WO2003102290A1 - Haushaltsmaschine - Google Patents

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WO2003102290A1
WO2003102290A1 PCT/DE2003/001745 DE0301745W WO03102290A1 WO 2003102290 A1 WO2003102290 A1 WO 2003102290A1 DE 0301745 W DE0301745 W DE 0301745W WO 03102290 A1 WO03102290 A1 WO 03102290A1
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WO
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heating element
housing
machine according
household machine
pump
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Application number
PCT/DE2003/001745
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English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Schrott
Original Assignee
Aweco Appliance Systems Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority claimed from DE20208544U external-priority patent/DE20208544U1/de
Application filed by Aweco Appliance Systems Gmbh & Co. Kg filed Critical Aweco Appliance Systems Gmbh & Co. Kg
Priority to EP03755908A priority Critical patent/EP1507914B1/de
Priority to AU2003243904A priority patent/AU2003243904A1/en
Priority to US10/515,967 priority patent/US7455065B2/en
Priority to DE50305906T priority patent/DE50305906D1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/121—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using electric energy supply
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42—Details
    • A47L15/4214—Water supply, recirculation or discharge arrangements; Devices therefor
    • A47L15/4225—Arrangements or adaption of recirculation or discharge pumps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42—Details
    • A47L15/4285—Water-heater arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00—Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/04—Heating arrangements
    • 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
    • F04D29/588—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps cooling or heating the machine

Definitions

  • the invention relates to a household machine, in particular a washing machine, a dishwasher or the like according to the preamble of claim 1.
  • a water pump is known from the publication DE 201 07 363 U1, in which a heating element is inserted on the circumference into a circumferential bead.
  • a liquid pump for a dishwasher has also become known, in which a heating element is also integrated.
  • the heating element is attached on the outside or on the inside to a pump housing that is closed with the exception of connecting pieces.
  • the on and for the production and assembly is already significantly reduced in this above-described version compared to the older prior art.
  • the object of the invention is to propose a household machine with a liquid pump with outside heating, in which the efficiency of the heating is improved.
  • the heating element is at least partially positively adapted to the external shape of the pump housing with a heat-conducting or heat-transferring contact surface, so that the contact surface is at least half as large as the entire outer surface of the heating element.
  • the outer shape is preferably provided with a structure that enlarges the contact area. Measures can be considered, such as a structure with an angled or corrugated cross-section.
  • the efficiency can be further increased by keeping the so-called dead volume V t of the pump, ie the volume of the liquid in the pump (or the total volume of the pump housing minus the volume of the pump wheel) small in relation to the maximum total delivery rate.
  • a ratio of the dead volume to the maximum total delivery rate V G is preferably selected as follows: V ⁇ / v G ⁇ 0.2, preferably ⁇ 0.15 or ⁇ 0.1, with V [cm 3 ] and v G [cm 3 / sec ].
  • the pump housing of the liquid pump is provided with an outer recess into which the heating element is inserted.
  • the contact area between the corresponding housing part and the heating element is increased, which further increases the efficiency.
  • the heating element is integrated into the pump housing from the outside, so that there are no sealing or insulation problems with the heating element.
  • the outer recess is formed in such a way that a projection forms on the inside of the pump housing. This increases the contact area of the housing with the liquid in the heated area. This measure thus results in a further increase in efficiency.
  • the inner projection is preferably aligned along the flow direction in order to disturb this pumping action as little as possible.
  • the dead volume of the pump is reduced by the inner projection, while its alignment, as mentioned above, has little effect on the total delivery rate.
  • the outer recess is also chosen to be deeper than the corresponding dimension of the heating element, so that the housing protrudes with a protrusion over the heating element inserted into the recess. In this way, the contact area is increased and the heat loss to the outside is reduced, ie the proportion of heat that enters the liquid inside the pump housing through the housing wall increases. This measure also serves to improve the efficiency of the heating.
  • the heating element is pressed onto the housing, for example in the depression. Such pressing causes a particularly close and flat contact between the heating element and the corresponding housing part and accordingly serves to improve the heat flow from the heating element into the interior of the housing.
  • a thermally conductive filler is provided between the heating element and the housing wall.
  • a filler can also improve thermal contact. This is particularly true where the outer shape of the heating element differs from the shape of the pump housing. Such deviations can hardly be avoided within the framework of normal error tolerances. With the help of a thermally conductive filler, good thermal contact can nevertheless be ensured.
  • the filler can, for example, be introduced into the recess before the heating element is inserted, so that it is partially displaced again when the heating element is pressed in and, if possible, completely fills up any space between the heating element and the housing wall.
  • such a filler is also provided for fastening the heating element.
  • the filler can be formed, for example, as an adhesive or as a solder, by means of which the heating element is firmly fixed in the housing recess.
  • the outer shape or the structure of the heating element is preferably designed such that there is an enlarged contact area with the corresponding section of the housing wall and thus with the pump interior.
  • the heating element is designed as a ring segment.
  • a ring segment is particularly advantageous in the case of a cylindrical pump housing.
  • the corresponding housing part can be designed as an end cover for the pump housing, which simplifies manufacture and assembly.
  • the desired contact area can be determined by the design of the cross section of the heating element, e.g. in a triangular, rectangular, square or trapezoidal shape. These cross-sectional shapes allow a large-area form fit.
  • the housing recess does not or only slightly behind the heating element, so that the heating element can be inserted into the recess without major deformation of the housing.
  • a slight engagement behind to form a snap connection can be advantageous. It is essential here that the heating element can be inserted after prior separate shaping of the housing.
  • the cross section can have corrugated or zigzag structures.
  • the contact area is made larger than half of the surface of the heating element specified as the minimum size. The efficiency can be further improved if the contact area is greater than 60%, 70%, 80% or even 90% of the total surface of the heating element.
  • the pump housing is advantageously formed in two parts, the heating element being attached to a housing part.
  • the shape of the depression according to the invention is easier to achieve, and on the other hand, a material different from the rest of the pump housing can be selected for the housing part which carries the heater.
  • a metal can be used for this housing part, which combines good thermal conductivity with high temperature resistance.
  • Such a housing part can e.g. Manufacture inexpensively in large quantities from a flat material by compression molding or deep drawing.
  • a suitable plastic can be used for the rest of the housing, which can be processed, for example, by injection molding.
  • the pump is designed as a centrifugal pump with an axial inflow and tangential outflow.
  • a centrifugal pump offers good efficiency with regard to the pumping action and can easily be provided with a heating element integrated according to the invention.
  • the drive shaft for the pump wheel must be led out of the housing in a liquid-tight manner and on the other hand the axial inflow is usually provided on the side opposite the drive.
  • the heater according to the invention can in principle be arranged both on the side of the axial inflow and on the drive side.
  • the version with the heating element on the inflow side offers advantages in terms of production technology and design.
  • the dimensions of the drive do not have to be matched to the heating element.
  • an inflow for example in the form of a connecting piece, a collar or a flange, can easily be molded into the housing part carrying the heater by means of the same shaping method, with which the depression according to the invention is also applied.
  • the housing of a centrifugal pump with a heater attached according to the invention can be cylindrical or also helical, as is often the case with centrifugal pumps.
  • FIG. 1 shows a plan view of a housing part for a pump with a heating element integrated according to the invention
  • Figure 2 is a side view of a
  • FIG. 3 shows an enlarged detail of the housing part according to FIG. 1 in section
  • FIG. 4 is a sectional view of a complete pump.
  • the housing part 1 according to FIG. 1 is designed as a cover for a further housing part of a centrifugal pump containing the pump wheel. It has an outer recess in the form of an annular groove 2, into which a heating element 3 which is bent from a rod-shaped blank to form an annular segment is inserted.
  • An inflow opening 4 is provided centrally for the axial inflow of the centrifugal pump.
  • the connections 5, 6, which are attached on both sides at the end of the heating element 3, are bent out of the ring plane of the heating element 3, so that they protrude from the ring groove 2 and are therefore easily accessible.
  • the protruding connections 5, 6 are clearly visible in the drawing view according to FIG. 2.
  • a collar 7 for connecting an inflow line is molded into the housing part 1 around the inflow opening 4.
  • the annular groove 2 is formed in a flat material in such a way that a projection 8 results on the inside.
  • this offers advantages in terms of production technology, in that the housing part 1 can be produced from a flat material, on the other hand, the projection 8 results in an increase in the contact area on the inside of the pump housing formed with the aid of the housing part 1.
  • Both the base 9 and the side walls 10, 11 of the projection 8 are washed around by the liquid in the interior of the pump to be formed with the housing part 1 and accordingly serve as an inner heating surface.
  • the formation of the annular groove as an inner projection 8 thus almost triples the contact area compared to a heating element placed on a flat housing part.
  • the heating element 3 and the annular groove 2 are adapted to one another in their cross-sectional shape, so that the heating element 3 lies in the annular groove 2 in a form-fitting manner. This results in large contact areas between the housing part 1 on the one hand and the heating element 3 on the other hand, these contact areas being joined flat to one another.
  • a filler material (not shown in detail) can also be provided in order to fill up smaller gaps between the heating element 3 and the housing part 1 in the annular groove 2 and thus to ensure good heat transfer even at such points.
  • the annular groove 2 is formed deeper than the corresponding height h of the heating element 3, so that the housing part 1 projects beyond the heating element 3 with a projection a.
  • the heating element 3 is, as it were, immersed in the annular groove 2. This reduces the amount of heat given off to the outside.
  • the side walls 10, 11, which are available for heat transfer to the liquid, are enlarged by the projection a.
  • connection of the housing part 1, which is preferably made of heat-conducting and temperature-resistant material, for example Metal, is made with at least one further housing part can be carried out in a variety of ways.
  • a releasable connection such as a snap-in or snap connection, can optionally be provided with appropriate sealing elements.
  • a fixed connection to the further housing part is also conceivable, for example by gluing, soldering or welding.
  • FIG. 4 shows a complete pump 12 with drive motor 13 and heating element 3 according to the invention.
  • the housing part 1 described above serves as a cover for another housing part 14.
  • the housing part 14 is penetrated by the drive shaft 15 of the drive motor 13.
  • the passage of the drive shaft 15 is sealed in a manner not shown.
  • a pump wheel 16 is fastened to the drive shaft 15.
  • the inflow takes place via the inflow opening.
  • the outflow takes place tangentially into an outflow connection 17, where the flow is deflected parallel to the inflow.
  • the housing part 1 is firmly connected to the housing part 14.
  • the metal housing part 1 is overmolded in the edge region 18 during the manufacture of the other housing part 14 made of plastic.
  • detachable variants are also conceivable, which may be additionally sealed.
  • the heating element is inserted into an outer recess in the pump housing.
  • the housing part 1 accordingly closes the pump housing to be sealed. There are no sealing and / or insulation problems in relation to the heating element 2 or its electrical connections 5, 6.
  • the manufacture of a housing part 1 with a heating element 3 inserted according to the invention is particularly simple and therefore inexpensive.

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Abstract

Es wird eine Haushaltsmaschine, insbesondere ein Geschirrspüler, eine Waschmaschine oder dergleichen, mit einem Flüssigkeitskreislauf und einer Pumpe, die ein Pumpengehäuse aufweist, vorgeschlagen, das ein Heizelement (3) zum Heizen der Flüssigkeit umfasst, das wenigstens teilweise formschlüssig mit einer wärmeleitenden Kontaktfläche (20) an die Aussenform (2) des Gehäuses angepasst ist. Die Heizung der erfindungsgemässen Haushaltsmaschine soll dabei einen verbesserten Wirkungsgrad aufweisen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Kontaktfläche (20) wenigstens halb so gross ist, wie die gesamte Aussenfläche des Heizelementes.

Description

"Haushaitsmaschine"
Die Erfindung betrifft eine Haushaltsmaschine, insbesondere eine Waschmaschine, einen Geschirrspüler oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Mit der Druckschrift 197 36 794 AI ist eine Pumpe für einen Geschirrspüler bekannt geworden, bei der das Heizelement in Form eines Durchlauferhitzers in die Pumpe integriert wurde. Die dort beschriebene Bauform ist mit Anpassungen im Maschinensumpf verbunden, wobei die Pumpe nicht als separates Bauteil zu handhaben ist .
Mit der Druckschrift DE 201 07 363 Ul ist eine Wasserpumpe bekannt geworden, bei der umfangsseitig ein Heizelement in eine umlaufende Sicke eingelegt ist .
Mit der Druckschrift DE 199 16 136 AI ist weiterhin eine Flüssigkeitspumpe für einen Geschirrspüler bekannt geworden, in die ebenfalls ein Heizelement integriert ist. Bei dieser Ausführung ist das Heizelement außenseitig oder innenseitig an einem mit Ausnahme von Anschlussstutzen geschlossenen Pumpengehäuse angebracht . Der Auf and für die Fertigung und Montage ist in dieser vorbeschriebenen Ausführung gegenüber dem älteren Stand der Technik bereits deutlich reduziert. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haushaltsmaschine mit einer Flüssigkeitspumpe mit außenseitiger Heizung vorzuschlagen, bei der der Wirkungsgrad der Heizung verbessert ist .
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Haushaltsmaschine der einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
Dementsprechend wird bei einer erfindungsgemäßen Haushaltsmaschine das Heizelement wenigstens teilweise formschlüssig mit einer wärmeleitenden bzw. wärmeübertragenden Kontaktfläche an die Außenform des Pumpengehäuses angepasst, so dass die Kontaktfläche wenigstens halb so groß ist wie die gesamte Außenfläche des Heizelementes. Auf diese Weise lässt sich ein großflächiger unmittelbarer Wärmekontakt zwischen dem Heizelement und dem entsprechenden Gehäuseteil der Pumpe herstellen, wodurch der Wirkungsgrad der Heizung gesteigert wird. Die äußere Form wird dabei bevorzugt mit einer Kontaktfläche vergrößernden Struktur versehen. Hierzu kommen Maßnahmen in Frage wie beispielsweise eine Struktur mit gewinkeltem oder gewelltem Querschnitt.
Der Wirkungsgrad lässt sich dabei weiter steigern, indem das sogenannte Totvolumen Vt der Pumpe, d.h. das Volumen der in der Pumpe befindlichen Flüssigkeit (bzw. das Gesamtvolumen des Pumpengehäuses abzüglich des Volumens des Pumpenrades) im Verhältnis zur maximalen Gesamtfördermenge klein gehalten wird. Vorzugsweise wird ein Verhältnis des Totvolumens zur maximalen Gesamtfördermenge VG wie folgt gewählt: Vτ/vG < 0,2, bevorzugt < 0,15 oder < 0,1, mit V [cm3] und vG [cm3/sec] . In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Pumpengehäuse der Flüssigkeitspumpe mit einer äußeren Vertiefung versehen, in die das Heizelement eingesetzt wird.
Durch das Einsetzen in eine solche Vertiefung wird die Kontaktfläche zwischen dem entsprechenden Gehäuseteil und dem Heizelement vergrößert, wodurch der Wirkungsgrad weiter gesteigert wird. Gleichzeitig ist das Heizelement von außen in das Pumpengehäuse integriert, so dass keinerlei Dicht- bzw. Isolationsprobleme zum Heizelement gegeben sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die äußere Vertiefung so ausgebildet, dass sich auf der Innenseite des Pumpengehäuses ein Vorsprung bildet. Hierdurch wird im beheizten Bereich die Kontaktfläche des Gehäuses zur Flüssigkeit vergrößert . Somit ergibt sich durch diese Maßnahme eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades .
Bevorzugt wird der innere Vorsprung hierbei entlang der Strömungsrichtung ausgerichtet, um diese Pumpwirkung möglichst wenig zu stören. Durch den inneren Vorsprung wird das Totvolumen der Pumpe verkleinert, während durch dessen Ausrichtung, wie oben angeführt, die Gesamtfördermenge wenig beeinträchtigt wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird weiterhin die äußere Vertiefung tiefer gewählt als das entsprechende Maß des Heizelementes, so dass das Gehäuse mit einem Überstand über das in die Vertiefung eingesetzte Heizelement übersteht. Auf diese Weise wird die Kontaktfläche vergrößert und der Wärmeverlust nach außen reduziert, d.h. der Wärmeanteil, der durch die Gehäusewandung in die Flüssigkeit innerhalb des Pumpengehäuses gelangt, wird größer. Somit dient auch diese Maßnahme zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Heizung. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Heizelement an dem Gehäuse, beispielsweise in der Vertiefung verpresst. Eine solche Verpressung bewirkt einen besonders engen und flächigen Kontakt zwischen Heizelement und dem entsprechenden Gehäuseteil und dient dementsprechend zur Verbesserung des Wärmeflusses vom Heizelement ins Gehäuseinnere .
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein wärmeleitender Füllstoff zwischen dem Heizelement und der Gehäusewandung vorgesehen. Ein solcher Füllstoff kann ebenfalls den Wärmekontakt verbessern. Dies gilt insbesondere dort, wo die äußere Form des Heizelementes von der Form des Pumpengehäuses abweichen. Derartige Abweichungen sind im Rahmen üblicher Fehlertoleranzen kaum zu vermeiden. Mit Hilfe eines wärmeleitenden Füllstoffes kann hierbei dennoch ein guter Wärmekontakt sichergestellt werden.
Der Füllstoff kann dabei beispielsweise vor dem Einsetzen des Heizelementes in die Vertiefung eingebracht werden, so dass er beim Eindrücken des Heizelementes teilweise wieder verdrängt wird und jeden Zwischenraum zwischen Heizelement und Gehäusewandung nach Möglichkeit vollständig ausfüllt.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein solcher Füllstoff zugleich zur Befestigung des Heizelementes vorgesehen. Der Füllstoff kann beispielsweise als Kleber oder als Lot ausgebildet werden, mittels dem das Heizelement in der Gehäusevertiefung fest fixiert wird.
Vorzugsweise wird die äußere Form bzw. die Struktur des Heizelementes so ausgebildet, dass sich eine vergrößerte Kontaktfläche zum entsprechenden Abschnitt der GehäuseWandung und somit zum Pumpeninneren hin ergibt. In einer besonders einfachen Ausführungsform wird als eine solche kontaktflächenvergrößernde Struktur das Heizelement als Ringsegment ausgebildet. Ein Ringsegment ist insbesondere bei einem zylinderförmigen Pumpengehäuse von Vorteil . Zum einen kann hiermit nahezu der gesamte Umfang des Gehäusequerschnitts mit Hilfe eines einzigen Heizelementes abgedeckt werden, zum anderen kann das entsprechende Gehäuseteil als stirnseitiger Deckel für das Pumpengehäuse ausgebildet werden, wodurch die Fertigung und Montage erleichtert wird.
Die gewünschte Kontaktfläche kann durch die Gestaltung des Querschnitts des Heizelementes, z.B. in Dreieck-, Rechteck-, Quadrat- oder Trapezform, hergestellt werden. Diese Querschnittsformen erlauben einen großflächigen Formschluss.
Darüber hinaus wird die Fertigung vereinfacht, wenn die Gehäusevertiefung das Heizelement nicht oder nur unwesentlich hintergreift, so dass das Heizelement ohne große Verformung des Gehäuses in die Vertiefung einsetzbar ist. Eine leichte Hintergreifung zur Bildung einer Schnappverbindung kann dabei vorteilhaft sein. Wesentlich ist hierbei, dass das Einsetzen des Heizelementes nach vorheriger separater Formung des Gehäuses möglich ist.
Eine andere Möglichkeit, die Kontaktfläche zwischen Pumpengehäuse und Heizelement zu vergrößern, besteht darin, den Querschnitt des Heizelementes so auszuformen, dass sich über die Länge des Heizelementes gesehen eine größere Oberfläche ergibt. So kann der Querschnitt beispielsweise gewellte oder zickzackförmige Strukturen aufweisen.
Andere Möglichkeiten, das Heizelement in eine Struktur mit vergrößerter Kontaktfläche zu bringen, bestehen darin, das Heizelement spiralförmig, in Form eines Mäanders und/oder in Schlangen- bzw. Zickzackform auszubilden. Alle oben angeführten ebenso wie alle weiteren denkbaren Ausführung sind geeignet, die erfindungsgemäße große Kontaktfläche auszubilden. Vorteilhafterweise wird dabei die Kontaktfläche größer als die als Mindestgröße angegebene Hälfte der Oberfläche des Heizelementes ausgebildet. So kann der Wirkungsgrad weiter verbessert werden, wenn die Kontaktfläche größer als 60 %, 70 %, 80 % oder gar 90 % der Gesamtoberfläche des Heizelementes ist.
Vorteilhafterweise wird das Pumpengehäuse zweiteilig ausgebildet, wobei das Heizelement an einem Gehäuseteil angebracht ist . Hierdurch ergeben sich fertigungstechnische Vorteile. Zum einen ist die Ausformung der erfindungsgemäßen Vertiefung einfacher zu bewerkstelligen, zum anderen kann für das die Heizung tragende Gehäuseteil ein vom übrigen Pumpengehäuse verschiedenes Material gewählt werden. So kann beispielsweise für dieses Gehäuseteil ein Metall verwendet werden, das eine gute Wärmeleitfähigkeit mit hoher Temperaturbeständigkeit verbindet . Ein solches Gehäuseteil lässt sich z.B. aus einem Flachmaterial durch Formpressen oder Tiefziehen kostengünstig in großer Stückzahl herstellen. Für das übrige Gehäuse kann ein geeigneter Kunststoff verwendet werden, der sich beispielsweise durch Spritzgießen verarbeiten lässt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Pumpe als Kreiselpumpe mit axialem Zufluss und tangentialem Abfluss ausgebildet. Eine Kreiselpumpe bietet einen guten Wirkungsgrad hinsichtlich der Pumpwirkung und lässt sich ohne weiteres mit einem erfindungsgemäß integrierten Heizelement versehen. Bei einer Kreiselpumpe muss einerseits die Antriebswelle für das Pumpenrad flüssigkeitsdicht aus dem Gehäuse herausgeführt werden und andererseits wird üblicherweise auf der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite der axiale Zufluss angebracht. Die erfindungsgemäße Heizung kann dabei grundsätzlich sowohl auf der Seite des axialen Zuflusses als auch auf der Antriebsseite angeordnet werden. Die Ausführung mit dem Heizelement auf der Zuflussseite bietet fertigungstechnisch und konstruktiv Vorteile. Der Antrieb muss in seinen Ausmaßen nicht auf das Heizelement abgestimmt werden. Darüber hinaus kann ein Zufluss, beispielsweise in Form eines Stutzens, eines Kragens oder eines Flansches problemlos durch das gleiche formgebende Verfahren in das die Heizung tragende Gehäuseteil eingeformt werden, mit dem auch die erfindungsgemäße Vertiefung angebracht wird.
Das Gehäuse einer Kreiselpumpe mit erfindungsgemäß angebrachter Heizung kann zylinderförmig oder aber auch schneckenförmig ausgebildet sein, wie dies bei Kreiselpumpen häufig der Fall ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert .
Im Einzelnen zeigen
Figur 1 eine Draufsicht auf ein Gehäuseteil für eine Pumpe mit erfindungsgemäß integriertem Heizelement,
Figur 2 eine Seitenansicht auf ein
Gehäuseteil gemäß Figur 1 und
Figur 3 eine Ausschnittsvergrößerung des Gehäuseteils gemäß Figur 1 im Schnitt und
Figur 4 eine Schnittdarstellung einer vollständigen Pumpe. Das Gehäuseteil 1 gemäß Figur 1 ist als Deckel für ein das Pumpenrad beinhaltendes weiteres Gehäuseteil einer Kreiselpumpe ausgebildet. Es weist eine äußere Vertiefung in Form einer Ringnut 2 auf, in die ein aus einem stabförmigen Rohling zu einem Ringsegment gebogenes Heizelement 3 eingelegt is .
Zentral ist eine Zuflussöffnung 4 für den axialen Zufluss der Kreiselpumpe vorgesehen. Die Anschlüsse 5, 6, die beidseits am Ende des Heizelements 3 angebracht sind, sind aus der Ringebene des Heizelementes 3 abgebogen, so dass sie aus der Ringnut 2 hervorstehen und somit leicht zugänglich sind. Die hervorstehenden Anschlüsse 5, 6 sind in der Zeichenansicht gemäß Figur 2 gut erkennbar.
Rund um die Zuflussöffnung 4 ist ein Kragen 7 zum Anschluss einer Zuflussleitung in das Gehäuseteil 1 eingeformt.
In der Ausschnittsvergrδßerung gemäß Figur 3 ist erkennbar, dass die Ringnut 2 so in ein Flachmaterial eingeformt ist, dass sich innenseitig ein Vorsprung 8 ergibt. Zum einen bietet dies fertigungstechnisch Vorteile, indem das Gehäuseteil 1 aus einem Flachmaterial formgebend hergestellt werden kann, zum anderen ergibt sich durch den Vorsprung 8 eine Vergrößerung der Kontaktfläche auf der Innenseite des mit Hilfe des Gehäuseteils 1 gebildeten Pumpengehäuses.
Sowohl die Basis 9 als auch die Seitenwände 10, 11 des Vorsprungs 8 sind von der Flüssigkeit im Inneren der mit dem Gehäuseteil l zu bildenden Pumpe umspült und dienen demnach als innere Heizfläche. Durch die Ausbildung der Ringnut als inneren Vorsprung 8 ergibt sich somit nahezu eine Verdreifachung der Kontaktfläche gegenüber einem auf ein flaches Gehäuseteil aufgesetzten Heizelement. Darüber hinaus ist erkennbar, dass das Heizelement 3 und die Ringnut 2 in ihrer Querschnittsform aneinander angepasst sind, so dass das Heizelement 3 formschlüssig in der Ringnut 2 liegt . Hierdurch ergeben sich große Kontaktflächen zwischen dem Gehäuseteil 1 einerseits und dem Heizelement 3 andererseits, wobei diese Kontaktflächen flächig aneinander gefügt sind. Gegebenenfalls kann auch ein nicht näher dargestelltes Füllmaterial zusätzlich vorgesehen werden, um kleinere Lücken zwischen dem Heizelement 3 und dem Gehäuseteil 1 in der Ringnut 2 aufzufüllen und somit auch an solchen Stellen einen guten Wärmeübertrag sicherzustellen.
Wie anhand von Figur 3 erkennbar ist, ist die Ringnut 2 tiefer ausgebildet als die entsprechende Höhe h des Heizelementes 3, so dass das Gehäuseteil 1 mit einem Überstand a über das Heizelement 3 übersteht. Hierdurch ergibt sich bei dem im Wesentlichen quadratischen Querschnitt des Heizelementes in Verbindung mit dem dreiseitigen Wärmekontakt eine Kontaktfläche 20 von ca. 75 % der Gesamtfläche des Heizelementes 3. Darüber hinaus taucht das Heizelement 3 gewissermaßen in die Ringnut 2 ein. Hierdurch wird der nach außen abgegebene Wärmeanteil verringert . Die Seitenwände 10, 11, die zur Wärmeübertragung an die Flüssigkeit zur Verfügung stehen, werden durch den Überstand a vergrößert. Die Wärme fließt in dem Material des Gehäuseteils 1 nicht nur senkrecht zu den Seitenwänden 10, 11 vom Heizelement 3 ins Innere des mit dem Gehäuseteils 1 zu schließenden Pumpengehäuses, sondern sie breitet sich auch innerhalb des Gehäuseteils 1, z.B. an der oberen Verlängerung der Seitenwände 10, 11 aus. Diese Bereiche der Seitenwände 10, 11 dienen demnach zusätzlich für die Wärmeabgabe an die Flüssigkeit. Durch diese Maßnahme wird dementsprechend der Wirkungsgrad des Heizelementes 3 weiter verbessert.
Die Verbindung des Gehäuseteils 1, das bevorzugt aus wärmeleitendem und temperaturresistentem Material, z.B. aus Metall, gefertigt ist, mit wenigstens einem weiteren Gehäuseteil kann auf unterschiedlichste Art und Weise vollzogen werden. So kann beispielsweise eine lösbare Verbindung, wie eine Rast- oder Schnappverbindung, gegebenenfalls mit entsprechenden Dichtelementen vorgesehen werden. Denkbar ist jedoch auch die feste Verbindung mit dem weiteren Gehäuseteil, z.B. durch Verkleben, Verlöten oder Verschweißen.
Figur 4 zeigt eine komplette Pumpe 12 mit Antriebsmotor 13 und Heizelement 3 gemäß der Erfindung. Das oben beschriebene Gehäuseteil 1 dient als Deckel für ein weiteres Gehäuseteil 14. Das Gehäuseteil 14 ist von der Antriebswelle 15 des Antriebsmotors 13 durchsetzt. Der Durchgang der Antriebswelle 15 ist auf nicht näher dargestellte Weise abgedichtet.
An der Antriebswelle 15 ist ein Pumpenrad 16 befestigt. Der Zufluss erfolgt über die Zuflussöffnung . Der Abfluss erfolgt tangential in einen Abflussstutzen 17, wo die Strömung parallel zum Zufluss umgelenkt wird.
In dieser Ausführungsform ist das Gehäuseteil 1 fest mit dem Gehäuseteil 14 verbunden. Hierzu wird das aus Metall bestehende Gehäuseteil 1 im Randbereich 18 während der Fertigung des anderen, aus Kunststoff bestehenden Gehäuseteils 14, umspritzt. An dieser Stelle sind wie oben angeführt jedoch auch lösbare Varianten denkbar, die ggf. zusätzlich abgedichtet werden.
Es sind vielfältige weitere Ausgestaltungen gegenüber dem dargestellten Ausführungsbeispiel denkbar, wobei erfindungsgemäß wesentlich ist, dass das Heizelement in eine äußere Vertiefung des Pumpengehäuses eingesetzt ist. Das Gehäuseteil 1 schließt demnach das zu bildende Pumpengehäuse dicht ab. Es kommt zu keinerlei Dicht- und/oder Isolationsproblemen im Bezug auf das Heizelement 2 bzw. dessen elektrischen Anschlüsse 5, 6. Darüber hinaus ist die Fertigung eines Gehäuseteils 1 mit einem erfindungsgemäß eingelegten Heizungselement 3 besonders einfach und damit kostengünstig.
Bezugszeichenliste :
1 Gehäuseteil
2 Ringnut
3 Heizelement
4 Zuflussöffnung
5 Anschluss
6 Anschluss
7 Kragen
8 Vorsprung
9 Basis
10 Seitenwand
11 Seitenwand
12 Pumpe
13 Antriebsmotor
14 Gehäuseteil
15 Antriebswelle
16 Pumpenrad
17 Abflussstutzen
18 Randbereich
19 Heizelement
20 Konaktfläche

Claims

Ansprüche :
1. Haushaltsmaschine, insbesondere Geschirrspüler, Waschmaschine oder dergleichen, mit einem
Flüssigkeitskreislauf und einer Pumpe, die ein Pumpengehäuse aufweist, das ein Heizelement zum Heizen der Flüssigkeit umfasst, das wenigstens teilweise formschlüssig mit einer wärmeleitenden Kontaktfläche an die Außenform (2) des Gehäuses (1) angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (20) wenigstens halb so groß ist wie die gesamte Außenfläche des Heizelementes.
2. Haushaltsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenform des Gehäuses eine Oberflächen vergrößernde Struktur aufweist.
3. Haushaltsmaschine nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Totvolumens zur Gesamtfördermenge Vt [cm3] / VG [cm3/sec] < 0,2 ist.
4. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) in eine äußere Vertiefung (2) des Pumpengehäuses eingesetzt ist.
5. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (2) tiefer ist als das entsprechende Maß h des Heizelementes (3), so dass das Gehäuse (1) mit einem Überstand a über das eingesetzte Heizelement (3) übersteht.
6. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Vertiefung (2) auf der Innenseite einen Vorsprung (8) bildet.
7. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Vorsprung entlang der Strömungsrichtung ausgerichtet ist.
8. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) an dem Gehäuse (2) verpresst ist.
9. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein wärmeleitender Füllstoff zwischen dem Heizelement (3) und der Gehäusewandung (9, 10, 11) vorgesehen ist.
10. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeleitende Füllstoff zugleich zur Befestigung des Heizelementes (3) vorgesehen ist.
11. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) aus einem stabförmigen Rohling zu einem Ringsegment geformt ist.
12. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement spiralförmig ist.
13. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement eine Mäander-, Schlangen- oder Zickzackform aufweist.
14. Haushaltsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse zweiteilig ausgebildet und das Heizelement (3) an einem Gehäuseteil (1) angebracht ist.
15. Flüssigkeitspumpe für eine Haushaltsmaschine, insbesondere einen Geschirrspüler, eine Waschmaschine oder dergleichen, die ein Pumpengehäuse aufweist, das ein Heizelement zum Heizen der Flüssigkeit umfasst, das wenigstens teilweise formschlüssig mit einer wärmeleitenden Kontaktfläche an die Außenform (2) des Gehäuses (1) angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche wenigstens halb so groß ist wie die gesamte Außenfläche des Heizelementes .
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