DE102017213582A1

DE102017213582A1 - Lüftervorrichtung für ein Elektrogerät, Elektrogerät und Verfahren zur Steuerung derselben

Info

Publication number: DE102017213582A1
Application number: DE102017213582.4A
Authority: DE
Inventors: Mathias Bellm; Lutz Ose; Michael Riffel; Uwe Schaumann
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2037-08-05
Also published as: DE102017213582B4

Abstract

Eine Lüftervorrichtung für ein Elektrogerät weist einen Lüfter in einem Kühlluftkanal auf, wobei am Kühlluftkanal ein thermoelektrischer Generator (TEG) angeordnet ist mit einer Heiß-Seite und einer Kalt-Seite. Die Heiß-Seite des TEG ist wärmeleitend mit einem zu kühlenden Bauteil verbunden, und die Kalt-Seite des TEG ist wärmeleitend mit dem Kühlluftkanal verbunden. Eine Leistungsversorgung für den Lüfter ist dazu ausgebildet ist, den Lüfter anzusteuern und anzutreiben, wozu sie mit dem TEG verbunden ist um eine von ihm erzeugte Spannung in die Leistungsversorgung einzuspeisen als eine Art Ansteuerungssignal. Die Leistungsversorgung treibt dann den Lüfter stärker an bei relativ hoher oder ansteigender Spannung des TEG und schwächer bei relativ niedriger oder abfallender Spannung des TEG.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Lüftervorrichtung für ein Elektrogerät, wobei die Lüftervorrichtung mindestens einen Lüfter und mindestens eine Kühlluftführung bzw. einen Kühlluftkanal aufweist. Die Lüftervorrichtung ist dazu ausgelegt, in das Elektrogerät eingebaut zu werden und kann dann integraler Bestandteil desselben sein. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein mit einer solchen Lüftervorrichtung versehenes Elektrogerät sowie Verfahren zur Steuerung einer solchen Lüftervorrichtung und eines solchen Elektrogeräts.
Aus der DE 102007058945 A1 ist es bekannt, an einem Kochgerät, insbesondere einem Herd mit Backofen und gegebenenfalls Kochfeld, mindestens einen thermoelektrischen Generator, abgekürzt TEG, anzuordnen, der dazu dienen soll, durch eine Temperaturdifferenz zwischen einer Heiß-Seite und einer Kalt-Seite auf an sich bekannte Art und Weise elektrische Energie zu erzeugen. Mit dieser kann ein Energiespeicher geladen werden, um eine Funktionseinheit des Elektrogeräts anzutreiben bzw. mit Energie zu versorgen.
Des Weiteren ist es bekannt, eine Lüftervorrichtung für ein Elektrogerät bedarfsabhängig zu steuern, also abhängig davon, ob überhaupt eine Belüftung oder eine Kühlung von Bauteilen notwendig ist und, falls ja, ob eine schwache Kühlung oder eine starke Kühlung notwendig oder vorteilhaft ist. Dazu kann beispielsweise an einem zu kühlenden Bauteil des Elektrogeräts oder einem damit wärmeleitend verbundenen Kühlkörper ein Temperatursensor vorgesehen sein. Überschreitet eine damit erfasste Temperatur einen bestimmten Grenzwert, so beginnt eine Kühlung, bzw. die Lüftervorrichtung wird aktiviert zur Kühlung, um einen weiteren Temperaturanstieg zu vermeiden oder sogar die Temperatur wieder zu senken.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Lüftervorrichtung, ein mit einer solchen Lüftervorrichtung versehenes Elektrogerät sowie Verfahren zur Steuerung einer solchen Lüftervorrichtung und eines solchen Elektrogeräts zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und es insbesondere möglich ist, eine Lüftervorrichtung einfach und gleichzeitig sicher zu betreiben sowie insbesondere insgesamt möglichst energiesparend zu betreiben.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Lüftervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Elektrogerät mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie durch Verfahren zur Steuerung einer Lüftervorrichtung und eines Elektrogeräts mit den Merkmalen der Ansprüche 17, 19 und 20. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für die Lüftervorrichtung, nur für das Elektrogerät oder nur für ein Verfahren zur Steuerung einer Lüftervorrichtung und eines Elektrogeräts beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für eine Lüftervorrichtung, für ein Elektrogerät als auch entsprechende Verfahren zur Steuerung selbständig und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Es ist vorgesehen, dass die Lüftervorrichtung mindestens einen Lüfter und mindestens eine Kühlluftführung bzw. einen Kühlluftkanal aufweist. Der mindestens eine Lüfter ist dabei in der Kühlluftführung angeordnet und bewirkt eine Luftströmung von Kühlluft in der Kühlluftführung bzw. im vorgenannten Kühlluftkanal auf an sich bekannte Art und Weise. In der oder an der Kühlluftführung ist ein thermoelektrischer Generator vorgesehen, evtl. auch direkt davon angeblasen. Seine Anordnung kann unterschiedlich ausgebildet sein, wie nachfolgend noch jeweils erläutert wird. Der thermoelektrische Generator, im Folgenden TEG genannt, kann an sich gemäß dem Stand der Technik ausgebildet sein und insbesondere scheibenförmig ausgebildet sein. Des Weiteren weist der TEG eine Heiß-Seite und eine Kalt-Seite auf, wie dies allgemein bekannt und üblich ist. Die Heiß-Seite des TEG ist wärmeleitend mit einem Bauteil verbunden, vorteilhaft einem Bauteil des Elektrogeräts wie beispielsweise einem Leistungsbauteil, das einer erheblichen Eigenerwärmung unterliegt. Dieses Bauteil soll mittels der Kühlluftführung, insbesondere mittels Kühlluft oder Kühlluftströmung in der Kühlluftführung bzw. im Kühlluftkanal, gekühlt werden. Die Kalt-Seite des TEG ist wärmeleitend mit der Kühlluftführung oder dem Kühlluftkanal verbunden bzw. diese Kalt-Seite soll von oder in der Kühlluftführung gekühlt werden. Es ist auch möglich, dass die Kalt-Seite des TEG in einen Innenraum der Kühlluftführung ragt, so dass sie direkt mit Kühlluft beaufschlagt ist. Dazu kann sie eventuell noch oberflächenvergrößernde Teile wie Rippen, Finnen odgl. aufweisen oder mit solchen Teilen verbunden sein, die allgemein von Kühlkörpern bekannt sind. Alternativ kann die Kalt-Seite an eine Wandung, insbesondere an eine Außenwandung, der Kühlluftführung bzw. des Kühlluftkanals wärmeleitend angelegt sein und somit gekühlt werden.
Des Weiteren weist die Lüftervorrichtung eine Leistungsversorgung für die Lüftervorrichtung bzw. für den Lüfter auf. Diese Leistungsversorgung ist dazu ausgebildet, die Lüftervorrichtung bzw. vor allem den Lüfter anzusteuern bzw. anzutreiben, und zwar sowohl grundsätzlich mit Energie zu versorgen als auch möglicherweise, wie nachfolgend noch erläutert wird, eine Lüfterleistung zu beeinflussen. Der TEG ist mit der Leistungsversorgung verbunden, um eine von ihm erzeugte Thermospannung in die Leistungsversorgung einzuspeisen bzw. an diese zu geben oder weiterzuleiten. Des Weiteren ist die Leistungsversorgung dazu ausgebildet, den Lüfter unterschiedlich stark anzutreiben bzw. eben seine Lüfterleistung zu beeinflussen. Bei relativ hoher oder ansteigender Thermospannung kann sie ggf. den Lüfter stärker antreiben, und bei relativ niedriger oder abfallender Thermospannung kann sie den Lüfter ggf. schwächer antreiben, also die Lüfterleistung senken. Somit dient der TEG mit seiner Thermospannung dazu, sozusagen die Lüfterleistung zu beeinflussen oder zu steuern, und zwar vorteilhaft so, dass die Lüfterleistung zumindest ansatzweise der benötigten Kühlleistung für das zu kühlende Bauteil angepasst wird. Dies erfolgt über die beschriebene Leistungsversorgung, welche dazu mit dem TEG verbunden ist. Somit kann auf separate Temperatursensoren verzichtet werden.
Darüber hinaus ist es möglich, je nach Ausgestaltung des TEG und vor allem auch der Leistungsversorgung, dass die Thermospannung des TEG ein gut verwertbares Signal gibt um beispielsweise auch eine Steuervorrichtung, insbesondere einen Microcontroller, der Leistungsversorgung mit Energie zu versorgen, so dass eine separate Energieversorgung dafür entfallen kann. Alternativ kann sie möglicherweise sogar direkt dazu dienen, den Lüfter zu betreiben, entweder ganz oder zumindest teilweise.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Heiß-Seite des TEG direkt mit einem Bauteil verbunden sein, insbesondere über einen wärmeleitenden flächigen Kontakt. Dieses Bauteil soll mittels der Kühlluftführung bzw. mittels der darin herrschenden Luftströmung gekühlt werden. Des Weiteren ist das Bauteil ohne weitere zwischenliegende Teile mit der Heiß-Seite verbunden, gegebenenfalls kann hier höchstens an sich bekannte Wärmeleitpaste vorgesehen sein.
In alternativer Ausgestaltung der Erfindung kann die Kalt-Seite des TEG zu ihrer Kühlung mit der Kühlluftführung bzw. dem Kühlluftkanal wärmeleitend verbunden sein, beispielsweise an einer Außenwandung anliegen. Alternativ kann sie direkt in den Innenraum der Kühlluftführung ragen und so direkt gekühlt werden. Die Heiß-Seite des TEG wiederum ist mit einem Kühlkörper verbunden, wobei der Kühlkörper selbst wiederum mit einer Seite mit einem Bauteil verbunden ist, das mittels der Kühlluftführung oder der darin transportierten Kühlluft gekühlt werden soll. Eine andere Seite des Kühlkörpers kann dann eben zur Kühlung mit dem Kühlluftkanal wärmeleitend verbunden sein oder direkt in den Innenraum des Kühlluftkanals ragen. In diesem Fall ist das zu kühlende Bauteil also nicht direkt mit der Kühlluftführung oder dem Kühlluftkanal verbunden, sondern wird von einem Kühlkörper gekühlt, der selbst wiederum durch die Kühlluftführung gekühlt wird. Der TEG kann dann sozusagen nicht zwischen zu kühlendem Bauteil und Kühlluft bzw. Kühlluftführung vorgesehen sein, sondern mit seiner Heiß-Seite nahe dem heißen und zu kühlenden Bauteil angeordnet sein. Er ist also nicht Bestandteil eines hauptsächlichen Wärmeflusses am zu kühlenden Bauteil zu dessen Kühlung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kalt-Seite des TEG mit einem Kühlkörper verbunden ist, insbesondere flächig angelegt ist. Dieser Kühlkörper ist direkt mit der Kühlluftführung bzw. dem Kühlluftkanal wärmeleitend verbunden oder kann in dessen Innenraum ragen, um gekühlt zu werden.
Die Leistungsversorgung kann in einer Ausgestaltung der Erfindung dazu ausgebildet sein, die von dem TEG erzeugte Thermospannung direkt an den Lüfter zu geben als direkte Ansteuerung des Lüfters bzw. als Ansteuerspannung des Lüfters, somit also auch als Energieversorgung bzw. Energiequelle. Dies bedeutet also, dass der TEG den Lüfter speist, vorteilhaft ausschließlich der TEG ohne weitere zusätzliche Energieversorgung. Dabei kann noch vorgesehen sein, dass keine Veränderung der Thermospannung bzw. ihrer Höhe oder eines entsprechenden Stromflusses vorgesehen ist. Als Ergebnis kann somit der Lüfter proportional zur Höhe der Thermospannung angesteuert werden, nämlich durch sie selbst. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn ein sehr energiesparender Lüfter verwendet wird, beispielsweise gemäß der WO 2014/076474 A1 . Dessen Verbrauch im Betrieb liegt bei 0,5 Watt bis zu mehreren Watt, und diese Leistung ist durchaus mit einem TEG realistisch, der erwartungsgemäß in eine Lüftervorrichtung bzw. ein Elektrogerät eingebaut werden könnte.
Dabei kann besonders vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Lüfter direkt an den TEG angeschlossen ist, besonders vorteilhaft ohne dass Schaltmittel odgl. dazwischengeschaltet sind. Dies verringert den Aufwand und macht vor allem eine Steuerung des Lüfters bzw. der Lüfterleistung sehr einfach, indem dieser nach Einbau sozusagen selbst den Betrieb aufnimmt, wenn der TEG zwischen seiner Heiß-Seite und seiner Kalt-Seite eine ausreichende Temperaturdifferenz aufweist. Die Leistungsversorgung kann in diesem Fall sehr einfach aus einem Kabelanschluss zwischen TEG einerseits und Lüftervorrichtung bzw. Lüfter andererseits bestehen. Somit kann auf zusätzliche Schaltmittel odgl. verzichtet werden, was den Aufwand nochmals senkt. Die Leistungsversorgung besteht in diesem Fall also aus einem einfachen direkten Kabelanschluss zwischen TEG und Lüfter.
In alternativer Ausgestaltung der Erfindung kann die Leistungsversorgung etwas aufwändiger ausgebildet sein und eine Steuereinrichtung aufweisen, die eine von dem thermoelektrischen Generator erzeugte Thermospannung als Eingangsgröße nutzt. Sie ist dazu ausgebildet, den Lüfter anhand dieser Eingangsgröße anzusteuern und abhängig davon die Leistung des Lüfters einzustellen, zumindest ungefähr. Dies kann vorteilhaft derart erfolgen, dass die Steuereinrichtung den Lüfter stärker antreibt, wenn die Eingangsgröße bzw. die Thermospannung ansteigt oder relativ hoch ist. Dies ist ein Zeichen für eine starke Erwärmung des Bauteils, an welches der TEG angekoppelt ist und welches durch die Lüftervorrichtung gekühlt werden soll. Entsprechend wird der Lüfter schwächer angetrieben, wenn die Eingangsgröße bzw. die Thermospannung abfällt. Eine Steuereinrichtung kann beispielsweise ein Microcontroller sein, unter Umständen derart ausgebildet, dass er auch kleinere Leistungen, wie sie zum Betrieb eines Lüfters ausreichen können, also beispielsweise bis 10 Watt oder sogar bis 50 Watt, selber steuern kann. Des Weiteren ist dann eine Energieversorgung vorgesehen, deren Energie sozusagen von der Steuereinrichtung oder über die Steuereinrichtung eingestellt wird, um den Lüfter anzutreiben. Leistungssteuermittel können beispielsweise an sich bekannte Leistungshalbleiter sein, wie sie für Leistungssteller verwendet werden, um beispielsweise Lüfter mit unterschiedlicher Leistung zu betreiben.
Die Lüftervorrichtung kann auch mehrere TEG aufweisen, die insbesondere an derselben Kühlluftführung, die vorteilhaft einen einzigen Kühlluftkanal aufweist, vorgesehen sind bzw. angeordnet sind. Vorteilhaft sind dies aus Kostengründen identische TEG. Besonders vorteilhaft können die mehreren TEG auf grundsätzlich gleiche Art und Weise wärmeleitend an die Kühlluftführung bzw. an den Kühlluftkanal angekoppelt sein und auch angeordnet werden.
Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die mehreren TEG mit ihrer jeweiligen Kalt-Seite wärmeleitend mit dem Kühlluftkanal verbunden sind oder, wie zuvor erläutert worden ist, sogar in einen Innenraum des Kühlluftkanals ragen. Zur Vereinfachung des Aufbaus kann weiterhin vorgesehen sein, dass sämtliche TEG und somit ihre Thermospannungen an eine einzige Leistungsversorgung angeschlossen sind. Diese Leistungsversorgung kann dann auf die zwei grundsätzlich möglichen Arten, die zuvor beschrieben worden sind, mindestens einen Lüfter ansteuern bzw. antreiben. Vor allem wenn mehrere TEG vorgesehen sind und zum Antrieb eines einzigen Lüfters zusammengeschaltet bzw. gebündelt werden können, wird es als möglich angesehen, damit einen Lüfter direkt zu betreiben, ähnlich wie zuvor beschrieben. So kann sowohl auf eine separate Energieversorgung als auch vor allem auf etwas aufwändigere vorbeschriebene Leistungssteuermittel samt deren Ansteuerung verzichtet werden.
Grundsätzlich kann ein beliebiger Lüfter in der Lüftervorrichtung vorgesehen sein, um die Kühlluft durch die Kühlluftführung zu bewegen. Vorteilhaft sind dies natürlich möglichst energiesparende Lüfter. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann ein Lüfter eine eingangs genannte Klappe sein oder aufweisen, die sich oszillierend auf und ab bewegt, wie dies beispielsweise aus der WO 2014/076474 A1 bekannt ist. Alternativ kann es auch ein sogenannter Downdraft-Lüfter sein, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
In einer weiteren grundsätzlichen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Elektrogeräts ist dieses ein Kochfeld und weist eine vorbeschriebene Lüftervorrichtung auf. Die Lüftervorrichtung wiederum weist eine erste Kühlluftführung durch ein Gehäuse des Kochfelds auf. Es ist auch eine zweite Kühlluftführung vorgesehen, welche in Richtung von außen und von oben nach unten unter eine Ebene des Kochfelds verläuft. Diese zweite Kühlluftführung ist als sogenannter Downdraft ausgebildet und dient dazu, ähnlich einer normalen Dunstabzugshaube Wasserdampf und Gerüche, die beim Kochen auftreten, aus einem Bereich etwas oberhalb des Kochfelds nach unten unterhalb die Ebene des Kochfelds abzusaugen und dort dann entweder nach außen zu blasen oder aber durch einen Filter im Umluftbetrieb zu reinigen. Die vorgenannten Bestandteile der Kühlluftführung als Lufteinlass und Luftauslass sind dann an diesem Gehäuse des Kochfelds vorgesehen, zwischen ihnen verläuft diese erste Kühlluftführung.
Die zweite Kühlluftführung entspricht dabei zwar von der Funktion her hauptsächlich dem Abzug für die Downdraft-Funktion. Die erste Kühlluftführung mündet allerdings in die zweite Kühlluftführung, vorteilhaft in einem oberen Bereich der zweiten Kühlluftführung bzw. dort, wo das Kochfeld oder das Gehäuse des Kochfelds sehr nahe oder am nächsten zur zweiten Kühlluftführung angeordnet ist. Da die Kühlluft, die durch die erste Kühlluftführung strömt, dann durch die zweite Kühlluftführung weiterströmt, vorteilhaft bis zu einem Lüfter im unteren Bereich der zweiten Kühlluftführung, wird diese zweite Luftführung eben auch als Kühlluftführung angesehen. Durch das Münden der ersten Kühlluftführung in die zweite Kühlluftführung reicht es aus, wenn ein einziger Lüfter der Lüftervorrichtung in der zweiten Kühlluftführung vorgesehen ist, er saugt dann auch Luft durch die erste Kühlluftführung an. Vorteilhaft kann ein Querschnitt der ersten Kühlluftführung deutlich kleiner sein als ein Querschnitt der zweiten Kühlluftführung. Er kann um den Faktor 5 bis 50 kleiner sein, besonders vorteilhaft 8 bis 15. Schließlich ist ein Luftstrom als Abzug bei einem vorgenannten Downdraft-Abzug um ein Vielfaches stärker als ein Luftstrom für eine Kühlung von Bauteilen, beispielsweise in einem Kochfeld, selbst wenn dies hochbelastete Leistungsschalter sind.
Eine Lüftungsöffnung für diesen Downdraft-Abzug ist vorteilhaft, wie im Stand der Technik vorgesehen, entweder mitten im Kochfeld oder benachbart zu dem Kochfeld. Bevorzugt grenzt die Lüftungsöffnung direkt an das Kochfeld bzw. dessen Kochfeldplatte an, insbesondere in einem hinteren Bereich. Durch diese räumliche Nähe ist auch ein gutes Absaugen von Abluft bei Kochvorgängen möglich. In vorteilhafter Ausgestaltung kann diese Lüftungsöffnung verschließbar sein, so dass sich dieser Zugang zu der zweiten Kühlluftführung von oben verschließen lässt. Selbst bei verschlossener Lüftungsöffnung kann dann aber noch Kühlluft von einem Lüfter der Lüftervorrichtung angesaugt werden, die zuerst durch die erste Kühlluftführung, also durch das Gehäuse des Kochfelds, geht und dann in die zweite Kühlluftführung hineinströmt bis zu diesem Lüfter hin. Somit kann der Lüfter dieser Lüftervorrichtung, die hauptsächlich als Downdraft-Abzug ausgebildet ist, auch der Lüfter für die erfindungsgemäße Lüftervorrichtung sein zur Kühlung im Kochfeld.
Bei einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ansteuerung einer vorbeschriebenen Lüftervorrichtung ist es also möglich, dass die Thermospannung, die von mindestens einem TEG der Lüftervorrichtung erzeugt wird, von einer Leistungsversorgung direkt verwendet wird, um einen Lüfter anzusteuern. Sie ist somit dessen einzige Energiequelle. Vorteilhaft erfolgt dabei keine Veränderung der Thermospannung, insbesondere keine Steuerung bzw. Regelung der Thermospannung. Unter Umständen braucht noch nicht einmal ein einfacher Schalter vorgesehen zu sein, da bei sehr geringer Thermospannung der Lüfter entweder gar nicht aktiviert wird oder aber nur sehr geringfügig, was aber nicht als störend angesehen wird. So können Schaltungsaufwand und Bauteilaufwand eingespart werden.
Bei einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren wird die Thermospannung erfasst, die von dem mindestens einen TEG erzeugt wird, und dann als Steuergröße bzw. als Signal verwendet für eine Ansteuerung des Lüfters. Hier sind in der Leistungsversorgung sowohl eine Steuereinrichtung als auch Leistungssteuermittel vorgesehen, wobei die beiden unter Umständen in einem einzigen Bauteil integriert sein können. Dann kann eine beliebige, insbesondere auch relativ starke, zusätzliche Energiequelle vorgesehen sein, beispielsweise aus einem Netzteil des Elektrogeräts, in das die Lüftervorrichtung eingebaut ist. Sie liefert dann die Energie zur Ansteuerung des Lüfters in einem Maß bzw. mit einer Stärke, die von der Steuervorrichtung anhand der erfassten Thermospannung des TEG vorgegeben wird. In diesem Fall kann auch ein TEG mit relativ geringer Energieerzeugung und ggf. auch geringer Thermospannung ausreichen, um eine ausreichend verwendbare Eingangsgröße als Signal zur Ansteuerung des Lüfters zu erzeugen.
Bei einem vorgenannten Kochfeld als Elektrogerät mit einer speziellen Lüftervorrichtung nach Art eines Downdraft-Abzugs kann bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass bei ansteigender Temperatur des zu kühlenden Bauteils, das mit dem TEG wärmeleitend verbunden ist, dessen Thermospannung ansteigt. Diese Thermospannung wird in eine Leistungsversorgung für die Lüftervorrichtung gegeben und wird dann hier als Signal für das Starten der Kühlfunktion angesehen, selbst wenn keine Abzugsfunktion für den Downdraft-Abzug gewünscht ist, dieser also eigentlich nicht arbeitet. Dann startet der Lüfter, vorteilhaft mit einer für seine Verhältnisse relativ geringen Leistung. Somit zieht er durch die erste Kühlluftführung Kühlluft an, die dann aus dem Kochfeld in zumindest den unteren Teil der zweiten Kühlluftführung strömt zum Lüfter hin. Diese Kühlluft kühlt den TEG und somit auch das wärmeerzeugende Bauteil. Aus der eingespeisten Thermospannung des TEG kann dann die Leistungsversorgung eben bestimmen, wie stark sie den Lüfter der Lüftervorrichtung ansteuern soll, wenn er nur die Kühlfunktion ausüben soll. Eine vorgenannte Lüftungsöffnung nach außen, beispielsweise als eine Art Klappe, kann dann noch geschlossen sein. Schließlich soll keine Abluft eingesaugt werden.
Eine solche Ansteuerung der Lüfterleistung muss dann nicht zwingend proportional zur Thermospannung erfolgen, vielmehr kann aufgrund von Messwerten, vorteilhaft abgelegt in einer entsprechenden Tabelle, erfasst sein, welche Lüfterleistung bei einem bestimmten Wert der Thermospannung benötigt wird. So kann durch die erweiterten Möglichkeiten der Verwendung einer entsprechenden Steuervorrichtung die Ansteuerung des Lüfters besser angepasst werden.
Ein erfindungsgemäßes Elektrogerät mit einer vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Lüftervorrichtung weist auf an sich bekannte Art und Weise einen Lufteinlass und einen Luftauslass auf. Dazwischen ist die Kühlluftführung vorgesehen, möglicherweise direkt vom Lufteinlass bis direkt zum Luftauslass. Es muss nicht die einzige bzw. gesamte Kühlluftführung sein. Zumindest direkt am Lufteinlass sollte die Kühlluftführung mit einer Art Kühlluftkanal beginnen, um eine gute und gezielte Kühlluftführung zu erreichen. Ein Kühlluftkanal kann im Prinzip ausgebildet sein wie aus dem Stand der Technik bekannt. An ihm können Bauteile angeordnet sein, die gekühlt werden sollen, und zwar vorteilhaft in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlluftkanal oder mit einem Inneren des Kühlluftkanals. Die Bauteile können also teilweise sogar in den Kühlluftkanal hineinragen. Vorteilhaft werden bei einem Elektrogerät Leistungsbauteile, insbesondere Leistungshalbleiter mit Schaltfunktion, direkt am Kühlluftkanal gekühlt. Die zu kühlenden Bauteile, deren Wärmeerzeugung zum Betrieb eines TEG genutzt werden kann, sind vorteilhaft nicht zu weit weg von dem Kühlluftkanal angeordnet, da ansonsten die wärmeleitende Verbindung mitsamt TEG zu aufwändig wäre. Ggf. kann auch eine Temperaturdifferenz nicht mehr ausreichend gut erreicht werden, die für einen effizienten und effektiven Betrieb des TEG reicht oder notwendig wäre.
In Ausgestaltung der Erfindung kann das Elektrogerät sowohl Bauteile mit höherer Wärmeentwicklung als auch Bauteile mit geringerer Wärmeentwicklung aufweisen. Bauteile mit einer höheren Wärmeentwicklung sind bevorzugt näher an dem TEG angeordnet als Bauteile mit geringerer Wärmeentwicklung. Unter Wärmeentwicklung wird vorzugsweise eine Eigenerwärmung des Bauteils im Betrieb verstanden, insbesondere eben bei einem vorgenannten Leistungsschalter bzw. Halbleiterschalter.
Grundsätzlich kann ein beliebiges Elektrogerät mit einer erfindungsgemäßen Lüftervorrichtung versehen werden, welches eben Bauteile aufweist, die im Betrieb warm oder heiß werden und die gekühlt werden sollten, insbesondere mittels einer Kühlluftführung bzw. eines Kühlluftkanals und darin strömender Kühlluft. Vorteilhaft ist das Elektrogerät ein Elektrowärmegerät, insbesondere eine Mikrowelle oder ein Kochfeld bzw. Induktionskochfeld. Dieses weist Bauteile auf, vorteilhaft in Form der vorgenannten Leistungsschalter, die im Betrieb typischerweise eine signifikante Eigenerwärmung erfahren und die auch in gewissen Maßen frei innerhalb des Elektrogeräts bzw. innerhalb eines Gehäuses des Elektrogeräts platziert werden können, um sie nahe und vor allem in wärmeleitender Verbindung mit einem Kühlluftkanal anzuordnen.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte und Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine seitliche Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Lüftervorrichtung in einer ersten Ausgestaltung mit Lüfter, TEG und Kühlkörper in einem Kühlluftkanal,
2 eine schematische Darstellung einer sehr vereinfachten Leistungsversorgung für den Lüfter als durchgeschleifte Leitung,
3 eine Abwandlung einer Lüftervorrichtung ähnlich 1 mit einem TEG an einer Außenseite einer Wandung des Kühlluftkanals und darauf angeordneten Leistungsschaltern, die gekühlt werden sollen,
4 eine nochmals weitere Abwandlung einer erfindungsgemäßen Lüftervorrichtung, die nur einen TEG kühlt, der an einem zu kühlenden Leistungsschalter an einer Leiterplatte für weitere Bauteile angeordnet ist und
5 eine seitliche Schnittdarstellung durch ein Kochfeld mit Downdraft-Abzug und darin integrierter Kühlluftführung.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der 1 ist eine erfindungsgemäße Lüftervorrichtung 11 in einer ersten einfachen Ausgestaltung dargestellt. Diese Lüftervorrichtung 11 kann vorteilhaft in einem Elektrogerät eingebaut sein oder Teil eines Elektrogeräts sein, wie es zuvor erläutert worden ist. Dabei kann sie eine sonstige entsprechende Lüftervorrichtung zur Kühlung von Bauteilen ergänzen oder ganz ersetzen.
Die Lüftervorrichtung 11 weist einen Lüfter 13 auf, der hier schematisch als Axiallüfter angedeutet ist. Es kann jedoch auch ein Radiallüfter sein oder eine eingangs genannte oszillierend bewegte Klappe entsprechend der WO 2014/076474 A1 . Der Lüfter 13 saugt von links Luft an und bläst sie nach rechts weiter in einen Kühlluftkanal 15 mit Wandungen 16, in dessen Innenraum 17 der Lüfter 13 selbst angeordnet ist. Der Kühlluftkanal 15 ist hier die Kühlluftführung und ist hier sehr einfach und gerade verlaufend dargestellt, kann jedoch prinzipiell auch beliebig ausgebildet sein und definiert sich eigentlich nur dadurch, dass Kühlluft vom Lüfter 13 einigermaßen geleitet und geführt werden kann als Kühlluftführung.
An der oberen Wandung 16 des Kühlluftkanals 15 ist ein Leistungsschalter 20 angeordnet, beispielsweise ein IGBT. Er ist mit flächigem und somit wärmeleitendem Kontakt an die Wandung 16 angeordnet. Zur Verbesserung der Wärmeleitung kann hier unter Umständen noch Wärmeleitpaste vorgesehen sein oder andere Maßnahmen, die an sich zur Kühlung von elektrischen Bauteilen bekannt sind. Ein elektrischer Anschluss des Leistungsschalters 20 ist hier nicht dargestellt, diesbezüglich wird auf die 4 verwiesen.
An der Wandung 16 des Kühlluftkanals 15 dem Leistungsschalter 20 direkt gegenüberliegend ist ein thermoelektrischer Generator als TEG 24 angeordnet, der durch die Schraffierung besonders hervorgehoben ist. Dabei weist der TEG 24 mit einer Heiß-Seite zum Leistungsschalter 20 hin. Der TEG 24 ist vorteilhaft flach bzw. nach Art einer Scheibe ausgebildet und besonders vorteilhaft entspricht er von der Größe her in etwa dem Leistungsschalter 20, insbesondere auch von der Form her. Eine nach unten weisende Kalt-Seite des TEG 24 ist an einen Kühlkörper 26 angebunden bzw. der Kühlkörper 26 ist mit dieser Kalt-Seite verbunden, vorteilhaft wieder möglichst gut wärmeleitend. Die nach unten stehende Finnen, Rippen oder Nadeln des Kühlkörpers 26 werden von der Kühlluft des Lüfters 13 gekühlt. Somit fließt ein Wärmefluss vom Leistungsschalter 20 durch die Wandung 16 und den TEG 24 hin zum Kühlkörper 26. Dies ist an sich bis auf den TEG 24 im Stand der Technik bekannt. Da ein TEG 24 in der Regel relativ gut wärmeleitend ist, wobei dennoch ein Wärmegefälle in seinem Inneren bzw. zwischen Heiß-Seite und Kalt-Seite auftritt, kann so noch eine gute Kühlung des Leistungsschalters 20 erfolgen. Durch das Vorsehen des Kühlkörpers 26 unten am TEG 24 kann die Wärme auch besser abgeführt werden von dem Leistungsschalter 20, als wenn er nur an die Wandung 16 angekoppelt wäre, welche dann wiederum von der Kühlluft des Lüfters 13 gekühlt werden würde. Ggf. kann der TEG 24 auch außen an der Wandung 16 angeordnet sein und auf seiner Heiß-Seite den Leistungsschalter 20 tragen oder mit diesem verbunden sein. Darunter kann dann an der Innenseite der Wandung 16 ein Kühlkörper angeordnet sein. Dann erfolgt noch kein Abfluss von Wärme über die Wandung bevor sie durch den TEG 24 fließt, was dessen innere Temperaturdifferenz und somit eine Leistung erhöht.
Als Alternative ist es hier auch noch leicht vorstellbar, dass die Wandung 16 einen Ausschnitt aufweist, vorteilhaft genau passend für den Leistungsschalter 20 oder den TEG 24. So können Leistungsschalter 20 und TEG 24 direkt miteinander verbunden sein, so dass eine Wärmedifferenz im TEG 24 noch etwas höher ist.
Der Lüfter 13 ist mittels eines Lüfteranschlusses 14 mit einer Leistungsversorgung 29 verbunden. Ebenso ist der TEG 24 mit einem TEG-Anschluss 25 mit der Leistungsversorgung 29 verbunden. Diese Leistungsversorgung 29 ist hier nur schematisch dargestellt und kann grundsätzlich auf eingangs genannte Art und Weise sehr verschiedenartig ausgebildet sein. In einer aufwändigeren Ausgestaltung der Erfindung enthält die Leistungsversorgung 29 ein Steuerbauteil, insbesondere einen Microcontroller, der mit dem TEG-Anschluss 25 verbunden ist und somit die Thermospannung vom TEG 24 erfassen kann. Aus dessen Höhe kann er Rückschlüsse auf die Temperatur am TEG 24 bzw. darauf ziehen, wie heiß der Leistungsschalter 20 ist und wie stark er folglich gekühlt werden muss.
Des Weiteren kann die Leistungsversorgung 29 eine Ansteuerung für den Lüfter 13 aufweisen, beispielsweise um diesen stufenlos oder in verschiedenen Stufen unterschiedlich stark anzusteuern, abhängig eben davon, ob eine starke Lüfterleistung und somit Kühlwirkung notwendig bzw. gewünscht ist. Eine Energiequelle für die Leistungsversorgung 29 kann beispielsweise ein Schaltnetzteil oder ein sonstiger Netzanschluss odgl. sein. So kann das Steuerbauteil in der Leistungsversorgung 29 den Lüfter 13 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal bzw. der Thermospannung des TEG 24 steuern, zumindest in einer sozusagen groben Annäherung, die nicht proportional sein muss. In diesem Fall arbeitet der TEG 24 als eine Art Temperatursensor, der allerdings etwas leichter ausgewertet werden kann, weil er keine eigene Ansteuerung braucht sondern von sich aus aktiv eine Art verwertbares Signal erzeugt, nämlich die Thermospannung.
Die 2 zeigt als gestrichelten Kasten eine spezielle Leistungsversorgung 29', die zwischen dem Lüfteranschluss 14 und dem TEG-Anschluss 25 angeschlossen bzw. eingeschleift ist. Hier ist einfach eine Durchschleifung 30 als Draht oder Leitung vorgesehen, so dass letztlich der TEG 24 direkt mit dem Lüfter 13 verbunden ist über TEG-Anschluss 25 und Lüfteranschluss 14. Es können zwar zusätzlich noch einfache Schaltmittel vorgesehen sein, beispielsweise um die direkte Verbindung zu trennen, dann aber keine Schaltmittel zur Variation der Leistung des Lüfters 13. Dies ist eine besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung, wobei der TEG 24 dann sozusagen den Lüfter 13 nicht nur signalmäßig bzw. hinsichtlich einer Lüfterleistung oder Lüfterstärke ansteuert, sondern direkt auch mit der notwendigen Energie versorgen kann. In diesem Fall sollte voraussichtlich der Lüfter 13 für eine geringe Leistung ausgelegt sein, so dass sich entweder ein sehr effizienter Axial- oder Radiallüfter anbietet oder, besonders vorteilhaft, ein Lüfter mit einer oszillierend bewegten Klappe gemäß der WO 2014/076474 A1 . Deren Leistungsaufnahme kann teilweise im Bereich weniger Watt oder sogar unter 1 Watt liegen, so dass er von dem TEG voraussichtlich ausreichend mit Energie versorgt werden kann, um diesen durch einen erzeugten Kühlluftstrom zu kühlen.
In der 3 ist als Abwandlung der 1 eine weitere Lüftervorrichtung 111 dargestellt, bei der wiederum ein Lüfter 113 in einem Kühlluftkanal 115 mit Wandungen 116 und Innenraum 117 als Kühlluftführung angeordnet ist. Oben auf der Wandung 116 des Kühlluftkanals 115, also außerhalb davon, ist ein großflächiger TEG 124 angeordnet. Er ist dabei wärmeleitend mit der Wandung 116 verbunden und liegt an dieser an, und zwar mit seiner Kalt-Seite. Diese wird dann durch die Wandung 116 sowie durch die im Kühlluftkanal 115 entlangströmende Kühlluft gekühlt.
Auf der Heiß-Seite des TEG 124 sind zwei Leistungsschalter 120a und 120b angeordnet, vorteilhaft ebenfalls möglichst gut wärmeleitend. Ihre im Betrieb erzeugte Wärme wird vom TEG 124 abgeleitet an den Kühlluftkanal 115 bzw. an die Wandung 116.
Zur Verstärkung der Kühlung des TEG 124 kann ggf. im Kühlluftkanal 115 an der Innenseite der Wandung 116 dem TEG 124 gegenüberliegend ein gestrichelt dargestellter Kühlkörper 126 vorgesehen sein, der ähnlich ausgebildet ist wie in 1, nur etwas größer. Seine Größe ist somit wiederum auf die Größe des TEG 124 abgestimmt.
Es ist eine Leistungsversorgung 129 für den Lüfter 113 vorgesehen, der mittels eines Lüfteranschlusses 114 mit dieser verbunden ist. Ebenso ist der TEG 124 mittels eines TEG-Anschlusses 125 mit der Leistungsversorgung 129 verbunden. Um hier eine größere Kühlleistung zu erreichen, wird vorteilhaft ein stärkerer Lüfter 113 vorgesehen. Dafür ist die Leistungsversorgung 129 hier mit einem Schaltnetzteil 132 verbunden. Dieses kann vorteilhaft das Schaltnetzteil des Elektrogeräts sein, in welches die Lüftervorrichtung 111 eingebaut ist. Jedenfalls reicht die Leistungsversorgung dann aus für den Lüfter 113. Somit ist in der Leistungsversorgung 129 noch ein vorgenanntes Steuerbauteil vorgesehen, welches die Thermospannung des TEG 124 sozusagen als Eingangsgröße oder als Steuergröße bzw. Regelgröße verwendet, um davon abhängig die Lüfterleistung zu steuern bzw. zu beeinflussen.
In Abwandlung der Lüftervorrichtung 111 der 3 könnte auch vorgesehen sein, nicht nur einen gemeinsamen TEG 124 für beide Leistungsschalter 120a und 120b vorzusehen, sondern eben zwei TEG, die getrennt sind, aber auf im Prinzip gleiche Art und Weise wie in 3 dargestellt angeordnet sind. Für sie kann auch innen an der Wandung 116 des Kühlluftkanals 115 ein gemeinsamer Kühlkörper vorgesehen sein, wie er gestrichelt dargestellt ist. Sie können parallel geschaltet sein für höheren Stromfluss, alternativ seriell für eine höhere gesamte Thermospannung bzw. erzeugte Spannung der TEG.
Eine nochmals weitere alternative Ausgestaltung einer Lüftervorrichtung 211 der Erfindung ist in der 4 dargestellt. Hier wird für die Kühlluftführung ein Kühlluftkanal 215, in dem ein Lüfter 213 angeordnet ist, sozusagen von dessen Lüftergehäuse selbst gebildet. Somit liegt ein sehr einfacher und sehr kurzer Kühlluftkanal 215 vor mit eben kurzen Wandungen 216. Oberhalb des Lüfters 213 bzw. stromabwärts in Kühlluftrichtung gesehen ist direkt ein TEG 224 angeordnet. Dieser wird sozusagen vollflächig direkt mit Kühlluft beaufschlagt, und zwar an seiner Kalt-Seite. Somit dient der Lüfter 213 ausschließlich zur direkten Kühlung des TEG 224.
Der TEG 224 ist mit seiner Heiß-Seite mit einem Leistungsschalter 220 verbunden und nimmt sozusagen dessen durch den Betrieb entstehende Wärme auf, die dann vom Lüfter 213 weg gekühlt wird. Somit kühlt der TEG 224 den Leistungsschalter 220, wodurch der Lüfter 213 den Leistungsschalter 220 indirekt kühlt, was sein eigentlicher Hauptzweck ist.
Der Leistungsschalter 220 ist auf oder mittels einer Leiterplatte 219 innerhalb des Elektrogeräts elektrisch angeschlossen, das die Lüftervorrichtung 211 aufweist. Die Leiterplatte 219 verläuft oberhalb des Leistungsschalters 220 und weist beispielsweise auch eine Leistungsversorgung 229 auf, die mittels eines Lüfteranschlusses 214 mit dem Lüfter 213 verbunden ist und mittels eines TEG-Anschlusses 225 mit dem TEG 224. Die Leistungsversorgung 229 kann hier wiederum, ähnlich wie in 3 dargestellt und dort im Zusammenhang erläutert, mit einer separaten bzw. externen Energiequelle verbunden sein, so dass der TEG 224 als Signalgeber dient und nur untergeordnet als Energieversorgung, falls überhaupt.
Der Leistungsschalter 220 bildet das am stärksten zu kühlende Bauteil der Leiterplatte 219. Weitere Schaltungsbauteile 221 sind an der Leiterplatte 219 vorgesehen, allerdings mit etwas Abstand zu dem Leistungsschalter 220 wegen dessen Temperaturentwicklung, und auch auf der Oberseite. Es könnte alternativ auch vorgesehen sein, dass weitere zu kühlende Bauteile, die nur schwache Kühlung benötigen, an der Unterseite der Leiterplatte 219 und relativ nahe am Leistungsschalter 220 bzw. um diesen herum angeordnet sind. Sie werden dann noch von dem Kühlluftstrom des Lüfters 213 stromabwärts vom Leistungsschalter 220 bzw. hinter diesem gekühlt.
In Erweiterung der Lüftervorrichtung 211 der 4 ist es leicht vorstellbar, dass mehrere Leistungsschalter 220 oder zumindest Bauteile mit hoher Verlustleistung und somit starker Eigenerwärmung vorgesehen sind, beispielsweise alle an derselben Leiterplatte. Für jedes dieser Bauteile ist dann vorteilhaft ein eigener Lüfter vorgesehen, der dann wiederum besonders vorteilhaft jeweils einen eigenen TEG aufweist, um eine notwendige bzw. gewünschte Lüfterleistung feststellen zu können. So ist ein individueller Betrieb der einzelnen Lüfter möglich, was insgesamt energiesparend ist.
Ein mögliches Elektrogerät, in welches eine der Lüftervorrichtungen der 1, 3 oder 4 eingebaut sein kann, kann ein Elektrokochgerät sein, insbesondere ein Induktionskochfeld, ein Induktionsbackofen oder ein Mikrowellenofen. Diese weisen vorgenannte Bauteile mit hoher Verlustleistung auf, die also im Betrieb sehr warm oder heiß werden, insbesondere Leistungsschalter, und folglich gekühlt werden müssen. Eine dargestellte Lüftervorrichtung ist dann vorteilhaft in dem Elektrogerät integriert bzw. ersetzt eine ansonsten in derartigen Elektrogeräten integrierte Lüftervorrichtung, die ohnehin vorhanden ist, um diese Bauteile mit hoher Verlustleistung aktiv kühlen zu können.
Eine weitere Möglichkeit zur Anwendung der Erfindung ist auch noch ein Dunstabzug für eine Küche, insbesondere ein sogenannter Downdraft-Abzug, wie er an, in oder hinter Kochfeldern eingebaut sein kann und der entstehende Abluft, Wrasen oder Dämpfe nach unten absaugt. Hier ist es möglich, Bauteile beispielsweise eines Induktionskochfelds, die im Betrieb sehr heiß werden, thermisch an einen Luftkanal des Downdraft-Abzugs anzukoppeln oder direkt daran anzuordnen. Damit kann dann letztlich ein Aufbau erreicht werden, welcher demjenigen der 1 oder 3 ähnlich ist.
Eine nochmals weitere alternative Ausgestaltung einer Lüftervorrichtung 311 der Erfindung ist in der 5 dargestellt zusammen mit einem Kochfeld 334 als erfindungsgemäßes Elektrogerät. Das Kochfeld 334 weist eine Kochfeldplatte 335 und darunter angeordnete Induktionsheizspulen 336 auf, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Ein übliches Gehäuse des Kochfelds 334 bildet mit einer unteren Wandung 316a einen ersten Kühlluftkanal 315a als ersten Teil einer Kühlluftführung bzw. als vorgenannte erste Kühlluftführung innerhalb des Kochfelds 334. Eine Leiterplatte 319 weist an ihrer Unterseite mindestens einen Leistungsschalter 320 auf, beispielsweise einen IGBT, an dessen Unterseite wiederum ein TEG 324 angeschlossen ist wie zuvor beschrieben. Auf der Oberseite der Leiterplatte 319 können weitere Schaltungsbauteile angeordnet sein, siehe hierzu auch die 4. Selbstverständlich kann an dem Leistungsschalter 320 auch ein Kühlkörper angeordnet sein, wie zuvor beschrieben worden ist.
Das Kochfeld 334 ist in eine entsprechende Öffnung in einer Arbeitsplatte 338 eingebaut. Dabei befindet sich an einem Rand des Kochfelds 334 ein großer Lüftungsschlitz 340 als vorgenannte Lüftungsöffnung, der durch eine Klappe 341 mit Klappenantrieb 342 verschlossen werden kann. So wird ein sogenannter Downdraft-Abzug gebildet zusammen mit der genannten erfindungsgemäßen Lüftervorrichtung 311. Ein Lüfter 313 zieht Luft bzw. Abluft von Kochvorgängen auf dem Kochfeld 334 durch den mittels der Klappe 341 samt Klappenantrieb 342 geöffneten Lüftungsschlitz 340 nach unten und bläst diese Abluft im Umluftbetrieb durch einen Filter 318 wieder aus. Alternativ kann die Abluft auch nach außen geblasen werden, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Hierfür kann auch eine Steuerung 343 verwendet werden, die zusätzlich mit einer Leistungsversorgung 329 für den Lüfter 313 verbunden ist. Eine mögliche Aktivierung der Lüftervorrichtung 311 bei entsprechenden Kochvorgängen auf dem Kochfeld 334, sei es durch manuelle Eingabe oder automatisch, ist aus dem Stand der Technik ausreichend bekannt.
Rechts im Kochfeld 334 ist dargestellt, wie der erste Kühlluftkanal 315a als Teil der Kühlluftführung nach rechts in den Abzugskanal als zweiten Kühlluftkanal 315b führt, jeweils gebildet durch Wandlungen 316b. Konstruktiv kann dabei eine Art Venturi-Düse gebildet werden. Der zweite Kühlluftkanal 315b bildet die vorgenannte zweite Kühlluftführung der Lüftervorrichtung 311 bzw. des Kochfelds 334.
Wenn der Lüfter 313 im Downdraft-Betrieb Luft ansaugt entsprechend der großen dargestellten Pfeile bei geöffneter Klappe 341, so wird über diese Verbindung zwischen den Kühlluftkanälen 315a und 315b auch Luft durch den Kühlluftkanal 315a angesaugt, dort dargestellt durch die kleinen Pfeile. Somit kühlt der Lüfter 313 auch direkt im Kochfeld 334, und zwar unter anderem den Leistungsschalter 320 mit großer Wärmeentwicklung im Betrieb. Deswegen gehört der Kühlluftkanal 315b eben auch zur Kühlluftführung. Dabei ist durch die Anordnung mit dem TEG 324 an der Unterseite des Leistungsschalters 320 die Kühlwirkung hauptsächlich durch diesen TEG 324 hindurch. Bei der 5 ist auch leicht vorstellbar, wie Kühlluft nicht nur unterhalb der Leiterplatte 319 entlangströmen kann, sondern auch oberhalb davon, und dabei auch die Induktionsheizspulen 336 kühlen kann. Deren Temperatur ist zwar nicht direkt mit derjenigen des Leistungsschalters 320 korreliert, steigt aber üblicherweise auch an, wenn der Leistungsschalter 320 sehr heiß ist bzw. starker Kühlung bedarf.
Der TEG 324 ist mittels eines TEG-Anschlusses 325 mit einer Leistungsversorgung 329 für den Lüfter 313 verbunden, wie zuvor auch beschrieben. Auch die genannte Steuerung 343 ist hieran angeschlossen.
Außer dem normalen vorgenannten Downdraft-Betrieb kann hier wiederum bei beginnendem Betrieb des Kochfelds 334, wenn noch kein Downdraft-Abzug benötigt wird, der TEG 324 realisieren, wenn der Leistungsschalter 320 sehr heiß wird und somit verstärkter Kühlung bedarf. Dann kann die erzeugte Thermospannung über den TEG-Anschluss 325 an die Leistungsversorgung 329 gegeben werden, welche dies erkennt, also die hohe Temperatur des Leistungsschalters 320. Entweder aufgrund einer Verbindung mit einer Downdraft-Bedieneinrichtung oder weil über die Verbindung mit der Steuerung 343 bekannt ist, ob und dass die Klappe 341 für den Lüftungsschlitz 340 geschlossen ist, kann die Leistungsversorgung 329 erkennen, dass der Lüfter 313 nun nur zur Kühlung des Kochfelds 334 eingesetzt werden soll. Er kann also mit für seine Verhältnisse relativ geringer Leistung aktiviert werden, wie eingangs erläutert, und die Luft direkt nur durch die Kühlluftführung des Kühlluftkanals 315a und des unteren Bereichs des Kühlluftkanals 315b ansaugen. Da der für üblicherweise höhere Leistungen dimensionierte Lüfter 313 dann mit einer für ihn relativ sehr niedrigen Leistung arbeitet, wird er wohl kaum zu hören sein. Des Weiteren ist er viel tiefer unterhalb der Arbeitsplatte 338 angeordnet als ein Lüfter im Kochfeld 334, so dass sein Geräusch von einer Bedienperson nicht wahrgenommen bzw. bemerkt wird. Er dient dann zur direkten Kühlung des TEG 324 und des Leistungsschalters 320 und nicht zur Ansaugung von Abluft.
Wird dann zu einem späteren Zeitpunkt auch die Downdraft-Funktion gewünscht, so kann die Steuerung 343 das Öffnen des Lüftungsschlitzes 340 durch Öffnen der Klappe 341 mit dem Klappenantrieb 342 bewirken. Gleichzeitig wird die Leistung des Lüfters 313 stark erhöht. Auch wenn nun hauptsächlich Luft von oben durch den Lüftungsschlitz 340 angesaugt wird, so wird durch die vorgenannte Verbindung der Kühlluftkanäle 315a und 315b weiterhin Kühlluft auch durch den Kühlluftkanal 315a angesaugt zur fortgesetzten Kühlung des Leistungsschalters 320. In diesem Fall wird zwar immer noch die Thermospannung des TEG 324 in die Leistungsversorgung 329 eingespeist, kann aber zugegebenermaßen bei dem dann anfallenden Leistungsbedarf des Lüfters 313 keine wirkliche Energieeinsparung bewirken. Sie ist dann im Prinzip ein Temperatursignal, das aber zugegebenermaßen keine besondere Auswirkung hat, da der Lüfter 313 ohnehin mit für die Kühlung im Kühlluftkanal 315a stark überhöhter Leistung arbeitet. Des Weiteren wird dann ohnehin die Leistung des Lüfters 313 durch eine Bedienperson gewählt oder eben automatisch von anderer Stelle vorgegeben. Eine Kühlung ist aber in dem Kochfeld 334 auf alle Fälle immer noch gegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007058945 A1 [0002]
WO 2014/076474 A1 [0012, 0017, 0031, 0037]

Claims

Lüftervorrichtung für ein Elektrogerät mit mindestens einem Lüfter und mit einer Kühlluftführung, wobei: - der Lüfter in der Kühlluftführung angeordnet ist, - in oder an der Kühlluftführung ein thermoelektrischer Generator angeordnet ist, - der thermoelektrische Generator eine Heiß-Seite und eine Kalt-Seite aufweist, - die Heiß-Seite des thermoelektrischen Generators wärmeleitend mit einem Bauteil verbunden ist, das mittels des Lüfters zu kühlen ist, - die Kalt-Seite des thermoelektrischen Generators wärmeleitend mit der Kühlluftführung verbunden ist, in die Kühlluftführung ragt oder die Kühlluftführung auf die Kalt-Seite geführt ist, - eine Leistungsversorgung für die Lüftervorrichtung bzw. für den Lüfter vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die Lüftervorrichtung bzw. den Lüfter anzusteuern bzw. anzutreiben, - der thermoelektrische Generator mit der Leistungsversorgung verbunden ist um eine von dem thermoelektrischen Generator erzeugte Thermospannung in die Leistungsversorgung einzuspeisen.
Lüftervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiß-Seite des thermoelektrischen Generators direkt mit einem Bauteil verbunden ist, das mittels der Kühlluftführung zu kühlen ist, wobei vorzugsweise das Bauteil ohne weitere zwischenliegende Teile mit der Heiß-Seite verbunden ist.
Lüftervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalt-Seite des thermoelektrischen Generators zur Kühlung mit einem Kühlluftkanal der Kühlluftführung wärmeleitend verbunden ist oder der direkt in den Innenraum eines Kühlluftkanals der Kühlluftführung ragt.
Lüftervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter ein ihn umgebendes Gehäuse aufweist als Kühlluftführung, wobei diese Kühlluftführung auf die Kalt-Seite gerichtet ist, insbesondere mit einem Abstand von weniger als 5 cm dazu, wobei vorzugsweise eine Länge des Gehäuses des Lüfters zwischen 1 cm und 10 cm liegt.
Lüftervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiß-Seite des thermoelektrischen Generators mit einem Kühlkörper verbunden ist, und der Kühlkörper mit einer Seite mit einem Bauteil verbunden ist, das mittels des Lüfters zu kühlen ist, wobei eine andere Seite des Kühlkörpers zur Kühlung mit der Kühlluftführung wärmeleitend verbunden ist oder der Kühlkörper direkt in die Kühlluftführung ragt.
Lüftervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalt-Seite des thermoelektrischen Generators mit einem Kühlkörper verbunden ist, und der Kühlkörper direkt mit der Kühlluftführung wärmeleitend verbunden ist oder der direkt in die Kühlluftführung ragt.
Lüftervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsversorgung dazu ausgebildet ist, die von dem thermoelektrischen Generator erzeugte Thermospannung direkt an den Lüfter zu geben als direkte Ansteuerung des Lüfters bzw. als Ansteuerspannung des Lüfters, wobei vorzugsweise keine Veränderung der Höhe der Thermospannung als Ansteuerspannung des Lüfters vorgesehen ist derart, dass der Lüfter proportional zur Höhe der Thermospannung angesteuert wird.
Lüftervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter direkt an den thermoelektrischen Generator angeschlossen ist, vorzugsweise ohne zwischengeschaltete Schaltmittel odgl..
Lüftervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsversorgung eine Steuereinrichtung aufweist, die eine von dem thermoelektrischen Generator erzeugte Thermospannung als Eingangsgröße nutzt und die zur Ansteuerung des Lüfters anhand dieser Eingangsgröße und abhängig von dieser Eingangsgröße ausgebildet ist derart, dass sie den Lüfter stärker antreibt bei ansteigender Eingangsgröße bzw. Thermospannung und den Lüfter schwächer antreibt bei abfallender Eingangsgröße bzw. Thermospannung, wobei vorzugsweise Leistungssteuermittel und eine Energieversorgung vorgesehen sind zum Antrieb des Lüfters.
Lüftervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere thermoelektrische Generatoren vorgesehen sind, insbesondere an derselben Kühlluftführung wärmeleitend angeordnet sind bzw. die jeweilige Kalt-Seite wärmeleitend mit der Kühlluftführung verbunden ist oder in einen Innenraum der Kühlluftführung ragt, wobei sämtliche Thermospannungen aller thermoelektrischen Generatoren an dieselbe Leistungsversorgung angeschlossen sind.
Lüftervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter eine piezo-angetriebene Klappe ist mit oszillierender Bewegung, die in der Kühlluftführung angeordnet ist.
Elektrogerät mit einer Lüftervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrogerät einen Lufteinlass aufweist und einen Luftauslass aufweist, wobei die Kühlluftführung als Kühlluftkanal zwischen Lufteinlass und Luftauslass angeordnet ist, wobei vorzugsweise an dem Kühlluftkanal zu kühlende Bauteile angeordnet sind in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlluftkanal oder mit einem Inneren des Kühlluftkanals.
Elektrogerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrogerät Bauteile mit höherer Wärmeentwicklung und Bauteile mit geringerer Wärmeentwicklung aufweist, wobei Bauteile mit höherer Wärmeentwicklung näher an dem thermoelektrischen Generator angeordnet sind als die Bauteile mit geringerer Wärmeentwicklung, wobei vorzugsweise die Wärmeentwicklung auf das Bauteil bezogen ist als dessen Eigenerwärmung.
Elektrogerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Kochfeld ist und die Lüftervorrichtung eine erste Kühlluftführung durch ein Gehäuse des Kochfelds aufweist, und eine zweite Kühlluftführung in Richtung von außen und oben unter eine Ebene des Kochfelds aufweist, wobei die erste Kühlluftführung in die zweite Kühlluftführung mündet.
Elektrogerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt der ersten Kühlluftführung um den Faktor 5 bis 50 mal, vorzugsweise 8 bis 15 mal, kleiner ist als ein Querschnitt der zweiten Kühlluftführung.
Elektrogerät nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lüftungsöffnung benachbart zu dem Kochfeld, insbesondere direkt angrenzend an das Kochfeld oder eine Kochfeldplatte des Kochfeldes, vorgesehen ist, insbesondere eine verschließbare Lüftungsöffnung, die in die zweite Kühlluftführung nach unten unterhalb der Ebene des Kochfelds übergeht.
Verfahren zur Steuerung einer Lüftervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermospannung, die von dem thermoelektrischen Generator erzeugt wird, von der Leistungsversorgung zur direkten Ansteuerung des Lüfters verwendet wird als dessen einzige Energiequelle.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsversorgung die Thermospannung von dem thermoelektrischen Generator direkt an den Lüfter gibt als dessen Ansteuerung.
Verfahren zur Steuerung einer Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermospannung, die von dem thermoelektrischen Generator erzeugt wird, erfasst wird und als Steuergröße verwendet wird zur Ansteuerung des Lüfters, wobei die Ansteuerung des Lüfters verstärkt wird mit erhöhter Lüfterleistung bei relativ hoher oder ansteigender Thermospannung und die Ansteuerung des Lüfters verringert wird mit verringerter Lüfterleistung bei relativ niedriger oder abfallender Thermospannung.
Verfahren zur Steuerung eines Elektrogeräts nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei in dem Fall, dass keine Abzugsfunktion für die Lüftervorrichtung für Kochvorgänge auf dem Kochfeld als Elektrogerät durchgeführt wird, die Thermospannung, die von dem thermoelektrischen Generator erzeugt wird, bei Überschreiten eines bestimmten Grenzwerts die Lüftervorrichtung aktiviert, vorzugsweise mit relativ geringer Leistungsstufe, für einen Kühlluftstrom an dem thermoelektrischen Generator vorbei.