EP2754900B1 - Impellerpumpe mit Heizeinrichtung - Google Patents
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- EP2754900B1 EP2754900B1 EP13199635.7A EP13199635A EP2754900B1 EP 2754900 B1 EP2754900 B1 EP 2754900B1 EP 13199635 A EP13199635 A EP 13199635A EP 2754900 B1 EP2754900 B1 EP 2754900B1
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- pump
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/586—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps
Definitions
- the invention relates to an impeller pump for conveying a medium.
- an annular pump chamber is provided with a circular cylindrical shape, which surrounds an inlet in the pump chamber and arranged in the pump chamber impeller, wherein an outer wall of the pump chamber is formed by a heating device.
- an outlet from the pump chamber is provided, from which the heated and conveyed medium emerges.
- Another impeller pump is out of the DE 102011003464 A1 known. Again, an outer wall of a pump chamber is formed by a heater which is tubular and straight. At the end portions, the heater may have widenings or beads for improved sealing engagement.
- the invention has for its object to provide an impeller pump mentioned above, can be eliminated with the problems of the prior art and it is particularly possible to improve a heating of a pumped by the impeller medium.
- the impeller pump has a pump housing with a pump chamber, inlet and outlet.
- an impeller is provided in the conveying path of the medium behind the inlet and in front of the outlet.
- a tubular heating device is provided for heating the conveyed medium, which forms at least part of an outer wall of the pump chamber.
- the impeller is arranged on or above a pump chamber floor.
- the pump chamber extends annularly around the impeller and away from the pump chamber bottom, advantageously along the axial direction or the longitudinal center axis.
- the outlet is arranged on a region of the pump chamber facing away from the pump chamber bottom in this axial direction of the impeller pump.
- the cross-sectional area of the pump chamber is reduced in the axial direction of the longitudinal center axis of the impeller pump away from the pump chamber bottom toward the outlet or toward the outlet.
- This reduction in the cross-sectional area of the pump chamber increases the flow rate of the pumped medium downstream or toward the outlet. So on the one hand overheating of the heater can be avoided.
- the conveyed medium can be heated as well as possible. According to the invention, this is achieved in that the heating device is conically tapered away from the pump chamber bottom and thus causes the reduction of the cross-section or the cross-sectional area.
- the cross-sectional area of the pump chamber in the axial direction or along the longitudinal central axis of the impeller pump away from the pump chamber bottom toward the outlet monotonically decrease. More preferably, it can be strictly monotonically reduced, so it has a steadily decreasing cross-section.
- the reduction can be achieved by an inclined wall of the pump chamber, namely inner wall and / or the outer wall.
- An angle of the oblique wall of the pump chamber to the longitudinal central axis of the impeller pump can be low, advantageously ranging from 3 ° to 25 °, particularly advantageously from 5 ° to 15 °.
- At least the outer wall of the pump chamber is so inclined or inclined inwards with a corresponding angle.
- the heater or the outer wall the pump chamber rotationally symmetrical to the longitudinal central axis. So a favorable shape for an advantageous flow is achieved. Furthermore, such a good manufacturability is given.
- an outer wall can extend obliquely to the longitudinal center axis or causes the reduction of the cross-sectional area of the pump chamber, but also a radially inner inner wall of the pump chamber can be made obliquely. In this case, it is advantageously tilted outwards for an even smaller cross-sectional area.
- An angle can lie here in an aforementioned range.
- the inner wall of the pump chamber is straight, so that it runs parallel to the longitudinal center axis of the impeller pump.
- the cross section formed by her or her radius should be the same, this should also apply to their shape.
- a surface power of the heating can remain the same, so that less heating power is generated overall in this area because of the reduced area.
- the area performance may increase, advantageously by 5% to 25% or even 50%. It can be provided, for example, that in the axial direction of the pump, a power per unit height remains approximately the same for the heater. So there is also near the outlet from the pump chamber before an increased area performance and thus because of the increased flow rate here, the pumped medium is heated even more.
- the heater may extend from the bottom of the pump chamber to just before the axial height of the outlet. It projects beyond the impeller advantageous at least in the axial direction to the outlet, advantageously by a multiple of the height of the impeller. In the axial direction away from the outlet, the heater may also slightly project beyond the impeller, but here advantageously only slightly. In particular, a heating or a heating element of the heating device in this direction should only project slightly beyond the impeller, since in this area the delivery of medium is less.
- the heating device or a heating or a heating element of the heating device should at least circulate around the largest part of the pump chamber. This is advantageous at least 70%, particularly advantageous it runs completely.
- the term heating device is understood to mean both a carrier and a heating arranged on it or one or more heating elements.
- a heating of the heating device is provided on a surface or distributed over a surface, for example in tracks or in fields.
- one or more heating elements may be provided, which, however, the person skilled in the art knows from the prior art and which are advantageously thin-film or thick-film heating elements.
- the heating should be provided on the side of the heater outside the pump chamber. So corrosion problems and insulation problems are avoided or are less and an electrical connection is easier.
- the inlet may extend into the pump chamber until just before the impeller. It can work at less than 50% of the height of the pump chamber in the axial direction, for example at about 20% or 30% to 40%. Thus, the inlet is just close to the impeller.
- the pump chamber has essentially only the one hand on the area in which the impeller runs or needs the impeller, and on the other hand, the area which extends around the annular ring around the impeller and in the conveying path of the medium adjoins this.
- an impeller pump 11 according to the invention is shown in a sectional side view.
- the pump 11 has a pump housing 12 with a pump chamber 13.
- An inlet 15 leads centrally into the pump chamber 13 and an outlet 16 at the upper edge out. It can be seen that the inlet 15 is aligned axially with the dashed longitudinal center axis 17, while the outlet 16, as well as the plan view of the Fig. 3 shows, perpendicular thereto or tangent to the rotating pump chamber 13.
- the pump chamber 13 is substantially of an outer wall 19 and an inner wall 20 and of Limits a pump chamber bottom 21 down. It can also be seen that the height of the pump chamber 13 in the axial direction about four to six times the width of the pump chamber 13 close to the pump chamber bottom 21, in the radial direction, has.
- an impeller 23 rotates, which extends almost to the inlet 15, wherein it is driven by a motor shaft 24 by a pump motor, not shown.
- the direction of rotation of the impeller 23 is in the Fig. 3 counterclockwise and in the Fig. 1 left of the impeller 23 out of the plane and right into the plane, as represented by corresponding symbols.
- the structure of the pump 11 substantially corresponds to the above-mentioned prior art in the form of EP 2150165 B1 ,
- To be conveyed and heated liquid, especially water in a dishwasher, washing machine or the like, is introduced to the inlet 15 along the longitudinal center axis 17 and discharged from the rotating impeller 23 in the radial direction, just above the pump chamber bottom 21.
- the liquid has a circulation direction in accordance with the direction of rotation of the impeller 23. At the same time, it continues to rise in the pump chamber 13 upwards, mainly along the outer wall 19, until finally, after several revolutions, advantageously three to ten revolutions, it is conveyed out to the outlet 16. In the pump chamber 13, it is heated. This is illustrated in each case by the three arrows, wherein the arrow in the pump chamber 13 shows only the movement component upwards and not the by far predominant component of movement in the direction of rotation in the pump chamber 13.
- the pump housing 12 is substantially rotationally symmetrical except for the outlet 16, that the cross section of the pump chamber 13, which is always the same along the circumferential direction at an axial height, tapers from the pump chamber bottom 21 and from the impeller 23 and toward the outlet 16.
- the width of the pump chamber 13 at the top below the apex point or shortly before the outlet 16 is only about 40% of the width at the level of the impeller 23. This is thus a significant reduction in the cross-sectional area of the pump chamber 13.
- the inner wall 20 is perpendicular to the plane of the pump chamber bottom 21, and the angle ⁇ between its course and the perpendicular to the pump chamber bottom 21 and to the longitudinal central axis 17 is 0 °.
- the inner wall 20 is also straight.
- the inner wall 20 is integrally formed with the inlet 15 and the upper, quasi designed as a lid region of the pump housing 12, from which also the outlet 16 in one piece.
- This part is advantageously made of plastic.
- the largest portion of the outer wall 19 is formed as a heater 26, as it is in principle also of the outer wall of the EP 2150165 B1 is known. However, there is the heater just round cylindrical and straight, so with a constant cross-sectional area, which is just not the case here.
- the left in the Fig. 1 shown heating device 26 has a support as part of the outer wall 19, which advantageously consists of metal or is a stainless steel. It is on its outside, as again known from the prior art, at least partially provided with an insulation, on which in turn heating elements are applied.
- heating elements 28a to 28e which are designed, for example, as substantially circumferential resistance paths, advantageously in a thick-film heating elements. They can be electrically connected in parallel with each other. It can be seen that the width of the heating elements 28 decreases away from the pump chamber bottom 21 to the outlet 16 and thus increases the heat generation upwards.
- a heating device 26 'with a flat heating element 28' is shown. This should be illustrated above all that here, unlike on the left side, the area performance in the direction away from the pump chamber bottom 21 for the heater 26 'remains the same.
- the main technical effect of the reduction of the cross-sectional area or the taper of the pump chamber 13 from bottom to top is that here the flow velocity is increased. This favors a heat dissipation from the heater 26. Especially in connection with the heating device 26 shown on the left with increasing surface area of the heating, this is advantageous. Thus, a better heating of the pumped medium or the conveyed liquid can be achieved without local overheating of the heater 26th
- the outer wall 19 above the heating device 26 is formed by the plastic part of the pump housing 12.
- a sealed connection between these two parts is easy to realize for the expert, for example by means of rubber seals.
- the heater 26 could be led even higher, but then there are design problems because of the outlet 16.
- a seal also take place between the lower region of the heating device 26 or 26 'and the pump chamber bottom 21.
- a pump housing 112 is provided with a pump chamber 113, as well as an inlet 115, an outlet 116 and a dashed longitudinal center axis 117.
- An outer wall 119 is in turn inclined to the longitudinal central axis 117 and to a pump chamber bottom 121.
- the angle ⁇ ' is less than in Fig. 1 and advantageously only 5 °.
- an inner wall 120 of the pump housing 112 is inclined, obliquely outwards.
- An angle ⁇ 'here is also 5 ° corresponding to the angle ⁇ ', although this need not be mandatory.
- a pump chamber 113 with a reduced cross-sectional area in the direction away from the pump chamber bottom 121, ie, an upwardly tapered pump chamber 113 is also produced as a result.
- heating device 126 As the major part of the outer wall 119 of the pump chamber 113, only a flat heating element 128 is generally shown. For this heating element 128, the same design possibilities as in the Fig. 1 apply or even more.
- the plan view of the pump 11 according to Fig. 1 in the Fig. 3 is to illustrate, in essence, to what extent the pump 11 and the pump housing 12 without the outlet 16 is rotationally symmetrical, so circular. This applies above all to the outer wall 19 and the inner wall 20. However, this rotational symmetry does not necessarily have to be, and it is simple and advantageous for the production of the pump, in particular as regards the production of the heating device 26 as an essential part of the outer wall 19.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Impellerpumpe zur Förderung eines Mediums.
- Aus der
EP 2150165 B1 ist es bekannt, eine solche Impellerpumpe für eine Verwendung in einer Geschirrspülmaschine hochintegriert auszubilden. Dabei ist eine ringförmige Pumpenkammer mit kreisrunder zylindrischer Form vorgesehen, die einen Einlass in die Pumpenkammer sowie einen in der Pumpenkammer angeordneten Impeller umgibt, wobei eine Außenwandung der Pumpenkammer von einer Heizeinrichtung gebildet ist. Am von dem Impeller entfernten Ende der Pumpenkammer bzw. an einem oberen Rand oder Deckel des Pumpengehäuses ist ein Auslass aus der Pumpenkammer vorgesehen, aus dem das beheizte und geförderte Medium austritt. - Eine weitere Impellerpumpe ist aus der
DE 102011003464 A1 bekannt. Auch hier wird eine Außenwandung einer Pumpenkammer von einer Heizeinrichtung gebildet, die rohrförmig und gerade ausgebildet ist. An den Endbereichen kann die Heizeinrichtung Aufweitungen oder Sicken für eine verbesserte Dichtverbindung aufweisen. - Aus der nicht vorveröffentlichten
EP 2677178 A2 ist eine nochmals weitere Impellerpumpe bekannt mit einer rundzylindrischen Heizeinrichtung, die eine Außenwandung einer Pumpenkammer bildet. Bei dieser Heizeinrichtung sind auch die Endbereiche gerade ausgebildet. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Impellerpumpe zu schaffen, mit der Probleme des Stands der Technik ausgeräumt werden können und es insbesondere möglich ist, ein Aufheizen eines von der Impellerpumpe geförderten Mediums zu verbessern.
- Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Impellerpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
- Es ist vorgesehen, dass die Impellerpumpe ein Pumpengehäuse mit einer Pumpenkammer, Einlass und Auslass aufweist. In der Pumpenkammer ist ein Impeller im Förderweg des Mediums hinter dem Einlass und vor dem Auslass vorgesehen. Des Weiteren ist eine rohrförmig ausgebildete Heizeinrichtung zum Aufheizen des geförderten Mediums vorgesehen, die zumindest einen Teil einer Außenwandung der Pumpenkammer bildet. Der Impeller ist dabei an bzw. über einem Pumpenkammerboden angeordnet. Die Pumpenkammer erstreckt sich davon ausgehend ringförmig um den Impeller und von dem Pumpenkammerboden weg, vorteilhaft entlang der axialen Richtung bzw. der Längsmittelachse. Der Auslass ist an einem in dieser axialen Richtung der Impellerpumpe gesehen von dem Pumpenkammerboden weg weisenden Bereich der Pumpenkammer angeordnet. Dies bedeutet, dass das zu fördernde und aufzuheizende Medium durch den Einlass in die Pumpenkammer eintritt, von dem Impeller bewegt bzw. gefördert wird in die Pumpenkammer hinein und an der Heizeinrichtung entlang. Dann tritt das geförderte und aufgeheizte Medium zum Auslass aus der Pumpenkammer und der gesamten Impellerpumpe aus.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich die Querschnittsfläche der Pumpenkammer in der axialen Richtung der Längsmittelachse der Impellerpumpe weg von dem Pumpenkammerboden hin zum Auslass bzw. in Richtung zum Auslass verringert. Durch diese Verringerung der Querschnittsfläche der Pumpenkammer wird die Strömungsgeschwindigkeit des geförderten Mediums stromabwärts bzw. in Richtung zum Auslass hin erhöht. So kann einerseits eine Überhitzung der Heizeinrichtung vermieden werden. Des Weiteren kann das geförderte Medium möglichst gut beheizt werden. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Heizeinrichtung konisch vom Pumpenkammerboden weg weisend verjüngt ausgebildet ist und so die Reduzierung des Querschnitts bzw. der Querschnittfläche bewirkt.
- In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann sich die Querschnittsfläche der Pumpenkammer in axialer Richtung bzw. entlang der Längsmittelachse der Impellerpumpe weg vom Pumpenkammerboden hin zum Auslass monoton verringern. Besonders bevorzugt kann sie sich streng monoton verringern, also weist sie einen stetig kleiner werdenden Querschnitt auf. Die Verringerung kann durch eine schräge Wand der Pumpenkammer erreicht werden, nämlich Innenwandung und/oder die Außenwandung. Ein Winkel der schrägen Wandung der Pumpenkammer zur Längsmittelachse der Impellerpumpe kann dabei gering sein, vorteilhaft von 3° bis 25° reichen, besonders vorteilhaft von 5° bis 15°.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest die Außenwandung der Pumpenkammer derart schräg gestellt bzw. nach innen geneigt mit einem entsprechenden Winkel. Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung bzw. die Außenwandung der Pumpenkammer rotationssymmetrisch zur Längsmittelachse. So ist eine günstige Form für eine vorteilhafte Strömung erreicht. Des Weiteren ist so eine gute Herstellbarkeit gegeben.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass nicht nur eine Außenwandung schräg zur Längsmittelachse verlaufen kann bzw. die Verringerung der Querschnittsfläche der Pumpenkammer bewirkt, sondern auch eine radial innere Innenwandung der Pumpenkammer kann schräg gestellt sein. Dabei ist sie vorteilhaft nach außen schräg gestellt für eine noch geringere Querschnittsfläche. Ein Winkel kann hier in einem vorgenannten Bereich liegen.
- Bevorzugt verläuft die Innenwandung der Pumpenkammer gerade, so dass sie also parallel zur Längsmittelachse der Impellerpumpe verläuft. Der von ihr gebildete Querschnitt bzw. ihr Radius sollte gleich sein, dies sollte auch für ihre Form gelten.
- Im verjüngten Bereich der Heizeinrichtung bzw. Wandung der Pumpenkammer kann eine Flächenleistung der Beheizung gleich bleiben, so dass in diesem Bereich insgesamt wegen der verringerten Fläche weniger Heizleistung erzeugt wird. Alternativ kann die Flächenleistung zunehmen, vorteilhaft um 5% bis 25% oder sogar 50%. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in axialer Richtung der Pumpe eine Leistung pro Höheneinheit in etwa gleich bleibt für die Heizeinrichtung. So liegt ebenfalls nahe dem Auslass aus der Pumpenkammer eine erhöhte Flächenleistung vor und somit wird wegen der hier erhöhten Strömungsgeschwindigkeit das geförderte Medium noch einmal mehr erhitzt.
- In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann sich die Heizeinrichtung vom Pumpenkammerboden bis kurz vor die axiale Höhe des Auslasses erstrecken. Dabei überragt sie den Impeller vorteilhaft zumindest in axialer Richtung hin zum Auslass, vorteilhaft um ein Mehrfaches der Höhe des Impellers. In axialer Richtung weg vom Auslass kann die Heizeinrichtung den Impeller ebenfalls etwas überragen, hier vorteilhaft jedoch nur geringfügig. Insbesondere sollte eine Beheizung bzw. ein Heizelement der Heizeinrichtung in dieser Richtung den Impeller nur geringfügig überragen, da in diesen Bereich hinein die Förderung von Medium geringer ist.
- Die Heizeinrichtung bzw. eine Beheizung oder ein Heizelement der Heizeinrichtung sollte mindestens um den größten Teil der Pumpenkammer umlaufen. Vorteilhaft sind dies mindestens 70%, besonders vorteilhaft läuft sie vollständig um. Dabei wird unter Heizeinrichtung sowohl ein Träger als auch eine darauf angeordnete Beheizung bzw. eines oder mehrere Heizelemente verstanden. Eine Beheizung an der Heizeinrichtung ist flächendeckend oder über eine Fläche verteilt vorgesehen, beispielsweise in Bahnen oder in Feldern. Hierzu können ein oder mehrere Heizelemente vorgesehen sein, die der Fachmann jedoch aus dem Stand der Technik kennt und die vorteilhaft Dünnschicht- oder Dickschichtheizelemente sind.
- Die Beheizung sollte an der außerhalb der Pumpenkammer liegenden Seite der Heizeinrichtung vorgesehen sein. So werden Korrosionsprobleme sowie Isolationsprobleme vermieden bzw. sind geringer und ein elektrischer Anschluss wird einfacher.
- In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Einlass bis kurz vor den Impeller in die Pumpenkammer hinein reichen. Er kann bei weniger als 50% der Höhe der Pumpenkammer in axialer Richtung enden, beispielsweise bei etwa 20% oder 30% bis 40%. Somit liegt der Einlass eben nahe am Impeller. Die Pumpenkammer weist im Wesentlichen nur einerseits den Bereich auf, in dem der Impeller läuft bzw. den der Impeller benötigt, und andererseits den Bereich, der sich ringartig um den Impeller herum erstreckt und sich im Förderweg des Mediums an diesen anschließt.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
-
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Pumpe mit einer durch eine konische Form einer Außenwandung verjüngten Pumpenkammer, -
Fig. 2 eine Abwandlung der Pumpe ausFig. 1 mit einer durch eine konische Form von Innenwandung und Außenwandung verjüngten Pumpenkammer und -
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Pumpe ausFig. 1 . - In der
Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Impellerpumpe 11 in geschnittener Seitenansicht dargestellt. Die Pumpe 11 weist ein Pumpengehäuse 12 auf mit einer Pumpenkammer 13. Ein Einlass 15 führt mittig in die Pumpenkammer 13 hinein und ein Auslass 16 am oberen Rand heraus. Es ist zu erkennen, dass der Einlass 15 axial mit der gestrichelt dargestellten Längsmittelachse 17 fluchtet, während der Auslass 16, wie auch die Draufsicht aus derFig. 3 zeigt, rechtwinklig dazu verläuft bzw. tangential zur umlaufenden Pumpenkammer 13. Die Pumpenkammer 13 wird im Wesentlichen von einer Außenwandung 19 und einer Innenwandung 20 sowie von einem Pumpenkammerboden 21 nach unten begrenzt. Es ist auch zu erkennen, dass die Höhe der Pumpenkammer 13 in axialer Richtung etwa das Vier- bis Sechsfache der Breite der Pumpenkammer 13 nahe am Pumpenkammerboden 21, und zwar in radialer Richtung, aufweist. - Knapp oberhalb des Pumpenkammerbodens 21 dreht sich ein Impeller 23, der bis knapp an den Einlass 15 reicht, wobei er über eine Motorwelle 24 von einem nicht dargestellten Pumpenmotor angetrieben wird. Die Drehrichtung des Impellers 23 ist dabei in der
Fig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn und in derFig. 1 links vom Impeller 23 aus der Zeichenebene hinaus und rechts in die Zeichenebene hinein, wie durch entsprechende Symbole dargestellt ist. Insoweit entspricht der Aufbau der Pumpe 11 im Wesentlichen dem eingangs genannten Stand der Technik in Form derEP 2150165 B1 . Zu fördernde und zu erhitzende Flüssigkeit, insbesondere Wasser in einer Geschirrspülmaschine, Waschmaschine odgl., wird zum Einlass 15 entlang der Längsmittelachse 17 eingebracht und von dem rotierenden Impeller 23 in radialer Richtung ausgebracht, und zwar knapp oberhalb des Pumpenkammerbodens 21. Die Flüssigkeit weist eine Umlaufrichtung entsprechend der Drehrichtung des Impellers 23 auf. Gleichzeitig steigt sie in der Pumpenkammer 13 immer weiter nach oben, hauptsächlich an der Außenwandung 19 entlang, bis sie schließlich nach mehreren Umdrehungen, vorteilhaft drei bis zehn Umdrehungen, zum Auslass 16 herausgefördert wird. In der Pumpenkammer 13 wird sie dabei erwärmt. Dies ist jeweils durch die drei Pfeile veranschaulicht, wobei der Pfeil in der Pumpenkammer 13 nur die Bewegungskomponente nach oben zeigt und nicht die weitaus überwiegende Bewegungskomponente in Umlaufrichtung in der Pumpenkammer 13. - Es ist zu erkennen, dass das Pumpengehäuse 12 gemäß
Fig. 3 im Wesentlichen bis auf den Auslass 16 rotationssymmetrisch ausgebildet ist, dass sich der Querschnitt der Pumpenkammer 13, der entlang der Umlaufrichtung auf einer axialen Höhe stets gleich ist, vom Pumpenkammerboden 21 bzw. vom Impeller 23 und hin zum Auslass 16 verjüngt. Insbesondere beträgt die Breite der Pumpenkammer 13 ganz oben unterhalb des Scheitelpunkts bzw. kurz vor dem Auslass 16 nur etwa 40% der Breite auf Höhe des Impellers 23. Dies ist also eine deutliche Verringerung der Querschnittsfläche der Pumpenkammer 13. Hier ist auch zu erkennen, dass die Innenwandung 20 rechtwinklig zur Ebene des Pumpenkammerbodens 21 steht, und der Winkel β zwischen ihrem Verlauf und der Senkrechten zum Pumpenkammerboden 21 bzw. zur Längsmittelachse 17 beträgt 0°. Die Innenwandung 20 verläuft auch gerade. - Die Außenwandung 19 verläuft ebenfalls gerade, steht aber mit einem Winkel α von etwa 10° zu der Senkrechten zum Pumpenkammerboden 21. Somit ist die Außenwandung 19 also um α = 10° nach innen gekippt bzw. schräg gestellt.
- Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Innenwandung 20 einstückig mit dem Einlass 15 ausgebildet ist sowie dem oberen, quasi als Deckel ausgebildeten Bereich des Pumpengehäuses 12, von dem auch der Auslass 16 einstückig abgeht. Dieses Teil ist vorteilhaft aus Kunststoff gefertigt. Der größte Bereich der Außenwandung 19 ist als Heizeinrichtung 26 ausgebildet, wie es zwar grundsätzlich auch von der Außenwandung der
EP 2150165 B1 bekannt ist. Allerdings ist dort die Heizeinrichtung eben rundzylindrisch und gerade ausgebildet, also mit konstanter Querschnittsfläche, was hier eben nicht der Fall ist. Die links in derFig. 1 dargestellte Heizeinrichtung 26 weist einen Träger als Teil der Außenwandung 19 auf, der vorteilhaft aus Metall besteht bzw. ein Edelstahl ist. Er ist an seiner Außenseite, wie wiederum aus dem Stand der Technik bekannt ist, zumindest teilweise mit einer Isolierung versehen, auf welche wiederum Heizelemente aufgebracht sind. Bei der links dargestellten Heizeinrichtung 26 sind dies Heizelemente 28a bis 28e, die beispielsweise als weitgehend umlaufende Widerstandsbahnen ausgebildet sind, vorteilhaft in einem Dickschicht-Heizelemente. Sie können parallel zueinander elektrisch angeschlossen sein. Es ist zu erkennen, dass die Breite der Heizelemente 28 vom Pumpenkammerboden 21 weg zum Auslass 16 hin abnimmt und somit die Wärmeerzeugung nach oben zunimmt. - Rechts in der
Fig. 1 dargestellt ist eine Heizeinrichtung 26' mit einem flächigen Heizelement 28'. Dadurch soll vor allem veranschaulicht werden, dass hier, anders als auf der linken Seite, die Flächenleistung in Richtung weg vom Pumpenkammerboden 21 für die Heizeinrichtung 26' gleich bleibt. - Die hauptsächliche technische Wirkung der Verringerung der Querschnittsfläche bzw. der Verjüngung der Pumpenkammer 13 von unten nach oben besteht darin, dass hier die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird. Dies begünstigt eine Wärmeabnahme von der Heizeinrichtung 26. Gerade im Zusammenhang mit der links dargestellten Heizeinrichtung 26 mit nach oben zunehmender Flächenleistung der Beheizung ist dies von Vorteil. So kann eine bessere Beheizung des geförderten Mediums bzw. der geförderten Flüssigkeit erreicht werden ohne lokale Überhitzung der Heizeinrichtung 26.
- Es ist zu erkennen, dass die Außenwandung 19 oberhalb der Heizeinrichtung 26 von dem Kunststoffteil des Pumpengehäuses 12 gebildet wird. Ein abgedichteter Anschluss zwischen diesen beiden Teilen ist für den Fachmann leicht zu realisieren, beispielsweise mittels Gummidichtungen. Zwar könnte die Heizeinrichtung 26 auch noch höher geführt werden, dann jedoch gibt es konstruktive Probleme wegen des Auslasses 16. In ähnlicher Form kann eine Abdichtung auch zwischen dem unteren Bereich der Heizeinrichtung 26 bzw. 26' und dem Pumpenkammerboden 21 erfolgen.
- In der vereinfacht dargestellten Abwandlung der Erfindung als Pumpe 111 gemäß
Fig. 2 ist wiederum ein Pumpengehäuse 112 mit einer Pumpenkammer 113 vorgesehen, ebenso wie ein Einlass 115, ein Auslass 116 und eine gestrichelt dargestellte Längsmittelachse 117. Eine Außenwandung 119 ist wiederum schräg gestellt zur Längsmittelachse 117 bzw. zu einem Pumpenkammerboden 121. Allerdings ist hier deutlich zu erkennen, dass der Winkel α' geringer ist als inFig. 1 und vorteilhaft nur 5° beträgt. Allerdings ist hier auch eine Innenwandung 120 des Pumpengehäuses 112 schräg geneigt, und zwar schräg nach außen. Ein Winkel β' beträgt hier ebenfalls 5° entsprechend dem Winkel α', wobei dies nicht zwingend sein muss. Dadurch entsteht als Ergebnis ebenfalls eine Pumpenkammer 113 mit in Richtung weg vom Pumpenkammerboden 121 verringerter Querschnittsfläche, also eine nach oben verjüngte Pumpenkammer 113. - Bezüglich der Heizeinrichtung 126 als Großteil der Außenwandung 119 der Pumpenkammer 113 ist lediglich allgemein ein flächiges Heizelement 128 dargestellt. Für dieses Heizelement 128 können dieselben Ausgestaltungsmöglichkeiten wie bei der
Fig. 1 gelten oder sogar noch weitere. - Die Draufsicht auf die Pumpe 11 gemäß
Fig. 1 , die in derFig. 3 dargestellt ist, soll im Wesentlichen veranschaulichen, inwiefern die Pumpe 11 bzw. das Pumpengehäuse 12 ohne den Auslass 16 rotationssymmetrisch ausgebildet ist, also kreisrund. Dies gilt vor allem für die Außenwandung 19 und die Innenwandung 20. Diese Rotationssymmetrie muss aber nicht unbedingt sein, wobei sie für die Herstellung der Pumpe einfach und vorteilhaft ist, insbesondere was die Herstellung der Heizeinrichtung 26 als wesentlicher Bestandteil der Außenwandung 19 betrifft.
Claims (14)
- Impellerpumpe (11, 111) zur Förderung eines Mediums, mit- einem Pumpengehäuse (12, 112) mit einer Pumpenkammer (13, 113) und einem Einlass (15, 115) und einem Auslass (16, 116) daran,- einem in der Pumpenkammer (13, 113) angeordneten Impeller (23, 123) im Förderweg hinter dem Einlass (15, 115) und vor dem Auslass (16, 116) und- einer Heizeinrichtung (26, 26', 126) zum Aufheizen des geförderten Mediums, wobei die Heizeinrichtung zumindest Teil einer Außenwandung (19, 119) der Pumpenkammer (13, 113) bildet,wobei der Impeller (23, 123) an einem Pumpenkammerboden (21, 121) angeordnet ist und sich die Pumpenkammer (13, 113) davon ausgehend ringförmig um den Impeller und von dem Pumpenkammerboden weg erstreckt, wobei der Auslass (16, 116) an einem in axialer Richtung der Impellerpumpe (11, 111) gesehenen von dem Pumpenkammerboden weg weisenden Bereich der Pumpenkammer abgeht,
wobei sich die Querschnittsfläche der Pumpenkammer (13, 113) in axialer Richtung der Längsmittelachse (17, 117) der Impellerpumpe (11, 111) weg vom Pumpenkammerboden (21, 121) hin zum Auslass verringert,
wobei die Heizeinrichtung (26, 26', 126) rohrförmig ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Heizeinrichtung (26, 26', 126) konisch vom Pumpenkammerboden (21, 121) weg weisend verjüngt ausgebildet ist. - Impellerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsfläche der Pumpenkammer (13, 113) in axialer Richtung der Längsmittelachse (17, 117) der Impellerpumpe (11, 111) weg vom Pumpenkammerboden (21, 121) hin zum Auslass (16, 116) monoton verringert.
- Impellerpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsfläche der Pumpenkammer (13, 113) in axialer Richtung der Längsmittelachse (17, 117) der Impellerpumpe (11, 111) weg vom Pumpenkammerboden (21,121) hin zum Auslass (16, 116) streng monoton verringert.
- Impellerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung gleichmäßig ist mit einem Winkel der schrägen Außenwandung (19, 119) der Pumpenkammer (13, 113) zur Längsmittelachse (17, 117) der Impellerpumpe (11, 111) von 3° bis 25°.
- Impellerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (26, 26', 126) rotationssymmetrisch zur Längsmittelachse ausgebildet ist.
- Impellerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial innere Wandung (20, 120) der Pumpenkammer (13, 113) gerade verläuft und parallel zur Längsmittelachse (17, 117) der Impellerpumpe (11, 111) und mit gleichbleibendem Radius und vorzugsweise mit gleichbleibender Form.
- Impellerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Heizeinrichtung (26, 26', 126) vom Pumpenkammerboden (21, 121) bis kurz vor die axiale Höhe des Auslasses (16, 116) erstreckt und den Impeller (23, 123) in axialer Richtung zum Auslass überragt.
- Impellerpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (26, 26', 126) den Impeller (23, 123) in axialer Richtung weg vom Auslass (16, 116) überragt.
- Impellerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (26, 26', 126) mindestens um den größten Teil der Pumpenkammer (13, 113) umläuft.
- Impellerpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (26, 26', 126) um mindestens 70% der Pumpenkammer (13, 113) umläuft.
- Impellerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine flächig an der Heizeinrichtung (26, 26', 126) verteilte Beheizung (28, 28'), wobei eine Flächenleistung der Beheizung über den wesentlichen Bereich der Heizeinrichtung gesehen gleich ist.
- Impellerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (26, 26', 126) an der außerhalb der Pumpenkammer (13, 113) liegenden Seite eine Beheizung (28, 28') aufweist.
- Impellerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (15, 115) in die Pumpenkammer (13, 113) bis kurz vor den Impeller (23, 123) reicht.
- Impellerpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (15, 115) in die Pumpenkammer (13, 113) bei weniger als 50% der Höhe der Pumpenkammer in axialer Richtung endet, insbesondere etwa 30% bis 40%.
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