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ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
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Die Erfindung betrifft eine Pumpe für ein elektrisches wasserführendes Haushaltsgerät, ein solches elektrisches wasserführendes Haushaltsgerät und ein Verfahren zu dessen Betrieb.
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Aus der
DE 10 2013 211 180 A1 ist eine Pumpe zum Einbau in eine Spülmaschine bekannt. Sie soll dort in eine Wasserführung eingebaut werden und das für den Betrieb der Spülmaschine benötigte Wasser fördern bzw. pumpen. Eine häufige Problemstellung für derartige Pumpen und auch die damit versehenen Geräte bzw. Haushaltsgeräte sind hygienische Probleme, die gerade in der Pumpe verursacht werden können. Derartige hygienische Probleme können insbesondere dann entstehen, wenn Wasser in einem Bereich der Pumpe zu lange steht bzw. der Wasseraustausch zu gering ist oder fast gar nicht stattfindet.
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Aus der
DE 10 2010 038 686 A1 ist eine Pumpe für ein elektrisches wasserführendes Haushaltsgerät bekannt mit Pumpenkammer, Rotor und einem Antriebsmotor für den Rotor. In der Pumpe sind UV-Strahler angeordnet zur Desinfektion.
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Aus der
DE 10 2012 109 365 A1 ist eine Spülmaschine bekannt, die Detektionsmittel aufweist, um Verunreinigungen einer Spülflotte zu erfassen, die in einem Vorratsbehälter zwischengespeichert ist. Die Detektionsmittel können einen physikalischen und/oder einen chemischen Sensor aufweisen, insbesondere um einen Verkeimungsgrad in der Spülflotte zu erfassen.
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Aus der
DE 10 2010 003 770 A1 ist eine weitere Spülmaschine bekannt, die auch Detektionsmittel aufweist, und zwar gemeinsam mit einem Modul, das Reinigungsmittel odgl. aufweist, in einem Raum, der an eine Spülkammer angrenzt. Mittels einer Klappe ist das Modul entnehmbar. Die Detektionsmittel weisen ein Mehrfachsensorikmodul auf, um beispielsweise organische Moleküle entsprechend einer Verschmutzung in der Spülflotte zu erfassen.
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AUFGABE UND LÖSUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Pumpe, ein eingangs genanntes Haushaltsgerät sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und es insbesondere möglich ist, hygienische Probleme und insbesondere einen zu hohen Anteil an Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen in der Pumpe oder in dem von der Pumpe geförderten Wasser zu verhindern.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein elektrisches wasserführendes Haushaltsgerät mit einer Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und ein Verfahren zu dessen Betrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen enthalten und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für die Pumpe, nur für das Haushaltsgerät oder nur für das Verfahren zu dessen Betrieb beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Pumpe als auch für das Haushaltsgerät und das Verfahren zu dessen Betrieb selbstständig gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Die Pumpe, die für ein elektrisches wasserführendes Haushaltsgerät gedacht ist, insbesondere für eine Spülmaschine, Waschmaschine odgl., weist eine Pumpenkammer mit einem Einlass und mit einem Auslass auf. In der Pumpenkammer befindet sich ein Rotor zum Fördern von Wasser. Vorteilhaft ist die Pumpe eine Impellerpumpe und der Rotor ein Impeller. Es ist ein Antriebsmotor für den Rotor vorgesehen, der den Rotor vorteilhaft direkt antreibt bzw. der Rotor ist vorteilhaft direkt auf eine Welle des Antriebsmotors aufgesetzt. Des Weiteren kann die Pumpe einen UV-Strahler aufweisen, der also UV-Licht in die Pumpe einstrahlen könnte. UV-Licht weist den Vorteil auf, dass es sehr effizient ist bei einer Desinfektion von Wasser. Ein UV-Strahler könnte in verschiedenen Stellen oder Bereichen der Pumpe vorgesehen sein, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Erfindungsgemäß weist die Pumpe Detektionsmittel auf, um im geförderten Wasser Markierungsmittel zu detektieren bzw. erkennen bzw. Bakterien oder sonstige ähnliche Verunreinigungen, die von den Markierungsmitteln sichtbar bzw. erkennbar gemacht worden sind. Derartige Verfahren zu Detektion von Bakterien oder ähnlichen Verunreinigungen sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt, ebenso dafür verwendete Marker bzw. Markierungsmittel. Somit sollen die Markierungsmittel Bakterien oder sonstige Verunreinigungen sichtbar bzw. für die Detektionsmittel erkennbar machen im Wasser bzw. in einem Biofilm. Dann ist es vorteilhaft möglich, dass die Detektionsmittel den mindestens einen vorgenannten UV-Strahler aktivieren zu Desinfektion bzw. dessen Aktivierung bewirken und somit zur Senkung der Menge der in der Pumpe oder dem geförderten Wasser enthaltenen Bakterien oder Verunreinigungen. Somit kann eine erfindungsgemäße Pumpe auch gleich selbst die Mittel aufweisen, um sich zu desinfizieren bzw. um darin enthaltene Bakterien oder Verunreinigungen zu reduzieren oder ganz zu entfernen.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass der Antriebsmotor der Pumpe als sogenannter Nassläufer ausgebildet ist. Dabei weist er einen Totwasserbereich auf, insbesondere nahe an einem Lager einer Antriebswelle des Antriebsmotors, wobei in diesem Totwasserbereich ein Austausch mit Frischwasser bzw. mit gefördertem Wasser sehr gering ist bzw. kaum stattfindet. Ein solcher Bereich ist dann besonders anfällig dafür, dass sich dort Bakterien bilden oder Verunreinigungen ansammeln, die eben ungewünscht sind bzw. beseitigt werden sollen. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, einen UV-Strahler in diesem Totwasserbereich anzuordnen. Er kann also UV-Licht in den Totwasserbereich einstrahlen und so die genannten Bakterien oder Verunreinigungen beseitigen. Dabei können unter Umständen, je nach Ausgestaltung des Totwasserbereichs, der unter Gesichtspunkten der Optimierung des Antriebsmotors ausgestaltet ist, auch mehrere UV-Strahler vorgesehen sein. Üblicherweise reicht es nicht, nur irgendwo in den Totwasserbereich UV-Licht zu strahlen, sondern eigentlich muss in die Bereiche bzw. Wandungsbereiche direkt gestrahlt werden, in denen sich Bakterien oder ähnliche Verunreinigungen festgesetzt haben.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Markierungsmittel für die Detektion der Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen direkt in den Totwasserbereich einzubringen. Aufgrund des vorgenannten geringen Austauschs mit dem sonstigen von der Pumpe geförderten Wasser wäre die Menge an dort von außen über die Wasserführung eingebrachten Markierungsmitteln unter Umständen zu gering. Dafür kann eine Abgabevorrichtung für Markierungsmittel vorgesehen sein, die an den Totwasserbereich angeschlossen ist oder darin angeordnet ist. Vorteilhaft kann eine solche Abgabevorrichtung einen eigenen Vorrat mit Markierungsmitteln darin aufweisen. Dieser Vorrat kann so ausgebildet sein, dass er durch eine Bedienperson nachgefüllt werden kann wenn er zur Neige geht oder aufgebraucht ist. Alternativ kann der Vorrat so bemessen sein, dass er über die zu erwartende Lebensdauer der Pumpe bzw. des Haushaltsgeräts hinweg ausreicht für eine benötigte oder gewünschte Abgabe von Markierungsmitteln. Dann wird keine konstruktiv aufwendige Vorrichtung zum Nachfüllen benötigt und der für eine Bedienperson damit verbundene Aufwand eingespart. Eine solche Abgabevorrichtung kann, insbesondere wenn sie einen vorbeschriebenen Vorrat aufweist, beispielsweise eine Membran aufweisen, die den Vorrat oder eine Zuführung von Markierungsmitteln zum Totwasserbereich hin begrenzt oder abschließt. Durch diese Membran hindurch kann Markierungsmittel in vorgegebener Dosis an das im Totwasserbereich befindliche Wasser abgegeben werden, insbesondere durch Osmose. Eine solche von außen nicht mehr erreichbare Abgabevorrichtung an einem Totwasserbereich der Pumpe ist vorteilhaft als eigenständige Baueinheit ausgebildet.
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Allgemein kann ein UV-Strahler vorgesehen sein, der als benötigte UV-Quelle eine UV-LED aufweisen kann. Vorteilhaft ist die UV-Strahlung UV-C-Strahlung, welche auch über UV-LED erzeugt werden kann. Eine Wellenlänge kann allgemein vorteilhaft um 250nm betragen, da damit Bakterien gut abgetötet werden können. Derartige UV-LED können beispielsweise bei der Firma Nikkiso bezogen werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Pumpe einen Lichtleiter mit Lichteintritt und Lichtaustritt für die UV-Bestrahlung aufweisen. Der Lichtleiter kann mit seinem Lichteintritt an eine UV-Quelle angeschlossen sein bzw. diese kann am Lichteintritt hineinstrahlen. Der Lichtleiter kann dann auf an sich bekannte Art und Weise das eingestrahlte UV-Licht an die gewünschte Stelle leiten, damit es dort austritt. So kann eine UV-Quelle an völlig anderer Stelle angeordnet sein als der Ort, wo die UV-Strahlung gewünscht ist. Der Lichtaustritt selbst kann dann den genannten UV-Strahler bilden, da aus ihm die UV-Strahlung austritt in die Pumpe hinein. Somit kann die elektrisch betriebene UV-Quelle an einem leicht erreichbaren Ort angeordnet sein, an dem insbesondere auch ein elektrischer Anschluss gut möglich ist, unter Umständen auch über Gruppenstecker odgl., die für den Antriebsmotor oder die genannten Detektionsmittel verwendet werden. Für eine UV-Beständigkeit kann der Lichtleiter aus entsprechend geeignetem Material bestehen, entweder aus Kunststoff oder aus Glas, vorteilhaft Quarzglas. Dieses ist auf alle Fälle ausreichend UV-beständig.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass zwischen dem UV-Strahler und der Pumpenkammer und/oder dem vorgenannten Totwasserbereich ein durchsichtiges bzw. UVdurchlässiges Fenster angeordnet ist. Dieses Fenster ist dicht mit einem sonstigen Gehäuse der Pumpe verbunden oder einem Teil der Pumpe verbunden oder integral damit ausgebildet. So ist es möglich, dass der UV-Strahler oder ein Teil davon, insbesondere auch ein vorgenannter Lichtleiter oder eine Optik vor einer UV-Quelle, nicht in das Gehäuse oder sonstige Teile der Pumpe eingebaut werden muss. So können insbesondere Dichtigkeitsprobleme vermieden werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Detektionsmittel in der Pumpenkammer selbst oder an dem vorgenannten Auslass aus der Pumpenkammer im Weg des geförderten Wassers anzuordnen. Eine Anordnung der Detektionsmittel direkt an der Pumpe weist den Vorteil auf, dass eine Systemintegration in der Pumpe erfolgen kann mit Abgabevorrichtung für Markierungsmittel, UV-Strahler und Detektionsmitteln. Auch ein elektrischer Anschluss an die Pumpe und somit an die Detektionsmittel und den mindestens einen UV-Strahler kann so erfolgen.
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In Ausgestaltung der Erfindung können die Detektionsmittel einen Lichtsensor aufweisen, der dazu ausgebildet ist, eine Lichtabgabe von Bakterien oder sonstigen ähnlichen Verunreinigungen zu erfassen, die mit den Markierungsmitteln in Kontakt gekommen sind und somit von diesem markiert worden sind. Diese Markierungsmittel sind so ausgebildet, dass bestimmte damit markierte Bakterien oder ähnliche Verunreinigungen bei Anstrahlung mit einer Lichtquelle eine Lichtabgabe bewirken, insbesondere auch mit einer bestimmten Farbe. Die Markierungsmittel bzw. Marker können also an den gewünschten Gegen-Stoffen wie Bakterien oder ähnlichen Verunreinigungen eine optische Aktivierung bewirken, was wiederum mit den Detektionsmitteln bzw. einem Lichtsensor davon erkannt werden kann. Eine Lichtquelle kann allgemein dafür optimiert sein, diese markierten Bakterien oder ähnlichen Verunreinigungen optisch zu aktivieren und somit erfassbar bzw. detektierbar zu machen. Sie sollten also auf die Markierungsmittel und auch die zu markierenden Bakterien oder Verunreinigungen abgestimmt sein, was dem Fachmann aber bekannt ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass die Markierungsmittel Quantenpunkte bzw. Quantendots aufweisen. Derartige Markierungsmittel können beispielsweise von der Firma Lovibond Water Testing bezogen werden. Eine Auswertung kann auch als Farb-/Intensitätsmessung erfolgen. Ein genannter Lichtsensor kann dann ein Signal erfassen, dessen Stärke abhängt von der Menge der markierten und detektierbaren Bakterien oder ähnlichen Verunreinigungen, also von der Intensität, so dass dieses Lichtsignal ein Maß für die Verunreinigung ist. Abhängig davon ist es dann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, die nachfolgend noch näher erläutert wird, möglich, die Desinfektion schwächer oder stärker vorzunehmen.
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Eine vorgenannte Lichtquelle zur Aktivierung bzw. Markierung kann insbesondere eine UV-Lichtquelle sein. Besonders vorteilhaft wird dabei dieselbe UV-Lichtquelle verwendet, die dann auch für die Desinfektion bzw. für die Beseitigung der Verunreinigungen vorgesehen ist.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die vorgenannten Detektionsmittel und wenigstens einen UV-Strahler oder eine UV-Lichtquelle gemeinsam als eigenständige Baugruppe auszubilden. Diese Baugruppe kann an einem Pumpengehäuse, insbesondere einem Deckel der Pumpenkammer, und/oder an einer Motorabdeckung, die den vorgenannten Totwasserbereich begrenzt, angeordnet werden. Durch eine solche Ausgestaltung als eigenständige Baugruppe kann die Montage der genannten Funktionseinheiten an der Pumpe erheblich einfacher sowie fehlersicherer erfolgen. Vor allem bei einer Anordnung innerhalb eines äußeren Pumpengehäuses oder Motorgehäuses wie beispielsweise für den Totwasserbereich ist eine vereinfachte Montage besonders wichtig.
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In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung können Bereiche der Pumpe, die vom UV-Licht des UV-Strahlers beleuchtet werden, entsprechend ausgebildet sein und UV-beständig beschichtet sein oder aus UV-beständigem Material ausgebildet sein. So können Beschädigungen durch längerfristige Bestrahlung mit UV-Licht vermieden werden. Hierfür bietet sich entweder eine Fertigung aus Metall wie Edelstahl an. Anstelle einer Fertigung aus Metall könnte auch eine Metallbeschichtung bzw. Metallisierung oder Bedampfung mit Metall vorgesehen sein. Alternativ können Kunststoffe wie PEEK verwendet werden, so dass bestimmte Bauteile oder Bereiche ganz aus PEEK hergestellt oder zumindest mit PEEK beschichtet werden können.
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Vorteilhaft ist eine Pumpe entsprechend der eingangs genannten
DE 102013211180 A1 ausgebildet und weist zusätzlich noch die eingangs beschriebenen Detektionsmittel, einen UV-Strahler und evtl. eine Abgabevorrichtung für Markierungsmittel auf. Diese könnten an einer solchen Pumpe entweder nachgerüstet werden oder aber mit leichter Modifikation vorgesehen werden. Die Pumpe kann eine entsprechende integrierte Heizung aufweisen zu sonstigen Heizzwecken mit dem geförderten Wasser, dies muss aber nicht sein. Eine Temperaturerhöhung durch eine solche Heizung kann alternativ oder unterstützend zur Reinigung bzw. Desinfektion genutzt werden.
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Ein erfindungsgemäßes elektrisches wasserführendes Haushaltsgerät weist in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung einen UV-Strahler auf, und zwar in der Pumpenkammer bzw. für die Pumpenkammer. Das Haushaltsgerät weist, wie zuvor beschrieben worden ist, einen Behandlungsraum und eine an diesen Behandlungsraum angeschlossene Wasserführung auf. Die Pumpe ist dabei innerhalb der Wasserführung bzw. im Weg der Wasserführung angeordnet, vorteilhaft ist sie direkt an den Behandlungsraum angeschlossen oder mit kurzem Abstand dazu vorgesehen. Mittels des UV-Strahlers in der Pumpenkammer kann diese desinfiziert werden bzw. können darin Bakterien oder ähnliche Verunreinigungen beseitigt werden. Detektionsmittel dafür können entweder auch an der Pumpenkammer direkt vorgesehen sein oder kurz hinter der Pumpenkammer bzw. an einem Auslass aus der Pumpenkammer oder dahinter. Bei einer Anordnung der Detektionsmittel an der Pumpenkammer kann, wie zuvor erläutert worden ist, vorteilhaft gleich der UV-Strahler in der Pumpenkammer zur Markierung bzw. Erkennung der mit den Markierungsmitteln erkennbar gemachten Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen dienen.
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In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung kann ein elektrisches wasserführendes Haushaltsgerät einen UV-Strahler für einen Totwasserbereich der Pumpe aufweisen, wie er zuvor erläutert worden ist. Dann kann eine Reinigung bzw. Desinfektion des Wassers in diesem Totwasserbereich stattfinden mit dem großen Vorteil, dass hier ansonsten andere Reinigungsmöglichkeiten sowie unter Umständen selbst Erkennungsmöglichkeiten für eine Verunreinigung nicht möglich sind. Ähnlich wie zuvor für die Pumpenkammer beschrieben wird es dann auch als vorteilhaft angesehen, wenn nicht nur ein UV-Strahler im Totwasserbereich vorgesehen ist, sondern auch ein Detektionsmittel und insbesondere auch eine vorgenannte Abgabevorrichtung für die Markierungsmittel.
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Die beiden Ausgestaltungen der Erfindung können auch kombiniert werden in einem Haushaltsgerät. Dieses weist dann in der Pumpenkammer und in Totwasserbereichen UV-Strahler auf.
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Eine Abgabevorrichtung für Markierungsmittel kann, wie zuvor beschrieben, entweder in der Pumpe angeordnet sein, vorteilhaft in einem Totwasserbereich einer als Nassläufer ausgebildeten Pumpe. Alternativ kann eine Abgabevorrichtung auch in der Wasserführung vor der Pumpe angeordnet sein, und zwar bevorzugt vor oder direkt an dem Einlass in die Pumpenkammer. In einer weiteren Alternative kann die Abgabevorrichtung in der Wasserführung hinter der Pumpe angeordnet sein, unter Umständen auch mit Abstand zur Pumpe. Dies kann dann vorteilhaft sein wenn zwischen Behandlungsraum und Pumpe zu wenig Platz für eine Zuführung ist.
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Eine Abgabevorrichtung kann allgemein von einer Steuerung des Haushaltsgeräts angesteuert werden. Es ist besonders vorteilhaft, wenn diese Steuerung auch die Pumpe selbst bzw. deren Antriebsmotor steuert und somit alle Funktionseinheiten des Haushaltsgeräts steuert. In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Steuerung auch mit den Detektionsmitteln und dem mindestens einen UV-Strahler verbunden ist zu deren Ansteuerung bzw. Betätigung.
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Eine Abgabevorrichtung kann entweder, wie vorstehend dargelegt, eine Membran odgl. aufweisen zur ständigen, unkontrollierten und eigenständigen Abgabe von Markierungsmitteln in Wasser. Alternativ kann eine Abgabevorrichtung ein Abgabeventil aufweisen, das einen Abgabeventilausgang in die Wasserführung oder in die Pumpe aufweist. Hier kann ein Vorrat mit Markierungsmitteln nahe bei der Abgabestelle vorgesehen sein oder entfernt davon vorgesehen sein. Eine entfernte Anordnung eines solchen Vorrats kann vorteilhaft benachbart zu einem sonstigen Vorrat des Haushaltsgeräts an Reinigungsmittel oder Arbeitsmittel sein, insbesondere an einem Schub für die Zuführung von Waschmittel bei einer Waschmaschine oder in einer Tür nahe einem Vorratsfach für Geschirrspülmittel und/oder Klarspüler bei einer Geschirrspülmaschine. Dies sind für eine Bedienperson allgemein leicht zugängliche sowie übliche und somit bekannte Stellen. Über eine entsprechende Zuleitung kann dann das Markierungsmittel von dem Vorrat zu dem Abgabeventil fließen.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines vorbeschriebenen Haushaltsgeräts können nach Vorgabe eines Steuersignals Markierungsmittel in die Wasserförderung oder in die Pumpe gegeben werden, vorteilhaft mittels einer genannten Abgabevorrichtung. Mittels der genannten Detektionsmittel, die insbesondere an der Pumpe vorgesehen sein können, kann überprüft werden, ob die Markierungsmittel Bakterien oder ähnliche Verunreinigungen markiert und somit erkennbar gemacht haben. Dafür kann, wie zuvor erläutert, evtl. eine Anstrahlung des Wassers im Bereich der Detektionsmittel erfolgen. In dem Fall, dass durch die Detektionsmittel erkennbar gewordene Bakterien oder ähnliche Verunreinigen tatsächlich erkannt worden sind, und zwar mit einer Menge oder Intensität oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts, kann eine Desinfektion vorgenommen werden. Dafür kann ein UV-Strahler für eine bestimmte Zeit aktiviert werden, vorteilhaft ein UV-Strahler in der Pumpenkammer der Pumpe und/oder ein weiterer UV-Strahler in einem vorgenannten Totwasserbereich. Diese Aktivierung des UV-Strahlers für eine bestimmte Zeit kann mit gleichbleibender Intensität erfolgen, alternativ auch mit unterschiedlicher Intensität, je nachdem, wie viele Bakterien oder sonstige Verunreinigungen erkannt worden sind. Alternativ kann eine Temperaturerhöhung durch eine vorgenannte Heizung alleine oder unterstützend zur Reinigung bzw. Desinfektion genutzt werden.
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Vorteilhaft ist dieses Verfahren als ein Regelkreis bzw. als ein geregeltes Verfahren ausgebildet. Dieser umfasst Einbringen von Markierungsmitteln in das Wasser, Erkennen von mithilfe der Markierungsmittel markierten Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen samt deren Menge bzw. Intensität, Aktivieren des mindestens einen UV-Strahlers in der Pumpe zum Abtöten der Bakterien, erneute oder permanente Abgabe von Markierungsmitteln und Detektieren, ob und wie viele erkennbar gewordene Bakterien oder sonstige Verunreinigungen noch vorhanden sind im geförderten Wasser und Anpassen der Dauer und/oder Intensität der UV-Strahlung an die Menge und/oder Intensität der erkannten Bakterien. Dabei kann die UV-Strahlung abgeschaltet werden, wenn die Menge und/oder Intensität der erkannten Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen unter den vorgegebenen Schwellwert gefallen ist.
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Dies bedeutet, dass ein UV-Strahler nur aktiviert wird, wenn oberhalb des vorgegebenen Schwellwerts Bakterien oder sonstige Verunreinigungen erkannt werden. Des Weiteren kann dann wiederum über die Detektionsmittel erfasst werden, ob die Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen beseitigt oder zumindest ausreichend reduziert worden sind, so dass dann nach Unterschreiten des vorgegebenen Schwellwerts der UV-Strahler wieder abgeschaltet wird. So kann der Energieverbrauch begrenzt werden und insbesondere eine unnötige Materialbelastung von Materialien wie Kunststoffen innerhalb der Pumpe durch die UV-Strahlung reduziert werden.
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Es ist möglich, dass die Zeit, für die die vorgenannten UV-Strahler aktiviert werden, fest vorgegeben ist. Zum Erreichen eines vorbeschriebenen Regelkreises sollte die Zeit aber von der Menge bzw. Intensität der erkannten Bakterien oder ähnlichen Verunreinigungen abhängen. Dabei kann die Zeit abhängig davon entweder vorbestimmt werden, also länger bei einer größeren Menge bzw. Intensität der erkannten Bakterien oder Verunreinigungen und andersherum. Alternativ kann zum Erreichen eines vorgenannten Regelkreises über die Detektionsmittel laufend oder in kurzen Intervallen der bisherige Reinigungsvorgang bzw. Desinfektionsvorgang überprüft werden. Bei als ausreichend angesehenem Ergebnis kann er als abgeschlossen angesehen werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, nicht nur die Zeitdauer für die Bestrahlung mit UV-Licht zu variieren, sondern auch die Intensität des mindestens einen UV-Strahlers einzustellen. So kann beispielsweise bei einer nur schwachen Verunreinigung bzw. Detektion einer geringen Menge von Bakterien oder ähnlichen Verunreinigungen eine Intensität des UV-Strahlers eher gering eingestellt werden. Eine negative Beeinträchtigung der Materialien der Pumpe durch die UV-Strahlung kann vor allem durch Senken von deren Intensität erreicht werden, selbst wenn daraus eine etwas längere Zeit für die Bestrahlung folgt.
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In einen vorgeschriebenen Regelkreis kann auch noch eingeschlossen werden, dass die Markierungsmittel in das Wasser gebracht werden. Dies erfolgt vorteilhaft nur dann, wenn auch die Detektionsmittel aktiviert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Vorgang zum Erkennen von Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen, insbesondere in einer Pumpenkammer der Pumpe, erst dann erfolgt, wenn das in der Pumpe geförderte Wasser klar ist bzw. wenn der Arbeitsvorgang des Haushaltsgeräts nicht mehr viel Schmutz aufweist, vorteilhaft keinen Schmutz mehr. Dies kann beispielsweise im zeitlich letzten Drittel oder Viertel eines Arbeitsvorgangs des Haushaltsgeräts sein. Üblicherweise wird dann ein Spülvorgang durchgeführt, und zwar sowohl bei einer Geschirrspülmaschine als auch bei einer Waschmaschine. Gerade bei klarem Wasser ist sowohl die Erkennung von durch die Markierungsmittel erkennbar gemachten Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen besser als auch die Wirksamkeit von eingebrachter UV-Strahlung zu deren Entfernung höher. Für eine Reinigung bzw. Desinfektion eines Totwasserbereichs der Pumpe muss dies nicht gelten, da sich hier in diesem Moment befördertes schmutziges Wasser nicht so schnell auswirkt bzw. in den Totwasserbereich eindringen kann, um dort das UV-Licht zu beeinträchtigen. Vorteilhaft erfolgt eine Aktivierung der UV-Strahler auch nur bei Temperaturen des geförderten Wassers von weniger als 70°C. Dann sind nämlich die genannten Markierungsmittel besonders wirksam, eine Beeinträchtigung von Kunststoffmaterial der Pumpe durch die UV-Strahlung ist auch geringer.
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Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schräge Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Pumpe mit UV-Strahlern, Detektionsmitteln und einer Abgabevorrichtung für Markierungsmittel,
- 2 die Schnittdarstellung aus 1 in Draufsicht,
- 3 eine schematische Darstellung der Abgabevorrichtung der Pumpe aus den 1 und 2 und
- 4 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Spülmaschine als erfindungsgemäßes Haushaltsgerät.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In der
1 ist in schrägem Schnitt eine erfindungsgemäße Pumpe
11 dargestellt mit einem Pumpengehäuse
12, welches eine auch aus der Schnittdarstellung der
2 zu ersehende Pumpenkammer
14 aufweist. Die Pumpe
11 weist in einem Pumpenkammerdeckel
13 einen Einlass
16 und darunter einen Impeller als Rotor
19 auf. Des Weiteren ist in der allgemeinen Förderrichtung des geförderten Wassers ein Auslass
17 aus der Pumpenkammer
14 vorgesehen. Die Außenwandung der Pumpenkammer wird von einem Heizelement gebildet, wie es aus der eingangs genannten
DE 102013211180 A1 bekannt ist. Die Erfindung kann aber auch genauso bei Pumpen ohne ein solches Heizelement bzw. ohne integrierte Beheizung verwendet werden.
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Der Rotor 19 sitzt auf einer Antriebswelle 21 eines Antriebsmotors 22, der einen Läufer 23 aufweist. Der Antriebsmotor 22 ist als sogenannter Nassläufer ausgebildet, das bedeutet, dass um den Läufer 23 in einem vorderen Bereich herum Wasser in einem sogenannten Totwasserbereich 25a vorgesehen ist, da dieser Totwasserbereich 25a gegenüber der Pumpenkammer 14 nicht abgedichtet ist. Ganz rechts am Ende des Läufers gibt es einen zweiten Totwasserbereich 25b um die rechte Lagerbuchse herum. So kann die Lagerung für den Antriebsmotor 22 bzw. den Läufer 23 vereinfacht werden.
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Die Pumpe 11 weist mehrere UV-Strahler 27 mit schematisch dargestellten Anschlüssen auf. Ein erster UV-Strahler 27a ist im Pumpendeckel 13 angeordnet, und zwar hier gerade an der Schnittkante. Seine Strahlrichtung geht in die Pumpenkammer 14 hinein, und zwar in etwa parallel zu einer Längsmittelachse der Pumpe 11. Der UV-Strahler 27a kann wie die anderen auch eine UV-LED als UV-Lichtquelle aufweisen. Insbesondere erzeugt der UV-Strahler 27a UV-C-Strahlung bzw. -Licht mit einer vorgenannten Wellenlänge. Dieses ist besonders effizient bzw. wirksam zum Abtöten und somit Entfernen von Bakterien oder ähnlichen Verunreinigungen. Der UV-Strahler 27a kann entweder durch eine Öffnung direkt in die Pumpenkammer hinein ragen bzw. in der Öffnungen angeordnet sein oder hier ist ein lichtdurchlässiges Fenster eingebaut, hinter dem er angeordnet ist und durch das er hindurchstrahlen kann.
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Ein weiterer UV-Strahler 27b ist an dem Totwasserbereich 25a radial außerhalb des Läufers 23 vorgesehen. Ein nochmals weiterer UV-Strahler 27c ist ebenfalls an dem Totwasserbereich 25a radial außerhalb des Läufers 23 vorgesehen. Er weist allerdings einen Lichtleiter 28 aus Quarzglas auf, so dass der eigentliche UV-Strahler 27c mit Abstand zu der Wand zum Totwasserbereich 25a etwas entfernt am Pumpengehäuse 12 angeordnet ist. Die UV-LED als UV-Quelle ist also entfernt von der Stelle angeordnet, wo die UV-Strahlung eingekoppelt wird bzw. in den Totwasserbereich 25a eintritt. Dies soll schematisch die Verwendung solcher Lichtleiter sowie eine entfernte Anordnung der UV-Quelle veranschaulichen. Es kann auch auf die Anordnung der Detektionsmittel übertragen werden. Dieser Totwasserbereich weist erkennbar das Problem eines geringen Wasseraustauschs auf, so dass sich hier besonders leicht Bakterien oder sonstige Verunreinigungen festsetzen können und nur schwer entfernt werden können. Diese können aber doch im Lauf des Betriebs der Pumpe bzw. des die Pumpe aufweisenden Haushaltsgeräts austreten, vor allem bei hohen Konzentrationen innerhalb des Totwasserbereichs, und somit den Erhalt von Hygienezertifikaten, beispielsweise Trinkwasserzertifizierung KTW W 270, erschweren oder verhindern.
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Ein weiterer vierter UV-Strahler 27d ist an dem Totwasserbereich 25b am rechten Ende des Läufers 23 vorgesehen. Hier ist eine UV-LED als UV-Quelle wieder direkt an einer Wandung der Pumpe bzw. des Totwasserbereichs 25b vorgesehen, obwohl auch gerade angesichts der beengten Platzverhältnisse die Verwendung von Lichtleitern vorteilhaft wäre. Der Totwasserbereich 25b weist erkennbar einen nochmals geringeren Wasseraustausch auf als der Totwasserbereich 25a. Deswegen können hier die genannten Schwierigkeiten mit dem Festsetzen von Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen noch stärker auftreten. Also ist hier eine Entfernung derselben noch notwendiger. Ebenso kann dies auch bei einem eingangs genannten Biofilm bedeutsam und nützlich sein.
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Detektionsmittel 29a sind neben dem UV-Strahler 27a im Pumpendeckel 13 angeordnet, und ragen wie dieser durch ein Loch darin. Sie können als vorgenannte optische bzw. Lichtsensoren ausgebildet sein. Weitere Detektionsmittel 29b sind neben dem UV-Strahler 27b am Totwasserbereich 25a angeordnet. Sie bilden mit diesem eine Baueinheit bzw. eine Baugruppe 30, die als eigenständig handhabbares Bauteil hergestellt wird und dann im Ganzen an der Wandung des Totwasserbereichs 25a befestigt, beispielsweise festgeklebt. Nochmals weitere Detektionsmittel 29d sind neben dem UV-Strahler 27d am Totwasserbereich 25b angeordnet. Auch neben dem Lichtleiter 28 des UV-Strahler 27c könnten weitere Detektionsmittel vorgesehen sein, beispielsweise ebenfalls mit einem Lichtleiter. Dies ist leicht vorstellbar.
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Am Totwasserbereich 25b ist eine Abgabevorrichtung 32 angeordnet, vorteilhaft an einer Wand 33 bzw. einer entsprechenden Öffnung 34 darin, die sie dicht verschließt. Dies ist in 3 vergrößert und im Detail dargestellt und wird nun näher erläutert. Die Abgabevorrichtung 32 weist einen Mischbehälter 35 auf, der sozusagen in die Öffnung 34 eingesetzt und darin befestigt ist, vorteilhaft eingeklebt. Zum Totwasserbereich 25b hin ist eine Membran 36 vorgesehen, die eingangs erläutert worden ist. Oben an dem Mischbehälter 35 ist ein Vorrat 37a für Markierungsmittel 38 angeordnet, beispielsweise in Form von vorgenannten Quantendots, die in einer Flüssigkeit gelöst sind oder pulverförmig sind. Verbunden sind Mischbehälter 35 und Vorrat 37a durch ein kleines Loch. Durch dieses kann Markierungsmittel 38 in den Mischbehälter austreten, und zwar in einer Dosierung bzw. Menge, die durch die Größe des Lochs bestimmbar sind. In dem Mischbehälter vermischt sich die geringe Menge an Markierungsmittel 38 dann mit Wasser aus dem Totwasserbereich 25b, welches durch die Membran 36 eingedrungen ist. Dabei gelangt auch Markierungsmittel 38 durch die Membran 36 nach außen in den Totwasserbereich 25b, so dass damit dann Bakterien oder sonstige Verunreinigungen im Totwasserbereich 25b markiert werden können. Mittels des UV-Strahlers 27d oder einer anderen Beleuchtung können diese dann sichtbar gemacht werden, so dass sie mittels der Detektionsmittel 29d erkannt werden können. Dabei kann auch ihre Menge erkannt werden bzw. ob ein bestimmter für diesen Bereich vorgegebener Schwellwert überschritten wird, der durch die Intensität bestimmt wird, mit dem die an den Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen anhaftenden Markierungsmittel 38 nach Aktivierung durch Bestrahlung leuchten. Abhängig von der erkannten Menge bzw. abhängig von der Intensität des vorgenannten Leuchtens kann dann eine Bestrahlung mit UV-Licht vorgenommen werden, und zwar entweder kurz und stark oder lang und schwächer. Es kann dabei ein Regelkreis aufgebaut werden wie eingangs erläutert, so dass die Bestrahlung mit UV-Licht auch eingestellt wird, wenn der Schwellwert wieder unterschritten wird. Damit kann die belastende und materialermüdende UV-Strahlung auf das notwendige Minimum beschränkt werden.
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Die Menge an Markierungsmittel 38 im Vorrat 37a ist so bemessen, dass sie bei permanenter Zugabe reicht für die durchschnittliche zu erwartende Lebensdauer der Pumpe bzw. eines damit versehenen Haushaltsgeräts, also beispielsweise für zehn oder zwanzig Jahre. Deswegen sollte die Abgabemenge an Markierungsmittel 38 auch sehr gering sein. Es ist aus der 1 auch zu erkennen, dass ein Nachfüllen des Vorrats 37a kaum praktikabel möglich ist. Bei einer Lebensdauer von 10 bis 20 Jahren kann es vorteilhaft sein, dass die Markierungsmittel gekapseit sind und damit diese lange Dauer überstehen und wirksam bleiben. Ggf. kann eine solche Kapselung durch Temperatur und/oder UV-Licht geöffnet werden bzw. die Markierungsmittel sozusagen aktiviert werden für ihre Markierungsfunktion.
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In der 4 ist eine Spülmaschine 40 als erfindungsgemäßes Haushaltsgerät dargestellt. Es weist eine Spülkammer 42 als Behandlungsraum auf und eine Wasserführung, die aus der Spülkammer 42 kommt, durch die Pumpe 11 geht und dann wieder in die Spülkammer 42 führt. Links weist die Spülmaschine 40 eine Tür 45 auf, in der nicht dargestellt Einfüllöffnungen für Klarspüler und Spülmittel vorhanden sind. In der Tür ist auch ein Vorrat 37b für Markierungsmittel vorgesehen. Vom Vorrat 37b führt eine Leitung 47 zu einem Abgabeventil 48, das wiederum mit der Wasserführung 43 verbunden ist. Das Abgabeventil 48 steuert also die Abgabe der Markierungsmittel in die Wasserführung 43 und somit auch in die Pumpe.
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Das Abgabeventil 48 wiederum wird von einer Steuerung 50 angesteuert, welche vorteilhaft eine Steuerung für die gesamte Spülmaschine 40 ist und auch deren sonstige Funktionen steuert, unter anderem auch der Pumpe 11. Während also die vorbeschriebene Abgabevorrichtung 32 gemäß 3 keine Zufuhr an Markierungsmittel aufweist, kann hier am Vorrat 37b nachgefüllt werden. Die Zugabe des Markierungsmittels kann hier aufgrund des Abgabeventils 48 auch gesteuert erfolgen.
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Zur Überprüfung, ob im Wasserkreislauf 43 Bakterien oder sonstige Verunreinigungen vorhanden sind, die aus der Pumpe 11 kommen, kann die Steuerung 50 zu einem geeigneten Zeitpunkt des Betriebs der Spülmaschine, beispielsweise zu Beginn eines Klarspülvorgangs, über das Abgabeventil 48 Markierungsmittel 38 in die Wasserführung 43 einspeisen. Durch das Fördern des Wassers gelangen die Markierungsmittel in die Pumpe 11. Dort können sie an Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen anhaften bzw. diese markieren, so dass sie optisch erkennbar sind, insbesondere wenn sie angeleuchtet werden. Sie können beispielsweise fluoreszieren bzw. phosphoreszierend leuchten. Dann kann mittels der Detektionsmittel 29a oder 29b erkannt werden, wie viele Bakterien oder sonstige Verunreinigungen vorhanden sind bzw. ob ein Wert, der ihre Menge anzeigt, über einem bestimmten Schwellwert liegt. Ist dies der Fall werden die UV-Strahler 27 aktiviert zum Abtöten der Bakterien bzw. zum Desinfizieren oder Beseitigen der sonstigen Verunreinigungen. Vorteilhaft werden diejenigen UV-Strahler 27 zur Desinfektion bzw. Reinigung aktiviert, die in den Bereich strahlen, in dem die dort vorhandenen Detektionsmittel 29 eine zu hohe Menge an Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen erfasst haben. Es wird also nur bedarfsweise mit UV-Licht bestrahlt.
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Dabei erfassen die Detektionsmittel 29a oder 29b weiterhin, vorteilhaft in kurzen Intervallen im Bereich zwischen 5 Sekunden und 60 Sekunden, die Menge an Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen. Sinkt diese wieder unter den Schwellwert so werden die entsprechenden oder alle UV-Strahler wieder abgeschaltet. Ein kurzzeitiges Aktivieren der UV-Strahler zum Beleuchten der markierten Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen zählt nicht in diesem Sinne.
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Ähnlich kann auch im Totwasserbereich 25a vorgegangen werden. Hier findet immerhin noch so viel Wasseraustausch mit der Pumpenkammer 14 statt, dass auch Markierungsmittel, zumindest in geringer Menge, hinein gelangen. Diese können dort evtl. vorhandene Bakterien oder sonstige Verunreinigungen markieren und somit für die Detektionsmittel 29b erkennbar machen. Eine Aktivierung der UV-Strahlers 27b im Totwasserbereich 25a sollte nur von dem Wert für die Menge an Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen abhängen, die dort detektiert worden ist. Lediglich für den Totwasserbereich 25b erfolgt die Markierung anders, der Betrieb des dortigen UV-Strahlers 27c aber nach gleichen Erwägungen.
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Wird ein Ausfall der Detektionsmittel 29 erkannt oder ist das Markierungsmittel 38 ausgegangen so kann vom vorbeschriebenen geregelten Vorgehen auf eine Aktivierung der UV-Bestrahlung in gewissen Intervallen bzw. mit vorgegebenen Dauern umgestellt werden, beispielsweise entsprechend einer durchschnittlichen Häufigkeit und Intensität wie zuvor beim geregelten Vorgehen.
