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Verbesserungen an Gas-Strahlungsöfen Die Erfindung bezieht sich auf
Strahlungs-Könvektor-Gasöfen, die eine Konvektor-Raumwärme-Austauscher-Einheit enthalten,
bei der die Wärme vom Durchgang der heißen Verbrennungsprodukte durch die Wärmeaustauschereinheit
zum Schornsteinschacht abgeleitet wird.
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Wenn ein Gasofen dieser Art eingebaut wird, zum Beispiel in eine Kaminöffnung,
und er dadurch eine Verschlußplatte und einen überwachten; eingeschränkten Eingang
zum Schornsteinschacht bildet, durch den die heißen Verbrennungsprodukte des Feuers
strömen, dann ist er auch, je nach Bauform, Höhe, Größe und geographischer Zage
des Schornsteins, einem übermäßig starken, durch atmosphärischen Auftrieb verursachten
Schornsteinzug unterworfen und bringt daher Kalte Raumluft in übermäßiger ueschwindigkeit
und Volumen vom Raum in den Schornsteinschacht ein.
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Die Wirkung der über das obere Ende der Gasofenstrahlungskörper und
durch den oder die xanäle gesaugten kalten Luft, durch welche auch die heilen Verbrennungsprodukte
bei ihrem Weg von der Flamme durch die Wärmeaus-tausch-Konvektoreinheit zum Schornsieinschacht
strömt, ist funktionsmäßig insofern völlig
verkehrt,: als ja die
Raumwärmeaustauscheinheit von den heißen Verbrenn ungsprödukten Wärme auf den Raum
übertragen soll, die kalte und mit großer Geschwindigkeit und Volumen herengebrachte
Raumluft aber die heißen Verbrennungsprodukte verdünnt und ihre Temperatur beträchtlich
erniedrigt, wodurch bei den gegenwärtigen Arbeitsbedingungen die Wirkung Lind Wirksamkeit
des. Wärmeaustausches vermindert wird. Deswegen ist es gemeinhin üblich, Schornsteinabsätze
bei einer Feuerung vorzusehen, um das Aufkommen eines übermä-Bigen Schornsteinzuges
durch den Ofen hindurch zu vermindern. Ein solches Vorgehen ist aber insofern nur
teilweise wrirsam, als der Schornsteinzug nur entsprechend der Größe und dem durch
den Schornsteinabsatz ermöglichten 1Vachlasäen vermindert wird. Dies. und die veränderlichen
.Faktoren des atmosphärischen Auftriebs machen obiges Vorgehen zu einer mäßigen,
unwissenschaftlichen ubung und darüber hinaus könnte es im :'alle eines schlecht
ziehenden Schornsteins, verbunden mit statischen atmosphärischen Bedingungen einen
Zustand schaffen,- bei dem die Verbrennungsprodukte wegen unvollkommenen Zuges vom
Ofen ins den Raum abgegeben werden anstatt in den Schornstein. Auf einem anderen
Weg wird gewöhnlich so vorgegangen, daB feste oder mechanisch bewegliche Feuerzug-Drosseln
entweder in den Schornsteinschächt oder inäden Abzugschacht des Ofens oder in beide
eingesetzt werden, um den Strom kalter Luft vom Raum durch das Gerät zum Schornsteinschacht
zu verlangsamen Lind zu vermindern.-Wegen ständig sich: ändernder, unbekannter und
den Schornsteinzug beeinflussender Faktoren, von statischem atmosphärischen Zustand
bis -zu starkem atmosphärischen Auftrieb, ist es auch hier wieder unmöglich, die
Größe oder die Art des Drosselorgans mit einiger Genauigkeit abzuschätzen, welches
zur wirksamen und sicheren Verminderung der Kühlwirkung des Schornsteinzuges erforderlich
ist. `-Bei beiden vorstehenden Verfahren ist die Erhöhung-der Wärmeübertragung an
den Raum durch Verminderung des durch
starken Schornsteinzug hervorgerufenen
Wärmeverlustes an den Schornsteinschacht beabsichtigt. Dies ist dort von größter
Wichtigkeit, wo der Ofenfeuerzugskanal zum Schornsteinschacht funktionsmäßig die
Konvektorraumwärme-Austauschereinheit darstellt. Bei solchen Strahlungs-Konvektoröfen
ist der Kanal oder Wärmeaustauscher, der die heißen Verbrennungsprodukte in den
Schornsteinschacht leitet, derselbe Kanal, den die dem Schornsteinzug unterworfene
Raumluft durch-das Gerät hindurchströmt. Dies hat bei der einen Strahlungskonvektorofenart
eine Kühlwirkung auf die Strahlungskörper zur Folge und bewirkt bei der anderen
Art eine übermäßige Kühlung der Strahlungskörper und durch Verdünnung der heißen
Gase eine so drastische Kühlung des Wärmeaustauschers, daß dieser bei tiefen Temperaturen
umgekehrt arbeiten könnte, indem er zum Wärmeaustauscher zwischen Ofen und Schornsteinschacht
würde anstatt zum Wärmeaustauscher zwischen Ofen und Raum, wozu er gedacht ist.
Die Erfindung liefert eine Anordnung, welche die: durch den Schornsteinzug angesaugte
kalte Raumluft daran hindert, durch den Kanal oder die Zeitungen zu strömen, die
auch von den heißen Verbrennungsprodukten durch einen Wärmeaustauscher durchströmt
werden, wodurch ihre drastische Temperaturerniedrigung durch die von der angesaugten
kalten Raumluft bewirkte14 Verdünnung vernindert wird. Dies wird dadurch erreicht,
daß ein getrennter und unmittelbarer Einlaß durch den Ofen zum Schornsteinschacht
vorgesehen wird, der hereingesaugte Raumluft funktionsmä3ig in einem Kurzschluß
-zum Schornsteinschacht leitet und sie dadurch daran hindert, den Kanal zu durchströmen,
der auch von den heißen Verbrennungsprodukten durch den Wärmeaustauscher hindurch
zum Schornsteinschacht hin durchströmt wird. Die Erfindung besteht in einem Strahlungs-Konvektor-Gasofen,
der einen Abzug oder Abzüge umfaßt, die zum Wegschaffen von Verbrennungsprodukten
in einen Schacht hinein dienen, nachdem sie durch einen ',ldc,rmeaustauscher geströmt
sind, der
getrennte Wege für die Verbrennungsprodukte und für die
durch -die Verbrennungsprodukte aufgeheizte Konvektibnsluft aufweist und welcher
Ofen durch Mittel gekennzeichnet ist, welche die durch den Schacht vom Raum durch
den Ofen hindurch angesaugte Luft vom Weg der Wärmeaustauscherprodukte ablenken
und welche die Verdünnung' der Verbrennungsprodukte durch angesaugte Luft solange
verhindern, bis die Verbrennungsprodukte durch den Wärmeaustausches geströmt sind.
Der Strahlungs-Konvektor-Gasofen kann oberhalb der Strahlungswand eine Ka-mmer zur
Aufnahme der von der Strahlungswand aufsteigenden Verbrennungsprodukte enthalten,
ferner einen im wesentlichen senkrechten Tängeschi, der die Kammer in vordere und
hintere Teile aufteilt und so gestaltet ist, daß die aufsteigenden Verbrennungsprodukte
in den hinteren Teil der Kammer geleitet werden, bevor sie zum vorderen Teil der
Kammer gelangen,.ferner besteht der Strahlungs-Konvektor-Gasofen aus Mitteln, die
dem unmittelbaren Zugang der vor dem Ofen befindlichen Luft zum vorderen Teil vier
Kammer dienen und aus einem Abzug oder Abzügen, die zum vorderen Teil der Kammer
hin geöffnet sind und nach hinten hindurchlaufen, aber vom hinteren Teil abgeschlo
ssen.sind und die Verbrennungsprodukte und hurt auf der Rückseite-des Ofens in einen
Schacht ausströmen lassen Der Schirm kann so gestaltet sein, daß er die Produkte
dadurch hinter sich leitet, da:ß er entlang seiner unteren Kante ein Schürzenteil
aufweist, das nach vorn-unten-geneigt ist und eine Raube zum Auffangen der Produkte
bildet. Dieses Schürzenstück läßt eine weite Öffnung für den unmittelbaren Zutritt
der Raumluft zum-vorderen Teil der Kammer entstehen. Da der hintere Teil der Kammer
die heißen Verbrennungsprodukte fast unverdünnt durch kalte Raumluft aufnimmt, ist
die Temperatur des hinteren Teiles der Kammer hoch und dieser Teil ist gut dazu
geeignet, einen Teil eines Wärmeaustausches zu bilden: Die hintere Kammerwand, die
durch die Über sie hinwegströmenden
heißen Produkte besonders gut
beheizt wird, kann zum Beispiel einen seil der Vorderwand eines Konvektor-Kanals
bilden, der warme Luft durch einen Auslaß im oberen Teil des Ofens in den Raum ausströmen
läßt. Die durch den Konvektor-Kanal strömende Luft kann auch durch einen Lufterhitzer
hinter der Strahlungswand aufgeheizt werden.
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Wenn die Abzugsöffnung oder die Abzugsöffnungen durch den Konvektor-Kanal
hindurchlaufen, dann müßten sie vollständig von diesem isoliert werden, zum Beispiel
durch eine Doppelwandkonstruktiod mit einem Luftspalt zwischen den Wänden, da die
Verbrennungsprodukte und die sie verdünnende kalte Luft an diesem Punkt wohl kälter
sein können als die nach der Aufheizung in einem Lufterhitzer durch den Konvektor-Kanal
strömende Luft. Außerdem würde im anderen Falle, wenn nämlich die Luft im Konvektor-Kanal
nicht vorher erwärmt worden wäre, die Gefahr der Kondensation innerhalb der Abzugsöffnung
bestehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in folgendem anhand der
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Fig. 1 die perspektivische Ansicht
des oberen Abschnittes eines Gasofens darstellt, der teilweise aufgeschnitten ist,
um Konstruktionseinzelheiten des Inneren zu zeigen.
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Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch den Gasofen. Die Fig. 3 und
4 stellen senkrechte Schnitte der oberen Abschnitte zweier anderer möglicher Bauformen
gemäß der Erfindung dar.
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Der in den Fig. ,L und 2 der beiliegenden Zeichnungen dargestellte
Gasofen besteht aus einem blechernen äußeren Gehäuse 5, einem metallenen, gegossenen
Hauptrahmenglied 6, das in dem Gehäuse 5 angebracht ist, aus feuerfesten Strahlungskörpern
1, die eine Strahlungswand an der Vorderseite des Gehäuses
bilden,
welche oberhalb eines Gasbrennerrohres 8 mit entlang seiner Länge aufwärts gerichteten
Gasdüsen g gehalten wird, und aus einer Kammer 10 im oberen Gehäuseabschnitt oberhalb
der Strahlungswand, welche die von der Strahlungswand aufsteigenden Verbrennungsprodukte
aufnimmt-. -Das Hauntrahmenteil 6 weist ein senkrechtes Wandstück 11 auf, das im
wesentlichen in der Mitte zwischen der Vorderseite des Gehäuses und einer blechernen
Rückwand 12 des Gehäuses angeordnet ist und sich parallel zur Rückwand über die
Breite des Gehäuses erstreckt. Der Raum zwischen dem senkrechten Wandteil 11 und
der Rückwand 12 bildet einen Teil eines Konvektor-Kanals _13, der sich von unterhalb
des Brennerrohres 8 hinter das Wandstück 11 und über die Kammer 10 erstreckt, Luft
aas dem Raum, in dem der Ofenaufgestellt ist, tritt an einem Eimaß.-gitter 14 im
unteren Ende der Gehäusevorderseite in den Konvektor-Kanal ein und wird nach Verlassen
des Lufterhitzers durch -: ein Umlenkteil Q- nach vorne über die Kammer 10 zu einem
AuslaB® gitter 15 im oberen Ende der Gehäusevorderseite und von hier zurück in den
Raum umgelenkt. Das, senkrechte Wandstück weist eine Öffnung 16 auf, die in ihrer
Gestalt unwesentlichen den Rückseiten der Strahlungskörper 7 entspricht und eine
ein wenig größere-Grundfläche als diese hat, die so liegen, daß ihre Rückseiten
in der Öffnung 16 untergebracht sind. Auf der hinteren Oberfläche des Wandteiles
ist ein Konvektionslufterhitzer 17 gegen eine gegossene- Vord-erwand 18 eingebaut,
auf der die Rückseiten der Strahlungskörper ruhen. und dadurch-den Lufterhitzer
17 aufheizen. Der Lufterhitzer heizt die durch den Konvektor-Kanal 13 strömende
Luft aufs Die Kammer 10 ist mit einer gegossenen Metallrückwand .!ß versehen, die
sich Über die Breite des Gehäuses erstreckt und so angeordnet ist, daß sie vom senkrechten
Wandstück 11 aufwärts läuft, so daß sie tatsächlich eine Fortsetzung
des
senkrechten Wandstückes bildet. Die obere Kante der hinteren Wand 19 ist nach vorne
gebogen und trifft auf eine Blechplatte 20, die weiter vorwärts und dann abwärts
läuft, um eine Einfassung zu bilden, die hinter einem vorderen dachartigen Gußstück
21 des Ofens oberhalb der Strahlungswand angeordnet ist.
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Die Einfassungsplatte 20 wird in der Mähe ihrer oberen Kante mit nicht
gezeigten Schrauben an der hinteren Wand befestigt, die in mit Gewinde versehene,
an die hintere Wand angegossene Augen geschraubt werden.
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In der hinteren Wand 19 sind zwei horizontal angeorriete Öffnungen
23 ausgebildet, die zum leicht sich verjüngenden, röhrenförmigen Abzugsgehäuse 2¢
führen, das an die hintere Wand angegossen ist und sich rückwärts durch den Konvektor-Kanal
13 hindurch erstreckt. Um jede Öffnung 23 herum liegt ein kurzer röhrenförmiger
Zapfen 25, der Teil der hinteren Wand ist und sich von der Vorderfläche der hinteren
Wand naeh.vorne erstreckt. Der Rohrzapfen 25 ist ein wenig von der Kante der Öffnung
23 abgerückt, so daß eine schmale, ringförmige Phase 26 rund um die Offnung entsteht.
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Die Kammer 10 wird in Vorder- und Rückteil 27 bzw. 28
durch
einen Metallschirm 29 aufgeteilt. Zum größten Teil ist der Schirm 29 senkrecht
und eben. Der Schirm 29 endet kurz vor der Kammerdecke, seine obere Kante ist nach
vorne geneigt. Gegenüber eines jeden Zapfen 25 ist der ebene, senkrechte Abschnitt
des Schirms nach hinten ausgedrückt, um einen kreisförmigen, gebördelten Abschnitt
30 zu bilden, der sich in die Mündung des Rohrzapfens 25 hinein erstreckt. Eine
Abzugsöffnung 31 ist in dem gebördelten Abschnitt passend zur Öffn urig 23 ausgebildet.
Das vordere Ende des Zapfens stößt rund um den gebördelten Abschnitt 30 an die hintere
Fläche des Schirms.
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Innerhalb eines jeden Abzugsgehäuses 24, aber vom Abzugsgehäuse getrennt,
so daß ein Duftspalt 32 übrigbleibt,
befindet sich ein Abzugsrohr
33 aus Blech mit einem Stirnflansch 34 am Umfang, welcher -in die -schmale Phase
26 eingreift und das . Abzugsrohr 33 in der vorgesehenen Lage zum Gehäuse hält.
Der -Plansch 34 wird durch den gebördelten Abschnitt 30 des Schirmes gegen die schmale
Phase 26 gehemmt. Ein Dichtungsring 35 wird zwischen den gebördelten Abschnitt rund
um die-Abzugsöffnung 31 und den Flansch 34 gelegt. Das Abzugsrohr erstreckt sich
rückwärts, sich entsprechend dem Gehäuse verjüngend, und ist durch eine Öffnung
36 in der Rückwand 12 zur Rü.ckselte des Ofens hin offen. Eine Haube 37 von halbkreisförmiger
Gestalt ist entlang der Kante der oberen Hälfte der Öffnung 36 an der Rückwand befestigt
und erstreckt sich nach hinten in den nicht gezeigten Schornsteinschacht hinein.
Der Schirm ist durch Schrauben 38 mit der hinteren Wand 19 verbunden, die in mit
Innengewinde ver= sehene, an die hintere Wand angegossene Augen 39 geschraubt werden.
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Unterhalb der Abzugsöffnungen 31 ist der Schirm nach -vorn-unten geneigt,
um eine Schürze ¢0 zu bilden, die über die Vorderseite der Strahlungskörper ungefähr
in der Höhe-des oberen Endes der Strahlungswand überhängt, so daß sie eine Haube
bildet, welche die von. den Strahlungskörpern aufsteigenden Verb rennungsprodukte
sammelt und sie in den hinteren- Teil 28 der - -Kammer.- leitet.
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Das vordere Dachgaßstück 21 und die Einfassungsplatte 20 laufen in
ihren unteren Teilen parallel zur Schürze 40, aber weit von ihr abgerückt, wodurch
sich ein weiter aufwärts und nach innen gerichteter Kanal. 41-ergibt, durch den
Raumluft-zum vorderen Teil 27 der Kammer und zu den Abzugsöffnungen gelangen kann.
Eine metallene, gegossene Windhaube 42 ist an dem unteren Ende der Einfassungsplatte
befestigt, deren untere Kante unterhalb der Bodenkante des Daches 21 nach vorne
herausragt. Diese Windhaube 42 dient dazu, die Raumluft hauptsächlich in: die Kammer
zuleiten, obwohl etwas Luft auch zwischen dem Dach und der Einfassungsplatte hindurch
aufwärts zum Auslaßgitter 15 strömen kann.
Die von den Strahlungskörpern
aufsteigenden Verbrennungserzeugnisse werden, wie vorher schon festgestellt, durch
die Schürze 40 aufgefangen und in den hinteren Teil der Kammer geleitet, strömen
um die Rohrzapfen herum nach oben, die Vorderseite des Schirmes herunter, in die
Abzugsöffnungen hinein und gehen von dort durch die Abzugsrohre zum Schornsteinschacht.
Die Verbrennungsprodukte heizen den Schirm und das Abzugsrohr schnell auf. Wenn
der Ofen angezündet wird, beginnt die Duft durch Konvektion durch die Abzugsrohre
zu strömen, bevor der Schornsteinschacht sich soweit erwärmt hat, daß ein Zug festgestellt
werden kann. Man kann gewöhnlich bei Gasöfen bemerken, daß ein kleiner Anteil der
Verbrennungsprodukte in den Raum entweicht, bevor der Schornstein sich erwärmt hat.
In dieser Hinsicht zeigt die oben beschriebene Konstruktion eine Verbesserung, da
festgestellt wurde, daß die Verbrennungsprodukte bei einem merklich geringeren Schornsteinzug
abgezogen werden als gewöhnlich.
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Der Konvektor-Kanal ist gegenüber der Kammer dicht, so daß es nicht
möglich ist, daß sich die durch den Kanal strömende und durch den Lufterhitzer erwärmte
Luft mit den Verbrennungsprodukten vermischt.
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Der zwischen dem Abzugsgehäuse und den Abzugsrohren vorgesehene Luftraum
32 isoliert die Abzüge vollständig von dem Konvektor-Kanal. Diese Isolierung ist
ein wichtiges Merkmal, weil die Verbrennungsprodukte und die diese verdünnende kalte
Raumluft gut kälter sein können als die' -aufgeheizte, durch den Konvektor-Kanal
strömende Konvektionsluft und daher ohne Isolation die Konvektionsluft abkühlen
würden. Außerdem würde dann, wenn die Luft im Konvektor-Kanal nicht vorher aufgewärmt
worden wäre, die Gefahr der Kondensation innerhalb der Abzugsrohre gegeben sein.
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Da die hintere Wand der Kammer durch die Verbrennungsprodukte beheizt
wird, teilt sie auch dem Konvektor--Kanal
Wärme mit.
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Bei der anderen, in Figo 3 gezeigten Anordnung ist de-" Ofenkonstruktion
der eben beschriebenen im allgemeinen ähnlich, ausgenommen, daß ein Abzug 44 vorgesehen
äst, der sich von einer Gitteröffnung 45 in dem DachgußstUck nach hinten
erstreckte Bei dieser Anordnung weist die hintere Wand kein Abzugsgehäuse oder Rohrzapfen
auf und in der Kammer ist kein Schirm vorgesehen. Der Abzug 44 ist rohrförmig, besteht
aus Blech und seine Mündung paßt genau auf die Gitteröffnung 45 in dem Dach- der
Abzug erstreckt sich nach hintern, sich leicht nach seinem hinteren Ende zu erweiternd.
Der Abzug 44 erstreckt sich durch die Putterplatte hindurch, durch die Kammer, durch
die Öffnung 23 in der hinteren Wand der Kammer und läuft ein kurzes Stück aber die
hintere Ward hinaus. Rund um den hinteren Teil des Abzuges ist eine blecherne, röhrenförmige
Schachtverbindung 47 angeordnet, die einen solchen Durchmesser hat, daß zwischen
ihr und de Außenfläche des Eingangsteiles ein Zwischenraum entsteht. Die Mündung
der Schachtverbindung ist offen und in der Kammer angeordnet. Die Schachtverbindung
erstreckt sich nach hinten durch die Öffnung 23, durchquert den Konvektor-Kanal
und Läuft durch die Rückplatte des Ofens hinaus zum Schornsteinschacht. Jenseits
des hinteren Eindes vom Abzug läuft die Schachtverbindung zu einem Haas 48 zusammen
und erweitert-sich leicht in einem kurzen, venturiförmigsn Abschnitt 49, kurz bevor
-sie sich in den Schacht hinein öffnet. Die gemeinsame Achse des Abzuges und der
Schachtverbindung ist von vorne nach hinten leicht aufwärts geneigte , Vorn den
Strahlungskörpern aufsteigende Verbrennungsprodukte strömen in die offene Mündung
der Schachtverbindung in der Kammer. Wenn der Ofen angezündet wird, dann erwärmt
sich der innerhalb der Kammer gelegene Teil des Abzuges schnell und Luft beginnt
wegen der leeigung des Abzuges durch Konvektion zu strömen, bevor der Schacht sieh
soweit erwärmt hat, daß ein Zug-zustande kommt. Das Ausströmen dieser Luft in den
Venturiabschnitt
der Schachtverbindung hat eine Einsaugwirkung zur Folge und zieht die in der Kammer
gesammelten Verbrennungsprodukte hinaus in den Schacht. Dies vermindert die Neigung,
die zuerst da sein kann, daß nämlich ein Teil der Verbrennungsprodukte in den Raum
entweicht.
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Da die Schachtverbindung den größten Teil des Abzuges umschließt und
heiße Verbrennungsprodukte durch den Ringraum zwischen dem Abzug und der Schachtverbindung
strömen, ist der Abzug reichlich isoliert, so daß er keinen übermäßigen Wärmeverlust
bewirkt, obwohl er sogar durch den Ofen läuft.
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Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung weist auch einen Abzug 50 auf, der
von einer Gitteröffnung 51 im Dach wegläuft. Dieser Abzug hat die Form eines Rohres
von gleichbleibendem Querschnitt und erstreckt sich nach hinten düreb die Einfassungsplatte,
quer durch die Kammer, durch die Öffnung in der hinteren Kammerwand hindurch und
setzt sich durch den Konvektor-Kanal hindurchlaufend zu einer Öffnung 52 in der
Rückwand hin fort. Bei dieser Anordnung ist din Schirm 53 vorgesehen, der &en'den
Kammerraum in Vorder- und Rückteil teilt, aber anders als der Schirm der zuerst
beschriebenen Ausführung ist er an seinem unteren Ende so gestaltet, daß die von
den Strahlungskörpern aufsteigenden Verbrennungsprodukte zum Vorderteil der Kammer
geleitet werden. Die Verbrennungsprodukte steigen am Vorderteil der Kammer, um den
Abzug 50 herum, herauf, dann strömen sie über die obere Kante des Schirmes 53 und
nach unten hinter den Schirm in den hinteren Teil der Kammer. In dem zwischein dem
Schirm und der hinteren Wand liegenden Abschnitt des Abzugs 50 sind Öffnungen 54
ausgebildet, durch welche die Verbrennungsprodukte, welche den hinteren Teil der
Kammer erreicht 'haben, in den Abzug eindringen und von dort mit der durch den Abzug
strömenden Raumluft in den Schacht gehen: