DE10124086B4 - Elektrisches Gerät mit einer transparenten Stromzuführung - Google Patents

Abstract

Elektrisches Gerät, insbesondere Einrichtungsgegenstand für Wohnräume oder dergleichen, mit einem elektrischen Verbraucher und einer transparenten Stromzuführung für den Verbraucher, wobei ein leitfähiges Glas (7) als Laminat von zwei Glasscheiben ausgebildet ist, zwischen denen ein oder mehrere leitfähige Schichten (8, 9) aufgebracht sind, wobei eine Regeleinheit (3) zur Leistungsregelung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transformator (5) zum Hochspannen der Netzspannung eines Stromnetzes vorgesehen ist, dass der Transformator (5) als elektronischer Transformator ausgebildet ist, dass bei Bedarf ein zweiter Transformator zum Heruntertransformieren der Hochspannung auf die Betriebsspannung eines oder mehrerer Verbraucher (10, 11, 12) vorgesehen ist, wobei eine transparente Stromführung als Vorwiderstand vorgesehen ist, wobei der Vorwiderstand als Schutzwiderstand gegen zu hohe Ströme genutzt ist, und dass zwei voneinander getrennte Leiterbahnen (8, 9) für den Verbraucher im Innern des leitfähigen Glases (7) angebracht sind.

Description

• Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät, z. B. einen Einrichtungsgegenstand für Wohnräume mit einem elektrischen Verbraucher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Mit der Druckschrift DE 297 11 973 ist bereits ein Einrichtungsgegenstand, wie eine Leuchte oder dergleichen, zum Einrichten von Wohnräumen bekannt geworden, bei denen elektrische Verbraucher, wie z. B. ein Leuchtkörper, mit Hilfe einer transparenten Stromführung mit Strom versorgt wird. Durch diese Art der Stromzuführung ergeben sich besondere Gestaltungsmöglichkeiten für derartige Einrichtungsgegenstände.
• Die WO 98/17085 offenbart dagegen die Verwendung von Kupfer bzw. Kupferlegierungen als Leiterbahnen.
• Zudem offenbart die Schrift LUNZE, Klaus ”Einführung in die Elektrotechnik”, 12. bearb. Aufl. 1988, VEB Berlin, dass der Innenwiderstand R_i auch den Leitungswiderstand einer eventuellen Übertragungsleitung enthalten soll.
• Nachteilig bei bisher bekannten, zur Stromführung verwendeten transparenten Gläsern ist die hohe Verlustleistung, da diese Gläser üblicherweise Verwendung als Heizglas finden. Hieraus resultiert zum einen ein erhöhter Strombedarf und zum anderen eine unerwünschte Wärmeentwicklung, die die Nutzung derartiger Einrichtungsgegenstände bislang erschweren.
• Gegenüber diesem Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, den Stand der Technik zu verbessern sowie neue Gestaltungsmöglichkeiten zu ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird bei einem Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale erzielt.
• Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
• Dementsprechend zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Gerät unter anderem dadurch aus, dass ein Transformator zum Hochspannen der Netzspannung eines, z. B. öffentlichen, Stromnetzes vorgesehen ist. Durch die Transformation der Netzspannung auf eine höhere Betriebsspannung wird bei der Stromführung im widerstandsbehafteten, stromführenden transparenten Leiter, wie z. B. Heizglas die Verlustleistung vermindert. Hieraus ergibt sich eine Verminderung des Stromverbrauchs sowie der Wärmeentwicklung.
• In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden mehrere Verbraucher, z. B. Leuchtmittel, in einer Reihenschaltung vorgesehen. Durch eine derartige Reihenschaltung kann die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Transformators erzeugte Hochspannung ohne Rücktransformation verwendet werden, da sich die Betriebsspannungen der einzelnen Verbraucher addieren. Hierdurch ergibt sich eine besonders wenig aufwendige Möglichkeit, ein erfindungsgemäßes Elektrogerät und insbesondere einen erfindungsgemäßen Einrichtungsgegenstand zu schaffen.
• Gemäß der Erfindung wird bei Bedarf ein zweiter Transformator vorgesehen, um die für die transparente Stromzuführung verwendete Hochspannung auf die Betriebsspannung eines entsprechenden Verbrauchers, z. B. einer Leuchtröhre oder dergleichen, wieder herunter zu transformieren. Hierbei ist neben der Verwendung herkömmlicher Verbraucher für die Netzspannung auch der Einsatz von Niederspannungsverbrauchern in Verbindung mit einer transparenten Stromzuführung möglich.
• Zudem wird die transparente Stromführung zugleich als Vorwiderstand z. B. für einen Hochspannungs-Verbraucher verwendet. Denkbar wäre hier beispielsweise die Verwendung einer Leuchtstoffröhre oder dergleichen, die einen vom Betriebszustand abhängigen, variablen Widerstand aufweist und den Widerstand der Stromzuführung als Schutzwiderstand gegen zu hohe Ströme nutzen kann.
• Weiterhin wird eine Leistungsregelung vorgesehen, um den Betriebszustand des jeweiligen Verbrauchers, z. B. die Helligkeit von Leuchtkörpern, zu regeln.
• Zur Leistungsregelung wird vorzugsweise eine Phasenan- und/oder Phasenabschnittsteuerung verwendet. Derartige Steuerungen zeichnen sich durch eine äußerst geringe Verlustleistung aus, so dass die erfindungsgemäßen Vorteile auch bei einem leistungsgeregelten elektrischen Gerät, wie z. B. einem Einrichtungsgegenstand, erhalten bleiben.
• Der erfindungsgemäße Transformator wird als elektronischer Transformator ausgeführt. Derartige Transformatoren zeichnen sich vor allem durch ihre kompakte Bauweise aus, wodurch die Gestaltungsmöglichkeiten für ein erfindungsgemäßes Gerät, insbesondere einem Einrichtungsgegenstand, weiter verbessert werden.
• In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung wird eine Spannungsregelung für den Transformator vorgesehen. Auf diese Weise lässt sich der Anteil der Verlustleistung im transparenten Leiter durch die Regelung der Spannung einstellen. Somit kann der Leiter zugleich als stromführendes Element und als regelbarer Glasheizkörper eingesetzt werden.
• In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird vor dem Verbraucher wiederum eine Spannungsregelung vorgesehen, um eine konstante Betriebsspannung für den Verbraucher zu gewährleisten.
• Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wir anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
• Die einzige Figur zeigt
  ein Schaltdiagramm zur Darstellung des elektrischen Schaltkreises eines erfindungsgemäßen elektrischen Gerätes.
• Das Gerät 1 gemäß Figur umfasst einen Netzanschluss 2 zum Anschluss an ein öffentliches oder nicht öffentliches Stromnetz. Über eine Phasenanschnittsteuerung 3 wird der Stromkreis zu einer Primärwicklung 4 eines erfindungsgemäßen Transformators 5 geschlossen. Die Sekundärwicklung 6 des Transformators 5 ist mit einem elektrisch leitfähigen Glas 7 verbunden.
• Ein solches leitfähiges Glas 7 ist in bekannter Weise als Laminat von zwei Glasscheiben ausgebildet, zwischen denen ein oder mehrere leitfähige Schichten aufgebracht sind. Im vorliegenden Fall sind zwei voneinander getrennte Leiterbahnen 8, 9 im Innern des leitfähigen Glases 7 angebracht. Die Leiterbahnen 8, 9 sind so, wie es bei transparentem Heizglas der Fall ist, durchsichtig.
• Die Leiterbahnen 8 und 9 sind mit drei Verbrauchern 10, 11, 12 verbunden, die in der dargestellten Figur in Reihe geschaltet sind.
• Durch die Reihenschaltung der Verbraucher 10, 11, 12, die beispielsweise in Form von Leuchtkörpern vorliegen können, addieren sich die Betriebsspannungen dieser Verbraucher 10, 11, 12, so dass in dieser Ausführungsform die mit dem Transformator 5 hochtransformierte Netzspannung nicht mehr zurücktransformiert werden muss. Wird beispielsweise eine Netzspannung von 230 V auf 690 V Wechselspannung hochtransformiert, so können drei Verbraucher 10, 11, 12 mit einer Betriebsspannung von 230 V unmittelbar in Serie eingesetzt werden.
• Bei Bedarf kann, wie bereits oben angeführt, auch ein weiterer Transformator zwischen den Leiterbahnen 8, 9 und den Verbrauchern 10, 11, 12 vorgesehen werden, sofern die entsprechenden Betriebsspannungen es erfordern.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung wird zu dem Transformator 5 eine Spannungsregelung vorgesehen, so dass die Betriebsspannung für die Verbraucher 10, 11, 12 regelbar ist. Hierdurch lässt sich der in dem leitfähigen Glas 7 verbrauchte Anteil der Leistung im Verhältnis zu der Verbrauchsleistung der Verbraucher 10, 11, 12 einstellen. Auf diese Weise kann das leitfähige Glas 7 eines solchen Einrichtungsgegenstandes zugleich als elektrisch regelbare Heizung Verwendung finden. Gegebenenfalls wird in dieser Ausführungsform eine weitere Spannungsregelung auf der Verbraucherseite vorgesehen, um eine zuverlässige Betriebsspannung für die Verbraucher 10, 11, 12 sicherzustellen.
• Je höher die Spannung durch den Transformator 5 transformiert wird, desto geringer ist die Verlustleistung, die durch die Leiterbahnen 8, 9 bzw. das leitfähige Glas 7 verbraucht wird.
• Durch die erfindungsgemäße Spannungstransformation wird somit die Wärmeentwicklung sowie der Stromverbrauch eines erfindungsgemäßen Gerätes, wie z. B. eines Einrichtungsgegenstandes, deutlich reduziert. Dadurch wird die Verwendung von derzeit im Handel erhältlichem leitfähigem Glas 7 für die Erfindung möglich, wodurch sich neue Gestaltungsmöglichkeiten für derartige Geräte ergeben. So kann beispielsweise ein Glasregal mit einer Leuchte versehen werden, ohne dass die Stromzuführung sichtbar ist. Auch ein Bildschirm für ein Fernsehgerät, einen Computer oder dergleichen kann beispielsweise ohne sichtbare Stromzuführung in Glas gefasst werden.
• Bezugszeichenliste

1

Gerät

2

Netzanschluss

3

Phasenanschnittsteuerung

4

Primärwicklung

5

Transformator

6

Sekundärwicklung

7

leitfähiges Glas

8

Leiterbahn

9

Leiterbahn

10

Verbraucher

11

Verbraucher

12

Verbraucher

Claims (5)

1. Elektrisches Gerät, insbesondere Einrichtungsgegenstand für Wohnräume oder dergleichen, mit einem elektrischen Verbraucher und einer transparenten Stromzuführung für den Verbraucher, wobei ein leitfähiges Glas (7) als Laminat von zwei Glasscheiben ausgebildet ist, zwischen denen ein oder mehrere leitfähige Schichten (8, 9) aufgebracht sind, wobei eine Regeleinheit (3) zur Leistungsregelung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transformator (5) zum Hochspannen der Netzspannung eines Stromnetzes vorgesehen ist, dass der Transformator (5) als elektronischer Transformator ausgebildet ist, dass bei Bedarf ein zweiter Transformator zum Heruntertransformieren der Hochspannung auf die Betriebsspannung eines oder mehrerer Verbraucher (10, 11, 12) vorgesehen ist, wobei eine transparente Stromführung als Vorwiderstand vorgesehen ist, wobei der Vorwiderstand als Schutzwiderstand gegen zu hohe Ströme genutzt ist, und dass zwei voneinander getrennte Leiterbahnen (8, 9) für den Verbraucher im Innern des leitfähigen Glases (7) angebracht sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihenschaltung von Verbrauchern (10, 11, 12) vorgesehen ist.
3. Gerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Phasenan- und/oder -abschnittsteuerung (3) zur Leistungsregelung vorgesehen ist.
4. Gerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizglas (7) zur Stromführung vorgesehen ist.
5. Gerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannungsregelung für die Hochspannung vorgesehen ist.

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