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Die
Erfindung betrifft ein wasserführendes, elektrisches
Haushaltgerät,
insbesondere Waschmaschine, mit einer Reinigungskammer, in der ein
Behandlungsmedium einbringbar ist, wobei die Reinigungskammer eine Öffnung mit
einem dazugehörenden
Befestigungsmittel aufweist, an dem ein Flachheizkörper zur
Erwärmung
des Behandlungsmediums befestigt ist.
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Aus
dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Beheizung des Behandlungsmediums,
insbesondere der Reinigungsflüssigkeit,
Waschlauge etc. in elektrischen Haushaltgeräten wie Wasch-, Spülmaschinen
oder dergleichen, Rohrheizkörper
einzusetzen, die in der Form von Heizstäben oder Heizschlangen in der
Reinigungskammer montiert sind. Um das Fassungsvermögen des
Haushaltgerätes
zu optimieren, aber auch um das Eintauchen des Waschgutes in das
Behandlungsmedium schon bei sehr niedrigem Pegelstand in der Reinigungskammer zu
bewirken, ist man bestrebt, die Reinigungskammer möglichst
klein zu halten. Dem steht der nicht unwesentliche Platzbedarf der
Rohrheizkörper
entgegen. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Rohrheizkörper im
Rahmen einer automatisierten Fertigung schlecht montierbar ist.
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Aus
der
DE 41 35 540 A1 ist
es bekannt, die Reinigungsflüssigkeit
von elektrischen Haushaltgeräten
mittels einer Heizplatte zu beheizen, welche die Form der Reinigungskammer
bzw. des Laugenbehälters
aufweist. Die Heizplatte umfasst eine große Fläche und ist vollständig in
einer Öffnung
der Reinigungskammer eingesetzt. Bei dieser Lösung wird die Stabilität der Wandung
der Reinigungskammer durch die recht große Öffnung stark beeinträchtigt,
so dass sich die gesamte Reinigungskammer bei Belastungen im Betrieb
verwinden kann.
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In
der
DE 10 2004
003 952 A1 ist eine Waschmaschine mit einer Reinigungskammer,
einer Waschtrommel und einer in die Reinigungskammer einbringbaren
Reinigungsflüssigkeit
bzw. Waschlauge offenbart, wobei ein Flachheizkörper zur Beheizung der Reinigungsflüssigkeit
vorgesehen ist. Da die Flächenleistung
(Heizleistung pro Oberfläche)
bei Flachheizkörpern
deutlich höher
ist als bei Rohrheizkörpern,
hat sich jedoch nachteiligerweise gezeigt, dass bei Flachheizkörpern während der
Erwärmung des
Behandlungsmediums starke Siedegeräusche entstehen, die vom Benutzer
als störend
empfunden werden.
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Aus
der
DE 198 25 835
A1 ist ein Flachheizkörper
für ein
elektrisches Haushaltgerät,
hier ein Warmwasserbereiter, bekannt, der eine besonders ausgebildete
Oberfläche
zum Wasser hin aufweist. Um Siedegeräusche zu vermindern, ist auf
der Edelstahlplatte des Flachheizkörpers eine Schicht mit geringem
Wärmeleitwert
aufgetragen. Dadurch entsteht in der darunter liegenden Edelstahlplatte
ein Wärmestau,
der beim Aufheizvorgang zu einer gleichmäßigen Temperatur führt, obwohl
der Heizkörper
zonal unterschiedlich durch die Dickschichtleiterbahnen beheizt
wird. Auf diese Weise wird der Entstehung von Dampfblasen entgegengewirkt.
Zusätzlich
wird die Oberfläche
strukturiert, um sie zu vergrößern. Auch
eine Metalllage, die einen höheren
Leitwert als die Edelstahlplatte hat, führt zu einer gleichmäßigen Wärmeverteilung,
wodurch die heißen
Zonen auf der Edelstahlplatte ausgeglichen werden.
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In
der
DE 102 09 975
A1 ist eine Heizung für eine
elektrisch beheizbare Waschmaschine offenbart, bei der die Heizung
im unteren Bereich der Reinigungskammer angeordnet und der zylindrischen Form
der Reinigungskammer angepasst ist. Hierbei wird die Heizung durch
einen Folienheizkörper
gebildet, der aus einem Heizungsband besteht. Das Heizungsband ist
auf eine gut wärmeleitende
Metallfolie aufgebracht. Die Folienheizung ist bei dieser Ausführungsform
des elektrischen Haushaltgerätes
auf der Innenwand der Reinigungskammer aufgeklebt. Nachteiligerweise
sind derartige Folienheizungen kostspielig, wobei der Montageaufwand
der Folienheizung innerhalb der Reinigungskammer nicht zu vernachlässigen ist.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wasserführendes,
elektrisches Haushaltgerät
zu schaffen, bei dem die Erwärmung
des Wassers oder Behandlungsmediums verbessert sowie unangenehme
Geräuschentwicklungen
während
der Erwärmung
des Behandlungsmediums möglichst
gering gehalten werden.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ein wasserführendes,
elektrisches Haushaltgerät
mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind
bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, dass der Flachheizkörper
mindestens eine Oberfläche
zur Wärmeübertragung
aufweist, an der wenigstens ein metallisches Wärmeleitelement angeordnet ist,
das sich zumindest teilweise durch die Öffnung in die Reinigungskammer
zur zusätzlichen
Wärmeübertragung erstreckt.
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Erfindungswesentlich
ist, dass durch metallische Wärmeleitelemente
eine Vergrößerung der Oberfläche des
Heizkörpers
bewirkt wird, welches ein wichtiger Faktor für die Optimierung der Wärmeübertragung
ist. Das Wärmeleitelement
ist vorteilhafterweise streifenartig ausgebildet und weist eine
flache und gleichzeitig längliche
Form auf. Das Wärmeleitelement
ist an einer Seite in Kontakt mit dem Flachheizkörper und ragt mit seinem freien
Ende in die Reinigungskammer. Während
des Erwärmungsvorganges
des Behandlungsmediums kontaktiert der Flachheizkörper mit
zumindest einer Fläche,
die zur Wärmeübertragung
dient, das Behandlungsmedium. Zum anderen befindet sich das metallische
Wärmeleitelement
innerhalb des Behandlungsmediums in der Reinigungskammer. Während der
Aufheizphase wird unmittelbar vom Flachheizkörper eine Wärmeenergie direkt zum Behandlungsmedium übertragen. Gleichzeitig
erwärmt
sich das metallische Wärmeleitelement,
welches dem Behandlungsmedium zusätzlich eine entsprechende Wärmeenergie überträgt. Das
eigentliche "aktive
Heizmedium" ist
also der Flachheizkörper,
der die notwendige Energie zur Erwärmung des Behandlungsmediums
generiert. Das metallische Wärmeleitelement
dient zur optimalen Übertragung
bzw. Verteilung der Wärme
zum Behandlungsmedium.
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Das
Wärmeleitelement
kann kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig am Flachheizkörper verbunden
sein. Vorzugsweise ist das metallische Wärmeleitelement über eine
Löt- oder
Schweißverbindung
oder eine Klebeverbindung am Flachheizkörper befestigt.
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In
einer weiteren bevorzugten Alternative der Erfindung weist die Reinigungskammer
im Bereich der Öffnung
Befestigungsmittel auf, an denen der Flachheizkörper angeordnet ist. Hierbei
ist es denkbar, dass der Flachheizkörper an der Reinigungskammer
im Bereich der Öffnung
angeflanscht ist. Alternative Befestigungsmittel wie Schrauben,
Nieten oder dergleichen sind selbstverständlich möglich.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des wasserführenden,
elektrischen Haushaltgerätes
ist das Wärmeleitelement
aus einem plastisch verformbaren Material ausgeführt. Somit kann das Wärmeleitelement
in eine entsprechende Form gebogen werden, um eine geeignete Lage
innerhalb der Reinigungskammer einzunehmen. Das Wärmeleitelement kann
aus einem Blech ausgebildet sein, das über den eigentlichen Bauraum
des Flachheizkörpers
hinausragt, sich durch die Öffnung
der Reinigungskammer erstreckt und einen definierten Abstand zur
Wandung der Reinigungskammer aufweist.
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Vorteilhafterweise
weist das Wärmeleitelement
ein freies Ende und ein flächiges
Basiselement auf, wobei das freie Ende in die Reinigungskammer ragt
und das Basiselement, welches auf der dem freien Ende abgewandten
Seite liegt, mit dem Flachheizkörper
verbunden ist. Das freie Ende weist einen definierten Abstand zur Öffnung der
Reinigungskammer auf. Hierbei kann das Basiselement eine Fläche aufweisen,
die mindestens 40% der Oberfläche
des Flachheizkörpers
beträgt.
Das Basiselement kontaktiert mit seiner Fläche vorteilhafterweise vollständig die
Oberfläche
des Flachheizkörpers,
wobei in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung das Basiselement an der Oberfläche des Flachheizkörpers angeschweißt oder
angelötet
ist. Die Fläche
des Basiselementes nimmt einen entsprechenden Betrag an Wärmeenergie
während
der Erwärmung
des Behandlungsmediums auf, wodurch sich das gesamte Wärmeleitelement
entsprechend erwärmt
und über seine
gesamte Fläche
Wärme an
das Behandlungsmedium abgibt. Je größer die Fläche des Basiselementes ist,
desto größer ist
der Betrag an Wärmeenergie,
die vom Wärmeleitelement
zum Behandlungsmedium übertragen
werden kann.
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In
einer möglichen
Ausgestaltung der Erfindung ist das wasserführende, elektrische Haushaltgerät eine Waschmaschine,
wobei innerhalb der Reinigungskammer ein zylinderartiger Trommelbehälter drehbar
gelagert ist. Das Wärmeleitelement weist
hierbei einen Abstand zur Wandung der Reinigungskammer und dem Trommelbehälter auf.
Das Wärmeleitelement
mit seinem freien Ende befindet sich somit zwischen dem Trommelbehälter und
der Reinigungskammerwandung, ohne diese genannten Bauteile zu berühren.
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Vorzugsweise
ist das Wärmeleitelement
mit einer leichten Wölbung
ausgeführt,
die in etwa der Wölbung
des zylindrischen Trommelbehälters
angepasst ist. Ohne großen
Montageaufwand kann das streifenartige Wärmeleitelement auf Grund seiner
guten verformbaren Eigenschaften in die gewünschte Form gebracht werden
und anschließend
gemeinsam mit dem Flachheizkörper
in die Reinigungskammer eingeführt
und befestigt werden.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass das Wärmeleitelement
zumindest teilweise eine strukturierte Oberfläche aufweist. Durch die strukturierte Oberfläche wird
zum einen eine Oberflächenvergrößerung des
Wärmeleitelementes
erzielt, wodurch eine verbesserte Wärmeübertragung erreicht werden kann.
Zum anderen kann durch die strukturierte Oberfläche während des Heizvorganges des
Behandlungsmediums die Bläschenbildung
am Wärmeleitelement
verstärkt
werden, wobei gleichzeitig eine vorzeitige Blasenablösung am
Wärmeleitelement entsteht.
Durch die spezielle Strukturierung der Oberfläche des Wärmeleitelementes kann wirkungsvoll
die Größe der entstehenden
Dampfblasen beeinflusst werden, bevor diese sich vom Wärmeleitelement
ablösen.
Besonders vorteilhaft ist, dass hohe Siedegeräusche während der Erwärmung des
Behandlungsmediums somit weitestgehend vermieden werden können. Die
Strukturierung der Oberfläche des
Wärmeleitelementes
kann im Mikro- oder Makrobereich liegen, wodurch wirkungsvoll der
Wärmeübergang
verbessert werden kann.
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Die
strukturierte Oberfläche
des Wärmeleitelementes
kann eine Vielzahl an Vertiefungen aufweisen. Diese Vertiefungen
sind über
ein chemisches Verfahren, wie z. B. Ätzen, ein thermisches Verfahren,
wie z. B. durch Bearbeiten mit einem Laserstrahl oder über ein
mechanisches Verfahren, wie z. B. durch Prägen auf der Oberfläche des
Wärmeleitelementes
einbringbar.
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Die
strukturierte Oberfläche,
die zur Wärmeübertragung
dient, kann prismenförmig,
zylinderförmig,
rillenförmig,
pyramidenförmig,
diamantprofilförmig,
kegelförmig
oder nach dem Zufallsprinzip chaotisch geformt, beispielsweise durch
Sandstrahlen, ausgeführt
sein. Bei der strukturierten Oberfläche des Wärmeleitelementes kann es sich
um eine aufgestanzte Struktur handeln. Durch eine derartige Strukturierung
der Oberfläche
zur Wärmeübertragung
wird zum einen die Übertragungsfläche erhöht und zum
anderen die Leistungsdichte "W/cm2" reduziert.
Hierdurch können
unerwünschte
Siedegeräusche
wirksam verringert werden.
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In
einer möglichen
Ausgestaltung der Erfindung weist die Vertiefung auf der strukturierten
Oberfläche
des Wärmeleitelementes
einen Abstand zur benachbarten Vertiefung auf, der geringer ist
als 1,5 mm, vorzugsweise geringer ist als 1 mm und besonders bevorzugt
geringer ist als 0,5 mm. Hierbei können die Vertiefungen eine
geometrische Form aufweisen, die beispielsweise eckig oder rund
sein kann. Durch den geringen Abstand zwischen jeweils zwei Vertiefungen
kann eine vorzeitige Blasenablösung während der
Erwärmung
des Behandlungsmediums erreicht werden.
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In
einer weiteren möglichen
Ausgestaltung des wasserführenden,
elektrischen Haushaltgerätes kann
die strukturierte Oberfläche
des Wärmeleitelementes
durch eine entsprechende Rauigkeit ausgebildet sein. Die Rauigkeit
kann größer als
3 μm, vorzugsweise
größer als
7 μm und
besonders bevorzugt größer als
10 μm sein.
Es hat sich gezeigt, dass durch Aufbringen einer entsprechenden
Rauigkeit auf der Oberfläche
des Wärmeleitelementes
eine wesentliche Verbesserung des Wärmeüberganges erreicht werden kann.
Die strukturierte Oberfläche kann
sowohl auf einer Seite des Wärmeleitelementes als
auch beidseitig aufgebracht sein.
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Vorteilhafterweise
können
mehrere Wärmeleitelemente
an der Oberfläche
des Flachheizkörpers befestigt
sein und sich in verschiedene Richtungen durch die Öffnung der
Reinigungskammer in das Behandlungsmedium erstrecken. Auf Grund
der erhöhten
Wärmeübertragungsfläche, die
durch das Wärmeleitelement
hervorgerufen wird, ergibt sich für das wasserführende,
elektrische Haushaltgerät
ein besserer Wirkungsgrad, ein geringerer Energieverbrauch, eine
höhere
Lebensdauer und ein konstruktiver Vorteil auf Grund der Formanpassbarkeit
und der geringen Abmessungen der einzelnen Bauteile zur Erwärmung des
Behandlungsmediums.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die
in den Ansprüchen
und in der Beschreibung erwähnten Merkmale
jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es
zeigen:
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1 das
erfindungsgemäße wasserführende,
elektrische Haushaltgerät,
das einen Flachheizkörper
mit einem Wärmeleitelement
zur Wärmeübertragung
aufweist;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
eines Teilbereiches des Flachheizkörpers gemäß 1;
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3 eine
mögliche
Ausführungsform
der strukturierten Oberfläche
des Wärmeleitelementes und
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4 eine
weitere Ausführungsform
der strukturierten Oberfläche
des Wärmeleitelementes.
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In 1 ist
in rein schematischer Darstellung eine Waschmaschine mit einer Reinigungskammer 1, die
auch als Laugenbehälter
bezeichnet werden kann, dargestellt. Innerhalb der Reinigungskammer 1 befindet
sich ein Trommelbehälter 9,
der in der Waschmaschine drehbar gelagert ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Trommelbehälter 9 aus
Edelstahl hergestellt und mit einer Vielzahl an Öffnungen für die Durchflutung während des
Waschvorganges versehen, welches im Detail nicht gezeigt ist. Im
unteren Bereich der Reinigungskammer 1 ist ein Behandlungsmedium 2 eingebracht,
das als Reinigungsflüssigkeit
dient. Die Reinigungskammer 1, die innerhalb des Waschmaschinengehäuses federnd
gelagert ist, weist eine Öffnung 7 mit
einem dazugehörigen
Flanschelement 8 auf, an dem ein Flachheizkörper 4 befestigt
ist. Der Flachheizkörper 4 dient
zur Erwärmung
des Behandlungsmediums 2.
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Der
Flachheizkörper 4 weist
eine Oberfläche 5 zur
Wärmeübertragung
auf, an der ein metallisches Wärmeleitelement 6 angeordnet
ist, welches in vergrößerter Darstellung
in 2 gezeigt ist. Das metallische Wärmeleitelement 6 erstreckt
sich durch die Öffnung 7 in
die Reinigungskammer 1 und dient zur zusätzlichen
Erwärmung
des Behandlungsmediums 2.
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Wie
in 2 deutlich zu erkennen ist, verschließt der Flachheizkörper 4 mit
seiner Oberfläche 5 die Öffnung 7 der
Reinigungskammer 1. Das Wärmeleitelement 6,
das als streifenartige Blechfahne ausgeführt ist, ragt in die Reinigungskammer 1 hinein,
wobei das Wärmeleitelement 6 einen
Abstand zur Wandung 10 der Reinigungskammer 1 sowie dem
Trommelbehälter 9 aufweist.
Der Abstand zur Wandung 10 ist so gewählt, dass eine Beschädigung aufgrund
der Hitze des Wärmeleitelements 6 vermieden
wird. Hierbei ist es zweckmäßig, den
Abstand im Bereich zwischen 0,5 bis 1,5 cm zu dimensionieren. Der
Abstand zum Trommelbehälter 9 ist
so gewählt, dass
das Wärmeleitelement 6 bei
Auslenkungen des Trommelbehälters 9 im
Betrieb nicht berührt
wird. Auch hierbei ist es zweckmäßig, diesen
Abstand im Bereich zwischen 0,5 bis 1,5 cm zu dimensionieren.
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Das
Behandlungsmedium 2 wird während der Aufheizphase zum
einen durch die Oberfläche 5 des
Flachheizkörpers 4 und
zum anderen durch die Oberfläche
des in die Reinigungskammer 1 hineinragenden Wärmeleitelementes 6 erwärmt. Durch
die vergrößerte Wärmeübertragungsoberfläche kann mehr
Wärme an
das Behandlungsmedium 2 abgegeben werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
der Erfindung ist das metallische Wärmeleitelement 6 an der
Oberfläche 5 des
Flachheizkörpers 4 angeschweißt. Selbstverständlich kann
das Wärmeleitelement 6 auch
in einer weiteren nicht dargestellten Alternative andersartig an
dem Flachheizkörper 4 befestigt
werden, beispielsweise durch eine Lötverbindung. Wie in 2 deutlich
zu erkennen ist, ist die Wärmeübertragungsfläche 5 des
Flachheizkörpers 4 im
Wesentlichen bündig
oder bündig
zur Wandung 10 der Reinigungskammer 1 positioniert.
In einer weiteren, nicht gezeigten Alternative kann die Oberfläche 5 des
Flachheizkörpers 4 auch
in die Reinigungskammer 1 hineinragen, wobei die Oberfläche 5 einen definierten
Abstand zum Trommelbehälter 9 beibehält.
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Das
Wärmeleitelement 6 weist
ein freies Ende 6a und ein flächiges Basiselement 6b auf,
wobei das freie Ende 6a in die Reinigungskammer 1 ragt und
das Basiselement 6b, welches auf der dem freien Ende 6a abgewandten
Seite liegt, mit dem Flachheizkörper 4 verbunden
ist. Das Wärmeleitelement 6 ist
somit lediglich mit dem Basiselement 6b an der Oberfläche 5 des
Flachheizkörpers 4 über eine Schweißverbindung
verbunden. Der übrige
Bereich des Wärmeleitelementes 6 ist
entsprechend verformt, um in die Reinigungskammer 1 hineinzuragen.
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Das
Wärmeleitelement 6 kann
mit einer strukturierten Oberfläche 11 zur
besseren Wärmeübertragung
ausgeführt
sein. Die strukturierte Oberfläche 11 des
Wärmeleitelementes 6 befindet
sich innerhalb der Reinigungskammer 1. In einer möglichen Ausführungsform
der Erfindung kann die strukturierte Oberfläche 11 durch eine
Vielzahl an Vertiefungen 11a gebildet sein. Die in 3 dargestellte
strukturierte Oberfläche 11 ist
als rillenförmige
Oberfläche 11 mit
einer Vielzahl von benachbarten Vertiefungen 11a ausgebildet,
die beabstandet zueinander laufen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die strukturierte
Oberfläche 11 durch
eine Vielzahl von kleinen Pyramiden gebildet sein, welches in 4 schematisch
gezeigt ist. Innerhalb dieser pyramidenartigen Oberflächenstruktur
sind eine Vielzahl an Vertiefungen 11a eingebracht, die
jeweils zwischen den benachbarten Pyramiden liegen. Bei den in 3 und 4 dargestellten
Oberflächen 11 handelt
es sich um Oberflächenstrukturen
im Mikrobereich, die als zusätzliche
Wärmeübertragungsfläche für den Flachheizkörper 4 dienen.
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Die
Vertiefungen 11a weisen jeweils zur benachbarten Vertiefung 11a einen
Abstand auf, der geringer ist als 1 mm. Während der Erwärmung des
Behandlungsmediums 2 wird über die Oberfläche 5 des Flachheizkörpers 4 und über die
strukturierte Oberfläche 11 des
Wärmeleitelementes 6 eine
entsprechende Wärmeenergie
in die Waschmaschine eingebracht. Durch die Strukturierung der Oberfläche 11 kommt
es zu einer vorzeitigen Blasenablösung, wodurch eine gute Wärmeübertragung
vom Flachheizkörper 4 auf
das Behandlungsmedium 2 erzielt werden kann. Gleichzeitig
können
während
der Erwärmung
des Behandlungsmediums 2 Siedegeräusche stark reduziert werden.