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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Brennstoffpack mit einer Vielzahl
von Brennelementen, die zu einer Brenneinheit zusammengefügt
sind, sowie eine entsprechende Verpackungseinheit mit einer Mehrzahl
von Brenneinheiten.
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STAND DER TECHNIK
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Brennstoffe
werden in vielfältiger Form zu Heizzwecken eingesetzt.
Aufgrund der hohen Energiepreise für fossile Brennstoffe
werden in letzter Zeit zunehmend nachwachsende Rohstoffe wie Holz
zu Heizzwecken verwendet. Hierbei hat es sich als interessant herausgestellt
Holzabfälle, wie Holzspäne oder dergleichen, die
bisher lediglich Abfall darstellten, für Heizzwecke zu
nutzen. Zu diesem Zweck werden derartige Holzabfälle wie
Holzspäne, Holzfasern, Holzschnitzel und dergleichen zu
Holzbriketts verarbeitet, bei denen die Holzteilchen unter hohem Druck
zusammengepresst werden. Derartige Holzbriketts lassen sich in Kaminöfen,
Kachelöfen und sonstigen Haushaltsöfen einsetzen.
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Allerdings
besteht bei Holzbriketts, ähnlich wie bei anderen Brennstoffen,
die in Öfen verfeuert werden, wie Kaminholz und dergleichen,
die Notwendigkeit Anzündhilfen zu verwenden, da die Brennstoffe
mit üblichen Zündhölzern, Feuerzeugen
oder dergleichen nicht in vertretbaren Zeiten in Brand gesetzt werden
können. Entsprechend gibt es eine Vielzahl von Anzündhilfen,
die zusätzlich und separat vom Brennstoff in den Kamin
oder Ofen gelegt werden und die für eine kurze begrenzte
Zeit die Erhitzung des Brennstoffs übernehmen, bis dieser
selbst entflammt werden kann. Hierzu werden entsprechende Pasten
oder Feststoffe eingesetzt, die durch ihre leichtere Brennbarkeit
gegenüber dem eigentlichen Brennstoff mit einem Feuerzeug
oder einem Zündholz leicht zu entzünden sind und
dann für einen begrenzten Zeitraum die Erhitzungsfunktion
durch entsprechenden Abbrand übernehmen können.
Hierzu ist es beispielsweise aus der
US
5,226,405 bekannt, Holzschnitzel als Anzündhilfen
mit einem Gemisch aus Wachsen und Parafinen sowie Petroleum zu imprägnieren,
um die Brennbarkeit zu erhöhen. Diese Anzündhilfen
werden dann zur Entflammung des eigentlichen Brennstoffs beispielsweise
Holz oder Kohle eingesetzt.
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Nachteilig
an den bisher bekannten Brennstoffen für Kamine, Kaminöfen,
Kachelöfen oder sonstige Haushaltsöfen ist, dass
neben dem Brennstoff zusätzliche Anzündhilfen,
wie oben beschrieben, erforderlich sind. Dies führt oftmals
dazu, dass in dem Moment, in dem das Feuer entzündet werden soll,
die notwendigen Anzündhilfen fehlen und trotz Vorliegen
des Brennstoffs somit kein Feuer entfacht werden kann.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb Aufgabe der Erfindung das oben geschilderte Problem
aus dem Stand der Technik zu beseitigen und ein entsprechendes Brennstoffsystem
zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll das Anfachen
eines Feuers in einem Kamin oder Kachelofen oder dergleichen erleichtert
werden. Darüber hinaus soll der Brennstoff einfach verfügbar
bzw. herstellbar und leicht handhabbar sein.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch einen Brennstoffpack mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand
der abhängigen Ansprüche.
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Der
Brennstoffpack gemäß der vorliegenden Erfindung
zeichnet sich dadurch aus, dass neben dem eigentlichen Brennstoff
in dem Brennstoffpack zugleich eine entsprechende Anzündhilfe
integriert ist. Dies wird dadurch erreicht, dass zunächst
eine Brenneinheit aus einer Vielzahl von Brennelementen geschaffen
wird, wie beispielsweise ein Holzbrikett, bei dem dann erfindungsgemäß an
der Oberflächen der Brenneinheit ein Brennmittel vorgesehen
wird, welches gegenüber der Brenneinheit eine leichtere Brennbarkeit
aufweist. Dadurch ist es möglich, durch die Oberflächenmodifizierung
eine leichte Entzünd- bzw. Entflammbarkeit zu gewährleisten,
also die Anzündhilfe in den Brennstoff mit zu integrieren.
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Die
leichtere Brennbarkeit des Brennmittels wird dadurch erreicht, dass
das Brennmittel gegenüber der Brenneinheit oder den in
der Brenneinheit vorgesehenen Brennelementen einen niedrigeren Flammpunkt,
einen niedrigeren Brennpunkt oder eine niedrigere Zündtemperatur
aufweist. Der Flammpunkt ist hierbei so definiert, dass er die niedrigste
Temperatur angibt, bei welcher das entsprechende Material ausreichend
brennende Gase an der Oberfläche bereit stellt, um zu brennen.
Allerdings wird bei Entfernung der Zündquelle die Verbrennung
nicht weiter fortschreiten. Als Brennpunkt eines Stoffes wird die
Temperatur bezeichnet, bei der der Dampfdruck so hoch ist, dass
sich das entstehende Gas/Luft-Gemisch mit einer Zündquelle
entzünden lässt, und die Verbrennung weiter fortschreitet, wenn
die Zündquelle entfernt wird. Die Zündtemperatur
(auch Zündpunkt, Selbstentzündungstemperatur, Entzündungstemperatur
oder Entzündungspunkt) ist diejenige Temperatur, auf die
man einen Stoff oder eine Kontaktoberfläche erhitzen muss,
damit sich eine brennbare Substanz (Feststoff, Flüssigkeit,
deren Dämpfe oder Gas) in Gegenwart von Luftsauerstoff
ohne Zündfunken ausschließlich aufgrund seiner
Erhitzung – also ohne Zündquelle – selbst
entzündet.
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Das
an der Oberfläche vorgesehene Brennmittel kann entweder
als auf der Brenneinheit aufgebrachte Oberflächenschicht
vorgesehen sein oder als in den Oberflächenbereich eindringende
Komponente ausgebildet sein. Eine Kombination beider Möglichkeiten
ist ebenfalls denkbar. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn das
Brennmittel als flüssige Komponente vorliegt, die beispielsweise
bei einer Temperatur, die niedriger ist als der Flammpunkt, der
Brennpunkt oder die Zündtemperatur der Brenneinheit, flüssig
ist und bei Umgebungstemperatur erstarrt. Entsprechend kann das
Brennmittel Paraffin, Wachs, Petroleum, Harz, Fett, Mineralöl,
Erdöl, Pflanzenöl, Benzin, Ethanol, sonstige Alkohole
und/oder sonstige Kohlenwasserstoffe umfassen.
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Die
Brenneinheit, die aus einer Vielzahl von Brennelementen zusammengefügt
ist, kann durch form-, kraft- und/oder stoffschlüssige
Verbindung gebildet sein. Insbesondere können die Brennelemente mit
oder ohne Zusatz von weiteren Klebemitteln zu einer Brenneinheit
verpresst sein. Bei einem ausreichend hohen Druck, wie beispielsweise
einem Druck von ≥ 300 bar oder ≥ 400 bar bzw.
insbesondere ≥ 500 bar können die Brennelemente
ohne Zusatz von weiteren Klebemitteln verpresst werden, so dass
sie alleine durch formschlüssige und kraftschlüssige
Verbindung eine feste Einheit ergeben.
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Die
Brennelemente können hierbei insbesondere aus Holz, vorzugsweise
Sägespänen, Holzfasern und/oder Holzschnitzeln
gebildet sein, so dass die Brenneinheit als Holzbrikett ausgebildet
ist. Ein entsprechendes Holzbrikett kann dann mit Brennmittel getränkt
oder durch Eintauchen mit Brennmitteln überzogen sein.
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Alternativ
kann die Reihenfolge der Herstellung auch umgekehrt werden, so dass
zunächst die Brennelemente mit Brennmittel getränkt
und überzogen werden, beispielsweise durch Vermischen von Sägespänen
mit Wachs, und erst danach das Verpressen der Brennelemente zu einem
Brennstoffpack erfolgt. In diesem Fall liegt dann das Brennmittel
verteilt im gesamten Brennstoffpack bzw. in der Brenneinheit vor.
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Der
Brennstoffpack weist vorzugsweise eine quaderförmige Kontur
auf, welche die Stapelbarkeit und die Verpackungsmöglichkeiten
verbessert.
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Darüber
hinaus kann der Brennstoffpack auch jegliche andere Form aufweisen,
wie beispielsweise Keilformen, Zylinderformen und dergleichen.
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Im
Gegensatz zu Anzündhilfen stellt der Brennstoffpack einen
Brennstoff dar, der entsprechend eine lange Brenndauer von vorzugsweise mehr
als 15 Minuten, insbesondere mehr als 30 Minuten oder länger
aufweist.
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Obwohl
mit den erfindungsgemäßen Brennstoffpacks eine
vollständige Befeuerung eines Kamins, Ofens, Kaminofens,
Kachelofens oder dergleichen möglich ist, ist es möglich,
die Brennstoffpacks zusammen mit anderen Brennstoffen wie beispielsweise
herkömmlichen Holzbriketts oder anderen Brennstoffen wie
Kaminholz oder Kohle zu verwenden. Entsprechend kann nach einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Verpackungseinheit
mit einer Mehrzahl von Brenneinheiten, die jeweils aus einer Vielzahl
von zusammengefügten Brennelementen bestehen, gebildet
werden, in welchem mindestens ein Brennstoffpack gemäß der
vorliegenden Erfindung enthalten ist.
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Insbesondere
können in der Verpackungseinheit, die vorzugsweise auf
einer Palette gestapelt und/oder von einer Hülle, insbesondere
einer Schrumpffolie oder einem Plastiksack bzw. einem Gehäuse
umgeben ist, die Tagesverbrauchsmenge eines Kaminofens, eines Kachelofens
und/oder eines sonstigen Haushaltsofens eines durchschnittlichen Einfamilienhauses
enthalten sein, so dass der Verbraucher mit einer Verpackungseinheit
die Heizleistung für einen Tag zur Verfügung hat,
wobei mit dem Brennstoffpack ein erstes Anzünden in leichter
Weise möglich ist, ohne zusätzliche Anzündhilfen
zu benötigen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Weitere
Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
bei der beigefüngten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand
der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen
hierbei in rein schematischer Weise in
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1 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Brennstoffpacks;
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2 eine
Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Brennstoffpack;
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3 eine
Seitenansicht einer Verpackungseinheit gemäß der
vorliegenden Erfindung; und in
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4 eine
schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens für
einen erfindungsgemäßen Brennstoffpack.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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1 zeigt
in einer rein schematischen Darstellung eine perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Brennstoffpacks 1,
der an seiner Oberfläche 2 einen Überzug
aus Wachs aufweist. Der erfindungsgemäße Brennstoffpack 1 ist
im gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein Holzbrikett gegeben,
welches durch Verpressen von Holzspänen, Holzfasern und/oder
Holzschnitzeln unter einem hohen Druck von ca. 400 bis 500 bar zu
einer Brenneinheit zusammengefügt ist. Aufgrund des hohen Druckes,
mit dem die Brennelemente in Form von Holzspänen, Holzfasern
und Holzschnitzeln zusammengepresst werden, sind diese durch Kraft-
und Formschluss fest miteinander verbunden, ohne dass es eines zusätzlichen
Klebemittels oder dergleichen bedürfte. Allerdings ist
es auch denkbar, dass geringfügige Klebemittelzusätze
zur Verbesserung der Festigkeit des Brennstoffpacks (Holzbriketts)
hinzugegeben werden.
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Die 1 zeigt
eine Schnittdarstellung durch einen Brennstoffpack 1, wie
er in der 1 dargestellt ist.
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In
der Schnittdarstellung ist zu erkennen, dass die Brenneinheit aus
zusammengepressten Brennelementen in Form von Holzspänen,
Holzfasern und Holzschnitzel nur im Kernbereich 3 vorliegt, während
im Randbereich ein zweischichtiger Aufbau zu erkennen ist. Eine
erste Schicht 4 stellt die eigentliche Randschicht des
Holzbriketts dar, in die Wachs infiltriert ist. Dies ist entsprechend
durch die punktierte Darstellung im Randbereich 4 zu sehen.
In diesem Randbereich 4 des Holzbriketts liegt somit das
Holzbrikett aus zusammengepressten Holzteilchen vor, in deren Zwischenräume,
die noch existieren, flüssiges Wachs infiltriert ist. Darüber
hinaus kann das flüssige Wachs auch durch das Holzmaterial
aufgesogen werden, so dass keine Zwischenräume zwischen
den Holzteilchen vorhanden sein müssen, was bei hohen Pressdrücken,
mit denen die Holzteilchen miteinander verpresst werden, unter Umständen
der Fall ist.
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Darüber
hinaus hat sich um das Holzbrikett eine Wachsschicht 5 gebildet,
die also außerhalb des ursprünglichen Holzbriketts
auf der Oberfläche desselben angeordnet ist. Diese Wachsschicht 5 bildet die
Oberfläche 2 des Brennstoffpacks.
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Die
Wachsschicht 5 sowie der mit Wachs infiltrierte Randbereich 4 des
Holzbriketts führen zu einer leichteren Brennbarkeit im
Vergleich zum Kernbereich 3 des Holzbriketts. Entsprechend
ist es möglich, den Brennstoffpack 1 in einfacher
Weise zu entzünden, da die Wachsschicht 5 durch
eine kurze Erhitzung beispielsweise mit einem Zündholz
oder einem Feuerzeug in Brand gesetzt werden kann. Das Feuer wird
dann zunächst durch die Wachsschicht 5 genährt,
so dass eine länger anhaltende Flamme gewährleistet
ist. Dadurch kommt es zur Erhitzung des Randbereichs 4 und
des Kernbereichs 3 des Brennstoffpacks sowie von umliegenden
Brennmaterialien, wie beispielsweise Brenneinheiten in Form von
Holzbriketts ohne Brennmittelüberzug, d. h. Wachsüberzug.
Durch die lang anhaltende Erhitzung des Randbereichs 4 und
des Kernbereichs 3 des Brennstoffpacks 1 aufgrund
der Verbrennung der Wachsschicht 5 und anschließend
des Randbereichs 4 kann eine sichere Entzündung
des Kernbereichs 3 des Brennstoffpacks 1 gewährleistet
werden. Im Gegensatz dazu wäre bei Holzbriketts ohne Brennmittel-
bzw. Wachsüberzug eine Entzündung aufgrund der
hohen Verdichtung des Holzbriketts nur mit separaten Zündhilfen
möglich. Durch die Kombination des Brennstoffs und der
Zündhilfe in Form eines Brennmittelüberzugs kann
jedoch auf zusätzliche Anzündhilfen verzichtet
werden und es ist ohne weitere Hilfsmittel außer einem
Feuerzeug oder einem Zündholz möglich, den Brennstoffpack 1 in
Brand zu setzen.
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Entsprechend
wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung der erfindungsgemäße
Brennstoffpack 1, wie er in den 1 und 2 dargestellt
ist, in einer Verpackungseinheit 10 verpackt, wie sie beispielhaft
in 3 dargestellt ist. In der Verpackungseinheit 10 sind
mehrere Holzbriketts 11 ohne Brennmittelüberzug
auf einer Palette 12 gestapelt. Zusätzlich zu
den Holzbriketts ist ein erfindungsgemäßer Brennstoffpack 1 in
dem Stapel vorgesehen, der gleichzeitig als Anzündhilfe
und Brennstoff dient. Der Stapel aus Holzbriketts 11 und Brennstoffpack 1 ist
zusammen mit der Palette 12 in einer Schrumpffolie 13 eingeschlossen,
um die Verpackungseinheit 10 zu bilden. Eine derartige
Verpackungseinheit ist üblicherweise so ausgebildet, dass der
Brennstoffbedarf für einen Kaminofen, Kachelofen oder sonstigen
Haushaltsofen eines durchschnittlichen Einfamilienhauses gegeben
ist. Entsprechend kann der Verbraucher eine Tagesration seines Brennstoffbedarfs
mit der Verpackungseinheit 10 erwerben, wobei er keine
zusätzlichen Anzündhilfen benötigt, da
er mit Hilfe des mitgelieferten Brennstoffpacks in einfacher Weise
eine erstmalige Entzündung der Holzbriketts durchführen
kann.
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Obwohl
die Verpackungseinheit 10 so dargestellt ist, dass gleichgroße
Holzbriketts und Brennstoffpacks (nur in unterschiedlichen Richtungen
gestapelt) vorgesehen sind, können auch unterschiedlich
große Holzbriketts und Brennstoffpacks Verwendung finden.
Darüber hinaus ist es ebenfalls für den Fachmann
selbstverständlich, dass anstelle eines einzigen Brennstoffpacks
mehrere Brennstoffpacks 1 in einer entsprechenden Verpackungseinheit 10 vorgesehen
sein können.
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Die 4 zeigt
eine schematische Darstellung, die die Herstellung eines erfindungsgemäßen Brennstoffpacks 1 verdeutlicht.
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Wie
in der 4 zu sehen ist, ist eine beispielsweise quaderförmige
Pressform 20 vorgesehen, in die über eine Zuführeinrichtung 22,
wie beispielsweise einer Rutsche entsprechende Brennelemente wie
Holzspäne, Holzfasern, Holzschnitzel und dergleichen eingefügt
werden. Die Brennelemente 23 in Form von Holzspänen,
Holzfasern, Holzschnitzeln werden mittels einer Presse 21 in
der Pressform 20 unter Anwendung eines hohen Druckes im
Bereich von 300 bis 500 bar miteinander verpresst und anschließend
als Holzbrikett 11 aus der Pressform 20 entnommen.
Die Holzteile 23 werden durch das Verpressen kraft- und
formschlüssig miteinander verbunden, so dass das Holzbrikett 11 formstabil
ist. Während ein derartiges Holzbrikett 11 bereits
als Brennstoff Verwendung finden kann und beispielsweise in der
Verpackungseinheit 10, wie sie in 3 dargestellt
ist verwendet wird, werden Holzbriketts zur Herstellung der erfindungsgemäßem
Brennstoffpacks 1 in einen Behälter 24 mit
flüssigem Wachs 25 oder Paraffin oder dergleichen
eingetaucht, so dass das flüssige Brennmittel in Form von
Wachs, Paraffin oder dergleichen einerseits in die Brenneinheit
in Form eines Holzbriketts 11 eindringen und sich andererseits
als Überzug auf diesem ablagern kann. Nach dem Entnehmen
aus dem Behälter 24 erstarrt das im Behälter 24 bei
Schmelztemperatur flüssig gehaltene Wachs 25 durch
Abkühlung und der erfindungsgemäße Brennstoffpack 1 ist
fertig, um in der Verpackungseinheit 10 verpackt zu werden
oder als Brennstoffpack zusammen mit anderen Brennstoffen eingesetzt
zu werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand des beigefügten Ausführungsbeispiels
deutlich beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich,
dass die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel
beschränkt ist, sondern das Abwandlungen insbesondere in
Form von Weglassen einzelner Merkmale als auch durch andersartige
Kombinationen der vorgestellten Merkmale möglich sind, ohne
den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu
verlassen. Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung sämtliche
Kombinationen aller vorgestellten Einzelmerkmale.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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