[0001] Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung befassen sich mit einer Vorrichtung
zum Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung strömenden Gases, insbesondere, jedoch
nicht ausschließlich, für den Einsatz in Haartrockengeräten oder Gebläsen.
[0002] Beim Erwärmen von strömender Luft, beispielsweise in Haartrocknern, Heißluftgebläsen,
Bautrocknern oder ähnlichen Anwendungen, ist es häufig wünschenswert, an der Oberfläche
des angeströmten Gegenstands eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu erzielen. Ziel
ist ein flächiges Temperaturmuster mit möglichst gleichmäßiger Temperaturverteilung,
insbesondere ohne lokal begrenzte Temperaturspitzen. Bei herkömmlichen Anordnungen
zum Erwärmen eines strömenden Gases, wie sie unter anderem in Haartrocknern verwendet
werden, wird die erzeugte Temperaturverteilung durch die Anordnung der Komponenten
im Inneren der Vorrichtung bzw. des Haartrockners bestimmt und dabei insbesondere
von der Geometrie von Gehäuse, Luftauslass und Luftauslassgitter dominiert. Auch die
Position des Motors des Gebläses und der Geometrie des verwendeten Lüfterrades kann
einen großen Einfluss ausüben. Dies führt häufig zu unsymmetrischen Temperaturmustern,
die große Temperaturdifferenzen in relativ kleinen Abständen aufweisen können, d.
h., in denen große Temperaturgradienten auftreten. Auch die Verwendung einer Mehrzahl
konzentrisch im Luftstrom angeordneter Heizwendel führt im Allgemeinen nicht zu einem
zufriedenstellenden Ergebnis, da dadurch beispielsweise die Einflüsse von sich ändernden
Betriebsbedingungen nicht kompensiert werden können. Allgemeiner gesprochen können
bei herkömmlichen Lösungen keine genau kontrollierbaren Temperaturmuster erzeugt werden.
[0003] Somit besteht das Bedürfnis, eine Vorrichtung zum Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung
strömenden Gases bereitzustellen, mittels derer an einem angeströmten Gegenstand ein
kontrollierbares Temperaturmuster erzeugt werden kann.
[0004] Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1. Es sei bereits hier explizit darauf hingewiesen, dass die in sämtlichen
Ansprüchen enthaltenen Bezugszeichen nicht zu einer einschränkenden Auslegung des
Wortlauts der Ansprüche herangezogen werden sollen und dürfen. Deren implizite Verweise
auf spezielle Ausführungsbeispiele der in den Ansprüchen definierten Gegenstände und
Verfahren soll vielmehr lediglich das Verständnis des durch den Wortlaut der Ansprüche
definierten Schutzumfangs erleichtern.
[0005] Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung
zum Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung strömenden Gases eine Mehrzahl von sich
in der Strömungsrichtung erstreckenden Strömungskanälen zum Führen des Gases sowie
eine Heizvorrichtung mit einer Mehrzahl von jeweils zumindest einem Strömungskanal
zugeordneten Heizeinrichtungen auf. Die Heizeinrichtungen sind voneinander unabhängig
betreibbar, wobei jede Heizeinrichtung ausgebildet ist, das durch einen der jeweiligen
Heizeinrichtung zugeordneten Strömungskanal strömende Gas zu erwärmen. Durch das Verwenden
einer Mehrzahl von Strömungskanälen kann zum einen das in der Strömungsrichtung strömende
Gas besser gelenkt werden, d. h., ein Geschwindigkeitsprofil der Strömung kann genauer
definiert und erzeugt werden. Darüber hinaus ermöglicht die selektive Beheizung der
einzelnen Strömungskanäle ein Erzeugen einer Temperaturverteilung an einem angeströmten
Gegenstand, die überaus gleichmäßig und symmetrisch sein kann bzw. deren Temperaturverlauf
gezielt und mit großer Genauigkeit eingestellt werden kann.
[0006] Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander
eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die Bezugszeichen
in den Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren
Lesbarkeit verbessern.
[0007] Die Heizeinrichtung weist bei einigen Ausführungsbeispielen ein innerhalb eines Strömungskanals
angeordnetes temperierbares Heizelement auf, um die im Strömungskanal an dem Heizelement
vorbei strömende Luft zu erwärmen.
[0008] Bei einigen Ausführungsbeispielen wird der Strömungskanal von einem Festkörper umgeben,
der Strömungskanal ist also in einem Festkörper eingebettet, wobei die Erwärmung des
Gases über die Erwärmung des den Strömungskanal umgebenden Festkörpers erfolgt. Das
heißt, eine dazu verwendete Heizeinrichtung ist beispielsweise in den umgebenden Festkörper
eingebettet bzw. an diesem angebracht. Allgemein gesprochen ist die Heizeinrichtung
thermisch mit diesem gekoppelt, sodass eine Wärmeleitung von der Heizeinrichtung über
den Festkörper bis zu dem den Strömungskanal durchströmenden Gas möglich ist.
[0009] Gemäß einigen Ausführungsbeispielen variiert die Form und/oder die Fläche eines Querschnitts
eines oder mehrerer der Strömungskanäle entlang der Strömungsrichtung, wodurch beispielsweise
ein Strömungsprofil am Ausgang der Vorrichtung sehr genau auf die erforderlichen Gegebenheiten
angepasst werden kann. Dadurch kann ein Gegenstand derart mit erwärmter Luft angeströmt
werden, dass sich auf dessen Oberfläche eine gleichmäßige Temperaturverteilung einstellt.
Durch eine Veränderung der Querschnittsfläche entlang des Strömungskanals kann darüber
hinaus eine Wärmeaufnahme entlang des Strömungskanals variiert werden.
[0010] Um eine Anströmung bzw. einen Transport des strömenden Gases noch genauer den Erfordernissen
der Anwendung anzupassen, weisen bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung die
Strömungskanäle Gabelungen bzw. Verzweigungen auf, d. h., eine Anzahl von Eintrittsöffnungen,
in denen das strömende Gas in den Strömungskanal eintritt, kann sich von einer Anzahl
von Austrittsöffnungen unterscheiden, an welchen das strömende Gas den Strömungskanal
wieder verlässt. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann die Anzahl von Austrittsöffnungen
und Eintrittsöffnungen identisch sein, wenn Strömungskanäle sowohl Gabelungen als
auch Verzweigungen aufweisen. Beispielsweise kann sich auch ein einzelner Strömungskanal
zunächst in zwei Teile verzweigen, die sich danach wieder vereinigen.
[0011] Bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung erstreckt sich die Mehrzahl von Strömungskanälen
durch einen gemeinsamen, die Strömungskanäle umgebenden Festkörper bzw. eine diese
umgebende einstückige oder mehrteilige Anordnung aus einem festen Material. Dabei
kann die selektive Beheizung der einzelnen Strömungskanäle entweder durch innerhalb
der Strömungskanäle angeordnete temperierbare Heizelemente oder durch selektives Beheizen
des die Strömungskanäle umgebenden Festkörpers erfolgen. Um ein derartiges selektives
Beheizen des Festkörpers zu ermöglichen, weist dieser bei einigen Ausführungsbeispielen
eine Mehrzahl von thermisch voneinander isolierten Bereichen auf, mit denen jeweils
zumindest eine der Heizeinrichtungen thermisch gekoppelt ist. Einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die beispielsweise in Haartrocknern oder Gebläsevorrichtungen verwendet
werden können, weisen ferner ein Gebläse auf, um die Luft in der Strömungsrichtung
zu fördern. Dabei kann das Gebläse in der Strömungsrichtung nach oder vor der Vorrichtung
zum Erwärmen des strömenden Gases bzw. der strömenden Luft angeordnet sein.
[0012] Gemäß einigen Ausführungsbeispielen von Haartrocknern weist das Gebläse eine Mehrzahl
von wählbaren Gebläsestufen zum Fördern der Luft mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten
auf. Der Haartrockner besitzt ferner eine Ansteuereinrichtung für die Mehrzahl von
Heizelementen, die ausgebildet und in der Lage ist, die Mehrzahl von Heizelementen
unabhängig voneinander, jedoch in Abhängigkeit von der gewählten Gebläsestufe zu betreiben.
Diese Ausführungsbeispiele von Haartrocknern ermöglichen es somit, die Heizung den
unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten der unterschiedlichen Gebläsestufen anzupassen,
um so unabhängig von der Gebläsestufe eine gleichmäßige Temperaturverteilung an dem
angeströmten Gegenstand zu erzeugen, beispielsweise also an dem Kopf eines den Haartrockner
verwendenden Benutzers.
[0013] Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen es somit, mittels einer
Vorrichtung zum Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung strömenden Gases auf einem
angeströmten Gegenstand gezielt ein gleichmäßiges Temperaturmuster zu erzielen bzw.
ein beliebiges Temperaturmuster, das kontrolliert den vorliegenden Gegebenheiten und
Anwendungsfällen angepasst ist.
[0014] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand einiger in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt
ist, näher beschrieben.
[0015] Es zeigen schematisch:
- Fig. 1
- einen Haartrockner mit einem Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Erwärmen eines
Gases;
- Fig. 2
- ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung
strömenden Gases;
- Fig. 3
- ein weiteres Ausführungsbeispiel mit unterschiedlichen Querschnitten der verwendeten
Strömungskanäle;
- Fig. 4
- ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Strömungskanälen identischen Querschnitts;
- Fig. 5
- ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Strömungskanälen sich in der geometrischen Form
unterscheidenden Querschnitts;
- Fig. 6
- ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Strömungskanälen sich unterscheidenden Querschnittes;
- Fig. 7
- eine Schnittansicht durch eine Vorrichtung zum Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung
strömenden Gases;
- Fig. 8
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung
strömenden Gases mit in einem gemeinsamen Festkörper eingebetteten Heizeinrichtungen;
- Fig. 9
- eine alternative Ausgestaltung der Form der Strömungskanäle;
- Fig. 10
- eine weitere alternative Ausgestaltung der Form der Strömungskanäle; und
- Fig. 11
- ein weiteres Ausführungsbeispiel mit ungleichmäßig geformten Strömungskanälen.
[0016] Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
[0017] Diese Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen es, auf einem angeströmten
Gegenstand gezielt ein gleichmäßiges Temperaturmuster zu erzielen bzw. ein beliebiges
Temperaturmuster, das kontrolliert den vorliegenden Gegebenheiten und Anwendungsfällen
angepasst ist.
[0018] Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
[0019] Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Haartrockners 2 mit einem
innerhalb des Haartrockners 2 angeordneten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum
Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung 6 strömenden Gases 4. Um das Gas, vorliegend
die Umgebungsluft, in der Strömungsrichtung 6 zu fördern, weist der Haartrockner ferner
ein in Bezug auf die Strömungsrichtung 6 vor der Vorrichtung 4 angebrachtes Gebläse
8 auf. Das heißt, mittels der Vorrichtung 4 kann innerhalb des Haartrockners 2 am
Ausgang desselben bzw. an einem mittels des Haartrockners 2 angeströmten Gegenstand
eine Temperaturverteilung erzeugt werden, die, wie anhand der folgenden Ausführungsbeispiele
beschrieben, beispielsweise gleichmäßig und homogen ist.
[0020] Mögliche Geometrien von Vorrichtungen zum Erwärmen eines in der Strömungsrichtung
6 strömenden Gases werden nachfolgend, Bezug nehmend auf die Fig. 2 bis 11, erläutert.
Dabei versteht es sich von selbst, dass, wenngleich in Fig. 1 eine Konstellation gezeigt
ist, bei der das Gebläse 8 in Strömungsrichtung 6 vor der Vorrichtung 4 angeordnet
ist, in alternativen Ausführungsformen das Gebläse in Strömungsrichtung 6 betrachtet
genauso gut hinter der Vorrichtung 4 angeordnet sein kann.
[0021] Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform, bei der die Vorrichtung 4 zylindersymmetrisch
ist. Auf der linken Seite der Fig. 2 ist eine Ansicht auf die Vorrichtung 4 dargestellt,
wohingegen auf der rechten Seite in Fig. 2 eine Schnittansicht der entlang der Linie
A-A' geschnittenen Vorrichtung 4 gezeigt ist.
[0022] Die Vorrichtung 4 weist eine Mehrzahl sich in der Strömungsrichtung 6 erstreckender
Strömungskanäle 10a - 10g auf, denen jeweils eine Heizeinrichtung zugeordnet ist,
um das durch den Strömungskanal strömende Gas zu erwärmen. Der Übersichtlichkeit der
Darstellung halber ist in Fig. 2 lediglich für die entlang des Schnitts A-A' liegenden
Strömungskanäle 10a - 10c eine Heizeinrichtung in Form von innerhalb der Strömungskanäle
angeordneten Heizwendeln bzw. Widerstandsdrähten 12a - 12c gezeigt. Bei dem in Fig.
2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 4 ferner einen den zylindrischen
Körper umschließenden unbeheizten Bereich 14 auf, innerhalb dessen keine Heizeinrichtung
angeordnet ist. Das heißt, wenn die Vorrichtung 4 wie in Fig. 1 gezeigt den gesamten
innerhalb des Haartrockners 2 zur Verfügung stehenden Querschnitt nach dem Gebläse
8 einnimmt, wird derjenige Teil der Luft, der durch den unbeheizten Bereich 14 strömt,
nicht beheizt oder erwärmt. Dies kann je nach Auslegung der Vorrichtung ebenfalls
dazu dienen, ein genau definiertes bzw. gleichmäßiges Temperaturprofil an der Oberfläche
eines mittels des Haartrockners 2 angeströmten Gegenstands zu erzeugen. Ferner kann
der unbeheizte Bereich 14 dazu dienen, die an den Mantelflächen der Vorrichtung 4
auftretenden Temperaturen gering zu halten, um die Flexibilität bei der Wahl oder
Konstruktion eines die Vorrichtung 4 umgebenden Gehäuses zu erhöhen.
[0023] Selbstverständlich ist es bei alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung auch möglich, wie dies beispielsweise anhand der in den Fig. 3 bis 6 gezeigten
alternativen Querschnitte für Vorrichtungen zum Erwärmen einer in der Strömungsrichtung
strömenden Luft bzw. eines in der Strömungsrichtung strömenden Gases gezeigt ist,
den gesamten zur Verfügung stehenden Querschnitt auszufüllen. Dann wird sämtliche
mittels der Strömungskanäle geführte Luft durch die den Strömungskanälen zugeordneten
Heizeinrichtungen erwärmt.
[0024] Bei den in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung 4 zum
Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung 6 strömenden Gases ist die Mehrzahl von
sich in der Strömungsrichtung 6 erstreckenden Strömungskanälen in einen gemeinsamen
Festkörper 16 eingebettet. Dabei weisen die Strömungskanäle in der in den Fig. 3 bis
6 gezeigten Schnittansicht einen sich teilweise unterscheidenden Querschnitt auf.
Wenngleich die Fig. 3 bis 6 jeweils eine Ansicht in oder entgegen der Strömungsrichtung
der Vorrichtung 4 zeigen, kann die in den Figuren jeweils gezeigte Konfiguration der
Strömungskanäle ebenso an einer beliebigen Stelle innerhalb des gemeinsamen Festkörpers
16, also an beliebiger Schnittfläche auftreten.
[0025] Wie aus den Fig. 3 bis 6 ersichtlich, kann sowohl die Querschnittsform als auch die
Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle variiert werden, um zu der gewünschten
Temperaturverteilung zu gelangen. Das heißt, Form, Verlauf und Fläche des Querschnitts
kann beliebig an die individuellen Gegebenheiten angepasst werden, sodass eine kontrollierte
Luftführung und Aufheizung von Luft bzw. eines durch die Vorrichtung strömenden Gases
erzielt werden kann.
[0026] Wie nachfolgend anhand der Fig. 9 bis 11 noch erläutert werden wird, ist es ferner
vorgesehen, dass der Querschnitt eines Strömungskanals entlang der Strömungsrichtung
veränderlich ist. Das heißt, sowohl die Fläche als auch die Form des Querschnitts
eines einzelnen Strömungskanals kann entlang der Strömungsrichtung variieren. Beispielsweise
ist neben den in den Fig. 3 bis 6 gezeigten kreisförmigen, elliptischen, quadratischen
oder achteckigen Querschnitten jedwede andere Form von Querschnittsflächen möglich.
[0027] In Bezug auf weitere mögliche alternative Anordnungen von Heizeinrichtungen innerhalb
eines gemeinsamen, die Strömungskanäle beinhaltenden Festkörpers, sei hier beispielhaft
auf die Fig. 7 und 8 verwiesen, die Längsschnitte durch weitere Ausführungsbeispiele
von erfindungsgemäßen Vorrichtungen zeigen.
[0028] Der Einfachheit der Darstellung halber ist in den Fig. 7 und 8 jeweils eine Konfiguration
gezeigt, in der sich der Querschnitt der Strömungskanäle entlang der Strömungsrichtung
nicht ändert, wobei bei weiteren Ausführungsbeispielen selbstverständlich eine beliebige
Kombination der in den Fig. 3 bis 11 gezeigten Merkmale verwendet werden kann. Insbesondere
können auch entlang der Strömungsrichtung variierende Querschnitte mit den Methoden
der Beheizung der Fig. 2, 7 und 8 kombiniert werden, um zu einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung zu gelangen.
[0029] Bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel weist jeder der Strömungskanäle 10a
- 10c eine Heizeinrichtung 18a - 18c auf, die an dessen Rand angeordnet ist. Das heißt,
die Heizeinrichtungen 18a - 18c sind an den Innenwänden der zylindrischen Strömungskanäle
10a - 10c befestigt bzw. auf diese aufgebracht oder gedampft.
[0030] Beispielsweise können die Heizeinrichtungen in Form von Widerstandsdrähten bzw. durchgängigen
Beschichtungen aus einem leitfähigen Material bestehen, dessen Verlustleistung zur
Beheizung führt.
[0031] Das in der Strömungsrichtung 6 strömende Gas wird durch die Heizelemente 18a bis
18c erwärmt, während dieses durch den gemeinsamen Festkörper 16 strömt. Wenngleich
in Fig. 7 durchgängig dargestellt, können die Heizelemente, die den einzelnen Strömungskanälen
10a - 10c zugeordnet sind, auch abschnittsweise an den Innenwänden bzw. innerhalb
des Strömungskanals angeordnet sein.
[0032] Das heißt, bei alternativen Ausführungsbeispielen kann entlang der Strömungsrichtung
6 die Heizleistung der verwendeten Heizeinrichtungen variieren, wie dies beispielsweise
auch bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
[0033] Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die den Strömungskanälen
10a - 10c zugeordneten Heizeinrichtungen 18a und 18b, die vorliegend in Form von Widerstandsdrähten
ausgeführt sind, in das Material des Festkörpers 16 eingebettet. Mittels des Heizelements
18a kann eine Temperierung der Luft in den Strömungskanälen 10a und 10b erreicht werden,
wohingegen mittels des Heizelements 18b eine Temperierung der Luft in den Strömungskanälen
10b und 10c erreicht werden kann. Durch die unterschiedliche Dichte der Wickelung
des Widerstandsdrahts in Fig. 8 kann ein entlang der Strömungsrichtung 6 variierender
Wärmeeintrag realisiert werden.
[0034] Die Fig. 9 bis 11 zeigen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, bei denen
sich die Querschnittsfläche bzw. die Form des Querschnitts einzelner Strömungskanäle
innerhalb des gemeinsamen Festkörpers 16 entlang der Strömungsrichtung 6 ändert. Dies
kann dazu verwendet werden, das Strömungsprofil im Zusammenspiel mit den verwendeten
Heizeinrichtungen weiter daraufhin anzupassen, dass sich auf einem angeströmten Gegenstand
das gewünschte Heizmuster bzw. der gewünschte Temperaturverlauf ergibt.
[0035] Dabei zeigt beispielsweise Fig. 10, dass es selbstverständlich auch möglich ist,
den Verlauf eines Strömungskanals, vorliegend des Strömungskanals 10b, nicht geradlinig
zu wählen, sodass sich zwar der Querschnitt entlang der Strömungsrichtung 6 nicht
ändert, jedoch die Strömung bzw. das von der Gesamtanordnung erzeugte Strömungsmuster
trotzdem wie gewünscht beeinflusst wird. Beispielsweise können durch die Form des
Strömungskanals verursachte Verwirbelungen zu einem gleichmäßigeren Anströmen eines
angeströmten Bauelements bzw. Gegenstandes führen.
[0036] Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen können nicht allein in Haartrocknern
verwendet werden, sondern in beliebigen anderen Vorrichtungen, mittels derer eine
erwärmte Luft auf einen Gegenstand geleitet wird. Allgemein und nicht nur in Bezug
auf Haartrockner kann bei alternativen Ausführungsbeispielen selbstverständlich auch
ein Festkörper 16 verwendet werden, der keinen kreisförmigen Außendurchmesser bzw.
eine zylindrische Grundgeometrie aufweist. Vielmehr sind beliebige andere Geometrien
eines solchen Festkörpers denkbar. Selbstverständlich können die einzelnen Strömungskanäle
bei alternativen Ausführungsbeispielen nicht nur innerhalb eines gemeinsamen Festkörpers
gebildet werden, sondern diese können beispielsweise auch durch voneinander getrennte,
relativ zueinander fixierte Rohre oder flexible Rohrleitungen realisiert werden.
[0037] Die Verteilung der Öffnungen der Strömungskanäle auf der angeströmten Seite, im Fall
eines Haartrockners der Fig. 1 gezeigten Art also auf der dem Lüfterrad zugewandten
Seite, kann gleichmäßig und symmetrisch sein oder auch asymmetrisch. Die Querschnitte
der Strömungsöffnungen können kreisrund sein, oder aber auch jede andere Gestalt besitzen.
Die Querschnittsflächen können identisch sein oder auch unterschiedlich. Die Anzahl
der Strömungskanäle ist prinzipiell beliebig und der Übergang bzw. die Enden der Strömungskanäle
in und entgegen der Strömungsrichtung können beliebige Formen aufweisen. Beispielsweise
können diese scharfkantig, im rechten Winkel bezüglich der Stirnfläche oder abgerundet
sein. Selbiges gilt sowohl für die Öffnungsquerschnitte der Strömungskanäle auf der
vom Lüfterrad abgewandten als auch auf der dem Lüfterrad zugewandten Seite.
[0038] Insbesondere kann auch die Anzahl der Öffnungen der Strömungskanäle auf beiden Seiten
der erfindungsgemäßen Vorrichtung identisch oder unterschiedlich sein. Ein Unterschied
kann z. B. dadurch hervorgerufen werden, dass bestimmte Strömungskanäle im Inneren
eines gemeinsamen Festkörpers aufgetrennt und/oder vereinigt werden.
[0039] Die Gestalt und Form der Strömungskanäle in der Strömungsrichtung ist prinzipiell
beliebig an die Erfordernisse anpassbar. Sie können beispielsweise geradlinig sein
und relativ zueinander parallel oder auch windschief verlaufen. Ferner kann diese
definierten geometrischen Grundformen nachempfunden werden (beispielsweise bogenförmig
oder wendelförmig sein) oder im Rahmen der Einbaugegebenheiten bzw. der räumlichen
Rahmenbedingungen willkürlich sein. Die Form und Querschnittsfläche der einzelnen
Strömungskanäle kann über den gesamten Verlauf gleich sein oder auch beliebig variieren.
Die Heizelemente bzw. die zur Heizung des durchströmenden Gases verwendeten Komponenten
können sich im Inneren der Strömungskanäle befinden oder auch zwischen den Strömungskanälen
angeordnet sein. Bei den Heizeinrichtungen kann es sich beispielsweise um Beschichtungen
handeln, die auf den Innenwänden der Strömungskanäle aufgebracht sind, oder um Heizwendel
bzw. Heizdrähte, die im Inneren der Strömungskanäle oder zwischen den Strömungskanälen
geführt werden.
[0040] Einzelne der Heizeinrichtungen können einzeln angesteuert werden, sodass es ermöglicht
wird, am Ausgang einzelner Strömungskanäle unterschiedliche Temperaturen zu erhalten.
Insofern die Strömungskanäle innerhalb eines gemeinsamen Bauteils bzw. eines gemeinsamen
Festkörpers angeordnet sind, sollte das Material des Festkörpers bzw. des Bauteils
eine geringe thermische Trägheit aufweisen, um kurzfristig ändernden Gegebenheiten
ohne große Latenz folgen zu können. Derartige geänderte Parameter können beispielsweise
das Umschalten der Gebläsestufe und damit eine veränderte Luftmenge sein. Gemäß einigen
Ausführungsbeispielen kann also ein Material geringer Dichte für den Festkörper verwendet
werden, welches weiterhin bevorzugt eine geringe Wärmekapazität aufweist.
[0041] Sofern die Heizeinrichtungen innerhalb der Strömungskanäle angeordnet sind, wird
bei einigen Ausführungsbeispielen ein Material für den Festkörper verwendet, das eine
geringe thermische Leitfähigkeit aufweist, die < 20 Wm-1 K-1, bevorzugt < 2 Wm-1 K-1
und besonders bevorzugt < 0,2 Wm-1 K-1 ist. Das Material wirkt somit eher thermisch
isolierend. Bei in das Material zwischen den Strömungskanälen eingebetteten Heizeinrichtungen
ist gemäß einigen Ausführungsbeispielen die thermische Leitfähigkeit erhöht, beispielsweise
> 20 Wm-1 K-1, bevorzugt > 75 Wm-1 K-1 und besonders bevorzugt > 150 Wm-1 K-1. Bei
solchen Ausführungsbeispielen kann zusätzlich eine Mehrzahl von thermisch voneinander
isolierten Bereichen innerhalb des gemeinsamen Festkörpers vorgesehen sein, um eine
Vergleichmäßigung der Temperatur innerhalb des Bauteils zu verhindern.
[0042] Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann die Beheizung der Strömungskanäle beispielsweise
auch über eine oder mehrere mit einer Heizeinrichtung verbundene Wärmeleitungsstege
("Heatpipes") erfolgen, deren Material eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist,
während das Material der Strömungskanäle eine geringe Wärmekapazität aufweist, um
sowohl eine effiziente Beheizung als auch eine geringe Trägheit zu erreichen. Die
Wärmeleitfähigkeit kann dabei durch Anpassung der Länge und/oder des Querschnittes
der Wärmeleitungsstege an die Erfordernisse angepasst werden.
[0043] Bei Ausführungsbeispielen mit innerhalb der Strömungskanäle oder eines gemeinsamen
Festkörpers angeordneten Heizeinrichtungen ist gemäß einiger vorteilhafter Ausführungsformen
das verwendete Material für den Festkörper elektrisch isolierend. In Bezug auf Haartrockner
ist es darüber hinaus gemäß einigen Ausführungsbeispielen auf vorteilhafte Art und
Weise möglich, die Ansteuerung der individuellen Heizeinrichtungen abhängig von der
verwendeten Gebläsestufe des Gebläses des Haartrockners zu variieren. Das heißt, kleine
Teile des Luftstroms können separat derart beheizt werden, dass selbst bei unterschiedlichen
Strömungsgeschwindigkeiten ein gleichmäßiges Temperaturmuster hinter dem Luftaustritt
des Haartrockners erzeugt werden kann. Dies führt zu einer Verringerung der Gefahr
von Haarschädigungen, die durch so genannte Hotspots besteht, an denen lokal stark
erhöhte Temperaturen auftreten können.
Bezugszeichenliste
[0044]
2 |
Haartrockner |
4 |
Vorrichtung zum Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung strömenden Gases |
6 |
Strömungsrichtung |
8 |
Gebläse |
10a-g |
Strömungskanal |
12a-c |
Heizelement |
14 |
unbeheizter Bereich |
16 |
Festkörper |
18a-c |
Heizeinrichtung |
1. Vorrichtung (4) zum Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung (6) strömenden Gases
mit folgenden Merkmalen:
einer Mehrzahl sich in der Strömungsrichtung (6) erstreckender Strömungskanäle (10a
- g) zum Führen des Gases; und
einer Heizvorrichtung mit einer Mehrzahl von jeweils zumindest einem Strömungskanal
(10a - c) zugeordneten und voneinander unabhängig betreibbaren Heizeinrichtungen (12a
- c; 18a - c), wobei die Heizeinrichtungen (12a - c; 18a - c) ausgebildet sind, das
durch einen der jeweiligen Heizeinrichtung (12a - c; 18a - c) zugeordneten Strömungskanal
(10a - c) strömende Gas zu erwärmen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zumindest eine Heizeinrichtung zumindest ein
innerhalb eines zugeordneten Strömungskanals (10a - c) angeordnetes temperierbares
Heizelement (12a - c; 18a - c) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zumindest eine Heizeinrichtung zumindest ein
Heizelement aufweist (18a - c), das in einen einen Strömungskanal (10a - c) umgebenden
Festkörper (16) eingebettet oder mit dem Festkörper (16) thermisch verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Form oder eine Fläche
eines Querschnitts zumindest eines der Strömungskanäle (10a - g) entlang der Strömungsrichtung
(6) variiert.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich bei zumindest einem
Strömungskanal (10a - g) eine Anzahl von an dem in der Strömungsrichtung liegenden
Ende des Strömungskanals angeordneten Austrittsöffnungen von einer Anzahl von an dem
gegenüberliegenden des Strömungskanals angeordneten Eintrittsöffnungen unterscheidet.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Mehrzahl von Strömungskanälen
(10a - g) sich durch einen gemeinsamen, die Strömungskanäle umgebenden Festkörper
(16) erstrecken.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Festkörper (16) eine Mehrzahl von thermisch
voneinander isolierten Bereichen aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der mit jedem der thermisch voneinander isolierten
Bereiche zumindest eine der Heizeinrichtungen (12a - c; 18a - c) thermisch gekoppelt
ist.
9. Haartrockner (2) mit einer Vorrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
der ferner ein Gebläse (8) zum Fördern von Luft in der Strömungsrichtung (6) umfasst.
10. Haartrockner (2) nach Anspruch 9, dessen Gebläse (8) eine Mehrzahl von wählbaren Gebläsestufen
zum Fördern der Luft mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufweist, wobei der Haartrockner
(2) ferner eine Ansteuereinrichtung für die Mehrzahl von Heizeinrichtungen umfasst,
welche ausgebildet ist, die Mehrzahl von Heizeinrichtungen unabhängig voneinander
und abhängig von einer gewählten Gebläsestufe zu betreiben.