EP2273198A2 - Gaskochgerät mit einem elektrischen Energiespeicher - Google Patents

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Publication number
EP2273198A2
EP2273198A2 EP10166435A EP10166435A EP2273198A2 EP 2273198 A2 EP2273198 A2 EP 2273198A2 EP 10166435 A EP10166435 A EP 10166435A EP 10166435 A EP10166435 A EP 10166435A EP 2273198 A2 EP2273198 A2 EP 2273198A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
cooking appliance
electrical energy
appliance according
gas cooking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10166435A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2273198A3 (de
Inventor
Stéphane CLAUSS
Juan-Ignacio Conrat Niemerg
Alexander Eisenberg
Martin Oberhomburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2273198A2 publication Critical patent/EP2273198A2/de
Publication of EP2273198A3 publication Critical patent/EP2273198A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/12—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C3/126—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges

Definitions

  • the invention relates to a gas cooking appliance with at least one gas burner, a gas supply line leading to the gas burner and arranged in the gas supply line, actuated by an electric actuator gas valve with a variable opening cross-section, and with a power supply for supplying the electrical actuator with electrical energy.
  • Gas cooking appliances of the type mentioned can be designed, for example, as gas hobs, which are intended for installation in a kitchen worktop, as a gas hob of a stovetop or as a gas oven.
  • the gas cooking appliance has a plurality of gas burners, to each of which gas is supplied via a gas supply line.
  • the gas supply line comprises a main line section, through which the entire gas stream consumed in the gas cooking appliance is guided. From the main line section outgoing branch line sections of the gas supply line then lead to each individual gas burner.
  • the gas supplied to the gas burner is burnt at the gas burner.
  • the gas is usually natural gas, LPG (propane and / or butane) or town gas.
  • LPG propane and / or butane
  • town gas in each branch line section of the gas supply line.
  • the heating power of the gas burner can be controlled at the same branch line section between a minimum power and a maximum power. Furthermore, the gas supply of the gas burner can be completely interrupted by means of the gas valve, so that no combustion takes place at the gas burner and no unburned gas flows out of the gas burner.
  • the gas valve is actuated by means of an electric actuator, such as an electric motor, which is controlled by an electronic control unit.
  • the control takes place according to the specification of an operator via an operating element connected to the control unit.
  • operating parameters of the gas cooking appliance such as the presence of a flame on the gas burner, are taken into account.
  • the gas cooking appliance has a suitable Power supply unit, which is usually connected to a household electricity network and includes a voltage converter and a rectifier.
  • each gas burner In order to ensure the operational safety of the gas cooking appliance, it must be ensured that it is possible in any conceivable operating situation to interrupt the gas supply to the gas burner.
  • each gas burner In order to ensure the operational safety of the gas cooking appliance, it must be ensured that it is possible in any conceivable operating situation to interrupt the gas supply to the gas burner.
  • a first, central safety valve is located in a main line section of the gas supply line, while there is a second safety valve in each branch line section.
  • Each gas burner is thus associated with two safety valves - one in the main line section and one in the branch line section. With each of these safety valves, the gas supply to the gas burner can be interrupted independently of the adjustable gas valve.
  • the present invention has for its object to provide a simpler constructed safe gas cooking appliance.
  • an electrical energy storage which supplies the electric actuator at least temporarily with electrical energy in a loss of power. This ensures that the electric actuator can still operate the gas valve even if the power supply is interrupted. Through the energy storage, the gas valve can take over the function of a safety valve, so that the number of separate safety valves can be reduced.
  • the electrical energy storage compensates for any loss of power supply, for example, in case of failure of the household electricity network, upon actuation of a main electrical switch or in case of a defect of the power supply component of the gas cooking appliance.
  • the invention can be used when connectable to a household power supply to power the electric actuator Power supply unit.
  • the power supply unit includes a voltage converter and a rectifier and provides a low DC voltage to the electrical components of the gas cooking appliance.
  • the electrical energy storage is interchangeable. A replacement of the energy storage is thus possible in a simple manner by an operator or by a customer service technician. To replace the energy storage no or only simple tools are required.
  • the electrical energy store has at least one primary cell, for example a lithium battery.
  • Primary cells are non-rechargeable batteries that need to be replaced after discharge. The same applies if the primary cell loses stored electric charge due to an aging process. Particularly resistant to aging prove in this context lithium batteries, which have a particularly long life.
  • the electrical energy store is rechargeable, preferably with an electrical energy provided by the power supply unit.
  • the rechargeable energy storage is kept in an optimal landing state during normal operation of the gas cooking appliance. A removal of energy from the rechargeable energy storage takes place when the power supply via the power supply unit fails.
  • the rechargeable electrical energy store has at least one secondary cell, for example a nickel-metal hydride rechargeable battery.
  • secondary cells are rechargeable, but have a life that is less than the usual life of the gas cooking appliance. For this reason, it is necessary to replace the secondary cell at regular time periods of, for example, several years.
  • the rechargeable electrical energy store has at least one capacitor, for example a double-layer capacitor.
  • capacitors When used as intended, capacitors have a virtually unlimited service life, so that the exchangeability of the capacitor is not absolutely necessary.
  • Double-layer capacitors often referred to by trade names such as gold-cap or ultra-cap, have a particularly large storage capacity required for emergency supply of the electric actuator to the gas valve.
  • the storage capacity of the energy store is preferably between 20 F and 500 F, more preferably between 30 F and 130 F.
  • the electric actuator is designed as an electric motor, in particular as a stepper motor.
  • Stepper motors have defined rotational positions, which can be selectively controlled.
  • Each rotational position of the stepping motor is associated with a specific opening cross section of the gas valve.
  • an embodiment of the electric actuator as a DC motor.
  • the electric actuator is controlled by an electronic control unit.
  • control unit is designed such that when a loss of power supply, the electric actuator closes the gas valve by means of the energy stored in the electrical energy storage.
  • the energy stored in the electrical energy store is used.
  • the storage capacity of the energy storage is designed so that the stored energy safely enables a closing of the gas valve.
  • a safety factor of about 3 to 5 is provided, i. the amount of energy stored in the energy storage is 3 to 5 times as large as the amount of energy required to close the gas valve.
  • the logic according to which a failure of the power supply automatically leads to a closing of the gas valve is stored in the control unit.
  • An expedient embodiment of the invention provides that the control unit is designed in two parts, such that in the event of elimination of the power supply of the electrical energy storage, a first part of the control unit, with which the electric actuator for the purpose of closing the gas valve is controlled, supplied with electrical energy while a second part of the control unit, with which other functions of the gas cooker are controllable, is not provided with electrical energy.
  • a first part of the control unit with which the electric actuator for the purpose of closing the gas valve is controlled, supplied with electrical energy
  • a second part of the control unit with which other functions of the gas cooker are controllable, is not provided with electrical energy.
  • control unit is designed such that opening of the gas valve is prevented when the amount of electric charge stored in the energy storage device falls below a preset value.
  • control unit it is possible for the control unit to be designed such that the gas valve is automatically closed when the amount of electric charge stored in the energy store falls below a preset value. Both measures serve to prevent operation of the gas cooking appliance when the currently stored amount of energy is insufficient to close the gas valve in the event of a power failure.
  • the preset value for the amount of electric charge corresponds to the required for closing the gas valve electrical energy multiplied by an appropriate safety factor.
  • a safety valve is arranged in the gas supply line and is preferably designed as an open-close valve.
  • An on-off valve has only two defined switch positions and is either fully open or fully closed.
  • the safety valve provides the required redundancy, which is necessary in order, for example, to enable the gas supply line to be closed even in the event of a gas valve failure.
  • the safety valve is preferably biased by spring force in the closed position.
  • the safety valve by means of an electromagnet in the opening direction can be actuated.
  • the safety valve is designed so that a loss of power automatically leads to a closing of the safety valve.
  • the figure shows schematically the structure of a gas hob according to the invention, designed as a gas hob.
  • the gas cooking appliance comprises a hob plate 1, which may be made of sheet metal, glass or glass ceramic, for example.
  • a hob plate 1 On the hob plate 1 there are several gas burners 2, of which by way of example a single gas burner 2 is shown.
  • a burner head of the gas burner 2, from which gas flames 10 emerge during operation, is here above the plane of the hob plate 1.
  • a user interface 3, which contains controls for actuating the gas hob by an operator and possibly display elements, is also in Area of the hob plate 1.
  • the user interface includes 3 electrical controls, such as touch sensors, with which electrical control signals are generated.
  • the gas to be burned is supplied to the gas burner 2 via a gas supply line 4.
  • the volume flow of the gas to be combusted is adjusted via a gas valve 5, which is arranged in the gas supply line 4.
  • An opening cross section of the gas valve 5 is adjusted via an electric actuator 6, which is designed as an electric motor, preferably as a stepping motor, stepless or multi-stage.
  • the gas valve 5 can be completely closed by means of the electric motor 6, so that the gas burner 2, no gas is supplied.
  • Gas valve 5 and electric actuator 6 together form a valve unit 7, which is connected as a matching unit with the gas supply line 4.
  • a safety valve 8 is additionally arranged in the gas supply line 4, which can be actuated by an electromagnet 9.
  • the safety valve 8 is designed as an open-close valve and is biased in the closing direction by means of a spring. Contrary to the force of the spring, the safety valve 8 can be opened with the magnetic force of the electromagnet 9.
  • the solenoid 9 of the safety valve 8 and the electric actuator 6 of the gas valve 5 are respectively directly or indirectly controlled by an electronic control unit 11, 12.
  • the electronic control unit 11, 12 is in communication with the other electrical components of the gas hob, in particular with the user interface 3, a flame detection sensor 13 and a spark plug 14. The one by an operator Operating signals generated by means of the user interface 3 are processed in the electronic control unit 11, 12.
  • the electronic control unit 11, 12 controls the electric actuator 6 of the gas valve 5 and the solenoid 9 of the safety valve 8, so that the amount of gas supplied to the gas burner 2 is set according to the user default.
  • the electronic control unit 11, 12 acts on a spark plug 14 when necessary with electrical energy to ignite the gas flowing out of the gas burner 2.
  • thermocouple flame detection sensor 13 provides the electronic control unit 11, 12 a signal on whether the gas burner 2 actually a flame burns. If this is not the case despite outflowing gas, it is first attempted to ignite the gas by means of the spark plug 14 again. If this fails repeatedly, the gas supply to the gas burner 2 is automatically interrupted. These and possibly further automatic functions of the gas hob are stored in the electronic control unit 11, 12 and are executed accordingly.
  • the electronic control unit 11, 12, the electric actuator 6, the solenoid 9 and the other electrical components of the gas cooking appliance are supplied with electrical energy from a power supply unit 16 during normal operation of the gas cooking appliance.
  • the power supply unit 16 is connected via a mains connection line 17 to a household power grid and converts the mains voltage into a low DC voltage.
  • the gas cooking appliance has an energy store 18 which ensures an emergency power supply for at least part of the electrical components of the gas cooking appliance.
  • the gas cooking appliance can be brought in a loss of power to a safe state.
  • the electrical energy stored in the energy store 18 is used to close the gas valve 5 when the power supply ceases.
  • the energy storage 18 supplies at least a portion of the electronic control unit 11, 12, the driver electronics unit 15 and the electric actuator 6 with electrical energy, at least until the gas valve 5 is fully closed.
  • the gas flow to the gas burner 2 is interrupted. Redundant to this includes also Safety valve 8 automatically when the power supply to the solenoid 9 is interrupted, which is inevitably the case in a loss of power.
  • the energy storage 18 is designed as a double-layer capacitor with a capacity of about 50 F. This capacity of the energy store 18 is sufficient with a safety factor of about 5 to close the gas valve 5. During normal operation of the gas cooking appliance, the energy store 18 is kept in a fully charged state by means of the power supply unit 16.
  • the electronic control unit 11, 12 is designed in two parts, with a first part 11 containing the components required to close the gas valve 5 in the event of a power failure. Only this comparatively small first part 11 of the electronic control unit 11, 12 must be supplied with power from the energy store 18 in the event of a loss of power.
  • the second part 12 of the electronic control unit 11, 12 serves to carry out the other functions of the gas cooking appliance, for example for communication with the user interface 3, for evaluating the signal of the flame detection sensor 13 and for igniting the gas flame by means of the spark plug 14.
  • control signals for opening or closing the gas valve 5 are also generated by the second part 12 of the electronic control unit 11, 12. In the present exemplary embodiment, these control signals are applied to the driver electronics unit 15 via the first part 11 of the electronic control unit 11, 12.
  • the two parts of the electronic control unit 11, 12, the power supply unit 16 and the energy storage 18 can be combined to form an assembly 19 and arranged for example in a common housing.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Gaskochgerät mit mindestens einem Gasbrenner 2, einer zum Gasbrenner führenden Gasversorgungsleitung 4 und einem in der Gasversorgungsleitung 4 angeordneten Gasventil 5. Das Gasventil 5 ist mittels eines elektrischen Stellglieds 6 ansteuerbar und verfügt über einen variablen Öffnungsquerschnitt. Eine Stromversorgung dient zur Versorgung des elektrischen Stellglieds 6 mit elektrischer Energie. Erfindungsgemäß ist ein elektrischer Energiespeicher 18 vorgesehen, der bei einem Wegfall der Stromversorgung den elektrischen Stellglieds 6 zumindest vorübergehend mit elektrischer Energie versorgt. Bevorzugt ist eine Steuereinheit 11, 12 derart ausgeführt, dass bei einem Wegfall der Stromversorgung das elektrische Stellglied 6 das Gasventil 5 mittels der im elektrischen Energiespeicher 18 gespeicherten Energie schließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gaskochgerät mit mindestens einem Gasbrenner, einer zu dem Gasbrenner führenden Gasversorgungsleitung und einem in der Gasversorgungsleitung angeordneten, mittels eines elektrischen Stellglieds betätigbaren Gasventil mit einem variablen Öffnungsquerschnitt, und mit einer Stromversorgung zur Versorgung des elektrische Stellglieds mit elektrischer Energie.
  • Gaskochgeräte der genannten Art können beispielsweise als Gaskochmulden, die zum Einbau in eine Küchenarbeitsplatte vorgesehen sind, als Gaskochfeld eines Standherds oder als Gasbackofen ausgeführt sein. In der Regel besitzt das Gaskochgerät mehrere Gasbrenner, denen jeweils über eine Gasversorgungsleitung Gas zugeführt wird. Die Gasversorgungsleitung umfasst einen Hauptleitungsabschnitt, über den der gesamte in dem Gaskochgerät verbrauchte Gasstrom geführt wird. Von dem Hauptleitungsabschnitt ausgehende Zweigleitungsabschnitte der Gasversorgungsleitung führen dann zu jedem einzelnen Gasbrenner. Das dem Gasbrenner zugeführte Gas wird am Gasbrenner verbrannt. Bei dem Gas handelt es sich üblicherweise um Erdgas, Flüssiggas (Propan und/oder Butan) oder um Stadtgas. In jedem Zweigleitungsabschnitt der Gasversorgungsleitung ist ein Gasventil angeordnet. Mit diesem kann die Heizleistung des Gasbrenners an demselben Zweigleitungsabschnitt zwischen einer Minimalleistung und einer Maximalleistung gesteuert werden. Weiter kann die Gasversorgung des Gasbrenners mittels des Gasventils vollständig unterbrochen werden, sodass am Gasbrenner keine Verbrennung stattfindet und aus dem Gasbrenner auch kein unverbranntes Gas ausströmt.
  • Bei gattungsgemäßen Gaskochgeräten wird das Gasventil mittels eines elektrischen Stellglieds, beispielsweise eines Elektromotors betätigt, der von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert wird. Die Ansteuerung erfolgt dabei nach Vorgabe einer Bedienperson über ein mit der Steuereinheit verbundenes Bedienelement. Zusätzlich werden bei der Ansteuerung des Gasventils Betriebsparameter des Gaskochgeräts, wie beispielsweise das Vorhandensein einer Flamme am Gasbrenner, berücksichtigt. Für die Stromversorgung der elektrischen Komponenten, insbesondere des elektrischen Stellglieds und der elektronischen Steuereinheit, weist das Gaskochgerät eine geeignete Stromversorgungseinheit auf, welche in der Regel an ein Haushaltsstromnetz angeschlossen wird und einen Spannungswandler und einen Gleichrichter umfasst.
  • Um die Betriebssicherheit des Gaskochgeräts zu gewährleisten, ist sicher zu stellen, dass es in jeder denkbaren Betriebssituation möglich ist, die Gaszufuhr zu dem Gasbrenner zu unterbrechen. Zu diesem Zweck ist es gemäß einer im Hause der Patentanmelderin verwendeten Lösung bekannt, zusätzlich zu einem regelbaren Gasventil mit variablem Öffnungsquerschnitt jedem Gasbrenner zwei Sicherheitsventile zuzuordnen. Hierbei befindet sich ein erstes, zentrales Sicherheitsventil in einem Hauptleitungsabschnitt der Gasversorgungsleitung, während sich in jedem Zweigleitungsabschnitt ein zweites Sicherheitsventil befindet. Jedem Gasbrenner sind damit zwei Sicherheitsventile - eines im Hauptleitungsabschnitt und eines im Zweigleitungsabschnitt - zugeordnet. Mit jedem dieser Sicherheitsventile kann die Gaszufuhr zu dem Gasbrenner unabhängig von dem regelbaren Gasventil unterbrochen werden. Durch die Zuordnung von zwei Sicherheitsventilen zu jedem Gasbrenner ist die Sicherheit des Gaskochfelds auch im Falle eines fälschlichen Offenstehens des regelbaren Gasventils und eines gleichzeitigen Defekts eines der Sicherheitsventile gewährleistet. Ein Nachteil dieser Anordnung ist der durch die Anzahl der Sicherheitsventile bedingte große konstruktive Aufwand.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacher aufgebautes sicheres Gaskochgerät zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein elektrischer Energiespeicher vorgesehen ist, der bei einem Wegfall der Stromversorgung das elektrische Stellglied zumindest vorübergehend mit elektrischer Energie versorgt. Damit ist sichergestellt, dass das elektrische Stellglied auch dann noch das Gasventil betätigen kann, wenn die Stromversorgung unterbrochen ist. Durch den Energiespeicher kann das Gasventil die Funktion eines Sicherheitsventils mit übernehmen, so dass die Anzahl der separaten Sicherheitsventile reduziert werden kann. Der elektrische Energiespeicher kompensiert jeden Wegfall der Stromversorgung, beispielsweise bei einem Ausfall des Haushaltsstromnetzes, bei Betätigung eines elektrischen Hauptschalters oder bei einem Defekt eines der Stromversorgung dienenden Bauteils des Gaskochgeräts.
  • Mit besonderem Vorteil ist die Erfindung einsetzbar, wenn zur Stromversorgung des elektrischen Stellglieds eine an ein Haushaltsstromnetz anschließbare Stromversorgungseinheit vorgesehen ist. Die Stromversorgungseinheit umfasst einen Spannungswandler und einen Gleichrichter und stellt den elektrischen Komponenten des Gaskochgeräts eine niedrige Gleichspannung zur Verfügung.
  • Mit besonderem Vorteil ist der elektrische Energiespeicher austauschbar. Ein Auswechseln des Energiespeichers ist somit in einfacher Weise durch eine Bedienperson oder durch einen Kundendiensttechniker möglich. Für einen Austausch des Energiespeichers sind keine oder nur einfache Werkzeuge erforderlich.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform weist der elektrische Energiespeicher mindestens eine Primärzelle, beispielsweise eine Lithium-Batterie auf. Bei Primärzellen handelt es sich um nicht wiederaufladbare Batterien, die nach Entladung ausgetauscht werden müssen. Gleiches gilt, wenn die Primärzelle aufgrund eines Alterungsprozesses an gespeicherter elektrischer Ladung verliert. Besonders alterungsbeständig erweisen sich in diesem Zusammenhang Lithium-Batterien, die eine besonders hohe Lebensdauer besitzen.
  • Gemäß einer anderen möglichen Ausführungsform ist der elektrische Energiespeicher aufladbar, vorzugsweise mit einer von der Stromversorgungseinheit bereitgestellten elektrischen Energie. Der aufladbare Energiespeicher wird während des normalen Betriebs des Gaskochgeräts fortlaufend in einem optimalen Landungszustand gehalten. Eine Entnahme von Energie aus dem aufladbaren Energiespeicher erfolgt dann, wenn die Stromversorgung über die Stromversorgungseinheit ausfällt.
  • Gemäß einer möglichen Ausführungsform weist der aufladbare elektrische Energiespeicher mindestens eine Sekundärzelle auf, beispielsweise einen Nickel-MetallHydrid-Akku. Derartige Sekundärzellen sind wiederaufladbar, besitzen jedoch eine Lebensdauer, die geringer ist als die übliche Lebensdauer des Gaskochgeräts. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Sekundärzelle in regelmäßigen Zeitabschnitten von beispielsweise mehreren Jahren auszutauschen.
  • Alternativ weist der aufladbare elektrische Energiespeicher mindestens einen Kondensator auf, beispielsweise einen Doppelschicht-Kondensator. Kondensatoren besitzen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer, so dass eine Austauschbarkeit des Kondensators nicht unbedingt erforderlich ist. Doppelschicht-Kondensatoren, die häufig auch mit Handelsnamen wie Gold-Cap oder Ultra-Cap bezeichnet werden, besitzen eine besonders große Speicherkapazität wie sie für eine Notversorgung des elektrischen Stellglieds am Gasventil erforderlich ist.
  • Vorzugsweise beträgt die Speicherkapazität des Energiespeichers zwischen 20 F und 500 F, besonders bevorzugt zwischen 30 F und 130 F.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das elektrische Stellglied als Elektromotor, insbesondere als Schrittmotor ausgeführt. Schrittmotoren besitzen definierte Rotationsstellungen, die gezielt angesteuert werden können. Jeder Rotationsstellung des Schrittmotors ist ein bestimmter Öffnungsquerschnitt des Gasventils zugeordnet. Möglich ist auch eine Ausführung des elektrischen Stellglieds als Gleichstrommotor.
  • Zweckmäßigerweise ist das elektrische Stellglied mittels einer elektronischen Steuereinheit ansteuerbar.
  • Mit besonderem Vorteil ist die Steuereinheit derart ausgeführt, dass bei einem Wegfall der Stromversorgung das elektrische Stellglied das Gasventil mittels der im elektrischen Energiespeicher gespeicherten Energie schließt. Dies bedeutet, dass bei einem Wegfall der Stromversorgung das Gaskochgerät automatisch in einen sicheren Zustand gebracht wird. Hierfür wird die in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherte Energie verwendet. Die Speicherkapazität des Energiespeichers ist so ausgelegt, dass die gespeicherte Energie ein Schließen des Gasventils sicher ermöglicht. Hierfür ist ein Sicherheitsfaktor von ca. 3 bis 5 vorgesehen, d.h. die im Energiespeicher gespeicherte Energiemenge ist 3- bis 5-mal so groß wie die zum Schließen des Gasventils erforderliche Energiemenge. Die Logik, wonach ein Ausfall der Stromversorgung automatisch zu einem Schließen des Gasventils führt, ist in der Steuereinheit hinterlegt.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuereinheit zweiteilig ausgeführt ist, derart, dass bei einem Wegfall der Stromversorgung der elektrische Energiespeicher einen ersten Teil der Steuereinheit, mit dem das elektrische Stellglied zum Zweck des Schließens des Gasventils ansteuerbar ist, mit elektrischer Energie versorgt, während ein zweiter Teil der Steuereinheit, mit dem andere Funktionen des Gaskochgeräts steuerbar sind, nicht mit elektrischer Energie vorsorgt wird. Mit dieser Zweiteilung der Steuereinheit ist gewährleistet, dass die im Energiespeicher gespeicherte Energie nicht für nicht-sicherheitsrelevante Funktionen verwendet wird. Stattdessen wird nur der Teil der Steuereinheit von dem Energiespeicher mit Energie versorgt, der zu einem Überführen des Gaskochgeräts in einen sicheren Zustand benötigt wird. Der Energiespeicher kann bei dieser Ausführung mit einer besonders geringen Speicherkapazität ausgeführt werden.
  • Weiter ist die Steuereinheit derart ausgeführt, dass ein Öffnen des Gasventils verhindert ist, wenn die in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Ladungsmenge einen voreingestellten Wert unterschreitet. Gleichermaßen ist es möglich, dass die Steuereinheit derart ausgeführt ist, dass das Gasventil automatisch geschlossen wird, wenn die in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Ladungsmenge einen voreingestellten Wert unterschreitet. Beide Maßnahmen dienen dazu, einen Betrieb des Gaskochgeräts zu verhindern, wenn die momentan gespeicherte Energiemenge nicht ausreicht, um im Falle eines Wegfalls der Stromversorgung das Gasventil zu schließen. Der voreingestellte Wert für die elektrische Ladungsmenge entspricht dabei der zum Schließen des Gasventils erforderlichen elektrischen Energie, multipliziert mit einem angemessenen Sicherheitsfaktor.
  • Zusätzlich zu dem mit dem elektrischen Stellglied betätigbaren Gasventil ist in der Gasversorgungsleitung ein Sicherheitsventil angeordnet, das vorzugsweise als Auf-Zu-Ventil ausgeführt ist. Ein Auf-Zu-Ventil besitzt lediglich zwei definierte Schaltstellungen und ist entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen. Das Sicherheitsventil bietet die erforderliche Redundanz, die erforderlich ist, um beispielsweise auch im Falle eines Defekts des Gasventils ein Schließen der Gasversorgungsleitung zu ermöglichen.
  • Das Sicherheitsventil ist vorzugsweise mittels Federkraft in Schließstellung vorgespannt. Weiter ist das Sicherheitsventil mittels eines Elektromagnets in Öffnungsrichtung betätigbar. Mit dieser Anordnung ist auch das Sicherheitsventil so ausgeführt, dass ein Wegfall der Stromversorgung automatisch zu einem Schließen des Sicherheitsventils führt.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Die Figur zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen, als Gaskochmulde ausgeführten Gaskochgeräts. Das Gaskochgerät umfasst eine Kochfeldplatte 1, die beispielsweise aus Metallblech, Glas oder Glaskeramik ausgeführt sein kann. Auf der Kochfeldplatte 1 befinden sich mehrere Gasbrenner 2, von denen beispielhaft ein einziger Gasbrenner 2 dargestellt ist. Ein Brennerkopf des Gasbrenners 2, aus dem während des Betriebs Gasflammen 10 austreten, befindet sich hierbei oberhalb der Ebene der Kochfeldplatte 1. Ein User-Interface 3, welches Bedienelemente zum Betätigen der Gaskochmulde durch eine Bedienperson sowie ggf. Anzeigeelemente enthält, befindet sich ebenfalls im Bereich der Kochfeldplatte 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält das User-Interface 3 elektrische Bedienelemente, wie beispielsweise Touch-Sensoren, mit denen elektrische Steuersignale erzeugt werden.
  • Das zu verbrennende Gas wird dem Gasbrenner 2 über eine Gasversorgungsleitung 4 zugeführt. Der Volumenstrom des zu verbrennenden Gases wird dabei über ein Gasventil 5 eingestellt, das in der Gasversorgungsleitung 4 angeordnet ist. Ein Öffnungsquerschnitt des Gasventils 5 wird über ein elektrisches Stellglied 6, das als Elektromotor, vorzugsweise als Schrittmotor ausgeführt ist, stufenlos oder mehrstufig eingestellt. Darüber hinaus kann das Gasventil 5 mittels des Elektromotors 6 auch vollständig geschlossen werden, so dass dem Gasbrenner 2 kein Gas zugeführt wird. Gasventil 5 und elektrisches Stellglied 6 bilden zusammen eine Ventileinheit 7, die als zusammengehörende Baueinheit mit der Gasversorgungsleitung 4 verbunden ist.
  • Stromauf des Gasventils 5 ist in der Gasversorgungsleitung 4 zusätzlich ein Sicherheitsventil 8 angeordnet, das von einem Elektromagnet 9 betätigbar ist. Das Sicherheitsventil 8 ist als Auf-Zu-Ventil ausgeführt und ist in Schließrichtung mittels einer Feder vorgespannt. Entgegen der Kraft der Feder kann das Sicherheitsventil 8 mit der Magnetkraft des Elektromagnets 9 geöffnet werden.
  • Der Elektromagnet 9 des Sicherheitsventils 8 und das elektrische Stellglied 6 des Gasventils 5 werden jeweils direkt oder indirekt von einer elektronischen Steuereinheit 11, 12 angesteuert. Hierbei erfolgt die Ansteuerung des elektrischen Stellglieds 6 durch die elektronische Steuereinheit 11, 12 über eine separate Treiberelektronikeinheit 15. Die elektronische Steuereinheit 11, 12 steht in Verbindung mit den übrigen elektrischen Komponenten des Gaskochfelds, insbesondere mit dem User-Interface 3, einem Flammenerkennungssensor 13 und einer Zündkerze 14. Die von einer Bedienperson mittels des User-Interface 3 erzeugten Bediensignale werden in der elektronischen Steuereinheit 11, 12 verarbeitet. Die elektronische Steuereinheit 11, 12 steuert daraufhin das elektrische Stellglied 6 des Gasventils 5 und den Elektromagnet 9 des Sicherheitsventils 8 an, so dass die dem Gasbrenner 2 zugeführte Gasmenge entsprechend der Benutzervorgabe eingestellt wird. Darüber hinaus beaufschlagt die elektronische Steuereinheit 11, 12 eine Zündkerze 14 bei Bedarf mit elektrischer Energie, um das am Gasbrenner 2 ausströmende Gas zu zünden. Der vorzugsweise als Thermoelement ausgeführte Flammenerkennungssensor 13 liefert der elektronischen Steuereinheit 11, 12 ein Signal darüber, ob am Gasbrenner 2 tatsächlich eine Flamme brennt. Wenn dies trotz ausströmenden Gases nicht der Fall ist, wird zunächst versucht, das Gas mittels der Zündkerze 14 erneut zu zünden. Falls dies wiederholt fehlschlägt, wird die Gaszufuhr zu dem Gasbrenner 2 automatisch unterbrochen. Diese und ggf. weitere automatische Funktionen des Gaskochfelds sind in der elektronischen Steuereinheit 11, 12 hinterlegt und werden von dieser entsprechend ausgeführt.
  • Die elektronische Steuereinheit 11, 12, das elektrische Stellglied 6, der Elektromagnet 9 und die übrigen elektrischen Komponenten des Gaskochgeräts werden während des normalen Betriebs des Gaskochgeräts von einer Stromversorgungseinheit 16 mit elektrischer Energie versorgt. Die Stromversorgungseinheit 16 ist über eine Netzanschlussleitung 17 an ein Haushaltsstromnetz angeschlossen und wandelt die Netzspannung in eine niedrige Gleichspannung um.
  • Erfindungsgemäß weist das Gaskochgerät einen Energiespeicher 18 auf, der eine Notstromversorgung zumindest eines Teils der elektrischen Komponenten des Gaskochgeräts sicherstellt. Damit kann das Gaskochgerät bei einem Wegfall der Stromversorgung in einen sicheren Zustand gebracht werden. Konkret wird die in dem Energiespeicher 18 gespeicherte elektrische Energie dazu verwendet, um bei einem Wegfall der Stromversorgung das Gasventil 5 zu schließen. Hierzu versorgt der Energiespeicher 18 zumindest einen Teil der elektronischen Steuereinheit 11, 12, die Treiberelektronikeinheit 15 und das elektrische Stellglied 6 mit elektrischer Energie, zumindest solange, bis das Gasventil 5 vollständig geschlossen ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass bei einem Wegfall der Stromversorgung, beispielsweise bei einem Ausfall des Stromnetzes oder bei einem Defekt der Stromversorgungseinheit 16, der Gasstrom zum Gasbrenner 2 unterbrochen wird. Redundant hierzu schließt auch das Sicherheitsventil 8 selbsttätig, sobald die Stromzufuhr zu dem Elektromagnet 9 unterbrochen ist, was bei einem Wegfall der Stromversorgung zwangsläufig der Fall ist.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Energiespeicher 18 als Doppelschicht-Kondensator mit einer Kapazität von ca. 50 F ausgeführt. Diese Kapazität des Energiespeichers 18 reicht mit einem Sicherheitsfaktor von ca. 5 aus, um das Gasventil 5 zu schließen. Während des normalen Betriebs des Gaskochgeräts wird der Energiespeicher 18 mittels der Stromversorgungseinheit 16 in vollständig geladenem Zustand gehalten.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die elektronische Steuereinheit 11, 12 zweiteilig ausgeführt, wobei ein erster Teil 11 die zum Schließen des Gasventils 5 im Falle eines Stromausfalls erforderlichen Komponenten enthält. Nur dieser vergleichsweise kleine erste Teil 11 der elektronischen Steuereinheit 11, 12 muss im Falle eines Wegfalls der Stromversorgung von dem Energiespeicher 18 mit Strom versorgt werden. Der zweite Teil 12 der elektronischen Steuereinheit 11, 12 dient zur Ausführung der übrigen Funktionen des Gaskochgeräts, beispielsweise zur Kommunikation mit dem User-Interface 3, zur Auswertung des Signals des Flammenerkennungssensors 13 und zum Zünden der Gasflamme mittels der Zündkerze 14. Während des normalen Betriebs des Gaskochgeräts werden auch Steuersignale zum Öffnen oder Schließen des Gasventils 5 von dem zweiten Teil 12 der elektronischen Steuereinheit 11, 12 erzeugt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden diese Steuersignale über den ersten Teil 11 der elektronischen Steuereinheit 11, 12 auf die Treiberelektronikeinheit 15 gegeben.
  • Wie mit gestrichelten Linien angedeutet, können die beiden Teile der elektronischen Steuereinheit 11, 12, die Stromversorgungseinheit 16 und der Energiespeicher 18 zu einer Baugruppe 19 zusammengefasst und beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kochfeldplatte
    2
    Gasbrenner
    3
    User-Interface
    4
    Gasversorgungsleitung
    5
    Gasventil
    6
    elektrisches Stellglied
    7
    Ventileinheit
    8
    Sicherheitsventil
    9
    Elektromagnet
    10
    Gasflammen
    11
    Elektronische Steuereinheit (erster Teil)
    12
    Elektronische Steuereinheit (zweiter Teil)
    13
    Flammenerkennungssensor
    14
    Zündkerze
    15
    Treiberelektronikeinheit
    16
    Stromversorgungseinheit
    17
    Netzanschlussleitung
    18
    Energiespeicher
    19
    Baugruppe

Claims (15)

  1. Gaskochgerät mit mindestens einem Gasbrenner (2), einer zu dem Gasbrenner (2) führenden Gasversorgungsleitung (4) und einem in der Gasversorgungsleitung (4) angeordneten, mittels eines elektrischen Stellglieds (6) betätigbaren Gasventil (5) mit einem variablen Öffnungsquerschnitt, und mit einer Stromversorgung zur Versorgung des elektrischen Stellglieds (6) mit elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Energiespeicher (18) vorgesehen ist, der bei einem Wegfall der Stromversorgung das elektrische Stellglied (6) zumindest vorübergehend mit elektrischer Energie versorgt.
  2. Gaskochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stromversorgung des elektrischen Stellglieds (6) eine an ein Haushaltsstromnetz anschließbare Stromversorgungseinheit (16) vorgesehen ist.
  3. Gaskochgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher (18) austauschbar ist.
  4. Gaskochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher (18) mindestens eine Primärzelle aufweist, beispielsweise eine Lithium-Batterie.
  5. Gaskochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher (18) aufladbar ist, vorzugsweise mit einer von der Stromversorgungseinheit (16) bereitgestellten elektrischen Energie.
  6. Gaskochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher (18) mindestens eine Sekundärzelle aufweist, beispielsweise einen NiMH-Akku.
  7. Gaskochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher (18) mindestens einen Kondensator aufweist, beispielsweise einen Doppelschicht-Kondensator.
  8. Gaskochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Stellglied (6) mittels einer elektronischen Steuereinheit (11, 12) ansteuerbar ist.
  9. Gaskochgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (11, 12) derart ausgeführt ist, dass bei einem Wegfall der Stromversorgung das elektrische Stellglied (6) das Gasventil (5) mittels der im elektrischen Energiespeicher (18) gespeicherten Energie schließt.
  10. Gaskochgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (11, 12) zweiteilig ausgeführt ist, derart, dass bei einem Wegfall der Stromversorgung der elektrische Energiespeicher (18) einen ersten Teil der Steuereinheit (11), mit dem das elektrische Stellglied (6) zum Zweck des Schließens des Gasventils (5) ansteuerbar ist, mit elektrischer Energie versorgt, während ein zweiter Teil der Steuereinheit (12), mit dem andere Funktionen des Gaskochgeräts steuerbar sind, nicht mit elektrischer Energie versorgt wird.
  11. Gaskochgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (11, 12) derart ausgeführt ist, dass ein Öffnen des Gasventils (5) verhindert ist, wenn die in dem Energiespeicher (18) gespeicherte elektrische Ladungsmenge einen voreingestellten Wert unterschreitet.
  12. Gaskochgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (11, 12) derart ausgeführt ist, dass das Gasventil (5) selbsttätig geschlossen wird, wenn die in dem Energiespeicher (18) gespeicherte elektrische Ladungsmenge einen voreingestellten Wert unterschreitet.
  13. Gaskochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasversorgungsleitung (4) zusätzlich ein Sicherheitsventil (8) angeordnet ist, das vorzugsweise als Auf-Zu-Ventil ausgeführt ist.
  14. Gaskochgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil (8) - vorzugsweise mittels Federkraft - in Schließstellung vorgespannt ist.
  15. Gaskochgerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil (8) mittels eines Elektromagnets (9) in Öffnungsrichtung betätigbar ist.
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