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Die Erfindung betrifft eine Feuersäule zur Erzeugung einer Wirbelflamme mit einer Außenhülle, einem Sockel, einem Luftleitelement und einem Brennstoffbehälter. Die Erfindung betrifft außerdem einen Brennstoffbehälter für eine erfindungsgemäße Feuersäule.
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Bei Feuersäulen, meist mit einem Glaszylinder als Außenhülle, wird die Flamme mit verwirbelter Luft in Drehung versetzt, so dass sich aufgrund des „tornadoartigen“ Erscheinungsbildes eine besondere optische Anziehung für die Betrachter ergibt. Bei Einsatz von Bioethanol und ähnlichen Brennstoffen sind Feuersäulen auch für den Einsatz in Innenräumen geeignet und dienen vorwiegend der Dekoration, aber auch der Erholung der Bewohner, wie es häufig offenen Kaminen (oder nachgebildeten Kaminfeuern auf Monitoren) zugeschrieben wird. Zudem werden Feuersäulen in Außenbereichen, beispielsweise auf Terrassen, eingesetzt, wobei diese dann an kälteren Abenden auch als Licht- und Wärmespender dienen können.
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Aus der Druckschrift
WO 2020/ 069 770 A1 ist eine Feuersäule bekannt, die einen Brennstoffbehälter für Bioethanol und ähnliche Brennstoffe umfasst. Der Brennstoffbehälter ist am oberen Ende offen. Der im Brennstoffbehälter enthaltene Brennstoff kann unter Erzeugung einer großen, hohen und spiralförmigen Flamme verbrennen.
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Während des Betriebs der aus der Druckschrift
WO 2020/ 069 770 A1 bekannten Feuersäule verändert sich die Höhe und die Sichtbarkeit der erzeugten Flamme. Unmittelbar nach dem Anzünden ist die Flamme regelmäßig sehr klein und kaum sichtbar. Erst nach einer gewissen Zeit, oftmals erst nach 1 bis 2 Minuten, erreicht die Flamme die gewünschte Höhe und Sichtbarkeit. Ist der Brennstoff im Brennstoffbehälter zum großen Teil aufgebraucht, hat dies ebenfalls eine geringere Flammenhöhe zur Folge.
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Die Druckschrift
EP 2 886 954 A1 offenbart eine Feuersäule mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Die Druckschrift
DE 10 2012 201 806 A1 offenbart ein mit Ethanol befeuerbares Tischfeuer mit einem zylinderförmigen Tank, der durch einen Deckel verschließbar ist. Das Tischfeuer umfasst einen Docht.
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Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen guten Brennvorgang für Feuersäulen sicherzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Feuersäule gelöst, welche eine Außenhülle, einen Sockel, mindestens ein Luftleitelement und einen Brennstoffbehälter umfasst, der fest integriert oder herausnehmbar sein kann. Der Brennstoffbehälter ist am oberen Ende zumindest überwiegend geschlossen. Durch das zumindest überwiegend geschlossene obere Ende des Brennstoffbehälters führen ein oder mehrere Dochte.
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Feuersäule bezeichnet einen Gegenstand zur Erzeugung einer hohen Flamme. Die Flamme, die erzeugt werden kann, ist grundsätzlich wenigstens 10 cm, vorzugsweise wenigstens 20 cm, hoch. Es lassen sich aber auch höhere Flammen erzeugen. So kann eine Flamme auch 35cm oder 40 cm hoch sein.
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Eine Feuersäule dient grundsätzlich dekorativen Zwecken. Eine besondere Eignung zum Erhitzen von Speisen oder Flüssigkeiten ist nicht erforderlich. Insbesondere ist eine Feuersäule portabel und für den Betrieb im Innenbereich oder im Außenbereich geeignet.
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Wirbelflamme bezeichnet eine Flamme, die durch Luft in Drehung versetzt wird und daher spiralförmig ist.
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Außenhülle bezeichnet die äußere Hülle einer Feuersäule. Diese äußere Hülle ist am oberen und am unteren Ende offen, aber bildet insbesondere über den gesamten Bereich der Flamme hinweg eine zumindest überwiegend geschlossene Barriere gegen den horizontalen Austausch mit der Luft außerhalb der Hülle. Die äußere Hülle weist in der Regel über den Bereich der Flamme hinweg keine Öffnungen auf, durch die Luft hindurchströmen kann. Die Außenhülle bildet dann in der Horizontalen eine vollkommen geschlossene Barriere. Insbesondere kann die Hülle transparent oder lichtdurchlässig sein oder transparente oder lichtdurchlässige Abschnitte umfassen. Grundsätzlich besteht die Außenhülle aus einem Stück und ist in einem Arbeitsschritt einstückig gefertigt worden, um die Zahl der Teile gering zu halten.
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Eine Außenhülle kann beispielsweise als runder Glaszylinder oder als Metallzylinder mit verglasten Durchbrüchen ausgeführt sein. Darüber hinaus ist nahezu jede weitere Formgebung möglich, ob nun eckig, bauchig, konisch, konkav, gestreckt, gestaucht, symmetrisch, asymmetrisch oder unregelmäßig. Zu bevorzugen ist allerdings ein kreisrunder Durchmesser, wenn ein besonders gleichmäßiges Flammenbild erzeuget werden soll. Die Außenhülle kann aus jedem nicht brennbarem Material oder Materialmix bestehen, einschließlich transparentem, geschliffenem, getöntem oder eingefärbtem Glas, Rauchglas, Metall oder Keramik.
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Sockel bezeichnet einen im unteren Bereich der Feuersäule befindlichen Block, welcher regelmäßig der Aufstellung, der Aufnahme des Brennstoffbehälters und/oder als Halterung für die Außenhülle dient. Insbesondere kann der Sockel als Standfuß ausgeführt sein oder einen Standfuß, einen Erdspieß oder eine sonstige Befestigungsmöglichkeit umfassen. Der Sockel kann mit einem Standfuß oder einem Erdspieß verbunden werden oder verbunden sein. Grundsätzlich besteht der Sockel aus einem Stück und ist in einem Arbeitsschritt einstückig gefertigt worden, um die Zahl der Teile gering zu halten.
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Insbesondere kann der Sockel selbst als Brennstoffbehälter fungieren oder es kann im Sockel ein Brennstoffbehälter integriert sein. Der Sockel kann zur vollständigen oder teilweisen Aufnahme oder zum unmittelbaren oder mittelbaren Anschluss eines Brennstoffbehälters geeignet sein.
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Der überwiegende Teil der Außenhülle kann oberhalb des Sockels positioniert sein. Ein unteres Ende der Außenhülle kann den Sockel seitlich teilweise oder vollständig umschließen.
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Luftleitelement bezeichnet ein konstruktives Element zur Umlenkung eines von der Flamme thermisch erzeugten Luftstroms, durch den die Flamme in Drehung versetzt wird. Es entsteht so eine Wirbelflamme. Die Wirbelflamme ähnelt der Form einer Spirale. Insbesondere kann ein Luftleitelement als gerader oder gebogener, geschlossener oder halboffener Kanal ausgeführt sein. Ein Luftleitelement kann eine plane oder gebogene Fläche umfassen. Ein Luftleitelement kann aus einem Blech gefertigt worden sein. Das Luftleitelement kann mit weiteren Elementen der Feuersäule zusammenwirken, um Luft so zu leiten, dass sich eine Wirbelflamme bilden kann. Das weitere Element kann die Außenhülle und/oder der Sockel sein. Insbesondere kann ein Luftleitelement im Sockel oder der Außenhülle integriert oder an ihnen befestigt sein. Im aufgestellten Zustand schließt das Luftleitelement vorzugsweise einen spitzen Winkel mit der Horizontalen ein. Es ist also gegenüber der Horizontalen nur geringfügig gekippt.
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Brennstoffbehälter bezeichnet einen Behälter zur sicheren Bevorratung und sicheren Entnahme von Brennstoff, insbesondere auch während des Brennvorgangs. Brennstoffbehälter können insbesondere als Kanister, Kartuschen, Flaschen oder Zylinder aus Materialien wie Glas, Keramik, Blech, sonstige Metalle oder geeignete Kunststoffe ausgeführt sein. Insbesondere kann der Brennstoffbehälter als geschlossener Behälter ohne Nachfüllmöglichkeit ausgeführt sein oder eine in der Regel wiederverschließbare Nachfüllöffnung umfassen. Bevorzugt besteht der Brennstoffbehälter aus Metall. Der Brennstoffbehälter ist dann zuverlässig feuerfest und kann auf technisch einfache Weise gefertigt werden.
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Der Brennstoffbehälter kann eine wiederverschließbare Nachfüllöffnung umfassen. Die wiederverschließbare Nachfüllöffnung kann die Öffnung sein, durch die der Docht hindurchführt. Der Docht kann dann aus dem Brennstoffbehälter herausgezogen werden. Im Anschluss daran kann der Brennstoffbehälter mit Brennstoff befüllt werden. Nach dem Befüllen kann der Docht wieder in die Öffnung eingesetzt werden.
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Das obere Ende des Brennstoffbehälters ist zumindest überwiegend geschlossen. Das obere Ende des Brennstoffbehälters kann eine obere Wand des Brennstoffbehälters sein, welche nicht entfernt werden kann und keine oder fast keine Öffnungen aufweist. Das obere Ende des Brennstoffbehälters kann ein lösbarer Deckel des Brennstoffbehälters sein, der keine oder fast keine Öffnungen aufweist.
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Brennstoff bezeichnet einen chemischen Stoff, dessen gespeicherte Energie durch Verbrennung freigesetzt wird. insbesondere (Bio-)Ethanol, Alkohol, Benzin, Öl oder Wachs sind Brennstoffe. Ein Brennstoff kann bei Raumtemperatur insbesondere in flüssiger Form, in fester Form, als Gel oder als Paste vorliegen.
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Docht bezeichnet ein Material, welches geeignet ist, mit Hilfe von Kapillarkräften flüssigen Brennstoff entgegen der Schwerkraft der Verbrennungszone zuzuführen. Insbesondere kann ein Docht gesponnen, geflochten oder gewebt sein, fadenförmig oder flächig ausgeführt sein. Ein Docht kann aus pflanzlichen, tierischen, chemischen oder sonstigen Fasern bestehen. Ein Docht kann beispielsweise aus Hanf, Kokos, Sisal, Baumwolle, Glas, Metall und/oder Aramid gebildet sein.
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Durch den Docht, der durch eine zumindest überwiegend geschlossene Oberseite hindurchgeführt wird, wird erreicht, dass die Wirbelflamme sich immer oberhalb der Oberseite des Brennstoffbehälters befindet. Das Erscheinungsbild der Wirbelflamme ist daher gleichmäßig im Vergleich zu dem eingangs genannten Stand der Technik genannten Fall des offenen Brennstoffbehälters, bei dem die Position der Flamme vom Füllgrad des Brennstoffbehälters abhängt. Zwar ist ein erfindungsgemäßer Brennstoffbehälter deutlich aufwändiger herzustellen im Vergleich zu einem Brennstoffbehälter, der keinen durch eine Oberseite hindurchführenden Docht umfasst. Der erzielte Vorteil rechtfertigt jedoch den Mehraufwand.
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In einer bevorzugten Ausführung bestehen die Fasern des Dochtes aus feuerfesten Werkstoffen.
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Feuerfeste Werkstoffe sind Werkstoffe, welche der Flamme der Feuersäule widerstehen, insbesondere weder verbrennen noch schmelzen, wie beispielsweise Glas, Minerale, Metall oder Aramid. Insbesondere Werkstoffe mit einer Einsatztemperatur von über 600°C sind feuerfeste Werkstoffe.
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Gegenüber Dochten aus nicht feuerfesten Werkstoffen bieten Dochte auf Basis von feuerfesten Werkstoffen, wie beispielsweise aus Glasfaser, Aramid oder Metall bestehende Dochte, den Vorteil einer verbesserten Längenstabilität. Solche Dochte stehen also zuverlässig immer gleich weit gegenüber der Oberfläche des Brennstoffbehälters hervor. Dies trägt weiter dazu bei, reproduzierbar eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten.
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Ein Begrenzungselement begrenzt die Länge des Dochts oberhalb des Brennstoffbehälters. Begrenzungselement bezeichnet ein feuerfestes Element, welches das Herausragen eines Dochtes oberhalb des oberen Endes des Brennstoffbehälters begrenzt. Das Begrenzungselement besteht vorzugsweise aus Metall, damit es einfach gefertigt werden kann.
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Die Begrenzung der Länge des Dochtes oberhalb des oberen Endes des Brennstoffbehälters verhindert, dass der Docht übermäßig weit gegenüber der Oberseite des Brennstoffbehälters vorstehen kann. Erreicht der Docht das Begrenzungselement, so kann dadurch sichergestellt werden, dass der Docht in definierter Weise gegenüber der Oberseite des Brennstoffbehälters vorsteht. Unterhalb des oberen Endes des Brennstoffbehälters, also im Inneren des Brennstoffbehälters, ist die Länge des Dochts durch das geschlossene untere Ende des Brennstoffbehälters begrenzt. Es kann so sichergestellt werden, dass weder eine zu kleine noch eine zu große Flamme entsteht.
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Begrenzungselemente können beispielsweise als Stifte, Bügel, Netze oder Geflechte ausgeführt sein. Begrenzungselemente können insbesondere am Brennstoffbehälter selbst, am Deckel des Brennstoffbehälters, der Außenhülle oder dem Sockel befestigt sein. Sie können über die Dochtenden führen oder in sonstiger Weise die Bewegung der Dochte verhindern, insbesondere in vertikaler Richtung. Ein Begrenzungselement kann aus feuerfesten Werkstoffen gefertigt sein, insbesondere Metall.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist das obere Ende des Brennstoffbehälters ein lösbarer Deckel des Brennstoffbehälters, der keine oder fast keine Öffnungen aufweist. Der Deckel kann vorzugsweise mit dem übrigen Teil des Brennstoffbehälters so verbunden werden, dass der Deckel sich nicht versehentlich lösen kann.
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Ein Deckel ist ein nahezu oder gänzlich luft- und staubdichter Verschluss eines Behälters. Ein Deckel kann im Vergleich zum Querschnitt des übrigen Teils des Brennstoffbehälters groß oder klein sein. Der Deckel kann rund, oval oder eckig sein. Ein Deckel kann zum Öffnen vollständig vom Behälter lösbar sein oder mit dem Behälter mechanisch verbunden bleiben, beispielsweise durch einen Klappmechanismus oder ein Sicherungsseil.
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Es kann ein Deckel mit Schraubverschluss sein oder ein Deckel, der mithilfe von Klammern oder Rasten mit dem übrigen Teil des Brennstoffbehälters so verbunden werden kann, dass der Deckel sich nicht versehentlich lösen kann. Der Deckel oder der Behälter können Dichtungen als Auslaufschutz umfassen.
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Ein lösbarer Deckel als oberes Ende des Brennstoffbehälters erlaubt vor Entzünden der Feuersäule den Füllstand des Brennstoffbehälters unkompliziert zu kontrollieren und Brennstoff unkompliziert nachzufüllen. Dies hilft sicherzustellen, stets eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung befindet sich an der Deckeloberseite mindestens ein Griffelement. Ein Griffelement ermöglicht insbesondere das sichere Greifen des Deckels, insbesondere um den Deckel vom Brennstoffbehälter zu lösen oder den Brennstoffbehälter insgesamt anzuheben. Ein Griffelement kann insbesondere als geeignete Ausformung des Deckels oder als mit dem Deckel verbundener, geeignet geformter Ring oder Bügel ausgeführt sein. Die Möglichkeit, den Deckel sicher mit einem Griffelement anzuheben, senkt das Risiko einer Beschädigung der Dochte. Dies trägt dazu bei, eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten.
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In einer Ausgestaltung ist der Griff bzw. das Griffelement zugleich ein Begrenzungselement für zumindest einen Docht, um die Zahl der Teile zu minimieren. Der Griff ist vorzugsweise einstückig, um den Fertigungsaufwand gering halten zu können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der Docht am oberen Ende des Brennstoffbehälters mittig zum Querschnitt der Innenwand der Außenhülle positioniert. Eine solche mittige Positionierung des Dochtes erlaubt auf einfache Weise, gute Luftströmungsverhältnisse um die gesamte Flamme herum herzustellen. Dies trägt dazu bei, eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung führt eine Mehrzahl von Dochten durch das geschlossene obere Ende des Brennstoffbehälters. Eine Mehrzahl von Dochten nutzt verbessert die zur Verfügung stehende Fläche für das Erzeugen einer Wirbelflamme aus. Zudem wird sichergestellt, dass auch im Fall einer beeinträchtigen Funktion eines Dochtes die Flamme nicht erlischt. Es kann dadurch sofort auch im Randbereich Hitze erzeugt werden. Dadurch wird u. a. erreicht, dass besonders schnell nach einem Anzünden eine gut sichtbare Wirbelflamme entstehen kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung sind eine Mehrzahl von Dochten des Brennstoffbehälters entlang eines gedachten Kreises auf dem oberen Ende des Brennstoffbehälters gleichmäßig verteilt. Eine solche gleichmäßig verteilte Anordnung entlang eines gedachten Kreises erlaubt das möglichst gleichmäßige Zusammenwirken der jeweiligen Flammen zur Erzeugung einer einzigen großen Flamme sowie auf einfache Weise gute Luftströmungsverhältnisse um diese Flamme herum herzustellen. Beides trägt dazu bei, eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten, die nach einem Anzünden schnell sichtbar ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung befindet sich im oder beim oberen Ende des Brennstoffbehälters eine Druckausgleichsöffnung.
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Die Druckausgleichsöffnung ist gerade groß genug, um beim Absinken des Brennstofffüllstands im Laufe des Brennvorgangs einen Druckausgleich im Inneren des Brennstoffbehälters zu gewährleisten. Auf der anderen Seite lässt die Öffnung auch Überdruck entweichen, sodass die Dochte immer gleich fördern und der Brennstoff nicht durch den Überdruck durch den Docht gepresst wird
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Die Druckausgleichsöffnung ist so klein, dass das obere Ende des Brennstoffbehälters nahezu geschlossen ist, insbesondere Flüssigkeiten und Pasten nur in äußerst geringen Mengen oder gar nicht austreten können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung befindet sich eine solche Druckausgleichsöffnung nahe bei jedem Docht, welcher durch das obere Ende des Brennstoffbehälters führt. Dies stellt die unbeeinträchtigte Zufuhr von Brennstoff zur Flamme sicher und hilft somit, eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung hat die Sockelaußenwand im Wesentlichen die Form eines Zylinders. Eine zylindrische Form der Sockelaußenwand ist geeignet, die Umlenkung von am unteren Ende der Feuersäule einströmender Luft in einen rotierenden Luftstrom in strömungsgünstiger Weise zu unterstützen. Dies begünstigt die zur Erzeugung einer Wirbelflamme erforderliche Zufuhr geeigneter Frischluftströme und hilft somit, eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung hat die Innenwand der Außenhülle im Wesentlichen die Form eines Zylinders. Eine zylindrische Form der Innenwand der Außenhülle ist dazu geeignet, die Umlenkung von am unteren Ende der Feuersäule einströmender Luft in einen rotierenden Luftstrom in strömungsgünstiger Weise zu unterstützen und dessen Rotation über den Bereich der Flamme hinweg zu erhalten. Dies begünstigt die zur Erzeugung einer Wirbelflamme erforderliche Zufuhr geeigneter Frischluftströme und deren Erhaltung und hilft somit, eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung umläuft mindestens ein Luftleitelement schraubenlinienförmig die Außenwand des Sockels. Eine schraubenlinienförmige Ausgestaltung mindestens eines Luftleitelements um die Sockelaußenwand herum ist geeignet, die Umlenkung von am unteren Ende der Feuersäule einströmender Luft in einen rotierenden Luftstrom in strömungsgünstiger Weise zu unterstützen. Dies begünstigt die zur Erzeugung einer Wirbelflamme erforderliche Zufuhr geeigneter Frischluftströme und hilft somit, eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung umgreift die Innenwand der Außenhülle das mindestens eine spiralförmige Luftleitelement bündig oder höchstens mit geringer Spielpassung. Dies ist geeignet, die Umlenkung von am unteren Ende der Feuersäule einströmender Luft in einen rotierenden Luftstrom in strömungsgünstiger Weise zu unterstützen. Dies begünstigt die zur Erzeugung einer Wirbelflamme erforderliche Zufuhr geeigneter Frischluftströme und hilft somit, eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten. Dennoch kann die Außenhülle leicht abgenommen werden, um beispielsweise einen Brennstoffbehälter austauschen zu können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung liegt das untere Ende der Außenhülle auf einem Auflageelement auf, welches im Bereich des unteren Drittels der Sockelaußenwand positioniert ist. Ein Auflageelement trägt zum Halten der Außenhülle zumindest bei.
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Ein Auflageelement ist ein konstruktives Element, auf das die Außenhülle vertikal von oben aufgesetzt werden kann und die Bewegung der Außenhülle, allein oder in Kombination mit weiteren Auflageelementen, insbesondere in vertikaler Richtung begrenzt. Ein Auflageelement kann beispielsweise ein Ring, ein Kranz, eine plane Fläche, ein Stift, ein Bolzen, ein Haken oder Federelement sein. Ein Auflageelement kann über den Querschnitt der Innenwand der Außenhülle hinausragen. Ein Auflageelement kann im Zusammenspiel mit einer geeigneten Ausgestaltung der Innenwand der Außenhülle, wie beispielsweise einer Nut, eines Vorsprungs, eines Rings oder Hakens, die Bewegung der Außenhülle in vertikaler Richtung begrenzen. In einer besonders bevorzugten Ausführung umfasst die Feuersäule mindestens drei Auflageelemente, da dadurch ein zuverlässiges Aufliegen mit einer möglichst geringen Zahl an Teilen erreicht wird. Vorzugsweise ist ein Auflageelement als Bolzen oder Stifte ausgeführt, um den Materialaufwand gering zu halten.
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Das Aufliegen des unteren Endes der Außenhülle im Bereich des unteren Drittels der Sockelaußenwand erlaubt das Einströmen einer ausreichenden Menge an Frischluft am unteren Ende der Feuersäule, insbesondere am unteren Ende des Sockels, sowie das strömungsgünstige Umleiten der einströmenden Luft im Zusammenspiel von Sockelaußenwand, Luftleitelement und Innenwand der Außenhülle. Dies begünstigt die zur Erzeugung einer Wirbelflamme erforderliche Zufuhr geeigneter Frischluftströme und hilft somit, eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten. Ein Auflageelement kann horizontal aus der Sockelwand austreten und über den Querschnitt der Innenwand der Außenhülle hinausragen, um so zugleich eine besonders gute Luftzufuhr zur Flamme zu ermöglichen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung umfasst die erfindungsgemäße Feuersäule einen Löschdeckel. Ein Löschdeckel ist eine Abdeckung zum Löschen der Flamme. Eine Abdeckung zum Löschen der Flamme reduziert die Frischluftzufuhr zur Flamme so stark, dass die Flamme nach kurzer Zeit erlischt, regelmäßig spätestens nach wenigen Sekunden.
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Eine solche Abdeckung kann beispielsweise mithilfe eines Klappmechanismus oder einer Schnur, Draht oder Stange in den Luftstrom eingebracht und wieder entfernt werden. Eine solche Abdeckung kann beispielsweise eine plane, schüssel- oder glockenförmige Form haben. In einer bevorzugten Ausführung ist ihre Form an die Oberseite des Brennstoffbehälters und/oder den Innenquerschnitt der Außenhülle angepasst, um den Löschvorgang zu verbessern.
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Eine solche Abdeckung erlaubt den Löschvorgang genau zum gewünschten Zeitpunkt schnell zu vollziehen. Im Gegensatz zu alternativen Löschmethoden, beispielsweise Verbrennen des Vorrats, Einsatz eines pulverförmigen oder flüssigen Löschmittels, wird ein nachfolgender Brennprozess nicht negativ beeinträchtigt. Dies hilft somit, stets eine gut sichtbare Wirbelflamme zu erhalten, sowohl ganz bis zum Ende eines laufenden als auch während eines nachfolgenden Brennprozesses.
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Die Erfindung betrifft zur Lösung der Aufgabe auch einen Brennstoffbehälter für eine erfindungsgemäße Feuersäule. Der Brennstoffbehälter kann wie zuvor beschrieben beschaffen sein. Der Brennstoffbehälter weist einen geschlossenen Rumpf auf und ist am oberen Ende zumindest überwiegend geschlossen. An der Oberseite können lediglich ein oder mehrere Öffnungen für die Durchführung von Dochten vorhanden sein sowie ein oder mehrerer Belüftungsöffnungen. Die Belüftungsöffnungen sind grundsätzlich kleiner als die Öffnungen für die Durchführung der Dochte. Darüber hinaus umfasst der Brennstoffbehälter dann keine weiteren Öffnungen. Durch das obere Ende des Brennstoffbehälters führt zumindest ein Docht. Es gibt ein Begrenzungselement, welches die Länge des Dochts oberhalb des Brennstoffbehälters begrenzt.
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Der Docht umfasst vorzugsweise feuerfeste Fasern, insbesondere Glasfasern.
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Am oberen Ende des Brennstoffbehälters kann sich mindestes ein ringförmiges Griffelement befinden, das vorzugsweise Teil des Begrenzungselements ist. Das als Griffelement dienende Begrenzungselement kann aus ein oder mehreren Metalldrähten gefertigt sein. Metalldrähte des Begrenzungselements können miteinander verschweißt sein.
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Eine Mehrzahl von Dochten führen vorzugsweise durch das geschlossene obere Ende des Brennstoffbehälters.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der 1 bis 3 näher erläutert.
- 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Feuersäule zur Erzeugung einer Wirbelflamme im Querschnitt.
- 2 zeigt die Sicht von oben auf einen erfindungsgemäßen Brennstoffbehälter.
- 3 zeigt die Sicht von oben auf den erfindungsgemäßen Brennstoffbehälter mit Begrenzungselement.
- 4 zeigt eine seitliche Ansicht des Brennstoffbehälters.
- 5 zeigt eine seitliche Ansicht des Brennstoffbehälters mit Löschdeckel.
- 6 ist eine Explosionsdarstellung eines zweiten Brennstoffbehälters einer zweiten Ausführungsform.
- 7 zeigt das Deckelteil mit Docht der zweiten Ausführungsform.
- 8 zeigt den zweiten Brennstoffbehälter in einer Schnittansicht von vorne.
- 9 zeigt eine Aufsicht auf den Brennstoffbehälter der zweiten Ausführungsform.
- 10 zeigt die Feuersäule mit dem eingesetzten Brennstoffbehälter der zweiten Ausführungsform.
- 11 zeigt die zweite Ausführungsform der Feuersäule mit Löschdeckel in erhöhter Stellung.
- 12 zeigt die zweite Ausführungsform der Feuersäule mit Löschdeckel in Löschstellung.
- 13 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Brennstoffbehälters mit aufgeschraubtem Deckel und unterbrochenem Gewinde.
- 14 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Brennstoffbehälters mit aufgeschraubtem Deckel und O-Ring.
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Die 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 1 zeigt eine Feuersäule 1 zur Erzeugung einer Wirbelflamme. Die Feuersäule 1 zur Erzeugung einer Wirbelflamme umfasst eine Außenhülle 2, einen Sockel 3, ein oder mehrere Luftleitelemente 4 und einen Brennstoffbehälter 5. Der Brennstoffbehälter 5 ist am oberen Ende 5a geschlossen. Durch das obere Ende 5a des Brennstoffbehälters 5 führt ein Docht 6. Die Länge des Dochts 6, welcher insbesondere aus Glasfasern gebildet sein kann, wird oberhalb des oberen Endes 5a des Brennstoffbehälters 5 durch ein Begrenzungselement 7 begrenzt. Das Begrenzungselement 7 kann als Metallbügel ausgeführt sein, welcher oberhalb des Dochts 6 verläuft und am oberen Ende 5a des Brennstoffbehälters 5 befestigt ist. Der Docht 6 reicht bis zum Boden des Brennstoffbehälters 5, um Brennstoff möglichst vollständig verbrennen zu können.
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Der Sockel 3 hat die Form eines Zylinders. Das zumindest eine Luftleitelement 4 umläuft die zylindrische Außenwand des Sockels 3 schraubenlinienförmig. Die Außenhülle 2, welche in einer bevorzugten Ausführungsform aus feuerfestem, transparentem Glas gefertigt ist, hat die Form eines Zylinders.
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Im Betrieb steigt die durch die Wirbelflamme erhitzte Luft auf und strömt aus dem oben offenen Ende der Außenhülle 2 heraus. Die Außenhülle 2 umgreift das zumindest eine Luftleitelement 4 mit geringer Spielpassung und liegt auf den als Stift 8 ausgeführten Auflageelementen auf. Somit kann durch das offene untere Ende der Außenhülle 2 zwischen der Außenwand des Sockels 3 und der Innenwand der Außenhülle 2 Frischluft einströmen. Das zumindest eine schraubenlinienförmige Luftleitelement 4 lenkt die zur Flamme nachströmende Frischluft im Zusammenspiel mit der Außenwand des Sockels 3 und der Innenwand der Außenhülle 2 zu einem schraubenlinienförmig rotierenden Luftstrom um, sodass die Flamme spiralförmig verwirbelt wird. Das zumindest eine Luftleitelement 4 ist ein spiralförmig verlaufender Blechstreifen.
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Zur Erhöhung der Standsicherheit ist der Sockel 3 auf einem Standfuß 9 befestigt. Der Standfuß 9 kann eine Platte sein. Die Platte kann kreisrund sein. Der Sockel 3 kann auf dem Standfuß 9 durch eine beispielsweise am Sockel befestigte Schraube festgeschraubt sein. Sockel und Fuß können auch einteilig ausgebildet sein
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Zur schnellen und sicheren Beendigung des Brennvorgangs dient ein Löschdeckel 10. An der Oberseite des Löschdeckels 10 kann ein Seil 10a befestigt sein. Das Seil 10a kann ein Drahtseil sein. Der Löschdeckel 10 kann von oben in die Außenhülle 2 eingeführt und auf dem oberen Ende 5a des Brennstoffbehälters 5 aufgesetzt werden, so zum Beispiel auf dem Griffelement 7a. Zwischen dem Löschdeckel 10 und der Innenwand der Außenhülle 2 gibt es ein kleines Spiel. Zudem setzt die zylindrisch geformte Innenwand des Löschdeckels 10 beim oberen Ende 5a des Brennstoffbehälters 5 auf, sodass der Luftstrom von und zu der Wirbelflamme unterbrochen werden kann und die Wirbelflamme dann in sehr kurzer Zeit erlischt.
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Das obere Ende 5a des Brennstoffbehälters 5 ist ein Deckel, welcher mittels eines Schraubgewindes 5b auf den Rumpf des Brennstoffbehälters 5 aufgesetzt und verschraubt wird, um ein versehentliches Lösen zu verhindern.
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Bevorzugt gibt es wenigstens zwei oder drei Luftleitelemente 4, die versetzt zueinander angeordnet sein können. Die Luftleitelemente 4 können dann vorteilhaft auf gleicher Höhe beginnen und enden.
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Der Docht 6 kann mittig angeordnet sein. Um den Docht 6 herum können weitere Dochte 6a angeordnet sein. Die weiteren Dochte 6a können ringförmig um den mittleren Docht 6 herum angeordnet sein. Auch die weiteren Dochte 6a können durch das Begrenzungselement 7 so begrenzt sein, dass diese in definierter Weise gegenüber der Oberseite 5a des Brennstoffbehälters 5 vorstehen.
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Die 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Brennstoffbehälters 5 von oben. Eine Mehrzahl von Dochten 6, 6a führen durch das obere Ende 5a des Brennstoffbehälters 5 hindurch. Ein Docht 6 ist mittig positioniert und die weitern Dochte 6a sind entlang eines gedachten Kreises angeordnet. Nahe bei dem Docht 6 befindet sich eine Druckausgleichsöffnung 6b, welche dem Druckausgleich im Inneren des Brennstoffbehälters 5 dient, wenn der Brennstofffüllstand im Laufe des Brennvorgangs absinkt. In einer bevorzugten Ausführung befinden sich jeweils eine Druckausgleichsöffnung 6b nahe bei jedem einzelnen Docht 6, 6a. Auch Überdruck kann dann entweichen.
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Die 3 zeigt eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Brennstoffbehälter 5 mit einem an der Oberseite 5a befestigtem Begrenzungselement 7. Das Begrenzungselement 7 verläuft auf der Oberseite sternförmig. Der sternförmige Verlauf begrenzt mit minimalem Materialaufwand die Länge sämtlicher Dochte 6, 6a oberhalb des oberen Endes bzw. oberhalb der Oberseite 5a des Brennstoffbehälters 5. Die Dochte 6, 6a sind dadurch auch gegen mechanische Beschädigung geschützt. Das Begrenzungselement 7 umfasst ein ringförmiges Griffelement 7a. Dies erlaubt beispielsweise, den Schraubdeckel 5a, 5b vom Rumpf des Brennstoffbehälters 5 sicher und unkompliziert zu lösen und wieder aufzusetzen, ohne dadurch Dochte 6, 6a zu beschädigen
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Die 4 zeigt eine seitliche Ansicht eines Brennstoffbehälters 5. Der Rumpf ist ein zylinderförmiger Behälter mit einem Boden. Der Rumpf ist vollkommen geschlossen und weist also keinen Öffnungen auf. Das Begrenzungselement mit dem Griffteil 7a ist über Stege 7b an der Oberseite 5a befestigt. Die 5 zeigt eine seitliche Ansicht eines Brennstoffbehälters 5 mit aufgesetztem Löschdeckel 10. Der Löschdeckel 10 kann eine kappenförmige Oberseite aufweisen, an der ein Rohrstück 10c befestigt sein kann, damit der Löschdeckel 10 möglichst luftdicht aufgesetzt werden kann und dennoch einen Abstand zu den Dochten 6, 6a einhält. Die Oberseite des Löschdeckels 10 kann wie gezeigt einen äußeren umlaufenden Randbereich 10d umfassen, der leicht trichterförmig geneigt verläuft. Ansonsten kann die Oberseite eben sein.
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Die 6 bis 14 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die 6 zeigt die Teile eines Brennstoffbehälters 5 in einem aufgeschnittenen Zustand. Die Oberseite 5a des Brennstoffbehälters 5 kann auf dem übrigen Teil des Brennstoffbehälters 5 festgeschweißt worden sein, sodass kein Gewinde wie bei der ersten Ausführungsform vorhanden ist. Hierdurch werden verbessert ein versehentliches Lösen der Oberseite 5a und ein versehentliches Auslaufen von Brennstoff damit vermieden. Auch vereinfacht dies den technischen Aufwand zur Herstellung des Brennstoffbehälters 5.
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Die Oberseite 5a verläuft im Wesentlichen leicht trichterförmig und mündet in ein mittig angeordnetes zylinderförmiges Rohrstück 5c ein. Es kann dadurch Brennstoff auf die Oberseite 5a gegossen werden, der dann durch das Rohrstück 15 hindurch in den Brennstoffbehälter 5 eingefüllt werden kann, wenn der Docht 6 wie in der 6 gezeigt herausgenommen worden ist. Ein Nachfüllen des Brennstoffbehälters 5 mit Brennstoff wird dadurch besonders einfach.
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Das zylinderförmige Rohrstück 5c umfasst ein Innengewinde. Der Durchmesser des zylinderförmigen Rohrstücks 5c ist deutlich größer als der Durchmesser des Dochts 6, der im montierten Zustand durch das Rohrstück 5c hindurchführt.
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Die Oberseite 5a weist Vertiefungen 5d auf, die also von dem zylinderförmigen Verlauf abweichen. Der Grund der Vertiefungen 5b verläuft eben und weist mittig eine Öffnung für die Durchführung der Dochte 6a auf. Die Vertiefung 5b kann durch Umformen eines Blechs und damit auf technisch einfache Weise hergestellt worden sein. An die Öffnung für die Durchführung der Dochte 6a schließt sich jeweils ein zylinderförmiges Rohrstück 5e an. Der Durchmesser des zylinderförmigen Rohrstücks 5e entspricht dem Durchmesser der Dochte 6a. Die Dochte 6a können von oben durch das jeweilige Rohrstück 5e eingesetzt worden sein. Die Rohrstücke 5e dienen der Führung und dem Halt der Dochte 6a. Durch das Vorsehen der Vertiefungen 5d wird erreicht, dass an die Dochte 6a eine ebene Fläche angrenzt. Die Dochte 6a stehen damit gleichmäßig von der unmittelbar daran angrenzenden ebenen Oberfläche ab. Dies stellt eine gleichmäßige Verbrennung sicher.
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Die Länge des Rohrstücks 5c kann vorteilhaft so ausgewählt worden sein, dass durch die Unterkante des Rohrstücks 5c die maximale Füllhöhe für Brennstoff angezeigt wird. Reicht Brennstoff lediglich bis zur Unterkante des Rohrstücks 5c und wird im Anschluss daran der Docht 6 eingesetzt, so kann Brennstoff nicht aufgrund Verdrängung auf die Oberseite 5a gelangen. Reicht Brennstoff dagegen in das Rohrstück 5c hinein und wird dann der Docht 6 eingesetzt, so kann Brennstoff auf die Oberfläche 5a gelangen, was zu vermeiden ist.
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Das Begrenzungselement mit dem Griffelement ist über Stege 7b mit einem Deckelteil verbunden, welches ein Außengewinde 7c umfasst. Das Deckelteil umfasst eine zentrale Öffnung, das durch ein Rohrstück 7d gebildet wird. Der Docht 6 kann von unten in das zylinderförmige Rohrstück 7c hineingesteckt werden, bis der Docht 6 das Begrenzungselement mit dem Griffelement 7a erreicht. Im Anschluss daran kann der Docht 6 durch das Rohrstück 5c in den Behälter 5 hineingebracht werden. Abschließend wird das Außengewinde 7c in das Innengewinde des Rohrstücks 5c hineingeschraubt und so mit dem Brennstoffbehälter 5 fest verbunden.
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Es steht so eine geeignet große Nachfüllöffnung für Brennstoff zur Verfügung, die verschließbar ist.
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Durch Verändern der Höhe der Stege 7b kann die Länge des Teils des Dochts 6 verändert werden, der aus dem Behälter 5 herausragt. Dadurch kann das Brennverhalten beim Docht 6 eingestellt werden. Die Stege 7b können daher lösbar mit dem Begrenzungselement und dem Deckelteil verbunden sein, so zum Beispiel durch Schraubverbindungen. Die Stege 7b können dann auf einfache Weise ausgetauscht werden. Beispielsweise ein Benutzer kann dann eine von ihm gewünschte Flammenhöhe individuell einstellen.
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Die 7 zeigt das Deckelteil mit Docht 6 der zweiten Ausführungsform. Der Docht 6 ist in das Rohrstück 7d hineingeschoben worden und zwar bis zum Erreichen des Begrenzungselements mit dem Griffelement 7a. Nun kann der Docht 6 in den Behälter 5 eingesetzt und das Deckelteil wie zu vorbeschrieben mit dem Brennstoffbehälter 5 durch eine Schraubverbindung fest verbunden werden. Das Ergebnis wird in der 8 gezeigt.
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In der 9 wird eine Aufsicht auf die zweite Ausführungsform des Brennstoffbehälters 5 gezeigt. Die Aufsicht verdeutlicht, dass das Griffelement 7a das Vorstehen der außermittig angeordneten Dochte 6a begrenzt.
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Von dem Griffelement 7a stehen Stege 7 nach innen ab, die das Vorstehen des mittleren Dochts 6 begrenzen. Zwischen den freien Enden der Stege 7 verbleibt ein Freiraum, der ein Anzünden des Dochts 6 erleichtert. Gezeigt werden drei Stege 7. Es können aber auch beispielsweise vier oder nur zwei Stege 7 vorhanden sein. Das in der 9 gezeigte Begrenzungselement 7, 7a kann besonders einfach durch Stanzen hergestellt werden.
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Ein oder mehrere Druckausgleichsöffnungen 6b sind nahe beim äußeren Rand der trichterförmigen Oberseite 5a angeordnet. Nahe beim äußeren Rand der trichterförmigen Oberseite 5a ist sichergestellt, dass im Brennstoffbehälter 5 befindlicher Brennstoff nicht bis zur Druckausgleichsöffnung 6b reicht.
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Die 10 zeigt die Feuersäule 1 mit dem eingesetzten Brennstoffbehälter 5 der zweiten Ausführungsform. Die 11 zeigt die Feuersäule aus 10 mit einem Löschdeckel 10, der mithilfe des Seils 10a teilweise in die beispielsweise transparente Außenhülle 2 eingeführt ist. Der Löschdeckel 10 besteht aus einer flachen Scheibe und ist daher sehr einfach aufgebaut. Dennoch kann der Löschdeckel 10 nahezu luftdicht auf den Brennstoffbehälter 5 aufgrund der trichterförmigen Oberseite 5a aufgesetzt werden. Dies wird in der 12 gezeigt.
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In der 13 wird eine weitere Ausgestaltung eines Brennstoffbehälters 5 gezeigt. Das obere Ende 5a des Brennstoffbehälters 5 ist ein Deckel, welcher mittels eines Schraubgewindes 5b mit dem Rumpf des Brennstoffbehälters 5 verschraubt werden kann, um ein versehentliches Lösen zu verhindern. Die Besonderheit besteht darin, dass das Schraubgewinde 5b nur ein unterbrochenes Gewinde ist. Es gibt also keinen fortlaufenden Gewindegang, also eine wendelartig umlaufende Vertiefung. Stattdessen gibt es Unterbrechungen. Der Fertigungsaufwand für ein unterbrochenes Gewinde im Vergleich zum Fertigungsaufwand eines bei Schrauben und Muttern üblichen Gewindes mit einem einzigen unterbrechungsfreien Gewindegang. Auch ist es leichter, den Deckel aufzuschrauben. Der Nachteil besteht allerdings darin, dass es schwieriger ist, eine hinreichend dichte Verbindung zwischen dem Deckel und dem Rumpf des Brennstoffbehälters 5 zu erreichen.
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Um ein Dichtigkeitsproblem zu vermeiden, weist der Rumpf des Brennstoffbehälters 5 an seiner Oberseite einen umlaufenden, gebogenen Rand 5f auf. Der gebogene Rand kann wie dargestellt rohrförmig gebogen sein. Durch den gebogenen Rand wird eine Federwirkung erzielt, durch die Dichtigkeitsprobleme vermieden werden. Es hat sich gezeigt, dass der Fertigungsaufwand für den gebogenen Rand und das unterbrochene Gewinde geringer ist als der Fertigungsaufwand für ein unterbrechungsfreies Gewinde. Dennoch gelingt es, eine ähnlich dichte Verbindung wie im Fall eines unterbrechungsfreien Gewindes zu schaffen.
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Soll die Dichtigkeit weiter verbessert werden, so kann im Fall eines abschraubbaren Deckels wie in der 14 beispielhaft im Schnitt gezeigt ein O-Ring 5g vorgesehen werden. Der O-Ring 5g kann aus einem elastomeren Material bestehen und beispielsweise durch einen umlaufenden Kragen 5h gehalten sein, der nach unten von der Deckelunterseite absteht. Im aufgeschraubten Zustand des Deckels liegt der O-Ring 5g dicht an dem gebogenen Rand 5f an. Dichtigkeitsprobleme werden so besonders sicher vermieden.
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Die in den 13 und 14 gezeigte Ausführungsform kann darüber hinaus wie der Brennstoffbehälter beschaffen sein, der in den 6 bis 9 gezeigt wird. Es stehen dann zwei Möglichkeiten für eine Wiederbefüllung zur Verfügung. Es kann der Deckel für ein Wiederbefüllen abgeschraubt werden. Es kann wie im Fall der 6 bis 9 beschrieben wiederbefüllt werden. Ein Benutzer kann sich dann die Methode aussuchen, die ihm angenehmer erscheint.
