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"Gerät zur Erzeugung eines Warmluftstrahls"
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Insbesondere als Haartrockengeräte sind schon Geräte zum Erzeugen
eines Warmluftstrahls vorgeschlagen worden, die einen axialen Gebläsemotor aufweisen,
der im Endteil eines im wesentlichen zylindrisch geformten Gehäuses untergebracht
ist. Dieses als Hohl zylinder oder als Hohlkegel oder als Kombination beider Formen
ausgebildete Gehäuse weist an seinem rückwärtigen Ende dann Lufteintrittsöffnungen
und an seinem vorderen Ende eine meist kreisförmige Luftaustrittsöffnung auf. An
dieser Austrittsöffnung können Zusatzgeräte, wie beispielsweise Bürsten, vorzugsweise
mit sternförmigem Querschnitt, Fönkämme, Rund- oder Schlitzdüsen und dergleichen
befestigt werden. Hierzu send sind an dieser Austrittsöffnung ebenso entsprechende
Halterungen vorgesehen, wie an den Befestigungsenden der Zusatzgeräte.
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In der Nähe der Lufteintrittsöffnungen ist im Gehäuse das Gebläse
mit Elektromotor und den entsprechenden Zuleitungen fest angebracht. Der Gebläsemotor
kann beispielsweise in dem Gehäuse mittels gebogener Leitflächen gehalten werden,
die als Fuhrungseleuente den Strom der eingesaugten Luft leiten. Der Gebläseiotor
trägt auf seiner Achse das Gebläse rad und ist eist von einen Gehäuse zumindest
teilweise umschlossen, in dem der Rotor gelagert ist und das den Stator aufnimmt.
Dartiber hinaus weisen diese Geräte noch je ein elektrisches Heizelement auf, das
in Richtung des vom Gebläse erzeugten Luftstroms vor dem Gebläse in dem zylindrischen
oder sich konisch verjüngenden Gehäusevorverteil angeordnet ist. Dieses elektrische
Heizelement besteht aus einem auf einem Trigger gewickelten bandförmigen elektrischen
Widerstand, webei die flache Seite aller Windungen die Außenfläche eines Zylinders,
Prisma, Kegel-oder Pyramidenstumpfes bildet, welche parallel der Gehäuse innenwandung
verläuft. Jede Windung des bandfarmigen Widerstandes ist ton der anderen durch einen
Zwischenraum ge-
trennt, der eine ausreichende Isolierung gewährleistet.
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Dieses zylindrische bzw kegelförmige elektrische Heizelement erwärmt
die von dem Gebläse durch das Gehäuse des Geräts geförderte Luft. Der Träger dieses
Heizelementes muß aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden und wärmefesten
Material bestehen. Vorteilhaft wird dieser Wicklungsträger von zwei Platten aus
wärmefestem Isoliermaterial gebildet, die in ihrer Mitte so zusammengefügt sind,
daß sie im Querschnitt gesehen ein Kreuz von radialen und gleichlangen Schenkeln
bzw. Rippen bilden, die einen rechten Winkel einschließen. Anstelle von zwei können
auch mehrere solcher Platten vorgesehen sein, wobei die radialen Rippen stets gleiche
Winkel einschließen sollen. Die Außenkanten dieser radialen Rippen sind so ausgebildet,
daß sie in gleichmäßigem Abstand der Innenwandung des Gehäuses parallel laufen.
Darüber hinaus weist der Wicklungsträger Stege auf, die das Heizelement mit der
Innenwandung des Gehäuses verbinden. Die Außenkante des Wicklungsträgers ist außerdem
in gleichen Abständen mit rechteckigen Aussparungen versehen, die jeweils eine Windung
des bandförmigen Widerstandes aufnehmen können, dessen Breite ein Vielfaches seiner
Dicke betragen soll.
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Bisher waren die Fachleute der Ansicht, daß durch diesen Aufbau des
Heizelements ein Minimum an Strömungswiderstand erreicht wird, da die Stirnseiten
des bandförmigen Widerstandes die dem Luftstrom entgegensteht, im Vergleich zur
gesamten Wärmeaustauschfläche sehr klein ist. Ferner trugen nach bisheriger Ansicht
der Fachleute auch die zwischen den benachbarten Windungen des bandförmigen Widerstandes
befindlichen Luftzwischenräume zu einer erhöhten Turbulenz des Luftstroms und damit
zu einem hohen Wärme austauschkoeffizienten bei.
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Es ergibt sich so zwar ein guter Wärmeübergang, der jedoch noch weiter
verbesserungsfähig erschien. Aus diesem Grund wurde nach Möglichkeiten gesucht,
den Übergang der Wärme von dem vorgeschlagenen Heizelement auf den daran vorbeigeführten
Luftstrom zu verbessern.
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Es wurde ein Gerät gefunden zur Erzeugung eines Warmluftstroms mit
einem Gehäuse in Form eines Hohlzylinders bzw.
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-kegels bzw einer Kombination beider Formen, das an seinem einen Ende
Lufteintrittsöffnungen und an seinem anderen Ende eine kreisrunde Luftauslaßöffnung
aufweist, sowie ein in der Nähe der Lufteinlaßöffnungen angeordnetes Gebläse und
ein zwischen dem Gebläse und der Luftauslaßöffnung vorgesehenem Heizelement, welches
als Träger für einen bandförmigen Widerstand wenigstens 4 aus einem wärmefesten
Isoliermaterial bestehende längsgerichtete Rippen aufweist, die sich,von ihrer Verbindung
in der Mittelachse des Gehäuse ausgehend, radial bis dicht an die Gehäusewand erstrecken
und entlang ihrer Außenkante in gleichen Abständen mit flachen Aussparungen versehen
sind, die jeweils eine Windung des bandförmigen Widerstandes aufnehmen. Gekennzeichnet
ist dieses Gerät dadurch, daß der zwischen den Außenkanten zweier benachbarter längsgerichteter
Rippen des Trägers verlaufende Teil des bandförmigen Widerstandes in sich geschränkt
ist.
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Die Erfindung soll an dem Beispiel eines Gerätes erläutert werden,
das einen Warmluftstrom erzeugt, der zum Trocknen von Haaren dienen soll. Dieses
Gerät weist ein Gehäuse auf, das die Form eines langgezogenen Kegelstumpfes hat.
An seinem stärkeren Ende ist dieses Gehäuse durch eine Kappe verschlossen, die als
Lufteinlaßöffnungen Schlitze aufweist. In dieser Kappe können noch Öffnungen für
ein Stromzuführungskabel und einen Schalter vorgesehen
sein. Das
freie Ende des Gehäuses kann mit einer Halterung für Zusatzteile, wie beispielsweise
eine Rundbürste, eine Breitschlitzdüse, ein Fönkamm oder ein Ondulierstab aufweisen,
die so angeordnet ist, daß die Zusatzteile in dem aus dem Gehäuse austretendem Warmluftstrom
liegen und gegebenenfalls von dem Warmluftstrom durchströmt werden.
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In dem vorteilhaft aus Kunststoff, Leichtmetall oder einem anderen
Material von geringem Eigengewicht gefertigten Gehäuse ist eine Gebläseeinrichtung
angeordnet, die aus einem Elektromotor und einem auf dessen Achse befestigten Gebläserad
besteht. Der Elektromotor kann an seiner Außenseite mit festen und, zum Zweck der
Luftführung, gebogenen Rippen versehen sein, die den Motor an der Innenwand des
Gehäuses halten und außerdem den vom Gebläserad erzeugten radialen Luftstrom in
axiale Richtung lenken.
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In Richtung des von dem Gebläse erzeugten Luftstroms ist hinter dem
Gebläse das elektrische Heizelement mittels Stegen an der Innenwand des Gehäuses
befestigt. Dieses Heizelement wird wie der Motor über einen von außen in das Gehäuse
eintretendes Stromkabel mit elektrischem Strom versorgt. Es kann auch mit dem Motor
in Reihe geschaltet sein.
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Das Heizelement weist, wie bereits erwähnt, einen Wicklungsträger
auf, der im Fall des gegebenen Beispiels von zwei Platten in Form eines langgezogenen
Trapezes aus einem wärmebeständigen Isoliermaterial gefertigt ist. Die Platten sind
an ihrer Mittelachse so susasmengefügt, daß sie im Querschnitt gesehen ein Kreuz
bilden, dessen radiale Arme einen Winkel von jeweils 900 einschließen.
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Anstelle der zwei Platten können auch mehrere solcher Platten in ihrer
Längsachse so zusammengefügt werden, daß die Winkel zwischen den radialen Rippen
gleich sind. Die Außenkanten dieser radialen Rippen laufen in gleichmäßigen, aber
vorteilhaft geringen Abstand von der Innenwand des Gehäuses dieser parallel.
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Auf die Außenkanten des Wicklungsträgers ist ein bandförmiger Widerstand
aufgewickelt, so daß zwischen je zwei Wicklungen ein zur Isolation ausreichender
Abstand eingehalten ist. Die Außenkanten des Wicklungsträgers weisen in gleichen
Abständen Aussparungen auf, die so geformt sind, daß sie jeweils eine Windung desbandförmigen
Widerstandes aufnehmen können. Die Breite des bandförmigen Widerstandes soll ein
Vielfaches seiner Dicke betragen.
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Dieses Widerstandsband ist aus herkömmlichen Materialien gefertigt,
die als Heizkörper in elektrischen Heizungen eingesetzt sind.
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Erfindungsgemäß soll jeweils der zwischen den Außenkanten zweier benachbarter
längsgerichteter Rippen des Trägers verlaufende Teil des Widerstandsbandes in sich
geschränkt bzw. um seine Längsachse bis zu einem bestimmten Winkel gegenüber der
ursprünglichen Lage bleibend verdreht sein.
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Der Schrinkungswinkel soll hierbei vorteilhaft 40 bis 500 betragen.
Die Schränkung kann mechanisch erfolgen, indem die entsprechenden Abschnitte des
bandförmigen Widerstand des vor eder nach dessen Aufwickeln auf den Träger mittels
entsprechender Einrichtungen um ihr Längsachse gedreht werden. Die Schrinkung des
bandf5riigen Widerstandes kann gleichseitig oder ven Windung su Windung wechselseitig
sein. Als besonders gtinstig hat es sich jedoch erwiesen, daß die Schränkung von
jedem zwischen iwei Trägerrippen liegenden Windungsstück gegenüber dem daran anschließenden
Windungsstück
wechselseitig ist. Es reicht hierbei aus, wenn die in den Außenkanten der Rippen
des Trägers vorgesehenen flachen Ausnehmungen wechselweise einen geraden und einen
entsprechend der Schränkung der Windungen des bandförmigen Widerstandes abgeschrägten
Boden aufweist.
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Günstig beträgt der Neigungswinkel eines solchen abgeschrägten Bodens
gegenüber der normalen 40 bis E"O Durch die Schränkung des bandförmigen Widerstandes
wird ein wesentlich besserer Kontakt dieses Heizmittels mit der das Gehäuse durchströmenden
Luft erreicht. Außerdem scheint die Schränkung dazu beizutragen, daß der Luftstrom,
der das Gehäuse durchströmt, in dem geschränkten Teil des bandförmigen Widerstandes
Prallflächen findet, die turbulente Strömungen hervorrufen und so zu einer schnellen
Verteilung der von dem Widerstand abgegebenen Wärme in den Luftstrom beitragen.
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Die Zeichnungen stellen eine mögliche Ausführung der Erfindung schematisch
dar. Es zeigen: 1) Abb. 1 einen Längsschnitt durch ein Gerät mit kegelförmigem Gehäuse;
2) Abb. 2 eine Draufsicht auf den Deckel des Gehäuses; 3) Abb. 3 eine isometrische
Ansicht eines Heizelements; 4) Abb. 4 Teilansicht eines Heizelements; 5) Abb. 5
Teilansicht der Außenkante einer Rippe des Heizelementhigers; 6) Abb. 6 vergrößerte
Teilansicht der Außenkante einer Rippe eines Heizelementträgors.
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In den Zeichnungen werden gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern
bezeichnet.
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Das in den Abbildungen 1 und 2 dargestellte Gerät besitzt
ein
kegelförmiges Gehäuse 1 aus Kunststoff. An seiner Vorderseite weist das Gehäuse
1 die Luftaustrittsöffnung 10 und an seinem rückwärtigen Ende den Deckel 11 auf,
der abnehmbar und mit Lufteintrittsöffnungen 12 versehen ist, die um ein festes
Mittelteil 13 angeordnet sind, das einen Kabel anschluß 14 und einen Schalter 15
trägt.
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Das Gebläse 2 ist im rückwärtigen Ende des Gehäuses 1 untergebracht.
Es besteht aus einem konisch ausgebildeten Gebläsegehäuse 20, das an beiden Enden
offen ist. In dem Gebläsegehäuse 20 ist ein Elektromotor untergebracht und durch
mehrere Rippen 23 fest damit verbunden. Auf der Motorwelle 25 ist ein axiales Gebläserad
26 befestigt, das sich mit der Motorwelle 25 dreht. Eine elektrische Leitung führt
vom Schalter 15 zum Anschluß des Elektromotors.
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Vor der Gebläseeinrichtung befindet sich das elektrische Heizelement
3, das im vorderen Teil des Gehäuses 1 befestigt ist. Es besteht aus einem Wicklungsträger
in Form von zwei trapezförmigen Platten 31, die entlang ihrer Mittellinie zu einem
Kreuz zusammengefügt sind, woburch sich 4 radiale Rippen bilden. In den Außenkanten
der Rippen ist eine Anzahl von flachen Aussparungen (33) vorgesehen, von denen jede
eine Windung des bandförmigen Widerstandes 34 aufnimmt, wobei die zwei benachbarten
Rippen verbindenden Teile des Widerstandsbandes in sich und wechselseitig geschränkt
sind. Abbildungen 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die
flachen Aussparungen 33 in der Außenkante der Rippen wechselweise einen geraden
und einen entsprechend der Schränkung der Windungen des bandförmigen Widerstandes
34 abgeschrägten Boden, im vorliegenden Fall mit einem Neigungswinkel von 450, aufweisen.
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Die Vorder- und Hinterenden der Platten 31 sind vergrößert und ragen
über die Kanten der Rippen bis zur Innenwand des
Gehäuses 1, das
entsprechende Aussparungen aufweist, in die die besagten Ansätze einrasten. Der
eine Anschluß des Heizelements 3 ist über den Thermostaten 36 und Leitung 37 mit
dem Kabelanschluß 14 verbunden, während der andere Anschluß über Leitung 38 mit
dem zweiten Anschluß des Elektromotors verbunden ist.
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Am Austrittsende 10 weist das Gehäuse 1 eine äußere ringförmige Hinterschneidung
18 auf, die zur Befestigung der bereits ausführlich erwähnten Zubehörteile 41 dient.
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Beim Betrieb des erfindungsgemäßen Geräts saugt das axiale Gebläserad
24 durch die Lufteintrittsöffnungen 12 Luft an und fördert sie zum Austrittsende
10 des Gehäuses 1. Die rund um den Motor 21 gebogenen Rippen 23 sind so ausgeführt,
daß sie als Leitorgane wirken und den zunächst kreisförmigen Luftstrom in axialer
Richtung durch das kegelförmige Gehäuse 1 dirigieren. Der axial gerichtete Luftstrom
passiert dann das Heizelement 3 und nimmt insbesondere von den geschränkten Flächen
des bandförmigen Widerstandes 34 Wärme auf. Um hierbei jedoch einen zu großen Pralldruck
bzw.
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-widerstand und eine unerwünscht hohe Turbulenz zu vermeiden, hat
es sich als günstig erwiesen, den Schrankungswinkel der Flächen des bandförmigen
Widerstandes 34 zwischen 40 und 500 zu halten. Die kegelförmige Ausbildung des Gehäuses
1 bewirkt eine Beschleunigung des Luftstroms auf seinem Weg zur Luftaustrittsöffnung
10.
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An der Luftaustrittiöffnung 10 können Zusatzgeräte, beispielsweise
zur Haarbehandlung, befestigt werden. Das rfindungsgemäße Gerät kann aber auch in
Verbindung mit einer sogenannten freischwebenden Haartrockenhaub eingesetzt werden,
die dann über einen Schlauch mit der Luftaustrittsöffnung des erfindungsgemäßen
Geräts verbunden ist. Ferner
ist das Gerät der Erfindung als Warmluftgebläse
geeignet und kann beispielsweise zum Enteisen oder zur Verhinderung des Beschlagens
von Fensterscheiben eingesetzt werden.
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Wesentlich ist hierbei, daß das Gerät der Erfindung einen hohen Wärmeausnutzungsgrad
hat und einen unerwartet hohen Anteil der vom Heizelement angebotenen Wärme von
dem Luftstrom übernommen wird, der aus der Luftaustrittsöffnung des Geräts austritt.