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    公开号:WO1980002869A1
    申请号:PCT/EP1980/000036
    申请日:1980-06-10
    公开日:1980-12-24
    发明作者:W Holzer
    申请人:W Holzer；
    IPC主号:F03G6-00
    专利说明:
    [0001] Umwälzpumpe für die Förderung eines flüssigen und/oder gasförmigen Mediums
    [0002] Die Erfindung bezieht sich auf eine Umwälzpumpe für die Förderung eines flüssigen und/oder gasförmigen Mediums in einem geschlossenen Kreislauf, in dem sich ein Wärmeaustauscher befindet, dem von aussen Wärme, z.B. aus Sonnenenergie zugeführt wird, und der diese Wärme über das umzuwälzende Medium einem anderen Wärmeaustauscher zuführt, der Wärme, z.B. zu Heizungszwecken, abgibt.
    [0003] Aufgabe der Erfindung ist es, den Antrieb der Umwälzpumpe so auszubilden, daß keine Fremdenergie, wie elektrischer Strom oder mechanischer Antrieb, durch von aussen zugeführte Energie erforderlich ist, und ferner ein möglichst grosses Volumen umgepumpt wird bei kleinem Eigenverbrauch.
    [0004] Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß sich die Umwälzpumpe unter Ausnutzung des zwischen ihrem Ein- und Ausgang herrschenden Temperaturgefälles und des daraus resultierenden Expansionsdruckes selbst antreibt und von zwei mechanisch miteinander verbundenen durch eine Selbststeuereinrichtung, abwechselnd vom Medium beaufschlagten Differentialkolbenpumpen gebildet ist.
    [0005] Durch die Verwendung des umzuwälzenden Mediums als Antrieb für die Umwälzpumpe wird die Unabhängigkeit von Fremdenergie erreicht. In Kombination hiermit wird durch die Verwendüng einer Selbststeuereinrichtung mit Differentialkolben erreicht, daß man mit einem Minimum an abgezweigter Energie für den Antrieb auskommt, so daß noch ein sehr guter Wirkungsgrad der Anlage vorhanden ist.
    [0006] Durch eine relativ große Übersetzung des Differentialkolbens wird in einfacher Weise erreicht, daß für den Antrieb der Pumpe nur ein kleines Volumen benötigt wird, hingegen aber ein großes Volumen im Kreislauf umgepumpt wird. Dabei wird immer ein Medium von einem WärmeSpeicher höherer Temperatur zu einem Wärmespeicher für die Abgabe der Energie auf ein niedrigeres Temperaturniveau umgepumpt. Die transportierte Flüssigkeitsmenge soll relativ groß sein im Verhältnis zu der Flüssigkeitsmenge, die für die Betätigung der Differentialkolbenpumpen, welche die Umwälzpumpe darstellt, benötigt wird.
    [0007] Wesentlich ist ferner, daß der vom Medium höherer Temperatur beaufschlagte Eingang der Differentialkolbenpumpen durch die Selbststeuereinrichtung abwechselnd mit den Kammern verbunden ist, welche das grössere Volumen aufgrund der größeren Kolbenflächen der Differentialkolbenpumpen aufweisen.
    [0008] Erfindungsgemäss wird ferner vorgeschlagen, einen derartigen thermischen Antrieb, beruhend auf einem Temperaturgefälle, bestehend aus mindestens einem WärmeaustauscherSystem, welches mit flüssigen und/oder gasförmigen Medien gefüllt ist , einer Kraftmaschine, die von diesen Medien angetrieben wird und einer Ladepumpe, welche dem System Medien zuführt, unter Verwendung von zwei, im Gegentakt arbeitenden Differentialkolbenpumpen aufzubauen. Die Kolben dieser Differentialkolbenpumpen sind durch eine gemeinsame Kolbenstange verbunden. Die Kolbenstange trägt Steuerkanäle, welche einen Hilfssteuerschieber beaufschlagen. Sobald die Differentialkolben ihre Endlage erreichen, beaufschlagen die Steuerkanäle der Kolbenstange den HilfsSteuerschieber, der seinerseits die Kammern der zwei Differentialkolbenpumpen auf gegenläufige Bewegung umsteuert.
    [0009] Vorteilhaft ist die Ausbildung der Erfindung derart, daß beim Anschluss des Wärmeaustauschersystems jeweils an den beiden Kammern derselben Differentialkolbenpumpe, am Kolben von beiden Seiten der gleiche Druck herrscht, so daß besondere Abdichtungsmaßnahmen entbehrlich werden. Insbesondere können aufwendige Dichtungen, welche einem dauernden Verschleiss unterworfen wären, entfallen.
    [0010] Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, auf dem hin und hergehenden Hilfssteuerschieber zumindest einen Kolben anzuordnen, welcher als doppelt wirkende Pumpe arbeitet. Da beide Systeme, nämlich sowohl die Differentialkolbenpumpen als auch der Hilfssteuerschieber mit seinem Kolben, eine hin- und hergehende Bewegung ausführen, kann diese doppelt wirkende Pumpe am Hilfssteuerschieber, für verschiedene zusätzliche Funktionen herangezogen werden, z.B. zum Vorverdichten des Mediums, bevor es von den Differentialkolbenpumpen wieder dem Wärmespeicher zugeführt wird, oder zum Aufbau von mehrstufigen Kompressionskälteanlagen.
    [0011] Dabei ist es unerheblich, ob die doppelt wirkende Pumpe in bekannter Weise durch Zu- und Abgangsventile gesteuert wird, oder, wie eine weitere Ausbildung der Erfindung vorsieht, auch die doppelt wirkende Pumpe durch zusätzliche Steuerkanäle auf der Kolbenstange der Differentialkolben gesteuert wird. Für die weitere Ausgestaltung der Erfindung gelten naturgemäss alle Maßnahmen, welche den Wirkungsgrad oder die Anwendungsmöglichkeiten verbessern.
    [0012] Dazu gehört u.a., daß ein zweites Wärmeaustauschersystem vorhanden ist, in welchem das austretende Medium abgekühlt und wieder der Differentialpumpe zugeführt wird. Besonders vorteilhaft ist es auch, das erste Wärmeaustauschersystem direkt als Solarkollektor auszubilden, wobei das zweite Wärmeaustauschersystem ein Wärmespeicher sein könnte. Erfindungsgemäss wird auch der Einsatz eines derartigen thermischen Antriebs direkt als Teil eines Absorptionskühlsystems vorgeschlagen, wobei das erste Wärmeaustauschesystem der Austreiber wäre und das zweite Wärmeaustauschersystem als Kältekreis mit Kondensator, Verdampfer und Absorber ausgebildet ist. Besondere Bedeutung kommt dem erfindungsgemässen Vorschlag zu, den thermischen Antrieb so zu gestalten, daß der Austreiber direkt als Solarkollektor ausgebildet ist.
    [0013] Ebenso wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, das zweite Wärmeaustauschersystem als Kompressor-Kältekreis auszubilden, in dem mindestens ein Kondensator, ein Entspannungsventil und ein Verdampfer vorhanden ist.
    [0014] Erfindungsgemäss wird auch vorgeschlagen, die zusätzliche Anordnung einer doppelt wirkenden Kolbenpumpe auf dem
    [0015] Hilfssteuerschieber zum Aufbau eines mehrstufigen Kompressorkreises zu benutzen. Diese Pumpe könnte z.B. zur Verflüssigung des im Verdampfer gasförmig gewordenen Mediums dienen. Das Medium wird erst nach Kompression in der doppelt wirkenden Kolbenpumpe der eigentlichen Differentialkolbenpumpe verflüssigt zugeführt.
    [0016] Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades kann erfindungsgemäss dadurch erreicht werden, daß ein weiterer Wärmeaustauscher vorhanden ist, dessen erster "warmer" Kreis am "warmen" Ausgang der Differentialkolbenpumpen angeordnet ist und dessen "kalter" Kreis am "kalten" Ausgang der Differentialkolbenpumpe liegt. Bei dieser Anordnung wird bereits eine gewisse Wärmemenge dem warmen ausströmenden Medium entzogen und direkt dem abgekühlten Medium zugeführt, welches z.B. dem Sonnenkollektor zur weiteren Erwärmung zugeleitet wird.
    [0017] Um die Funktion der aus zwei Differentialkolbenpumpen bestehenden, thermischen Kraftmaschine besser erläutern zu können, ist in Fig. 1 das Prinzip einer solchen Anordnung schematisch dargestellt.
    [0018] Die eigentliche thermische Kraftmaschine bzw. die Umwälzpumpe mit eigenem Antrieb 1 ist einerseits mit einem ersten Wärmeaustauscher 2 (z.B. einem Solarkollektor ) verbunden. Andererseits besteht eine Verbindung zu einem zweiten Wärmeaustauscher 3, welcher sich in einem Wärmespeicher 4 befindet. Aufgabe der thermischen Kraftmaschine bzw. Umwälzpumpe 1 ist es nun, die dem ersten Wärmespeicher 2 zugeführte Energie , z.B. Sonnenenergie 5, zunächst dem zweiten Wärmeaustauscher 3 zuzuführen, welcher diese als Speicherwärme 6 dem Wärmespeicher 4 zuführt.
    [0019] Das in den Rohrleitungen des Wärmeaustauschers 2 befindliehe Medium wird durch die Sonnenenergie 5 erwärmt und wird mit gleichem Druck über die Anschlüsse A und C auf die thermische Kraftmaschine bzw. Umwälzpumpe 1 einwirken. Andererseits wird über die Anschlüsse B und D der zweite Wärmeaustauscher mit der thermischen Kraftmaschine bzw. Umwälzpumpe verbunden und er hat die Aufgabe, das im Solarkollektor 2 erwärmte Medium durch Abgabe der Speicherwärme 6 wieder abzukühlen. Dabei ergibt sich bei der erfindungsgemässen Ausbildung der thermischen Kraftmaschine bzw. Umwälzpumpe zwischen den Anschlüssen A und B bzw. C und D ein Strömungsumlauf in Pfeilrichtung. Das erwärmte Medium strömt dabei von A nach B und das abgekühlte Medium von D nach C. Zur Vereinfachung werden daher für die Anschlüsse A,B,C, und D folgende Bezeichnungen gebraucht:
    [0020] A "warmer" Eingang der Differentialkolbenpumpen der Umwälzpumpe 1
    [0021] B "warmer" Ausgang der Differentialkolbenpumpen der Umwälzpumpe 1 C"kalter" Ausgang der Differentialkolbenpumpen der Umwälz pumpe 1
    [0022] D "kalter" Eingang der Differentialkolbenpumpen der Umwälzpumpe 1
    [0023] Figur 2 zeigt den beispielsweisen Innenaufbau einer erfindungsgemässen Differentialkolbenpumpe mit den entsprechen -den Steuerkanälen.
    [0024] Die wichtigsten Bauteile einer erfindungsgemässen Kraftmaschine bzw. Umwälzpumpe sind die beiden Differentialkolbenpumpen 7 und 8 mit ihren Kolben 9 und 10. Die beiden Kolben 9 und 10 sind durch die Kolbenstange 11 miteinander verbunden. Die Selbststeuereinrichtung wird im Ausführungsbeispiel von dem Hilfssteuerschieber 12 gebildet. Die Einund Ausgänge der Kraftmaschine bzw. Umwälzpumpe sind entsprechend der vorstehenden Beschreibung mit A,B,C und D bezeichnet. Die an den Anschlüssen A,B,C und D angebrachten Pfeile geben an, ob bei diesem Anschluss der Kraftmaschine Medium zu - oder abgeführt wird.
    [0025] Bei der in Figur 2 dargestellten Mittellage der Differentialkolben und der dargestellten Lage des Hilfssteuerschiebers 12 wird das warme Medium von Anschluss A über die Leitung 13 durch den Steuerkanal 14 der Kammer 15 zugeführt. Andererseits wirkt ein gleich großer Druck vom Anschluss C über die Leitung 16 und den Steuerkanal 17 auf die Kammer 18 und damit auf die andere Seite des Kolbens 10. Obwohl in der Kammer 15 und in der Kammer 18 der gleiche Druck herrscht, bleibt dennoch eine resultierende Kraft am Kolben übrig, da die Kolbenflächen der Kammern 15 und 18 um die Differenz der Fläche der Kolbenstange 11 differieren. Mit dieser Differenzkraft wird die Kolbenstange 1 1 nach links gedrückt und befördert dabei das in der Kammer 19 befindliche Medium durch die Leitung 20 den Steuerkanal 21 und die Leitung 22 zum "warmen" Ausgang B. In die Kammer 23 strömt gleichzeitig vom Anschluss D kommend Medium über die Leitungen 25 und 26 über den Steuerkanal 25 ein.
    [0026] Sobald die Kolben 9 und 10 und mit ihnen die Kolbenstange 11 etwa die linke Endlage erreicht haben, stellt der Steuerkanal 27 über die Leitungen 28 und 29 eine Verbindung vom Anschluß C zum rechten Ende 3o des Hilfssteuerschiebers 12 her. Der am Anschluss C herrschende Druck wird nun den Hilfssteuerschieber 12 in seine linke Endlage bringen, bis der Anschlag 31 den Hub begrenzt. Dabei werden zunächst die Steuerkanäle 14 und 21 die Umschaltung vom AnschlussA von der Kammer 15 auf die Kammer 19 vornehmen. Ebenso wird die Kammer 18 nunmehr über den Steuerkanal 17 mit dem Anschluss D verbunden und die Kammer 23 über den Steuerkanal 25 mit dem Anschluss C.
    [0027] Nunmehr sind die Druckverhältnisse in der Kammer 19 und 23 umgekehrt, das heisst, es bleibt eine resultierende Kraft auf die Kolbenstange 11 in Richtung nach rechts und die Kolben 9 und 1o mit Kolbenstange 11 werden, sich in die rechte Endlage bewegen. Beim Erreichen der rechten Endlage aber wird nun über den Steuerkanal 27 der Anschluss C mit dem linken Ende 32 des Hilfssteuerschiebers 12 über die Leitung 33, und gleichzeitig das rechte Ende 3o des Hilf ssteuerschiebers über den Steuerkanal 34 mit dem Anschluss D verbunden.
    [0028] Da am Anschluss C ein höherer Druck als am Anschluss D ansteht, wird nun der Hilfssteuerschieber 12 in seine rechte Lage wandern, wie es in der Figur 2 dargestellt ist. Damit befinden sich alle Teile wieder unter den anfangs beschriebenen Druckverhältnissen und die beiden Kolben 9 und 10 mit Kolbenstange 11 werden wieder nach links wandern.
    [0029] Dabei wird allgemein vorausgesetzt, daß infolge der Erwärmung des Mediums im Wärmeaustauscher 2 an den Anschlüssen A und C ein höherer Druck herrscht als an den Anschlüssen B und D, wo infolge der Abkühlung des Mediums im Wärme speicher 3 eine Volumreduzierung und damit eine Druckabnahme stattfindet.
    [0030] Eine weitere Ausgestaltung ist in Figur 3 dargestellt. Dabei sind gleiche Teile wie in Figur 2 mit gleichen Nummern bezeichnet.
    [0031] Zusätzlich ist in Figur 3 am Hilfssteuerschieber 12 der Kolben 35 angeordnet, der sich mit dem Hilfssteuerschieber 12 im Pumpengehäuse 36 hin- und herbewegt.
    [0032] Im Zusammenwirken mit den Steuerkanälen 37 und 38, welche zusätzlich auf der Kolbenstange 11 angeordnet sind und den Leitungen 39,4o und 41, stellt diese Anordnung eine doppelt wirkende Pumpe dar, welche am Anschluss E ansaugt und am Anschluss F ausstösst.
    [0033] Sollte eine Zwangssteuerung, wie sie hier durch die Steuerkanäle 37 und 38 gegeben ist, nicht erwünscht sein, kann diese doppelt wirkende Pumpe selbstverständlich in bekannter Art durch Zu- und Abgangsventile, die jeweils in einer Richtung sperren, ersetzt werden.
    [0034] Die schematisσhe Darstellung in Figur 1 zeigt im übrigen eine typische Anwendung der Erfindung und deren Vorteile.
    [0035] Das im Wärmeaustauscher 2 , ( in diesem Falle als Solarkollektor dargestellt) von der Sonnenenergie 5 erwärmte Medium wird durch die thermische Kraftmaschine bzw. Umwälzpumpe 1 zu dem meist tiefer gelegenen Wärmespeicher 4 gepumpt, wo die zu speichernde Wärme 6 vom Wärmeaustauscher 3 an die umgebende Flüssigkeit, z.B. ein Schwimmbecken oder ein Warmwasser-Vorratsbehälter, abgegeben wird.
    [0036] In Fig. 4 ist schematisch eine Anordnung des thermischen
    [0037] Antriebs als Kältemaschine dargestellt. In diesem Falle ist der Wärmespeicher 2 als Austreiber eines Absorptionskühl schrankes aufzufassen, in dem z.B. ein Ammoniak-Wasser-Gemisch oder eine andere absorptionsfähige Flüssigkeitskombination mit möglichst großem Ausdehnungskoeffizienten erhitzt wird. Durch die dabei auftretende VdLumenvergrösserung werden die Differentialkolbenpumpen der Kraftmaschine bzw. Umwälzpumpe 1 bewegt und das beim Anschluss B austretende Gas-Flüssigkeitsgemisch einem Kondensator 42 zugeführt, wo die Temperatur absinkt, über die nachgeschaltete Drosselstrecke 43 gelangt das nunmehr abgekühlte Gemisch in den Verdampfer 44, von wo es in die doppelt wirkende Kolbenpumpe am Anschluss E eintritt und verdichtet, über den Anschluss F, in ein Absorptionsgefäss 45 gelangt. Vom Absorptionsgefäss 45 schließlich wird die "kalte" Lösung über den Anschluss D den Differentialkolbenpumpen zugeführt und kommt über den Anschluss C wieder zum Wärmetauscher 2.
    [0038] Zur Verbesserung des Wirkungsgrades ist in Figur 4 die Zwischenschaltung eines Wärmeaustauschers 46 vorgesehen, welcher einerseits dem beim Anschluss B austretenden "heissen" Medium Wärme entzieht, indem er diese an das Medium , welches "kalt" beim Anschluss C austritt, zuführt.
    [0039] Die schematische Darstellung der Figur 4 gibt nur eine oder zahlreiche Möglichkeiten wieder, die beim heutigen Stand der Technik im Bau von Absorptionskältemaschinen möglich sind.
    [0040] Andere Varianten der Absorptionskältetechnik, wie z.B. das Trennen von Wasser und Ammoniak und getrenntes Umpumpen über die doppelt wirkende Kolbenpumpe sind ebenso möglich, wie die Verwendung von anderen Kühl- bzw. Kältemitteln, die sich speziell für dieses Verfahren eignen.
    [0041] Ebenso kann das Schema Figur 4 als Kreislauf eines Kompressionskühlschrankes verstanden werden, in welchem ein geeignetes Kältemittel zunächst thermisch verdichtet, dann etwas abgekühlt wird, wobei nach Entspannung in einer Drosselstrecke 43 vom Verdampfer 44 der Umgebung Wärme entzogen und damit gekühlt wird. In diesem Fall kommt der doppelt wirkenden Kolbenpumpe die Aufgabe einer Vorverdichtung und Verflüssigung des Mediums zu.
    [0042] Bei der Ausbildung des Wärmeaustauschers 2 als Solarkollektor kommt der Erfindung besondere Bedeutung zu, da man ohne jede Fremdenergie wie elektrischen Strom und ähnliches unmittelbar Kühlschränke oder Klimaanlagen aufbauen kann.
    [0043] Auch der Verwertung von Abfallwärme, wie sie z.B. bei Kraftfahrzeugen im Kühler oder am Auspuffsystem an die Umgebung verschwendet wird, erschliessen sich durch diese Erfindung neue Möglichkeiten, da für den Betrieb der Kälteanläge keine zusätzliche Energie dem Motor entnommen wird.
    [0044] Auf eine besondere Eigenschaft des erfindungsgemässen thermischen Antriebs sei nachdrücklich hingewiesen: Die Förderleistung der Differentialkolbenpumpen ergibt sich aus dem Verhältnis der Volumen des Mediums bei verschiedenen Temperaturen. Wenn sich z.B. eine Flüssigkeit von 20° Umgebungstemperatur bei Erwärmung auf 50° um 2o% ausdehnt und dementsprechend die Volumina der Differentialkolbenpumpen um 20% verschieden ausgelegt werden, so wird die thermische Kraftmaschine bzw. Umwälzpumpe bemüht sein, die Temperaturdifferenz von 30° aufrechtzuerhalten. Tritt nun z.B. durch stärkere Sonneneinstrahlung eine erhöhte Volumenzunähme auf, so wird dementsprechend eine schnellere Bewegung der Differentialkolben eintreten mit der Folge, daß mehr abgekühltes Medium in den Solarkollektor eingepumpt wird und zwar solange, bis sich wieder zwischen der Ausdehnung im Solarkollektor und der Abkühlung im Wärmespeicher eine Ausdehnungsdifferenz von 20% einstellt. Eine besonders vorteilhafte Selbstregelung des Systems ergibt sich durch Verwendung von Medien, die ähnlich Frigen 22 (Chloridfluormethan) die Eigenschaft haben, bei steigender Erwärmung einen zunehmenden Ausdehnungskoeffizienten zu besitzen. Dadurch tritt bei steigender Temperatur im Solarkollektor eine beschleunigte Pumpfreguenz auf, die bei starker Sonneneinstrahlung in der Lage ist, eine grössere Wärmemenge zu transportieren. Andererseits ist es bei der Verwendung von solchen Medien möglich, den Wärmespeicher auf Temperatur aufzuladen, welche näher an die Temperatur des Sonnenkollektors herankommen, da die gleiche Volumendifferenz bereits bei geringeren Temperaturdifferenzen gegeben sind.
    [0045] Um bei extrem starker Sonneneinstrahlung und bereits "vollem" Wärmespeicher ein überhitzen der Anlage zu vermeiden, wird erfindungsgemäss empfohlen, eine Sicherheitsvorrichtung vorzusehen, welche beim überschreiten einer kritischen Temperatur im ersten oder/ und zweiten Wärmeaustauscher einen zusätzlichen mit Luft oder Wasser gekühlten Sicherheitswärmeaustauscher zur Abkühlung des Mediums aufschaltet.
    [0046] Die Figur 5 gibt dazu ein Ausführungsbeispiel, wobei gleiche Teile wieder mit gleichen Nummern bezeichnet sind. Zusätzlich ist ein Sicherheitswärmeaustauscher 47 vorgesehen, welcher z.B. einen Wassereinlauf 48 und einen Wasserauslauf 49 besitzt. Ein Ventil 50 sperrt normalerweise den Wasserdurchlauf, übersteigt die Temperatur des Mediums vom Speicher 2 einen bestimmten Grenzwert, so schaltet der Thermostat 51 und öffnet das Ventil 50. Dadurch wird der Sicherheitswärmeaustauscher 47 von kaltem Wasser durchströmt und führt die überschüssige Wärme ab. Eine zusätzliche Maßnahme könnte darin bestehen, ein thermostatisch gesteuertes Doppelventil 52 am Ausgang B anzuordnen, welches den direkten Fluß des Mediums von B zum Wärmeaustauscher 3 sperrt und die gesamte Strömung im Gefahrensfall über den Sicherheitswärmeaustauscher 47 leitet.
    [0047] Die Darstellung in den Figuren 1 bis 5 sind als Prinziplösungen bzw. als Beispiele aufzufassen, die beliebig nach dem Stand der Technik erweitert werden können. Zum Beispiel könnte anstelle des Sicherheitswärmeaustauschers 47, der in der Figur 5 als wassergekühlter Wärmeaustauscher dargestellt ist, auch ein Sicherheitswärmeaustauscher vorgesehen werden, welcher als Luftkühler ausgebildet ist. Ebenso könnte dem Thermostat 51 die Temperatur im Wärmespeicher 4 oder sogar beide Temperaturen der Wärmeaustauscher 2 und 4 als kritische Messgrösse dienen.
    [0048] Es gehen jedoch aus den prinzipiellen Darstellungen Figur 1 bis Figur 5 weitere erfindungswichtige Hinweise hervor, die als Lehre zum technischen Handeln aufzufassen sind.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Umwälzpumpe für die Förderung eines flüssigen und/oder gasförmigen Mediums in einem geschlossenen Kreislauf, in dem sich ein Wärmeaustauscher befindet, dem von aussen Wärme, z.B. aus Sonnenenergie zugeführt wird, und der diese Wärme über das umzuwälzende Medium einem anderen Wärmeaustauscher zuführt, der Wärme, z.B. zu Heizungszwecken, abgibt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich die Umwälzpumpe unter Ausnutzung des zwischen ihrem Einund Ausgang herrschenden Temperaturgefälles und des daraus resultierenden Expansionsdruckes selbst antreibt und von zwei mechanisch miteinander verbundenen, durch eine Selbststeuereinrichtung, abwechselnd vom Medium beaufschlagten Differentialkolbenpumpen (7,8) gebildet ist.
    2. Umwälzpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der vom Medium höherer Temperatur beaufschlagte Eingang (A) der Differentialkolbenpumpen (7,8) durch die Selbststeuereinrichtung abwechselnd mit den Kammern (15,19) verbunden ist, welche das grössere Volumen aufgrund der grösseren Kolbenflächen der Differentialkolbenpumpe aufweisen.
    3. Umwälzpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei im Gegentakt arbeitende Differentialkolbenpumpen vorgesehen sind, die durch eine gemeinsame Kolbenstange verbunden sind, wobei die Kolbenstange Steuerkanäle trägt, welche einen Hilfssteuerschieber derart beaufschlagen, daß beim Erreichen der Endlagen der Differentialkolben der Hilfssteuerschieber die Kammern der zwei Differentialkolbenpumpen auf gegenläufige Bewegung umsteuert.
    4. Umwälzpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß das Wärmeaustauschersystem jeweils mit den beiden Kammern derselben Differentialkolbenpumpe verbunden ist.
    5. Umwälzpumpe nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Selbststeuereinrichtung von einem Hilfssteuerschieber gebildet ist, der zumindest einen Kolben trägt, welcher als doppelt wirkende Pumpe ausgebildet ist.
    6. Umwälzpumpe nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Funktion als doppelt wirkende Pumpe in bekannter Weise durch Zu- und Abgangsventile gegeben ist.
    7. Umwälzpumpe nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß auf der Kolbenstange der Differentialkolben zusätzliche Steuerkanäle zur Umschaltung der doppelt wirkenden Pumpe anstelle der Ventile vorgesehen sind.
    8. Umwälzpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein zweites WärmeaustauscherSystem vorhanden ist, in welchem das von der Differentialkolbenpumpe austretende Medium abgekühlt und der Pumpe wieder zugeführt wird.
    9. Umwälzpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste Wärmeaustauschersystem ein Solarkollektor ist und das zweite Wärmeaustauschersystem ein WärmeSpeicher.
    10. Umwälzpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden
    Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste Wärmeaustauschersystem der Austreiber eines
    Absorptionskühlsystems ist und das zweite Wärmeaustauscher system als Kältekreis mit Kondensator, Verdampfer und Absorber ausgebildet ist.
    11. Umwälzpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Austreiber als Solarkollektor ausgebildet ist.
    12. Umwälzpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das zweite Wärmeaustauschersystem als Kompressorkältekreis ausgebildet ist, der mindestens einen Kondensator ein Entspannungsventil und einen Verdampfer aufweist.
    13. Umwälzpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die doppelt wirkende Kolbenpumpe Teile eines mehrstufigen Kompressorkreises ist.
    14. Umwälzpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Wärmeaustauscher vorhanden ist, dessen erster "warmer" Kreis am "warmen" Ausgang (B) der Differentialkolbenpumpen angeordnet ist und dessen "kalter" Kreis am "kalten" Ausgang (C) der Differentialkolbenpumpe liegt.
    15. Umwälzpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Medium ein Kältemittel ähnlich Frigen 22
    (Chlordifluormethan) verwendet wird, welches bei steigender Erwärmung einen zunehmenden Ausdehnungskoeffizienten besitzt.
    16. Umwälzpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden
    Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Sicherheitseinrichtung vorhanden ist, welche beim überschreiten einer kritischen Temperatur im ersten oder/und zweiten Wärmeaustauscher einen zusätzlichen mit Luft oder Wasser gekühlten Sicherheitswärmeaustauscher zur Abkühlung des Mediums aufschaltet.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1980-12-24| AK| Designated states|Designated state(s): AT DK NL US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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