는 또한 2개의 제2 전기 모터(68)와 독립적으로 제1 전기 모터(50)에 전류를 공급할 수 있다. 이 때문에 예를 들어, 제1 전기 모터(50)의 전력 소비가 상한 임계값을 초과하면, 2개의 팬(66)의 2개의 제2 전기 모터(68)는 최대 회전 속도로 작동하도록 주파수 변환기(64)의 제2 또는 제3 전력 출력(76, 78)을 통해 전류를 공급 받을 수 있다. 한편, 제1 전기 모터(50)의 전력 소비가 하한 임계값 아래로 떨어지면, 각각의 팬(66) 또는 이러한 팬의 제2 전기 모터(68)가 최소 속도로 작동될 수 있다. 이들 2개의 임계값 사이에서, 각각의 제2 전기 모터(68) 또는 각각의 전력 출력(76, 78)은 예를 들면, 제1 전기 모터(50)의 전력 소비와 각각의 모터 회전 속도 사이의 선형 관계에 기초하여 제1 전기 모터(50)의 전력 소비의 크기에 따라 제어될 수 있다. 이를 위해 제1 전기 모터(50)의 전력 소비는 전력 모니터링 유닛(80)에 의해 모니터링될 수 있으며, 이 경우 이렇게 모니터링된 전력 소비는 2개의 전력 출력(76, 78)을 제어하기 위해 주파수 변환기(64)를 제어하는 제어 유닛(90)에 다시 보고될 수 있으며, 상기 제어 유닛은 또한 주파수 변환기(64) 자체의 구성 부품일 수 있다. 따라서 제어 유닛(90)은 제1 전기 모터(50)의 전력 소비에 따라 2개의 전력 출력(76, 78)을 제어할 수 있다.

추가로 또는 이에 대한 대안으로서, 주파수 변환기(64), 특히 상기 주파수 변환기의 파워 전자 장치, 제1 전기 모터(50) 및 펌핑단(56)의 온도들은 온도 센서(82, 84, 85)에 의해 상응하는 방식으로 모니터링될 수 있다. 이러한 방식으로 모니터링된 온도는 주파수 변환기(64) 또는 상기 주파수 변환기를 제어하는 제어 유닛(90)으로 다시 보고될 수 있으므로, 상기 제어 유닛은 주파수 변환기(64), 특히 이 주파수 변환기의 파워 전자 장치, 제1 전기 모터(50) 및/또는 펌핑단(56)의 모니터링된 온도들에 따라 2개의 전력 출력(76, 78)을 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 로터리 베인 진공 펌프가 진공 펌프를 냉각하기 위해 제2 전기 모터(68)에 의해 구동되는 하나 이상의 팬(66)을 갖는다는 사실로 인해, 진공 펌프는 필요에 따라 그리고 특히 펌핑단(56)의 회전 속도와 무관하게 냉각될 수 있다. 팬(66)이 펌프 하우징(54) 또는 모터 하우징(52)으로부터 유도되어 나오는 모터 또는 펌프 샤프트(60, 58) 상에 배치된 도 5에 도시된 종래 방식의 로터리 베인 진공 펌프와 달리, 본 발명에 따른 로터리 베인 진공 펌프에서 팬(66)은 모터 또는 펌프 샤프트(60, 58)로부터 분리되고 자체 전기 모터(68)에 의해 구동되므로 팬(66)들은 펌핑단(56)을 구동하는 제1 전기 모터(50)의 현재 전력 소비와 완전히 독립적으로 제어될 수 있으며, 이는 예를 들어 펌핑단(56)이 꺼진 후에도 팬(66)들이 계속 작동하도록 하여 펌프를 냉각할 수 있게 한다.

11: 스테이터
13: 작동 챔버
15: 로터
17: 베인
20: 내벽
21: 유입구
23: 유출구
25: 출구 밸브
27: 입구 밸브
29: 오일 분리기
50: 제1 전기 모터
52: 모터 하우징
54: 펌프 하우징
56: 펌핑단
58: 펌프 샤프트
60: 모터 샤프트
62: 베어링 하우징
64: 주파수 변환기
66: 팬
68: 제2 전기 모터
70: 제2 모터 샤프트
72: 팬 커버
74: 제1 제어 출력
76: 제2 제어 출력
78: 제3 제어 출력
80: 전력 모니터링 유닛
82: 온도 센서
84: 온도 센서
85: 온도 센서
86: 그리드
88: 개구부
90: 제어 유닛
D: 회전 방향

Claims

진공 펌프, 특히 로터리 베인(vane) 진공 펌프로서,
하나 이상의 펌핑단(56) 및 상기 펌핑단(56)과 구동 효과적으로 연결된 제1 전기 모터(50)를 구비하고,
상기 진공 펌프는, 제2 전기 모터(68)에 의해 구동되는, 진공 펌프를 냉각하기 위한 하나 이상의 팬(66)을 더 포함하는, 진공 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 펌핑단(56)은 펌프 샤프트(58)를 갖고, 상기 제1 전기 모터(50)는 제1 모터 샤프트(60)를 가지며, 상기 펌프 샤프트는 상기 제1 모터 샤프트와 일체로 형성된, 진공 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 전기 모터(68)는, 상기 제1 모터 샤프트(60) 및 상기 펌프 샤프트(58)와 연결되지 않는 2 모터 샤프트(70)를 갖는, 진공 펌프.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 펌핑단(56)이 펌프 하우징(54) 내에 포함되어 있고, 상기 제1 전기 모터(50)는 상기 펌프 하우징(54)의 축 방향 연장부에서 연장되는 모터 하우징(52) 내에 포함되어 있으며, 상기 펌프 하우징(54)과 상기 모터 하우징(52) 모두 각각 제1 단부 및 축 방향으로 상기 제1 단부의 반대편에 제2 단부를 갖고, 상기 펌프 하우징(54)의 제1 단부는 적어도 간접적으로 상기 모터 하우징(52)의 제1 단부와 연결되어 있고, 그리고 상기 하나 이상의 팬(66)의 하나의 팬(66)은 상기 펌프 하우징(54)의 제2 단부에 부착되고/되거나 상기 하나 이상의 팬(66)의 하나의 팬(66)은 상기 모터 하우징(52)의 제2 단부에 부착된, 진공 펌프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 전기 모터(68)를 포함한 상기 하나 이상의 팬(66)의 각 팬(66)은 각각의 제2 단부에 부착된 각각의 팬 커버(72) 내에 포함된, 진공 펌프.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전기 모터(50)와 독립적으로 상기 하나 이상의 팬(66)의 상기 제2 전기 모터(68)를 제어하는 단일 주파수 변환기(64)를 더 포함하고, 특히 이 주파수 변환기(64)가 다른 하나의 팬(66)의 제2 전기 모터(68)와 독립적으로 하나의 팬(66)의 제2 전기 모터(68)도 제어하도록 형성된, 진공 펌프.
제6항에 있어서,
상기 주파수 변환기(64)가 단일 전력 입력 및 서로 독립적으로 제어될 수 있는 복수의 전력 출력(74, 76, 78)을 갖고, 상기 제1 전기 모터(50)는 상기 복수의 전력 출력의 하나의 전력 출력(74, 76, 78)과 연결되어 있으며, 그리고 각각의 제2 전기 모터(68)는 상기 복수의 전력 출력(74, 76, 78)의 다른 하나의 전력 출력과 연결된, 진공 펌프.
제6항 및/또는 제7항에 있어서,
상기 주파수 변환기(64), 특히 상기 주파수 변환기의 전력 출력(74, 76, 78)을 제어하는 제어 유닛(90)이 더 구비되고, 상기 제어 유닛(90)은, 상기 제1 전기 모터(50)의 전력 소비, 상기 주파수 변환기(64)의 온도, 특히 상기 주파수 변환기의 파워 전자 장치의 온도, 상기 전기 모터(50)의 온도 및/또는 상기 하나 이상의 펌핑단(56)의 온도에 따라, 상기 하나 이상의 팬(66)의 각각의 제2 전기 모터(68)가 연결된 상기 주파수 변환기(64)의 전력 출력(76, 78)을 제어하도록 설치된, 진공 펌프.