DE102018205554A1

DE102018205554A1 - Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Zubereitung eines Getränks sowie Verfahren zur Zubereitung eines Getränks

Info

Publication number: DE102018205554A1
Application number: DE102018205554.8A
Authority: DE
Inventors: Markus Baranyai; Markus RUF
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2019-10-17
Also published as: WO2019197078A1; US20210114501A1; CN111971202A; US11951892B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (1) mit mindestens einer Brennstoffzelle (2) und mit einer Vorrichtung (3) zur Zubereitung eines Getränks, die einen Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender (4) zur Abgabe einer Flüssigkeit in ein Gefäß (5) aufweist. Zwischen der mindestens einen Brennstoffzelle (2) und dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender (4) ist eine Zufuhrleitung (6) vorgesehen zur Zuführung eines in der mindestens einen Brennstoffzelle (2) erzeugten Produktwassers zum Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender (4). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zubereitung eines Getränks.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Brennstoffzelle und mit einer Vorrichtung zur Zubereitung eines Getränks, insbesondere eines Heißgetränks, die einen Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender zur Abgabe einer Flüssigkeit in ein Gefäß aufweist.
Die DE 10 2008 007 254 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Zubereitung von flüssigen Lebensmitteln in einem mittels Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeug, wobei einer Wasserflasche Wasser entnommen und dieses erhitzt wird. Im Anschluss wird das erhitzte Wasser in ein Gefäß geführt. Nachteilig ist hierbei die Abhängigkeit von einer externen Wasserquelle in Form der Wasserflasche. Weist diese nur einen geringen Inhalt auf oder ist diese sogar leer, so kann kein Getränk mehr zubereitet werden. Darüber hinaus benötigt das Erhitzen des Wassers aus der Wasserflasche zusätzlich Energie, die dem System bereit gestellt werden muss.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine energieeffizientere und bedienerfreundliche Zubereitung von Getränken möglich ist.
Die das Kraftfahrzeug betreffende Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen des Kraftfahrzeugs sind in den davon abhängigen Ansprüchen angegeben.
Insbesondere indem zwischen der mindestens einen Brennstoffzelle und dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender eine Zufuhrleitung vorgesehen ist zur Zuführung eines in der mindestens einen Brennstoffzelle erzeugten Produktwassers zum Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender. Dies ermöglicht eine verbesserte Ressourcennutzung, da die mindestens eine Brennstoffzelle das Produktwasser als Nebenprodukt herstellt. Dieses wird nun zur Zubereitung eines Getränks genutzt und muss nicht mehr ungenutzt aus dem Fahrzeug abgeführt werden. Darüber hinaus weist das von der Brennstoffzelle erzeugte Produktwasser von sich aus eine Temperatur im Bereich zwischen 70°C und 90°C auf, so dass das Produktwasser für die Zubereitung eines Heißgetränks nicht zusätzlich erhitzt werden muss. Unter dem Begriff „Produktwasser“ wird sowohl das durch die mindestens eine Brennstoffzelle erzeugte Wasser als auch der durch die Brennstoffzelle erzeugte Wasserdampf verstanden. Das Kraftfahrzeug wird bevorzugt ebenfalls mittels der mindestens einen Brennstoffzelle angetrieben, wobei das Kraftfahrzeug besonders bevorzugt einen Brennstoffzellenstapel mit einer Mehrzahl von Brennstoffzellen aufweist. Die Energieversorgung der Vorrichtung zur Zubereitung eines Getränks erfolgt dabei ebenfalls bevorzugt mittels der mindestens einen Brennstoffzelle oder dem Brennstoffzellenstapel. Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Energieversorgung der Vorrichtung über eine Spannungsquelle, beispielsweise über eine im Kraftfahrzeug angeordnete Batterie. Das Gefäß kann als ein Becher, als eine Tasse, als ein Glas oder dergleichen gebildet sein. Der Flüssigkeitsspender kann dabei gegenüber dem Getränk derart angeordnet sein, dass das Wasser und/oder der Dampf von oben in das Gefäß abgegeben wird. In einer alternativen Ausführungsform kann die Flüssigkeit auch von unten in das Gefäß eingeführt werden. Diese Ausführungsform verhindert Verbrühungen und erhöht somit die Sicherheit der Vorrichtung beim Fahren.
Um eine adäquate Wassermenge vorhalten zu können, ist es insbesondere vorgesehen, dass zwischen der mindestens einen Brennstoffzelle und dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender ein mit der Zufuhrleitung verbundenes oder in diese fluidmechanisch eingekoppeltes Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir zum Speichern des Produktwassers angeordnet ist. Dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir ist dabei bevorzugt ein Sensor zugeordnet zur Überwachung der Wasserqualität.
Um das Produktwasser reinigen zu können und um Rückstände zu beseitigen, ist es vorteilhaft, wenn das Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir ein Filterelement umfasst zur Aufbereitung des Produktwassers. Das Filterelement kann dabei Kies und/oder Stein und/oder Kunststoff und/oder Metall und/oder Sand umfassen. In einer alternativen Ausführungsform kann der Filter Aktivkohle oder Ionenaustauschermaterialien umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Filterelement austauschbar in dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir angeordnet.
Zur Anreicherung des Produktwassers und/oder zur Verbesserung der Wasserqualität, insbesondere zum Einstellen des pH-Werts und der elektrischen Leitfähigkeit ist es vorgesehen, dass dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir ein Additivreservoir zugeordnet ist zur Zuführung von Additiven in das Produktwasser. Additive können dabei Mineralien, Vitamine, oder auch Koffein sein. In einer Ausführungsform ist das Additivreservoir in dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform werden die Additive über eine Additivleitung vom Additivreservoir in das benachbarte Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir geleitet. In einer weiteren alternativen Ausführungsform werden zumindest ein Teil der Additive dem Produktwasser über eine weitere Additivleitung im Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender zugeführt. Darüber hinaus weist das Additivreservoir in einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von separaten Kammern auf, in denen verschiedene Additive aufgenommen werden können und die über separate Additivleitungen verfügen.
Um das Überlaufen des Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoirs zu verhindern und um sicherzustellen, dass das Produktwasser frisch und verzehrfähig ist, weist das Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir eine vorzugsweise aus dem Fahrzeug geführte Abfuhrleitung zum Abführen von Produktwasser auf. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Produktwasser in regelmäßigen zeitlichen Abständen automatisch geleert. Alternativ oder zusätzlich kann der Benutzer das Leeren des Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoirs auch selber veranlassen.
Zur Zubereitung von Kaffee, Tee oder von aromatisierten Getränken ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Vorrichtung einen Geschmacksbehälter aufweist, in den eine zu extrahierende Stoffcharge einfüllbar und/oder einsetzbar ist, und wenn der Geschmacksbehälter derart dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender vor- oder nachgelagert ist, dass das Produktwasser zu seiner Aromatisierung vor der Abgabe in das Gefäß durch den Geschmacksbehälter und damit durch die Stoffcharge des Produktwassers geführt wird. Die Stoffcharge kann dabei als Kaffeepulver oder Tee oder Kakao oder Milchpulver oder als aromatisiertes Pulver oder dergleichen gebildet sein. Insbesondere die Zubereitung von koffeinhaltigen Getränken kann die Sicherheit beim Fahren erhöhen. Darüber hinaus kann die Stoffcharge als Cup oder als Pad gebildet sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Geschmacksbehälter als ein Schubfach gebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist des Geschmacksbehälter ein Geschmacksbehältermagazin zugeordnet, in dem eine Mehrzahl von Stoffchargen angeordnet und wählbar sind.
Zur einfachen Bedienung der Vorrichtung im Kraftfahrzeug ist es bevorzugt, wenn ein Steuer- und Bedienelement vorgesehen ist zur sprachgesteuerten-, oder gestengesteuerten-, oder berührungsgesteuerten Steuerung der Vorrichtung. Das Steuer- und Bedienelement kann dabei als eine Taste und/oder als ein Mikrofon für die Spracherkennung und/oder als eine Kamera für die gestengesteuerte Steuerung gebildet sein. Dies ermöglicht eine einfache Bedienung der Vorrichtung und erhöht die Sicherheit, wenn beim Fahren ein Getränk zubereitet wird.
In einer alternativen Ausführungsform kann dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender zusätzlich ein Wärmeelement und/oder ein Kühlelement zum weiteren Erhitzen oder Kühlen des Produktwassers vorgelagert sein.
Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen des Verfahrens sind in den davon abhängigen Ansprüchen angegeben.
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Zubereitung eines Getränks, vorzugsweise eines Heißgetränks, in einem Kraftfahrzeug die folgenden Schritte umfassend:

- Führen von durch mindestens eine Brennstoffzelle erzeugten Produktwassers zu einem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender und
- Abgabe einer vorgegebenen oder vorgebbaren Menge des Produktwassers in ein Gefäß mittels des Dampf- und/oder Flüssigkeitsspenders.

Dies ermöglicht ein energieeffizientes Verfahren zur Zubereitung eines Getränks, insbesondere eines Heißgetränks, ohne dass eine zusätzliche Flüssigkeitsquelle benötigt wird.
Zur Qualitätsverbesserung des Produktwassers umfasst das Verfahren insbesondere die folgenden Schritte:

- Zuführen von mindestens einem Additiv in das Produktwasser und/oder
- Filtern des Produktwassers mittels eines Filterelements.

Um dem Produktwasser darüber hinaus Geschmack zu verleihen, umfasst das Verfahren zusätzlich die folgenden Schritte:

- Bereitstellen einer Stoffcharge in einem Geschmacksbehälter und
- Aromatisieren des Produktwassers mittels einer Führung des Produktwassers durch den Geschmacksbehälter bevor die Abgabe erfolgt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Zubereitung eines Getränks,
2 eine schematische Darstellung des Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoirs aus 1 und
3 eine schematische Frontansicht der Vorrichtung aus 1.

1 zeigt einen Kraftfahrzeug 1 mit einem eine Mehrzahl von Brennstoffzellen 2 aufweisenden Brennstoffzellenstapel 13 und mit einer Vorrichtung 3 zur Zubereitung eines Getränks, insbesondere eines Heißgetränks. In 3 ist die Frontansicht der Vorrichtung 3 schematisch dargestellt. Diese ist im Fahrzeuginnenraum angeordnet und bevorzugt in das Armaturenbrett integriert. In einer alternativen Ausführungsform kann die Vorrichtung 3 auch in die Mittelkonsole integriert werden oder daran angebracht werden. Die Vorrichtung 3 umfasst einen Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender 4 zur Abgabe einer Flüssigkeit in ein Gefäß 5. Das Gefäß 5 ist als eine Tasse, ein Becher, ein Glas oder dergleichen gebildet. Zwischen dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender 4 und dem Gefäß 5 ist zur Aromatisierung des Wassers ein Geschmacksbehälter 11 derart angeordnet, dass vor der Abgabe der Flüssigkeit in das Gefäß 5, das Wasser durch den Geschmacksbehälter 11 geführt wird. In den Geschmacksbehälter 11, der bevorzugt als ein Schubfach gebildet ist, ist eine zu extrahierende Stoffcharge einfüllbar und/oder einsetzbar. Die Stoffcharge kann dabei Kaffee, oder Tee oder ein aromatisiertes Pulver sein. Sie kann in loser Form oder als ein Cup oder als ein Pad gebildet sein. Zur Betätigung der Vorrichtung 3 ist ein Steuer- und Bedienelement 12 vorgesehen, welches in der vorliegenden Ausführungsform als eine Taste gebildet ist und somit eine berührungsgesteuerte Steuerung der Vorrichtung 3 ermöglicht.
1 zeigt darüber hinaus, dass zwischen dem Brennstoffzellenstapel 13 und dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender 4 der Vorrichtung 3 eine Zufuhrleitung 6 vorgesehen ist zur Zuführung eines in dem Brennstoffzellenstapel 13 erzeugten Produktwassers zum Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender 4. Dadurch kann das im Brennstoffzellenstapel 13 ohnehin erzeugte Produktwasser zur Zubereitung eines Getränks benutzt werden, anstatt ungenutzt aus dem Kraftfahrzeug 1 abgeführt zu werden. Gleichzeitig weist das durch den Brennstoffzellenstapel 13 erzeugte Produktwasser eine Temperatur von 70° bis 90° auf, so dass das Produktwasser bereits die optimale Verzehrtemperatur für ein Heißgetränk aufweist und nicht zusätzlich erwärmt werden muss.
Um eine adäquate Wassermenge vorzuhalten ist zwischen dem Brennstoffzellenstapel 13 und dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender 4 ein mit der Zufuhrleitung 6 verbundenes Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir 7 zum Speichern des Produktwassers angeordnet. Wie in 2 dargestellt ist in dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir 7 wiederum ein vorzugsweise austauschbares Filterelement 8 angeordnet zur Aufbereitung des Produktwassers. Das Filterelement 8 umfasst Kies und/oder Stein und/oder Kunststoff und/ oder Metall und/oder Sand. Alternativ kann es auch Aktivkohle oder ein Ionenaustauschmaterial umfassen. Das Reservoir kann zusätzlich über eine Heizeinrichtung verfügen, um den Inhalt des Reservoirs zu erhitzen, sollte dieser doch einmal abgekühlt sein. Darüber hinaus ist dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir 7 ein Additivreservoir 9 zugeordnet. Zur Zuführung von Additiven in das Produktwasser ist das Additivreservoir 9 über eine Additivleitung 14 mit dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir 7 verbunden. Die Additive können dabei sowohl Mineralien sein, die der pH-Wert Einstellung und der Einstellung der elektrischen Leitfähigkeit des Produktwassers dienen, um die Trinkwasserqualität zu verbessern oder auch Zusatzstoffe wie Vitamine darstellen.
Um das Wasser im Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir 7 frisch zu halten bzw. um die Wasserqualität sicherzustellen und/oder um das Überlaufen des Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoirs 7 zu verhindern ist eine Abfuhrleitung 10 vorgesehen zur Abführung von (überschüssigem) Produktwasser aus dem Kraftfahrzeug 1.
Das Verfahren zur Zubereitung eines Getränks, insbesondere eines Heißgetränks, in einem Kraftfahrzeug 1 mit der oben beschriebenen Vorrichtung 3 umfasst dabei die nachfolgend erläutereten Schritte. Das in dem Brennstoffzellenstapel 13 erzeugte Produktwasser wird über die Zufuhrleitung 6 in das Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir 7 geleitet. Dort wird es durch das Filterelement 8 gefiltert und bei Bedarf werden dem Produktwasser Additive vom Additivreservoir 9 zur Verbesserung der Wasserqualität zugesetzt. Die Wasserqualität wird dabei bevorzugt durch einen nicht gezeigten Sensor überwacht. Durch Betätigen des als Taste gebildeten Steuer- und Bedienelements 12 wird das durch den Brennstoffzellenstapel 13 erzeugte Produktwasser durch die Zufuhrleitung 6 zu dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender 4 geführt. In einer erste Ausführungsform wird durch das Betätigen des Steuer- und Bedienelements 12 eine entsprechende Stoffcharge in den Geschmacksbehälter 11 bereitgestellt. Alternativ oder ergänzend kann die Stoffcharge auch manuell vor dem betätigen des Steuer- und Bedienelements 12 in den Geschmacksbehälter 11 gefüllt werden. Vor der Abgabe des Produktwassers in das Gefäß 5 wird es vom Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender durch den Geschmacksbehälter 11 und damit durch die Stoffcharge geführt und dadurch aromatisiert.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Brennstoffzelle
3: Vorrichtung (zur Zubereitung eines Getränks)
4: Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender
5: Gefäß
6: Zufuhrleitung
7: Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir
8: Filterelement
9: Additivreservoir
10: Abfuhrleitung
11: Geschmacksbehälter
12: Steuer- und Bedienelement
13: Brennstoffzellenstapel
14: Additivleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008007254 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit mindestens einer Brennstoffzelle (2) und mit einer Vorrichtung (3) zur Zubereitung eines Getränks, die einen Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender (4) zur Abgabe einer Flüssigkeit in ein Gefäß (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen Brennstoffzelle (2) und dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender (4) eine Zufuhrleitung (6) vorgesehen ist zur Zuführung eines in der mindestens einen Brennstoffzelle (2) erzeugten Produktwassers zum Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender (4).
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen Brennstoffzelle (2) und dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender (4) ein mit der Zufuhrleitung (6) verbundenes oder in diese fluidmechanisch eingekoppeltes Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir (7) zum Speichern des Produktwassers angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir (7) ein Filterelement (8) umfasst zur Aufbereitung des Produktwassers.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir (7) ein Additivreservoir (9) zugeordnet ist zur Zuführung von Additiven in das Produktwasser.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dampf- und/oder Flüssigkeitsreservoir (7) eine Abfuhrleitung (10) aufweist zur Abführung von Produktwasser.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) einen Geschmacksbehälter (11) aufweist, in den eine zu extrahierende Stoffcharge einfüllbar und/oder einsetzbar ist, und dass der Geschmacksbehälter (11) derart dem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender (4) vor- oder nachgelagert ist, dass das Produktwasser zu seiner Aromatisierung vor der Abgabe in das Gefäß (5) durch den Geschmacksbehälter (11) und damit durch die Stoffcharge des Produktwassers geführt ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuer- und Bedienelement (12) vorgesehen ist zur sprachgesteuerten-, oder gestengesteuerten- oder berührungsgesteuerten Steuerung der Vorrichtung (3).
Verfahren zur Zubereitung eines Getränks in einem Kraftfahrzeug (1) mit einer Vorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Führen von durch mindestens eine Brennstoffzelle (2) erzeugten Produktwassers zu einem Dampf- und/oder Flüssigkeitsspender (4) und - Abgabe einer vorgegebenen oder vorgebbaren Menge des Produktwassers in ein Gefäß (5) mittels des Dampf- und/oder Flüssigkeitsspenders (4).
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Zuführen von mindestens einem Additiv in das Produktwasser und/oder - Filtern des Produktwassers mittels eines Filterelements (8).
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte - Bereitstellen einer Stoffcharge in einem Geschmacksbehälter (11) und - Aromatisieren des Produktwassers mittels einer Führung des Produktwassers durch den Geschmacksbehälter (11) bevor die Abgabe erfolgt.