EP1342033B1 - Gasgargerät zur thermischen gargutzubereitung - Google Patents

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EP1342033B1
EP1342033B1 EP01989557A EP01989557A EP1342033B1 EP 1342033 B1 EP1342033 B1 EP 1342033B1 EP 01989557 A EP01989557 A EP 01989557A EP 01989557 A EP01989557 A EP 01989557A EP 1342033 B1 EP1342033 B1 EP 1342033B1
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cooking appliance
gas cooking
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electrical energy
generation
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Rational AG
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    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C1/00—Stoves or ranges in which the fuel or energy supply is not restricted to solid fuel or to a type covered by a single one of the following groups F24C3/00 - F24C9/00; Stoves or ranges in which the type of fuel or energy supply is not specified
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/008—Ranges

Definitions

  • the present invention relates to a Gasgar réelle for thermal cooking preparation, with a first means for generating electrical energy by means of cooking food required fuel gas.
  • Gas cooking appliances for thermal cooking preparation are generally known in the art known. With the help of such Gasgarella food can be thermally prepared by Fuel gas is burned to provide a sufficient temperature for cooking the food.
  • thermocouples which have in a cooking chamber or in the vicinity of a gas burner thermocouples, the heat convert a flame of the gas burner into electrical energy.
  • This electrical energy is used to supply a lighting device, a motor of a fan, a Control device, a battery or other electrical load with electrical Energy.
  • the Gasgarella should be independent by the use of thermocouples be from an additional source of electrical energy or it should interruptions be bridged the electrical energy supply.
  • a disadvantage of this generic Gasgarellan is, however, that the efficiency of the thermoelectric used in these Converters is low. Thus, on the one hand, there is insufficient Utilization of the internal energy of the Gasgar réelle supplied fuel gas or it is does not ensure that all types of electrical consumers can be operated.
  • thermocouples that have been exposed to high temperature differences, susceptible to interference.
  • GB 2 147 410 A discloses a household furnace which generates electricity in which vaporized Water is supplied to a turbine.
  • Object of the present invention is therefore to provide the generic Gasgarêt in the Art develop further that the disadvantages of the prior art are overcome, in particular a gas cooking appliance is provided which facilitates easy mobile use thereof efficient and störunan perennialer utilization of the internal energy of the Gasgar réelle supplied Fuel gas allows.
  • the first device is a fuel cell includes and in the generation of energy arising in the first establishment gaseous or liquid by-product, in particular water when using a hydrogen fuel cell, the Gasgar réelle, a second means for generating electrical Energy and / or at least one further device, in particular in the form of a the Gasgar réelle operatively connected steam generator or one with the Gasgar réelle and / or with the fuel gas engine operatively connected cooler, can be fed
  • the first device additionally with a fuel gas engine Generator and / or a turbine with generator includes.
  • the Gasgarget invention may be characterized in that in the Energy generation in the first device and / or second device for generating electrical energy resulting kinetic energy the Gasgar réelle and / or at least a consumer of kinetic energy can be supplied.
  • first devices and / or second device for generating electrical energy electrical energy in the Gasgarget in at least another power consumers, in at least one energy storage, such as an accumulator or the like, and / or can be fed into at least one power grid.
  • energy storage such as an accumulator or the like
  • connection to at least one mains power supply and / or at least a power generator is present outside the Gasgarilless.
  • the energy storage in operative connection with the first device and / or second device for generating electrical Energy can be brought to the power generator and / or with the mains power supply.
  • the present invention is therefore based on the surprising finding that the inventive Gasgartting power can produce self-sufficient power with a high efficiency and thus independent of the mains current, while a high efficiency and a high Operational safety be ensured that in a first means for generating of electric energy makes good use of the internal energy of a fuel gas takes place and preferably by-products of the first device, such as exhaust gases, waste heat and / or in the first device resulting kinetic energy, in particular for the production of electrical energy, can continue to be used.
  • a gas supply line 11 of a Gas supply (not shown).
  • Another gas supply line 12 leads from the Gasgar réelle 10 a first means for generating electrical energy in the form of a fuel gas engine 13 with a generator, not shown.
  • a Power supply line 18 and a heat pipe 19 back to Gasgar réelle 10 to the Gasgar réelle 10 with generated in the fuel gas engine 13 electrical energy for carrying out electrical Functions and waste heat for heating a arranged in Gasgar réelle 10 To provide cooking space.
  • a single Appliance housing 20 provided so that the Gasgar réelle 10 and the facilities for Generation of electrical energy 13 are combined in a single device, to increase mobility.
  • a supply pipe 22 leads to a second device for generating electrical energy in the form of a power generator 16.
  • the supply line 22 are exhaust gases of the fuel gas engine 13 to the power generator 16, for example in Shape of a turbine, passed. Due to the kinetic energy of the exhaust gases, it comes to a Propulsion of the turbine and to a conversion of this energy into electrical energy via a generator connected to the turbine (not shown). The electrical generated in this way Energy is also supplied to the Gasgar réelle 10 via the power supply lines 18 '.
  • FIG. 2 an advantageous embodiment of the invention Gasgarellas 10 is shown.
  • the second embodiment of the Gas cooking appliance 10 is powered by two means for generating electrical energy, namely in the form of a hydrogen fuel cell 14 and a turbine 15, via the power supply lines 18 'and 18 "supplied with electrical energy.
  • the turbine 15 arranged in the gas supply line 11 of the Gasgareries 10 and drives a, not shown Generator on.
  • the gas cooking appliance 10 shown in FIG. 2 is connected to a steam generator 24 via a Steam supply line 26, for supplying steam, in operative connection. That in the hydrogen fuel cell 14 resulting water is the steam generator 24 via a water supply 28 supplied. To generate the water vapor is also provided that the Steam generator 24 via a gas supply line 12 'can be supplied with fuel gas and / or in the waste heat generated by the fuel cell 14 via a heat pipe 30 to the steam generator 24 can be supplied. The resulting in the fuel cell 14 water also provides the Advantage that it is lime-free and thus prevents calcification of the steam generator 24 becomes.
  • Energy storage (not shown) may be provided, for example, when turning on the Gasgarilless 10 this supplied with the initial necessary electrical energy, as long as not enough energy in the facilities for generating electrical energy can be provided for a self-sufficient operation. This energy store will then in operation connected and charged as needed with the power generating device (s).

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gasgargerät zur thermischen Gargutzubereitung, mit einer ersten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels zum Garen von Gargut benötigtem Brenngas.
Gasgargeräte zur thermischen Gargutzubereitung sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Mit Hilfe solcher Gasgargeräte kann Gargut thermisch zubereitet werden, indem Brenngas verbrannt wird, um eine ausreichende Temperatur zum Garen des Garguts bereitzustellen.
Ferner sind aus dem Stand der Technik gattungsgemäße Gasgargeräte bekannt. So offenbaren die JP 82 106 44 A, JP 81 896 43 A, JP 81 896 42A und JP 71 808 42 A Gasgargeräte, welche in einem Garraum bzw. in der Nähe eines Gasbrenners Thermoelemente aufweisen, die Hitze einer Flamme des Gasbrenners in elektrische Energie umwandeln. Diese elektrische Energie dient der Versorgung einer Beleuchtungseinrichtung, eines Motors eines Gebläses, einer Steuerungseinrichtung, einer Batterie bzw. einer anderen elektrischen Last mit elektrischer Energie. Insbesondere sollen die Gasgargeräte durch den Einsatz von Thermoelementen unabhängig von einer zusätzlichen elektrischen Energiequelle sein bzw. es sollen Unterbrechungen der elektrischen Energieversorgung überbrückt werden. Nachteilig bei diesen gattungsgemäßen Gasgargeräten ist jedoch, daß der Wirkungsgrad der in diesen verwendeten thermoelektrischen Wandlern gering ist. Somit kommt es einerseits zu einer nicht ausreichenden Ausnutzung der inneren Energie des dem Gasgargerät zugeführten Brenngases bzw. es ist nicht sichergestellt, daß alle Arten von elektrischen Verbrauchern betrieben werden können. Zudem sind Thermoelemente, die hohen Temperaturdifferenzen ausgesetzt wurden, störanfällig.
Aus der US 4,432,336 ist ein Energieumwandlungssystem bekannt, das darauf beruht, daß potentielle Energie von Kohlenwasserstoffbrennstoffen in Wärme, Strom und Licht umgewandelt werden kann.
Die GB 2 147 410 A offenbart einen Haushaltsofen, der Elektrizität erzeugt, in dem verdampftes Wasser einer Turbine zugeführt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das gattungsgemäße Gasgargerät in der Art weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, insbesondere ein Gasgargerät bereitgestellt wird, das eine leichte mobile Verwendung desselben bei effizienter und störunanfälliger Ausnutzung der inneren Energie des dem Gasgargerät zugeführten Brenngases ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die erste Einrichtung eine Brennstoffzelle umfaßt und bei der Energieerzeugung ein in der ersten Einrichtung entstehendes gasförmiges, oder flüssiges Nebenprodukt, insbesondere Wasser bei Einsatz einer Wasserstoff-Brennstoffzelle, dem Gasgargerät, einer zweiten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie und/oder zumindest einer weiteren Vorrichtung, insbesondere in Form eines mit dem Gasgargerät in Wirkverbindung stehenden Dampferzeugers oder eines mit dem Gasgargerät und/oder mit dem Brenngasmotor in Wirkverbindung stehenden Kühlers, zuführbar ist
Dabei kann vorgesehen sein, daß die erste Einrichtung zusätzlich einen Brenngasmotor mit Generator und/oder eine Turbine mit Generator umfaßt.
Auch wird vorgeschlagen, daß in der zweiten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie elektrische Energie durch Ausnutzung der dem in der ersten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie entstehenden Nebenprodukt innewohnenden Energie, insbesondere durch Verbrennung des Nebenprodukts und/oder Antrieb einer zweiten Turbine unter Ausnutzung der kinetischen Energie des Nebenprodukts, erzeugbar ist.
Ferner kann das erfindungsgemäße Gasgargerät dadurch gekennzeichnet sein, daß bei der Energieerzeugung in der ersten Einrichtung und/oder zweiten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie entstehende kinetische Energie dem Gasgargerät und/oder zumindest einem Verbraucher von kinetischer Energie zuführbar ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß bei der Energieerzeugung in der ersten Einrichtung und/oder zweiten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie entstehende Abwärme dem Gasgargerät einer Wärmepumpe und/oder zumindest einem weiteren Wärmeverbraucher zuführbar ist.
Auch wird vorgeschlagen, daß über die ersten Einrichtungen und/oder zweiten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie elektrische Energie in das Gasgargerät, in zumindest einen weiteren Stromverbraucher, in zumindest einen Energiespeicher, wie ein Akkumulator oder dergleichen, und/oder in zumindest ein Stromnetz einspeisbar ist.
Bevorzugt ist auch, daß ein Anschluß zu zumindest einer Netzstromversorgung und/oder zumindest einem Stromerzeuger außerhalb des Gasgargerätes vorhanden ist.
Vorteilhafterweise kann dabei auch vorgesehen sein, daß der Energiespeicher in Wirkverbindung mit der ersten Einrichtung und/oder zweiten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie mit dem Stromerzeuger und/oder mit der Netzstromversorgung bringbar ist.
Schließlich wird auch vorgeschlagen, daß das Gasgargerät und die erste Einrichtung und/oder zweite Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie in einem einzelnen Gerätegehäuse angeordnet ist bzw. sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß das erfindungsgemäße Gasgargerät Strom autark mit einem hohen Wirkungsgrad erzeugen kann und somit vom Netzstrom unabhängig ist, während ein hoher Wirkungsgrad sowie eine hohe Betriebssicherheit dadurch gewährleistet werden, daß in einer ersten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie eine gute Ausnutzung der inneren Energie eines Brenngases an sich erfolgt und vorzugsweise Nebenprodukte der ersten Einrichtung, wie Abgase, Abwärme und/oder in der ersten Einrichtung entstehende kinetische Energie, insbesondere zur Erzeugung von elektrischer Energie, weiter genutzt werden können.
Ferner ist grundsätzlich zum Betrieb des erfindungsgemäßen Gasgargerätes lediglich ein Anschluß an eine Brenngasversorgung notwendig. Der einzige erforderliche Anschluß an eine Brenngasversorgung ermöglicht dabei auch die Anzahl notwendiger Gasgerätevarianten, die aufgrund unterschiedlicher Netzversorgungssysteme weltweit bisher notwendig waren, zu reduzieren. Wenn bei Verwendung einer Brennstoffzelle zudem ausreichend Wasser zur Verwendung in dem Gasgargerät durch die Brennstoffzelle erzeugt und somit ein externer Wasseranschluß an dem Gasgargerät hinfällig wird, wird eine besonders einfache, mobile Verwendung des Gasgargerätes ermöglicht.
Von besonderem Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Gasgargerät ist der Einsatz eines Energiespeichers. Dieser kann beim Anschalten des Gasgargerätes die dazu erforderliche elektrische Energie liefern, bis mittels der Verbrennung des Brenngases eine autarke Stromerzeugung möglich ist. Ferner kann der Energiespeicher einen möglichen temporären, erhöhten Energiebedarf ausgleichen, der nicht kurzfristig durch die Energieerzeugung aus der Verbrennung von Brenngas befriedigt werden kann. Der Energiespeicher paßt somit die Einrichtung zur Erzeugung der elektrischen Energie an den Durchschnittsstrombedarf an. Der Energiespeicher kann dabei sowohl über die interne Energieerzeugung, über eine Netzstromversorgung oder über andere geeignete Energieerzeuger wieder aufgeladen werden. Denkbar ist auch, daß die elektrischen Funktionen des Gasgargerätes ausschließlich unter Einsatz eines Energiespeichers gewährleistet werden, wobei die Aufladung des Energiespeichers auf beliebige Art und Weise, wie oben beschrieben, erfolgen kann. Ferner kann auch vorgesehen sein, die autarke Energieerzeugung lediglich für bestimmte elektrische Funktionen des Gasgargerätes vorzusehen, während andere elektrische Funktionen des Gasgargerätes mit Netzstrom versorgt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Bezug auf schematische Zeichnungen im einzelnen erläutert wird. Dabei zeigt:
Fig. 1
eine Blockdarstellung einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Gasgargerätes; und
Fig. 2
eine Blockdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasgargerätes.
Zu dem in Fig. 1 gezeigten Gasgargeräte 10 führt lediglich eine Gaszuleitung 11 von einer Gasversorgung (nicht gezeigt). Eine weitere Gaszuleitung 12 führt vom Gasgargerät 10 zu einer ersten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie in Form eines Brenngasmotors 13 mit einem nicht dargestellten Generator. Vom Brenngasmotor 13 führt einerseits eine Stromzuleitung 18 und eine Wärmeleitung 19 zurück zum Gasgargerät 10, um das Gasgargerät 10 mit in dem Brenngasmotor 13 erzeugter elektrischer Energie zum Ausführen von elektrischen Funktionen und Abwärme zur Erwärmung eines im Gasgargerät 10 angeordneten Garraums zu versorgen. Um das Gasgargerät 10 und den Brenngasmotor 13 ist ferner ein einziges Gerätegehäuse 20 vorgesehen, so daß das Gasgargerät 10 und die Einrichtungen zur Erzeugung von elektrischer Energie 13 in einer einzigen Einrichtung zusammengefaßt sind, zur Steigerung der Mobilität.
Ferner führt von dem Brenngasmotor 13 eine Zufuhrleitung 22 zu einer zweiten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie in Form eines Stromerzeugers 16. Über die Zufuhrleitung 22 werden Abgase des Brenngasmotors 13 an den Stromerzeuger 16, beispielsweise in Form einer Turbine, geleitet. Aufgrund der kinetischen Energie der Abgase kommt es zu einem Antrieb der Turbine und zu einer Umwandlung dieser Energie in elektrische Energie über einen mit der Turbine verbundenen Generator (nicht dargestellt). Die so erzeugte elektrische Energie wird über die Stromzuleitungen 18' ebenfalls dem Gasgargerät 10 zugeführt.
In Fig. 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgargerätes 10 dargestellt. Bestandteile dieser zweiten Ausführungsform, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, tragen dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1. Die zweite Ausführungsform des Gasgargerätes 10 wird mittels zweier Einrichtungen zur Erzeugung von elektrischer Energie, nämlich in Form einer Wasserstoff-Brennstoffzelle 14 und einer Turbine 15, über die Stromzuleitungen 18' und 18" mit elektrischer Energie versorgt. Zu diesem Zwecke ist die Turbine 15 in der Gaszuleitung 11 des Gasgargerätes 10 angeordnet und treibt einen nicht dargestellten Generator an.
Ferner steht das in Fig. 2 dargestellte Gasgargerät 10 mit einem Dampferzeuger 24 über eine Dampfzuleitung 26, zur Zuführung von Dampf, in Wirkverbindung. Das in der Wasserstoff-Brennstoffzelle 14 entstehende Wasser wird dabei dem Dampferzeuger 24 über eine Wasserzuleitung 28 zugeführt. Zur Erzeugung des Wasserdampfs ist zudem vorgesehen, daß der Dampferzeuger 24 über eine Gaszuleitung 12' mit Brenngas versorgt werden kann und/oder in der Brennstoffzelle 14 entstehende Abwärme über eine Wärmeleitung 30 dem Dampferzeuger 24 zugeführt werden kann. Das in der Brennstoffzelle 14 entstehende Wasser bietet ferner den Vorteil, daß es kalkfrei ist und somit eine Verkalkung des Dampferzeugers 24 vermieden wird.
Neben den verschiedenen Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie kann ferner ein Energiespeicher (nicht gezeigt) vorgesehen sein, der beispielsweise beim Anschalten des Gasgargerätes 10 dieses mit der anfänglichen notwendigen elektrischen Energie versorgt, solange in den Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie noch nicht ausreichend Energie für einen autarken Betrieb bereitgestellt werden kann. Dieser Energiespeicher wird dann im Betrieb nach Bedarf mit der/den Energieerzeugungseinrichtung(en) verbunden und geladen.
Beim Ausfall der elektrischen Energieerzeugung über die verschiedenen Einrichtungen kann das Gasgargerät 10 mit Netzstrom über einen Netzstromanschluß (nicht gezeigt) und Brenngas betrieben werden.

Claims (9)

  1. Gasgargerät zur thermischen Gargutzubereitung mit einer ersten Einrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels zum Garen von Gargut benötigtem Brenngas,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die erste Einrichtung (13, 14) eine Brennstoffzelle (14) umfaßt und bei der Energieerzeugung ein in der ersten Einrichtung (13, 14) entstehendes gasförmiges oder flüssiges Nebenprodukt, insbesondere Wasser bei Einsatz einer Wasserstoff-Brennstoffzelle (14), dem Gasgargerät (10), einer zweiten Einrichtung (16) zur Erzeugung von elektrischer Energie und/oder zumindest einer weiteren Vorrichtung, insbesondere in Form eines mit dem Gasgargerät (10) in Wirkverbindung stehenden Dampferzeugers (24) oder eines mit dem Gasgargerät (10) und/oder mit dem Brenngasmotor (13) in Wirkverbindung stehenden Kühlers, zuführbar ist.
  2. Gasgargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    die erste Einrichtung zusätzlich einen Brenngasmotor (13) mit Generator und/oder eine Turbine (15) mit Generator umfaßt.
  3. Gasgargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    in der zweiten Einrichtung (16) zur Erzeugung von elektrischer Energie elektrische Energie durch Ausnutzung der dem in der ersten Einrichtung (13, 14) zur Erzeugung von elektrischer Energie entstehenden Nebenprodukt innewohnenden Energie, insbesondere durch Verbrennung des Nebenprodukts und/oder Antrieb einer zweiten Turbine (16) unter Ausnutzung der kinetischen Energie des Nebenprodukts, erzeugbar ist.
  4. Gasgargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Energieerzeugung in der ersten Einrichtung (13, 14, 15) und/oder zweiten Einrichtung (16) zur Erzeugung von elektrischer Energie entstehende kinetische Energie dem Gasgargerät (10) und/oder zumindest einem Verbraucher von kinetischer Energie zuführbar ist.
  5. Gasgargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Energieerzeugung in der ersten Einrichtung (13, 14, 15) und/oder zweiten Einrichtung (16) zur Erzeugung von elektrischer Energie entstehende Abwärme dem Gasgargerät (10) einer Wärmepumpe und/oder zumindest einem weiteren Wärmeverbraucher zuführbar ist.
  6. Gasgargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die ersten Einrichtungen (13, 14, 15) und/oder zweiten Einrichtung (16) zur Erzeugung von elektrischer Energie elektrische Energie in das Gasgargerät (10), in zumindest einen weiteren Stromverbraucher, in zumindest einen Energiespeicher, wie ein Akkumulator oder dergleichen, und/oder in zumindest ein Stromnetz einspeisbar ist.
  7. Gasgargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    einen Anschluß zu zumindest einer Netzstromversorgung und/oder zumindest einem Stromerzeuger außerhalb des Gasgargerätes (10).
  8. Gasgargerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß
    der Energiespeicher in Wirkverbindung mit der ersten Einrichtung (13, 14, 15) und/oder zweiten Einrichtung (16) zur Erzeugung von elektrischer Energie mit dem Stromerzeuger und/oder mit der Netzstromversorgung bringbar ist.
  9. Gasgargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgargerät (10) und die erste Einrichtung (13, 14, 15) und/oder zweite Einrichtung (16) zur Erzeugung von elektrischer Energie in einem einzelnen Gerätegehäuse (20) angeordnet ist bzw. sind.
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