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Ofen zur Verbrennung von PaPier- und anderen Abfällen Abfall-Verbrennungsöfen
werden in neuerer Zeit deshalb immer wichtiger, weil einerseits die früher in weitem
Umfang angewendete Abfaliverbrennung in Einzelöfen oder Zentralheizungsöfen wegen
der starken Verbreitung von Ölheizungen nicht mehr möglich ist und weil andererseits
immer mehr Abfälle, insbesondere Papierabfälle anfallen. Bei der Abfallverbrennung
entsteht besonders leicht belästigender Qualm, was vor allem auf die Art der zu
verbrennenden Stoffe zurückzuführen ist. Bei der Verbrennung von Abfällen wird die
Verbrennungswärme in der Regel nicht ausgenutzt und ist häufig sogar störend, vor
allem bei der Abfallverbrennung in der warmen Jahreszeit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen zur Abfallverbrennung,
insbesondere zur Papierverbrennung, so auszubilden, daß er bei möglichst billiger
Konstruktion, d.h.
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anter Verzicht auf eine Ausmauerung, möglichst wenig störende Rauchgase
abgibt.
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Der erfindungsgemäße Verbrennungsofen ist gekennseichnet durch einen
den Verbrennungsraum umschließenden Innenmantel, einen den Innenmantel mit Abstand
umgebenden und zusammen mit dem Innenmantel einen Luftführungsraum begrenzenden
Luftführungsmantel und ein einen großen Luftüberschuß fördernde Gebläseanordnung,
die Luft durch den Verbrennungsraum und/oder den Luftführungsraum fördert.
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Bei dem erfindungsgemäßen Ofen wird der Verbrennungsraum durch die
Luft gekühlt, die durch daß Gebläse oder eis Konvektionsströmung durch den Luftführungsraum
gefördert wird. Hierdurch wird die Wand des Verbrennungsraumes, d.h.
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der Lnnenmantel, so kühl gehalten, daß auf einen mit feuerfesten Keramikmaterial
ausgekleideten Verbrennungsraum verzichtet werden kann. Die Verwendung eines Gebläses,
das einen großen Luftüberschuß fördert, führt zu einem Gemisch aus Verbrennungsgasen
und Luft, die nicht am Verbrennungsprozeß teilgenommen hat, so daß eine starke Verdünnung
der Rauchgase entsteht, wodurch belästigender Qualm vermieden wird.
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Auch führt die Verwendung eines Gebläses mit großer Fördermenge zu
entsprechend hohen Geschwindigkeiten des Gemisches aus RaucQasen und Luft, so daß
am Schornsteinaustritt eine rasche Verteilung der Verbrennungsgase erfolgt, was
weiterhin zur Vermeidung belästigenden Qualmes beiträgt.
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Ausführungsformen mit verschiedener Luftführung sind in den Unteransprüchen
und der noch folgenden Beispielabeschreibung definiert, ebenso wie verschiedene
Anordnungen des Gebläses, Weitere Unteransprüche betreffen verschiedene Formen des
Ofens und andere Details.
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In der Zeichnung sind insgesamt sieben Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Ofen gemaß
einer ersten Ausführungsform der Erfindung, der eine obere Haube aufweist, Fig.
2 einen senkrechten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform, bei der an einer
Seitenwand des Verbrennungaraumes eine Einfüllöffnung mit Verschlußklappe angeordnet
ist, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine dritte Ausführungsform, die zwei
Luftführungsräume und einen herausziehbaren Einsatz aufweist, Fig. 4 eine Seitenansicht
einer vierten Ausführungsform mit an einer Seitenwand angebautem Aschebehälter,
Fig. 5 eine Vorderansicht der Ausführungsform nach Fig. 4,
Fig.
6 einen senkrechten Schnitt durch eine weitere Ausführungsform, die zusätzlich ein
Absauggebläse für Asche aufweist, Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII in Fig.
6, Fig. 8 eine Vorderansicht einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, bei der
ein auf einer Kante stehender Ofenkörper und ein Injektor zum Durchsaugen der Luft
verwendet ist> Fig. 9 einen Schnitt nach Linie IX-IX in Fig. 8, Fig. 10 einen
senkrechten Schnitt durch eine siebte Ausführungsforin der Erfindung und Fig. 11
einen weiteren senkrechten Schnitt durch die gleiche Ausführungform nach Linie XI-XI
ia Fig. 10.
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Der Ofen nach Fig. 1 (erstes Ausführungsbeispiel) ist im wesentlichen
zylindrisch ausgebildet und hat einen Innenmantel 1 und einen diesen umgebenden
luftführungsmantel 2. Zwischen Innenmantel 1 und Luftführungsmentel 2 befindet sich
ein Luftführungsraum 3.
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Der Ofen ist oben durch eine insgesamt mit 4 bezeichnete Haube abgeschlossen.
Die Haube ist doppelwandig ausgebildet, wobei die Innenwand 5 dem Innenmantel 2
und die Außenwand 6 dem Luftführungsmantel 2 zugeordnet ist. Zwischen Innenwand
5 und Außenwand 6 sind bei 7 und 8 Siebe angeordnet, die zugleich die Wände 5 und
6 im Abstand voneinander haltene Die Außenwend 6 ist bei 9 am Außenmantel 2 angelenkt,
was es gestattet, die Haube entsprechend dem PSeil 12 von einer Schließstellung
An eine Öffnungsstellung zu verschwenken.
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Innerhalb des Innenmantels 1 befindet sich ein Verbrennungsraum 13,
der unten durch einen Rost 14 abgeschlossen ist. Der Rost hat parallele Roststäbe
15, von denen aus sich senkrechte Stäbe 16 erheben. Diese Stäbe 16 haben verschiedene
Längen.
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Unterhalb des Rostes befindet sich ein chekasten 17, dessen Oberteil
zylindrisch und dessen Unterteil kegelförmig ausge bildet ist. Unterhalb dem kEhekasten
ist ein Gebläse mit Elektromotor 18 und Gebläserad 19 angeordnet. Der Motor 18 ist
über einen kurzen Pfosten 20 auf dem Fuunment 21 abgestützt.
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Der Ofen hat einen Sockel 22 mit einem zylindrischen Teil, an dem
Lufteintrittsöffnungen 23 vorgesehen sind und einem ebenen Teil, der Luftöffnungen
24 aufweist, durch die die bei 23 eingetretene Luft weiterströmen kann.
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Der Ofen nach Fig. 1 wird bei abgehobener Haube 4 gefüllt, d.h.
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bei einer Stellung der Ende, wie eie gestrichelt gezeichnet
ist.
Bei dieser Stellung der Haube ist der Verbrennungsraum 13 nach oben hin offen und
kann über die sehr große Füllöffnung leicht auch mit sperrigem Verbrennungsgut,
wie s.B. Kartons und dergleichen, gefüllt werden. Vor der Zündung des Ofens wird
die Haube in die ausgezogen gezeichnete Stellung gebracht und das Gebläse 18, 19
in Gang gesetzt. Das Gebläse saugt die Luft entsprechend den Pfeilen 25 an und drückt
die Luft nach oben, wobei die unten konische Form des Aschekastens 17 eine für die
Strömung günstige Leitfläche bildet. Der Luftstrom verzweigt sich, wobei ein Teil
entsprechend den Pfeilen 26 im Luftführungsraum 3 nach oben steigt und ein Teil
entsprechend den Pfeilen 27 durch den Rost 24 hindurchtritt und als Ver brennungeluft
dient. Die Verbrennungsgase steigen entsprechend den Pfeilen 28 nach oben und vermischen
sich nach Austritt aus dem Stutzen, der durch die innere Wand 5 der Haube gebildet
wird, mit der Luft, die durch den Luftführungsraum 3 nach oben geströmt ist. Entsprechend
den Pfeilen 29 tritt am oberen nde gemischte Luft aus. Die Mischung wird dadurch
be güns tigt, daS die Wand 5 nach oben hin von der Wand 6 überragt wird.
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Die Umströmung des Innenmantels 1 mit kalter Luft kühlt diesen so
stark, daß für die Herstellung dieses Mantels Stahlblech verwendet werden kann und
eine Ansmauerung nicht erforderlich ist. Der große Luftüberschuß, den das Gebläse
18, 19 liefert führt dazu, daß bei den Pfeilen 29 die Rauchgase stark verdünnt werden,
wodurch lästiger Qualm vermieden wird. Auch hat die
Mischung an
der Austrittsstelle eine hohe Strömungsgeschwindigkeit sur Folge, so daß eine rasche
Verteilung der Rauchgase in der Umgebungsluft erfolgt.
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Der Ofen nach Fig. 2 (zweite Ausführungsform) hat einen quadratischen
oder rechteckigen Querschnitt. Er hat ebenfalls einen Innenmantel 30, einen Luf;tführungsmantel
31, einen Rost 32 und einen unterhalb des Rostes 32 befindlichen Aschekasten.
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Der Verbrennungsraum ist oben durch einen Deckel 34 abgeschlossein,
von dem ein Rauchabzugsrohr 35 ausgeht. Der Innenmantel 30 hat an seiner Vorderwand
eine Öffnung, die durch eine Klappe 36 abgeschlossen ist, die um eine untere waagerechte
Achse schwenkbar ist. Der Luftführungsmantel 31, der zugleich den Ofenkörper bildet,
hat an seiner Vorderwand eine große Klappe 37.
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Oberhalb dem Deckel 34 ist ein Zwischetboden 38 angeordnet, der nach
unten hin einen Raum 39 abschließt, in dem sich ein Gebläse 40 befindet. Die Vorderwand
des Raumes 39 hat XuSteintrittsöffnungen 41. Der Rohrstutzen 35 für den Rauchabzug
ragt in einen Rohrstutzen 42 hinein, der vom Luftführungsmantel 31 ausgeht.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird der Verbrennungsraum 43 gefüllt,
wenn die Klappen 36, 37 entsprechend den Pfeilen ganz nach unten versebwenkt sind,
also noch weiter als in die Zeichnung gestrichelt eingezeichnet ist. Nach Schließen
der
Klappen und Ingangsetzen des Gebläses 40 wird der Ofen gezündet.
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Wie aus den Pfeilen klar zu ersehen ist, wird ein Teil der Luft durch
den Luftführungsraum 44 nach unten gefördert und tritt durch den Rost 32 in den
Verbrennungsraum 43 ein und ein anderer Teil strömt unmittelbar zum Stutzen 42.
In diesem Stutzen 42 werden wieder die durch das Rohr 35 ausströmenden Verbrennungsgase
mit Frischluft gemischt, was die bereits genannten vorteilhaften Wirkungen hat.
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Der Ofen nach Fig. 3 (dritte Ausführungsform) hat wieder einen quadratischen
Querschnitt. Außer einem Innaninantel 45 und einem Luftführungsmantel 46 ist bei
diesem Ofen ein zusätzlicher Außenmantel 47 vorgesehen. Der Verbrennungsraum 48
ist nach oben hin durch einen abnehmbaren Deckel 49 abgeschlossen. Dieser Deckel
ist über eine Stange 50 mit einer Kurbel 51 verbunden, die mittels einer Handkurbel
52 verdreht werden kann. Aus der Betrachtung der Fig. 3 ist ohne weiteres klar,
daß der Deckel 49 durch Drehen an der Handkurbel 52 etwas abgehoben werden kann.
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Auch in diesem Fall befindet sich oberhalb des Deckels 49 ein Zwischenboden
53, der einen Raum 54 nach unten hin abschließt.
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In diesem Raum ist ein Gebläse 55 angeordnet. Der Raum 54 hat Lufteintrittsöffnungen
56.
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Der Innenmantel 45, der Luftführungsmantel 46 und ein Aschekasten
57 sind zu einem insgesamt mit 58 bezeichn*en Einsatz miteinander verbunden, der
auf Rollen 59 steht, die auf im Ofenkörper vorgesehenen Schienen abrollen können.
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In Fig. 3 ist auch ein Gasbrenner 60 eingezeichnet, der über eine
Gaszuführungsleitung 61 mit Gas, z.B. mit Flaschengas gespeist werden kann.
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Vor einem am Innenmantel 45 angebrachten Abzugsstutzen 62 befindet
sich ein Sieb 63, das große Ascheteilchen zurückhalten soll. An der Vorderseite
des Außenmantels 47 ist eine um eine untere waagerechte Achse schwenkbare Klappe
64 angeordnet.
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Bei dem Ofen nach Fig. 3 wird der Einsatz 58 zur Füllung des Ofens
bei geöffneter Klappe 64 und abgehobenem Deckel 49 aus dem Ofenkörper herausgezogen.
Der Verbrennungsraum 65 kann dann bequem von oben gefüllt werden. Nach dem ZurUckschieben
des Einsatzes 58 in den Ofenkörper wird der Deckel 49 abgelassen und die Klappe
64 geschlossen. Aus den eingetragenen Pfeilen ist zu erkennen, daß die Verbrennungsluft
durch die Öffnungen 56 eintritt, vom Gebläse 55 angesaugt und aus diesem ausgestoßen
wird. Die Luft verteilt sich nun in den inneren Luftführungsraum 66 und den äußeren
Luftführungsraum 67. Zur Zündung wird das Brennrohr 60 gezündet, dessen Flammen
durch den Rost hindurch das zu verbrennende Gut entflammen. Der im
inneren
Luftftihrungsraum 66 strömende Luftanteil tritt durch den Rost hindurch in den Verbrennungsraum
65 ein, während der im äußeren Luftführungsraum 67 strömende Luftanteil unmittelbar
zu einem am Außenmantel 47 angebrachten Stutzen 68 strömt. Dort vermischen sich
die aus dem Stutzen 62 austretenden Verbrennungsgase mit unverbrannter Luft entsprechend
dem Prinzip der Erfindung.
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Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ist nur in zwei Ansichten
dargestellt. Der Ofen könnte bezüglich seiner Konstruktion so ausgebildet sein wie
der anhand der Fig. 3 beachiebene Ofen. Die Fig. 4 und 5 sollen lediglich zeigen9
daß an einer Seitenwand des Ofens ein Aschebehälter 69 angebracht werden kann. Der
eigentliche Behälter ist ein Sack 71 aus Plastikmaterial, dessen oberer Rand an
einem Ring 72 befestigt ist, der einen Flansch 70 zum Anschrauben an den Ofenkörper
aufweist. Am Ring 71 ist eine Gelenkstelle 73 für einen aufklappbaren Deckel 74
angebracht. Wenn der Sack 71 gefüllt ist wird er abgenommen und amt seinem Inhalt
weggeworfen.
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Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten fünften Ausführungsform
der Erfindung sind wie der zwei Luftführungsräume 75, 76 vorhanden, wobei der Luftführungsraum
75 von einem Innenmantel 77 und einem Luftführungsmantel 78 und der Luftführungsraum
76 vom Luftführungsmantel 78 und einem Außenmantel 79 begrenzt ist.
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Am Ofenkörper, der zum Teil durch den Außenmantel 79 gebildet ist,
ißt bei 80 eine insgesamt mit 81 bezeichnete Haube angelenkt.
Diese
Haube umschließt einen Raum 82, in dem ein Gebläse 83 angeordnet ist. Der Raum 82
steht über Luftzuführungsöffnungen 84 mit der Umgebung in Verbindung.
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An der Unterseite eines Bodens 85 der Haube 81 ist ein Deckel 86 für
den Verbrennungsraum 87 vorgesehen. Am Innenmantel 77 ist ein Stutzen 88 angebracht,
der in einen am Außenmantel 79 angeordneten Stutzen 89 hineinragt. Die Luftführungsräume
75 und 76 sind oben durch Gitter 90 bzw. 91 abgeschlossen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist zusätzlich zu dem Gebläse
83 ein Sauggebläse 92 vorgesehen. An das Saugrohr 93 des Gebläses ist ein Sammelkanal
94 für Asche angeschlossen. Die Druckseite des Gebläses 92 ist über ein Rohr 95
an einen Asche-Sammelbehälter 96 angeschlossen, der einen Deckel 97 mit Entlüftungsöffnung
98 aufweist.
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Der Rost besteht bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 aus
parallelen Stäben 99Q die dachförmig angeordnet sind. Der Sammelkanal 94 ist an
seinem vorderen Ende mit einer Klappe 100 verschlossen, die entsprechend dem Pfeil
verschwenkt werden kann, wodurch sich der Kanal 94 nach außen öffnen läßt. An der
Austrittsstelle des Kanals 94 ist ein grobes Sieb' 101 in Form von parallelen Stäben
angeordnet.
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Zur Füllung des Ofens nach den Fig. 6 und 7 wird die Haube 81 nach
oben geschwenkt, wie dies in Fig. 6 gestrichelt angedeutet ist. Allerdings erfolgt
die Öffnung vor der Beschickung über einen noch größeren Winkel. Danach ist der
Verbrennungsraum 87 geöffnet und kann von oben gefüllt werden. Die Luftführung entspricht
der Luftführung wie sie. auch beim Ofen nach Fige 3 vorhanden ist und soll deshalb
nicht noch einmal beschrieben werden. Um den Zutritt von Luft unter die Roststäbe/zu
ermöglichen.
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sind im Innenmantel 77 Luftdurchbrüche 102 angebracht.
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Die Abförderung von Asche wird mit Hilfe des Gebläses 92 vorgenommen.
Wenn Asche entleert werden soll, wird die Klappe 100 geöffnet und das Gebläse 92
in Gang gesetzte Dieses saugt ein Asche aus über die Klappe 100 eintretender Luft
und/bestehendes Gemisch an und bläst dieses Gemisch über das Rohr 95 in den Aschebehälter
96. Die Asche setzt sich dort ab und die Luft entweicht durch die Öffnung 98.
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Der Ofen nach den Fig. 8 und 9 (sechstes Ausführungsbeispiel) hat
einen auf einer Kante stehenden würfelförmigen Ofenkörper 1.03. Auch an diesem Ofen
ist ein Innenmantel 104 und ein Luftführungsmantel 105 vorgesehen, wobei sich zwischen
diesen beiden Mäntel ein Luftführungsraum 106 befindet. Die Vorderwand 107 des Ofens
hat eine große mit einer Klappe 108 verschlossene Öffnung. Der Luftführungsraum
106 erstreckt sich nur über die schrägliegenden Wände des über Eck stehenden Tubus.
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Auf dem Ofenkvrper 103 sitzt ein Luftführungsblech 109. das zugleich
als bedeckung fur eine Lufteintrittsöffnung 110 in den Luftführungsraum 106 dient.
Der Verbrennungsraum 111 hat unten einen Rost 112, der wie schon mehrfach beschrieben,
senkrechte verschieden lange Stäbe aufweist. Unterhalb des Rostes befindet sich
ein Aschekasten 103, der in Fig. 9 gesehen nach rechts ausziehbar ist (siehe gestrichelte
Stellung).
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Die Ofenrückwand 114 hat eine große Öffnung 115, an die ein Absaugkanal
116 anschließt, in dem ein auswechselbares Filter 117 angeordnet ist.
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An den Absaugkanal 116 schließt ein Raum 118 an, von dem sich ein
Aublasstutzen 119 erhebt. In den Raum 118 ragt eine Injektordüse 120 hinein, die
das obere Ende eines Rohres 121 bildet, in dem ein Gebläse 122 angeordnet ist.
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Die Füllung des Ofens nach den Big. 8 und 9 erfolgt über die mit der
Klappe 108 verachließbare Öffnung. Die luftführung ist aus den Pfeilen klar ersichtlich.
Die Luft wird über die Öffnung 110 angesaugt, bewegt sich durch den Luftführungsraum
106 und gelangt durch den Rost hindurch in den Verbrennungsraum 111. Von dort wird
sie über den Absaugschacht 116 abgesaugt und vermischt sich in dem Rohr 119 mit
der Luft, die durch die Injektordüse 120 ausgeblasen wird und durch das Gebläse
122 angesaugt wurde Die Strömung durch den Ofen selber wird also durch die Saugwirkung
des Injektors bewirkt. Eine Vermischung
der durch den Ofen hindurchgesaugten
Verbrennungsluft mit der aus der Düse 120 ausströmenden Luft führt zu der gewünschten
Verdünnung und zu der hohen Strömungsgeschwindigkeit'am Schornstein.
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Anstelle der anhand der Fig. 3 beschriebenen Zündvorrichtung mit Gasbrenner
könnten auch andere Zündvorrichtungen vorgesehen werden, so z.B. eine elektrische
Zündung oder ein Zünder in Form eines Ölbrenners. Im einfachsten Fall könnte auch
in Rostnähe eine Ablage für einen Ofenanzünder vorgesehen werden der z.B. aus Hartsp@ituswürfeln
besteht. Grundsätzlich kann der Oesen auch ohne jede Zündvorrichtung in Betrieb
genommen werden, wenn unter den Rost ein Stück brennendes Papier gehalten wird.
Die Verwendung eines Ölbrenners oder Gasbrenners hat den Vorteil, daß auch feuchte
Abfälle verbrannt werden können.
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Der Ofen nach den Fig. 10 und 11 (siebtes Ausführungsbeispiel) hat
wiederum drei Mäntel, nämlich einen Innenmantel 123, einen Luftführungsmantel 124
und einen Außenmantel 125. Im Außen mantel ist eine Klappe 126 angeordnet, die um
eine Achse 127 verschwenkbar ist9 wie dies durch den gestrichelten Pfeil 128 angedeutet
ist.
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Der vom Innenmantel 123 umschlossene Verbrennungsraum 129 ist unten
durch einen Rost 130 abgeschlossene Unterhalb des Ros-tes
befindet
sich ein herausziehbarer Aschekasten 131.
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Aus Fig. 10 ist zu ersehen, daß sich die Mäntel 123, 124 ausgehend
vom Rost 130 zunächst erweitern und anschließend daran verengen. Im sich veregenden
Teil des Innenmantels 123 sind Luftdurchtrittsöffnungen 132 vorgesehen, durch die
der Luftführungsraum 133 mit dem Verbrennungsraum 129 verbunden ist.
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Oben auf dem Ofen sitzt ein Gebläse 134, an dessen Druckstutzen 135
über eine Verbindung 136 das obere Ende des Raumes 137 angeschlossen ist, der sich
zwischen dem Luftführungsmantel 124 und dem Außenmantel 125 befindet. ueber den
Durchlaß 138, der durch eine Wand 139 gegenüber dem übrigen Kanalquerschnitt verengt
ist, kann ein Teil der Luft unmittelbar zum Rauchgasausströmungsstutzen 140 strömen.
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Die Funktion des Ofens nach den Fig. 10 und 11 ist aus der Betrachtung
der Zeichnung ohne weiteres klar. Die Luft wird vom Gebläse 134 teils unmittelbar
zum Ausströmungsstutzen 140 und teils in den Raum 137 gefördert, strömt in diesem
Raum nach unten und tritt unten teils in den Luftführungsraum 1 33 und teils durch
die Zwischenräume im Rost 130 in den Verbrennwgsraum 129 ein. Die im Luftführnngsraum
133 strömende Luft muß insgesamt in den Verbrennungsraum eintreten, nämlich über
die
Öffnungen 132, da ja das obere Ende dieses Raumes im übrigen
abgeschlossen ist.
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Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen wird die zur Kühlung
des Innenmantels dienende Luft durch die Blaswirkung oder Saugwirkung eines Gebläses
gefördert. Unter die Erfindung fallen aber auch Ausführungsformen, bei denen die
Kühlluft durch eine Konvektionsströmung gefördert wird. So könnte beispielsweise
bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 der Luftführungsraum 106 durch unten
am Luftführungsraum angeordnete seitliche Öffnungen mit der Umgebungsluft verbunden
sein.
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Die im Luftführungsmantel erwärmte Luft würde durch Kaminwirkung nach
oben ziehen und aus der Öffnung 110 austreten, was ein Ansaugen von kühler Frischluft
durch die unteren Zuströmungsöffnungen zur Folge hätte. Es ist dann zweckmäßigerweise
eine besondere Luftzutrittsöffnung für die Verbrennungsluft vorgesehen, die durch
den Injektor für den Verbrennungsraum hindurchgesaugt wird.
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Auch fallen solche Lösungen unter die Erfindung, bei denen separate
Druck- oder Sauggebläse für die Luftförderung durch den Luftführungsraum verwendet
werden.