CN104395612A - 带有集成的加热部的泵 - Google Patents

Abstract

用于洗碗机的泵构造为叶轮泵，带有作用到旋转的叶轮上的中间的进水口以用于将水在径向方向上从叶轮输送到环状地包围叶轮的泵腔中，泵腔在其外侧处具有被加热的泵腔壁。在此，泵在泵腔的端部区域中具有与叶轮有轴向间距的出口。在泵腔壁处布置有加热元件，其在泵的朝出口的轴向方向上具有在面功率方面变小的功率。因此，可取决于在泵腔中的涡流或层流改变且在此匹配能量输入。

Description

带有集成的加热部的泵

技术领域

本发明涉及泵，其例如可尤其用于引导水的家用电器，例如洗碗机或洗衣机。此外，本发明涉及用于加热泵(尤其上述的根据本发明的泵)的方法。

背景技术

从文献DE 102007017271 A1中已知这种类型的泵。

发明内容

本发明的目的在于提供开头所提及的泵以及用于加热泵的相应的方法，利用该泵和方法可在同时尽可能好地将热引入到所输送的液体中的情况下尤其在被加热的泵腔壁的钙化方面避免现有技术中的问题。

该目的通过带有权利要求1所述的特征的泵以及带有根据权利要求8所述的特征的用于加热泵的方法来实现。本发明的有利的以及优选的设计方案是其他权利要求的对象并且下面对其进行进一步阐述。在此，这些特征中的一些仅仅针对泵或者仅仅针对方法来说明。然而，其应可彼此独立地既适用于泵又适用于方法。权利要求的条文通过明确地参考说明书的内容得出。

泵构造为叶轮泵，其带有作用到旋转的叶轮上的中间的进水口，以便将水在径向方向上从叶轮输送到环状地包围叶轮的泵腔中。泵腔在其外侧处通过至少部分地加热的泵腔壁限制。此外，泵在泵腔的端部区域中具有与叶轮有轴向间距的出口，其尤其在切向方向上从泵腔壁离开或伸出。有利地，出口可如此远地与叶轮沿轴向间隔开，即，出口在轴向方向上观察几乎位于作为入口的进水口的高度上。

根据本发明设置成，在泵腔壁处设置或布置有加热元件。加热元件在泵的朝出口的轴向方向上具有在所产生的或所引起的面功率方面变小的功率。这意味着，加热元件的发热或加热效果可在从叶轮到出口的轴向方向上局部地变小。

利用本发明可实现，可在离开叶轮的水在该处还较冷的区域中引入更大的加热功率。然后，不再可将如此大的加热功率引入到那时在轴向的走向中流向出口的且在该方向上变热的水中，更确切地说，那时可存在局部过热的风险，其可在水中导致含有的钙等增加地沉淀并且在加热元件或泵腔壁自身处是并非所期望的。因此还可避免局部的过热部位。首先，由于水的降低的过热可减少在泵腔壁处的钙化，其通常是有干扰的并且那时再次使加热的效率恶化。

此外，可行的是，面功率在泵腔的这样的区域中更高，即，在该区域中，所输送的液体的流在泵腔的在叶轮的出口附近的最下部的区域中更可能是涡流，并且在过渡至这样的区域中变小或在该区域中那时才首次相对变小，即，在该区域中流那时更可能是层流。

在本发明的设计方案中，加热元件有利地是层式加热元件(Schichtheizelement)。该层式加热元件可具有不变的层厚度并且优选为厚层加热元件(Dickschichtheizelement)。其功率密度足够大。

在本发明的另一设计方案中，可设置多个加热元件，其基本上在泵的轴向方向上伸延，尤其精确地在轴向方向上伸延。在该方向上观察，加热元件可在叶轮附近的开端处比在其在出口附近或在朝出口的方向上的端部处具有更小的宽度或更小的截面。加热元件通过更小的截面在该区域中产生更多的热或者具有更大的加热功率。由此，例如可在轴向方向上实施加热功率的上述的降低。在此，尤其可设置成，在单独的加热元件中，宽度或截面沿着朝出口的轴向方向连续增加。在此，有利地，恒定地选择加热元件的厚度，从而可更准确地确定施加的影响。

在本发明的一备选的基本的设计方案中可设置成，加热元件基本上横向于泵的轴向方向伸延。在此，加热元件可有利地相应环状地基本上包围泵腔壁，例如环绕大约300°，并且然后利用其两个端部联接或接触在作为接触部(Kontaktierung)的连接母线或输入母线等处。在此，有利地可设置成，单独的环状的或部分环状的加热元件的宽度或截面保持不变。然而，在朝出口的轴向方向上的彼此相继的加热元件的宽度或截面减小，从而在此在泵腔壁处的加热的面功率同样在朝出口的轴向方向上局部地减小。如果加热元件在该轴向方向上的间距不是太大，则还可实现加热的面功率的相对连续的分布，同样在朝出口的方向上减小。

在本发明的上述的设计方案中可设置成，最靠近出口的这样的加热元件具有最大的宽度或最大的截面。由此可实现，由于在该区域中布置有带有最小的功率的单独的加热元件，实际上在出口附近存在加热的最小的面功率。

在作为附加的基本的备选方案的本发明的另一设计方案中可设置成，加热元件再次基本上横向于朝出口的轴向方向伸延。类似于以上提及的那样，加热元件在此可如以上说明的那样环状地包围泵腔壁，即，尤其不是完全环绕。那么，在此可设置成，加热元件彼此的间距在朝出口的轴向方向上增加，而在上述的本发明变型方案中，间距有利地应是相同的。因此，在此可通过简单地以彼此更大的间距布置的基本上相同的或一致的加热元件同样实现加热的在轴向方向上变小的面功率。只要加热元件的间距不是太大，即例如明显超过加热元件自身的宽度，通过位于其之间的泵腔壁(其作为用于加热元件的载体通常且有利地包含金属)还可实现面功率的良好的且尽可能连续的分布。因此，面功率可基本上连续地在朝出口的轴向方向上减小。

对于所提及的构造成环状的加热元件，例如可设置四个至十二个，特别有利地设置六个至十个。对于上述基本上在轴向方向上伸延的加热元件，可类似地设置有多个。

包含合适的材料(尤其金属，例如由文献DE 198 03 506 A1已知的用于厚层应用的钢)的泵腔壁构造为用于加热元件的载体对于本领域技术人员来说是已知的。加热元件以厚层方法的构造对于本领域技术人员来说也是常用的，并且本领域技术人员在此可动用本身已知的方法。这同样适用于可能存在的绝缘层、保护层或电接触部。

有利地设置成，同时操控泵腔壁的加热部的所有的加热元件，特别有利地通过唯一的供给联接部(Versorgungsanschluss)来操控。

因此，那就是说，利用作为加热方法的本发明可实现，在开头所提及的方法中可利用多个分布的加热元件加热泵腔壁，加热元件有利地基本上覆盖整个泵腔壁，尽管其并未直接覆盖每个区域。比起在泵腔壁的出口(其布置成在轴向方向上远离泵底部)的区域中，泵腔壁在叶轮之下的泵底部的区域中(尤其在叶轮出口处)被更强地加热。出口尤其布置成最大限度地远离泵底部，即，几乎布置在泵腔或泵腔壁的另一端部处。

加热功率的变化可至少为1.2倍至3倍，有利地为1.5倍至2.5倍。这不仅适用于电加热功率或面功率，也适用于单独的加热元件在宽度或厚度或导体截面方面的上述尺寸。

这些和其他的特征除了从权利要求中得到之外，还从说明书和附图中得到，其中，单独的特征可相应本身单独地或者多个以子组合的形式在本发明的实施方式中和在其他的领域中实现、且本身可为受专利保护的实施方案，针对其在此要求保护。本申请分割成单个的章节以及中间标题并未在其普遍性方面限制在该中间标题之下作出的陈述。

附图说明

在附图中示意性地示出了本发明的实施例并且在下面将对其进行进一步阐述。其中：

图1显示了穿过带有管状的加热装置的根据本发明的泵的截面，该管状的加热装置在外侧上具有加热元件，

图2至8相应显示了带有不同地构造和伸延的加热元件的相应于图1的备选的加热装置的俯视图。

具体实施方式

在图1中以截面图示出了根据本发明的泵11，其例如作为径向泵或叶轮泵在结构形式方面基本上相应于开头所提及的文献DE 102007017271 A1的结构形式，就此而言明确地参考该文献。泵11可有利地用在洗碗机中或洗衣机中。泵11在左侧的区域中具有泵壳体12，其带有入口13、出口14和泵腔16。在泵腔底部17附近布置有作为转子或泵轮的通常的叶轮18。叶轮18由未进一步阐述的泵马达20驱动。通过叶轮18的旋转，在入口13处在沿着泵11的用虚线示出的纵向中轴线L的轴向方向上吸入流体，并且然后由叶轮18在径向方向上将流体喷出。然后使流体在泵腔16中循环更确切地说环流，并且最终在出口14处从泵11中离开。为此，除了流体的环流的运动分量之外，流体具有轴向的流动分量。

泵腔16向外部基本上由金属的承载管24限制或形成，并且在承载管24的外侧上在绝缘层25上设置有加热元件26，从而形成加热装置22。承载管24借助于密封部或密封环21密封地布置在泵壳体中。

在图2中示出了相应于图1的加热装置22a的第一实施方案的放大的俯视图。可看出如何在承载管24处更确切地说在其外侧上在绝缘层25上设置加热元件26a。加热元件26a全都构造成相同的并且相应于图1在水在泵腔16中的轴向的流动分量S的方向上伸延。在此，加热元件26a并未完全延伸直到承载管24的下部和上部的边缘处，从而承载管24可很好地相应于图1利用密封环21来安装。

加热元件26a具有向下变细的开始区域28a，其在长度的大约三分之一之后达到这样的宽度，即，该宽度那时保持到上部的端部区域30a的程度。构造为厚层加热元件的加热元件26a的厚度在此处处相同。通过减小在开始区域28a的下端处的宽度(其尤其小于主要宽度的一半、又伸延直至上部的端部区域30a)，在此实现功率或所产生的热能的显著提高。在加热装置22a的旁边右侧通过虚线指出了所输送的水在泵腔16中在叶轮18之外在加热装置22的内侧处从上述提及的涡流到层流的过渡部。然而，过渡并非如虚线指出的那样如此急剧或突然，而是占据一定的区域，流在该区域中逐渐地从涡流变化成层流。

因此，过渡在某种程度上在这样的区域之上伸延，即，从该区域开始加热元件26a已经达到不变的宽度或其宽度以及由此其加热功率不再改变。这意味着在层流的区域中比在涡流的区域中存在更小的面功率。此外，在层流的区域中的面功率在轴向的流动分量的方向上基本上是恒定的。

可从图2中看出，由于变细的开始区域28a，在加热装置22a的下部区域中设置更高的加热功率，更确切地说产生更多的热。在此，加热功率尤其可为在端部区域30a附近的上部区域中的至少两倍，并且因此面功率几乎也可加倍。

在根据图3的加热装置22b的另一备选方案中，加热元件26b如此构造，即，加热元件26b在其纵向走向方面沿着流动方向S从下部的开始区域28b直至上部的端部区域30b连续地变宽，上部的端部区域30b相应在接触部33处位于载体24或绝缘层25上。在下部的开始区域28b中的最小宽度和在上部的端部区域30b中的最大宽度在此几乎相应于图2中的情况。在图3中还可看出，面功率在加热装置22b的下部区域中比在上部区域中更大，其中，面功率可以说沿着轴向的流动分量S基本上连续地或均匀地减小，而这在图2中几乎在从涡流到层流的用虚线示出的过渡部之下以跳跃式的方式或更确切地说跳跃式地实现。

根据图2和3的加热元件26的宽度的走向的其他变型方案并未示出，然而对于本领域技术人员可轻易想到。因此，代替连续地变宽，加热元件还可跳跃式地变得更宽。还可设置均匀的变宽和跳跃式的变宽的组合。然而，均匀的变宽在流动和功率产生方面被视为更有利。

现在，在根据图4的加热装置22c的另一备选方案中，加热元件26c不是沿着轴向的流动分量S或者在轴向的流动分量S的方向上伸延，而是垂直于其伸延，即在承载管24处在周向方向上伸延。在此可识别出，在下端中的加热元件26c比在上端处的加热元件26c明显更窄，即，在方向S上，加热元件26c的宽度相应从一个加热元件相对于下一个加热元件增加。根据图4的加热元件26c相应彼此具有相同的间距。

总的来说，最下部的加热元件26c的宽度小于最上部的加热元件26c的宽度的一半。因此，在此还通过加热元件26c的向上增加的宽度设置相应减小的加热功率。由此类似于针对根据图2和3的加热装置实现在下部区域中的面功率明显高于在上部区域中的面功率，尤其至少高一倍。在此，加热元件26c的宽度沿着轴向的流动分量S从下向上的增加是均匀的，例如相应增加20%至30%。

在相应于图5的加热装置22d的另一实施例中设置有六个加热元件26，在其他方面如还已经在根据图4的加热装置22c中设置的一样。最下方的三个加热元件26d在此具有相同的宽度。

在从涡流到层流的以虚线示出的过渡部之上设置有两个加热元件26d，其明显比最下方的三个加热元件26d更宽，尤其约为两倍宽。在其之上设置有加热元件26d，其再次明显更窄，尤其几乎与下部的三个加热元件26d一样窄。

因此，那就是说，在根据图5的加热装置22d中，单独的加热元件26d的加热功率和由此由于彼此相应相同的间距在加热装置22d的下部区域中的面功率又类似于在图4中那样明显大于在上部区域中的面功率。然而，在此，面功率沿着轴向的流动分量S在下部区域中没有变化或者仅具有很小的变化。于是，该变化更确切地说在以虚线示出的过渡部之上突变，即，朝面功率的几乎减半的方向上变化。

相对于加热装置22d的上端完全向上，面功率然后由于更窄的最上方的加热元件26d再次上升，该最上方的加热元件26d同样再次引起在最上方的区域中提高的面功率。从图1中可看出，这尽可能靠近泵11的出口14，从而在此最终再次力求将尽可能多的热引入所输送的水中。在此，流还可再次从层流变化成涡流，从而实现提高的热接收。

不同于在图4中的情况，在图5中还示出了加热元件26d通过两个接触部33d的电接触。接触部33d是作为接触弹簧的长形的条带，有利地包含可非常好地导电的材料，例如银导电膏等等。因此，所有的加热元件26d并联，这还适用于图4、6和7的实施方案。图2和3的加热装置22a和22b的加热元件26串联。然而，在根据图4至7的加热装置中，加热元件的厚度和成分同样相应是相同的或恒定的。

在根据图6的加热装置22e的另一备选方案中，相应的加热元件26e再次彼此具有相同的间距。下方的两个加热元件26e具有相同的宽度并且几乎延伸到靠近以虚线示出的过渡部。布置在其上方的两个加热元件26e明显更宽，尤其约为两倍宽。由此，虽然在此存在相应带有特有的功率的仅仅两种类型更确切地说宽度的加热元件26e。但因为再次在加热装置22e的上部区域中面功率由于所设置的更小的加热功率而比在下部的区域中明显更小，在此还得到在轴向方向上沿着泵11的流动方向S朝出口14变小的面功率的根据本发明的效果。

在图7中示出了具有加热元件26f的加热装置22f的另一备选方案，加热元件26f再次全都具有彼此不变的间距。下方的两个加热元件26f相应于图6的加热装置22e的加热元件的宽度，并且其近似延伸直至在涡流和层流之间的以虚线示出的过渡部。在其之上布置有宽的加热元件26f，并且在其之上再一次布置有再次变窄的加热元件26f。鉴于上述的阐述，在此明显的是，在下部的区域中面功率相对很大，然后面功率在以虚线示出的过渡部之上的宽的加热元件26f的区域中减小，以便然后再次向上增加。由此，在此可实现与根据图5的加热装置22d相似的效应，其事先已经进行了阐述。

在图8中示出了加热装置22g的另一备选方案。在此，设置有相应同样宽的五个加热元件26g，然而其彼此的间距沿着轴向的流动分量S相应变大，即，增加。因此，虽然所有的加热元件26g产生相同的加热功率。然而，由于相应彼此增加的间距，面功率无论如何根据本发明在方向S上提高。这相对均匀地发生，因为间距同样可以说均匀地变大，例如相应增加20%至30%。可识别出，图8的图示几乎是图4的图示的相反的图示，在此，单独的加热元件26c相应均匀地变宽，而其之间的间距保持相同。

Claims (9)

1. 一种泵(11)，其尤其用于引导水的家用电器，例如洗碗机或洗衣机，其中，所述泵(11)构造为叶轮泵，其带有作用到旋转的叶轮(18)上的中间的进水口以用于将水在径向方向上从所述叶轮(18)输送到环状地包围所述叶轮(18)的泵腔(16)中，泵腔(16)在其外侧处通过至少部分地加热的泵腔壁限制，其中，所述泵(11)在所述泵腔(16)的端部区域中具有与所述叶轮(18)有轴向间距的出口(14)，其中，出口(14)尤其在切向方向上从所述泵腔壁离开，其特征在于，在所述泵腔壁处布置有加热元件(26)，并且所述加热元件(26)在所述泵(11)的朝所述出口(14)的轴向方向上具有在面功率方面变小的功率。

2. 根据权利要求1所述的泵(11)，其特征在于，所述加热元件(26)是尤其带有不变的层厚度的层式加热元件，优选是厚层加热元件。

3. 根据权利要求1或2所述的泵(11)，其特征在于，多个加热元件(26)基本上在所述泵(11)的轴向方向上伸延，并且在该方向上在所述叶轮(18)附近的开端处比在朝所述出口(14)的端部处具有更小的宽度或更小的截面。

4. 根据权利要求3所述的泵，其特征在于，在单独的加热元件(26)中，宽度或截面沿着朝所述出口(14)的轴向方向连续地增加。

5. 根据权利要求1或2所述的泵(11)，其特征在于，所述加热元件(26)基本上横向于朝所述出口(14)的轴向方向伸延，其中，尤其相应环状地基本上包围所述泵腔壁，其中，单独的加热元件(26)的宽度或截面保持不变，并且相继的加热元件(26)的宽度或截面在朝所述出口(14)的轴向方向上增加。

6. 根据权利要求5所述的泵(11)，其特征在于，最靠近所述出口(14)的加热元件(26)具有最大宽度或最大的截面。

7. 根据权利要求1或2所述的泵(11)，其特征在于，所述加热元件(26)基本上横向于朝所述出口(14)的轴向方向伸延，其中，尤其相应环状地基本上包围所述泵腔壁，其中，所述加热元件(26)彼此的间距在朝所述出口(14)的轴向方向上增加。

8. 一种用于加热泵(11)尤其根据前述权利要求中任一项所述的泵(11)的方法，其中，所述泵(11)是叶轮泵，其特征在于，利用分布的多个加热元件(26)加热所述泵腔壁，其中，泵腔壁在叶轮(18)之下的泵腔底部的区域中比在所述泵腔壁的在轴向方向上远离所述泵腔底部的出口(14)的区域中被更强地加热。

9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，加热功率的变化为至少1.2倍至3倍。