WO2004032668A1 - Stromnetzunabhängige vorrichtung zum erzeugen eines warmluftstroms - Google Patents

Stromnetzunabhängige vorrichtung zum erzeugen eines warmluftstroms Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known for example from US5857262A, which describes as a device a warm air shower for drying head hair.
  • the warm air is generated by a catalytic heating element, which is supplied by a liquid fuel, the flow of the warm air being generated by an electric blower, which is supplied by a rechargeable battery.
  • the disadvantage here is that in addition to refilling liquid fuel, the device also operates
  • Rechargeable battery is always to be recharged externally via a plug-in power supply, which in practice means cumbersome handling.
  • To operate the hot air shower not only must the fuel storage device be sufficiently filled, but the accumulator must also be sufficiently charged.
  • the invention is based on the object of providing a device of the same type which makes the recharging of an accumulator unnecessary for the operation of the device and thus achieves better handling of the device.
  • Fig. 1 in a schematic side view as a device a hot air shower
  • Fig. 2 is a block diagram for the function of the hot air shower.
  • the device 1 shows a hot air shower 3 for drying head hair as a device 1 for generating a warm air flow 2 which is independent of the power supply system, a heat 4 being generated by a catalytic heating element 5 which is supplied by a gas of a liquid fuel 6.
  • An air flow 14 of the warm air 2 is generated by an electric blower 7, which draws in the outside air 15.
  • the device 1 is provided with a fuel cell 8 which supplies the blower 7 with electrical energy 9 via a line 19.
  • a fuel store 10 is provided for the liquid fuel 6, which is connected via a line 20, a valve 11 and a line 21 to the fuel cell 8 and which is connected via valve 11 to the heating element 5 via a line 22 for the purpose of common supply with the fuel 6 from the fuel store 10.
  • valve 11 By pressing an actuating element 18, the valve 11 opens, as a result of which the fuel cell 8 immediately supplies electrical energy 9 to the blower 7 and the heating element 5 is supplied with fuel 6. As a result, valve 1 1 acts like an electrical on / off switch.
  • the fuel cell 8 also supplies control electronics 12, optionally also other electrical components 13 of the device 1, with electrical energy 9.
  • a filler valve 16 is used to refill liquid fuel e into the fuel store 10 Viewing window 17 is provided, the fuel accumulator 10 consisting of transparent material 18 at least in the area of the viewing window 17.
  • a handle 23 is used to hold the hot air shower 3 and to hold the fuel reservoir 10, the fuel cell 8 and the valve 11.
  • a curling iron device (not shown) or a space heater can be provided as further exemplary embodiments of a device 1.
  • the PEMFC (polymer electrolyte membrane fuel cell) fuel cell which is operated with a solid, thin, gas-tight, proton-conducting plastic membrane as the electrolyte, is currently technically mature. Hydrogen serves as fuel 6.
  • the currently available power is at power densities of approx. 1 W / cm2.
  • the power to weight ratio is approx. 2 kg / kW.
  • the fuel accumulator 9 is filled with liquid hydrogen in a PEMFC, with liquid methane in an SOFC and with liquid methanol in a DMFC.
  • Fig. 2 shows a block diagram of the function of the hot air shower (hair dryer) according to Fig. 1.
  • the gaseous fuel 6 Via the manually switchable valve 1 1 from the refillable fuel storage 10, which can be designed for example as a metal hydride, the gaseous fuel 6 simultaneously Catalytic heating element 5 and fed to the fuel cell 8. This creates heat 4 in the heating element 5 and electrical energy 9 in the fuel cell 8 for operating the electric blower 7, the control electronics 12 for the blower 7 and other electrical components 13 of the device 1.
  • the air flow 14 of the blower 7 is passed through the heating element 5 , whereby the heat 4 is converted into a warm air stream 2 (FIG. 1).

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Abstract

Stromnetzunabhängige Vorrichtung (1) zum Erzeugen eines Warmluftstroms(2), wobei die Wärme (4) von einem katalytischen Heizelement (5) erzeugt wird, welches von einem flüssigen Brennstoff (6) versorgt wird, wobei die Strömung der Warmluft (2) von einem elektrischen Gebläse (7) erzeugt wird. Die Vorrichtung (1) ist mit einer Brennstoffzelle (8) versehen, die das Gebläse (7) mit elektrischer Energie (9) versorgt, wobei ein Speicher (10) für den flüssigen Brennstoff (6) vorgesehen ist, der über ein Ventil (11) mit der Brennstoffzelle (8) und dem Heizelement (5) verbunden ist zwecks gemeinsamer Versorgung mit dem flüssigen Brennstoff (6).

Description

Stromnetzunabhängige Vorrichtung zum Erzeugen eines Warmluftstroms
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach der Gattung des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US5857262A bekannt, die als Vorrichtung eine Warmluftdusche zum Trocknen von Kopfhaar beschreibt. Die Warmluft wird von einem katalytischen Heizelement erzeugt, welches von einem flüssigen Brennstoff versorgt wird, wobei die Strömung der Warmluft von einem elektrischen Gebläse erzeugt wird, das von einem wieder aufladbaren Akkumulator versorgt wird. Nachteilig hierbei ist, dass zum Betrieb der Vorrichtung nebst einem Nachfüllen von flüssigen Brennstoff auch der
Akkumulator immer wieder extern über ein Steckernetzteil aufzuladen ist, was in der Praxis eine umständliche Handhabung bedeutet. Zum Betrieb der Warmluftdusche muß nicht nur der Brennstoffspeicher ausreichend gefüllt sein, sondern auch der Akkumulator ausreichend geladen sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgleiche Vorrichtung zu schaffen, die zum Betrieb der Vorrichtung ein Wiederaufladen eines Akkumulators überflüssig macht und damit eine bessere Handhabung der Vorrichtung erzielt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht als eine Vorrichtung eine Warmluftdusche, und Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Funktion der Warmluftdusche.
In der Fig. 1 ist als eine stromnetzunabhängige Vorrichtung 1 zum Erzeugen eines Warmluftstroms 2 eine Warmluftdusche 3 zum Trocknen von Kopfhaar dargestellt, wobei eine Wärme 4 von einem katalytischen Heizelement 5 erzeugt wird, das von einem Gas eines flüssigen Brennstoff 6 versorgt wird. Ein Luftstrom 14 der Warmluft 2 wird von einem elektrischen Gebläse 7 erzeugt, der Außenluft 15 ansaugt. Die Vorrichtung 1 ist mit einer Brennstoffzelle 8 versehen, die das Gebläse 7 über eine Leitung 19 mit elektrischer Energie 9 versorgt. Es ist ein Brennstoffspeicher 10 für den flüssigen Brennstoff 6 vorgesehen, der über eine Leitung 20, ein Ventil 1 1 und einer Leitung 21 mit der Brennstoffzelle 8 und der über das Ventil 1 1 über eine Leitung 22 mit dem Heizelement 5 verbunden ist zwecks gemeinsamer Versorgung mit dem Brennstoff 6 aus dem Brennstoffspeicher 10. Daher ist für den laufenden Betrieb der Vorrichtung 1 nur ein Betriebsstoff erforderlich. Durch Drücken auf ein Betätigungsorgan 18 öffnet sich das Ventil 1 1 , wodurch die Brennstoffzelle 8 sofort elektrische Energie 9 an das Gebläse 7 liefert und das Heizelement 5 mit Brennstoff 6 versorgt wird. Dadurch wirkt das Ventil 1 1 wie ein elektrischer Ein- /Ausschalter. Neben dem Gebläse 7 versorgt die Brennstoffzelle 8 auch eine Steuerelektronik 12, wahlweise auch andere elektrische Komponenten 13 der Vorrichtung 1 mit elektrischer Energie 9. Ein Einfüllventil 16 dient zum Nachfüllen von flüssigem Brennstoff e in den Brennstoffspeicher 10. Zur Füllstandskontrolle des flüssigen Brennstoffs 6 ist ein Sichtfenster 17 vorgesehen, wobei der Brennstoffspeicher 10 zumindest in dem Bereich des Sichtfensters 17 aus transparentem Material 18 besteht. Ein Griff 23 dient zum Halten der Warmluftdusche 3 und zur Aufnahme des Brennstoffspeichers 10, der Brennstoffzelle 8 und des Ventils 1 1. Als weitere Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung 1 kann ein nicht dargestelltes Lockenstabgerät oder ein Raumheizgerät vorgesehen werden.
Technisch ausgereift ist derzeit die PEMFC-Brennstoffzelle (Polymer Elektrolyte Membrane Fuel Cell), die mit einer festen dünnen gasdichten protonenleitenden Kunststoffmembran als Elektrolyt betrieben wird. Als Brennstoff 6 dient Wasserstoff. Die derzeit verfügbare Leistung liegt bei Leistungsdichten von ca. 1 W/cm2. Das Leistungsgewicht beträgt ca. 2 kg/kW.
Da reiner Wasserstoff jedoch nur durch aufwendige Reformierung hergestellt werden kann, wird weltweit an der Verwendung anderer Anodengase gearbeitet. Aussichtsreiche Kandidaten sind u. a. die SOFC-Brennstoffzelle 8 (Solid Oxide Fuel Cell). Sie ermöglicht eine direkte Verwendung von Methan als Anodengas. Einen weiteren Ansatz stellt die DMFC-Brennstoffzelle 8 (Direct Methanol Fuel Cell) dar, welche ohne Reformation direkt mit Methanol als Brennstoff 6 betrieben werden kann. Die beiden letzgenannten Brennstoffzellen 8 sind jedoch derzeit für eine Verwendung in einem portablen friseurtechnischen Gerät noch ungeeignet.
Der Brennstoffspeicher 9 wird bei einer PEMFC mit flüssigem Wasserstoff, bei einer SOFC mit flüssigem Methan und bei einer DMFC mit flüssigem Methanol gefüllt.
Auch wenn die PEMFC-Brennstoffzelle derzeit die einzig sofort umsetzbare Möglichkeit darstellt, ist dieser Typ von Brennstoffzelle nicht auf die Erfindung eingeschränkt. Auch wird es in Zukunft mit Sicherheit heute noch unbekannte und verbesserte Zellenformen geben.
Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild zur Funktion der Warmluftdusche (Fön) nach der Fig. 1. Über das von Hand schaltbare Ventil 1 1 wird aus dem nachfüllbaren Brennstoffspeicher 10, der beispielsweise als ein Metallhydridspeicher ausgebildet sein kann, der gasförmige Brennstoff 6 gleichzeitig zum katalytischen Heizelement 5 und zur Brennstoffzelle 8 zugeführt. Dadurch entsteht im Heizelement 5 Wärme 4 und in der Brennstoffzelle 8 elektrische Energie 9 zum Betreiben des elektrischen Gebläses 7, der Steuerelektronik 12 für das Gebläse 7 und anderer elektrischen Komponenten 13 der Vorrichtung 1. Der Luftstrom 14 des Gebläses 7 wird durch das Heizelement 5 geleitet, woduch die Wärme 4 in einen Warmluftstrom 2 (Fig. 1 ) überführt wird.
Bezugsziffernliste:
1 Vorrichtung
2 Warmluftstrom
3 Warmluftdusche
4 Wärme
5 Katalytisches Heizelement
6 Flüssiger Brennstoff
7 Elektrisches Gebläse
8 Brennstoffzelle
9 Elektrische Energie
10 Brennstoffspeicher
1 1 Ventil
12 Steuerelektronik
13 Elektrische Komponente
14 Luftstrom
15 Außenluft
16 Einfüllventil
17 Sichtfenster
18 Betätigungsorgan
19 Leitung
20 Leitung
21 Leitung
22 Leitung
23 Griff

Claims

Patentansprüche
1. Stromnetzunabhängige Vorrichtung zum Erzeugen eines Warmluftstroms, wobei die Wärme von einem katalytischen Heizelement erzeugt wird, welches von einem flüssigen Brennstoff versorgt wird, und dass der Warmluftstrom von einem elektrischen Gebläse erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) mit einer Brennstoffzelle (8) versehen ist, die das Gebläse (7) mit elektrischer Energie (9) versorgt, wobei ein Speicher (10) für den flüssigen Brennstoff (6) vorgesehen ist, der über ein Ventil (1 1 ) mit der Brennstoffzelle (8) und dem Heizelement (5) verbunden ist zwecks gemeinsamer Versorgung mit dem flüssigen Brennstoff (6).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Vorrichtung (1 ) eine Warmluftdusche (3) oder ein Lockenstabgerät oder ein Raumheizgerät vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Brennstoffzelle (8) nebst dem Gebläse (7) auch eine Steuerelektronik (12), wahlweise auch andere elektπsche Komponenten (13) mit elektrischer Energie (9) versorgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) mit einem Sichtfenster (17) versehen ist, wobei der Brennstoffspeicher (10) zumindest im Bereich des Sichtfensters (17 aus transparentem Material (18) besteht.
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