DE2124294A1

DE2124294A1 - Warmluftgerät

Info

Publication number: DE2124294A1
Application number: DE19712124294
Authority: DE
Inventors: Norbert Dr.-Ing. 4220 Dinslaken-Bruckhausen. P Kliemann
Original assignee: Pintsch-Bamag Antriebs- Und Verkehrstechnik Gmbh, 4220 Dinslaken
Priority date: 1971-05-15
Filing date: 1971-05-15
Publication date: 1972-11-23
Also published as: DD99503A5; DE2124294B2; DE2124294C3; IT953750B; FR2139533A5

Description

-^ Patentanwälte

DiPL-IHG. F. ROSSNKE _o. . . , _ „_ΛΓΜ

DR.-5WO. H. K. lV:i«ElM Stuttgart, den 13.5.1971

7Ü30 Stul^Qrt-1 Dr.W/mK ·

Gymnasiumstr. 311 i-Ju». ..

TeL 071U291133

Betr.: Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung D 4036

Anm.: Pintsch Bamag

Antriebs- und Verkehrstechnik GmbH.

4220 Dinsl aken Hünxer Str. 149

Warmluftgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Warmluftgerät zur Erzeugung eines nur intermittierend benötigten Warmluftstromes, insbesondere für Fahrzeuge, das im wesentlichen aus einer elektrischen Heizeinrichtung und aus einem Gebläse besteht.

Geräte dieser Art, die z. B. als Händetrockner verwendet werden, bedürfen zu ihrer FunldriQrn" einer relativ hohen elektrischen Leistung, die in der Mehrzahl der Fälle ohne weiteres aus dem Netz, z. B. aus dem Netz eines Gebäudes, entnommen werden kann. Eine Verwendung, solcher Geräte ist jedoch dort nicht möglich, wo das Netz nicht mit einer derart hohen Leistung belastet werden darf, obwohl die Energie als Mittelwert über eine

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längere Zeit von der Stromversorgungsanlage geliefert werden könnte, "beispielsweise bei Eisenbahnfahrzeugen, Bussen oder kleineren Schiffen, bei denen die elektrische Anlage meist aus einem Generator kleinerer Leistung und aus einer Pufferbatterie besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche nicht ständig, sondern lediglich in bestimmten Arbeitsspielen in Betrieb stehende Geräte, deren größte Benutzungshäufigkeit in relativ engen Grenzen festlegbar ist, derart auszubilden, daß sie auch, in Eisenbahnfahrzeugen, Bussen, Schiffen o. dgl. einsetzbar sind.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrische Heizenergie ausschließlich, einem Speichermedium zugeführt wird, dessen Wärmekapazität so bemessen ist, daß der von dem Gebläse geförderte Luftstrom ein- oder mehrmals aufheizbar ist und daß die elektrische Heizeinrichtung nur für eine Leistung ausgelegt ist, die dem Mittelwert der benötigten Energie entspricht.

Durch die Erfindung wird es möglich Warmluft gerate überall da einzusetzen, wo die zur Verfügung stehende elektrische Energie nicht ausreichen würd,e, um die für ein Arbeitsspiel z. B. eines Händetrockners nötige Wärmeenergie aufzubringen. Die erfindungsgemäßen Warmluftgeräte können auch bei Stillstand des Fahrzeuges benutzt werden, wenn nur die Batterie belastet wird·

Ir. vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann die elektrische Heizeinrichtung über die Temperatur des Speichermediums ein- oder ausgeschaltet wer-

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den, ζ. Β. mittels eines Thermostaten, damit im nicht benutzten Zustand das Speichermedium auf konstanter Temperatur gehalten wird. Die Einschaltung des Gerätes kann,,aber auch zusätzlich durch den Einschaltbefehl des Lüftermotors vorgenommen werden, damit während der Einschaltung des Lüftermotors bereits unabhängig von der Temperatur des Speichermediums die Beheizung wieder zugeschaltet wird.

Für den Fall, daß das Gerät für mehrere Arbeitsspiele ausgelegt werden soll, kann der Speicherraum große Oberflächen und eine selbsttätige Umlenkung des Luftstromes, z. B. mit bimetallgesteuerten Klappen, aufweisen, derart, daß durch die Oberflächen bei allen Arbeitsspielen annähernd die gleiche Ausblasetemperatur erreicht wird. Bei absinkender Temperatur kann dadurch eine immer grosser werdende wärmeabgebende Fläche zur Verfügung gestellt werden. Eine andere Möglichkeit der Anpassung der Blaslufttemperatur an die Temperatur des Speichermediums kann darin bestehen, in Abhängigkeit von der Temperatur des Speichermediums die Luftgeschwindigkeit beispielsweise durch Drehzahländerung des Elektromotors zu verändern.

Vorteilhaft kann die Wiedereinschaltung der Heizeinrichtung von einem oder mehreren zusätzlichen Kriterien, z. B. der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges oder dem Ladezustand der Batterie, abhängig sein.

Zur Beheizung kann vorteilhaft ein mäanderförmiger Stabheizkörper verwendet werden. Ferner kann die geometrische Ausbildung von Heizkörper und Speicherraum so auf-

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-zueinander abgestimmt sein, daß zwischen dem Heizkörper und der wärmeabgebenden Wandung des Speicherraumes nur geringfügig unterschiedliche Abstände entstehen.

Bei 'Verwendung flüssiger oder schmelzbarer Speichermedien kann der untere Teil des Speicherraumes als Auffangbehälter für die gesamte Menge der Speicherflüssigkeit ausgebildet sein.

Zur Aufnahme der Wärmeausdehnung des Speichermediums kann ein besonderer Ausdehnungskörper vorgesehen sein. Zur Aufnahme der Wärmeausdehnung des Speicherraumes kann dieser ferner so ausgebildet sein, daß er elastisch der Volumenanderung folgen kann. Vorteilhaft kann ein besonderer, von den wärmeerzeugenden Teile-η getrennter Raum zur Unterbringung der Antriebs- und Steuergeräte vorgesehen sein.

Der Speicherraum kann mit seinen Kühlflächen als Gußteil ausgebildet sein, dessen Deckel als Träger für alle Geräte dient, die in den Speicherraum hineinragen.

In der Zeichnung ist ein Warmluftgerät gemäß der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.

Es zeigen:

Pig· 1 einen Längsschnitt durch einen Händetrockner und

Pig. 2 einen Querschnitt durch dieses Gerät.

Der mit Warmluft arbeitende Händetrockner 1 ist mit einem

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Gehäuse 2 versehen, das einen Steuerraum 3 und einen mit einer Isolierschicht 4 ausgestatteten Raum 5 aufweist. In dem Steuerraum 3 ist ein Elektromotor 6, ein Thermostat/ 7, ein Ausdehnungsgefäß 8 und ein Schalter 9 angeordnet. In dem Raum 5 befindet sich ein durch den Elektromotor 6 angetriebener Lüfter 10 und ein Speicherkörper 11. In dem Speicherkörper 11 ist eine mäanderförmig verlegte elektrische Heizeinrichtung 12 angeordnet. Die Aussenseiten des Speicherkörpers 11, gegebenenfalls auch die Innenseiten, sind mit Kühlrippen 13 versehen.

Der Lüfter 10 saugt Luft aus der Umgebung des Händetrockners 1 durch die öffnung 14- in den Raum 5 im Gehäuse 2 in Pfeilrichtung 15 ein und bläst sie über die Kühlrippen 13 des Speicherkörpers 11, wobei sie anschließend durch die öffnung 16 aus dem Händetrockner austritt. Der Speicherkörper 11 ist mit einem wärmespeichernden Medium 17 von vorzugsweise hoher wärmeleitfähigkeit, z.B. Paraffin, gefüllt. Der Thermostat 7 dient dazu, die Temperatur des wärmespeichernden Mediums 17 nicht über einen bestimmten Wert hinausgehen zu lassen, bzw. auf einem bestimmten Wert zu halten. Das Ausdehnungsgefäß 8 stellt einen Ausdehnungsraum für die temperaturabhängige VoIumenänderung des Mediums 17 dar. ^l

Über den Schalter 9 wird der Lüfter 10 für eine bestimmte, dem Verwendungszweck angepaßte Zeit, eingeschaltet.

Die Eins-chaltung der Beheizung des Speicherkörpers 11 kann z. B. so erfolgen, daß sie ausschließlich von dem Thermostat 7 gesteuert wird, d. h., daß im nicht benutzten Zustand das Speichermedium auf konstanter Temperatur gehalten wird; erst bei Absinken der Temperatur infolge

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der Einschaltung des Lüfters 10 erfolgt nach dem Absinken unter den eingestellten Temperaturwert die Wiedereinschaltung der Heizeinrichtung 12.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn während der Einschaltung des Lüfters 10 bereits unabhängig von der Temperatur des Speichermediums 17 die Heizeinrichtung 12 wieder zugeschaltet wird. Dazu kann eine Abhängigkeit der Einschaltung der Heizeinrichtung vom Einschaltbefehl des Elektromotors 6 zusätzlich angewendet werden·

b Für den Fall, daß die Auslegung des Speicherkörpers 11 für mehrere Arbeitsspiele vorgesehen werden soll, kann eine weitere. Möglichkeit angewendet werden. Bei einer derartigen Betriebsweise sinkt naturgemäß im Laufe mehrerer Arbeitsspiele die Temperatur des Speichermediums 17 und damit der geförderten Luft immer weiter ab. Um annähernd gleiche Verhältnisse für die Lufttemperatur zu erhalten, kann die Luftführung dann so angeordnet werden, daß durch z. B. bimetallgesteuerte Klappen bei absinkender Temperatur eine immer größer werdende wärmeabgebende Fläche zur Verfügung gestellt wird. Ein mögliches Beispiel zeigt die Bypass-Klappe 18, die eine zusätzliche Ansaugöffnung bei hoher Speichertemperatur freigibt und bei weiteren Ar-

" beitsspielen schließt. Eine andere Möglichkeit der Anpassing der Blaslufttemperatur an die Temperatur des Speichermediums besteht darin, daß in Abhängigkeit von der Temperatur des Speichermediums die Luftgeschwindigkeit, z. B. durch Drehzahländerung des Elektromotors, verändert wird. >>

Für Anwendungen, bei denen es auf eine besonders große gespeicherte Wärmemenge ankommt, könnte das notwendige Volumen u· U. unangemessen groß werden. In einem derartigen Fall besteht eine Möglichkeit zur Verkleinerung des Volumens darin, daß ein Stoff zur Wärmespeicherung ge-

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wählt wird, dessen Schmelztemperatur innerhalb oder an der unteren Grenze des Arbeitstemperaturintervalles liegt. Dadurch wird ermöglicht, daß bei Abkühlung im Bereich der Erstarrungstemperatur die gespeicherte Schmelzwärme ebenfalls ausgenutzt wird und damit ein zusätzlicher Energieanteil ohne Volumenvergrößerung zur Verfugung steht.

Bei der Anwendung von Geräten nach der Erfindung, z. B. in Eisenbahnfahrzeugen, kann es schließlich notwendig werden, die Wiedereinschaltung der Heizung außer von der Temperatur des Speichermediums von weiteren Kriterien abhängig zu machen, so z. B. muß die Wiedereinschaltung der Heizung bei Stillstand des Fahrzeuges unterbrochen werden, damit beim Abstellen der Fahrzeuge die Fahrzeugbatterie nicht durch die Beheizung des Gerätes völlig entladen wird. Damit aber eine Benutzung z. B. in Bahnhöfen dennoch ermöglicht wird, kann hierbei die Dauer des Stillstandes als weiteres Kriterium angeführt werden, so daß z. B. erst nach mehr als 30-minütigem Aufenthalt eine Wiedereinschaltung der Heizung verhindert wird. Desgleichen ist denkbar, daß die Wiedereinschaltung der Heizung bei Unterschreiten eines bestimmten Spannungswertes der Fahrzeugbatterie verriegelt wird.

Für eine einwandfreie Wirksamkeit der Anordnung Heizeinrichtung-Speichermedium ist es notwendig, daß eine gute Wärmeverteilung und Ableitung gewährleistet sind. Vorteilhaft läßt sich hierzu ein mäanderförmiger Stabh.eizkörper verwenden, so daß dadurch zwischen dem Heizstab und den warmeabgebenden Wandungen des Speicherraumes nur geringfügig unterschiedliche Abstände entstehen.

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Bei der Verwendung von flüssigen oder schmelzbaren Speichermedien könnte bei einer Undichtigkeit des Speicherraumes erhitzte Speichermasse austreten und mit dem Luftstrom mitgerissen werden. Zur Verhinderung eines derartigen Falles wird, wie in der Fig. 5 gezeigt, der untere Teil des Gehäuses 2 konstruktiv zweckmäßig so ausgebildet ,werden, daß ein Auffangraum 19 für die Speicherflüssigkeit entsteht, so daß ein gefahrloser Betrieb gewährleistet bleibt.

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Claims

Patent- und Schutzansprüche

1· Warmluftgerät zur Erzeugung eines nur intermittierend benötigten Warmluftstromes, insbesondere zum Einbau in Fahrzeuge mit begrenzter Leistungsfähig- " keit der elektrischen Anlage, bestehend aus einer elektrischen Heizeinrichtung und aus einem Gebläse, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizenergie ausschließlich einem Speichermedium (17) zugeführt wird, dessen Wärmekapazität so bemessen ist, daß der von dem Gebläse (10) geförderte Luft-, strom ein- oder mehrmals aufheizbar ist und daß die elektrische Heizeinrichtung (12) nur für eine Leistung ausgelegt ist, die dem Mittelwert der benötigten Energie entspricht·

2* Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizeinrichtung (12) über die Temperatur des Speichermediums (17) gesteuert wird.

3· Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizeinrichtung (12) zusätzlich durch einen Impuls des Gebläsemotoijs (10) einschaltbar ist.

4-· Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium (17) in einem Speicherraum (11) mit temperaturabhängig schaltenden Steuerklappen angeordnet ist, derart, daß durch die Umsteuerung der Luftführung die Größe der Wärmetauschflächen

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verändert und bei allen Arbeitsspielen annähernd die gleiche Ausblasetemperatur ermcht wird.

5· Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der Wärmemenge ein Medium (17) mit einer innerhalb oder an der unteren b Grenze des Betriebstemperaturintervalles liegenden Schmelztemperatur verwendet wird, das die Ausnutzung der Schmelzwärme bei der Abkühlung gestattet«

6. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedereinschaltung der Heizeinrichtung (12) von einem oder mehreren zusätzlichen Kriterien, z. B. der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, der Dauer eines Stillstandes, oder dem Ladezustand der Batterie, abhängig ist.

7· Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasluftgeschwindigkeit bei Überoder Unterschreiten einer bestimmten Temperatur des . Speichermediums (17) verändert wird.

8· Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekenn- zeichnet, daß zur Beheizung ein mäanderförmiger Stabheizkörper (12) verwendet wird.

, 9· Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Ausbildung von Heiz-, körper (12) und Speicherraum (11) so aufeinander abgestimmt ist, daß zwischen dem Heizkörper und der wärmeabgebenden Wandung des Speicherraumes nur geringfügig unterschiedliche Abstände entstehen.

10. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 9» dadurch gekenn-

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zeichnet, daß bei Verwendung flüssiger oder schmelzbarer Speichermedien der untere Teil des Gehäuses
als Auffangbehälter für die gesamte Menge der Speicherflüssigkeit ausgebildet ist.

11. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Wanneausdehnung des Speichermediums (1?) ein besonderer Ausdehnungskörper (8) vorgesehen ist.

12. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der VTärmeausdehnung des Speichermediums (17) der Speicherraum elastisch der Volumenänderung folgen kann.

13· Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein besonderer, von den wärmeerzeugenden Teilen getrennter Raum (3) zur Unterbringung der Antriebs- und Steuergeräte vorgesehen ist.

14. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (11) mit seinen Kühl-! flächen als Gußteil ausgebildet ist und dessen Dekkel als Träger für alle Geräte dient, die in den
Speicherraum hineinragen.

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