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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf feste Brennstoffzusammensetzungen
und, insbesondere, auf eine feste Brennstoffzusammensetzung, die
nützlich
ist, um ein künstliches
Brennscheit herzustellen. Die feste Brennstoffzusammensetzung ist
aus einer Kombination eines Kaffeeabfall-Bestandteiles und Sägemehl zusammen
mit einem brennbaren Wachsbinder gemacht, und erzeugt Geräusche ähnlich einem
natürlichen Holzscheit,
während
sie verbrannt wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Hergestellte
Brennscheite werden eine zunehmend beliebte Wahl als Kaminbrennstoff
um ein bequemes, anziehendes, kostengünstiges Feuer zu genießen. Typischerweise
liefern hergestellte Brennscheite eine gleichmäßige Flamme für einen
vernünftig
langen Zeitraum, wobei wenig Mühe
erforderlich ist, um das Feuer anzuzünden oder in Gang zu halten.
Bei den steigenden Holzkosten stellen hergestellte Brennscheite
eine kostengünstige
Alternative zu Feuern aus natürlichem
Holz dar. Hergestellte Brennscheite verbrauchen auch vorteilhaft
Materialien, die sonst auf Mülldeponien
enden könnten.
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Die
US-Patente Nrn. 5 910 454 und
6 113 662 , die für die Anmelderin
in den Jahren 1998 bzw. 2000 ausgegeben wurden, zeigen, daß verbrauchter
Kaffeesatz ein idealer Brennstoffbestandteil für feste Brennstoffzusammensetzungen
ist. Verbrauchter Kaffeesatz hat einen höheren Wärmewert und ein höheres Verhältnis von
flüchtigem
zu gebundenem Kohlenstoff als Holz. Somit ist gezeigt worden, das
es möglich
ist, ein Brennscheit herzustellen unter Verwendung eines größeren Anteils
von verbrauchtem Kaffeesatz und so wenig wie 35% Wachs, das an Flammenausgabe
der eines Brennscheites, das mit Sägemehl und über 60% Wachs gemacht ist,
gleichwertig ist.
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Indem
Brennscheite an Beliebtheit zugenommen haben, haben Verbraucher
ein Interesse an „natürlicher
brennenden" Brennscheiten
entwickelt, die ein Feuer aus natürlichem Feuer vortäuschen.
Z.B. lehren die
US-Patente 5
118 539 ,
5 868 804 und
6 017 373 alle, daß durch
Hinzufügen
von Samenkörnern
und anderen künstlichen
Zusätzen
es möglich
ist, das „Krachgeräusch" eines Feuers aus
natürlichem
Holz vorzutäuschen.
US-Patent 6 017 373 lehrt,
daß der
Einschluß von
feuchtem Sägemehl
dazu diente, das Krachgeräusch
zu verstärken,
aber nicht ausreichend war, um es zu verursachen. Während Brennscheite,
die Samenkörner
oder dergleichen enthalten, ein „Plopgeräusch" liefern, fehlt dem Geräusch das „brutzelnde" Geräusch von
Holz und die Ungleichmäßigkeit
des Brenn- und Geräuschmusters
eines Feuers aus Naturholz. Außerdem
trägt das Hinzufügen solcher
Samenkörner,
selbst in verhältnismäßig kleinen
Mengen, zu den Kosten der Brennscheite bei, da die Samenkörner verhältnismäßig teuer
sind.
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Verbraucher
fragen auch Brennscheite nach, die eine höhere Flammenausgabe liefern.
Brennscheite, die heute auf dem Markt sind, enthalten gewöhnlich den
maximalen Wachsgehalt, den die festen Teilchen tragen können. Viele
weisen auch einen Verkokungswirkstoff auf, um die Zugabe von mehr
Wachs, als die festen Teilchen allein tragen können, zu erlauben. Der Verkokungswirkstoff,
im Allgemeinen ein Zucker oder Melassen-Zusatz, umgibt das Brennscheit während es
brennt um die Verdampfungsrate des brennbaren Wachses zu verlangsamen
und das Brennscheit zusammenzuhalten. Obwohl sie wirksam sind, tragen
auch die Verkokungswirkstoffe zu den Kosten eines Brennscheites
bei.
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Folglich
besteht eine Notwendigkeit für
ein preiswertes, hergestelltes Brennscheit, das eine gute Flammenausgabe
hat und auch mit einem krachenden oder knisternden Geräusch ähnlich dem
Geräusch
eines Naturholzfeuers brennt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist daher ein Gegenstand dieser Erfindung, eine Brennstoffzusammensetzung
zu schaffen, die eine maximale sichere Flammenausgabe, geeignet
zur Verbrennung in einem Kamin ohne die Verwendung eines Verkokungswirkstoffes,
liefert.
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Es
ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, eine Brennstoffzusammensetzung
zu schaffen, die mit einem brutzelnden und krachenden Geräusch ähnlich dem
Geräusch
eines Naturholzfeuers brennt.
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Die
Erfindung schafft daher eine feste Brennstoffzusammensetzung, die
nützlich
zum Herstellen eines künstlichen
Brennscheites ist und ein Teilchenmaterial auf der Grundlage von
Holz, einschließlich
Sägemehl, Hobelspäne, Holzschnitze,
gemahlener Faserplatten, gemahlener Wachsplatten- oder Pappen, gemahlenen Papiers
oder dergleichen, aufweist, in einer Konzentration von höchstens
65%, und brennbaren Wachsbinder in einer Konzentration von mindestens
35%,
GEKENNZEICHNET durch:
einen Zusatz, der aus mindestens
1% und höchstens
50% eines Kaffeeabfall-Bestandteils entweder in getrockneter Form
oder mit einem Feuchtigkeitsgehalt, der zwischen 15% und 80% liegt,
wobei mindestens 50% des Kaffeeabfall-Bestandteils eine Teilchengröße von mindestens
0,5 mm haben, wobei der Kaffeeabfall-Bestandteil brutzelnde und
krachende/prasselnde Geräusche
erzeugt und Oberflächenreißen des
Brennscheites fördert,
wenn es verbrannt wird, besteht.
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Die
verarbeitete feste Brennstoffzusammensetzung weist eine Kombination
von verbrauchtem Kaffeesatz und/oder grünem Kaffeebohnenabfall, Sägemehl und
einem brennbaren Wachsbinder auf. Es wurde festgestellt, daß Kaffeesatz
und/oder Abfall aus grünen
Kaffeebohnen bei so wenig wie 1 Gewichts-% und so viel wie 50 Gewichts-%
der Zusammensetzung einen zusätzlichen
Vorteil an verbesserter Flammen- und Geräuschausgabe bei einem Sägemehl/Wachs-Brennscheit
erzeugt. Diese Kombination von festem Teilchenmaterial kombiniert
mit dem Wachsbindemittel schafft ein natürliches Prasseln und Krachen
wenn sie verbrannt wird. Der Kaffeesatz und/oder der Abfall aus
grünen
Kaffeebohnen fördern
auch das Zerreißen
an der Oberfläche
der festen Brennstoffzusammensetzung während sie verbrennt. Das Oberflächenreißen der
festen Brennstoffzusammensetzung vergrößert den der Verbrennungsluft
ausgesetzten Oberflächenbereich
und erhöht
daher die Flammenausgabe.
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Es
wurde auch festgestellt, daß Kaffeesatz
mit hoher Feuchtigkeit in wirksamen Mengen zur Brennstoffzusammensetzung
hinzugefügt
werden kann ohne merklich die Flammenausgabe zu beeinträchtigen
oder die Geräuschausgabe
zu vermindern. Dies erlaubt, daß zumindest
ein Teil des Kaffeeabfalls in dem Zustand benutzt werden kann, in
dem er von einem Abfallieferanten empfangen wird. Trocknungsenergie-
und -kosten werden dadurch vermindert.
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Für beste
Geräuschausgabe
haben die Kaffeeabfallteilchen mindestens 0,5 mm Durchmesser, Feinere
Teilchen können
in Wachs zusammengeballt werden oder pelletiert werden, um die Teilchengröße zu erhöhen, bevor
sie in die feste Brennstoffzusammensetzung gemäß der Erfindung eingebracht
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ins
Einzelne gehenden Beschreibung, im Zusammenhang mit den angehängten Zeichnungen,
ersichtlich werden, in denen:
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1a–1d schematische
Diagramme, die verschiedene Grade von Oberflächenreißen, das auftritt, wenn künstliche
Brennscheite gemäß der Erfindung
verbrannt werden, veranschaulichen, sind;
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2 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
natürlichen
Holzes aufgezeichnet wurde, ist;
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3 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl
und Wachs aufgezeichnet wurde, ist;
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4 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl,
Wachs und Senfkörnern
aufgezeichnet wurde, ist;
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5 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl,
Wachs und Kreuzkümmel
aufgezeichnet wurde, ist;
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6 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl,
Wachs und Koriandersamen aufgezeichnet wurde, ist;
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7 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl,
Wachs und 1% trockenem, verbrauchtem Kaffeesatz aufgezeichnet wurde,
ist;
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8 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl,
Wachs und 6% trockenem, verbrauchtem Kaffeesatz aufgezeichnet wurde,
ist;
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9 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl,
Wachs und 10% trockenem, verbrauchtem Kaffeesatz aufgezeichnet wurde,
ist;
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10 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl,
Wachs und 40% trockenem, verbrauchtem Kaffeesatz aufgezeichnet wurde,
ist;
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11 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl,
Wachs und 6% trockenem, verbrauchtem Kaffeesatz mit einer Teilchengröße von über 0,5
mm aufgezeichnet wurde, ist;
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12 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl,
Wachs und 6% trockenem, verbrauchtem Kaffeesatz, zusammengeballt mit
4% Wachs, aufgezeichnet wurde, ist;
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13 eine
graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung eines
10 Gramm-Probestückes
aus Sägemehl,
Wachs und 6% Abfall von grünen
Kaffeebohnen aufgezeichnet wurde, ist.
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Es
wird bemerkt werden, daß in
allen angehängten
Zeichnungen gleiche Merkmale durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet
sind.
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INS EINZELNE GEHENDE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
Erfindung schafft eine feste Brennstoffzusammensetzung, die nützlich zum
Herstellen von Brennscheiten ist. Die feste Brennstoffzusammensetzung
ist eine Mischung aus Kaffeesatz und/oder Abfall aus grünen Kaffeebohnen,
gemischt mit Sägemehl
und entflammbarem Bindemittel so wie Petroleum oder Pflanzenwachs.
Brennscheite, die unter Verwendung der festen Brennstoffzusammensetzung
hergestellt werden, liefern einzigartige Vorteile im ästhetischen
Eindruck. Die Brennscheite haben einen höheren Flammenausstoß und verbrennen
mit natürlichen
Prassel- und Krachgeräuschen ähnlich dem
Geräusch
eines Feuers aus Naturholz.
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Brennstoffzusammensetzung
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Die
feste Brennstoffzusammensetzung gemäß der Erfindung wird hergestellt,
indem man verbrauchten Kaffeesatz und/oder Abfall aus grünen Kaffeebohnen
(hier nachfolgend als „Kaffeeabfall-Bestandteil" bezeichnet) mit
einem Holzteilchenmaterial (hier nachfolgend als „Sägemehl" bezeichnet) und
einem brennbaren Wachsbindemittel kombiniert. Wie es in diesem Dokument
benutzt wird, bedeutet „Kaffeeabfall-Bestandteil" verbrauchten Kaffeesatz
oder grünen
Kaffeebohnen-Abfall oder jegliche Kombination der zwei in entweder
getrockneter Form oder Form mit hoher Feuchtigkeit; „Sägespäne" bedeutet jegliches
Teilchenmaterial auf der Grundlage von Holz, einschließlich, aber
nicht darauf begrenzt, Sägemehl,
Hobelspäne,
Holzschnitzel, gemahlener oder geschroteter Faserbretter, gemahlener
oder geschroteter Wachsbretter oder -Pappen, gemahlenen oder geschroteten
Papiers oder desgleichen; und „brennbares
Wachsbindemittel" meint
jegliches Petroleum- oder pflanzliches Wachs, das flüssig ist,
wenn es über
den Schmelzpunkt erhitzt wird und ein fester Körper bei Temperaturen unterhalb
von mindestens ungefähr
45 Grad und das im wesentlichen völlig verbrennt, wenn es entzündet wird.
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Die
feste Brennstoffzusammensetzung gemäß der Erfindung wird auf im
Stande der Technik wohlbekannte Art hergestellt, in dem man einen
Kaffee-Abfallbestandteil mit Sägemehl
und brennbarem Wachs kombiniert. In einem beispielhaften Verfahren
wird der Kaffeeabfallbestandteil einem Mischgefäß in einer Menge zwischen 1
Gewichts-% bis 50 Gewichts-% der Gesamtbrennstoffzusammensetzung
hinzugefügt.
Das brennbare Wachsbindemittel in einer Menge zwischen 35 Gewichts-%
bis 65 Gewichts-% der Gesamtbrennstoffzusammensetzung wird in einem
getrennten Gefäß geschmelzt.
Sägemehl
wird dem Mischgefäß hinzugefügt und mit
dem Kaffeeabfallbestandteil gemischt um den Rest der Brennstoffzusammensetzung
zu ergeben. Danach wird das geschmolzene brennbare Wachs hinzugefügt, während die
Mischung gerührt
wird, um das Wachs vollständig
zu verteilen. Das Mischgefäß kann geheizt
werden während
das Wachs hinzugefügt
wird, um das Wachs am Erstarren an den Seiten des Gefäßes zu hindern.
Die Brennstoffzusammensetzung wird dann in einen Extruder eingebracht,
der mit einer Tülle
ausgerüstet
ist, die geeignet ist um Brennscheite zu extrudieren und die Brennstoffzusammensetzung
wird extrudiert und in passende Länge für künstliche Brennscheite geschnitten.
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Aufreißen und Flammenausstoß
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Wie
wohlbekannt ist, neigen natürliche
Feuerhölzer
dazu, longitudinale und radiale Spalten in ihren Oberflächen zu
bilden, während
sie verbrennen. Die Spalten, die sich entwickeln, schaffen Kanäle für das Eindringen
von Verbrennungsluft. Dies ergibt einen hohen Flammenausstoß und liefert
ein helles und fröhliches Feuer.
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Versuche
haben gezeigt, daß,
wenn ein Kaffeeabfallbestandteil aus Kaffeesatz und/oder grünem Kaffeebohnenabfall
einer Sägemehl/Wachs-Mischung
hinzugefügt
wird, um eine feste Brennstoffzusammensetzung zu schaffen, sich
Oberflächenspalten
beim Verbrennen von Brennscheiten, die aus der festen Brennstoffzusammensetzung
hergestellt sind, entwickeln. Die Oberflächenspalten sind ähnlich den
Oberflächenspalten die
sich entwickeln, wenn man natürliche
Feuerhölzer
verbrennt. Obwohl diese Erscheinung nicht völlig verstanden wird, wird
angenommen, daß die
flüchtigen Öle in dem
Kaffeeabfallbestandteil vor dem brennbaren Wachs verdampfen und
Drucktaschen bilden, die das Spalten der verbrennenden Brennscheite
verursachen.
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Um
die Spaltbildung während
der Verbrennung zu veranschaulichen, wurden zahlreiche Probestücke mit
verschiedenen Kombinationen von Kaffeesatz, Sägemehl und Wachs vorbereitet.
Diese Probestücke
wurden dann verbrannt und die Flammenhöhe wurde gemessen, bis jedes
Probestück
erlosch. Die Flammenhöhe wurde über die
Zeit integriert um den Flammenausstoß in Inchsekunden zu quantifizieren.
Zusätzlich
wurde das ersichtliche Spalten des Brennstofferzeugnisses beobachtet
und aufgezeichnet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 vorgestellt.
Um die Deutung der Tabelle 1 zu erleichtern, veranschaulichen
1a–d graphisch
ein Ausmaß der
Spaltbildung, das den jeweiligen Indizes 1–4 zugehörig ist. Tabelle 1
| %
Kaffee | %
Wachs | %
Sägemehl | Inch-s | Spalten |
| | | | 0=keine,
4=ausgedehnt |
| Abschnitt
1: Proben mit Kaffeesatz und brennbarem Wachs |
| 0,650 | 0,35 | 0,000 | 2825 | 4 |
| 0,600 | 0,40 | 0,000 | 2902 | 3 |
| 0,550 | 0,45 | 0,000 | 3023 | 2 |
| 0,500 | 0,50 | 0,000 | 2914 | 2 |
| Abschnitt
2: Proben mit Kaffeesatz, Sägemehl
und brennbarem Wachs |
| 0,325 | 0,35 | 0,325 | 2501 | 4 |
| 0,200 | 0,40 | 0,400 | 2348 | 3 |
| 0,300 | 0,40 | 0,300 | 2579 | 3 |
| 0,400 | 0,40 | 0,200 | 2828 | 2 |
| 0,450 | 0,40 | 0,150 | 2902 | 2 |
| 0,275 | 0,45 | 0,275 | 2756 | 3 |
| 0,250 | 0,50 | 0,250 | 3219 | 3 |
| 0,150 | 0,55 | 0,300 | 2722 | 1 |
| 0,225 | 0,55 | 0,225 | 3319 | 3 |
| 0,300 | 0,55 | 0,150 | 3259 | 1 |
| 0,100 | 0,60 | 0,300 | 2719 | 2 |
| 0,150 | 0,60 | 0,250 | 2813 | 2 |
| 0,200 | 0,60 | 0,200 | 3323 | 2 |
| 0,120 | 0,64 | 0,240 | 2789 | 1 |
| 0,240 | 0,64 | 0,120 | 3246 | 1 |
| 0,175 | 0,65 | 0,170 | 3452 | 2 |
| 0,150 | 0,70 | 0,150 | 3591 | 3 |
| 0,125 | 0,75 | 0,125 | 3849 | 2 |
| Abschnitt
3: Proben mit Sägemehl
und brennbarem Wachs |
| 0,000 | 0,35 | 0,650 | 1944 | 1 |
| 0,000 | 0,40 | 0,600 | 1937 | 0 |
| 0,000 | 0,45 | 0,550 | 2091 | 0 |
| 0,000 | 0,50 | 0,500 | 2189 | 0 |
| 0,000 | 0,55 | 0,450 | 2262 | 0 |
| 0,000 | 0,60 | 0,400 | 2341 | 0 |
| 0,000 | 0,65 | 0,350 | 2518 | 0 |
| 0,000 | 0,70 | 0,300 | 2620 | 0 |
| 0,000 | 0,75 | 0,250 | 2685 | 0 |
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Die
in Tabelle 1 gezeigten Resultate deuten auf verschiedene Ergebnisse
in Bezug auf Spaltbildung und Flammenausstoß hin.
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Spaltbildung
in den Sägemehl-Wachs-Proben
wurde nur beobachtet bei der geringsten Konzentration von Wachs
(35 Gewichts-%) und der höchsten
Konzentration von Sägemehl
(65 Gewichts-%). Während
die Spaltbildung auftrat, war der Flammenausstoß niedrig wegen des niedrigen
Energiegehalts des Sägemehlbestandteils.
Andererseits wurde Spaltbildung bei allen Kombinationen beobachtet,
die den Kaffeeabfallbestandteil enthielten. Als ein Resultat dieser
Erscheinung erzeugte der Kaffeeabfallzusatz für jeden gegebenen Wachsgehalt
mehr Oberflächenspalten
wenn der Brennstoff verbrannt wurde und somit ergab sich mehr Oxidation
und Flammenausstoß,
als für
die Sägemehl-Wachs-Mischungen
beobachtet wurde.
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Der
Wachsgehalt einer reinen Kaffeeabfall/Wachs-Mischung konnte nicht über 50%
erhöht
werden aufgrund des extremen Tropfens des Wachses während der
Verbrennung.
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Das
Kombinieren des Kaffeeabfallbestandteiles und des Sägemehls
zusammen mit dem Wachs bewahrt die Oberflächenspaltbildungseigenschaften,
die mit dem Kaffeeabfallbestandteil verbunden sind, und die absorptiven
Eigenschaften des Sägemehls
und ermöglicht
dadurch, daß ein
höherer
Flammenausstoß erzielt werden
kann als mit einer Mischung, die nur eine der beiden Arten von festem
Teilchenmaterial enthält,
erzielt werden kann.
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In
einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung
kann immer noch ein verhältnismäßig geringer
Wachsgehalt (nach Industriemaßstäben) erzielt
werden, aber mit einer Zunahme im Gesamtflammenausstoß, indem man
zwischen 35% und 45% Kaffeesatz, zwischen 40 und 50% Wachs und den
Rest Sägemehl
verwendet.
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In
einer zweiten Ausführungsform
gemäß der Erfindung
kann der höchste
Flammenausstoß erzielt werden,
indem man zwischen 15 und 45% Kaffeesatz, zwischen 50 und 65% Wachs
und den Rest Sägemehl verwendet.
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In
einer dritten Ausführungsform
gemäß der Erfindung
kann man sehen, daß bloß 10% bis
15% Kaffee den Flammenausstoß bei
Wachskonzentrationen zwischen 55 und 65% bedeutend erhöhen, wo
der Rest Sägemehl
ist.
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Geräuschausstoß
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Zusätzlich zur
hohen Flammenausgabe brennen Feuer aus Naturholz mit einem prasselnden
und krachenden Geräusch,
das ein angenehmes Hintergrundgeräusch, das den Genuß des Feuers
erhöht,
schafft. Es ist wohlbekannt, daß die
meisten künstlichen
Brennscheite aus dem Stand der Technik mit praktisch keinen Prassel-
oder Krachgeräuschen
brennen. Versuche haben jedoch gezeigt, daß Brennscheite, die unter Verwendung
der festen Brennstoffzusammensetzung gemäß der Erfindung hergestellt
sind, mit prasselnden und krachenden Geräuschen verbrennen, die dahin
gehen, ein Feuer aus natürlichem
Holz vorzutäuschen.
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Ein
weiterer Vorteil der Brennstoffzusammensetzung gemäß der Erfindung
ist, daß der
Kaffeeabfallbestandteil aus Kaffeesatz und/oder Abfall aus grünen Kaffeebohnen
typischerweise 55% bis 80% Feuchtigkeit enthält, wenn er aus einer Kaffeeplantage
oder einem Kaffeehaus erhalten wird. In einem Brennstofferzeugnis,
das nur Kaffeeabfallbestandteil und Wachs enthält, muß der Kaffeeabfallbestandteil
getrocknet werden, um einen wirksamen Brand zu erzeugen und eine
wünschenswerte
Menge an Wachs aufzunehmen. Jedoch, wenn der Kaffeeabfallbestandteil
nur einen Teil des gesamten festen Teilchenmaterials in einer Brennstoffzusammensetzung
bildet, ist weniger Trocknen des Kaffeeabfallbestandteils erforderlich,
wodurch Trocknungskosten gespart werden können. Darüber hinaus dient die Bewahrung
des Feuchtigkeitsgehaltes in der Kaffeesatzabfallbestandteil/Sägemehl/Wachsmischung
dazu, die Ausgabe von krachenden und prasselnden Geräuschen während der
Verbrennung zu intensivieren.
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Um
den Geräuschausstoß der festen
Brennstoffzusammensetzung zu zeigen, wurden verschiedene Proben
geprüft
unter Verwendung von so wenig wie 1 Gewichts-% Kaffeesatz und so
viel wie 50 Gewichts-% Kaffeesatz, wobei der Feuchtigkeitsgehalt
von 15% bis 80% reichte. Während
krachende Geräusche
in allen Fällen
beobachtet wurden, waren die prasselnden und krachenden Geräusche während der
Verbrennung um so intensiver, je höher der Prozentsatz von Kaffeesatz
war.
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Tabelle
2 listet die Prüfergebnisse,
die vom Verbrennen von 10 Gramm-Proben von Brennstoffzusammensetzungen,
die gemäß der Erfindung
gemacht wurden, als auch von Brennstoffproben, die gemäß dem Stande
der Technik gemacht wurden, erhalten wurden, auf. Tabelle 2
| Muster
Nr. | Beschreibung | %
Sägemehl | %
Wachs | %
Geräuschzusatz | #
an hörbaren Geräuschen |
| 1 | nur
Sägemehl und
Wachs | 55% | 45% | 0% | 2 |
| 2 | trockener
Kaffeezusatz | 54% | 45% | 1% | 15 |
| 3 | trockener
Kaffeezusatz | 49% | 45% | 6% | 29 |
| 4 | trockener
Kaffeezusatz | 45% | 45% | 10% | 37 |
| 5 | trockener
Kaffeezusatz | 35% | 45% | 20% | 44 |
| 6 | trockener
Kaffeezusatz | 25% | 45% | 30% | 51 |
| 7 | trockener
Kaffeezusatz | 15% | 45% | 40% | 54 |
| 8 | trockener
Kaffeezusatz | 5% | 45% | 50% | 56 |
| 9 | gelbe
Senfkörner | 49% | 45% | 6% | 10 |
| 10 | Kreuzkümmelkörner | 49% | 45% | 6% | 96 |
| 11 | Flachssamen | 49% | 45% | 6% | 18 |
| 12 | Koriandersamen | 49% | 45% | 6% | 28 |
| 13 | nur
Kaffeeteilchen über
0,5 mm | 49% | 45% | 6% | 37 |
| 14 | zusammengeballter
trockener Kaffee mit zuerst 4% Wachs | 49% | 45% | 6% | 26 |
| 15 | grüne Kaffeebohnen
(Abfall aus der Rösterei) | 49% | 45% | 6% | 27 |
| 16 | nasser
Kaffeesatz 20% Feuchtigkeit | 49% | 45% | 6% | 22 |
| 17 | nasser
Kaffeesatz 40% Feuchtigkeit | 49% | 45% | 6% | 16 |
| 18 | nasser
Kaffeesatz 60% Feuchtigkeit | 49% | 45% | 6% | 17 |
| 19 | nasser
Kaffeesatz 80% Feuchtigkeit | 49% | 45% | 6% | 13 |
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Um
die Klangabgabe während
der Verbrennung einiger der in Tabelle 2 gezeigten Proben weiter
zu veranschaulichen, wurde das Geräusch aufgezeichnet und graphische
Kurven wurden aus den Aufzeichnungen geschaffen. 2–13 zeigen
die graphischen Darstellungen der Geräuschausgabe der ausgewählten Proben.
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2 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Zuckerahorn, einem erstklassigen Feuerholz mit hoher Energie,
aufgezeichnet wurde. Wie erkannt werden kann, brennt das natürliche Holz
mit einer fortlaufenden Abgabe von prasselnden und krachenden Geräuschen.
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3 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl
und Wachs (Muster 2 von Tabelle 2), einer typischen Brennscheitzusammensetzung
nach dem Stande der Technik, aufgezeichnet wurde.
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Obwohl
zwei hörbare
Geräusche
beobachtet wurden, als das Muster brannte, gab es kein merkbares Prasseln
und Krachen.
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4 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl,
Wachs und 6% Senfkörnern
(Probe 9 von Tabelle 2), einer Brennscheitzusammensetzung nach dem
Stande der Technik zum Erhöhen
der Geräuschabgabe,
aufgezeichnet wurde. Obwohl die Geräuschausgabe im Verhältnis zur
in 3 gezeigten Sägemehl/Wachs-Mischung
erhöht
war, war die Zunahme bei der Geräuschausgabe
weniger als die, die durch eine Kaffeesatz/Sägemehl/Wachs-Mischung, die
nur 1 Gewichts-% an trockenem Kaffeesatz enthielt, erzeugt wurde.
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5 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl,
Wachs und 6% Kreuzkümmelkörnern (Probe
10 von Tabelle 2), einer anderen Brennscheitzusammensetzung nach
dem Stande der Technik zur Erhöhung
der Geräuschausgabe,
aufgezeichnet wurde. Kreuzkümmel,
obwohl er prohibitiv teuer ist, gibt das meiste Geräusch von
allen geprüften
Proben aus. Tatsächlich
war die Klangausgabe bedeutend größer als die des Naturholzfeuers
(s. 2).
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6 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl,
Wachs und Koriandersamen (Probe 12 von Tabelle 2), einer anderen
Brennscheitzusammensetzung nach dem Stande der Technik zur Erhöhung der
Geräuschausgabe,
aufgezeichnet wurde. Koriandersamen, obwohl beträchtlich billiger als Kreuzkümmelkörner, ist
immer noch recht teuer wenn man ihn mit Kaffeesatz vergleicht. Die
Koriandersamen gaben mehr Geräusch
mit niedrigem Pegel aus als das natürliche Holz, kamen aber ansonsten
dem Geräusch
des Naturholzfeuers nahe.
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7 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl,
Wachs und 1% trockenen Kaffeesatzes (Probe 2 von Tabelle 2) aufgezeichnet
wurde. Während
erkannt werden kann, daß die
Geräuschausgabe
geringer als die des in 2 gezeigten natürlichen
Feuers ist, ist die Zunahme an Geräuschausgabe gegenüber der
in 3 gezeigten Sägemehl/Wachs-Probe
nach dem Stand der Technik recht dramatisch, wenn man bedenkt, daß die Probe
nur 1 Gewichts-% trockenen Kaffeesatzes enthielt.
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8 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl,
Wachs und 6 Gewichts-% trockenen Kaffeesatzes (Probe 3 von Tabelle
2) aufgezeichnet wurde. Die Verbesserung in der Geräuschausgabe
ist offensichtlich, und während
die 6 Gewichts-% trockenen, verbrauchten Kaffeesatzes dem natürlichen
Feuer an Geräuschausgabe
nicht ganz gleichkommen, ist die Geräuschausgabe bedeutend.
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9 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl,
Wachs und 10 Gewichts-% trockenen Kaffeesatzes (Probe 4 von Tabelle
2) aufgezeichnet wurde. Wie man sieht führt die Erhöhung des Anteils des Kaffeeabfallbestandteils
zu einer entsprechenden Erhöhung
in der hörbaren
Klangabgabe.
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10 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl,
Wachs und 40 Gewichts-% trockenen Kaffeesatzes (Probe 7 von Tabelle
2) aufgezeichnet wurde. Die Geräuschausgabe
ist gegenüber
der in 9 gezeigten 10 Gewichts-%-Probe nicht wesentlich
erhöht,
aber es gibt eine geringfügige
Erhöhung
und ein natürlich
klingendes Feuer ergibt sich.
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11 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl,
Wachs und 6 Gewichts-% trockenen Kaffeesatzes mit einer Teilchengröße über 0,5
mm (Probe 13 von Tabelle 2) aufgezeichnet wurde. Wie offensichtlich
ist, zeigt das Muster, daß die Teilchengröße wichtig
ist, und größere Kaffeeabfallteilchen
erzeugten mehr hörbares
Geräusch
als feingemahlener Kaffeeabfall. Im Hinblick auf die Geräuscherzeugung
ist es daher wünschenswert,
einen höheren
Anteil von größeren Kaffeeteilchen
zur Brennstoffzusammensetzung hinzuzufügen. Kaffeesatz hoher Feuchtigkeit kann
auch pelletiert werden, um die gleiche Wirkung zu erzielen. Wenn
er pelletiert wird, wird der Kaffee unter genug Druck zusammengedrückt, um
zusammenhaftende Körner
zu bilden, die während
der Mischung mit dem Sägemehl
und dem Wachs, um das Brennscheit zu bilden, nicht auseinanderfallen.
Der Druck wird eingestellt, um den erforderlichen Zusammenhalt zu
erzielen, ohne zuviel des Feuchtigkeitsgehaltes des Kaffeesatzes
auszutreiben.
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12 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl,
Wachs und 6 Gewichts-% trockenen Kaffeesatzes, der mit 4% Wachs
zusammengeballt ist (Probe 14 aus Tabelle 2) aufgezeichnet wurde.
Wie ersichtlich, neigt die Zusammenballung dazu, eine Wirkung zu
haben, die der Hinzufügung
von größeren Kaffeeteilchen
zur Brennstoffzusammensetzung ähnlich
ist. Somit wird eine weitere Ausführungsform der Brennstoffzusammensetzung
gemäß der Erfindung
durch Mischen von Kaffeesatz, vorzugsweise mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von 15% bis 80%, um den Geräuschausstoß zu erhöhen und
die Trockenkosten zu vermindern, gemacht. In dieser Ausführungsform kann
Kaffeesatz so wenig wie 6 bis 10 Gewichts-% der festen Brennstoffzusammensetzung
bilden, und bis hinauf zu 50 Gewichts% der festen Brennstoffzusammensetzung
bilden, wobei Wachs zwischen 40 und 65 Gewichts-% der festen Brennstoffzusammensetzung
bildet und der Rest Sägemehl
ist. Der Kaffeeabfallbestandteil wird zuerst in flüssiges brennbares
Wachs, das gerade auf oberhalb des Erstarrungspunktes des Wachses abgekühlt ist,
eingeschlossen, bevor er mit dem Sägemehl gemischt wird. Nachdem
der eingeschlossene Kaffeeabfallbestandteil und das Sägemehl gründlich gemischt
worden sind, wird eine Ergänzung
des geschmolzenen Wachses unter Rühren hinzugefügt, wie
oben beschrieben.
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13 ist
eine graphische Veranschaulichung von Geräusch, das während der Verbrennung einer 10-Gramm-Probe
aus Sägemehl,
Wachs und 6% Abfall aus grünen
Kaffeebohnen (Muster 15 aus Tabelle 2) aufgezeichnet wurde. Der
Abfall aus grünen
Kaffeebohnen neigt dazu, mehr Prasseln und weniger Krachen zu erzeugen
als der getrocknete Kaffeesatz, aber er erhöht immer noch die Klangabgabe
wesentlich, verursacht Oberflächenspalten
um die Flammenausgabe zu vermehren und trägt mehr Energie zur Brennstoffzusammensetzung
bei als der Sägemehlbestandteil.
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Es
sollte auch bemerkt werden, daß der
zur Brennstoffzusammensetzung gemäß der Erfindung hinzugefügte Wachsbestandteil
durch Ersetzen des ganzen oder eines Teiles des Sägemehlbestandteiles
durch gemahlenes Wachs-Brett oder -Pappe, die gegenwärtig auf
Mülldeponien
entsorgt wird, vermindert werden kann. Die Verminderung an brennbarem
Wachs ist dem Wachsgehalt der Wachspappe direkt proportional. Quellen
für Wachspappe
sind u.A. Milch- und Getränke-Abfallkartons,
Obst- und Gemüsekisten
und dergleichen.
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Die
Erfindung schafft daher eine feste Brennstoffzusammensetzung, in
der billige Abfallprodukte mit einem brennbaren Wachs zusammengetan
werden, um ein künstliches
Brennscheit mit verbesserter Flammen- und Geräuschausgabe zu erzeugen. Das
Geräusch
während
der Verbrennung ist einem natürlichen Holzfeuer
vergleichbar. Da Kaffeesatz und Sägemehl, die beide gegenwärtig kompostiert
oder in Mülldeponien entsorgt
werden, als Hauptbestandteile der festen Brennstoffzusammensetzung
benutzt werden, wird der Druck auf Abfallentsorgungsmöglichkeiten
verringert. Folglich schafft die feste Brennstoffzusammensetzung gemäß der Erfindung
nicht nur ein fröhliches,
erfreuliches Feuer, dem zuzuhören
beruhigend ist, sondern fördert
auch die Wiederverwendung von Abfallprodukten, die häufig in
Mülldeponien
entsorgt werden.
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Die
Ausführungsform(en)
der oben beschriebenen Erfindung ist (sind) nur als Beispiele gedacht.
Der Bereich der Erfindung soll daher allein durch den Bereich der
nachfolgenden Ansprüche
begrenzt werden.
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IN DER BESCHREIBUNG GENANNTE DRUCKSCHRIFTEN
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Die
Liste der von der Anmelderin genannten Druckschriften dient nur
der Bequemlichkeit des Lesers. Sie ist nicht Teil der (Europäischen)
Patentschrift. Obwohl große
Sorgfalt bei der Zusammenstellung der Druckschriften aufgewandt
wurde, können
Fehler und Auslassungen nicht ausgeschlossen werden und das EPA weist
jede Verantwortlichkeit insoweit von sich.
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In der Beschreibung genannte
Patentschriften
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