DE202004011980U1 - Rotary pump for domestic appliances has an integrated heating element having improved efficiency due to greater contact with the circulated water - Google Patents
Rotary pump for domestic appliances has an integrated heating element having improved efficiency due to greater contact with the circulated water Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, insbesondere für Haushaltsmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a centrifugal pump, especially for household machines according to the preamble of claim 1.
In
Haushaltsmaschinen, wie Geschirrspülern oder Waschmaschinen, werden
für die
Umwälzung der
Reinigungsflüssigkeit üblicherweise
Kreiselpumpen verwendet. Zur Einsparung von separaten Heizungselementen
sind darüber
hinaus Kreiselpumpen bekannt geworden, bei denen ein Heizungselement in
die Flüssigkeitspumpe
integriert ist (vgl.
Eine
weitere bekannte Kreiselpumpe weist darüber hinaus einen das Pumpenrad
und das Heizelement bzw. dessen Aufnahme im Gehäusedeckel umgebenden Strömungskanal
auf (vgl.
Bei den oben angeführten Kreiselpumpen wird das Heizelement stirnseitig an einem Deckel des Pumpengehäuses angeordnet, wodurch sich entsprechende Einschränkungen in der Ausgestaltung einer solchen Pumpe ergeben, die sich negativ auf deren Wirkungsgrad auswirken können.at the above Centrifugal pumps, the heating element is arranged on the front of a cover of the pump housing, which causes corresponding restrictions in the design of a result in such a pump that have a negative impact on its efficiency can.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe mit integriertem Heizungselement vorzuschlagen, bei der der Wirkungsgrad der Pumpe gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik verbessert ist.task the invention is a centrifugal pump with an integrated heating element propose at which the efficiency of the pump compared to the prior art is improved.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Kreiselpumpe der einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This The task is based on a centrifugal pump as mentioned in the introduction Art solved by the characterizing features of claim 1.
Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.By those in the subclaims measures mentioned are advantageous designs and developments of the invention possible.
Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe dadurch aus, dass der das Pumpenrad und das Heizelement umgebende Strömungskanal entlang dem Umfang zum Auslass der Pumpe hin zunimmt.Accordingly distinguishes a centrifugal pump according to the invention characterized in that the flow channel surrounding the impeller and the heating element increases along the circumference towards the outlet of the pump.
Durch diese Maßnahme lässt sich der maximale Volumenstrom und damit der Wirkungsgrad der Kreiselpumpe deutlich erhöhen. Hierdurch kann eine kleiner dimensionierte Kreiselpumpe mit entsprechenden Einsparungen in Herstellung und Betrieb verwendet werden.By This measure let yourself the maximum volume flow and thus the efficiency of the centrifugal pump increase significantly. This allows a smaller-sized centrifugal pump with appropriate Savings in manufacturing and operation are used.
Dadurch, dass der Strömungskanal nicht nur das Pumpenrad, sondern auch das Heizelement außen umgibt, ist sichergestellt, dass das Heizelement bzw. dessen Aufnahme in dem Pumpengehäuse über eine sehr große Kontaktfläche und mit großem Volumenstrom von der zu erwärmenden Reinigungsflüssigkeit angeströmt wird. Hierdurch ergibt sich ein guter Wirkungsgrad der Heizung, die dadurch beispielsweise über 75 % ihrer Oberfläche oder bei entsprechender Querschnittsgestaltung über einen noch größeren Anteil in Wärmekontakt mit der Reinigungsflüssigkeit gebracht werden kann.Thereby, that the flow channel not only surrounds the pump wheel, but also the heating element on the outside, it is ensured that the heating element or its inclusion in the pump housing via a very large contact area and with a large volume flow from the one to be heated cleaning fluid flows against becomes. This results in a good heating efficiency, for example through 75% of their surface or with a corresponding cross-sectional design over an even larger proportion in thermal contact with the cleaning liquid can be brought.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Zunahme des Strömungsquerschnitts des Strömungskanals dadurch bewirkt, dass die axiale Ausdehnung des Strömungskanals verändert wird. Dies ermöglicht die Realisierung einer besonders kompakten Pumpe.In A further development of the invention is the increase in the flow cross section of the flow channel thereby causing the axial expansion of the flow channel changed becomes. this makes possible the realization of a particularly compact pump.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das Heizelement in axialer Richtung wenigstens teilweise neben dem Pumpenrad angeordnet. Auf diese Weise ist ein Strömungskanal realisierbar, der eine solche axiale Ausdehnung aufweist, dass er sowohl das Pumpenrad und das Heizelement umgibt und die oben angeführte vorteilhafte Anströmung des Heizelements ermöglicht wird.In a special embodiment of the invention, the heating element is at least in the axial direction partially arranged next to the pump wheel. That way is a flow channel realizable, which has such an axial extent that it surrounds both the impeller and the heating element and the above advantageous inflow of the heating element becomes.
Weiterhin wird bevorzugt die Zunahme der axialen Ausdehnung des Strömungskanals auf der dem Heizelement gegenüberliegenden Seite entlang dem Umfang zum Auslass hin vorgenommen. Dies ist insbesondere bei der Anordnung des Heizelementes in axialer Richtung benachbart neben dem Pumpenrad von Vorteil, da in Richtung zum Heizelement hin die Möglichkeiten der Gestaltung der Pumpe durch das Heizelement eingeschränkt sind.Farther the increase in the axial extent of the flow channel is preferred on the opposite of the heating element Made along the circumference towards the outlet. This is particularly so in the arrangement of the heating element adjacent in the axial direction next to the impeller is an advantage because it is towards the heating element the possibilities the design of the pump is restricted by the heating element.
Weiterhin wird in einer besonderen Ausführungsform der Strömungskanal mit einem geneigten Boden versehen. Durch geeignete Gestaltung des Bodens, d.h. der vom Heizelement wegweisenden Stirnseite, des Strömungskanals können die Strömungsverhältnisse, insbesondere beim Übergang in den Auslass beeinflusst werden. Eine nach außen hin ansteigende Neigung dieses Kanalbodens ermöglicht beispielsweise einen gleitenden Übergang in den Auslass ohne strömungsstörenden Versatz.Farther is in a special embodiment the flow channel with an inclined floor. By suitable design of the floor, i.e. the end facing away from the heating element, the flow channel can the flow conditions, especially during the transition be influenced in the outlet. An outward slope allows this channel floor for example a smooth transition in the outlet without a flow-disturbing offset.
Vorteilhafterweise wird das Heizelement auf der dem axialen Einlass des Pumpengehäuses zugewandten Seite des Pumpenrades angeordnet. Auf diese Weise kann von der anderen Seite her der Antrieb des Pumpenrades bewerkstelligt werden, ohne dass sich Antrieb und Heizelement bzw. die Anschlüsse des Heizelementes störend auswirken.advantageously, the heating element is facing the axial inlet of the pump housing Side of the impeller arranged. That way, from the other The drive of the pump wheel can be accomplished without drive and heating element or the connections of the heating element have a disruptive effect.
Weiterhin wird das Heizelement vorzugsweise wenigstens teilweise ringförmig ausgebildet. Ein solcher Ring oder Teilring kann konzentrisch an einer Stirnseite des Pumpengehäuses angebracht werden, so dass die rotatorische Strömung innerhalb des Pumpengehäuses für eine gute Anströmung des Heizelementes bzw. dessen Aufnahme im Pumpengehäuse nutzbar ist. Insbesondere kann durch die rotatorische Pumpenströmung das Heizelement auch außen umspült werden. In der oben angeführten Ausführungsform, bei der das Heizelement auf der dem axialen Einlass des Pumpengehäuses zugewandten Seite des Pumpenrades angeordnet wird, umschließt dementsprechend das Heizelement wenigstens teilweise den axialen Einlass des Pumpengehäuses.Furthermore, the heating element is preferably at least partially annular. Such a ring or partial ring can be attached concentrically to an end face of the pump housing, so that the rotary flow within the pump housing for a good flow against the heating element or its inclusion in the pump chamber is usable. In particular, the outside of the heating element can also be washed around by the rotary pump flow. In the embodiment mentioned above, in which the heating element is arranged on the side of the pump wheel facing the axial inlet of the pump housing, the heating element accordingly at least partially surrounds the axial inlet of the pump housing.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Pumpengehäuse so ausgebildet, dass der Querschnitt des Pumpengehäuses senkrecht zur Rotationsachse des Pumpenrades im Wesentlichen stets kreisförmig ist. Eine solche Ausbildung des Pumpengehäuses ist dadurch möglich, dass die Zunahme des Strömungsquerschnitts des Strömungskanals nur durch Vergrößerung der axialen Ausdehnung des Strömungskanals vorgenommen wird. Eine solche rotationssymmetrische Ausgestaltung des Pumpengehäuses erlaubt eine günstigere Fertigung gegenüber einer Ausbildung mit zunehmenden Radius. Dabei kann jedoch der Radius des Pumpengehäuses entlang der Rotationsachse durchaus variabel sein, d.h. das Pumpengehäuse kann nach außen gewölbt oder gegebenenfalls mit einem torusförmigen Ansatz versehen sein.In In a further development of the invention, the pump housing is designed that the cross section of the pump housing is perpendicular to the axis of rotation of the pump wheel is essentially always circular. Such training of the pump housing is possible that the increase in flow area of the flow channel only by enlarging the axial expansion of the flow channel is made. Such a rotationally symmetrical design of the pump housing allows a cheaper Manufacturing opposite training with increasing radius. However, the radius can along the pump housing the axis of rotation can be quite variable, i.e. the pump housing can outward arched or optionally with a toroidal one Approach.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht jedoch vor, dass das Pumpengehäuse außen im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Eine solche Zylinderform oder Rohrform lässt sich einfach fertigen, beispielsweise durch einen Spritzgussvorgang. Darüber hinaus ist eine solche Pumpe mit einer kompakten äußeren Form herzustellen, die dementsprechend auch in beengten, räumlichen Verhältnissen einsetzbar ist.A particularly advantageous embodiment However, the invention provides that the pump housing essentially on the outside cylindrical shape is. Such a cylindrical shape or tubular shape can be easily manufactured, for example by an injection molding process. Furthermore is to manufacture such a pump with a compact outer shape that accordingly, even in confined spaces can be used.
Vorteilhafterweise wird der Strömungskanal innenseitig mit einem umlaufenden Eintrittsspalt versehen, der im Wesentlichen eine konstante Höhe aufweist. Durch diese Maßnahme lassen sich die Strömungsverhältnisse und somit der Wirkungsgrad der Pumpe verbessern. Insbesondere kann dadurch das sogenannte Totvolumen begrenzt werden.advantageously, becomes the flow channel inside provided with a circumferential entry gap, which essentially has a constant height. By this measure the flow conditions and thus improve the efficiency of the pump. In particular, can this limits the so-called dead volume.
Diese Vorteile werden insbesondere in Verbindung mit einem Pumpenrad erzielt, das einen Ringspalt aufweist, der auf Höhe des Eintrittsspaltes des Strömungskanals liegt. Die durch das drehende Pumpenrad über die Fliehkraft nach außen gedrückte Flüssigkeit wird hierdurch unmittelbar in den Strömungskanal eingedrückt, wobei durch entsprechende Pumpenradschaufeln die Flüssigkeit nicht nur eine radiale Bewegung, sondern auch eine umlaufende Strömung aufweist. Durch die Zunahme des Rotationsradius der Reinigungsflüssigkeit aufgrund der Fliehkraft bei gleicher Winkelgeschwindigkeit aufgrund der Einwirkung der Schaufeln des Pumpenrades wird zudem die Geschwindigkeit und somit der Volumendurchsatz erhöht.This Advantages are achieved in particular in connection with a pump wheel, which has an annular gap which is at the level of the inlet gap of the flow channel lies. The fluid pushed outwards by centrifugal force by the rotating pump wheel is thereby pressed directly into the flow channel, whereby by means of appropriate impeller blades the liquid is not only radial Movement, but also has a circulating flow. By the increase the radius of rotation of the cleaning fluid due to the centrifugal force at the same angular velocity due to the action of the blades the pump wheel also determines the speed and thus the volume throughput elevated.
Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrads der Pumpe wird auch das Pumpenrad vorzugsweise mit einer Volumenvergrößerung in axialer Richtung versehen. Das Pumpenrad, das durch eine obere und untere Abdeckung mit dazwischenliegenden Schaufelelementen ein bestimmtes Innenvolumen aufweist, wird umso wirkungsvoller, je mehr Flüssigkeitsvolumen in dem Pumpenrad aufgenommen werden kann. Das Volumen im Laufrad sowie die Form des Laufrades (insbesondere die Schaufelform) bestimmt die Energieumsetzung im Laufrad.to that will further improve the efficiency of the pump Pump wheel preferably with an increase in volume in the axial direction Mistake. The impeller through an upper and lower cover with intermediate blade elements a certain internal volume has, the more effective the volume of liquid in the impeller becomes, the more effective it becomes can be included. The volume in the impeller and the shape of the Impeller (especially the blade shape) determines the energy conversion in the wheel.
Insbesondere in Verbindung mit den oben angeführten weiterbildenden Merkmalen der Erfindung ist ein in axialer Richtung aufgeweitetes Pumpenrad von Vorteil, da in dieser Richtung das Pumpengehäuse aufgrund der Zunahme der axialen Ausdehnung des Strömungskanals ein entsprechendes Volumen zur Aufnahme eines dergestalt vergrößerten Pumpenrades aufweist. Durch diese Maßnahme lässt sich dementsprechend der Wirkungsgrad verbessern. Eine solche Volumenvergrößerung des Pumpenrades kann beispielsweise durch eine entsprechende Aufwölbung verwirklicht werden.In particular in conjunction with the above Further features of the invention is an in the axial direction Expanded impeller is advantageous because the pump housing is due in this direction the increase in the axial extent of the flow channel a corresponding volume for receiving a pump wheel enlarged in this way. This measure can accordingly improve the efficiency. Such an increase in volume of the impeller can be achieved, for example, by a corresponding bulge become.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die zum Heizelement hinweisende Seite des Pumpenrades an das Profil des Heizungselementes bzw. dessen Aufnahme im Pumpengehäuse angepasst. Hierdurch wird zum einen das Totvolumen vermindert und somit der Wirkungsgrad der Pumpe verbessert. Zum andern wird die Gesamtgröße der Pumpe hierdurch kleingehalten.In A further development of the invention is that of the heating element Side of the impeller to the profile of the heating element or its Mounted in the pump housing customized. On the one hand, this reduces the dead volume and thus the efficiency of the pump is improved. The other is the total size of the pump hereby kept small.
Weiterhin wird in einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpeneinlass mit einem Einlassstutzen versehen, der in eine Einlassöffnung des Pumpenrades hineinragt. Hierdurch wird der Zulauf der zu fördernden Flüssigkeit in das Pumpenrad strömungsgünstig verbessert. Seitliche Strömungen am Pumpenrad vorbei werden hierdurch verhindert. Das sogenannte Totvolumen der Pumpe wird dementsprechend kleingehalten.Farther is in an advantageous embodiment the pump inlet is provided with an inlet connector that fits into a inlet port of the pump wheel protrudes. As a result, the inflow of the to be funded liquid aerodynamically improved in the impeller. Lateral currents this prevents the pump wheel from passing. The so-called Accordingly, the dead volume of the pump is kept small.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.On embodiment The invention is illustrated in the drawing and is based on the Figures below closer explained.
Im Einzelnen zeigenin the Show individuals
Die
Pumpe
Im
Innern des Pumpengehäuses
Das
Pumpenrad
Die
obere Abdeckung
Das
Pumpenrad
In
Der
Boden
Die
untere Abdeckung
Die
obere Abdeckung
Die
Darstellung gemäß
Das
Heizelement
Die
Ausführungsform
gemäß
- 11
- Pumpepump
- 22
- Pumpengehäusepump housing
- 33
- Deckelcover
- 44
- Pumpenradimpeller
- 55
- Abdeckungcover
- 66
- Abdeckungcover
- 77
- Schaufelshovel
- 88th
- Vorsprunghead Start
- 99
- Bohrungdrilling
- 1010
- Öffnungopening
- 1111
- Einlassstutzeninlet port
- 1212
- Auslassstutzenoutlet
- 1313
- Öffnungsspaltopening gap
- 1414
- Eintrittsspaltentrance slit
- 1515
- Strömungskanalflow channel
- 1616
- HeizungsnutHeizungsnut
- 1717
- Bodenground
- 1818
- Zwischenraumgap
- 1919
- Zwischenraumgap
- 2020
- Übergangcrossing
- 2121
- Aufnahmeadmission
- 2222
- Heizelementheating element
- 2323
- Anschlussconnection
- 2424
- Bodenground
- 2525
- Strömungskanalflow channel
- 2626
- Eintrittsspaltentrance slit
- 2727
- Innenrauminner space
- 2828
- Pumpenradimpeller
Claims (16)
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