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Title:
DOMESTIC APPLIANCE WITH AT LEAST ONE HEATER FOR A TUBULAR PIECE, THROUGH WHICH A FLUID FLOWS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/197479
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a water-conducting domestic appliance (1) comprising at least one channel section (14) which can be heated from the outside and through which a fluid (15) can flow in a flow direction (F). For heating purposes, a plurality of electrically interconnected heat conductor elements (16) are provided which at least partly surround the channel section (14) from the outside and emit a surface output into the channel section (14) during operation. The domestic appliance is designed such that the heat conductor element or each heat conductor element (16) generates a surface output which varies over the heat conductor element curve, thereby leading to different surface temperatures at the thermal transition into the channel section (14) over the heat conductor element curve, and heat conductor elements with different flow outputs follow one another transversely, in particular perpendicularly, to the flow direction (F) over the circumference of the channel section (14).

Inventors:
LUTZ, Stephan (Am Sonnenberg 1, Zusamaltheim, 86637, DE)
POLLITHY, Stefan (Geisberg 2, Amerdingen, 86735, DE)
WECKER, Markus (Mittelanger 4, Gundremmingen, 89355, DE)
Application Number:
EP2019/059109
Publication Date:
October 17, 2019
Filing Date:
April 10, 2019
Export Citation:
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Assignee:
BSH HAUSGERÄTE GMBH (Carl-Wery-Str. 34, München, 81739, DE)
International Classes:
A47L15/42; D06F39/04; F24H1/12
Foreign References:
US20150086325A12015-03-26
DE102014224593A12016-06-02
DE102012200398A12013-07-18
DE1291452B1969-03-27
EP0185874A11986-07-02
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Wasserführendes Haushaltsgerät (1 ) mit zumindest einem von außen beheizbaren und von Fluid (15) in Fließrichtung (F) durchfließbaren Kanalabschnitt (14), wobei zur Beheizung eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Heizleiterelementen (16) vorgesehen ist, die den Kanalabschnitt (14) außen zumindest bereichsweise umgeben und im Betrieb Flächenleistungen in den Kanalabschnitt (14) eintragen,

dadurch gekennzeichnet,

dass das oder jedes Heizleiterelement (16) über seinen Verlauf variierende Flächenleistungen generiert, was über den Verlauf zu unterschiedlichen Oberflächentemperaturen am thermischen Übergang in den Kanalabschnitt (14) führt, und dass quer, insbesondere lotrecht, zur Fließrichtung (F) über den Umfang des Kanalabschnitts (14) Heizleiterelemente (16) mit unterschiedlichen Flächenleistungen aufeinanderfolgen.

2. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das oder jedes Heizleiterelement (16) die Flächenleistung im Bereich von 10 W/cm2 bis 120 W/cm2 variiert.

3. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das oder jedes Heizleiterelement (16) die Flächenleistung im Bereich von 20 W/cm2 bis 80 W/cm2 variiert.

4. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass das oder jedes Heizleiterelement (16) die Flächenleistung im Bereich von 35 W/cm2 bis 75 W/cm2 variiert.

5. Wasserführendes Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass Heizleiterelemente (16) in verschiedenen Formen (16a,16b;22a,22b; 23a,23b;24a,24b) vorgesehen und über den Umfang des Kanalabschnitts (14) verteilt sind, wobei die verschiedenen Formen (16a,16b;22a,22b;23a,23b;24a,24b) zusätzlich jeweils parallel zur Fließrichtung (F) des Fluids (15) ihre Umrissgestalt ändern.

6. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Formen (16a,16b;22a,22b;23a,23b;24a,24b) von Heizleiterelementen (16) derart komplementär zueinander ausgebildet sind, daß eine maximale Fläche des Umfangs des Kanals (14) von Heizleiterelementen (16) belegt ist.

7. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass jede zweite Form (16a) von Heizleiterelementen (16) parallel zur Fließrich- tung (F) des Fluids (15) verjüngt und jede dazu benachbarte Form (16b) von Heizleiterelementen (16) parallel zur Fließrichtung (F) erweitert.

8. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass das oder jedes Heizleiterelement (16) über seinen Verlauf eine

Bahnbreitenvariation von bis zu 3:1 aufweist.

9. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass das oder jedes Heizleiterelement (16) über seinen Verlauf eine

Bahnbreitenvariation von bis zu 2:1 aufweist.

10. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Abstand (a1 ) quer zur Fließrichtung (F) zwischen den benachbarten Formen (16a,16b;22a,22b;23a,23b;24a,24b) in Fließrichtung des Fluids (15) konstant ist.

1 1. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens 85% der zu beheizenden Umfangsfläche des Kanals (14) mit Heizleiterelementen (16) belegt ist.

12. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein Teil der Heizleiterelemente (16) elektrisch parallel miteinander verschaltet ist.

13. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Haushaltsgerät (1 ) eine Geschirrspülmaschine, insbesondere eine Haushaltsgeschirrspülmaschine, mit einem Spülbehälter (2) zur Aufnahme von Spülgut, wie etwa Geschirr, Gläsern, Bestecken oder ähnlichem, umfasst, wobei das Spülgut über beheizbares und mit Reinigungsmittel und/oder Klarspülmittel und/oder Trocknungsmittel versetztes, umlaufendes Fluid (15), sog. Spülflotte, beaufschlagbar ist.

14. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Fluid (15) über eine Heizpumpe (17) beheizbar ist.

15. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Kanalabschnitt (14) von einem umlaufend geschlossenen Rohrstück (18) umgriffen ist.

16. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet,

dass außen auf dem Rohrstück (18) eine Heizung, insbesondere Dickschichtheizung (19), aufgebracht ist.

17. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,

dass die Heizung, insbesondere Dickschichtheizung (19), mit einer Vielzahl von parallel miteinander verschalteten Heizleitern (16) gebildet ist, die Einzelheizwiderstände ausbilden, deren Heizleiterbahnbreiten über ihren Längsverlauf variieren.

18. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 17,

dadurch gekennzeichnet,

dass jeder Heizleiter (16) eine gegenüber seiner ihrer Breitenerstreckung erhebliche Längserstreckung aufweisen.

19. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 18,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Heizleiter (16) im wesentlichen in Fließrichtung (F) des Fluids (15) angeordnet sind.

20. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 19,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Heizleiter (16) einen Abstand (a1 ) in Querrichtung zwischen 0,4 und 5 Millimetern zwischeneinander aufweisen.

21. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Abstand kleiner ist als die Quererstreckung (b1 ) eines jeweiligen Heizleiters (16) an dieser Stelle ist.

22. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 20,

dadurch gekennzeichnet,

dass über den Umfang des Kanals (14) verteilt 10 bis 60 Heizleiter (16) angeordnet sind.

23. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang des Kanals (14) verteilt 20 bis 40 Heizleiter (16) angeordnet sind.

24. Haushaltsgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 23,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein schmaler Bereich (20) eines Heizleiters (16) mit einer hohen thermischen

Flächenlast, also mit einem großen Hitzeeintrag, im Nahbereich einer Temperatursensorik (21 ) angeordnet ist.

25. Haushaltsgerät (1 ) nach Anspruch 24,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Bereich (20) mit annähernd höchster Flächenleistung mit einem Abstand von weniger als 10 Millimetern zur Temperatursensorik (21 ) angeordnet ist.

Description:
Haushaltsgerät mit zumindest einer Heizung für ein

fluiddurchflossenes Rohrstück

Die vorliegende Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltsgerät, wie etwa eine Geschirrspülmaschine, insbesondere Haushaltsgeschirrspülmaschine, mit zumindest einem von außen beheizbaren und von Fluid in Fließrichtung durchfließbaren Kanalabschnitt, wobei zur Beheizung eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Heizleiterelementen vorgesehen ist, die den Kanalabschnitt außen zumindest bereichsweise umgeben und im Betrieb Flächenleistungen in den Kanalabschnitt eintragen (gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ).

Für solche wasserführenden Haushaltsgeräte ist eine gleichmäßige Wärmeabfuhr von der Heizung durch strömendes Fluid für eine ordnungsgemäße Funktion ohne Bildung von zu hohen Temperaturen an der Heizung besonders bedeutsam. Da ein Teil der Benutzer z.B. eine Haushaltsgeschirrspülmaschine nicht wie vorgesehen mit Salz in der Enthärtung mit Reiniger und Klarspüler betreiben, sondern zumindest eine dieser Komponenten weglässt, zum Beispiel vergisst, ist dann die Spülerchemie nicht im Gleichgewicht. An der Heizung können sich dann Beläge bilden, die den Energietransfer in das Fluid behindern, was meist zu einer partiellen Überhitzung eines Heizleiters führt. Daraus resultiert dann zumeist ein Defekt der Heizung.

Bei einem solchen Verhalten von Benutzern ist eine Belagsbildung nicht vollständig zu vermeiden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, hier eine Verbesserung der Lebensdauer der Heizung zu erreichen und Defekte möglichst zu vermeiden.

Die Erfindung löst das Problem durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin dung wird auf die Ansprüche 2 bis 25 verwiesen.

Dadurch, dass erfindungsgemäß das oder jedes Heizleiterelement über seinen Verlauf variierende, insbesondere elektrische, Flächenleistungen generiert, was über den Verlauf zu unterschiedlichen Oberflächentemperaturen am thermischen Übergang in den Kanalabschnitt führt, und dass, insbesondere auf einer Linie, quer, insbesondere lotrecht, zur Fließrichtung des Fluids im Kanalabschnitt über den Umfang des Kanalabschnitts Heizleiterelemente mit unterschiedlichen, insbesondere elektrischen, Flächenleistungen aufeinanderfolgen, insbesondere aneinander angrenzen, ist eine in möglichst viele Teilbereiche unterschiedlicher Flächenleistungen gegliederte bzw. segmentierte Flächenheizung geschaffen. Dadurch wird die Begrenzungswandung des Kanalabschnitts, auf welcher diese segmentierte Flächenheizung vorgesehen ist, unterhalb der Heizleiterelemente korrespondierend zu diesen Teilbereichen örtlich variierender Flächenleistungen mit unterschiedlichen thermischen Flächenlasten beaufschlagt, so dass bei einer sich an der fluidbeströmten Innenwandfläche des Kanalabschnitts aufbauenden Belagsbildung zum einen sich die Beläge an Stellen mit höherer thermischer Flächenlast schneller als an Stellen mit geringerer Flächenlast ausbilden. Zum anderen wird durch die unterschiedlichen Temperaturbelastungen der Oberflächenteilbereiche der fluidbeströmten Innenwandfläche des Kanalabschnitts, welcher vorzugsweise außen mit den Heizleitern bestückt ist, aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen und damit einhergehenden Materialspannungen des die Heizelemente tragenden Trägers, wie zum Beispiel Stahlrohrs, die Haftung der Beläge auf der fluidbeströmten Seite des die Heizelemente tragenden Trägers, wie zum Beispiel Stahlrohrs, frühzeitig aufgebrochen, was ein Abplatzen des Belags vom Träger zur Folge hat. Durch die Variation der Flächenleistungen in Umfangsrichtung wird auch der Aufbau eines durchgehenden Belagsrings über den Umfang vermieden.

Sofern das oder jedes Heizleiterelement die elektrischen Flächenleistung im Bereich von 10 W/cm 2 bis 120 W/cm 2 , insbesondere von 20 W/cm 2 bis 80 W/cm 2 , besonders günstig von 35 W/cm 2 bis 75 W/cm 2 , variiert, ist eine große Bandbreite der elektrischen Flächenleistung geschaffen, so dass die Temperaturunterschiede und damit die Bedingungen für den Aufbau von kalkbasierten Belägen im durchflossenen Kanalabschnitt große Unterschiede zeigen. Je höher die Oberflächentemperatur im Kanalabschnitt ist, desto schneller bilden sich Beläge, und desto schneller wachsen diese Beläge auch in der Dicke. Der Aufbau von großflächigen, zusammenhängenden Belägen ist mit der Erfindung erheblich vermindert, was die Fehleranfälligkeit deutlich senkt und die Lebensdauer erhöht. Insbesondere ist der Kanalabschnitt von einem umlaufend geschlossenen Rohrstück umgriffen, etwa aus Stahl. Das Rohrstück ist vorzugsweise zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig, ausgebildet. Dabei ist die Wärmeausdehnung des Werkstoffs des Rohrstücks, insbesondere Stahls, abhängig von der lokalen Temperatur, was zur Folge hat, dass sich die heißeren Bereiche stärker ausdehnen als die kühleren Bereiche. Aus diesem Effekt heraus entstehen verstärkt Spannungen im Werkstoff, insbesondere Stahl, und an seiner nach innen gewandten, fluidbeströmten Oberfläche, was zu Mikrodeformationen führt. Diese wiederum fördern ein möglichst frühzeitiges und möglichst klein strukturiertes Abplatzen von Belägen. So lassen sich Hotspots, d.h. lokalen Überhitzungsstellen, gut vermeiden. Die Gefahr, dass Heizleiterelemente durchbrennen, ist somit deutlich verringert.

Das Rohrstück, insbesondere der Rohrabschnitt, ist innen entlang seiner Längserstreckung vom zu erwärmenden Fluid durchflossen. Auf der äußeren Mantelfläche des Rohrabschnitts ist vorzugsweise eine elektrische Isolationsschicht aufgebracht, falls das Trägermaterial des Rohrs aus einem elektrisch leitfähigen Material wie vorzugsweise Stahl hergestellt ist. Auf dieser elektrischen Isolationsschicht sind dann außen die Heizleiterelemente aufgebracht. Zweckmäßigerweise überzieht eine Abdeckschicht wie z.B. eine Glasschicht als Außenschicht das Trägerrohr mit der elektrischen Isolationsschicht und den Heizleitern.

Vorzugsweise erstreckt sich das Rohrstück bzw. der Rohrabschnitt im Wesentlichen longitudinal, insbesondere weitgehend geradlinig. Das Fluid durchströmt dieses Rohrstück mit einer Richtungskomponente im Wesentlichen entlang der Längserstreckung dieses Rohrstücks.

Insbesondere erstreckt sich der jeweilige Heizleiter vom Eingangsbereich bis zum Ausgangsbereich des Rohrstücks.

Vorzugsweise weisen die Heizelemente jeweils einen Verlauf mit einer Komponente, insbesondere Hauptkomponente, in Längsrichtung des Kanalabschnitts oder in Fließrichtung des Fluids auf. Insbesondere ist der Verlauf ihrer Mittenlinie longitudinal. Ggf. können sie jeweils auch schraubenlinienförmig oder gegenüber der Zentralachse des Kanalabschnitts etwas, vorzugsweise zwischen 0,1 ° und 30°, schräggestellt verlaufen. Vorzugsweise erstrecken sie sich im Wesentlichen vom Eingang bis zum Ende des Kanalabschnitts (in Fließrichtung des Fluids betrachtet). Zudem sind sie zweckmäßigerweise um den Außenumfang des Kanalabschnitts verteilt angeordnet.

Um die genannte Variation der Flächenlast zu erreichen, können nach einer vorteilhaften Weiterbildung konstruktiv einfach Heizleiterelemente in verschiedenen Formen vorgesehen und über den Umfang des Kanalabschnitts verteilt sein, wobei die verschiedenen Formen zusätzlich jeweils parallel zur Fließrichtung des Fluids ihre Umrissgestalt ändern.

Günstig sind dabei die Formen von Heizleiterelementen derart komplementär zueinander ausgebildet, daß eine maximale Fläche des Umfangs des Kanalabschnitts von Heizleiterelementen belegt ist.

Vorzugsweise weist der jeweilige Heizleiter eine Geometrieform in Form eines langgestreckten Trapezes auf. Auf einen Heizleiter, der sich vom Eingang des Rohrabschnitts zum Ausgang des Rohrabschnitts verjüngt, folgt in Umfangsrichtung ein benachbarter Heizleiter, der sich komplementär zum vorausgehenden Heizleiter vom Eingang des Rohrabschnitts zum Ausgang des Rohrabschnitts verbreitert.

Eine einfache und effektive Ausbildung sieht vor, dass jede zweite Form von Heizleiterelementen parallel zur Fließrichtung des Fluids verjüngt und jede dazu benachbarte Form von Heizleiterelementen parallel zur Fließrichtung erweitert.

Bei kontinuierlich über den Längsverlauf verschmälernden oder verbreiternden Leiterbah- nen ist eine Bahnbreitenvariation von bis zu 3:1 , insbesondere von bis zu 2:1 oder etwas darunter günstig.

Dabei kann der Abstand quer zur Fließrichtung zwischen den benachbarten Formen in Fließrichtung des Fluids konstant und gering sein, etwa zwischen 0,4 und 5 Millimetern zwischeneinander, um eine möglichst hohe Belegung der Fläche mit Heizleitern zu erreichen. Insbesondere sind dabei mindestens 85% der zu beheizenden Umfangsfläche des Kanals, d.h. dessen sich in Fließrichtung erstreckenden Mantelfläche mit Heizleiterelementen belegt. Hierfür ist der genannte Abstand kleiner ist als die Quererstreckung eines jeweiligen Heizleiters an dieser Stelle.

Insbesondere sind für eine große Wärmeeinleitung in das Fluid zumindest 85% des Umfangs des Rohrabschnitts bzw. Rohrstücks (d.h. Heizrohrs) und zwar insbesondere im Wesentlichen dessen Gesamt-Längserstreckung mit Heizelementen belegt. Damit kann eine große Flächenleistung, also ein hoher Wärmeeintrag in den Kanalabschnitt, sichergestellt werden. Als Flächenleistung wird hier die Wärmeleistung pro Fläche angesehen, die in einen den Kanalabschnitt umgebenden Wandungsbereich eingeleitet wird.

Besonders günstig ist zumindest ein Teil der Heizleiterelemente elektrisch parallel miteinander verschaltet, so dass bei Ausfall eines Heizleiterelements die benachbarten unbeeinträchtigt bleiben.

In Umfangsrichtung des Kanalabschnitts laufend sind außen vorzugsweise zwei elektrische Leiterbahnen zur Bereitstellung zweier elektrischer Potentiale an beiden Enden der jeweiligen Heizleiter vorgesehen. Vorzugsweise sind die erste elektrische Leiterbahn für das erste elektrische Potential etwa am Anfang des Rohrstücks und die zweite elektrische Leiterbahn für das zweite elektrische Potential in Strömungsrichtung des Fluids etwa am Ende des Rohrstücks vorgesehen. Zwischen diesen beiden Leiterbahnen bzw. deren Potentialen erstrecken sich jeweils die Heizleiter.

Insbesondere ist der Kanal von einem umlaufend geschlossenen Rohrstück umgriffen. Außen auf diesem Rohrstück ist die Vielzahl von Heizleitern aufgebracht. Auf dieses Rohrstück kann für eine hohe Effektivität der Wärmeübertragung auf das im Rohrstück strömende Fluid außen insbesondere eine Dickschichtheizung aufgebracht sein.

Günstig ist das Fluid über eine integrierte Heizpumpe beheizbar, bei der ein Rohrstück mit einer äußeren Heizung, insbesondere Dickschichtheizung, vorgesehen ist.

Besonders vorteilhaft ist die Heizung, insbesondere Dickschichtheizung, mit einer Vielzahl von parallel miteinander verschalteten Heizleitern gebildet, die Einzelheizwiderstände ausbilden, deren Heizleiterbahnbreiten über ihren Längsverlauf variieren. Für eine hohe Effektivität weist jeder Heizleiter eine gegenüber seiner Breitenerstreckung erhebliche Längserstreckung auf und im Wesentlichen in Fließrichtung des Fluids angeordnet.

Zusätzlich oder unabhängig zur Variation der Breiten der Heizleiter entlang deren Längsverlauf betrachtet sowie quer, insbesondere lotrecht, dazu über den Umfang des Kanalabschnitts betrachtet kann es ggf. zweckmäßig sein, wenn die elektrischen Flächenleistungen der Heizleiter bzw. Heizleiterelemente oder die durch die Heizleiter bewirkten thermischen Flächenlasten entlang ihrem Verlauf sowie quer, insbesondere lotrecht, zur Fließrichtung, insbesondere über den Umfang des Kanalabschnitts, durch unterschiedliche Schichtdicken, verschiedene Heizleitermaterialien, oder durch andere, die elektrische Flächenleistung oder Heizleistung beeinflußende Parameter variiert werden.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können dabei - außer z. B. in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:

Fig. 1 ein wasserführendes Haushaltsgerät, hier eine Geschirrspülmaschine mit einer vorderseitigen Tür und einem Spülbehälter im Innern, in schematischer perspektivischer Ansicht von schräg vorne,

Fig. 2 eine Detailansicht einer im Sockel der des Haushaltsgerät angeordneten Heizpumpe zur kombinierten Fluidförderung und -beheizung, Fig. 3 die Heizpumpe nach Figur 2 in Explosionsdarstellung ihrer Teile,

Fig. 4 den beheizbaren Rohrabschnitt mit einer möglichen Belegung durch Heizleiterelemente in schematischer Einzelteildarstellung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des beheizbaren Rohrabschnitts mit der Anordnung der Heizleiterelemente nach Figur 4,

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Figur 5, wobei die Ansicht gegenüber Figur 5 in Umfangsrichtung des Rohrabschnitts verdreht ist,

Fig. 7 zwei nur schematische Ansichten der als Gedankenmodell vom Umfang des Rohrabschnitts„abgewickelten“ Heizleiter,

Fig. 8 alternative Möglichkeiten einer Belegung des Rohrabschnitts durch Heizleiter- elemente.

Das in Figur 1 schematisch dargestellte wasserführende Haushaltsgerät 1 ist hier eine Geschirrspülmaschine, nämlich eine Haushaltsgeschirrspülmaschine. Auch eine Waschmaschine oder andere Geräte, in denen ein Fluid erwärmt wird, wie z.B. eine Kaffeemaschine kommen in Betracht.

In den folgenden Figuren sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Dabei sind nur diejenigen Bestandteile einer Geschirrspülmaschine mit Bezugszeichen versehen und erläutert, welche für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine weitere Teile und Baugruppen umfassen kann.

Die hier gezeichnete Geschirrspülmaschine weist als Bestandteil eines teilweise nach außen offenen oder geschlossenen Gerätekörpers 5 einen Spülbehälter 2 zur Aufnahme von zu bearbeitendem Spülgut wie Geschirr, Töpfen, Bestecken, Gläsern, Kochutensilien u. ä. auf. Das Spülgut kann dabei zum Beispiel in Beladeeinheiten 10, 11 , nämlich gemäß der Zeichnung in Geschirrkörben 11 und/oder einer Besteckschublade 10, halterbar und dabei von sog. Spülflotte beaufschlagbar sein. Hier sind beispielhaft zwei Geschirrkörbe 11 übereinander sowie im oberen Bereich des Spülbehälters 2 eine zusätzliche Besteckschublade 10 angeordnet. Diese Anordnung ist nicht zwingend. Die Beladeeinheiten 10, 11 können beispielsweise manuell oder motorisch und automatisiert höhenverstellbar oder auch ohne Höhenverstellbarkeit ausgebildet sein. In Figur 1 sind die Beladeeinheiten 10, 11 teilweise zur Vorderseite V der Geschirrspülmaschine, die in Einbaustellung dem Benutzer zugewandt ist, ausgezogen dargestellt.

Der Spülbehälter 2 kann einen zumindest im Wesentlichen rechteckigen Grundriss mit einer in Betriebsstellung einem Benutzer zugewandten Vorderseite V aufweisen. Diese Vorderseite V kann dabei einen Teil einer Küchenfront aus nebeneinander stehenden Küchenmöbeln bilden oder bei einem allein stehenden Gerät auch ohne Bezug zu weiteren Möbeln sein.

Der Spülbehälter 2 ist insbesondere an dieser Vorderseite V von einer Tür oder Klappe 3 verschließbar. Über diese Tür 3 kann somit der Spülbehälter 2 zu seinem Be- und Entladen geöffnet bzw. für den Spülbetrieb geschlossen werden. Die Fronttür 3 ist hier beispielhaft in Richtung 4 schwenkbar, was nicht zwingend ist. In Figur 1 ist sie in teilweise geöffneter und dann schräg zur Vertikalen stehenden Stellung gezeigt. In ihrer Schließstellung steht sie hingegen aufrecht und ist gemäß der Zeichnung zu ihrer Öffnung um eine untere Horizontalachse, die als Türscharnierachse 13 dient, nach vorne und unten in Richtung des Pfeils 4 aufschwenkbar, so dass sie in vollständig geöffneter Stellung zumindest nahezu horizontal liegt.

An ihrer in Schließstellung vertikalen, dem Benutzer zugewandten Außenseite kann die Tür 3 mit einer Dekorplatte 6 versehen sein, um damit eine optische und/oder haptische Aufwertung und/oder eine Anpassung an umliegende Küchenmöbel zu erfahren.

Die Geschirrspülmaschine ist hier als allein stehendes oder als sog. teilintegriertes oder auch als voll integriertes Gerät ausgebildet. Im letztgenannten Fall kann der Gerätekörper 5 auch im Wesentlichen mit den Außenwandungen des Spülbehälters 2 abschließen. Ein diesen außen umgebendes Gehäuse kann dann entbehrlich sein. Im unteren Bereich der Geschirrspülmaschine kann sich ein Sockel 12 zur Aufnahme von insbesondere Funktionselementen, wie etwa auch einer Umwälzpumpe für Spülflotte, befinden. Diese Umwälzpumpe kann insbesondere auch beheizbar sein, etwa an ihrem Diffusorraum, um so die Spülflotte auf die im jeweiligen Programmschritt gewünschte Temperatur zu bringen. Dann ist eine kombinierte Heizpumpe 17 ausgebildet.

Der beweglichen Tür 3 ist im Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung in ihrem oberen Bereich eine in Querrichtung Q der Geschirrspülmaschine erstreckte Bedienblende 8 zugeordnet, die eine von der Vorderseite V zugängliche Eingriffsöffnung 7 zum manuellen Öffnen und/oder Schließen der Tür 3 umfassen kann. Hier handelt es sich also vorzugsweise um ein sogenanntes halbintegriertes Gerät. In Querrichtung Q hat die Geschirrspülmaschine häufig eine Erstreckung von 45, 50 oder 60 Zentimetern. In Tiefenrichtung T von der Vorderseite V nach hinten liegt die Erstreckung häufig ebenfalls bei etwa 60 Zentimetern. Die Werte sind nicht zwingend. Die Geschirrspülmaschine kann auf einem äußeren Boden B stehen, der idealerweise zumindest nahezu horizontal ist.

Die Geschirrspülmaschine oder das sonstige Haushaltsgerät 1 weist zumindest einen von außen beheizbaren und von Fluid 15 durchfließbaren Kanalabschnitt 14 auf. Als Fluid 15 kommt dabei beispielsweise Wasser in Betracht, das mit Reinigungsmittel, Klarspülmittel und/oder einem Trocknungsmittel versetzt sein kann. Ein derartiges Fluid wird bei einer Geschirrspülmaschine häufig auch als Spülflotte bezeichnet. Zur Beheizung des Fluids 15 ist eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Heizleitern 16 vorgesehen, die auf einen Träger, zum Beispiel ein Rohrstück 18, aufgebracht sind. Dieses Rohrstück 18 kann beispielsweise den Kanalabschnitt 14 außenseitig umlaufend umgreifen, einen rundsymmetrischen Querschnitt aufweisen und hier einen integralen Teil der Heizpumpe 17, nämlich deren Diffusorraum, ausbilden. Dies ist jedoch nicht zwingend, erhöht jedoch die Integration und vermindert den Raumbedarf und die Zahl der benötigten Bauteile.

Das Aufbringen der Heizleiter 16 kann z.B. durch ein Druckverfahren, eine Plasmabeschichtung oder ein sonstiges Verfahren zur Bildung von Schichten geschehen. Diese Schichten bilden jede für sich einen Heizleiter 16. Insgesamt ist damit außenseitig insbesondere eine Dickschichtheizung 19 gebildet.

Die Heizleiter 16 sind in einer Mehrzahl vorhanden und zumindest teilweise elektrisch parallel miteinander verschaltet sowie jeweils mit einer Komponente in Fließrichtung F des Fluids 15 angeordnet. Hier sind über den Umfang des Rohrabschnitts 18 zwei unterschiedliche elektrische Potentiale gebildet, zwischen denen die Heizleiter 16 erstreckt sind. In Umfangsrichtung des Kanalabschnitts laufend sind außen auf der Wandung des Kanalabschnitts vorzugsweise zwei elektrische Leiterbahnen zur Bereitstellung zweier elektrischer Potentiale an beiden Enden der jeweiligen Heizleiter vorgesehen. Vorzugsweise ist eine erste elektrische Leiterbahn für das erste elektrische Potential etwa am Anfang des Rohrstücks und eine zweite elektrische Leiterbahn für das zweite elektrische Potential in Strömungsrichtung des Fluids ist etwa am Ende des Rohrstücks vorgesehen. Zwischen diesen beiden Leiterbahnen bzw. deren Potentialen erstrecken sich jeweils die Heizleiter. Die Heizleiter sind somit elektrisch parallel miteinander verschaltet. Dadurch ist bei Ausfall eines der Heizleiter 16 die Funktion der übrigen nicht gestört. Bei einer großen Zahl von Heizleitern ist daher auch nach Ausfall von einem, zwei oder drei Heizleitern immer noch eine hinreichende Funktionalität gewährleistet. Eine thermische Überlastung eines einzelnen Heizleiterelements 16 hat daher nicht mehr einen Gesamtausfall der Heizung zur Folge, sondern diese kann mit nur geringen Leistungseinbußen weiterlaufen, so dass die Haushaltsgeschirrspülmaschine funktionstüchtig bleibt.

Die Heizleiterelemente 16 umgeben den Kanalabschnitt 14 über einen wesentlichen Teil seiner Außenfläche und tragen im Betrieb, in dem sie stromdurchflossen sind, Flächenleistungen in den Kanalabschnitt 14 ein. Dazu wird der den Kanalabschnitt 14 einhüllende Rohrabschnitt 18 durch die Vielzahl der vorzugsweise elektrisch parallel miteinander verschalteten Heizleiterelemente 16 an deren Lageorten außen am Rohrabschnitt 18 ortsabhängig variierend mit verschiedenen thermischen Flächenlasten beaufschlagt. Diese bewirkt einen Wärmeeintrag am jeweiligen Ort des Heizelements pro gegebener Wärmeeintragsfläche wie z.B. pro 1 cm 2 in den Mantel des Rohrabschnitts 18 und korrespondierend hierzu in den Kanalabschnitt 14. Dieser Eintrag erfolgt jedoch nicht gleichmäßig über die gesamte Fläche, sondern derart, dass das oder jedes Heizleiterelement 16 über seinen Verlauf variierende Flächenleistungen generiert, was über den Verlauf zu unterschiedlichen Oberflächentemperaturen am thermischen Übergang in den Kanalabschnitt 14 führt.

Dabei wandelt bzw. verändert sich der Flächeneintrag an elektrischer Leistung und damit einhergehend thermischer Energie bzw. Wärme nicht nur über den Verlauf eines einzelnen jeweiligen Heizleiterelements 16 parallel zur Fließrichtung, sondern auch auf einer Linie quer, insbesondere lotrecht, zur Fließrichtung F über den Umfang des Kanalabschnitts 14. Denn über den Umfang des Kanalabschnitts grenzen die Heizleiterelemente 16 ebenfalls mit unterschiedlichen Flächenleistungen aneinander.

Die eingetragenen Flächenleistungen variieren daher sowohl in Umfangsrichtung als auch in einer Richtung parallel zur Fließrichtung F des Fluids 15.

Die Variation der Flächenleistung kann unterschiedlich erreicht werden, zum Beispiel durch Materialübergänge innerhalb der Heizleiterelemente oder durch Variation von deren Dicke. Hier ist in der Zeichnung eine Version dargestellt, bei der Heizleiterelemente 16 in verschiedenen Formen 16a;16b vorgesehen und über den Umfang des Kanalabschnitts 14 verteilt sind, wobei die verschiedenen Formen 16a;16b zusätzlich jeweils parallel zur Fließrichtung F des Fluids 15 ihre Umrissgestalt ändern.

In Figur 4 bis Figur 7 sind keilförmige Formen 16a, 16b dargestellt, die über ihren Längsverlauf geradlinig verbreitern oder verjüngen.

In Figur 8 ist hingegen nur schematisch verdeutlicht, dass beispielsweise eine große breite Leiterbahn auch durch eine Wellenlinie in zwei komplementäre Teilabschnitte 23a, 23b geteilt sein kann. Gleiches gilt für die daneben eingezeichnete Leiterbahn 24a, 24b. Hier ist die Teilung über eine mehrfach gekrümmte Wellenlinie dargestellt.

Weiter rechts in Figur 8 sind gegengleiche Wellenlinien dargestellt, die die Leiterbahnen 22a, 22b, 22a voneinander abgrenzen.

Die Darstellungen nach Figur 8 verdeutlichen lediglich verschiedene Ausführungsformen, die die Erfindung erlaubt und die zeigen, dass die einzelnen Formen von leitenden Elementen nicht geradlinig verlaufen müssen.

Dabei variiert bei dem oder jedem Heizleiterelement 16 (oder auch 23a, 23b, 22a, 22b) die Flächenleistung im Bereich von 10 W/cm 2 bis 120 W/cm 2 variiert, insbesondere im Bereich von 20 W/cm 2 bis 80 W/cm 2 variiert, besonders günstig im Bereich von 35 W/cm 2 bis 75 W/cm 2 . Wie etwa in Figur 4 ff. erkennbar ist, sind die Formen 16a;16b von Heizleiterelementen 16 derart komplementär zueinander ausgebildet sind, daß eine maximale Fläche des Umfangs des Kanals 14 von Heizleiterelementen 16 belegt ist. Insgesamt sind mehr als 85 % der Fläche des Umfangs des Rohrstücks 18 auf diese Weise mit Heizleiterelementen 16 belegt, so daß eine hohe Effektivität erreicht ist. Die hohe Belegungsdichte wird zum Beispiel auch im gedanklich „abgwickelten“ Zustand der Heizung nach Figur 7 sichtbar.

Vorzugsweise weist der jeweilige Heizleiter eine Geometrieform in Form eines langgestreckten Trapezes auf. Auf einen Heizleiter, der sich vom Eingang des Rohrabschnitts zum Ausgang des Rohrabschnitts verjüngt, folgt in Umfangsrichtung ein benachbarter Heizleiter, der sich komplementär zum vorausgehenden Heizleiter vom Eingang des Rohrabschnitts zum Ausgang des Rohrabschnitts verbreitert.

Dabei sind hier genau zwei unterschiedliche Formen 16a, 16b von Heizleiterelementen 16 vorgesehen. Auch mehr als zwei unterschiedliche Formen sind möglich. Wie etwa Figur 5 gut zu entnehmen ist, verjüngt die erste Form 16a von Heizleiterelementen 16 parallel zur Fließrichtung F des Fluids 15, wohingegen jede dazu direkt benachbarte Form 16b von Heizleiterelementen 16 parallel zur Fließrichtung F erweitert. Aufgrund dieser Bahnbreitenvariation können Dicke und Materialzusammensetzung im jeweiligen Heizleiterelement 16 konstant bleiben und dennoch eine variierende Flächenlast erreicht werden.

Vorteilhaft weist jedes Heizleiterelement 16 über seinen Verlauf eine Bahnbreitenvariation von bis zu 3:1 aufweist, insbesondere von 2:1 oder etwas darunter. Eine Halbierung der Breite zieht eine Vervierfachung der Leistungsdichte nach sich.

Durch die alternierende Anordnung der ersten und zweiten Form 16a, 16b über den Umfang des Rohrstücks 18 kann der Abstand a1 quer zur Fließrichtung F zwischen den benachbarten Formen 16a;16b in Fließrichtung des Fluids 15 konstant gehalten sein. Dies kann auch für frei geformte Formen 22a, 22b bzw. 23a, 23b bzw.24a, 24b gemäß Figur 8 gelten, wenn dort eine breite Stelle einer ersten Form in eine schmale Stelle einer benachbarten weiteren Form "eingreift". Die Heizung, insbesondere die oben bereits beschriebene außenseitige Dickschichtheizung 19, ist in jedem Fall mit einer Vielzahl - bevorzugt 10 bis 60, insbesondere 20 bis 40 - von parallel miteinander verschalteten Heizleitern 16 gebildet, die über den Umgang nebeneinander angeordnet sind. Diese bilden jeweils Einzelheizwiderstände aus, deren Heizleiterbahnbreiten über ihren Längsverlauf variieren. Hier ist gemäß Figur 4 bis Figur 7 die Variation eine parallel zur Fließrichtung F kontinuierliche Verbreiterung oder Verschmälerung - je nach Form 16a bzw 16b.

Dabei weist jeder Heizleiter 16 eine gegenüber seiner ihrer Breitenerstreckung erhebliche Längserstreckung auf. Diese Längserstreckung liegt dabei zumindest im Wesentlichen parallel zur Fließrichtung F des Fluids 15. Diese Richtung gibt auch die Anordnung der Heizleiter 16 vor.

Die Heizleiter 16 weisen quer zur Fließrichtung F einen geringen Abstand a1 in Querrichtung zwischen 0,4 und 5 Millimetern zwischeneinander auf, um eine hohe Belegungsdichte mit Heizleitern 16 über den Umfang erreichen zu können, wie dies etwa in der gedanklich abgerollten Abbildung nach Figur 7 dargestellt ist.

Dieser Abstand a1 ist dabei kleiner ist als die Quererstreckung b1 eines jeweiligen Heizleiters 16 an dieser Stelle.

Etwa in Figur 4 wird deutlich, dass ein schmaler Bereich 20 mit einer hohen thermischen Flächenlast, also mit einem großen Hitzeeintrag in das Rohrstück 18, im Nahbereich einer Temperatursensorik 21 angeordnet ist, so dass, wenn sich Beläge bilden, diese bevorzugt an dieser Stelle bilden. Dadurch lässt sich mit Hilfe einer Temperatursensorik 21 eine Belagserkennung einfach realisieren.

Geometrisch sollte hier die Ausprägung derart erfolgen, dass der Bereich 20 mit annähernd höchster Flächenleistung im Nahbereich (Abstand kleiner als 10 Millimeter) der Temperatursensorik 21 befindet.

Insgesamt ist eine Qualitätsoptimierung bezüglich der Lebensdauer erreicht, ebenso die Robustheit erhöht worden. Bei Parallelschaltung mehrerer Heizleiter 16 kann die Heizung 19 nach Defekt eines Heizleiters 16 mit nur leicht verminderter Leistung weiter betrieben werden. Je höher die Anzahl der Heizleiter 16 ist, desto einfacher ist ein möglicher Ausfall eines einzelnen Heizleiters 16 hinzunehmen. Es ergibt sich gerade mit der Nahbereichslage eines Bereichs 20 hoher Flächenleistung zur Temperatursensorik 21 eine sehr kostengünstige Umsetzung einer möglichen Belagserkennung.

Bezugszeichenliste

1 Haushaltsgerät,

2 Spülbehälter,

3 Tür,

4 Öffnungsrichtung,

5 Gerätekörper,

6 Dekorplatte,

7 Griffmulde,

8 Bedienblende,

10 Besteckschublade,

1 1 Geschirrkorb,

12 Sockel,

13 Türscharnierachse,

14 Kanalabschnitt,

15 Fluid,

16 Heizleiter,

16a erste Form,

16b zweite Form,

17 Heizpumpe,

18 Rohrstück,

19 Dickschichtheizung,

20 Bereich hoher Last, 21 Temperatursensorik, 22a erste Form,

22b zweite Form,

23a erste Form,

23b zweite Form,

24a erste Form,

24b zweite Form,

F Fließrichtung, a1 Abstand, b1 Breitenerstreckung,

Q Querrichtung,

T Tiefenrichtung

B Boden