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Title:
STEAM PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/095844
Kind Code:
A1
Abstract:
A steam pump comprising an evaporator and a riser. An interrupter vessel (2) is provided and is connected to the evaporator (1) via at least one connecting line (3). A first opening (41) of the riser (4) when seen in the position of use is connected to the interrupter vessel (2) above the at least one connecting line (3) or is arranged in the interrupter vessel (2). A substantially U-shaped release line (5) is provided and, when seen in the position of use, a first end (51) of the release line (5) is connected to the evaporator (1) above the at least one connecting line (3) or arranged therein; a second end (52) is connected to the interrupter vessel (2) above the first opening (41) of the riser (4) or is arranged therein, and the deflection area (53) of the release line (5) is arranged below the first end (51) and below the second end (52).

Inventors:
KUNZE GERHARD (AT)
Application Number:
PCT/AT2003/000132
Publication Date:
November 20, 2003
Filing Date:
May 07, 2003
Export Citation:
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Assignee:
KUNZE GERHARD (AT)
International Classes:
F04B19/24; F04F1/06; (IPC1-7): F04F1/06; F04B19/24
Foreign References:
US6042342A2000-03-28
DE575300C1934-03-16
US3053198A1962-09-11
US2068549A1937-01-19
Attorney, Agent or Firm:
Gibler, Ferdinand (Wien, AT)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Dampfpumpe mit einem Verdampfer und/oder einer externen Dampfquelle und einer Steigleitung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterbrechergefäß (2) vorgesehen ist, welches mittels wenigstens einer Verbindungsleitung (3) mit dem Verdampfer (1) verbunden <BR> <BR> ist, wobei eine erste Mündung (41) der Steigleitung (4) in Gebrauchslage gesehen oberhalb der wenigstens einen Verbindungsleitung (3) mit dem Unterbrechergefäß (2) verbunden ist oder im Unterbrechergefäß (2) angeordnet ist, und dass eine im wesentlichen U förmige Auslöseleitung (5) vorgesehen ist, wobeiin Gebrauchslage gesehenein erstes Ende (51) der Auslöseleitung (5) oberhalb der wenigstens einen Verbindungsleitung (3) mit dem Verdampfer (1) verbunden oder in diesem angeordnet ist, ein zweites Ende (52) oberhalb der ersten Mündung (41) der Steigleitung (4) mit dem Unterbrechergefäß (2) verbunden oder in diesem angeordnet ist, und der Umlenkbereich (53) der Auslöseleitung (5) unterhalb des ersten Endes (51) und unterhalb des zweiten Endes (52) angeordnet ist.
2. Dampfpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende (52) der Auslöseleitung (5)in Gebrauchslage gesehenoberhalb des ersten Endes (51) der Auslöseleitung (5) angeordnet ist.
3. Dampfpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die der ersten Mündung (41) gegenüberliegende zweite Mündung (42) der Steigleitung (4) mit einem Kondensator (6) verbunden ist.
4. Dampfpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (1) und/oder das Unterbrechergefäß (2) mittels einer Zuleitung (71) mit einem Vorratsbehälter (7) verbunden ist, wobei die Zuleitung (71) ein Absperrmittel (72), insbesondere ein Rückschlagventil od. dgl., aufweist.
5. Dampfpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (6) und der Vorratsbehälter (7) miteinander verbunden sind, insbesondere dass sie einstückig ausgebildet sind, und dass die Dampfpumpe bezüglich der Flüssigkeit (9) und deren Dampf (10) abgedichtet ist.
6. Dampfpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsstück (54) einerends mit dem Umlenkbereich (53) der Auslöseleitung (5) und anderends mit der Verbindungsleitung (3) und/oder dem Unterbrechergefäß (2) verbunden ist.
7. Dampfpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterbrechergefäß (2), insbesondere konzentrisch, im Verdampfer (1) angeordnet ist.
8. Dampfpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten Mündung (42) der Steigleitung (4) und dem Kondensator (6) ein Zwischenspeicher (8) mit einer Drosseleinrichtung (81) angeordnet ist, dass der Zwischenspeicher (8) mittels einer FlüssigkeitsBypassleitung (82) mit dem Vorratsbehälter (7) und/oder mit der Zuleitung (71) verbunden ist, und dass eine DampfBypassleitung (83) zum Kondensator (6) vorgesehen ist.
9. Dampfpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits Bypassleitung (82) mit dem Zwischenspeicher (8) bewegbar verbunden ist.
10. Dampfpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleitung (4), der Zwischenspeicher (8), die FlüssigkeitsBypassleitung (82) und die DampfBypassleitung (83) flexibel ausgebildet sind.
11. Dampfpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Uförmigen Auslöseleitung (5) mit dem Verdampfer (1) über eine Ausgleichsleitung (80) erfolgt, diein Gebrauchslage gesehenvom oberen Ende des Verdampfers (1) zur Verbindungsleitung (3) führt und hydraulisch parallel zum Verdampfer (1) geschaltet ist, wobei die Auslöseleitung (5) mit ihrem ersten Ende (51) im oberen Bereich der Ausgleichsleitung (80) mit dieser verbunden ist und diese Verbindungsstelle unterhalb des zweiten Endes (52) der Auslöseleitung (5) liegt, das mit dem Unterbrechergefäß (2) verbunden ist.
12. Verfahren zum Pumpen einer Flüssigkeit mittels Dampf, insbesondere mittels einer Dampfpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass während eines PumpZyklus in einem Verdampfer (1) eine Flüssigkeit (9) verdampft wird, wodurch der Dampf (10) die Flüssigkeit (9) über ein Unterbrechergefäß (2) in eine Steigleitung (4) drückt und in einer im wesentlichen Uförmigen Auslöseleitung (5) die Druckdifferenz zwischen deren mit dem Verdampfer (1) verbundenen ersten Ende (51) und deren mit dem Unterbrechergefäß (2) verbundenen zweiten Ende (52) durch Ausbildung einer Flüssigkeitssäule ausgeglichen wird, bei einer vorgebbaren GrenzDruckdifferenz die Flüssigkeitssäule in der Auslöseleitung (5) ausgeblasen wird, wodurch ein Druckausgleich zwischen dem ersten Ende (51) und dem zweiten Ende (52) der Auslöseleitung (5) erfolgt und der Flüssigkeitsspiegel im Unterbrechergefäß (2) bis unterhalb der ersten Mündung (41) der Steigleitung (4) abfällt und der Dampf (10) in weiterer Folge die Flüssigkeit (9) in der Steigleitung (4) ausbläst und anschließend ein Druckausgleich des Dampfes (10) mit der der ersten Mündung (41) gegenüberliegenden zweiten Mündung (42) der Steigleitung (4) erfolgt und anschließend über eine Zuleitung (71) mit einem Absperrmittel (72), insbesondere einem Rückschlagventil od. dgl. aus einem Vorratsbehälter (7) od. dgl. Flüssigkeit (9) in den Verdampfer (1) und das Unterbrechergefäß (2) strömt.
Description:
Dampfpumpe Die Erfindung betrifft eine Dampfpumpe mit einem Verdampfer und/oder einer externen Dampfquelle und einer Steigleitung.

Bei bekannten derartigen Dampfpumpen wird ein Teil der zu pumpenden Flüssigkeit verdampft, wobei die entstehenden Dampfblasen über die Steigleitung nach oben steigen und dabei Flüssigkeit durch die Steigleitung nach oben treiben. Nachteilig an diesen bekannten Dampfpumpen ist, dass der Durchmesser der Steigleitung im wesentlichen auf die Größe der Dampfblasen beschränkt ist, sodass ein nur geringer Durchsatz mit diesen bekannten Dampfpumpen erreichbar ist. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Förderleistung der bekannten Dampfpumpen bei Erhöhung der zugeführten Wärmeleistung nach Erreichen eines Fördermaximums stark abfällt, da aufgrund der zunehmenden Anzahl an Dampfblasen in der Steigleitung immer weniger Flüssigkeit gepumpt wird. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Dampfpumpen ist, dass eine nur geringe Förderhöhe erreichbar ist.

Anstelle des Verdampfens eines Teiles der Flüssigkeit kann auch ein in der Flüssigkeit gelöstes Gas durch Erhitzen aus der Flüssigkeit ausgetrieben werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Dampfpumpe anzugeben, die diese bekannten Nachteile vermeidet, deren Pumpleistung annähernd proportional zur zugeführten Wärmeleistung ist und die unter Verwendung von Niedertemperaturwärme eine Flüssigkeit oder Lösung bewegen kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dampfpumpe ohne bewegliche Verschleißteile anzugeben.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass ein Unterbrechergefäß vorgesehen ist, welches mittels wenigstens einer Verbindungsleitung mit dem Verdampfer verbunden ist, wobei eine erste Mündung der Steigleitung-in Gebrauchslage gesehen-oberhalb der wenigstens einen Verbindungsleitung mit dem Unterbrechergefäß verbunden ist oder im Unterbrechergefäß angeordnet ist, und dass eine im wesentlichen U-förmige Auslöseleitung vorgesehen ist, wobei-in Gebrauchslage gesehen-ein erstes Ende der Auslöseleitung oberhalb der wenigstens einen Verbindungsleitung mit dem Verdampfer verbunden oder in diesem angeordnet ist, ein zweites Ende oberhalb der ersten Mündung der Steigleitung mit dem Unterbrechergefäß verbunden oder in diesem angeordnet ist, und der Umlenkbereich der Auslöseleitung unterhalb des ersten Endes und unterhalb des zweiten Endes angeordnet ist.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass durch die Auslöseleitung der Dampfdruck im Verdampfer unterhalb einem vorgebbaren Maximaldruck gehalten wird, und die erfindungsgemäße Dampfpumpe ohne erforderliche zusätzliche Regelung zyklisch arbeiten kann, wobei die geförderte Flüssigkeitsmenge proportional der dem Verdampfer zugeführten Wärmeleistung ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Dampfpumpe ist, dass keine beweglichen Verschleißteile benötigt werden, wodurch die Zuverlässigkeit und Lebensdauer erhöht werden.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zweite Ende der Auslöseleitung-in Gebrauchslage gesehen-oberhalb des ersten Endes der Auslöseleitung angeordnet ist. Dadurch kann im Unterbrechergefäß im Bereich des zweiten Endes der Auslöseleitung eine Dampfblase gebildet werden, wodurch der Druck am zweiten Ende der Auslöseleitung gesenkt wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die der ersten Mündung gegenüberliegende zweite Mündung der Steigleitung mit einem Kondensator verbunden ist. Durch den Kondensator kann die Flüssigkeit und deren Dampf abgekühlt und in weiterer Folge wieder dem Verdampfer zugeführt werden, wodurch ein Kreisprozeß der Flüssigkeit ermöglicht wird. Weiters können durch den Kondensator der geförderte Dampf und die geförderte Flüssigkeit genutzt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Verdampfer und/oder das Unterbrechergefäß mittels einer Zuleitung mit einem Vorratsbehälter verbunden ist, wobei die Zuleitung ein Absperrmittel, insbesondere ein Rückschlagventil od. dgl., aufweist.

Diese Ausgestaltung ermöglicht einen zyklischen Betrieb der erfindungsgemäßen Dampfpumpe, bei dem sich die geförderte Flüssigkeitsmenge aufgrund der zugeführten Wärmeleistung einstellt. Dabei sind keine gesonderten Regelungseinrichtungen erforderlich.

Das Absperrmittel stellt sicher, dass eine Druckerhöhung im Verdampfer nicht auf die Zuleitung zurückwirkt und die Flüssigkeit nicht über die Zuleitung in den Vorratsbehälter zurückgepumpt wird.

In diesem Zusammenhang kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Kondensator und der Vorratsbehälter miteinander verbunden sind, insbesondere dass sie einstückig ausgebildet sind, und dass die Dampfpumpe bezüglich der Flüssigkeit und deren Dampf abgedichtet ist. Dadurch kann die Flüssigkeit in der erfindungsgemäßen Dampfpumpe auf einfache Weise im Kreis geführt werden.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Verbindungsstück einerends mit dem Umlenkbereich der Auslöseleitung und anderends mit der Verbindungsleitung und/oder dem Unterbrechergefäß verbunden ist. Durch das Verbindungsstück kann die Temperatur der in die Auslöseleitung nachströmenden Flüssigkeit gesenkt werden, wodurch insbesondere die Gefahr einer Schaumbildung od. dgl. in der Auslöseleitung herabgesetzt wird, da die Auslöseleitung über das Unterbrechergefäß und/oder die Verbindungsleitung und nicht über den Verdampfer befüllt wird, wobei das Unterbrechergefäß und die Verbindungsleitung eine niedrigere Temperatur als der Verdampfer aufweisen.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Unterbrechergefäß, insbesondere konzentrisch, im Verdampfer angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders einfache und kompakte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dampfpumpe erreicht werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen der zweiten Mündung der Steigleitung und dem Kondensator ein Zwischenspeicher mit einer Drosseleinrichtung angeordnet ist, dass der Zwischenspeicher mittels einer Flüssigkeits- Bypassleitung mit dem Vorratsbehälter und/oder mit der Zuleitung verbunden ist, und dass eine Dampf-Bypassleitung zum Kondensator vorgesehen ist. Durch den Zwischenspeicher kann eine kontinuierliche Flüssigkeitsabgabe in den Kondensator erreicht werden.

In diesem Zusammenhang kann gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Flüssigkeits-Bypassleitung mit dem Zwischenspeicher bewegbar verbunden ist, wodurch die Höhe der Flüssigkeitssäule im Zwischenspeicher verändert werden kann. Die Höhe der Flüssigkeitssäule ist proportional zur in den Kondensator pro Zeiteinheit abgegebenen Flüssigkeitsmenge.

Eine andere mögliche Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass die Steigleitung, der Zwischenspeicher, die Flüssigkeits-Bypassleitung und die Dampf- Bypassleitung flexibel ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es ebenso die Höhe der Flüssigkeitssäule im Zwischenspeicher einzustellen.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Verbindung der U-förmigen Auslöseleitung mit dem Verdampfer über eine Ausgleichsleitung erfolgt, die-in Gebrauchslage gesehen-vom oberen Ende des Verdampfers zur Verbindungsleitung führt und hydraulisch parallel zum Verdampfer geschaltet ist, wobei die Auslöseleitung mit ihrem ersten Ende im oberen Bereich der Ausgleichsleitung mit dieser verbunden ist und diese Verbindungsstelle unterhalb des zweiten Endes der Auslöseleitung liegt, das mit dem Unterbrechergefäß verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung kann der Verdampfer deutlich höher gelegt werden, sodass sich im oberen Raum Schaum ansammeln kann, ohne in das Auslöserohr zu gelangen. Dadurch wird vermieden, dass es aufgrund von Blasen im Auslöserohr zu einer vorzeitigen Einleitung des Auslösevorganges kommt. Auf diese Weise wird eine Reduzierung der Flüssigkeitsmenge pro Pumpzyklus vermieden.

Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zum Pumpen einer Flüssigkeit mittels Dampf, insbesondere mittels einer oben angeführten Dampfpumpe.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Pumpen der oben genannten Art anzugeben, bei dem die Pumpleistung annähernd proportional zur zugeführten Wärmeleistung ist und bei dem unter Verwendung von Niedertemperaturwärme eine Flüssigkeit oder Lösung bewegt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Pumpen anzugeben, bei dem keine beweglichen Verschleißteile benötigt werden und das ohne zusätzliche Regelungseinrichtungen arbeitet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass während eines Pump-Zyklus in einem Verdampfer eine Flüssigkeit verdampft wird, wodurch der Dampf die Flüssigkeit über ein Unterbrechergefäß in eine Steigleitung drückt und in einer im wesentlichen U-förmigen Auslöseleitung die Druckdifferenz zwischen deren mit dem Verdampfer verbundenen ersten Ende und deren mit dem Unterbrechergefäß verbundenen zweiten Ende durch Ausbildung einer Flüssigkeitssäule ausgeglichen wird, bei einer vorgebbaren Grenz-Druckdifferenz die Flüssigkeitssäule in der Auslöseleitung ausgeblasen wird, wodurch ein Druckausgleich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Auslöseleitung erfolgt und der Flüssigkeitsspiegel im Unterbrechergefäß bis unterhalb der ersten Mündung der Steigleitung abfällt und der Dampf in weiterer Folge die Flüssigkeit in der Steigleitung ausbläst und anschließend ein Druckausgleich des Dampfes mit der der ersten Mündung gegenüberliegenden zweiten Mündung der Steigleitung erfolgt und anschließend über eine Zuleitung mit einem Absperrmittel, insbesondere einem Rückschlagventil od. dgl. aus einem Vorratsbehälter od. dgl. Flüssigkeit in den Verdampfer und das Unterbrechergefäß strömt.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass für das erfindungsgemäße Verfahren zum Pumpen keine elektrische Energie od. dgl. und keine Regelungseinheit benötigt wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Pumpen ist, dass durch das Verdampfen Keime und Bakterien weitgehend abgetötet werden, sodass insbesondere bei Verwendung von organisch verunreinigtem Wasser als Flüssigkeit dessen Qualität verbessert werden kann.

Grundsätzlich ist zu bemerken, dass der Verdampfer nicht selbst beheizt werden muss. Es kann auch sinnvoll sein, den Dampf in einem anderen Teil des Systems zu bilden.

Beispielsweise kann der Dampf bei einer Absorptions-Kältemaschine im Generator oder im Falle eines solaren Warmweasserbereitungssystems im Sonnenkollektor gebildet und mittels einer entsprechenden Gasleitung zugeführt werden. Wenn ein solcher Dampf anderweitig zur Verfügung steht kann die Energie für die Beheizung der Pumpe eingespart werden und es werden auch keine Vorkehrungen für die Beherrschung der Effekte des Aufschäumens benötigt.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen Ausführungsformen dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dampfpumpe in Seitenansicht ; Fig. 2 bis 6 schematische Darstellungen weiterer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dampfpumpe, jeweils in Seitenansicht ; Fig. 7 bis 12 unterschiedliche Zustände der Flüssigkeit und deren Dampf in der erfindungsgemäßen Dampfpumpe gemäß Fig. 1 während einem Pump-Zyklus ; Fig. 13 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dampfpumpe in Seitenansicht, Fig. 14 schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dampfpumpe in Seitenansicht, und Fig. 15 schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dampfpumpe in Seitenansicht.

In Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dampfpumpe dargestellt. Die Dampfpumpe weist einen Verdampfer 1, eine Steigleitung 4 und ein Unterbrechergefäß 2 auf, welches mittels einer Verbindungsleitung 3 mit dem Verdampfer 1 verbunden ist. Bei anderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dampfpumpe können auch mehrere Verbindungsleitungen 3 vorgesehen sein. Eine erste Mündung 41 der Steigleitung 4 ist-in Gebrauchslage gesehen-oberhalb der Verbindungsleitung 3 im Unterbrechergefäß 2 angeordnet. In anderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dampfpumpe kann die erste Mündung 41 der Steigleitung 4 auch mit dem Unterbrechergefäß 2 verbunden sein.

Weiters ist eine im wesentlichen U-förmige Auslöseleitung 5 vorgesehen, wobei-in Gebrauchslage gesehen-ein erstes Ende 51 der Auslöseleitung 5 oberhalb der Verbindungsleitung 3 mit dem Verdampfer 1 verbunden ist, ein zweites Ende 52 oberhalb der ersten Mündung 41 der Steigleitung 4 mit dem Unterbrechergefäß 2 verbunden ist, und der Umlenkbereich 53 der Auslöseleitung 5 unterhalb des ersten Endes 51 und unterhalb des zweiten Endes 52 angeordnet ist. Bei anderen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das erste Ende 51 der Auslöseleitung 5 im Verdampfer 1 angeordnet ist und/oder das zweite Ende 52 der Auslöseleitung 5 im Unterbrechergefäß 2 angeordnet ist.

Als geeignet hat sich gezeigt, wenn das zweite Ende 52 der Auslöseleitung 5-in Gebrauchslage gesehen-oberhalb des ersten Endes 51 der Auslöseleitung 5 angeordnet ist.

Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich im Bereich des zweiten Endes 52 eine Dampfblase ausbildet, wodurch der Druck am zweiten Ende 52 gesenkt wird.

Die der ersten Mündung 41 gegenüberliegende zweite Mündung 42 der Steigleitung 4 ist gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 mit einem Kondensator 6 verbunden. In anderen Ausführungsformen kann die zweite Mündung 42 der Steigleitung 4 auch mit einem Sammelbehälter od. dgl. verbunden sein. Der Druck im Kondensator 6 sollte annähernd konstant sein, weshalb gegebenenfalls ein Druckausgleichsgefäß in diesem Bereich angeordnet sein kann. Der Kondensator kann sowohl die Flüssigkeit 9 als auch den Dampf 10 aufnehmen und deren Wärme verwerten.

Ein zyklischer Pumpvorgang wird erreicht, wenn der Verdampfer 1 und/oder das Unterbrechergefäß 2 mittels einer Zuleitung 71 mit einem Vorratsbehälter 7 verbunden ist, wobei die Zuleitung ein Absperrmittel 72, insbesondere ein Rückschlagventil od. dgl. aufweist. Das Absperrmittel 72 stellt sicher, dass die Flüssigkeit 9 nach einer Druckerhöhung im Verdampfer 1 nicht über die Zuleitung 71 in den Vorratsbehälter 7 zurück gepumpt wird.

Durch das Verbinden des Kondensators 6 mit dem Vorratsbehälter 7 kann die Flüssigkeit 9 im Kreis geführt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Dampfpumpe bezüglich der Flüssigkeit 9 und deren Dampf 10 abgedichtet ist. Eine einfache Konstruktion ergibt sich, wenn der Kondensator 6 und der Vorratsbehälter 7 einstückig ausgebildet sind.

Der Kondensator 6 kann als Wärmetauscher, Absorptionslkältemaschine, Warmwasserbereiter od. dgl. ausgeführt sein, wobei zumindest der Dampf 10 kondensiert wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dampfpumpe entspricht der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei die erste Mündung 41 mit dem Unterbrechergefäß 2 verbunden ist und nicht in diesem angeordnet ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dampfpumpe ist ein Verbindungsstück 54 einerends mit dem Umlenkbereich 53 und anderends mit der Verbindungsleitung 3 verbunden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Verbindungsstück mit dem Unterbrechergefäß 2 verbunden ist. Dadurch kann die Auslöseleitung 5 über die Verbindungsleitung 3 und/oder das Unterbrechergefäß 2 und nicht über den Verdampfer befüllt werden. Da das Unterbrechergefäß 2 und/oder die Verbindungsleitung 3 üblicherweise eine geringere Temperatur als der Verdampfer aufweisen, wird die Gefahr einer Schaumbildung der Flüssigkeit 9 in der Auslöseleitung 5 gesenkt.

Gemäß der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dampfpumpe in Fig. 4 kann das Unterbrechergefäß 2 im Verdampfer 1 angeordnet sein, wobei insbesondere eine konzentrische Anordnung vorteilhaft erscheint. Dabei besteht die Verbindungsleitung 3 im wesentlichen aus Öffnungen der Wandung zwischen dem Verdampfer 1 und dem Unterbrechergefäß 2. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dampfpumpe ist das erste Ende 51 der Auslöseleitung 5 im Verdampfer und das zweite Ende 52 der Auslöseleitung 5 im Unterbrechergefäß 2 angeordnet. Diese Ausführungsform weist ein besonders kleines Bauvolumen auf.

Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dampfpumpe gemäß Fig. 5 ist zwischen der zweiten Mündung 42 der Steigleitung 4 und dem Kondensator 6 ein Zwischenspeicher 8 mit einer Drosseleinrichtung 81 angeordnet, wobei der Zwischenspeicher 8 mittels einer Flüssigkeits-Bypassleitung 82 mit dem Vorratsbehälter 7 und/oder mit der Zuleitung 71 verbunden ist und eine Dampf-Bypassleitung 83 zum Kondensator 6 vorgesehen ist. Durch die Drosseleinrichtung 81 bildet sich im Zwischenspeicher 8 eine Flüssigkeitssäule aus, wodurch eine konstante Pumpleistung erreicht werden kann. Wird die geförderte Flüssigkeitsmenge zu groß, so wird ein Teil der Flüssigkeit über die Flüssigkeits- Bypassleitung 82 der Zuleitung 71 und/oder dem Vorratsbehälter 7 zugeführt. Über die Dampf-Bypassleitung 83 kann ein Druckausgleich in der Steigleitung 4 erfolgen.

Die Höhe der Flüssigkeitssäule, die sich im Zwischenspeicher 8 ausbilden kann, hängt von der Lage des Anschlusses der Flüssigkeits-Bypassleitung 82 ab. Diese kann auf einfache Weise verändert werden, wenn die Flüssigkeits-Bypassleitung 82 bewegbar mit dem Zwischenspeicher 8 verbunden ist.

Die Höhe der Flüssigkeitssäule im Zwischenspeicher 8 kann auch verändert werden, wenn die Steigleitung 4, der Zwischenspeicher 8, die Flüssigkeits-Bypassleitung 82 und die Dampf- Bypassleitung 83 flexibel ausgebildet sind. Eine flexible Ausbildung kann z. B. durch Schlauchleitungen erreicht werden.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform mündet die Zuleitung 71-in Gebrauchslage gesehen-in den oberen Bereich des Verdampfers 1 ein. Dies erscheint insbesondere bei der Verwendung einer Ammoniak-Wasser-Lösung 9 als Flüssigkeit als vorteilhaft, da die konzentrierte Ammoniak-Wasser-Lösung 9 spezifisch leichter als die weniger konzentrierte Ammoniak-Wasser-Lösung 9 ist. Durch die Erwärmung im Verdampfer 1 wird Ammoniak 10, welcher den Dampf bei dieser Ausführungsform darstellt, ausgegast, wobei die ausgegaste Lösung 9 abwärts sinkt und über das Unterbrechergefäß 2 in die Steigleitung 4 aus dem Verdampfer 1 gedrückt wird. Durch die Zufuhr der frischen Lösung 9 von oben wird die Durchmischung von frischer und ausgegaster Lösung 9 hintangehalten, wodurch die Effizienz der erfindungsgemäßen Dampfpumpe gesteigert wird. Die Effizienz kann bei der Verwendung einer Ammoniak-Wasser-Lösung 9 weiter gesteigert werden, wenn der Verdampfer 1 nicht gleichmäßig, sondern von unten beheizt wird, sodass der untere Bereich heißer als der obere ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die frische Lösung 9, die aus der Zuleitung 71 strömt, nicht sofort Siedetemperatur erreicht, wodurch die Gefahr einer Schaumbildung in der Auslöseleitung 5 verringert wird.

Gemäß der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dampfpumpe in Fig. 13 kann neben der Steigleitung 4 eine weitere Steigleitung 45 vorgesehen sein, wobei die weitere Steigleitung 45 bis in den unteren Bereich des Unterbrechergefäßes 2 reicht oder mit diesem im unteren Bereich verbunden ist. Weiters hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die weitere Steigleitung 45 in ihrem unteren Bereich 46 ein Rückschlagventil 47 od. dgl. aufweist.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass bei einem großen Flüssigkeitsdurchsatz der Hauptteil der Flüssigkeit über die weitere Steigleitung 45 bewegt wird. Wird der Grenzdruck im Verdampfer 1 erreicht, so wird bei dieser Ausführungsform nur die Flüssigkeit in der Auslöseleitung 5 und in weiterer Folge in der Steigleitung 4 ausgeblasen, während die Flüssigkeitssäule in der weiteren Steigleitung 45 bestehen bleibt und aufgrund des Rückschlagventils 47 nicht abfallen kann. Dadurch kann die Effizienz der erfindungsgemäßen Dampfpumpe bei einem hohen Flüssigkeitsdurchsatz gesteigert werden. Weist die Steigleitung 4 einen großen Querschnitt auf, so besteht beim Ausblasen die Gefahr, dass ein Teil der Flüssigkeit in das Unterbrechergefäß 2 zurückfließt. Aufgrund der weiteren Steigleitung 45 kann der Querschnitt der Steigleitung 4 klein gehalten werden.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 14, welche im wesentlichen eine Variante der Ausführungsform nach der Fig. 1 darstellt, ist eine Ausgleichsleitung 80 vorgesehen, die vom oberen Bereich des Verdampfers 1 zur Verbindungsleitung 3 führt. Dabei ist die U-förmige Auslöseleitung 5 mit ihrem ersten Ende 51 im oberen Bereich der Ausgleichsleitung 80 an diese angeschlossen. Dieses erste Ende 51 der Auslöseleitung 5 liegt tiefer als deren zweites Ende 52 an dem Unterbrechergefäß 2. Die Ausgleichleitung 80 ist mit ihrem ersten Ende 81 im obersten Bereich des Verdampfers 1 angeschlossen und mit ihrem unteren, zweiten Ende 82 an die Verbindungsleitung 3 angeschlossen. Dabei liegt das erste Ende 81 der Ausgleichsleitung 80 höher als das erste Ende 51 der Auslöseleitung 5.

Durch diese Ausgleichsleitung 80 wird der Einfluss eines allfälligen Aufschäumens der Lösung weitgehend bedeutungslos, da dem allfälligen Schaum im oberen Teil des Verdampfers ein entsprechender Raum zur Verfügung gestellt ist. Dabei tritt die Flüssigkeit nicht aus dem kochenden Verdampfer 1 in das Auslöserohr 5 ein, sondern vom unteren Teil des Unterbrechergefäßes 2 über die Verbindungsleitung 3 und das untere zweite Ende 82 der Ausgleichsleitung 80 in diese ein und von dieser über das erste Ende 51 der Auslöseleitung 5 in diese ein. Dabei kommt es auch zu einem Druckausgleich zwischen dem obersten Bereich des Verdampfers 1 und der Verbindungsleitung 3. Für einen sich allfällig bildenden Schaum steht das Volumen im Verdampfer zur Verfügung, das sich zwischen dem Höhenniveau der Mündung 51 und dem Höhenniveau der Mündung 81 ergibt. Bei einer entsprechenden Größe dieses Volumens lässt sich ein eindringen von Schaum in das Auslöserohr 5 sicher vermeiden und damit auch eine vorzeitige Einleitung des Auslösevorganges. Damit wird eine Reduzierung der Flüssigkeitsmenge pro Pump-Zyklus vermieden.

Die Ausführungsform nach der Fig. 15 entspricht im wesentlichen jener nach der Fig. 1, jedoch mündet eine Dampfzuleitung 90 in den Behälter l', da der Dampf nicht in einem in die Pumpe integrierten Verdampfer 1 erzeugt wird, sondern von einer externen Quelle bezogen wird, z. B. einem Sonnenkollektor eines solaren Warmwasserbereitungssystems. Außerdem ist am Ausgang des Pumpen-Systems eine Verbindungsleitung 91 angeschlossen, über die ein Druckausgleich zum restlichen System erfolgt, wodurch der bei der Ausführungsform nach der fig. 1 erforderliche Kondensator 2 entfallen kann. Mit 100 ist in der Fig. 15 ein Nutzer der des Flüssigkeitsflusses gekennzeichnet. Dies kann z. B im Falle einer Absorptions- Kältemaschine ein Absorber oder der Generator sein und im Falle eines solaren Warmwasserbereitungssystems der Wärmetauscher oder ein Boiler sein.

In ähnlicher Weise kann auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2,4, 5 und 13 eine externe Versorgung des Pumpensystems mit Dampf vorgesehen werden.

In den Fig. 7 bis 12 sind sechs Stufen eines Pump-Zyklus dargestellt. Der in Fig. 7 gezeigten Zustand wird erreicht, wenn das Absperrmittel 72 geöffnet ist. Dann gleicht sich der Flüssigkeitsstand in der Steigleitung dem Niveau des Vorratsbehälters 7 an. Dabei kann sich im Unterbrechergefäß 2 und/oder im Verdampfer 1 eine Dampf-oder Gasblase bilden.

Wird die Flüssigkeit 9 im Verdampfer 1 verdampft, so verdrängt der Dampf 10 die Flüssigkeit 9 aus dem Verdampfer 1. Kann die Flüssigkeit 9 aufgrund des Absperrmittels 72 nicht über die Zuleitung 71 in den Vorratsbehälter 7 strömen, so wird die Flüssigkeit 9 in die Steigleitung 4 hochgedrückt, wie in Fig. 8 gezeigt ist. In der Auslöseleitung 5 wird die Druckdifferenz zwischen Verdampfer 1 und Unterbrechergefäß 2 durch unterschiedlich hohe Flüssigkeitssäulen ausgeglichen.

Bei weiterer Wärmezufuhr zur Flüssigkeit 9 und zum Dampf 10 im Verdampfer 1 steigt der Druck, bis in der Auslöseleitung 5 die größtmögliche Druckdifferenz ausgeglichen wird, wobei überschüssige Flüssigkeit 9 in das Unterbrechergefäß 2 verschoben wird. Dieser Zustand ist in Fig. 9 dargestellt. Dabei ist die Grenzfläche zwischen der unterbrecherseitigen Flüssigkeit 9 und dem verdampferseitigem Dampf 10 am unteren Scheitelpunkt des Umlenkbereiches 53 der Auslöseleitung 5.

Bei einer weiteren Druckerhöhung im Verdampfer 1 wird die Flüssigkeit 9 aus der Auslöseleitung 5 ausgeblasen, wie in Fig. 10 gezeigt ist.

Dadurch erfolgt ein Druckausgleich zwischen dem ersten Ende 51 und dem zweiten Ende 52 der Auslöseleitung 5. In weiterer Folge gleicht sich der Flüssigkeitsstand im Unterbrechergefäß 2 und im Verdampfer 1 aus, wodurch die erste Mündung 41 der Steigleitung 4 oberhalb des Flüssigkeitsstandes im Unterbrechergefäß 2 zu liegen kommt, wie in Fig. 11 gezeigt ist.

Der Druck im Unterbrechergefäß 2 ist größer als der erforderliche Druck, um die Flüssigkeitssäule im Steigrohr 4 zu halten, weshalb die Flüssigkeit 9 aus dem Steigrohr 4 ausgeblasen wird, wie in Fig. 12 dargestellt ist. Dadurch kann ein Druckausgleich des Verdampfers 1, des Unterbrechungsgefäßes 2 und der zweiten Mündung 42 der Steigleitung 4, gegebenenfalls mit dem Kondensator 6, erfolgen.

Wird das Absperrmittel 72 geöffnet, so strömt Flüssigkeit 9 aus dem Vorratsbehälter 7 in den Verdampfer 1 und das Unterbrechergefäß 2. Dabei gelangt die Flüssigkeit 9 in die Auslöseleitung 5, wodurch der Füllvorgang in weiterer Folge unterbrochen wird, wobei sich der Zustand gemäß Fig. 7 einstellt und ein neuer Pump-Zyklus beginnt. Als vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn das Absperrmittel 72 als Rückschlagventil od. dgl. ausgebildet ist, da dieses selbsttätig schließt, wenn der Druck im Verdampfer ansteigt und selbsttätig öffnet, nachdem der Druckausgleich des Dampfes 10 mit der zweiten Mündung 42 der Steigleitung 4 stattgefunden hat.

Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass die Pumpleistung annähernd proportional der zugeführten Wärmeleistung ist, wobei keine zusätzlichen Einrichtungen für die Regelung und/oder einen Überhitzungsschutz vorgesehen werden müssen. Weiters werden keine beweglichen Teile benötigt, sodass die erfindungsgemäße Dampfpumpe eine hohe Lebensdauer bei geringen Wartungskosten aufweist.

Die erfindungsgemäße Dampfpumpe erscheint insbesondere für die Verwendung in Absorptionskältemaschinen geeignet, wobei gegenüber herkömmlichen Blasenpumpen nahezu beliebig große Pumphöhen und Fördermengen realisierbar sind. Dadurch können große Kühlmaschinen ohne Elektropumpen mit hermetisch geschlossener Außenhaut gebaut werden, wodurch sie besonders langlebig und wartungsfrei sind.

Die große Pumphöhe erlaubt es außerdem, die Rohre der aktiven Komponenten solcher Maschinen, wie Generator, Bypass, Verdampfer und Absorber vertikal anzuordnen, wodurch sich die Flüssigkeit in diesen Bauteilen über die gesamte Innenrohroberfläche verteilt und damit die aktive Fläche dieser Bauteile gegenüber horizontalen Rohren, bei denen die Flüssigkeit ein dünnes Rinnsal am Boden bildet, um ein Vielfaches vergrößert wird. Die aktive Fläche kann durch Erhöhung der Rauhigkeit und gegebenenfalls durch Einbauten weiter vergrößert werden.

Andere mögliche Anwendungen der erfindungsgemäßen Dampfpumpe sind solare Warmwasserbereitungen oder Wasserpumpen, bei denen im Wasser befindliche Keime durch das Verdampfen weitestgehend abgetötet werden können.