Die Erfindung betrifft eine Umwälzpumpe für wasserführende Haushaltgeräte, wie Geschirrspülmaschinen oder Waschmaschinen, welche mit einer elektrischen Heizungseinrichtung innerhalb des Pumpengehäuses zur Spülwassererwärmung ausgebildet ist, und bei welcher das Pumpengehäuse mit Ansaugstutzen und Druckstutzen und mit einem im Gehäuse umlaufenden radial verdichtenden Laufrad für den Transport der Spülflüssigkeit versehen ist, wobei das Pumpengehäuse der Umwälzpumpe mit einer das Laufrad rotationssymmetrisch umgebenden Pumpenkammer ausgebildet ist, welche in einen das Laufrad aufnehmenden strömungsintensiven Laufradraum, einen dem Laufradraum nachgeschalteten Diffusorraum, in dem ein Teil der Strömungsgeschwindigkeit in Druck umgewandelt wird, und in einen diesem Raum nachgeordneten strömungsberuhigten Druckraum geteilt ist, von welchem ein oder mehrere Druckstutzen abzweigen und in welchem sich die Heizungseinrichtung befindet.

Eine Umwälzpumpe mit einer integrierten Heizeinrichtung ist aus der DE 198 52 569 A1 bekannt. Die bei dem bekannten Technikstand innerhalb des Pumpengehäuses im freien Wasserlauf zwischen Ansaug- und Druckstutzen der Pumpe angeordnete Heizungseinrichtung erzeugt einen schlechten Pumpenwirkungsgrad durch eine unkontrollierbare Verwirbelung der strömenden Spülflüssigkeit infolge der freiliegenden Rohrheizkörper. Wegen der ungünstigen Anströmung der Rohrheizkörper mit der mehr oder weniger schmutzbelasteten Spülflüssigkeit besitzt die bekannte Pumpe darüber hinaus eine erhöhte Verschmutzungsneigung. Die freiliegend im Pumpendruckraum angeordnete Heizungseinrichtung schränkt auch die Unterbringung oder Anordnung der Druckstutzen am Pumpengehäuse wesentlich ein und schafft zudem ein hohes Bauvolumen des Pumpenraumes mit einem unerwünscht großen ungenutzten Frei- oder Totraum. Auch hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen.

Aus der US-A-4 594 500 ist eine Umwälzpumpe mit integrierter Heizeinrichtung bekannt, bei der dem Laufradraum ein Diffusorraum nachgeschaltet ist. Dabei handelt es sich um einen Schneckendiffusor. Die Unterbringung einer Heizung in einem Schneckengehäuse erfordert einen sehr großen Diffusor. Hieraus resultiert eine geringe Strömungsgeschwindigkeit, was wiederum einen schlechten Abtransport der Heizungswärme zur Folge hat. Durch die hohe Oberflächentemperatur besteht die Gefahr des Verkalkens und einer Verkürzung der Lebensdauer der Heizung. Außerdem wirkt sich ein großer Diffusor nachteilig auf den Wirkungsgrad der Pumpe aus und der Bauraumbedarf ist sehr hoch.

Aus der US-A-5 701 388 ist eine Umwälzpumpe mit integrierter Heizung bekannt, bei der die Heizung direkt hinter dem Laufradboden angeordnet ist. Ein Diffusor ist dort nicht vorhanden. Der Raum hinter dem Laufradboden ist sehr stark strömungsberuhigt, so dass eine ausreichende Umströmung des Heizkörpers nicht gewährleistet wird. Auch hier ergibt sich durch das Fehlen des Diffusors ein schlechter Wirkungsgrad.

Der Erfindung stellt sich somit das Problem, eine Umwälzpumpe mit geringem Bauvolumen und einem guten Pumpenwirkungsgrad sowie optimalen Anströmverhältnissen der Rohrheizkörper der integrierten Heizungseinrichtung zu schaffen.

Ausgehend von einer Pumpe, insbesondere einer Kreiselpumpe als Umwälzpumpe für wasserführende Haushaltgeräte wird dieses Problem erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.

Durch die Rotationssymmetrie des Pumpengehäuses ist ein einfacher modularer Aufbau aller Pumpenbauteile möglich. Die Symmetrie der Pumpenkammer bewirkt eine weitestgehend parallele Anströmung der ringförmig gewickelten Rohrheizkörper bezüglich deren Längsachse der im Pumpengehäuse integrierten Heizungseinrichtung, wodurch eine Wirbelbildung und Strömungsablösungen, die zu lokalen Überhitzungen führen können, wirksam vermieden werden. Insbesondere begünstigt der rotationssymmetrische als strömungsberuhigter Druckraum abgeteilte Pumpenraum, in dem sich die Heizungseinrichtung befindet, die gleichmäßige Strömung mit guter Wärmeabfuhr bei niedriger Wandreibung an den Heizungsrohren, so dass der Pumpenwirkungsgrad nicht negativ beeinflusst wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Figur 1

eine als Kreiselpumpe ausgebildete Umwälzpumpe nach dem Stand der Technik mit geöffnetem Pumpengehäuse und eingebauter Heizungseinrichtung, in perspektivischer Ansicht,

Figur 2

eine Umwälzpumpe mit eingebauter Heizungseinrichtung und mit einem Pumpengehäuse nach der Erfindung im Längsschnitt,

Figur 3

das Pumpengehäuse in einer anderen Ausführung, im Längsschnitt,

Figur 4

ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Pumpengehäuse.

Eine in Figur 1 dargestellte an sich bekannte Pumpe, insbesondere eine Kreiselpumpe als Umwälzpumpe (1) für wasserführende Haushaltgeräte, wie Geschirrspülmaschinen oder Waschmaschinen ist mit einer elektrischen Heizungseinrichtung (2) innerhalb des Pumpengehäuses (3) zur Spülwassererwärmung ausgebildet, wobei das Pumpengehäuse (3) mit Ansaug- und Druckstutzen (4 bzw. 5, 5') und mit einem im Gehäuse umlaufenden radial verdichtenden Laufrad (6) für den Transport der Spülflüssigkeit versehen ist. Die Heizungseinrichtung (2) zur Erwärmung von in dem vorerwähnten wasserführenden Gerät benutzte Spüloder Reinigungsflüssigkeit ist im Pumpengehäuse (3) im Wasserlauf der Umwälzpumpe (1) zwischen Ansaugstutzen (4) und Druckstutzen (5, 5') installiert und als ein von der Spülflüssigkeit umspülter Rohrheizkörper (7) ausgebildet. Durch die Anordnung der Heizung im Wasserlauf werden Wärmeverluste vorteilhaft vermieden. Der Rohrheizkörper (7) ist umlaufend ringförmig vorzugsweise in Art einer gewickelten Zylinderspule mit einer oder mehreren Windungen gewunden und umgibt das Laufrad (6) konzentrisch. Ein so gewundener Rohrheizkörper (7) der Heizungseinrichtung (2) ist vorteilhaft im Pumpengehäuse (3) beispielsweise am Pumpendeckel montiert, wobei die elektrischen Anschlüsse (9) isoliert und flüssigkeitsdicht die topfförmige Gehäusewand des Pumpengehäuses (3) durchgreifen. Das Pumpengehäuse (3) ist für den Druckaufbau der zu fördernden Spülflüssigkeit in üblicher Ausbildung schneckenförmig gestaltet und lösbar am Motorgehäuse (10) der Pumpe montiert. Die im Pumpengehäuse (3) angeordnete Heizeinrichtung mit dem freiliegenden umspülten Rohrheizkörper (7) bildet mit dem umgebenden Pumpengehäuse (3) einen Durchlauferhitzer mit guter Leistungsausnutzung und mit hohem Wirkungsgrad, da alle Wärme bei der Spülwasserumwälzung auf die Spülflüssigkeit direkt übertragen wird. Jedoch ist der Pumpenwirkungsgrad nicht als optimal anzusehen, weil die innerhalb des Pumpengehäuses (3) im freien Wasserlauf zwischen Ansaug- und Druckstutzen (4 bzw. 5, 5') der Pumpe angeordneten Rohrheizkörper (7) eine unkontrollierbare Verwirbelung der strömenden Spülflüssigkeit infolge der freiliegenden Rohrheizkörper (7) erzeugen.

Die vorliegende Erfindung löst, wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt, diese Problem dadurch, dass zum einen das Pumpengehäuse (3) der Umwälzpumpe (1) mit einer das Laufrad (6) rotationssymmetrisch umgebenden Pumpenkammer (11) ausgebildet ist. Zum anderen ist die kreisförmige Pumpenkammer (11) in einen das Laufrad (6) aufnehmenden strömungsintensiven Laufradraum (12), einen dem Laufradraum (12) nachgeschalteten Diffusorraum (13), in dem ein Teil der Strömungsgeschwindigkeit in Druck umgewandelt wird, und in einen diesem Raum nachgeordneten strömungsberuhigten Druckraum (14) geteilt. Von dem strömungsberuhigten Druckraum (14) zweigen ein oder mehrere Druckstutzen (5, 5') ab. In diesem Druckraum (14) befindet sich auch erfindungsgemäß die Heizungseinrichtung (2) in der Ausbildung als Rohrheizkörper (7), welcher als Spirale (Fig. 4) bzw. umlaufend ringförmig (Fig. 2, 3 und 4) vorzugsweise in Art einer gewickelten Zylinderspule ein- oder mehrfach gewunden ist. Die Heizungseinrichtung (2) ist somit im strömungsberuhigten Druckraum (14) als rotationssymmetrisches ringförmiges Heizmodul (Rohrheizkörper 7) ausgebildet. Gemäß Fig. 2 ist der Rohrheizkörper (7) dabei einfach gewunden und vorzugsweise am Pumpen-Gehäusedeckel (8), sh. auch Fig. 4, der Umwälzpumpe (1) z. B. lösbar befestigt, wobei gemäß Fig. 2 noch ein Sicherheitsabstand zu den Wandungen des Pumpengehäuses (3) eingehalten ist. Der aus Kunststoff oder Metall bestehende separate Pumpen-Gehäusedeckel (8) schließt das Pumpengehäuse (3) flüssigkeitsdicht (Ringdichtung 15) ab.

Zur Erzielung eines optimalen Druckaufbaus in der rotationsymmetrischen Pumpenkammer (11) ist der Diffusorraum (13) als Ringdiffusor ausgebildet. Der Diffusorraum (13) wird durch eine gehäusefeste rotationssymmetrische Stegwand (16) gebildet. Die Stegwand (16) ist in Strömungsrichtung (siehe Pfeil) der Spülflüssigkeit gesehen konzentrisch zum Laufrad (6) der Pumpe und vor diesem radial zum Laufradumfang ausgerichtet. Die Stegwand (16) selbst ist ringscheibenförmig gestaltet und kann an einem zumindest annähernd zylindrischen und achsgleich zum Laufrad (6) im Pumpengehäuse (3) angeordneten Einsatz (18) des Pumpengehäuses (3) ausgebildet sein, welcher die Räume (12 bis 14) in ihren Abmessungen begrenzt. Der Einsatz (18) bildet zweckmäßig mit dem Ansaugstutzen (4) am Pumpengehäuse (3) ein Bauteil. Auch kann die Heizungseinrichtung (2) im Pumpengehäuse (3) am Einsatz (18) montiert oder als separat montierbarer Teil des Pumpengehäuses (3) ausgebildet werden.

Die Unterteilung der Pumpenkammer (11) in den strömungsintensiven Laufradraum (12) und den strömungsberuhigten Druckraum (14), wobei zwischen diesen beiden Räumen der aus der ringscheibenförmigen Stegwand (16) und den angrenzenden Laufrad-Raumwänden-(Pumpengehäusewand 19) gebildete Diffusorraum (13) angeordnet ist, ist wesentlich für die Wirkungsgradoptimierung der Umwälzpumpe (1). Die Geschwindigkeitsenergie des transportierten Mediums (Spülflüssigkeit), welches aus dem Laufrad (6) in den Diffusorraum (13) strömt, besitzt eine hohe Umfangskomponente. Beim Einströmen in den strömungsberuhigten Druckraum (14) wird ein großer Teil davon in Druckenergie umgewandelt.

Da im Gegensatz zu den Kreiselpumpen nach dem Stand der Technik mit Schneckengehäusen (Fig. 1) die Pumpenkammer (11) bzw. das Pumpengehäuse (3) der erfindungsgemäßen Pumpe rotationssymmetrisch ausgeführt ist, herrscht in dem abgeteilten Druckraum (14) überall annähernd konstanter Druck. Daher ist die Position der Auslassstutzen am strömungsberuhigten Druckraum (14) vorteilhaft frei wählbar und somit auch an problemvolle Einbauverhältnisse der Pumpe im Haushaltgerät raumsparend anpassbar. Der rotationssymmetrische strömungsberuhigte Druckraum (14) kann vorteilhaft den ringförmigen Rohrheizkörper (7) aufnehmen.

Die Strömungsgeschwindigkeit ist trotz stark reduzierter Umfangskomponente im Druckraum (14) der Heizungseinrichtung (2) einerseits ausreichend zur sicheren Wärmeabfuhr, andererseits aber so niedrig, dass der Pumpenwirkungsgrad nicht durch Wandreibung an den Heizrohren beeinträchtigt wird. Die Rotationssymmetrie bewirkt eine weitestgehend parallele Anströmung der Heizungs-Rohrheizkörper (7) bezüglich ihrer Längsachse. Hierdurch werden Wirbelbildung und Strömungsablösung, die zu lokalen Überhitzungen führen können, vermieden. Deshalb kann ein Verkalken sowie ein Verschmutzen der Heizungseinrichtung (2) in der durchlaufenden Flüssigkeit nahezu ausgeschlossen werden.

Das die Druckstutzen (5, 5') tragende rotationssymmetrische Pumpengehäuse (3) ist pumpenansaugseitig mit dem schon erwähnten Pumpen-Gehäusedeckel (8) verschlossen, welcher den Ansaugstutzen (4) zentrisch umgibt.

Es versteht sich, dass der Pumpen-Gehäusedeckel auch nach Fig. 2 mit dem Ansaugstutzen (4) und/oder dem Einsatz (18) für den Ringdiffusor (13) und Druckraum (14) einteilig ausgebildet sein kann. Der Gehäusedeckel und/oder das den Laufradraum (12), Diffusorraum (13) und Druckraum (14) bildende Pumpengehäuse (3) kann dabei aus Metall oder Kunststoff bestehen.

Andererseits kann das die Druckstutzen (5, 5') tragende rotationssymmetrische Pumpengehäuse (3) lösbar gemäß Fig. 3 oder fest gemäß Fig. 2 und 4 mit dem Pumpenlagerschild für das Laufrad (6) verbunden werden, wobei das Pumpengehäuse (3) auch einteilig mit dem Pumpenlagerschild vorzugsweise als Kunststoffspritzteil gefertigt sein kann. Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann das Pumpengehäuse (3) auch als Metallteil (21) mit integrierten Rohrheizkörpern (7) gemäß Fig. 3 der Heizungseinrichtung (2) ausgebildet werden, wobei der Ansaugstutzen (4) mit dem Pumpendeckel der Umwälzpumpe (1) sowie der Diffusor-Einsatz (18) dann eine Baueinheit (Fig. 3) bilden. Zwischen diesen Teilen ist das separate kreisrunde Pumpengehäuse (3) durch Dichtringe (15) flüssigkeitsdicht gehalten angeordnet.

Außen am Pumpengehäuse (3) sind Sicherheitseinrichtungen, wie Thermoschalter (20), Druckschalter, Trübungssensoren oder dergl. vorzugsweise in Prägungen des Pumpengehäuses (3) und/oder des Pumpen-Gehäusedeckels (8) oder in Prägungen im Metallteil (21) angeordnet.

Die Rotationssymmetrie (Kreisform) der Pumpenkammer (11) begünstigt den einfachen modularen Aufbau der Pumpe; insbesondere als vormontierte, separat prüfbare Einheit. Bei Bedarf lassen sich auch mehrere Heizkörper mit unterschiedlichen Heizleistungen in das Pumpengehäuse (3) im Druckraum (14) integrieren.