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Die vorliegende Erfindung betrifft einen beheizbaren Getränkebehälter mit einer elektrischen Heizeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Gattungsgemäße beheizbare Getränkebehälter, insbesondere sogenannte Wasserkocher, sind bereits seit langer Zeit bekannt und weisen üblicherweise einen Rohrheizkörper oder eine Heizplatte auf. Über einen derartigen Rohrheizkörper, beispielsweise eine Heizwendel, wird das Getränk direkt beheizt.
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Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten, beheizbaren Getränkebehältern ist jedoch, dass diese zum einen stets ein Heizelement in der Art eines Rohrheizkörpers bzw. einer Heizwendel oder einer Heizlatte erfordern und dadurch hinsichtlich des Designs stark eingeschränkt sind. Zum anderen bewirkt eine derartige Heizwendel einen vergleichsweise hohen Energieeintrag, der jedoch nur zu einem bestimmten Anteil zum Erwärmen des Getränks verwendet wird, so dass die aus dem Stand der Technik bekannten beheizbaren Getränkebehälter üblicherweise einen schlechten Wirkungsgrad aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen beheizbaren Getränkebehälter der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere einen völlig neuen Weg der Beheizung aufzeigt.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegensand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem an sich bekannten beheizbaren Getränkebehälter nicht mehr wie bisher üblich eine Heizwendel bzw. einen Rohrheizkörper oder eine Heizplatte zum Beheizen des Getränks zu verwenden, sondern erstmals in eine Heizschicht eingebettete Kohlenstoffnanoröhrchen, mittels welchen nicht nur eine energiesparende Erwärmung des Getränks, sondern zugleich auch eine hohe Designfreiheit erreicht werden können, da die Kohlenstoffnanoröhrchen eingebettet in eine zugehörige Matrix beispielsweise flächig auf eine Oberfläche des Getränkebehälters aufgebracht werden können. Eine derartige als Beschichtung ausgebildete Heizeinrichtung mit Kohlenstoffnanoröhrchen kann dabei nicht nur auf ebene, sondern auch auf nahezu beliebige dreidimensionale Flächen mit einfachen Beschickungstechniken aufgetragen werden, wodurch eine hohe Designfreiheit erreicht werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung mit Kohlenstoffnanoröhrchen kann auch eine besonders bauraumoptimierte Heizeinrichtung geschaffen werden, die im Vergleich zu bislang erforderlichen Heizplatten bzw. Rohrheizkörpern deutlich platzsparender angeordnet werden kann. Durch die Verwendung von Kohlenstoffnanoröhrchen kann auch eine besonders schnell ansprechende Heizeinrichtung und damit ein schnelles Beheizen des Getränks, beispielsweise des Wassers, erreicht werden, da Kohlenstoff eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine geringe Wärmekapazität aufweist, so dass die Wärme schnell weitergeleitet und dadurch eine optimale Wärmeverteilung sowie ein optimaler Wärmetransport ermöglicht werden können. Insbesondere die schnelle Wärmeverteilung innerhalb der Heizeinrichtung, das heißt beispielsweise innerhalb der Heizschicht, sorgt für eine gleichmäßige Erwärmung der Heizeinrichtung und einen großflächigen und damit auch schnellen Wärmeübertrag an das zu beheizende Getränk, beispielsweise Wasser. Durch die gleichmäßige Erwärmung des Wassers bzw. des zu beheizenden Getränks kann der Kochvorgang insgesamt auch deutlich leiser gestaltet werden, als dies mit bisher bekannten Rohrheizkörpern möglich ist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Kohlenstoffnanoröhrchen in eine Matrix eingebettet. Die Matrix kann dabei Metall, Glas und/oder Kunststoff aufweisen. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, welch mannigfaltige Verbundsysteme möglich sind, wobei insbesondere die Einbettung der Kohlenstoffnanoröhrchen in Kunststoff von großem Vorteil sind, da hierdurch beispielsweise ein selbstaushärtender Heizlack hergestellt werden kann. Ein derartiger Heizlack bietet den großen Vorteil, dass er eine mit dem zu beheizbaren Getränk in Kontakt stehende Fläche großflächig bedecken und damit einen optimalen und schnellen Wärmeübergang ermöglichen kann. Durch die vergleichsweise geringe Schichtdicke der als Heizschicht bzw. Heizlack ausgebildeten Heizeinrichtung mit in die zuvor beschriebene Matrix eingebetteten Kohlenstoffnanoröhrchen, kann auch eine extrem kurze Reaktionszeit erreicht werden, so dass sich die Heizeinrichtung beim Anlegen einer Spannung sehr schnell aufheizt und beim Abschalten auch wieder schnell abkühlt. Insbesondere ist jedoch von großem Vorteil, dass für das Beheizen der Heizeinrichtung selbst, im Vergleich zu bisherigen aus Metall ausgebildeten Heizplatten bzw. Rohrheizkörpern, nahezu keine Energie erforderlich ist. Von weiterem großen Vorteil ist darüber hinaus, dass auch eine lokale Beschädigung der als Heizlack bzw. als Heizschicht ausgebildeten Heizeinrichtung keinerlei Auswirkung auf deren Funktion hat, wodurch eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet werden kann. Die Kohlenstoffnanoröhrchen bieten dabei jedoch nicht nur Vorteile hinsichtlich der Heizeinrichtung, sondern besitzen aufgrund ihrer hohen Steifigkeit und hohen Stabilität und ihres geringen Gewichts die Möglichkeit, eine Innenoberfläche des Getränkebehälters mittels einer äußerst steifen und stabilen dünnen Schicht zu überziehen und zu verstärken.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Kohlenstoffnanoröhrchen in eine Matrix aus Lack eingebettet, der eine mit dem zu erwärmenden Getränk in Kontakt stehende Innenoberfläche des Getränkebehälters als Heizschicht zumindest teilweise bedeckt. In diesem Fall ist die Heizeinrichtung mit den Kohlenstoffnanoröhrchen somit als Heizlack ausgebildet, der eine vergleichsweise große Wärmetauscheroberfläche für den Wärmeübertrag zur Verfügung stellt. Durch die verwendeten Kohlenstoffnanoröhrchen kann die Heizeinrichtung auch mit deutlich weniger Heizleistung und damit auch mit deutlich weniger Energieaufwand betrieben werden, als dies bislang mit metallischen Rohrheizkörpern oder metallischen Heizplatten der Fall war. Insbesondere ist aufgrund der geringen Wärmekapazität und der hohen Wärmeleitfähigkeit der Kohlenstoffnanoröhrchen kein separates, energieaufwändiges Aufheizen der Heizeinrichtung mehr erforderlich. Die in der Art eines Heizlacks aufgebrachte Heizschicht ist darüber hinaus umweltfreundlich, da keine schädlichen Stoffe oder Abgase entstehen und zugleich eine einfache und umweltgerechte Entsorgung möglich ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
- 1 einen teilweise geschnittenen, erfindungsgemäßen beheizbaren Getränkebehälter,
- 2 eine Detaildarstellung A aus 1.
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Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßer beheizbarer Getränkebehälter 1, der beispielsweise als Wasserkocher 2 ausgebildet ist, eine elektrische Heizeinrichtung 3 auf, welche Kohlenstoffnanoröhrchen 4 besitzt (vergleiche auch die Schnittdarstellung in 2). Die Kohlenstoffnanoröhrchen 4 können dabei einen Durchmesser d zwischen 1 nm und 100 nm aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Kohlenstoffnanoröhrchen 4 in eine Matrix 5 eingebettet, welche beispielsweise Glas, Metall und/oder Kunststoff aufweisen kann. Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Kohlenstoffnanoröhrchen 4 in einen Lack 6 eingebettet, der eine mit dem zu erwärmenden Getränk 7, insbesondere Wasser 8, in Kontakt stehende Innenoberfläche des Getränkebehälters 1 als Heizschicht zumindest teilweise bedeckt. In diesem Fall ist die Matrix 5 somit ein Lack 6.
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Mit dem erfindungsgemäßen Getränkebehälter 1 kann erstmals ein völlig neuartiges Heizsystem erreicht werden, wobei die Heizeinrichtung 3 beispielsweise als Heizlack bzw. Heizschicht ausgeführt sein kann, welche ein völlig neuartiges Design ermöglicht. Insbesondere ist es damit auch möglich, die Heizfläche der Heizeinrichtung 3 deutlich zu vergrößern, da ein derartiger Heizlack problemlos flächig auf die Innenoberfläche des Getränkebehälters 1 aufgebracht werden kann. Eine derartige Heizeinrichtung 3, beispielsweise ein Heizlack, besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine geringe Wärmekapazität, wodurch eine kurze Reaktionszeit erreicht werden kann, da diese sich beim Anlegen einer Spannung schnell aufheizt und beim Abschalten der Spannung schnell abkühlt.
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Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung 3 kann somit lackartig auf die Innenoberfläche des Wasserkochers 2 aufgebracht werden, wodurch ein großflächiger, wärmeübertragender Kontakt mit dem Wasser 8 möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung 3 ermöglicht darüber hinaus eine gleichmäßige Wärmeverteilung und damit eine vergleichsweise große Heizfläche, die nicht nur eine gleichmäßige Erwärmung des zu erwärmenden Wassers 8 bzw. des zu erwärmenden Getränks 7 ermöglicht, sondern zudem auch für einen deutlich leiseren Kochvorgang sorgt. Die Matrix 5 kann dabei wie erwähnt, unterschiedliche Materialien, wie beispielsweise Kunststoffe oder Metalle, aufweisen und dabei bis zu 500 °C heiß werden, wodurch eine effiziente Erhitzung des Wassers 8 möglich ist. Durch die geringe Wärmekapazität kann zudem eine schnelle Reaktionszeit erreicht werden.
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Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Heizeinrichtung 3 den großen Vorteil, dass auch lokale Beschädigungen des Lacks 6 bzw. der Heizeinrichtung 3 allgemein keine Auswirkung auf deren Funktion besitzen. Von weiterem Vorteil ist, dass die Heizeinrichtung 3 durch die Kohlenstoffnanoröhrchen 4 ausgesteift wird und dadurch eine hohe Stabilität bei gleichzeitig geringem Gewicht besitzt. Von besonderem Vorteil ist jedoch, dass die Heizeinrichtung 3 nicht mehr wie bislang in Form von Rohrheizkörpern ausgebildet ist, sondern durch eine einfache Beschickungstechnik dünnflächig auf eine Innenoberfläche des Wasserkochers 2 aufgebracht werden kann, wodurch sich eine äußerst hohe Designfreiheit ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getränkebehälter
- 2
- Wasserkocher
- 3
- Heizeinrichtung
- 4
- Kohlenstoffnanoröhrchen
- 5
- Matrix
- 6
- Lack
- 7
- Getränk
- 8
- Wasser
