-
Die Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere Geschirrspülmaschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Flüssigkeitspumpe für ein solches wasserführendes Haushaltsgerät nach dem Patentanspruch 10.
-
Bei der Entkeimung von Flüssigkeiten durch UV-Bestrahlung wird bekanntermaßen die Flüssigkeit nicht mit zusätzlichen Substanzen belastet, wie es bei chemischen Verfahren, etwa einer Chlor- oder Ozon-Behandlung, der Fall wäre. Eine solche UV-Bestrahlung wird daher bei der Trinkwasseraufbereitung, in der Lebensmittel- oder Getränkeindustrie oder zur Reinhaltung von Schwimmbädern in unterschiedlichen Ausführungsformen realisiert.
-
Z.B. aus der
WO 2007/ 021 137 A1 ist eine Geschirrspülmaschine bekannt, in deren Hydraulikkreislauf Spülflüssigkeit umgewälzt wird, die mittels UV-Strahlungselementen entkeimt wird. Die Bestrahlungselemente sind hierbei innerhalb des Spülbehälters an einer Wandung befestigt. Alternativ kann ein Bestrahlungselement auch innerhalb eines am Spülbehälterboden vorgesehenen Pumpentopfes angeordnet sein und einen darin eingesetzten Filter bestrahlen.
-
Diese Anordnung der UV-Strahlungselemente innerhalb des Spülbehälters oder dessen Pumpentopfes erfordert umfangreiche bauliche Anpassungen des Spülbehälters sowie des Pumpentopfes. Bei einem Ausfall eines Bestrahlungselementes gestaltet sich zusätzlich dessen Demontage aus dem Spülbehälter montagetechnisch aufwendig. Außerdem erweisen sich die im Pumpentopf und im Spülbehälter erreichbaren wirksamen Bestrahlungsabschnitte als gering. Insbesondere bleibt im Spülbehälter die im Schatten von Geschirrteilen abfließende Spülflüssigkeit ohne UV-Behandlung.
-
Die
DE 42 44 600 A1 befasst sich mit der Desinfektion in Bypass- Kreisläufen von Systemwässern von vorzugsweise Kühlturm- und Luftbefeuerungsanlagen, sowie auch in anderen Wasserkreisläufen wie beispielsweise in innerbetrieblichen Ringwasserleitungen, deren Wasservorrat ständig durch ein UV- Desinfektionsgerät umgewälzt werden soll.
-
Dazu ist im Bypass eine UV- Desinfektionsumwälzvorrichtung vorgesehen, die ein UV-Desinfektionsgerät und eine Pumpe in einem Aggregat zusammenfasst.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein wasserführendes Haushaltsgerät und/oder eine Flüssigkeitspumpe für ein solches wasserführendes Haushaltsgerät bereitzustellen, mit der ein einfacher Ein- und Ausbau des UV-Strahlungselementes gewährleistet ist sowie mit einfachen Mitteln eine größere Effektivität bei der Entkeimung von Spülflüssigkeit erzielbar ist.
-
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
-
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist das UV-Strahlungselement so angeordnet, dass sich der wirksame UV-Bestrahlungsabschnitt innerhalb der Flüssigkeitspumpe befindet. Die UV-Bestrahlung der Spülflüssigkeit findet daher innerhalb der Flüssigkeitspumpe statt. Dadurch lässt sich bereits bei durchschnittlich leistungsstarken UV-Strahlungselementen eine sehr hohe Effektivität bei der Entkeimung der Spülflüssigkeit erzielen. Dies liegt einerseits darin begründet, dass im Laufe eines Spülganges die gesamte Spülflüssigkeitsmenge mehrfach die Flüssigkeitspumpe durchströmt. Andererseits sind die Verweilzeiten der Spülflüssigkeit in der Flüssigkeitspumpe aufgrund der darin vorherrschenden Strömungsverhältnisse im Vergleich zu flüssigkeitsdurchströmten Leitungen wesentlichen erhöht. Somit ist auch eine intensive Bestrahlung der Spülflüssigkeit mit längeren Bestrahlungszeiten gewährleistet. Im Falle einer Geschirrspülmaschine kann die Flüssigkeitspumpe bevorzugt eine Umwälzpumpe sein, mit der die Spülflüssigkeit im Hydraulikkreislauf der Geschirrspülmaschine umgewälzt wird.
-
Für eine einfache Montage bzw. Demontage kann das Bestrahlungselement unmittelbar in der Flüssigkeitspumpe integriert, d.h. in dieser untergebracht sein. Die so gebildete Baueinheit kann bereits einstückig in einem Vormontagezustand vorgehalten und in das Haushaltsgerät eingebaut werden, ohne dass der eigentliche Nutzraum des wasserführenden Haushaltsgerätes baulich verändert werden müsste. Im Falle der Geschirrspülmaschine ist als Nutzraum der Spülbehälter mit zugehörigem Pumpentopf zu verstehen.
-
Die Erfindung liegt der Erkenntnis zugrunde, dass aufgrund der in den Strömungsräumen der Flüssigkeitspumpe bestehenden Strömungsverhältnisse die Verweilzeiten der Spülflüssigkeit in der Flüssigkeitspumpe vergleichsweise hoch sind. Entsprechend ergeben sich vergleichsweise große Bestrahlungszeiten für die durch die Flüssigkeitspumpe strömenden Spülflüssigkeit.
-
Der mit UV-Bestrahlung beaufschlagbare Strömungsraum in der Flüssigkeitspumpe ist erfindungsgemäß ein Schaufelradraum mit einem die Spülflüssigkeit fördernden Schaufelrad und/oder auch ein stromab davon angeordneter Druckraum, der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in einen Auslassstutzen bzw. Druckstutzen der Flüssigkeitspumpe übergeht. Sowohl im Druckraum als auch im Schaufelradraum ergeben sich im Pumpenbetrieb stationäre Strömungsverhältnisse, die eine effektive sowie gleichmäßig intensive Bestrahlung der gesamten im Hydraulikkreislauf strömenden Spülflüssigkeit gewährleisten.
-
Als besonders effektiv hat sich erwiesen, wenn im eigentlichen Bestrahlungsabschnitt innerhalb der Flüssigkeitspumpe eine im Wesentlichen stationäre Wirbelströmung vorherrscht, in der stets neue Spülflüssigkeit zu- und abgeführt wird. Zur Herstellung solcher Strömungsverhältnisse kann der Strömungsraum bevorzugt eine rotationssymmetrische Ringkammer sein, zwischen deren Einlass und deren Auslass eine schraubenförmig verlaufende Wirbelströmung erzeugt werden kann.
-
Zur Unterstützung einer solchen schraubenförmigen Wirbelströmung kann insbesondere der Strömungseinlass, jedoch zusätzlich oder unabhängig hiervon auch der Strömungsauslass, das heißt der Druckstutzen, weitgehend tangential in den Strömungsraum ein- oder ausmünden. Daraus ergibt sich in der Axialrichtung des rotationssymmetrischen Strömungsraumes eine besonders stabile Strömungsbahn der Spülflüssigkeit, was eine hochwirksame Entkeimung bewirkt. Mit einer derart hergestellten Wirbelströmung sowie durch geeignete Auslegung der Baulänge- und -höhe des Strömungsraums ist die Verweilzeit der Spülflüssigkeit in der Pumpe einstellbar.
-
Zur weiteren Unterstützung einer, insbesondere stationären, Wirbelströmung kann am Strömungseinlass des Strömungsraumes ein Flüssigkeitsleitelement vorgesehen sein, mit dem die Spülflüssigkeit tangential in den Strömungsraum eingeleitet wird. Das Strömungsleitelement kann bevorzugt im Übergangsbereich zwischen dem Schaufelradraum und dem Druckraum angeordnet sein und so ausgerichtet sein, dass die Spülflüssigkeit tangential in die ringförmige Strömungskammer einströmt, dass heißt mit relativ geringer Geschwindigkeitskomponente in der Axialrichtung sowie sehr großer Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung.
-
Bevorzugt erstreckt sich die Druckraum ringförmig um eine Mittelachse der Umwälzpumpe. Der Schaufelradraum ist dabei radial innerhalb des ringförmigen Druckraumes angeordnet. Mittels des Strömungsleitelementes kann somit eine vollständige sowie bevorzugt mehrmalige Durchströmung des Bestrahlungsabschnittes des UV-Strahlungselementes erreicht werden.
-
Damit die UV-Strahlung nahezu verlustfrei in die Flüssigkeitsströmung eingetragen werden kann, ist das Bestrahlungselement bevorzugt innerhalb des Strömungsraumes angeordnet. In diesem Fall wird das UV-Strahlungselement daher unmittelbar von der Spülflüssigkeit beströmt, insbesondere umströmt.
-
Eine solche unmittelbare Anordnung im Strömungsraum kann sich ggf. jedoch nachteilig auf die Förderleistung der Flüssigkeitspumpe auswirken. Außerdem kann das UV-Strahlungselement strömungsbedingt einer mechanischen Belastung ausgesetzt sein, wodurch sich ggf. eine unerwünschte, unzulässig erhöhte Ausfallrate ergeben kann. Darüber hinaus kann sich im Strömungsschatten des Bestrahlungselements unter Umständen ein Totraum bilden, in dem sich Verunreinigungen sammeln können.
-
Zur Vermeidung solcher Nachteile kann das UV-Strahlungselement bevorzugt außerhalb des Strömungsraumes angeordnet sein. In diesem Fall kann das UV-Strahlungselement über eine Begrenzungswand, insbesondere flüssigkeitsdicht, vom Strömungsraum getrennt sein. Die Begrenzungswand ist hierbei vorzugsweise aus einem UV-strahlungsdurchlässigen Material, etwa aus Quarzglas, gebildet.
-
Bei diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind keinerlei Einbauten oder Totzonen im Strömungsraum vorhanden. Eine Beeinträchtigung des im Strömungsraum hergestellten Strömungsbildes ist somit verhindert. Außerdem kann das Bestrahlungselement in einem als Trockenraum gebildeten Gehäuseabschnitt an der Außenseite der Flüssigkeitspumpe montiert sein und gegebenenfalls einfach demontiert werden.
-
Die vorzugsweise aus UV-strahlungsdurchlässigem Material hergestellte Begrenzungswand ist bevorzugt radial außerhalb der sich in der Flüssigkeitspumpe bildenden Wirbelströmung angeordnet. Dadurch kann im Vergleich zu einer radial inneren Anordnung ein wesentlich größerer Bestrahlungsabschnitt erreicht werden.
-
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 in einem schematischen Blockdiagramm eine erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine;
- 2 in einer Seitenschnittdarstellung eine in die Geschirrspülmaschine von 1 eingesetzte Umwälzpumpe gemäß einem ersten vorteilhaften Ausführungsbeispiel; und
- 3 in einer weiteren Seitenschnittdarstellung eine in die Geschirrspülmaschine von 1 eingesetzte Umwälzpumpe gemäß einem zweiten vorteilhaften Ausführungsbeispiel.
-
In der 1 ist grob schematisch eine Geschirrspülmaschine mit einem Spülbehälter 1 gezeigt, in dem ein nicht dargestelltes Spülgut in Geschirrkörben 3, 5 angeordnet werden kann. Im gezeigten Spülbehälter 1 sind beispielhaft als Sprüheinrichtungen zwei in unterschiedlichen Sprühebenen vorgesehene, insbesondere rotierbar gelagerte, Sprüharme 7, 9 angeordnet, mit denen das zu reinigende Spülgut mit Spülflüssigkeit beaufschlagt wird. Am Spülbehälterboden ist ein Pumpentopf 11 mit zugeordneter Umwälzpumpe 13 vorgesehen, die über Flüssigkeitsleitungen 14, 15, 16 strömungstechnisch mit den Sprüharmen 7, 9 verbunden ist. Der Pumpentopf 11 ist außerdem über Anschlussstutzen mit einer, mit dem Wasserversorgungsnetz gekoppelten Frischwasserzuleitung 17, sowie einer Ablaufleitung 18 in Verbindung, in der eine Laugenpumpe 19 zum Abpumpen verunreinigter Spülflüssigkeit aus dem Spülbehälter angeordnet ist.
-
Wie in der 1 angedeutet, ist der Pumpentopf 11 oberseitig mit einem flächigen, trichterförmigen Feinfilter 21 überdeckt, in dem mittig ein hohlzylindrischer, topfförmiger Grobfilter 22 eingesetzt ist.
-
Der Pumpentopf 11 ist über eine Flüssigkeitsleitung 24 mit der nachgeschalteten Umwälzpumpe 13 in Verbindung. Die Flüssigkeitsleitung 24 ist, wie es in der 2 angedeutet ist, mit ihrem Leitungsende auf einen Ansaugstutzen 25 der Umwälzpumpe 13 geschoben, der hier beispielhaft koaxial zur Mittelachse 26 der Umwälzpumpe 13 angeordnet ist. Die Umwälzpumpe 13 weist ein um die Mittelachse 26 drehbares Schaufelrad 27 auf, das in einem Schaufelradraum 28 innerhalb eines Pumpengehäuses 29 vorgesehen ist. Das Schaufelrad 27 ist über eine Antriebswelle mit einem nur angedeuteten Elektromotor 31 in Antriebsverbindung.
-
Der Schaufelradraum 28 ist an seiner radial äußeren Seite über einen Ringspalt 32 mit einem ringförmigen Druckraum 33 in Strömungsverbindung. Der Druckraum 33 erstreckt sich rotationssymmetrisch um die Mittelachse 26 sowie radial außerhalb über den Ansaugstutzen 25. Der Druckraum 33 ist koaxial zum Ansaugstutzen 25 und zum ebenfalls rotationssymmetrischen Schaufelradraum 28 angeordnet. Zwischen dem Schaufelradraum 28 und dem Druckraum 33 ist in dem Ringspalt 32 als Strömungsleitelement ein Leitrad 34 vorgesehen, das drehfest auf einem Lagersitz 35 des Pumpengehäuses 29 sitzt.
-
Die schraubenlinienförmig verlaufenden Leitwände des Leitrades 34 sind derart steil angestellt, dass die einströmende Spülflüssigkeitsströmung in hoher Strömungsgeschwindigkeit in radialer Umfangsrichtung die Druckkammer 33 durchströmt, das heißt tangential zu einer äußeren zylindrischen Pumpengehäusewand 44. Dementsprechend weist die in den Druckraum 33 einströmende Spülflüssigkeitsströmung eine sehr geringe Geschwindigkeitskomponente in Axialrichtung auf. Stromab der Druckkammer 33 schließt sich ein ringförmiger Strömungskanal 36 an, durch den die Spülflüssigkeit tangential durch einen auslassseitigen Druckstutzen 37 in die Flüssigkeitsleitung 14 gefördert wird.
-
Wie aus der 2 weiter hervorgeht, sind in dem Druckraum 33 mehrere UV-Strahlungselemente 23 angeordnet. Die beiden Bestrahlungselemente 23 sind als stabförmige Strahler ausgebildet. Deren elektrischer Anschluss 30 ist an einer in der 2 gezeigten linken Stirnseite des Pumpengehäuses 29 flüssigkeitsdicht aus dem Druckraum 33 geführt. Die beiden in 2 sichtbaren UV-Strahlungselemente 23 sind darüber hinaus unmittelbar mit der äußeren zylindrischen Pumpengehäusewand 44 in Anlage. Die Anordnung der beiden UV-Strahlungselemente 23 im Druckraum 33 ist so gewählt, dass der gesamte ringförmige Druckraum 33 als ein UV-wirksamer Bestrahlungsabschnitt abgedeckt ist. Gegebenenfalls kann bereits mit einem UV-Strahlungselement 23 eine ausreichend effektive Entkeimung der Spülflüssigkeit erfolgen. Alternativ dazu können auch mehr als nur die beiden, in der 2 gezeigten Bestrahlungselemente 33 eingesetzt werden, und zwar je nach Abhängigkeit von der Leistungsstärke der verwendeten Bestrahlungselemente 23.
-
Während eines Umwälzbetriebes wird die Spülflüssigkeit vom rotierenden Schaufelrad 27 angesaugt und mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch den Schaufelradraum 28 in den Druckraum 33 geführt. Die im Druckraum 33 angeordneten UV-Strahlungselemente 23 werden durch entsprechende Strömungsausrichtung der Spülflüssigkeit am Leitrad 34 von der Spülflüssigkeit in Form einer erzwungenen kreisförmigen Querströmung überströmt.
-
Die mit nur geringer axialer Geschwindigkeitskomponente in den Druckraum 33 einströmende Spülflüssigkeit bildet im Pumpenbetrieb eine stationäre Wirbelströmung aus. Diese überströmt mehrfach die äußere zylindrische Pumpengehäusewand 44 sowie die UV-Strahlungselemente 23. Dadurch ergeben sich ausreichend lange Verweilzeiten der Spülflüssigkeit in der Flüssigkeitspumpe 13. Im Laufe eines Spülgangs kann somit die gesamte im Hydraulikkreislauf umgewälzte Spülflüssigkeit zuverlässig von den UV-Strahlungselementen 23 entkeimt werden.
-
In der 3 ist eine Umwälzpumpe 13 gemäß einem zweiten vorteilhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Unterschied zur 2 sind im zweiten Ausführungsbeispiel die UV-Strahlungselemente 23 nicht unmittelbar im Druckraum 33 der Flüssigkeitspumpe 13 angeordnet, sondern flüssigkeitsdicht davon beabstandet in einem als Trockenraum gestalteten Gehäuseabschnitt 41, d.h. außerhalb dem Schaufelrad- bzw. Flügelradraum 28 sowie dem Druckraum 33 . Der Gehäuseabschnitt 41 ist gemäß der 2 über Randflansche 42 außenseitig am Pumpengehäuse 29 angeflanscht. Das Gehäuse 41 kann sich dabei einstückig außenseitig um das Pumpengehäuse erstrecken. Alternativ können auch voneinander unabhängige Gehäuseabschnitte 41 vorsehen sein, in denen die beiden UV-Strahlungselemente 23 angeordnet sind.
-
Wie aus der 3 weiter hervorgeht, ist die äußere, zylindrische Pumpengehäusewand 44 zumindest teilweise aus einem UV-durchlässigen Material gebildet, wodurch eine nahezu verlustfreie Übertragung der UV-Strahlung in den Druckraum 33 hinein erfolgen kann. Im Unterschied zur Ausführungsvariante von 2 wird somit hier das gewünschte Strömungsbild der Flüssigkeitsströmung im Druckraum 33 nicht durch die stabförmigen UV-Strahlungselemente 23 beeinträchtigt, wodurch auch nicht die Förderleistung der Flüssigkeitspumpe 13 aufgrund der Anordnung der UV-Strahlungselemente 23 beeinträchtigt wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Spülbehälter
- 3, 5
- Geschirrkörbe
- 7, 9
- Sprüharme
- 11
- Pumpentopf
- 13
- Umwälzpumpe
- 15, 16
- Flüssigkeitsleitungen
- 17
- Frischwasserzuleitung
- 18
- Ableitung
- 19
- Laugenpumpe
- 21
- Feinfilter
- 22
- Grobfilter
- 23
- UV-Strahlungselement
- 24
- Flüssigkeitsleitung
- 25
- Ansaugstutzen
- 26
- Mittelachse
- 27
- Schaufelrad
- 28
- Schaufelradraum
- 29
- Pumpengehäuse
- 30
- elektrischer Anschluss des UV-Strahlungselements
- 31
- Elektromotor
- 32
- Ringspalt
- 33
- Druckraum
- 34
- Leitrad
- 35
- Lagersitz
- 36
- Strömungskanal
- 37
- Druckstutzen
- 41
- Gehäuseabschnitt
- 42
- Randflansch