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EP 1 308 627 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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23.03.2011 Patentblatt 2011/12 |
(22) |
Anmeldetag: 02.10.2002 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Pumpe mit Batterie
Battery drive circulation pump
Pompe entraînée par batterie
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT |
(30) |
Priorität: |
30.10.2001 DE 10153068
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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07.05.2003 Patentblatt 2003/19 |
(73) |
Patentinhaber: WILO SE |
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44263 Dortmund (DE) |
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Erfinder: |
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- Kettner, Thorsten, Dr.
45711 Datteln (DE)
- Strelow, Günter
44801 Bochum (DE)
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Vertreter: COHAUSZ DAWIDOWICZ
HANNIG & SOZIEN |
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Patent- und Rechtsanwaltskanzlei
Schumannstrasse 97-99 40237 Düsseldorf 40237 Düsseldorf (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
DE-A- 19 800 004 US-A- 3 910 725 US-A- 6 162 194
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DE-A- 19 939 522 US-A- 4 021 150
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine von einem Elektromotor, insbesondere einem
elektronisch kommutierten Gleichstrommotor (EC-Motor), betriebene Pumpe zur Versorgung
einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Gebäudes, mit einem Gehäuse, umfassend ein
Pumpengehäuse, in dem ein Laufrad angeordnet ist, und umfassend ein Motorgehäuse,
in dem elektrische und/oder elektronische Komponenten zum Betrieb des Motors angeordnet
sind.
[0002] Derartige Heizungspumpen sind hinlänglich bekannt. Sie versorgen zumeist als Teil
einer Zentralheizung das Heizungssystem von einer zentralen Stelle aus. Diese Pumpen
haben im allgemeinen eine Leistungsaufnahme von weniger als 100 Watt und beziehen
ihren Strom aus dem Netz. Ein geeigneter Netzanschluß steht für gewöhnlich an zentraler
Stelle zur Verfügung. Seit kurzer Zeit sind auch sogenannte "dezentrale" Pumpen bekannt,
die jeweils nur einen einzelnen Heizkörper oder aber wenigen in einem Raum angeordneten
Heizkörpern zugeordnet sind und nur deren Versorgung mit Heizmedium bewerkstelligen
siehe z.B.
DE 199 39 522. Diese Pumpen können wegen der geringeren Anforderungen von entsprechend kleinerer
Leistung sein. Sie werden ebenfalls über das Spannungsnetz des Gebäudes versorgt.
[0003] Nachteilig an den bislang bekannten Pumpen ist jedoch, daß die Stromversorgung über
Leitungen geschieht, die zu den dezentralen Pumpen hin verlegt werden müssen. Diese
Leitungen, die mitunter über relativ weite Strecken verlegt werden, beeinträchtigen
den optischen Eindruck des Gesamtsystems aus Heizkörper und daran angeschlossener
Pumpe. Sie tragen außerdem dazu bei, daß diese dezentralen Pumpen unkomfortabel in
ihrer Wartung und Handhabung sind.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein, eine Pumpe der eingangs beschriebenen
Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau sich bezüglich ihres elektrischen Anschluß
komfortabel handhaben und damit vielseitig einsetzen läßt und zudem einen optisch
ansprechenden Eindruck macht.
[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Pumpe nach Anspruch 1 gelöst.
[0006] Der erfindungsgemäße Gedanke liegt darin, die Energieversorgung der Pumpe allein
durch eine mit der Pumpe mechanisch verbundene Batterie zu bewerkstelligen. Das garantiert
zumindest für die Lebensdauer der Batterie oder der Batterien eine vollständige Unabhängigkeit
von einer externen Stromversorgung. Die Pumpe ist somit bezüglich ihrer Versorgung
autark. Auf diese Weise können die störenden Versorgungskabel vermieden werden und
die Pumpe kann flexibel eingesetzt und komfortabel montiert werden. Die Erfindung
manifestiert sich darin, daß im oder am Gehäuse, also an einer definierten Stelle
an der Pumpe, eine Batterie zur Hauptversorgung des Motors und, falls es sich um eine
geregelte Pumpe handelt, der den Motor steuernden Elektronik angeordnet ist. Die Batterie
ist also nicht lediglich zur Notversorgung vorgesehen. Selbstverständlich ist die
Elektrik respektive die Elektronik dem Umstand der im Vergleich zum Netz reduzierten
Spannung von beispielsweise 12 V oder 24 V angepaßt.
[0007] Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung bei Pumpen einsetzen, deren Leistungsaufnahme
mit weniger als 10 Watt, insbesondere weniger als 2 Watt, vergleichsweise gering zu
üblichen Heizungspumpen ist. Ein derartiger Leistungsbereich ist gerade bei den erwähnten
dezentralen Pumpen üblich, die jeweils nicht viel mehr als nur einen Heizkörper versorgen
müssen. Eine solche Pumpe wird dementsprechend im Vor- oder Rücklauf in unmittelbarer
Nähe oder direkt an dem Wärmetauscher, insbesondere dem Heizkörper, angebracht. So
kann die Pumpe die Stelle und die Rolle des Heizkörperventils übernehmen. Da in diesem
Fall die Pumpe in gewisser Weise in den Heizkörper integriert ist, bezieht sich die
Erfindung auf das gesamte System aus Wärmetauscher der daran angebrachten Pumpe.
[0008] Sicherlich ist es besonders vorteilhaft, die Batterie wiederaufladbar auszulegen.
Dadurch wird einerseits ein erheblicher Teil der Kosten gespart und andererseits die
Umwelt geschont. Derartige auch als Akkus bezeichnete wiederaufladbare Batterien sind
mit relativ hohen Kapazitäten in kleiner Bauweise zu ständig sinkenden Kosten kommerziell
erhältlich. Vorteilhafter Weise werden die bekannten Ni/Cd Akkus oder Litium lonen
Akkus eingesetzt, die sich durch ihre lange Lebensdauer und ihre Zuverlässigkeit bei
geringem Preis auszeichnen. Es kann auch vorteilhaft sein, andere moderne Akkus mit
hoher Kapazität bei geringer Baugröße zu verwenden. Der Akku könnte in einer besonderen
Ausführungsform stationär montiert sein, so daß der Nutzer die installierte Pumpe
für eine gewisse Ladezeit über ein Kabel mit einer externen Spannungsquelle unter
Zwischenschaltung eines Ladegerätes verbinden muß, um die Batterie aufzuladen. Die
zu verwendenden Akkus haben vorteilhafter Weise eine Kapazität von mindestens 20 Ah,
so daß Pumpen bei 1 Watt Leistungsaufnahme mindestens 200 Stunden laufen können. Unter
dem Aspekt, daß die Pumpen eine moderne und auf maximale Energieeinspaarung ausgelegte
Steuerelektronik haben, kann die Betriebsdauer um einen entsprechenden Faktor verlängert
werden.
[0009] Für eine einfache und komfortable Handhabung ist es jedoch vorteilhaft, wenn die
(wiederaufladbare) Batterie, die aus einem Packen mehrerer Einzelakkus besteht, sowie
zugänglich und lösbar im oder am Motorgehäuse angebracht ist. Der Nutzer kann dann
jederzeit nach Bedarf die Batterie austauschen. Ein Servicetechniker ist dazu nicht
notwendig. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Batterie in einem solchen austauschbaren
Akkupaket angeordnet ist, das als kompaktes Bauteil einfach auf das Motorgehäuse aufsteckbar
ist, wobei sich beim Aufstecken die Kontakte zum Motor automatisch schließen. Wie
vom Einsatz bei Akkuschraubern bekannt, sind derartige Akkupakete von jedermann handhabbar.
Um eine Gefährdung der Nutzer durch eine im Generatorbetrieb laufende Pumpe ausschließen
zu können, ist bei der Konzeption der Kontakte selbstverständlich darauf zu achten,
daß diese nicht frei zugänglich sondern abgedeckt sind. Das Akkupaket kann dann in
vorteilhafter Weise in eine entsprechende über die Netzspannung versorgte Ladestation
eingesteckt und aufgeladen werden. Die an zentraler Stelle aufgestellte Ladestation
kann dabei die Batterien mehrerer Pumpen aufnehmen und laden.
[0010] Um die Nutzer über den Zustand der Pumpe informierten zu können ist es vorteilhaft,
ein Anzeigeinstrument an der Pumpe oder dem Akku vorzusehen, an dem der Ladezustand
der wiederaufladbaren Batterie ablesbar ist. Ein solches Instrument kann durch eine
Alarmeinrichtung ergänzt oder ersetzt werden, die einen akustisch und/oder optisch
wahrnehmbaren Alarm auslöst, sobald der Ladezustand einen kritischen Wert unterschreitet.
Durch Eintritt des Alarmzustandes wird der Nutzer animiert, das Akkupack zu wechseln.
[0011] Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der Akku zumindest teilweise
von einer insbesondere in ihrer Stellung zum Licht justierbaren Solarzelle aufgeladen,
die mit dem Akku verbunden ist. Auch wenn diese Energiequelle nicht die vollständige
Aufladung bewerkstelligen kann, so trägt die dennoch in mitunter starkem Maße dazu
bei. Wegen der großen zur Verfügung stehenden Fläche und der Möglichkeit der geschickten
Integration in das Design ist es besonders vorteilhaft, die Solarzelle an der Fläche
des Wärmetauschers, insbesondere des Heizkörpers, anzubringen und über ein Kabel mit
der Batterie zu verbinden. Mit den heute bekannten leistungsfähigen Solarkollektoren,
die eine hohe Ausbeute bei relativ geringer Fläche garantieren, ist eine derartige
zusätzliche Stromversorgung einfach realisierbar. Die Möglichkeit der Justierung erlaubt
es dabei , die Lichtquelle, die sowohl eine Lampe als auch die Sonne sein kann, optimal
auszunutzen.
[0012] Ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und
wird im folgenden näher beschrieben.
[0013] Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe, die in diesem besonderen Fall
direkt im Anschlußflansch eines Heizkörpers 1 eingebaut ist und eine Leistung von
etwa 1 Watt aufweist. Die Pumpe hat ein Gehäuse, das sich einerseits in ein das Laufrad
10 umgebende Pumpengehäuse 2 und andererseits in ein Motorgehäuse 3 aufteilt, in dem
elektrische und/oder elektronische Komponenten zum Betrieb des Motors angeordnet sind.
Das Pumpengehäuse 2 ist in diesem besonderen Fall vom Anschlußflansch des Heizkörpers
1 gebildet, der an sich zum Einbau eines Eckventils vorgesehen ist. Dieser bildet
das kugelförmige Pumpengehäuse 2 aus, in den eine Zulaufleitung 4 hineinragt und in
den eine Ablaufleitung 5 mündet. Die Pumpe ist vermittels eines Gewindes 6 in einen
Stutzen 7 eingeschraubt. Zum Einschrauben in das Gewinde 6 weist der Anschlußstutzen
7 ein entsprechendes Innengewinde auf. Abdichtung zwischen der Pumpe und dem Anschlußstutzen
7 geschieht vermittels eines 0-Ringes 14. Das Laufrad 10 sitzt mit seinem zentralen
Saugmund unmittelbar auf der Zulaufleitung 4 auf.
[0014] Die Pumpe selber weist an ihrer elektrischen Seite einen EC-Motor 8 und auf der hydraulischen
Seite ein auf der Welle 9 gehaltenes Laufrad 10 auf. An dem Motorgehäuse 3 ist eine
Batterie zur Versorgung des Motors und der den Motor steuernden Elektronik angeordnet.
In diesem Fall ist die Batterie ein Paket 11 mit wiederaufladbaren Akkus, das für
den Nutzer von außen zugänglich und über Schnappverschlüsse 12 lösbar am Motorgehäuse
3 angebracht. Das Paket 11 ist somit als kompaktes Bauteil auf das Motorgehäuse 3
aufsteckbar, wobei sich beim Aufstecken nicht gezeigte Kontakte zum Motor automatisch
schließen. Das Akkupaket 11 ist ein Anzeigeinstrument 13 integriert, an dem der Ladezustand
der Batterie ablesbar ist. Zudem ist eine Alarmeinrichtung 15 vorgesehen, die einen
optisch wahrnehmbaren Alarm auslöst, sobald der Ladezustand einen kritischen Wert
unterschreitet. Im Akkupaket 11 ist eine über ein Scharnier justierbare Solarzelle
16 angebracht, die mit der wiederaufladbaren Batterie verbunden ist und die zu deren
Aufladung beiträgt.
1. Pumpe zur Versorgung einer Heizung- oder Klimaanlage eines Gebäudes, mit einem Gehäuse,
umfassend ein Pumpengehäuse, in dem ein Laufrad angeordnet ist, und mit einem Elektromotor
(8), insbesondere einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor, umfassend ein
Motorgehäuse, in dem elektrische und/oder elektronische Komponenten zum Betrieb des
Motors (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im oder am Gehäuse eine Batterie (11) zur Versorgung des Motors (8) und gegebenenfalls
der dem Motor (8) steuernden Elektronik angeordnet ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie ein wiederaufladbarer Akku (11) ist.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie zugänglich und lösbar im oder am Motorgehäuse (8) angebracht ist.
4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekenntzeichnet, dass die Batterie in einem austauschbaren Akkupaket (11) angeordnet ist, das als
kompaktes Bauteil auf das Motorgehäuse (8) aufsteckbar ist, wobei sich beim Aufstecken
die Kontakte zum Motor automatisch schließen.
5. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Akkupaket (11) in einer entsprechenden über die Netzspannung versorgten Ladestation
aufladbar ist.
6. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenntzeichnet, dass eine Leistungsaufnahme von weniger als 10 Watt, insbesondere weniger als 2
Watt.
7. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigeinstrument (13), an dem der Ladezustand der wiederaufladbaren Batterie
(11) ablesbar ist
8. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Alarmeinrichtung (15), die einen akustisch und/oder optisch wahrnehmbaren Alarm
auslöst, sobald der Ladezustand einen kritischen Wert unterschreitet.
9. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine insbesondere justierbare Solarzelle, die mit der wiederaufladbaren Batterie
verbunden ist und die zu deren Ausladung beiträgt.
10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle an der Fläche eines Wärmetauschers, insbesondere eines Heizkörpers,
anbringbar und über ein Kabel mit der Batterie verbindbar ist.
11. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche angebracht im Vor- oder Rücklauf in unmittelbarer
Nähe oder direkt an einem Wärmetauscher (1), insbesondere an einem Heizkörper.
12. System aus Wärmetauscher, insbesondere Heizkörper, und einer daran angebrachten Pumpe
nach einem der vorherigen Ansprüche.
1. Pump for supplying a heating or air conditioning unit of a building, with a housing,
comprising a pump housing, in which an impeller is arranged, and an electric motor
(8), particularly an electronically commutated direct current motor, comprising a
motor housing, in which electrical and/or electronic components are arranged for operating
the motor (8), characterised in that t a battery (11) to supply the motor (8) is arranged in or on the housing and if
necessary the electronics controlling the motor (8).
2. Pump according to claim 1, characterised in that t the battery is a rechargeable accumulator (11).
3. Pump according to claim 1 or 2, characterised in that the battery is affixed in an accessible and detachable way in or on the motor housing
(8).
4. Pump according to claim 3, characterised in that the battery is arranged in an exchangeable accumulator package (11), which may be
fitted on the motor housing (8) as a compact component, in which the contacts to the
motor close automatically on fitting.
5. Pump according to one of the previous claims, characterised in that the accumulator package (11) may be charged in an appropriate charging station supplied
by the mains.
6. Pump according to one of the previous claims, characterised by a power uptake of less than 10 watts, particularly less than 2 watts.
7. Pump according to one of the previous claims, characterised by an indicator instrument (13), on which the state of charge of the rechargeable battery
(11) may be read.
8. Pump according to one of the previous claims, characterised by an alarm device (15), which triggers an audible and/or visible alarm as soon as the
state of charge goes below a critical value.
9. Pump according to one of the previous claims, characterised by a particularly adjustable solar cell, which is connected to the rechargeable battery
and contributes to it charging.
10. Pump according to claim 9, characterised in that the solar cell may be applied to the surface of a heat exchanger, particularly a
heater, and may be connected to the battery through a cable.
11. Pump according to one of the previous claims affixed immediately adjacent or directly
on a heat exchanger (1), particularly a heater, in the approach or return.
12. System made up of a heat exchanger, particularly a heater, and a pump affixed to it
according to one of the previous claims.
1. Pompe destinée à l'alimentation d'une installation de chauffage ou de climatisation
d'un bâtiment, avec un carter qui comprend un corps de pompe, dans lequel est disposée
une roue mobile, et avec un moteur électrique (8), en particulier un moteur à courant
continu à commutation électronique, qui comprend un carter moteur, dans lequel sont
disposés des composants électriques et/ou électroniques pour le fonctionnement du
moteur (8), caractérisée en ce qu'une batterie (11), pour l'alimentation du moteur (8) et éventuellement de l'électronique
de commande du moteur (8), est disposée dans ou sur le carter.
2. Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la batterie est un accumulateur (11) rechargeable.
3. Pompe suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la batterie est montée de façon accessible et amovible dans ou sur le carter moteur
(8).
4. Pompe suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la batterie est disposée dans un paquet d'accumulateurs (11) interchangeable, qui
peut être emmanché sous forme de composant compact sur le carter moteur (8), les contacts
avec le moteur se fermant automatiquement lors de l'emmanchement.
5. Pompe suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le paquet d'accumulateurs (11) est chargeable dans un poste de charge approprié alimenté
par la tension du secteur.
6. Pompe suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée par une puissance absorbée de moins de 10 Watt, en particulier de moins de 2 Watt.
7. Pompe suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée par un indicateur (13), sur lequel est lisible l'état de charge de la batterie rechargeable
(11).
8. Pompe suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée par un dispositif d'alarme (15), qui déclenche une alarme perceptible par voie acoustique
et/ou optique, dès que l'état de charge dépasse par le bas une valeur critique.
9. Pompe suivant L'une des revendications précédentes, caractérisée par une pile solaire en particulier ajustable, qui est reliée à la batterie rechargeable
et contribue à son chargement.
10. Pompe suivant la revendication 9, caractérisée en ce que la pile solaire peut être montée sur la surface d'un échangeur de chaleur, en particulier
d'un radiateur, et être reliée à la batterie par l'intermédiaire d'un câble.
11. Pompe suivant l'une des revendications précédentes, montée dans l'aller ou le retour
au voisinage immédiat ou directement sur un échangeur de chaleur (1), en particulier
sur un radiateur.
12. Système constitué d'un échangeur de chaleur, en particulier d'un radiateur, et d'une
pompe montée sur ce dernier suivant l'une des revendications précédentes.
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