EP0517703B1 - Gasbetriebenes haarpflegegerät mit wenigstens zwei verdampfern - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein gasbetriebene; Haarpflegerät mit wenigstens zwei Verdampfern.
• In der nichtvorveröffentlichten, älteren Anmeldung EP 0 420 768 A1 ist ein gasbetriebenes Gerät mit einem Behälter zur Aufnahme von verflüssigtem Gas beschrieben, bei dem die Gaszufuhr durch eine Hintereinanderschaltung von wenigstens zwei Drosseln bestimmt wird und zwischen den Drosseln ein Zwischenbehälter eines vorgegebenen Volumens angeordnet ist, die in Strömungsrichtung zweite Drossel eine in etwa gleiche oder höhere Durchlässigkeit aufweist als die erste Drossel und das Volumen des Zwischenbehälters durch die Dauer der Aufheizphase festgelegt wird. Dieses Gerät wird allerdings nicht durch katalytische Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches betrieben.
• Desweiteren ist aus der US 4 354 482 A bereits ein gasbeheizter Lockenstab mit einem Bimetall-Temperaturregler bekannt, der ein entsprechendes Ventil steuert und dadurch sichergestellt, daß in der Aufheizphase dem Brenner in kürzerer Zeiteinheit mehr Gas zur Verfügung gestellt wird, als nach Erreichung der gewünschten Betriebstemperatur erforderlich ist. Derartige Temperaturregler arbeiten zwar zufriedenstellend, sind jedoch aufwendig und teuer. Da die Heizleistung für die Aufheizphase ausgelegt ist, benötigen die Geräte in der Regel zusätzlich einen Übertemperaturschutz, der sie ebenfalls verteuert. Eine besondere Bedeutung hinsichtlich einer Steuerung der Gaszufuhr kommt den beiden Drosseln dieses bekannten Gerätes nicht zu. Die Steuerung der Gaszufuhr wird gerade durch den Temperaturregler bewerkstelligt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde mit einfachen baulichen Mitteln ohne eine Temperaturregelung die Aufheizzeitdauer der eingangs erwähnten Geräte zu verkürzen und eine Überhitzung des Gerätes zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch ein Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Durch diese Maßnahme kann in der Startphase bzw. in der Aufheizphase des Gerätes dem Brenner in der gleichen Zeiteinheit mehr Gas zur Verfügung gestellt werden, als nach Erreichen der Betriebstemperatur der Heizung erforderlich ist. Auf diese Weise wird der Brenner ohne Aufwand an Regel- oder Steuermitteln in der gewünschten Weise mit Brennstoff versorgt und der Temperaturverlauf in der Startphase ohne Temperaturregler derart gesteuert, daß der Brenner nach sehr kurzer Zeit seine Betriebstemperatur erreicht hat. Hat der Brenner seine Betriebstemperatur bzw. seine Solltemperatur erreicht, wird die Gaszufuhr nicht mehr im wesentlichen durch die erste Drossel für großen Gasdurchsatz, sondern über eine Hintereinanderschaltung der wenigstens zwei oder auch mehr Drosseln bestimmt. Das Volumen des Zwischenbehälters wird durch die Dauer der Aufheizphase festgelegt, wobei die Durchflußmenge des Gases von der Durchlässigkeit der beiden Drosseln bestimmt wird. Die Durchlässigkeit der zweiten Drossel ist gleich oder höher als die der ersten Drossel.
• Eine derartige Einrichtung läßt sich insbesondere bei solchen Geräten einsetzen, die mit katalytischer Verbrennung betrieben werden und bei denen eine konstante Temperatur bzw. eine konstante Heizleistung gewünscht wird. Hierzu ist es vorteilhaft, daß die beiden Drosseln als Verdampfer ausgebildet sind, wobei der erste Verdampfer an die Auslaßöffnung des ersten Behälters und der zweite Verdampfer an die Auslaßöffnung des Zwischenbehälters angeschlossen ist. Der Zwischenbehälter ist dabei so dimensioniert, daß sich in ihm vor der Benutzung des Geräts in etwa diejenige Flüssiggasmenge ansammelt, die zur Abgabe der erforderlichen Wärmeleistung während der Aufheizphase erforderlich ist. Außerdem ist es vorteilhaft, daß der zweite Verdampfer zwischen dem Zwischenbehälter und einer Düse vorgesehen ist, an die sich die Heizung anschließt. Vor der Startphase kann sich in dem Zwischenbehälter Flüssiggas ansammeln, bis in beiden Behältern ein in etwa gleiches Druckniveau herrscht. Nach Öffnen der Verschlußeinrichtung kann aus dem Zwischenbehälter in relativ kurzer Zeit eine große Gasmenge zum Brenner der Heizung abfließen, wobei zusätzlich aus dem ersten Behälter Brennstoff aufgrund der entstehenden Druckdifferenz zwischen den Behältern nachfließt. Sobald der Beharrungszustand erreicht worden ist und die Heizung ihre Betriebstemperatur erreicht hat, stellt sich ein Gasdurchfluß ein, der dem Strömungswiderstand der Hintereinanderschaltung beider Verdampfer entspricht.
• Die Dimensionierung der Durchlässigkeit der Verdampfer und des Volumens des Zwischenbehälters wird durch die Dauer der Aufheizphase und die erforderliche Wärmeleistung bestimmt. Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung der Behälter für den Brennstoff, wobei der Zwischenbehälter zwischen zwei Verdampfern angeordnet ist,

Fig. 2

einen Temperaturverlauf über die Aufheizzeit einer gasbetriebenen Heizung,

Fig. 3

den Brennstoffverbrauch des gasbetriebenen Brenners in der Aufheizphase der Heizung und nach Erreichung der Betriebstemperatur.

• In der Zeichnung ist mit 1 ein Behälter eines in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellten Gerätes für den persönlichen Bedarf bezeichnet, das beispielsweise ein Gaslockenstab mit einem gasbetriebenen Brenner für eine Heizung sein kann. Der Behälter 1 dient zur Aufnahme von Flüssiggas, das über einen ersten Verdampfer 2 in einer Leitung 4 einem Zwischenbehälter 3 mit kleinerem Fassungsvermögen zugeführt wird. Eine Auslaßöffnung 9 des Zwischenbehälters 3 ist über eine Verschlußeinrichtung bzw. ein Ventil 7 verschließbar. Befindet sich das Gerät nicht im Arbeitseinsatz, so ist die Auslaßöffnung 9 mittels des Ventils 7 verschlossen. Das in dem Zwischenbehälter 3 in flüssiger bzw. in gasförmiger Form angesammelte Gas kann nicht zu einem nachgeschalteten Brenner abfließen, der zum Betrieb einer nicht dargestellten Heizung dient. Ein derartiger Brenner ist bereits im Detail in der US-A 4 354 482 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt durch ausdrücklichen Hinweis Bestandteil dieser Anmeldung ist.
• An die Auslaßöffnung 9 des Zwischenbehälters 3 schließt sich eine Leitung 10 an, in der ein zweiter Verdampfer 5 vorgesehen ist, dessen Durchflußrate vorzugsweise in etwa gleich oder größer ist als die Durchflußrate des ersten Verdampfers 2. Hinter dem Verdampfer 5 sitzt eine Düse 6, über die ein Brenner mit Brennstoff in gasförmiger Form versorgt werden kann, der wiederum eine Heizung betreibt. Es ist auch ohne weiteres möglich, das Ventil 7 stromabwärts des Verdampfers 5 anzuordnen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
• Um eine kurze Aufheizzeit zu erzielen, muß anfangs mit einer höheren Leistung geheizt werden. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß in der Aufheizphase dem Brenner in kurzer Zeiteinheit mehr Brennstoff zur Verfügung gestellt wird, als nach Erreichung der Betriebstemperatur erforderlich ist. Der Brennstoffverbrauch eines Brenners mit geregelter Brennstoffversorgung ergibt sich in der Aufheizphase aus dem Verlauf der Kurve D in der Phase I gemäß Fig.3.
• Wenn die Heizleistung auf die Anforderung im Beharrungszustand einer zu beheizenden Fläche ausgelegt wird, steigt die Temperatur nach einer Übergangsfunktion gemäß folgender Formel:
  
  ${\text{x = V ( 1- e}}^{\text{-t}}\text{/T )}$

  

  
  
  V ist ein Verstärkungsfaktor, T entspricht der Zeitkonstante und t gibt die Zeitkoordinate wieder. Hieraus folgt für den Aufheizvorgang mit konstanter Heizleistung, daß nach der Zeit $\text{t=T}$

  

  etwa 63% der Solltemperatur und nach der Zeit $\text{t=3T}$

  

  etwa 95% der Solltemperatur erreicht werden.
• Um also eine kurze Aufheizphase zu erzielen, wird die Heizleistung für die Aufheizphase ausgelegt. Bei herkömmlichen Geräten muß die Heizleistung mittels eines Temperaturreglers oder einer Steuerung reduziert werden, da sonst die Temperatur über das zulässige Maß hinaussteigen würde (vergl. Kurve C in Fig. 2). Der Betrieb bei konstanter Heizleistung ist durch den Kurvenverlauf A wiedergegeben.
• Um einen Temperaturverlauf gemäß der Kurve B ohne aufwendigen Steuer- oder Regelaufwand zu erzielen, ist hinter dem ersten Verdampfer 2 der Zwischenbehälter 3 mit einem zusätzlichen Speichervolumen vorgesehen, der vor dem Ventil 7, bis es geöffnet wird, Brennstoff ansammelt. Wird bei Inbetriebnahme das Ventil 7 geöffnet, dann bestimmt im wesentlichen der zweite Verdampfer 5 die Durchflußmenge des Brennstoffes aus der Düse 6 (vergl. Phase I in Fig. 3). Der zweite Verdampfer 5 bestimmt so lange die Durchflußmenge, bis der Zwischenbehälter 3 kein Flüssiggas mehr enthält (siehe Phase II). In der Phase II sinkt der Druck im Zwischenbehälter 3 allmählich ab, wodurch sich die aus der Düse 6 austretende Brennstoffmenge verringert. In der Phase III stellt sich dann der Durchfluß ein, der der Hintereinanderschaltung der Strömungswiderstände der beiden Verdampfer 2, 5 entspricht. In der Phase III bleibt die Temperatur und auch die aus der Düse 6 strömende Brennstoffmenge im wesentlichen konstant. Mit dem zusätzlichen Fassungsvermögen aus dem Zwischenbehälter 3 kann also ein schnelleres Erreichen der Solltemperatur erzielt werden, ohne daß eine aufwendige und somit teuere Temperaturregelung bzw. zusätzliche Temperatursteuerung eingesetzt werden müßte.
• Die Wahl der einzusetzenden Materialien für die Verdampfer und Behälter ist aus dem Stand der Technik zum Beispiel für Gasfeuerzeuge bekannt. Der Fachmann ist somit in die Lage versetzt, eine entsprechende Auswahl zu treffen. Es können auch mehrere Verdampfer mit entsprechenden Zwischenbehältern hintereinandergeschaltet werden, um eine exaktere Anpassung an die speziellen Bedürfnisse zu gewährleisten. Hierdurch wird der Rahmen der Erfindung nicht verlassen.

Claims (7)

1. Gerät für den persönlichen Bedarf mit einer Vorrichtung zur katalytischen Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches und einem Behälter (1) zur Aufnahme von verflüssigtem Gas, bei dem die Gaszufuhr durch eine Hintereinanderschaltung von wenigstens zwei Drosseln (5, 2) bestimmt wird und zwischen den Drosseln (5, 2) ein Zwischenbehälter (3) eines vorgegebenen Volumens angeordnet ist, die in Strömungsrichtung zweite Drossel (5) eine in etwa gleiche oder höhere Durchlässigkeit aufweist als die erste Drossel (2) und das Volumen des Zwischenbehälters (3) durch die Dauer der Aufheizphase (Phase I) festgelegt wird.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drosseln in an sich bekannter Weise als Verdampfer (2,5) ausgebildet sind.
3. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auslaßöffnung (9) des Zwischenbehälters (3) über eine steuerbare Verschlußvorrichtung verschließbar ist.
4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsvermögen des Zwischenbehälters (3) in etwa der Flüssiggasmenge entspricht, die für ein Aufheizen der Heizung auf eine Sollbetriebstemperatur benötigt wird.
5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässigkeit des ersten Verdampfers (2) im wesentlichen durch den Gasbedarf während einer stationären Phase (Phase III) festgelegt wird.
6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässigkeit des zweiten Verdampfers (5) durch den Brennstoffbedarf während der Aufheizphase (Phase I) festgelegt wird.
7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnt, daß mehrere Drosseln unter Zwischenschaltung von Behältern hintereinandergeschaltet sind.

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