DE19822704A1 - Gasabscheidene Brauchwasser-Zirkulationspumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zirkulationspumpe für die Warmwasserinstallation eines Wohnhauses.

Wird Brauchwasser durch Wasserentnahme aus der Warmwasserleitung entspannt, so tritt bis zur Entspannung gelöstes Gas aus. Auch führt Erwärmung zur Abscheidung von im Wasser gelösten Gasen. Dieses Gas wird nur dann über die Zirkulationsleitung mit dem Wasserstrom wieder in den Warmwassererzeuger zurückgefördert, wenn die Zir­ kulationsleitung direkt in den Warmwassererzeuger führt. Dies erfordert jedoch einen Eintrittsstutzen im unteren Bereich des Warmwassererzeugers. Wandern größere Bla­ sen in der Zirkulationsleitung bis zur Pumpe, so führt dies zum Blockieren der Strömung, sobald die in den Saugmund des Pumpenläufers zentripedierte Gasmenge bis auf die Größe der Läufereintrittsöffnung angewachsen ist. Bei Warmwassererzeugern, die einen seitlichen Eintrittsstutzen nicht aufweisen, kann die Rückspeisung nur durch das Tauch­ rohr erfolgen. Im vertikal verlaufenden Tauchrohr erhitzt sich der Zirkulationswasser­ strom wobei auch Gas austritt, welches eine Gassäule bildet, die sich schließlich bis ans Pumpenlaufrad fortsetzen kann. Diese Gassäule führt ebenfalls zur Unterbrechung der Förderung. Da sich Gasausscheidungen im Zentrum von rotierenden Elementen sam­ meln, führen sie auch zum Trockenlauf bei wassergeschmierten Lagern, was dann zum Blockieren führen kann.

Zur Vermeidung einer Förderungsunterbrechung und Motorblockierung sieht die Erfin­ dung Konfigurationen vor, durch die sichergestellt wird, daß in oder hinter der Pumpe austretendes Gas nach außen abgeleitet wird.

Die Erfindungsmerkmale sind:

• a) ein Beruhigungsraum für die Strömung, über den in diesem Raum sich abscheiden­ des Gas nach außen geleitet wird,
• b) ein exzentrisch zur Rotationsachse liegender Strömungskörper, der in den ansaug­ seitigen Bereich des Schaufelrades hineinragt und der in Verbindung mit einer ex­ zentrisch zur Rotationsachse liegenden Bohrung die Separierung von Gasblasen im Laufrad vermeidet,
• c) eine Kapillare, die den Spiralraum um das Schaufelrad mit dem Beruhigungsraum verbindet,
• d) Antrieb durch einen wellenlosen Motor.

Das Wasser tritt in einen nach oben geschlossenen Raum ein, der mit einem Gasab­ scheider, z. B. einem Schwimmerabscheider kommuniziert. Danach gelangt der Zirkula­ tionsstrom in einen tiefer liegenden Kanal mit einer exzentrisch zur Läuferachse liegen­ den Bohrung, die im Saugmund des Pumpenläufers liegt. Neben dieser Bohrung ist ein zylindrischer Strömungskörper angeordnet, der in den Saugmund des Pumpenläufers hineinreicht. Dieser bewirkt, daß sich der Laufradwirbel exzentrisch verlagert, wodurch im Fliehkraftfeld austretende Gasblasen mit in den druckseitigen Raum des Pumpenge­ häuses gelangen. Über eine enge Bohrung, die den Spiralkanal mit dem saugseitig lie­ genden Beruhigungsraum verbindet, gelangen diese Blasen zu einem Gasabscheider.

Da der Förderstrom im Tauchrohr des Warmwasserbereiters erwärmt wird, treten erneut Blasen aus. Diese wandern entgegen der Strömungsrichtung des Wassers zum druck­ seitigen Stutzen der Pumpe, die ein Rückschlagventil enthält. Dieses ist so ausgebildet, daß der Zirkulationswasserstrom durch die Pumpe strömen kann, daß aber Gas in ent­ gegengesetzter Richtung in die Pumpe strömen kann.

Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden:

Fig. 1 zeigt eine Installation mit der erfindungsgemäßen Pumpe.

Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Pumpe mit vertikaler Achse.

Fig. 2a zeigt die Eintrittsplatte.

Fig. 2b zeigt einen Schnitt durch den Austrittsstutzen.

Fig. 1 zeigt den Warmwasserkreislauf mit dem Warmwassererzeuger 1, der isolierten Verteilerleitung 2, der isolierten Zirkulationsleitung 3 und der Zirkulationspumpe 4, deren Druckseite mit dem Tauchrohr 5 kommuniziert. Mit der Pumpe 4 ist ein Schwimmerent­ lüfter 6 verbunden.

Konstruktionsbeschreibung

Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Zirkulationspumpe. Der Motor 20 weist ent­ weder nach unten oder er liegt horizontal. Das Pumpengehäuse 21 mit dem Eintrittsstut­ zen 22 und dem Austrittsstutzen 23 weist einen größeren Beruhigungsraum 24 auf, in dem Gasblasen aufsteigen können. Die Gasaustrittsöffnung 25 befindet sich in einem Bereich, der sowohl bei vertikal verlaufender Rotationsachse 27 als auch bei um die Rohrachse 28 verschwenkter Einbaulage am höchsten liegt. Diese Öffnung 25 ist mit einem Schwimmerentlüfter 6 verbunden, der um die Achse der Öffnung 25 verschwenk­ bar ist, also in vertikale Position gebracht werden kann. Der Wasserstrom gelangt da­ nach durch einen Kanal 29 in die Bohrung 30, die durch eine Eintrittsplatte 31 abge­ schlossen ist. Diese Eintrittsplatte 31 weist eine Bohrung 32 auf, deren Achse 33 parallel zur Rotationsachse 27 verläuft und zu dieser um den Abstand 33a exzentrisch versetzt ist. Durch die Bohrung 32 gelangt die Durchsatzströmung in den Saugmund 39 des Pumpenlaufrades 35. An die Bohrung 32 schließt ein Strömungskörper 36 an, der in den Saugmund 39 hineinragt. Das Pumpenlaufrad 35 ist von einem Ringkanal 37 umgeben, der beginnend beim Austrittsstutzen 23 sich auf einer Wendelfläche vertieft. Der tiefste Bereich 37A kommuniziert mit dem Austrittsstutzen 23 und über eine Bohrung 38 von engem Querschnitt mit dem Beruhigungsraum 24. Im Eintrittsstutzen 22 ist ein Kugel­ ventil 34 angeordnet. Im Austrittsstutzen 23 befindet sich eine Kugel 40, deren Raum­ gewicht sich von dem des Wassers unterscheidet. Die Kugel 40 ist zwischen dem Ven­ tilsitz 41 und einer flüssigkeitsdurchlässigen Barriere 42 eingeschlossen und läßt den Rezirkulationsstrom in Richtung zum Warmwassererhitzer 1 sowie Gasblasen in entge­ gengesetzter Richtung durchtreten, so lange sie exzentrisch zur Rohrachse 28 liegt.

In Fig. 2a ist die Eintrittsplatte 31 vergrößert gezeigt, die Bezugszeichen sind mit denen der Fig. 2 identisch.

Fig. 2b zeigt die Ruhelage der Kugel 40 im Druckstutzen 23 sowie die Barriere 42.

Funktionsbeschreibung

Die erfindungsgemäße Pumpe ist in der Zirkulationsleitung 3 eingebunden, und liegt be­ vorzugt nahe am Warmwassererzeuger 1. Der Zirkulationsstrom gelangt in den Beruhi­ gungsraum 24, wo bereits ausgetretene Gasblasen durch den Schwimmerentlüfter 6 nach außen gelangen. Danach strömt das Wasser durch den Kanal 29 in das Sackloch 30 und von dort durch eine exzentrische Bohrung 32 in der Eintrittsplatte 31 in den Saugmund 39 des Pumpenlaufrades 35. Auf der Eintrittsplatte 31 befindet sich außerdem ein Strömungskörper 36, der in den Saugmund 39 hineinragt und der im Zu­ sammenwirken mit der exzentrisch eintretenden Durchsatzströmung zu einem exzen­ trisch liegenden Laufradwirbel führt. Die vor allem unter Fliehkrafteinwirkung austreten­ den weiteren Gase werden am konzentrischen Zentripedieren gehindert und gelangen mit der Durchsatzströmung in den sich axial entwickelnden Spiralkanal 37. Am Ende 37A des Spiralkanals gelangen die Gasblasen in den Beruhigungsraum 24, von wo sie in den Schwimmerentlüfter 6 austreten. Der Durchsatzstrom tritt in den Austrittsstutzen 23 ein und wird dann in das Tauchrohr 5 gefördert. Dort erfolgt eine Temperaturzunah­ me, die ihrerseits auch den Austritt bis dahin gelöster Gase nach sich zieht. Diese Gase wandern zur höhergelegenen Pumpe 4. Die exzentrisch im Austrittsstutzen liegende Ku­ gel 40 läßt diese Gase entgegen der Durchströmungsrichtung in Richtung zum Spiralka­ nal 37 durchtreten, wo sie durch die Bohrung 38 in den Beruhigungsraum 24 gelangen.

Soll die Pumpe von Kalkbildung befreit werden, so muß der Motor 20 vom Pumpenge­ häuse 21 abgeschraubt werden. Damit die Zirkulationsleitung abgeschlossen wird, wird das Kugelventil 34 geschlossen. Der Druckstutzen wird dadurch geschlossen, daß die Kugel 40 durch den Wasserdruck auf den Ventilsitz 41 gepreßt wird.

Die Öffnung 25 ist so angeordnet, daß der Schwimmerentlüfter 6 so verschwenkt wer­ den kann, daß er sowohl bei vertikaler als auch bei horizontaler Rotationsachse 27 nach oben weist.

Claims (5)

1. Brauchwasserzirkulationspumpe mit einem Elektromotor, der einen Pumpenläufer antreibt und mit einem Pumpengehäuse mit Eintritts- und Austrittsstutzen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale,

• a) das Pumpengehäuse (21) weist einen Beruhigungsraum (24) auf, der unterhalb einer nach außen führenden Öffnung (25) liegt,
• b) der am höchsten liegende Bereich des Pumpengehäuses (21) kommuniziert mit einem Schwimmerentlüfter (6),
• c) der Pumpenläufer-Saugmund (39) bildet einen engen Spalt mit einer Eintrittsplatte (31), die eine exzentrisch zur Rotationsachse (27) liegende Bohrung (32) aufweist,
• d) auf der Eintrittsplatte (31) befindet sich ein Strömungskörper (36), der in den Pumpenläufer-Saugmund (39) hineinragt und der exzentrisch zur Rotationsachse (27) verläuft,
• e) das Pumpenlaufrad (35) ist von einem Spiralkanal (37) umgeben, der sowohl mit dem Austrittsstutzen (23) als auch mit dem Beruhigungsraum (24) kommuniziert,
• f) im Druckstutzen (23) befindet sich eine Kugel (40),
• g) ein Ventilsitz (41) und eine flüssigkeitsdurchlässige Barriere (42) begrenzen die axiale Bewegungsfreiheit der Kugel (40),
• h) der Querschnitt der Austrittsstutzen-Bohrung ist im Raum, in dem sich die Kugel (40) befindet, wesentlich größer, als der Querschnitt der Kugel (40).

2. Brauchwasserzirkulationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenläufer (35) in an sich bekannter Weise auf einer Kugel gelagert vom Magnetfeld des Motorstators (20) angezogen und angetrieben wird.

3. Brauchwasserzirkulationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralkanal (37) über mehrere Bohrungen mit dem Beruhigungsraum (24) kommuniziert.

4. Brauchwasserzirkulationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmerentlüfter (6) verschwenkbar zum Pumpengehäuse (21) angeordnet ist.

5. Brauchwasserzirkulationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumgewicht der Kugel (40) vom Raumgewicht des Wassers verschieden ist.