EP0203437B1 - Warmluftgebläse für netzunabhängig betreibbare tragbare Haarpflegegeräte - Google Patents
Warmluftgebläse für netzunabhängig betreibbare tragbare Haarpflegegeräte Download PDFInfo
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- A45D20/04—Hot-air producers
- A45D20/08—Hot-air producers heated electrically
- A45D20/10—Hand-held drying devices, e.g. air douches
Definitions
- the invention relates to a hot air blower of the type specified in the preamble of claim 1.
- a hot air blower having the features specified in the characterizing part of patent claim 1.
- the inventive selection of the heat storage principle known per se for heating the blower air and the division of the air flow into several - preferably 5 to 10 - air ducts passing through the heat storage heating element create a warm air blower that can be used to construct and produce a new type of handy hair care device makes, remarkably within the scope of the dimensions common today in such devices.
- the air channels of the heating element have a clear width of 5 to 10 mm, so that the favorable values to be demanded for portable hair care devices - in particular for hand-held hair dryers - are achieved both in terms of the flow rate and the heat transfer and thus the heating power and the time profile thereof will.
- the heat balance of the heating element can be optimized according to the invention in that the air channels are so distributed over its cross-section that each air channel is assigned geometrically approximately the same amount of heat-storing material, that is to say that each air stream is heated with approximately the same amount of stored heat.
- This dimensioning which generally presupposes the same cross-sectional areas of the air channels, can be modified in another embodiment in such a way that the parts of the storage mass assigned to the individual air channels are proportional to different cross-sectional areas of these air channels.
- the heating element which consists, for example, of a ceramic based on A1 2 0 3 and MgO, is subdivided into a number corresponding to the number of air channels, each containing segments of approximately the same mass, the air channel Butt joints between these segments are preferably filled with a leveling compound.
- This balancing mass can on the one hand prevent an undefined thermal contact between the segments due to unevenness in their abutting surfaces; secondly, by selecting a more or less thermally conductive filler, the heat balance of the entire heating element can be influenced in a targeted manner.
- the flow pattern can be influenced by providing various helical channels as an alternative or in addition to the usually straight-line air channels, and the air channels can have a cross-section that changes from the air inlet side to the air outlet side, in particular narrowing.
- the electrical heating conductors provided for heating the heating element can run within the storage material, but are preferably arranged along the walls of the air ducts, where they - e.g. B. in the form of wire heating coils - embedded in the walls of the air ducts in the manufacture of the heating elements.
- the walls of the air channels can be used to reduce the air flow resistance with a smooth one, in particular made of a lacquer or one Glaze existing surface layer.
- its heat storage heating element is surrounded by a heat-insulating jacket, and on the outside thereof - but within the device housing - there is at least one intake duct, which in particular has an annular cross section comprising the heating element and through which the Blower drawn cold air is directed against the flow direction generated in the air channels of the storage element to the air inlet side of the blower.
- This arrangement has the effect that heating of the outer surface of the heat-insulating jacket, which despite its heat-insulating property cannot be completely avoided during the heating-up phase, is used to preheat the sucked-in air when the fan is started up.
- a plug unit directly into the blower housing, with which it can be connected to a corresponding socket of a power supply unit. It is expedient to provide two pairs of plug contacts, one of which is used to heat the heating element by means of mains voltage and the second is used to charge the electrical accumulators by means of a suitable DC voltage generated in the mains unit. It can be ensured by constructive design of the plug unit on one side and the socket on the other that these two parts can only be inserted into one another in the correct position, so that incorrect polarity can be avoided.
- the plug unit mentioned is expediently arranged on the end face of the grip end.
- the hand hair dryer according to the invention contains a heat storage heating element 1, which is enclosed by a heat-insulating jacket 4 and through which a plurality of air channels 2 is penetrated in the direction of its longitudinal axis A.
- the fan consisting of a low-voltage DC motor 5, a fan wheel 6 and a guide wheel 7 presses the air sucked in through the intake grille 8.1 through the air channels 2.
- the device housing 9 has a so-called pistol grip 9.1, in which the electric accumulators 14 serving to supply the blower motor and a switch 15, with which the various operating states of the device can be set via its handle 15.1, are accommodated.
- the handle 9.1 On its end face, the handle 9.1 has two connector pairs 10 and 11, of which only one connector is visible and via which the hand-hair dryer by inserting its handle 9.1 into a corresponding recess of the charger 16 with corresponding socket pairs 12 and 13 of the charger in electrical contact can be brought.
- the entire internal wiring of the device has been omitted, and the electrical resistance heating elements of the heat accumulator 2 have also been omitted.
- the cold air intake grille 8.1 is moved into the area of the outlet opening 17 of the device, so that the air reaches the blower unit 5, 6, 7 through the intake duct 8 surrounding the heating element.
- FIG. 3 shows a cross section through a preferred embodiment of the heat storage heating element which has already been explained above.
- the heating element here consists of nine segments 1.1 each containing an air duct 2, the butt joints of which are filled with a leveling compound 1.2.
- the electrical resistors for heating the heat storage segments 1.1 have the form of coatings 3 which are preferably produced by vapor deposition.
- the wall surfaces 2.1 of the air ducts 2 have a smooth coating, which consists in particular of a lacquer or a glaze .
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Warmluftgebläse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
- Neben den üblichen - am Stromnetz betriebenen, beispielsweise in elektrischen Handhaartrocknern eingesetzten Warmluftgebläsen, sind bereits derartige autark - d.h. netzunabhängig - verwendbare Warmluftgebläse bekannt, die als Wärmequelle einen aus einem Flüssiggas-Tank gespeisten Gasbrenner enthalten. So ist in der DE-OS 31 03 843 ein Handhaartrockner beschrieben, in dem das Gas mit offener Flamme verbrennt, und aus der internationalen Patentanmeldung WO 83/00 607 ist ein entsprechendes Gerät mit flammenloser katalytischer Verbrennung bekannt. Außerdem ist in der DE-OS 14 57 415 vorgeschlagen worden, die Warmluft für eine Haartrockenhaube in einem separaten kofferartigen Behälter mit Hilfe eines elektrisch aufgeheizten Wärmespeichers zu erzeugen.
- Alle diese bekannten Geräte bieten zwar den Vorteil, daß sie ohne ein die Bewegungsfreiheit des Benutzers einschränkendes Netzkabel betrieben werden können und daß sie auch dort benutzbar sind, wo eine Steckdose fehlt oder aufgrund bestehender Vorschriften nicht installiert werden darf, jedoch setzen die mit Gas beheizten Geräte die ständige Verfügbarkeit von nachfüllbarem Flüssiggas voraus, und die Beschreibung des vorstehend erwähnten Wärmespeicher-Gebläses enthält keinerlei technische Lehre darüber, wie dessen Wärmehaushalt so verbessert werden kann, daß es der bei einem tragbaren oder sogar ständig in der Hand gehaltenen Haarpflegegerät unabdingbar bestehenden Forderung nach kleinen Abmessungen und geringem Gewicht gerecht wird.
- Es stellte sich daher die Aufgabe, ein autark verwendbares Warmluftgebläse aufzuzeigen, das - ohne auf einen Flüssiggas-Vorrat angewiesen zu sein - bezüglich seiner Abmessungen, seines Gewichts sowie seiner Heiz- und Förderleistung die Voraussetzungen für den Einsatz in Handhaartrocknern und anderen tragbaren Haarpflegegeräten erfüllt.
- Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Warmluftgebläse gelöst, das die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale aufweist. Durch die erfindungsgemäße Auswahl des an sich bekannten Wärmespeicher-Prinzips zur Erhitzung der Gebläseluft und die Aufteilung des Luftstromes auf mehrere - vorzugsweise 5 bis 10 - das Wärmespeicher-Heizelement durchsetzende Luftkanäle wird ein Warmluftgebläse geschaffen, das einen neuen Typ von handlichen Haarpflegegeräten konstruktiv und produktionstechnisch realisierbar macht, und zwar bemerkenswerterweise im Rahmen der heute bei solchen Geräten üblichen Abmessungen.
- In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besitzen die Luftkanäle des Heizelementes eine lichte Weite von 5 bis 10 mm, wodurch sowohl bezüglich der Strömungsgeschwindigkeit als auch des Wärmeüberganges und somit der Heizleistung und deren zeitlichen Verlaufes die für tragbare Haarpflegegeräte - insbesondere für Handhaartrockner - zu fordernden günstigen Werte erzielt werden. Zusätzlich kann der Wärmehaushalt des Heizelementes erfindungsgemäß dadurch optimiert werden, daß die Luftkamäle so über seinen Querschnitt verteilt angeordnet sind, daßjedem Luftkanal annähernd die gleiche Menge an wärmespeicherndem Material geometrisch zugeordnet ist, also jedem Luftstrom zur Erwärmung etwa die gleiche gespeicherte Wärmemenge zur Verfügung steht. Diese Bemessung, bei der im allgemeinen gleiche Querschnittsflächen der Luftkanäle vorausgesetzt sind, kann in einer anderen Ausführungsform dahingehend abgewandelt werden, daß die den einzelnen Luftkanälen zugeordneten Teile der Speichermasse unterschiedlichen Querschnittsflächen dieser Luftkanäle proportional sind.
- In einer insbesondere produktionstechnisch vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Heizelement, das beispielsweise aus einer Keramik auf der Basis von A1203 und MgO besteht, in eine der Anzahl der Luftkanäle entsprechende Zahl von je einen Luftkanal enthaltenden Segmenten etwa gleicher Masse unterteilt, wobei die Stoßfugen zwischen diesen Segmenten vorzugsweise mit einer Ausgleichsmasse gefüllt sind. Durch diese Ausgleichsmasse kann zum einen vermieden werden, daß zwischen den Segmenten aufgrund von Unebenheiten ihrer aneinanderstoßenden Flächen ein undefinierter Wärmekontakt besteht; zum anderen kann durch Auswahl einer mehr oder weniger wärmeleitenden Füllmasse, der Wärmehaushalt des gesamten Heizelementes gezielt beeinflußt werden.
- Weiterhin wird eine Reihe von Ausführungsformen der Erfindung vorgeschlagen (Ansprüche 7 bis 10), mit denen unterschiedliche Strömungsverläufe der erwärmten Luft erzeugbar sind, so daß unter Berücksichtigung der Anforderungen, die an die mit Warmluftgebläsen auszustattenden Haarpflegegeräte gestellt werden, die jeweils optimale Form ausgewählt werden kann. So kann das Strömungsbild beispielsweise dadurch beeinflußt werden,daß alternativ oder ergänzend zu den üblicherweise geradlinig verlaufenden Luftkanälen verschiedene wendelförmige Kanäle vorgesehen werden, und die Luftkanäle können einen sich von der Lufteintrittsseite zur Luftaustrittsseite ändernden - insbesondere verengenden - Querschnitt besitzen.
- Die zur Aufheizung des Heizelementes vorgesehenen elektrischen Heizleiter können innerhalb des Speichermaterials verlaufen, sind jedoch vorzugsweise entlang den Wandungen der Luftkanäle angeordnet, wo sie - z. B. in Form von Draht-Heizspiralen - bei der Herstellung der Heizelemente in die Wandungen der Luftkanäle eingebettet werden. Besonders vorteilhaft ist es im vorliegenden Fall, die Heizleiter in Form von auf die Wandungen der Luftkanäle aufgebrachten Schichten eines elektrischen Widerstandsmaterials auszubilden, wobei insbesondere durch Aufdampfen erzeugte Widerstandsschichten vorgeschlagen werden. Schließlich können die Wandungen der Luftkanäle zur Verringerung des Luftströmungs-Widerstandes mit einer glatten, insbesondere aus einem Lack oder einer Glasur bestehenden Oberflächenschicht versehen sein.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Warmluftgebläses ist dessen Wärmespeicher-Heizelement von einem wärmeisolierenden Mantel umgeben, und an dessen Außenseite - jedoch innerhalb des Gerätegehäuses - befindet sich mindestens ein Ansaugkanal, der insbesondere einen ringförmigen, das Heizelement umfassenden Querschnitt besitzt und durch den die vom Gebläse angesaugte Kaltluft entgegen der in den Luftkanälen des Speicherelementes erzeugten Strömungsrichtung zur Lufteintrittsseite des Gebläses geführt wird. Dies Anordnung bewirkt, daß eine Erwärmung der äußeren Oberfläche des wärmeisolierenden Mantels, die trotz dessen wärmedämmender Eigenschaft während der Aufheizphase nicht ganz vermieden werden kann, bei Inbetriebnahme des Gebläses zur Vorwärmung der angesaugten Luft genutzt wird.
- Besonders zweckmäßig ist es, zwischen dem Heizelement und der Ausblasöffnung des Warmluftgebläses eine Mischkammer anzuordnen, in die die Luftkanäle des Heizelementes münden und in der eine Verwirbelung und innige Vermischung der einzelnen Luftströme stattfindet mit dem Ergebnis, daß der die Ausblasöffnung des Gebläses verlassende Luftstrom eine über den gesamten Querschnitt gleichmäßige Temperaturverteilung aufweist.
- Zur Aufheizung des Wärmespeicher-Heizelementes sowie zur Aufladung der den Gebläsemotor speisenden Akkumulatoren ist es vorteilhaft, unmittelbar in das Gebläsegehäuse eine Steckereinheit zu integrieren, mit der es an eine entsprechende Steckdose eines Netzgerätes angeschlossen werden kann. Dabei ist es zweckmäßig, zwei Steckkontaktpaare vorzusehen, von denen das eine zur Aufheizung des Heizelementes mittels Netzspannung und das zweite zur Aufladung der elektrischen Akkumulatoren mittels einer in dem Netzgerät erzeugten geeigneten Gleichspannung dient. Dabei kann durch konstruktive Gestaltung der Steckereinheit auf der einen Seite und der Steckdose auf der anderen Seite dafür gesorgt werden, daß diese beiden Teile nur in der richtigen Position ineinander gesteckt werden können, daß also Fehlpolungen vermieden werden. Im Falle der besonders vorteilhaften Verwendung des erfindungsgemäßen Warmluftgebläses als Handhaartrockner, in dem dieses einen sogenannten Pistolengriff aufweist, ist die genannte Steckereinheit zweckmäßig an der Stirnseite des Griffendes angeordnet.
- Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand am Beispiel von damit ausgestatteten Handhaartrocknern, und zwar zeigen in teilweise stark vereinfachten Prinzipdarstellungen
- Figur 1 den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Handhaartrockners in seiner Ladeposition, in der der Haartrockner über die in seinen sogenannten Pistolengriff integrierte Steckereinheit mit einem Netzgerät verbunden ist,
- Figur 2 einen Handhaartrockner, bei dem die Ansaugluft - wie oben erläutert - im Gegenstrom-Prinzip zum Gebläse geführt wird,
- Figur 3 einen in einem größeren Maßstab wiedergegebenen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Wärmespeicher-Heizelement.
- Wie Figur 1 zeigt, enthält der erfindungsgemäße Handhaartrockner ein von einem wärmeisolierenden Mantel 4-umschlossenes Wärmespeicher-Heizelement 1, das in Richtung seiner Längsachse A von mehreren Luftkanälen 2 durchsetzt ist. Das aus einem Niederspannungs-Gleichstrommotor 5, einem Lüfterrad 6 und einem Nachleitrad 7 bestehende Gebläse drückt die durch das Ansauggitter 8.1 angesaugte Luft durch die Luftkanäle 2. Nachdem die einzelnen Luftströme in den Luftkanälen 2 erwärmt worden sind, gelangen sie in die Mischkammer 18, in der sie durch Verwirbelung innig vermengt werden, so daß der durch die Ausblasöffnung 17 austretende Luftstrom eine über seinen Querschnitt gleichmäßige Temperaturverteilung aufweist.
- Das Gerätegehäuse 9 weist einen sogenannten Pistolengriff 9.1 auf, in dem die zur Speisung des Gebläsemotors dienenden elektrischen Akkumulatoren 14 sowie ein Schalter 15, mit dem über seine Handhabe 15.1 die verschiedenen Betriebszustände des Gerätes eingestellt werden können, untergebracht sind. An seiner Stirnseite weist der Griff 9.1 zwei Steckerpaare 10 und 11 auf, von denen jeweils nur ein Stecker sichtbar ist und über die der Handhaartrockner durch Einführen seines Griffes 9.1 in eine entsprechende Ausnehmung des Ladegerätes 16 mit entsprechenden Buchsenpaaren 12 und 13 des Ladegerätes in elektrischen Kontakt gebracht werden kann. Im Interesse der Übersichtlichkeit der Darstellung wurde die gesamte innere Verdrahtung des Gerätes weggelassen, und auch auf die Wiedergabe der elektrischen Widerstandsheizelemente des Wärmespeichers 2 wurde verzichtet.
- In der in Figur 2 wiedergebenen Ausführungsform ist das Kaltluft-Ansauggitter 8.1 in den Bereich der Ausblasöffnung 17 des Gerätes verlegt, so daß die Luft durch den das Heizelement ringförmig umgebenden Ansaugkanal 8 zur Gebläseeinheit 5, 6, 7 gelangt.
- In Figur 3 ist ein Querschnitt durch eine weiter oben bereits erläuterte bevorzugte Ausführungsform des Wärmespeicher-Heizelementes dargestellt. Das Heizelement besteht hier aus neun je einen Luftkanal 2 enthaltenden Segmenten 1.1, wobei deren Stoßfugen durch eine Ausgleichsmasse 1.2 ausgefüllt ist. Die elektrischen Widerstände zur Erhitzung der Wärmespeicher-Segmente 1.1 besitzen in der dargestellten Ausführungsform die Form von vorzugsweise durch Aufdampfen erzeugten Beschichtungen 3. Zur Verringerung des Strömungswiderstandes weisen die Wandungsoberflächen 2.1 der Luftkanäle 2 einen glatten Überzug auf, der insbesondere aus einem Lack oder einer Glasur besteht.
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