EP2526343A2 - Hausgerätvorrichtung - Google Patents

Hausgerätvorrichtung

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Publication number
EP2526343A2
EP2526343A2 EP11704312A EP11704312A EP2526343A2 EP 2526343 A2 EP2526343 A2 EP 2526343A2 EP 11704312 A EP11704312 A EP 11704312A EP 11704312 A EP11704312 A EP 11704312A EP 2526343 A2 EP2526343 A2 EP 2526343A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
domestic appliance
unit
appliance device
heat
heat storage
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Withdrawn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
EP11704312A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jose-Ramon Garcia Jimenez
Alfonso Lorente Perez
Daniel Moros Sanz
Jose Luis Salvador Lacosta
Eva Maria Sanchez Garcia
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 EP2526343A2 publication Critical patent/EP2526343A2/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/34—Elements and arrangements for heat storage or insulation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J39/00—Heat-insulated warming chambers; Cupboards with heating arrangements for warming kitchen utensils
    • A47J39/006—Heat-insulated warming chambers; Cupboards with heating arrangements for warming kitchen utensils for either storing and preparing or for preparing food on serving trays, e.g. heating, thawing, preserving
    • 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
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/10—Tops, e.g. hot plates; Rings

Definitions

  • the invention is based on a domestic appliance device according to the preamble of claim 1.
  • a domestic appliance device with a heat storage unit which comprises a material which undergoes a phase transition during an operating process during heating to a specific device operating temperature.
  • the heat storage unit is installed in a door.
  • the invention relates to a domestic appliance device, in particular a hob device, with at least one heat storage unit, which has at least one material which undergoes a phase transition when heated to a specific device operating temperature.
  • the domestic appliance device has at least one coupling unit, which thermally couples the heat storage unit with at least one electronic component in at least one operating state.
  • a "heat storage unit” is to be understood in particular as meaning a unit which is provided for a repeated absorption and release of heat energy and which is intended to store heat, the unit differing from a heat pipe all operations in which the heat storage unit continuously absorbs heat or stores its stored te heat quantity remains constant, at most once the phase transition.
  • the material remains at a heat absorption of the heat storage unit at the same location and in particular immobile to a housing of the home appliance device.
  • phase transition is to be understood as meaning, in particular, a conversion of one or more phases, such as a solid phase, into at least one other phase, such as a liquid phase, by a “device operating temperature” at least a portion of a device during at least one operating operation.
  • a “coupling unit which thermally couples the heat storage unit to an electronic component” is to be understood in particular as meaning a unit which is provided for transferring a considerable part of an amount of heat which is emitted by the electronic component during at least one operating operation to the heat storage unit By “a considerable part” of an amount of heat, in particular at least 5%, preferably at least 20%, preferably at least 40% and particularly preferably at least 70% of the amount of heat should be understood.
  • an efficient construction can be achieved with an embodiment according to the invention
  • an effective cooling of the electronic component in particular in the case in which the electronic component
  • a quiet cooling can be achieved, in particular, furniture in which the domestic appliance device is installed in a fully assembled state is, free of recesses and openings, which are provided for a passage of cooling air streams are formed.
  • the domestic appliance device has the electronic component and the electronic component rests against the material in at least one operating state and / or is embedded in the material.
  • the electronic component is "embedded in the material” should be understood in particular that at least more than 50%, preferably at least more than 70% and more preferably at least more than 90% of an entire surface of the electronic component is applied to the material.
  • the domestic appliance device has at least one heat-conducting element, which is intended to conduct heat generated by the electronic component, and which has a higher thermal conductivity than the material.
  • the domestic appliance device has at least one liquid container which forms at least one part of the coupling unit, whereby a structurally simple construction can be achieved.
  • the coupling unit has at least one electrical insulator. This allows a cost-effective and stable construction can be achieved.
  • the heat storage unit forms a device main cooling unit.
  • a "device main cooling unit” is to be understood in particular as a unit which is intended to receive at least a considerable portion of a total amount of heat during operation and preferably during cooking processes, which is generated during the operation of a domestic appliance having the domestic appliance device.
  • the domestic appliance device is free of fan units which are provided for blowing out heat from the domestic appliance device.
  • a phase transition temperature of the phase transition is within an operating temperature range of an insulated gate bipolar transistor.
  • a “phase transition temperature” is to be understood in particular as meaning a temperature at which the phase transition takes place when the material is heated.
  • "Operating temperature range" of an insulated gate bipolar transistor is understood to mean, in particular, the temperature range lying between 25 ° C and 135 ° C , In this way, an effective heat storage can be achieved.
  • the material is an electrical insulator.
  • an efficient heat storage can be achieved.
  • it can be achieved that an amount of heat generated by the electronic component is effectively transferred to the material.
  • the electronic component is applied directly to the material.
  • the material comprises paraffin wax.
  • the domestic appliance device has at least one induction heating unit, which has the electronic component.
  • An "induction heating unit” is to be understood as meaning, in particular, a heating unit which is provided for generating magnetic fields and which is provided for generating eddy currents in cookware for heating the cookware, thereby allowing user-friendly heating to be achieved.
  • the domestic appliance device has at least one fastening unit which fixes the heat storage unit in at least one operating state to a hotplate unit fitting.
  • the domestic appliance device has at least one energy conversion unit, which is provided to convert heat energy of the heat storage unit into an energy present in at least one other energy form. As a result, a low energy consumption can be achieved.
  • the domestic appliance device has at least one heat-conducting unit, which transports heat from the heat storage unit to at least one domestic appliance in at least one operating operation, which is free of the heat storage unit.
  • a heat conduction unit which transports heat from the heat storage unit to at least one household appliance, which is free of the Heat storage unit is ", should be understood in particular a unit which is intended to transport at least a significant portion of a heat storage unit absorbed amount of heat to at least one domestic appliance, which is free of the heat storage unit.
  • a domestic appliance is proposed with a domestic appliance device, whereby an efficient construction can be achieved.
  • a domestic appliance manufacturing method in particular for producing a domestic appliance device, is proposed in which a liquid is introduced into a liquid container. As a result, an efficient construction can be achieved.
  • FIG. 1 shows a hob with a domestic appliance device according to the invention
  • FIG. 2 is a view of a part of the domestic appliance device with a liquid container
  • FIG. 3 shows a view of a baking oven and the domestic appliance device designed as a hob device
  • Fig. 4 is a section through an alternative embodiment of a hob device
  • FIG. 5 shows a view of an alternative embodiment of a cooktop device, wherein a bottom of a liquid container and a heat storage unit of the cooktop device are not shown.
  • FIG. 1 shows a plan view of a domestic appliance designed as an induction hob with a domestic appliance device according to the invention, which is designed as a hob appliance. is forming.
  • the cooktop apparatus has a heat storage unit 10, which is formed from a material 12 (FIGS. 1 and 2) which is paraffin wax and, in particular, in cooking processes in which food to be cooked, which has a high heat capacity, over a relatively long period of time, in particular half an hour or one hour, when cooked, undergoes a phase transition, namely melting, through.
  • the material 12 is a material that evaporates during cooking.
  • Such a material 12 is especially water. In such cooking operations, the hob device is heated to a specific device operating temperature.
  • the material 12 absorbs energy without raising its temperature.
  • the material 12 is further an electrical insulator and has a high heat capacity.
  • the hob device has an electronic component 16.
  • the electronic component 16 may be part of a rectifier or an inverter of the cooktop apparatus.
  • the electronic component 16 is a switching element and constituted by a power transistor which is an insulated gate bipolar transistor 16 '.
  • the electronic component 16 may also be formed by one or more diodes and / or by a plurality of insulated gate bipolar transistors.
  • a temperature at which the material 12 passes through the phase transition lies in a working temperature range of the bipolar transistor 16 '.
  • the material 12 is an electrical insulator.
  • the hob device has a coupling unit 14, which thermally couples the heat storage unit 10 with the electronic component 16.
  • the coupling unit 14 has a parallelepipedic liquid container 20 which has a parallelepipedic cavity in which the heat storage unit 10 is arranged.
  • the heat storage unit 10 has a shape of a cuboid having a length of 350 mm, a width of 170 mm and a height of 22 mm.
  • the electronic component 16 is attached to the liquid container 20 formed of a metal.
  • the coupling unit 14 on an electrical insulator 22 which is formed by a film and which is fastened together with the electronic component 16 by a screw 42 of the hob device to the liquid container 20.
  • the insulator 22 is disposed between the electronic component 16 and the liquid container 20. Furthermore, the electronic component 16 abuts against the insulator 22 and the insulator 22 against the liquid container 20. In addition, the material 12 abuts against the liquid container 20. As a result, the electronic component 16 and the heat storage unit 10 are physically separated by the insulator 22 and the liquid container. 20, whereby an effective heat conduction from the electronic component 16 to the heat storage unit 10 is possible. Together with the electronic component 16, four further electronic components are attached to the liquid container 20. In principle, more than four electronic components can be attached to the liquid container 20.
  • the heat storage unit 10 forms a unit main cooling unit 24.
  • the unit main cooling unit 24 takes up a considerable part of a heat generated within the hob device and can, for example, slowly after completion of the cooking processes, for example, to its surroundings, without giving the energy is used, with no additional components, such as a fan, necessary for the release of energy.
  • the hob is free of fans.
  • the hob device has an induction heating unit 28 with coils 44, which are provided for generating eddy currents in a cookware and thus provided for heating the cookware ( Figure 1).
  • the induction heating unit 28 has the electronic component 16 (FIGS. 1 and 2).
  • An energy conversion unit 34 (FIG. 1) of the cooktop apparatus is provided to convert heat energy of the heat storage unit 10 into electrical energy.
  • the energy conversion unit 34 has a Peltier element (not shown) which generates a current flow by means of the heat energy of the heat storage unit 10.
  • the hob device has a heat-conducting unit 36 which, during cooking processes, transfers heat from the heat storage unit 10 to an oven
  • the heat-conducting unit 36 can also be formed by a heat pipe and / or by water, which in particular can circulate. The electrical energy can be used in particular during a standby operating mode of the cooktop.
  • the domestic appliance 38 can also be designed as a fryer or dishwasher.
  • the material 12 is added in the liquid state in the liquid container 20 and the liquid container 20 is subsequently closed.
  • the heat storage unit 10 as a cooling unit together with another cooling unit, such. B. a fan unit, especially in extreme heat to cool the hob device can be used.
  • FIGS. 4 and 5 show alternative embodiments. Substantially identical components, features and functions are basically numbered by the same reference numerals. To distinguish the embodiments, however, the reference numerals of the embodiment in Figures 4 and 5, the letter “a” or "b” added. The following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3, wherein reference can be made to the description of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3 with regard to components, features and functions remaining the same.
  • FIG. 4 shows a section through an alternative embodiment of a hob device.
  • the hob apparatus includes a fixing unit 30a, a heat storage unit 10a, a liquid container 20a, and a hot plate unit 32a.
  • the fixing unit 30a is formed by the hot plate unit 32a and the trough-shaped liquid container 20a, between which the heat storage unit 10a is enclosed. Further, the heat storage unit 10a abuts against the hot plate unit 32a formed as a glass-ceramic plate. A region of the glass ceramic plate above the heat storage unit 10a serves as a warming plate for food to be cooked.
  • FIG. 5 is a bottom view of an alternative embodiment of a cooktop apparatus wherein a bottom of a liquid container 20b of the cooktop apparatus and a heat storage unit of the cooktop apparatus are not shown.
  • the heat storage unit is disposed in the liquid container 20b.
  • the cooktop apparatus has a plurality of electronic components 16b embedded in the heat storage unit formed by paraffin wax.
  • the hob device comprises metal-formed heat-conducting elements 18b, which abut against one of the electronic components 16b and which are connected to the heat storage device. abutment unit.
  • the heat-conducting elements 18b have a higher thermal conductivity than a material 12b, from which the heat storage unit is formed.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätvorrichtung, insbesondere einer Kochfeldvorrichtung, mit zumindest einer Wärmespeichereinheit (10; 10a), welche zumindest ein Material (12; 12a) aufweist, welches bei einem Erhitzen auf eine bestimmte Gerätebetriebstemperatur einen Phasenübergang durchläuft. Um eine effiziente Bauweise zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Hausgerätvorrichtung wenigstens eine Kopplungseinheit (14; 14a; 14b) aufweist, welche die Wärmespeichereinheit (10; 10a) in wenigstens einem Betriebszustand wärmetechnisch mit zumindest einem elektronischen Bauelement (16; 16b) koppelt.

Description

Hausgerätvorrichtung
Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätvorrichtung nach dem Oberbegriff des An- Spruchs 1.
Aus der Druckschrift DE 102 26 657 A1 ist eine Hausgerätvorrichtung mit einer Wärmespeichereinheit bekannt, welches ein Material aufweist, das bei einem Betriebsvorgang während eines Erhitzens auf eine bestimmte Gerätebetriebstemperatur einen Phasen- Übergang durchläuft. Die Wärmespeichereinheit ist in eine Tür eingebaut.
Aus der Druckschrift DE 10 2004 025 915 A1 ist eine Hausgerätvorrichtung bekannt, welche eine heat pipe aufweist, mittels welcher Wärme transportiert wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer effizienten Bauweise bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätvorrichtung, insbesondere einer Kochfeldvorrichtung, mit zumindest einer Wärmespeichereinheit, welche zumindest ein Material aufweist, welches bei einem Erhitzen auf eine bestimmte Gerätebetriebstemperatur einen Phasenübergang durchläuft.
Es wird vorgeschlagen, dass die Hausgerätvorrichtung wenigstens eine Kopplungseinheit aufweist, welche die Wärmespeichereinheit in wenigstens einem Betriebszustand wärmetechnisch mit zumindest einem elektronischen Bauelement koppelt. Unter einer„Wärmespeichereinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einem wie- derholten Aufnehmen und Abgeben von Wärmeenergie vorgesehen ist und welche zu einem Speichern von Wärme vorgesehen ist, wobei die Einheit sich von einer heat pipe unterscheidet. Vorzugsweise durchläuft das Material bei allen Betriebsvorgängen, bei denen die Wärmespeichereinheit ununterbrochen Wärme aufnimmt oder ihre gespeicher- te Wärmemenge konstant bleibt, höchstens einmalig den Phasenübergang. Besonders bevorzugt bleibt das Material bei einer Wärmeaufnahme der Wärmespeichereinheit am selben Ort und insbesondere unbewegt zu einem Gehäuse der Hausgerätvorrichtung. Unter einem„Phasenübergang" soll insbesondere eine Umwandlung einer oder mehrerer Phasen, wie zum Beispiel einer festen Phase, in wenigstens eine andere Phase, wie zum Beispiel eine flüssige Phase, verstanden werden. Unter einer„Gerätebetriebstemperatur" soll insbesondere eine Temperatur verstanden werden, welche wenigstens ein Teil eines Bauelements während zumindest eines Betriebsvorgangs aufweist. Unter einer„Kopplungseinheit, welche die Wärmespeichereinheit wärmetechnisch mit einem elektronischen Bauelement koppelt", soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, einen erheblichen Teil einer Wärmemenge, welche bei wenigstens einem Betriebsvorgang von dem elektronischen Bauelement abgegeben wird, auf die Wärmespeichereinheit zu übertragen. Unter„einem erheblichen Teil" einer Wärmemenge sollen insbesondere wenigstens 5%, vorzugsweise wenigstens 20%, bevorzugt wenigstens 40% und besonders bevorzugt wenigstens 70% der Wärmemenge verstanden werden. Unter „vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet und/oder speziell programmiert verstanden werden. Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine effiziente Bauweise erreicht werden. Insbesondere kann eine effektive Kühlung des elektronischen Bauelements insbesondere in demjenigen Fall, in dem das elektronische Bauelement eine Maximalleistung erbringt, und im Besonderen eine einfache Kontrolle einer Temperatur des elektronischen Bauelements erreicht werden. Insbesondere kann eine kostengünstige Bauweise erreicht werden. Im Besonderen kann ein leises Kühlen erreicht werden. Im Besonderen können Möbelstücke, in welchen die Hausgerätvorrichtung in einem vollständig montierten Zustand eingebaut ist, frei von Aus- nehmungen und Öffnungen, welche zu einem Durchlassen von Kühlluftströmen vorgesehen sind, ausgebildet werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Hausgerätvorrichtung das elektronische Bauelement aufweist und das elektronische Bauelement in zumindest einem Betriebszustand an dem Material anliegt und/oder in dem Material eingebettet ist. Darunter, dass das elektronische Bauelement„in dem Material eingebettet ist", soll insbesondere verstanden werden, dass wenigstens mehr als 50%, vorzugsweise wenigstens mehr als 70% und besonders bevorzugt wenigstens mehr als 90% einer Gesamtoberfläche des elektronischen Bauelements an dem Material anliegt. Hierdurch kann eine effektive Kühlung erreicht werden. Vorzugsweise weist die Hausgerätvorrichtung wenigstens ein Wärmeleitelement auf, welches dazu vorgesehen ist, von dem elektronischen Bauelement erzeugte Wärme zu leiten, und welches eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das Material. Darunter, dass das„Wärmeleitelement dazu vorgesehen ist, von dem elektronischen Bauelement erzeug- te Wärme zu leiten", soll insbesondere verstanden werden, dass das Wärmeleitelement bei wenigstens einem Betriebsvorgang zumindest einen erheblichen Teil einer von dem elektronischen Bauelement abgegebenen Wärmemenge leitet. Auf diese Weise kann eine effiziente Energiespeicherung erreicht werden. Mit Vorteil weist die Hausgerätvorrichtung zumindest ein Flüssigkeitsbehältnis auf, welches wenigstens einen Teil der Kopplungseinheit bildet. Hierdurch kann eine konstruktiv einfache Bauweise erreicht werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Kopplungseinheit wenigstens einen elektrischen Isolator aufweist. Hierdurch kann eine kostengünstige und stabile Bauweise erreicht werden.
Vorzugsweise bildet die Wärmespeichereinheit eine Gerätehauptkühleinheit. Unter einer „Gerätehauptkühleinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, bei Betriebsvorgängen und vorzugsweise bei Kochvorgängen zumindest einen erheblichen Teil einer gesamten Wärmemenge aufzunehmen, welche bei dem Betriebsvorgang von einem Hausgerät, welches die Hausgerätvorrichtung aufweist, erzeugt wird. Dadurch kann eine kostengünstige Bauweise erreicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass die Hausgerätvorrichtung frei von Ventilatoreinheiten ist, welche zu einem Ausblasen von Wärme aus der Hausgerätvorrichtung vorgesehen sind.
Vorzugsweise liegt eine Phasenübergangstemperatur des Phasenübergangs innerhalb eines Arbeitstemperaturbereichs eines Bipolartransistors mit isolierter Gate-Elektrode. Unter einer„Phasenübergangstemperatur" soll insbesondere eine Temperatur verstanden werden, bei welcher bei einem Erhitzen des Materials der Phasenübergang stattfindet. Unter einem„Arbeitstemperaturbereich" eines Bipolartransistors mit isolierter Gate- Elektrode soll insbesondere der zwischen 25° Celsius und 135° Celsius liegende Temperaturbereich verstanden werden. Auf diese Weise kann eine effektive Wärmespeicherung erreicht werden. Mit Vorteil ist das Material ein elektrischer Isolator. Hierdurch kann eine effiziente Wärme- speicherung erreicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass eine von dem elektronischen Bauelement erzeugte Wärmemenge effektiv auf das Material übertragen wird. Im Besonderen kann erreicht werden, dass das elektronische Bauelement direkt an dem Material anliegt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Material Paraffinwachs auf. Dadurch kann eine kostengünstige Bauweise erreicht werden. Vorzugsweise weist die Hausgerätvorrichtung wenigstens eine Induktionsheizeinheit auf, welche das elektronische Bauelement aufweist. Unter einer„Induktionsheizeinheit" soll insbesondere eine Heizeinheit verstanden werden, welche zur Erzeugung von Magnetfeldern vorgesehen ist und welche zur Erzeugung von Wirbelströmen in Kochgeschirr zur Erhitzung des Kochgeschirrs vorgesehen ist. Dadurch kann ein benutzerfreundliches Hei- zen erreicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Hausgerätvorrichtung zumindest eine Befestigungseinheit aufweist, welche die Wärmespeichereinheit in wenigstens einem Betriebszustand an einer Kochplatteneinheit anliegend befestigt. Auf diese Weise kann eine effi- ziente Energienutzung erreicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass eine von der Wärmespeichereinheit gespeicherte Energie auf die Kochplatteneinheit übertragen wird, wodurch diese Energie insbesondere zu einem Warmhalten von auf der Kochplatteneinheit angeordnetem Gargut verwendbar ist. Mit Vorteil weist die Hausgerätvorrichtung wenigstens eine Energieumwandlungseinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, Wärmeenergie der Wärmespeichereinheit in eine in zumindest einer anderen Energieform vorliegende Energie umzuwandeln. Hierdurch kann ein geringer Energieverbrauch erreicht werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Hausgerätvorrichtung zumindest eine Wärmeleiteinheit auf, welche bei wenigstens einem Betriebsvorgang Wärme von der Wärmespeichereinheit zu wenigstens einem Hausgerät transportiert, welches frei von der Wärmespeichereinheit ist. Unter einer„Wärmeleiteinheit, welche Wärme von der Wärmespeichereinheit zu wenigstens einem Hausgerät transportiert, welches frei von der Wärmespeichereinheit ist", soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, wenigstens einen erheblichen Teil einer von der Wärmespeichereinheit aufgenommenen Wärmemenge zu wenigstens einem Hausgerät zu transportieren, welches frei von der Wärmespeichereinheit ist. Hierdurch kann eine flexible Wärmenut- zung erreicht werden.
Ferner wird ein Hausgerät mit einer Hausgerätvorrichtung vorgeschlagen, wodurch eine effiziente Bauweise erreicht werden kann. Des Weiteren wird ein Hausgerätherstellungsverfahren, insbesondere zur Herstellung einer Hausgerätvorrichtung, vorgeschlagen, bei welchem eine Flüssigkeit in ein Flüssigkeitsbehältnis eingefüllt wird. Dadurch kann eine effiziente Bauweise erreicht werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeich- nung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Kochfeld mit einer erfindungsgemäßen Hausgerätvorrichtung,
Fig. 2 eine Ansicht eines Teils der Hausgerätvorrichtung mit einem Flüssigkeitsbehältnis,
Fig. 3 eine Ansicht eines Backofens und der als Kochfeldvorrichtung ausgebildeten Hausgerätvorrichtung,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine alternative Ausbildung einer Kochfeldvorrichtung und
Fig. 5 eine Ansicht auf eine alternative Ausbildung einer Kochfeldvorrich- tung, wobei ein Boden eines Flüssigkeitsbehältnisses und eine Wärmespeichereinheit der Kochfeldvorrichtung nicht dargestellt sind.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf ein als Induktionskochfeld ausgebildetes Hausgerät mit einer erfindungsgemäßen Hausgerätvorrichtung, welche als Kochfeldvorrichtung ausge- bildet ist. Die Kochfeldvorrichtung weist eine Wärmespeichereinheit 10 auf, welche aus einem Material 12 (Figuren 1 und 2) gebildet ist, das Paraffinwachs ist und insbesondere bei Kochvorgängen, bei denen Gargut, welches eine hohe Wärmekapazität aufweist, über einen längeren Zeitraum, wie insbesondere eine halbe Stunde oder eine Stunde, gegart wird, einen Phasenübergang, und zwar ein Schmelzen, durchläuft. Prinzipiell ist auch denkbar, dass das Material 12 ein Material ist, das beim Garen verdampft. Ein solches Material 12 ist insbesondere Wasser. Bei solchen Kochvorgängen wird die Kochfeldvorrichtung auf eine bestimmte Gerätebetriebstemperatur erhitzt. Bei dem Phasenübergang nimmt das Material 12 Energie auf, ohne dass seine Temperatur erhöht wird. Das Material 12 ist ferner ein elektrischer Isolator und weist eine hohe Wärmekapazität auf. Außerdem weist die Kochfeldvorrichtung ein elektronisches Bauelement 16 auf. Das elektronische Bauelement 16 kann ein Teil eines Gleichrichters oder eines Wechselrichters der Kochfeldvorrichtung sein. Das elektronische Bauelement 16 ist ein Schaltelement und durch einen Leistungstransistor gebildet, der ein Bipolartransistor 16' mit isolierter Gate- Elektrode ist. Prinzipiell kann das elektronische Bauelement 16 auch durch eine oder mehrere Dioden und/oder durch mehrere Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode gebildet sein. Eine Temperatur, bei welcher das Material 12 den Phasenübergang durchläuft, liegt in einem Arbeitstemperaturbereich des Bipolartransistors 16'. Des Weiteren ist das Material 12 ein elektrischer Isolator.
Ferner weist die Kochfeldvorrichtung eine Kopplungseinheit 14 auf, welche die Wärmespeichereinheit 10 wärmetechnisch mit dem elektronischen Bauelement 16 koppelt. Hierzu weist die Kopplungseinheit 14 ein quaderförmiges Flüssigkeitsbehältnis 20 auf, das einen quaderförmigen Hohlraum aufweist, in dem die Wärmespeichereinheit 10 angeord- net ist. Die Wärmespeichereinheit 10 weist eine Form eines Quaders mit einer Länge von 350 mm, einer Breite von 170 mm und einer Höhe von 22 mm auf. Das elektronische Bauelement 16 ist an dem aus einem Metall gebildeten Flüssigkeitsbehältnis 20 befestigt. Weiterhin weist die Kopplungseinheit 14 einen elektrischen Isolator 22 auf, der durch eine Folie gebildet ist und der zusammen mit dem elektronischen Bauelement 16 durch eine Schraube 42 der Kochfeldvorrichtung an dem Flüssigkeitsbehältnis 20 befestigt ist. Der Isolator 22 ist zwischen dem elektronischen Bauelement 16 und dem Flüssigkeitsbehältnis 20 angeordnet. Ferner liegt das elektronische Bauelement 16 an dem Isolator 22 und der Isolator 22 an dem Flüssigkeitsbehältnis 20 an. Außerdem liegt das Material 12 an dem Flüssigkeitsbehältnis 20 an. Demzufolge sind das elektronische Bauelement 16 und die Wärmespeichereinheit 10 materiell durch den Isolator 22 und das Flüssigkeitsbehält- nis 20 verbunden, wodurch eine effektive Wärmeleitung von dem elektronischen Bauelement 16 zu der Wärmespeichereinheit 10 möglich ist. Zusammen mit dem elektronischen Bauelement 16 sind vier weitere elektronische Bauelemente an dem Flüssigkeitsbehältnis 20 befestigt. Prinzipiell können auch mehr als vier elektronische Bauelemente an dem Flüssigkeitsbehältnis 20 befestigt sein.
Außerdem bildet die Wärmespeichereinheit 10 eine Gerätehauptkühleinheit 24. Die Gerä- tehauptkühleinheit 24 nimmt bei Kochvorgängen einen erheblichen Teil einer innerhalb der Kochfeldvorrichtung erzeugten Wärmemenge auf und kann diese beispielsweise langsam nach einer Beendigung der Kochvorgänge, zum Beispiel an seine Umgebung, abgeben, ohne dass die Energie weiterverwendet wird, wobei hierzu keine zusätzlichen Bauelemente, wie z.B. ein Ventilator, zur Abgabe der Energie nötig sind. Das Kochfeld ist frei von Ventilatoren ausgebildet. Des Weiteren weist die Kochfeldvorrichtung eine Induktionsheizeinheit 28 mit Spulen 44 auf, welche zu einer Erzeugung von Wirbelströmen in einem Kochgeschirr vorgesehen und damit zu einem Erhitzen des Kochgeschirrs vorgesehen sind (Figur 1 ). Die Induktionsheizeinheit 28 weist das elektronische Bauelement 16 auf (Figuren 1 und 2). Eine Energieumwandlungseinheit 34 (Figur 1 ) der Kochfeldvorrichtung ist dazu vorgesehen, Wärmeenergie der Wärmespeichereinheit 10 in elektrische Energie umzuwandeln. Hierzu weist die Energieumwandlungseinheit 34 ein Peltier-Element (nicht dargestellt) auf, welches mittels der Wärmeenergie der Wärmespeichereinheit 10 einen Stromfluss erzeugt.
Ferner weist die Kochfeldvorrichtung eine Wärmeleiteinheit 36 auf, die bei Kochvorgän- gen Wärme von der Wärmespeichereinheit 10 zu einem als Backofen ausgebildeten
Hausgerät 38 (Figur 3) transportiert. Eine Stange 48 aus Metall, wie z.B. Aluminium, leitet von der Wärmespeichereinheit 10 abgegebene Wärme zu einer Garraummuffel 50 des Backofens. Prinzipiell kann die Wärmeleiteinheit 36 auch von einer heat pipe und/oder von Wasser, welches insbesondere zirkulieren kann, gebildet sein. Die elektrische Ener- gie kann insbesondere während eines Standby-Betriebsmoduses des Kochfelds verwendet werden. Prinzipiell kann das Hausgerät 38 auch als Friteuse oder Geschirrspüler ausgebildet sein. Bei einer Herstellung der Kochfeldvorrichtung wird das Material 12 in flüssigem Zustand in das Flüssigkeitsbehältnis 20 gegeben und das Flüssigkeitsbehältnis 20 nachfolgend verschlossen. Prinzipiell kann die Wärmespeichereinheit 10 auch als Kühleinheit zusammen mit einer weiteren Kühleinheit, wie z. B. einer Ventilatoreinheit, insbesondere bei extremer Hitzeentwicklung zur Kühlung der Kochfeldvorrichtung verwendet werden.
In den Figuren 4 und 5 sind alternative Ausführungsbeispiele dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist jedoch den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 4 und 5 der Buchstabe„a" bzw. „b" hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 3, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 3 verwiesen werden kann.
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch eine alternative Ausbildung einer Kochfeldvorrichtung. Die Kochfeldvorrichtung weist eine Befestigungseinheit 30a, eine Wärmespeichereinheit 10a, ein Flüssigkeitsbehältnis 20a und eine Kochplatteneinheit 32a auf. Die Befestigungseinheit 30a ist durch die Kochplatteneinheit 32a und das wannenförmige Flüssigkeitsbehältnis 20a gebildet, zwischen welchen die Wärmespeichereinheit 10a eingeschlossen ist. Ferner liegt die Wärmespeichereinheit 10a an der als Glaskeramikplatte ausgebildeten Kochplatteneinheit 32a an. Ein Bereich der Glaskeramikplatte oberhalb der Wärmespei- chereinheit 10a dient als Warmhalteplatte für Gargut.
Figur 5 zeigt eine Ansicht auf eine Unterseite eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Kochfeldvorrichtung, wobei ein Boden eines Flüssigkeitsbehältnisses 20b der Kochfeldvorrichtung und eine Wärmespeichereinheit der Kochfeldvorrichtung nicht dargestellt sind. Die Wärmespeichereinheit ist in dem Flüssigkeitsbehältniss 20b angeordnet. Ferner weist die Kochfeldvorrichtung mehrere elektronische Bauelemente 16b auf, die in die Wärmespeichereinheit, die durch Paraffinwachs gebildet ist, eingebettet sind. Des Weiteren weist die Kochfeldvorrichtung aus Metall gebildete Wärmeleitelemente 18b auf, die an jeweils einem der elektronischen Bauelemente 16b anliegen und die an der Wärmespei- chereinheit anliegen. Die Wärmeleitelemente 18b weisen eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als ein Material 12b, aus dem die Wärmespeichereinheit gebildet ist.
Bezugszeichen
10 Wärmespeichereinheit
12 Material
14 Kopplungseinheit
16 Bauelement
16' Bipolartransistor
18 Wärmeleitelement
20 Flüssigkeitsbehältnis
22 Isolator
24 Gerätehauptkühleinheit
28 Induktionsheizeinheit
30 Befestigungseinheit
32 Kochplatteneinheit
34 Energieumwandlungseinheit
36 Wärmeleiteinheit
38 Hausgerät
40 Flüssigkeit
42 Schraube
44 Spulen
48 Stange
50 Garraummuffel

Claims

Patentansprüche
Hausgerätvorrichtung, insbesondere Kochfeldvorrichtung, mit zumindest einer Wärmespeichereinheit (10; 10a), welche zumindest ein Material (12; 12a) aufweist, welches bei einem Erhitzen auf eine bestimmte Gerätebetriebstemperatur einen Phasenübergang durchläuft,
gekennzeichnet durch
wenigstens eine Kopplungseinheit (14; 14a; 14b), welche die Wärmespeichereinheit (10; 10a) in wenigstens einem Betriebszustand wärmetechnisch mit zumindest einem elektronischen Bauelement (16; 16b) koppelt.
Hausgerätvorrichtung nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
das elektronische Bauelement (16b), welches in zumindest einem Betriebszustand an dem Material (12) anliegt und/oder in dem Material (12) eingebettet ist.
Hausgerätvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein Wärmeleitelement (18b), welches dazu vorgesehen ist, von dem elektronischen Bauelement (16b) erzeugte Wärme zu leiten und das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das Material (12).
Hausgerätvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch
zumindest ein Flüssigkeitsbehältnis (20; 20a; 20b), welches wenigstens einen Teil der Kopplungseinheit (14; 14a; 14b) bildet.
Hausgerätvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kopplungseinheit (14; 14a; 14b) wenigstens einen elektrischen Isolator (22) aufweist.
6. Hausgerätvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmespeichereinheit (10; 10a) eine Gerätehauptkühleinheit (24; 24a) bildet.
7. Hausgerätvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Phasenübergangstemperatur des Phasenübergangs innerhalb eines Arbeitstemperaturbereichs eines Bipolartransistors (16'; 16'b) mit isolierter Gate- Elektrode liegt.
8. Hausgerätvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Material (12; 12a) ein elektrischer Isolator ist.
9. Hausgerätvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Material (12; 12a) Paraffinwachs aufweist.
10. Hausgerätvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch
wenigstens eine Induktionsheizeinheit (28), welche das elektronische Bauelement (16) aufweist.
1 1 . Hausgerätvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch
zumindest eine Befestigungseinheit (30a), welche die Wärmespeichereinheit (10a) in wenigstens einem Betriebszustand an einer Kochplatteneinheit (32a) anliegend befestigt.
12. Hausgerätvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch
wenigstens eine Energieumwandlungseinheit (34), welche dazu vorgesehen ist, Wärmeenergie der Wärmespeichereinheit (10) in eine in zumindest einer anderen Energieform vorliegende Energie umzuwandeln.
13. Hausgerätvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch
zumindest eine Wärmeleiteinheit (36), welche bei wenigstens einem Betriebsvorgang Wärme von der Wärmespeichereinheit (10) zu wenigstens einem Hausgerät (38) transportiert, welches frei von der Wärmespeichereinheit (10) ist.
14. Hausgerät mit einer Hausgerätvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
15. Hausgerätherstellungsverfahren, insbesondere zur Herstellung einer Hausgerätvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem eine Flüssigkeit (40; 40a) in ein Flüssigkeitsbehältnis (20; 20a) eingefüllt wird.
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