Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmespeicher für eine Vorrichtung zum Glätten
von Kleidungsstücken mittels eines von dem Wärmespeicher erwärmbaren Luftstroms
und eine mit einem derartigen Wärmespeicher ausgerüstete Vorrichtung zum Glätten von
Kleidungsstücken.
Bei einer Vorrichtung zum Glätten von Kleidungsstücken mit einem Gebläse ist eine hohe
Leistung vorteilhaft, da die gesamte Oberfläche des Kleidungsstücks mit einem erhitzten
Luftstrom beaufschlagt wird. Insbesondere in Privathaushalten ist jedoch die Anschlussleistung
eines elektrischen Stromanschlusses begrenzt, so dass die Wärmeleistung aus
diesem Grund bereits begrenzt sein kann. Da die zu glättenden Kleidungsstücke auf der
Vorrichtung in der Regel zu Beginn erst zugerichtet und nachher abgenommen werden
müssen, entstehen Behandlungspausen, in denen die hohe Wärmeleistung nicht erforderlich
ist und mit dem Wärmespeicher Wärmeenergie gesammelt werden kann, um bei
gegebener maximaler Leistungsaufnahme der Vorrichtung eine möglichst schnelle Glättung
zu erzielen. Ferner kann mit einer Verringerung der maximalen Leistungsaufnahme
die Dimensionierung der Heizeinrichtungen in der Vorrichtung verringert werden, so dass
die Kosten gesenkt werden können.
Durch die DE 199 13 642 A1 ist eine Vorrichtung zum Glätten von Kleidungsstücken bekannt,
die ein Gebläse und einen beheizbaren Wärmespeicher aufweist. Zum Glätten
wird in das zu glättende Kleidungsstück ein Luftstrom aus mittels des Wärmespeichers
erwärmter Luft geleitet. Während der Behandlungspausen, in denen das zu glättende
Kleidungsstück abgenommen oder angelegt wird, wird durch Aufheizen des Wärmespeichers
Wärmeenergie gespeichert, um während des Behandlungsvorgangs eine höhere
Wärmeenergie zu Verfügung stellen zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmespeicher sowie eine
Vorrichtung zum Glätten von Kleidungsstücken der eingangs genannten Art zu schaffen,
wobei mit geringem Aufwand eine effektivere Nutzung des Wärmespeichers und eine
bessere Glättung der Kleidungstücke erreicht werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Wärmespeicher mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
Erfindungsgemäß weist der Wärmespeicher wenigstens ein Heizelement auf, das bei
Einbau des Wärmespeichers in der Vorrichtung zum Glätten von Kleidungsstücken quer
zur Strömungsrichtung eines in der Vorrichtung erzeugbaren Luftstroms liegt. Der Luftstrom
kann mit einem Gebläse erzeugt werden und wird in das zu glättende Kleidungsstück
geleitet, um es von innen zu erhitzen und zu spannen. Durch die Einwirkung von
Hitze wird das gespannte Kleidungsstück geglättet. Der Wärmespeicher ist vorzugsweise
mit Rippen versehen, die zumindest im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des
Luftstroms verlaufen und die Wärme an den vorbei streichenden Luftstrom abgeben.
Durch die Anordnung des wenigstens einen Heizelements quer zum Luftstrom kann die
Wärme gleichmäßiger über den Querschnitt des Luftstroms abgegeben und eine gleichmäßigere
Temperaturverteilung des Luftstroms über den Querschnitt erreicht werden.
Weiterhin kann dadurch zur Erreichung einer gewünschten Wärmeverteilung über den
Querschnitt die Anzahl der Heizelemente und/oder die Größe der Heizelemente verringert
werden. Ebenso kann die Menge an wärmeleitendem Material in dem Wärmespeicher
verringert werden, das zur Verteilung der Wärme über den Querschnitt erforderlich ist.
Der Wärmespeicher kann somit leichter und kostengünstiger ausgeführt werden.
In aller Regel ist bei derartigen Vorrichtungen eine Höchsttemperatur für den Luftstrom
gegeben, die auch in begrenzten Bereichen im Luftstrom nicht überschritten werden darf.
Eine derartige Höchsttemperatur für den Luftstrom ist insbesondere aus Sicherheitsgründen
zur Vermeidung von Personenschäden und/oder Sachschäden vorgesehen. Durch
die mit der vorliegenden Erfindung erreichte gleichmäßigere Temperaturverteilung kann
der Wärmespeicher bei Beachtung eines Höchstwerts für die lokale Lufttemperatur auf
eine höhere Temperatur aufgeladen und so eine höhere Wärmemenge gespeichert werden,
da aufgrund der geringeren Streuung der Temperaturwerte im Luftstrom die Durchschnittstemperatur
des Wärmespeichers näher an die maximal zulässige Temperatur
heran geführt werden kann.
Das Wenigstens eine Heizelement ist insbesondere senkrecht zu der Strömungsrichtung
angeordnet. Vorzugsweise ist das Heizelement ein Rohrheizkörper und ist der Wärmespeicher
vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und einer
hohen spezifischen Wärmekapazität wie beispielsweise Aluminium. Das Heizelement
kann bei einem gießfähigen Material des Wärmespeichers, wie beispielsweise Aluminium,
in den Wärmespeicher eingegossen werden, wodurch ein sehr guter Wärmeübergang
erzielt wird. Weiterhin kann ein Heizelement auch in einer Vertiefung an einer Oberfläche
des Wärmespeichers, wie beispielsweise einen Kanal, angeordnet werden, wobei das
Heizelement zur Verbesserung des Wärmeübergangs auch eingepresst werden kann.
Zur mechanischen Sicherung können die Ränder einer Vertiefung zur Anordnung des
Heizelements zumindest abschnittsweise über das Heizelement gebogen werden.
Des wenigstens eine Heizelement ist vorzugsweise mäanderförmig, um bei einer geringen
Anzahl und insbesondere einem einzigen Heizelement bereits eine gleichmäßige
Verteilung der Wärmeabgabe über den Querschnitt des Luftstroms zu erreichen. Bei einer
Mäanderform wechseln sich gerade Abschnitte mit gebogenen oder geknickten Abschnitten
ab. Dabei ist eine erste Ausgestaltung denkbar, bei der das Heizelement in
Serpentinen über eine Wirkfläche verlegt ist und die beiden Enden des Heizelements in
Bezug auf die Wirkfläche diametral zueinander angeordnet sind. In dieser ersten Ausgestaltung
sind die einzelnen geraden Abschnitte des Heizelements vorzugsweise parallel
zueinander ausgerichtet, um einen gleichmäßigen Wärmeeintrag je Flächeneinheit der
Wirkfläche zu erreichen. Die Wirkfläche entspricht insbesondere der Querschnittsfläche
des Wärmespeichers senkrecht zu Strömungsrichtung.
In einer zweiten bevorzugen Ausgestaltung ist das Heizelement mäanderförmig und sind
die beiden Enden des Heizelements auf der gleichen Seite einer zumindest im Wesentlichen
rechteckförmigen Wirkfläche angeordnet. Diese Seite wird im Folgenden auch als
Anschlussseite bezeichnet. Bei dieser zweiten Ausgestaltung kann vorzugsweise vorgesehen
sein, dass senkrechte Abschnitte des Heizelements, die sich zwischen der Anschlussseite
und der dieser Seite gegenüber liegenden Seite erstrecken, in Richtung auf
die Anschlussseite hin zusammenlaufen bzw. sich deren Abstand zur Anschlussseite hin
verringert. Durch diese Anordnung wird bei einem geringem Aufwand zur Verlegung und
Herstellung des Heizelements eine sehr gute Wärmeverteilung über den Querschnitt erreicht.
Vorzugsweise sind bei der vorgenannten zweiten Ausgestaltung wenigstens vier gerade
Abschnitte des Heizelements vorhanden, die paarweise zu der Anschlussseite hin zusammenlaufen,
und sind die Paare der jeweils zusammen laufenden Abschnitte ineinander
geschachtelt. Dies bedeutet, dass sich die geraden Abschnitte des Heizelements in
zwei benachbarte Gruppen aufteilen lassen und dass alle Abschnitte einer Gruppe mit
allen Abschnitten der anderen Gruppe je nach Bezugsrichtung entweder einen Winkel
zwischen 0 und 90 Grad oder einen Winkel zwischen 90 und 180 Grad bzw. entweder
einen geraden oder einen stumpfen Winkel einschließen. Insbesondere schließen die in
Bezug aufeinander zusammen laufenden geraden Abschnitte einen Winkel unter 20 Grad
ein, wobei der Winkel beispielsweise 10 Grad betragen kann.
Bei der zweiten Ausgestaltung kann das Heizelement insbesondere achsensymmetrisch
gestaltet sein. Wenn der Wärmespeicher in seinem Querschnitt senkrecht zur Strömungsrichtung
ebenso achsensymmetrisch ist, kann weiterhin vorgesehen sein, dass die
Symmetrieachsen des Wärmespeichers und des Heizelements übereinander liegen.
Der Wärmespeicher kann auch mehrere Heizelemente aufweisen, die auch unterschiedliche
Heizleistungen besitzen können, um den Wärmespeicher mit einer möglichst hohen
Anzahl unterschiedlicher Gesamtheizleistungen erwärmen zu können. Mehrere Heizelemente
sind vorzugsweise in Bezug auf die Strömungsrichtung deckungsgleich übereinander
angeordnet.
Bei mehreren Heizelementen im Wärmespeicher sind diese in Bezug auf die Strömungsrichtung
so verteilt, dass sie in Summe näher am luftstromaufwärts gelegenen Ende des
Wärmespeichers als am luftstromabwärts gelegenen Ende angeordnet sind. Damit kann
berücksichtigt werden, dass von dem Luftstrom am stromaufwärts gelegenen Ende aufgenommene
Wärme später zu dem stromabwärts gelegenen Ende hin auch wieder an
den Wärmespeicher abgegeben wird, so dass durch die ungleichmäßige Verteilung der
Heizelemente über die Höhe des Wärmespeichers parallel zur Strömungsrichtung im Ergebnis
eine gleichmäßigere Wärmeverteilung erzielt wird. Beispielsweise kann ein Heizelement
in der Höhe mittig eingegossen und ein weiteres Heizelement an dem stromaufwärts
gelegenen Ende in einen Kanal eingepresst werden.
Bei mehreren deckungsgleich angeordneten Heizelementen kann der Zwischenraum zwischen
den Heizelementen in Richtung der Höhe des Wärmespeichers ausgefüllt oder mit
Wänden versehen sein, so dass die zuerst an einem Heizelement vorbei strömende Luft
laminar weiterströmen kann und nicht hinter diesem Heizelement Strömungswirbel bildet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt
und wird nachfolgend näher beschrieben. Darin zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Glätten von Kleidungsstücken mit einem erwärmbaren Wärmespeicher,
- Fig. 2
- eine perspektivische Ansicht des Wärmespeichers,
- Fig. 3
- eine Aufsicht des Wärmespeichers, und
- Fig. 4
- eine Ansicht der Stirnseite des Wärmespeichers.
Die in Figur 1 schematisch dargestellte Vorrichtung dient zum Glätten von hemdförmigen
Kleidungsstücken und weist ein Unterteil 2 mit einem darauf befestigten Blähkörper 1 auf.
Der Blähkörper 1 ist hemdförmig, besteht aus einem flexiblen und luftdurchlässigen Material
und weist unten eine Öffnung auf, die mit einem Gebläse 5, 6 im Unterteil 2 verbunden
ist. Das Gebläse setzt sich aus einem Lüfterrad 6 und einem Antriebsmotor 6 zusammen
und kann zum Aufblähen des Blähkörpers 1 einen Luftstrom erzeugen, der von
einer Heizeinrichtung 7 im Unterteil 2 erwärmt werden kann. In dem Luftkanal 4 ist weiterhin
zwischen dem Lüfterrad 6 und der Heizeinrichtung 7 ein elektrisch beheizbarer
Wärmespeicher 8 angeordnet, an dem ein von dem Gebläse 5, 6 erzeugter Luftstrom in
wärmeleitender Verbindung vorbei streicht, so dass er Wärmeenergie von dem Wärmespeicher
8 aufnimmt bzw. von dem Wärmespeicher 8 erwärmt werden kann.
Auf dem Unterteil 2 ist weiterhin oben ein Knopfleistenspanner 3 längs vor dem Blähkörper
1 angeordnet. Mit Hilfe des Knopfleistenspanners 3 können die Knopfleiste bzw. die
Knopflochleiste eines geknöpften Hemds bzw. entsprechender Ränder eines längs zu
öffnenden Kleidungsstücks durch Festklemmen fixiert werden, um das Kleidungsstück
spannen zu können.
Zum Glätten wird ein vorteilhafterweise feuchtes Kleidungsstück auf den Blähkörper 1
angeordnet und in einer Glättphase durch Aufblähen des Blähkörpers 1 mit Hilfe des Gebläses
5, 6 von innen gespannt, wobei ein erwärmter Luftstrom in den Blähkörper 1 geleitet
wird. Der Luftstrom wird mittels des Wärmespeichers 8 und gegebenenfalls mittels der
Heizeinrichtung 9 erwärmt. Der Wärmespeicher 8 wird vor der Glättphase aufgeheizt,
wobei sichergestellt ist, dass der Wärmespeicher 8 höchstens bis auf eine maximale
Speichertemperatur erhitzt wird. In der Glättphase kann dann die Beheizung des Wärmespeichers
8 abgeschaltet und die Heizeinrichtung 7 betrieben werden, so dass der Luftstrom
von der im Wärmespeicher 8 gespeicherten Wärme und der von der Heizeinrichtung
7 abgegebenen Wärme erhitzt wird. Die Heizleistung zur Erwärmung des Luftstroms
kann so in der Glättphase die Anschlussleistung bzw. maximale Leistungsaufnahme der
Vorrichtung überschreiten.
In Figur 2 ist der Wärmespeicher 8 detailliert perspektivisch dargestellt. Der Wärmespeicher
8 umfasst einen Speicherkörper 9, der aus gegossenem Aluminium besteht und
Rippen 13 aufweist, die bei eingebautem Wärmespeicher 8 parallel zu der
Strömungsrichtung des Luftstroms innerhalb des Luftkanals 4 ausgerichtet sind. In dem
Speicherkörper 9 sind ein erstes Heizelement 10 und eine zweiten Heizelement 11 in
wärmeleitender Verbindung zum Speicherkörper 9 vorgesehen. Beide Heizelemente 10,
11 sind Rohrheizkörper. Ferner weist der Speicherkörper 9 zwei elektrisch in Reihe
geschaltete Thermostate 12 auf, die den Strom unterbrechen, sobald die entsprechende
Schalttemperatur überschritten wird. Ein erster der beiden Thermostate 12 besitzt eine
Schalttemperatur, die der beabsichtigten Speichertemperatur entspricht. Die
Schalttemperatur des anderen zweiten Thermostaten 12 liegt über der
Speichertemperatur bei einer Maximaltemperatur, bei der noch keine Sachbeschädigung
auftritt, so dass der zweite Thermostat 12 bei Ausfall des ersten Thermostaten 12 die
Sicherheit gewährleistet.
Die beiden Heizelemente 10, 11 sind an ersten Anschlussenden miteinander und mit einem
Anschlussende der Serienschaltung der Thermostate 12 verbunden. Die anderen
zweiten Anschlussenden der Heizelemente 10, 11 und das nicht mit den Heizelementen
10, 11 verbundene Anschlussende der Serienschaltung der Thermostate 12 sind mit getrennten
Leitungen 15 zu einer Steuereinrichtung geführt, die auf diese Weise die beiden
Heizelemente 10, 11 unanhängig voneinander betreiben kann. Beide Heizelemente 10,
11 sind mäanderförmig und weisen gerade Abschnitte auf, die entweder an die Anschlussenden
grenzen oder über gebogene Abschnitte miteinander verbunden sind. Weiterhin
besitzen die beiden Heizelemente 10, 11 unterschiedliche Heizleistungen auf, so
dass durch Einzel- bzw. Gemeinschaftsbetrieb der Heizelemente 10, 11 insgesamt drei
verschiedene Heizstufen realisierbar sind.
In Figur 3 ist der Wärmespeicher 8 in Aufsicht dargestellt. Die Strömungsrichtung verläuft
dabei senkrecht zur Zeichnungsebene. Die Anschlussenden der beiden Heizelemente 10,
11 sind am oberen Rand des rechteckförmigen Speicherkörpers 9 angeordnet, der auch
Anschlussseite genannt wird. Die der Anschlussseite gegenüberliegende Seite wird im
Folgenden freie Seite genannt. Von den Anschlussenden aus verlaufen die Heizelemente
10, 11 in äußeren geraden Abschnitten nach unten, wobei sie nicht senkrecht zur Anschlussseite,
sondern geringfügig nach außen geneigt verlaufen. Mit den schmalen Seiten,
die sich zwischen der Anschlussseite und der freien Seite erstrecken, schließen die
äußeren geraden Abschnitte ungefähr einen Winkel von 5 Grad ein.
An der freien Seite schließen sich an beide äußeren geraden Abschnitte Bogenabschnitte
an, die nach innen gebogen sind und zu der Anschlussseite zurückführen. An diese Bogenabschnitte
schließen sich innere gerade Abschnitte an, die sich zu der Anschlussseite
zurück erstrecken und im Wesentlichen parallel zu den äußeren geraden Abschnitten
sind, mit denen sie über den jeweiligen Bogenabschnitt verbunden sind. Die inneren geraden
Abschnitte schließen mit der benachbarten schmalen Seite des Speicherkörpers 9
ebenso einen Winkel von ungefähr 5 Grad ein. Dabei kann jedoch auch vorgesehen sein,
dass die inneren geraden Abschnitte einen anderen Winkel und beispielsweise einen geringeren
Winkel als die äußeren geraden Abschnitte mit den benachbarten schmalen Seiten
einschließen. Die oberen Enden der inneren geraden Abschnitte sind über einen mittleren
Bogenabschnitt miteinander verbunden.
Der Speicherkörper 9 weist weiterhin Befestigungsvorsprünge 14 auf, die zumindest teilweise
Innengewinde aufweisen können, um den Speicherkörper 9 mittels Schraubverbindung
an dem Luftkanal 4 befestigen zu können.
In Figur 4 ist eine Aufsicht auf die Anschlussseite des Wärmespeichers 8 dargestellt. Die
Strömungsrichtung verläuft in Bezug auf diese Darstellung parallel zur Zeichnungsebene
nach oben. Dies bedeutet, dass der in der Zeichnung untere Rand des Wärmespeichers
zuerst vom Luftstrom beaufschlagt wird und somit stromaufwärts liegt. Das erste Heizelement
10 ist am unteren Rand des Speicherkörpers 9 angeordnet, wohingegen das
zweite Heizelement 11 ungefähr mittig in Bezug auf die Höhe eingegossen ist. Das erste
Heizelement 10 ist in einen Kanal an der Unterseite des Speicherkörpers 9 eingepresst.