DE2855167A1

DE2855167A1 - Pumpvorrichtung zur foerderung einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE2855167A1
Application number: DE19782855167
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Volkrodt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-12-20
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1980-07-03
Also published as: JPS5584883A

Description

Pumpvorrichtung zur Förderung einer Flüssigkeit
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpvorrichtung zur Förderung einer Flüssigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpvorrichtung zu schaffen, bei der die Pumpfunktion von dem Antriebselement unmittelbar übernommen wird und die zu fördernde Flüssigkeit wiederum zur Funktion des Antriebselementes beiträgt.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß im Förderweg der Flüssigkeit eine in direktem Kontakt mit dieser stehende Membran vorgesehen ist, welche auf der kalten Seite des Verdrängergehäuses eines Heißgasmotors angeordnet ist, dessen heiße Seite mittels einer Wärmequelle aufheizbar und in dessen Innenraum ein Verdrängungskörper schwingungsfähig gehaltert ist, und daß ferner im Förderweg die Förderrichtung bestimmende Rückschlagventile angeordnet sind. Die Membran des Heißgasmotors, die eine Hubbewegung ausführt, fördert durch diese Hubbewegungen die FlUssigkeit. Die in unmittelbarem Kontakt mit der Membran stehende Flüssigkeit kühlt die Membran und bewirkt somit das Funktionieren des Heißgasmotors.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Pumpeinrichtung als KiJhlwasserumwälzpumpe für einen Verbrennungsmotor. Hierbei kann die in den Auspuffgasen des Verbrennungsmotors enthaltene Wärmeenergie zum Aufheizen der heißen Seite des Heißgasmotors verwendet werden.
Das Kühlwasser des Verbrennungsmotors wird durch die Membran des Heißgasmotors gefördert, wobei das Kühlwasser gleichzeitig wiederum das Funktionieren des Heißgasmotors bewirkt. Eine einfache konstruktive Ausführungsform einer solchen Kühlwasserumwälzpumpe ergibt sich dadurch, daß die heiße Seite des Verdrängergehäuses mit dem Abgasainmelrohr des Verbrennungsmotors verbunden ist. Eine Lelst;ungssteigerung der Kühlwasserumwälzpumpe ist dadurch möglich, daß die heiße Seite des Verdrängergehäuses mit Rippen versehen und in eine Öffnung des Abgassammelrohre eingesetzt ist. Die heiße Seite besitzt damit eine größere Oberfläche und ist direkt den Auspuffgasen ausgesetzt, so daß eine stärkere Aufheizung erfolgt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß bei einem in einem Fahrzeug eingebauten Verbrennungsmotor mit der Membran des Heißgasmotors ferner der Schwinganker eines Schwingankergenerators gekoppelt ist. Ein solcher Schwingankergenerator ersetzt die für das Fahrzeug notwendige Lichtmaschine. Auf diese Weise wird aus der Verlustenergie der Abgase sowohl die Antriebsenergie für die Kühlwasserumwälzpumpe als auch die Antriebsenergie für die Lichtmaschine gewonnen. Da die Antriebsenergie für diese Hilfsaggregate des Fahrzeugmotors nicht mehr an der Motorwelle entnommen wird, ergibt sich eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Fahrzeugmotors.
Die Verwendung der Pumpeinrichtung als Förderpumpe für Bewässerungsanlagen hat den Vorteil, daß eine solche Pumpeinrichtung mit Sonnenenergie betrieben werden kann. Dies wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß ein Hohlspiegel vorgesehen ist, in dessen Brennpunkt die heiße Seite des Verdrängergehäuses angeordnet ist Da in er Regel jeweils dayüi, wenn die Sonne scheint, eine Bewässerung notwendig ist, steht zu rechten Zeit die notwendige Sonnenenergie für den Antrieb der Pumpeinrichtung zur Verfügung Durch den Hohlspiege' werden die einfallenden Sonnenstrahlen auf die heiße Seite des Verdrängergehäuses konzentriert, so daß diese entsprechend aufgeheizt wird.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigt;: Fig. 1 eine als Wasserpumpe ausgebildete Pumpeinrichtung, Fig. 2 eine als Kühlwasserumwälzpumpe fiir einen Fahrzeugmotor ausgebildete Pumpeinrichtung und Fig. 3 eine fül eine Bewässerungsanlage ausgebildete Pump eiiirichtung.
Die in Fig. 1 dargestellte Pumpeinrichtung ist mit einer Zulaufleitung 1 und einer Ablaufleitung 2 verbunden. Im Zu- und Ablauf ist jeweils ein Rückschlag ventil 3 bzw 4 angeordnet, so daß durch diese beiden Rückschlagventile die durch Pj eile 5 gekennzeichnete Förderrichtung erzielt wird Als Pumpelement dient eine Membran 6, die eine Hubbewegung, wie gestrichelt dargestellt, ausführt. Die Membran 6 bildet die kalte Seite des Verdrangergehäuses 7 eines Heißgasmotors.
dieses Verdrängergehäuse 7 besitzt eine heiße Seite 8, die mittels einer Wärmequelle 9 aufheizbar ist. Im Gehäuseinnern ist eln Verdränger 10 durch Federn 11 schwingungsfähig gelagert. Die Membran 6 ist durch eine Wärmeisolierschicht 12 gegenüber dem aufheizbaren Teil des Verdrängergehäuses 7 abgeschirmt. Ein Heißgasmotor der dargestellten Art ist durch die Zeitschrift "Nuclear Engineering International" 1974, Seite 773 - 774 bekannt.
Bei der beschriebenen Pumpeinrichtung wird die Membran 6 durch das zu fördernde Wasser 13, welches in direktem Kontakt zur Membran 6 steht, gekühlt. Das zu fördernde Wasser 13 ersetzt somit eine gesnderte Kühlflüssigkeit, die zur Kühlung der Membran 6 notwendig ist. Die von er Membran 6 ausgeführte Hubbewegung, welche die Antriebsbewegung des Heißgasmotors darstellt, wird direkt zum Fördern des Wassers 13 ausgenutzt.
Die in Fig. 2 dargestellte Pumpeinrichtung dient als Kühlwasserumwälzpumpe für einen Verbrennungsmotor. Mit 15 ist der Zylinderblock des Verbrennungsmotors bezeichnet. An diesen Zylinderblock ist ein Abgassammelrohr 16 angeschlossen. Mit seiner heißen Seite 8 ist das Verdrängergehäuse ? des Heißgasmotors in eine Öffnung des Abgassammelrohres 16 eingesetzt. An der heißen Seite 8 sind Rippen 17 angeformt, diese in das Abgassammelrohr 16 hineinragen und somit direkt den durch das Abgassammelrohr strömenden heißen Auspuffgasen 14 ausgesetzt sind.
Im Innern des Verdrängergehäuses 7 ist wiederum ein Verdränger 10 über Federn 11 schwingungsfähig angeordnet.
Durch eine Wärmeisolierschicht 12 ist die Membran 6 gegenüber dem aufheizbaren Teil des Verdrängergehäuses 7 abgeschirmt. Die Zuleitung 1 und die Ableitung 2 sind mit dem Kühlwasserkreis des \Terbreiinungs'notors verbunden.
Durch die Rückschlagventile 3 und 4 wird die durch Pfeile 5 gekennzeichnete Strömungsrichtung des Kühl- wassers 13 vorgegeben. Mit der Membran 6 ist ferner noch der Schwinganker 18 eines Schwingankergenerators gekoppelt, dessen Ständer mit 19 bezeichnet ist.
Mittels dieser Pumpeinrichtung wird ein Teil der in den Auspuffgasen 14 vorhandenen Verlustenergie ausgenutzt. Darüber hinaus ergibt sich eine besonders einfache konstruktive Gestaltung des Kühlwasserumwälzpumpe. Die in der Wicklung des Ständers 19 durch den Schwinanker 18 induzierte Spannung wird mit bekannten elektronischen Mitteln geregelt und gleichgerichtet und danach der Fahrzeugbatterie zugeführt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind der Schwinganker 18 und der Ständer 19 von dem Kühlwasser 13 umspült, so daß der Schwingankergenerator ebenfalls durch das Kühlwasser 13 gekühlt wird. Durch die dargestellte Vorrichtung werden die Kühlwasserumwälzpumpe und die Lichtmaschine eines Kraftfahrzeuges ersetz t, Die ifl Fig 3 dargestellte Pumpeinrichtung dient für eine Bewässerungsanlage. Die Grundausführung der PumpeinricLtung, entspricht der in fig. 1 dagestellten Pumpeinrichtung. Zum Aufheizen der heißen Seite 8 wird bei der Pumpeinrichtung nach Fig; 3 Sonnenenergie verwendet, die durch einen Hohlspiegel c1 auf das Verdrängergehäuse 7 konzentriert wird' Durch die Zuführung von Wärme auf der heißen Seite 8 des Heißgasmotors und durch den Entzug von Wärme auf der durch die Membran 6 gebildeten kalten Seite des Heißgasmotors werden der Verdränger 10 und d.ie Membran 6 hin- und herbewegt.
Die von der Membran 6 geleistete mechanische Arbeit wird zum Fördern des Wassers 13 genutzt. Dieses von der Membran 6 geförderte Wasser 13 bewirkt gleichzeitig die Kühlung der Membran 6, wodurch wiederum die Funktion des Heißgasmotors bedingt ist.

Claims

Patentansprüche 1. Pumpvorrichtung zur Förderung einer Flüssigkeit d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Förderweg der Flüssigkeit (13) eine in direktem Kontakt mit dieser stehende Membran (6) vorgesehen ist, welche auf der kalten Seite des Verdrängergehäuses (7) eines Meißgasmotors angeordnet ist, dessen heiße Seite (8) mittels einer Wärmequelle (9 bzw. 14 bzw. 21) aufheizbar und in dessen Innenraum ein Verdrängungskörper (io) schwingungsfähig gehaltert ist, und daß ferner im Förderweg die Forderrichtung bestimmende Rückschlagventile (3 und 4) angeordnet sind.

2t Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n -z e i c h n e t durch die Verwendung als Kühlwasserurnwälzpumpe für einen Verbrennungsmotor.

3. Pumpvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h gek e n n z e i ob ne t , daß die heiße Seite (8) des Verdrängergehäuses (7) mit dem Abgassammelrohr (16) des Verbrerniungsmotors verbunden ist.

4. Pumpvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h gek e n n z ei c h n e t , daß die heiße Seite (8) des Verdrängergehäuses (7) mit Rippen (17) versehen und in einer Öffnung des Abgassammelrohres (16) eingesetzt ist.

5. Pumpvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei einem in einem Fahrzeug eingebauten Verbrennungsmotor mit der Membran (6) des Meißgasmotors ferner der Schwinganker (18) eines Sohwingankergenerators gekoppelt ist.

6. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n -z e i c h n e t durch die Verwendung als Förderpumpe für Bewässerungsanlagen.

7. Pumpvorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Hohlspiegel (21) vorgesehen ist, in dessen Brennpunkt die heiße Seite (8) des Verdrängergehäuses (7) angeordnet ist.