DE3147345A1

DE3147345A1 - "abwaermeofen mit nachheizkasten fuer raumheizungen"

Info

Publication number: DE3147345A1
Application number: DE19813147345
Authority: DE
Inventors: Heinz 8752 Mainaschaff Knechtel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1983-06-09
Also published as: DE3147345C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Abwärmeofen für Raumheizungen wie insbesondere Zimmeröfen mit Feuerungen für beliebige feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe mit einem zwischen dem die Feuerung enthaltenden Raumheizofen und dem die Rauch- oder Abgase desselben in's Freie abführenden Schornstein od.dgl. eingeschalteten Nachheizkasten, welcher von den heißen Rauch- oder Abgasen vor deren Eintritt in den Schornstein zur Ausnutzung der restlichen Wärmeenergie dieser Gase durchströmt wird.

Es sind zu diesem Zweck einfache Nachheizkästen aus Stahl- oder Schwarzblech bekannt, die mit einem Einlaß und einem Auslaß versehen sind. Der Innenraum dieses einwandigen Kastens ist zwischen dem Einlaß und dem Auslaß durch eine von oben in den Innenraum tauchende Zwischenwand in Form einer Zunge getrennt, so daß die Rauch- oder Abgase gezwungen sind, um die Zunge herum zunächst abwärts und dann wieder aufwärts zu strömen. Dabei bespülen sie die Innenflächen der Blechwandung des Nachheizkastens und geben ihre Wärme durch diese Wandung hindurch an den umgebenden Zimmerraum ab.

Um die Oberflechentemperatur der Blechwandung dieser Nachheizkästen herabzusetzen und außerdem eine 'Wärmespeicherung zu ermöglichen, ist es auch bekannt, solche Machheizkästen innen mit einer Auskleidung aus Schamotte od.dgl. zu versehen. Diese Schamottierung wird durch Einbau von geeigneten Steinen und Vermörtelung ausgeführt und hat vor allem den Nachteil, daß sich die Schamotteschicht schon nach verhältnismäßig kurzer Gebrauchszeit des Abwä>meofens von der Innenfläche der Metallblechwandung des Nachheizkastens ablöst. Es bildet sich dann dazwischen eine Luftschicht, welche die Schamottierung von der äußeren Metallwand des Kastens isoliert. Auch können abgelöste Schamottestücke herabfallen und den Durchströmungsraum des Nachheizkastens verstopfen.

Ferner ist mit der Herstellung der Schamotteauskleidung ein hoher handwerklicher Arbeitsaufwand verbunden, was zudem auf der Baustelle der Ofenanlage vorgenommen . werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine neue und vereinfachte Ausbildung des Nachheizkastens die vorgenannten Nachteile der bekannten Abwärmeöfen zu beseitigen.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die den Durchströmungsraum des Nachheizkastens begrenzende Metallwandung mindestens teilweise aus zwei in gegenseitigem Abstand voneinander angeordneten BlechwJiden besteht und der zwischen diesen Blechwänden gebildete Hohlraum mit einem wärmespeicherfähigen und rieselfähigen Material wie z.B. Quarzsand ausgefüllt ist bzw. wird. Die äußere Blechwand kann an einer Außenseite den Nachheizkasten gegebenenfalls in Ausgestaltung der Erfindung auch durch eine Keramikwandung oder einen Kachelmantel ersetzt werden.

Durch diese Erfindung werden verschiedene Vorteile erzielt. Da die Quarzsandfüllung praktisch erst nach dem Aufstellen des Nachheizkastens an Ort und Stelle vorgenommen zu werden braucht, kann ein Nachheizkasten mit Wärmespeicherwirkung außerhalb der Baustelle vorgefertigt werden. Auch bei längerem Gebrauch und wechselnden Temperaturen kann sich der Quarz· sand nicht wie die bekannte Schamotteauskleidung von der Metallwand des Nachheizkastens lösen, so daß eine einmal festgelegte Wärmeübergangssituation zwischen der inneren und der äußeren Kastenwand konstant bleibt.

Jedoch kann im Gegensatz zu einer Schamotteauskleidung der Wärmeübergang vom Nachheizkasten in den beheizten Raum an Crt und Stelle verändert werden, was durch entsprechende Wahl der Füllungsmenge bzw. Füllungshöhe im Hohlraum der Doppelwandung des Nachheizkastens oder durch Mischung des Quarzsandes mit mineralischen Schaumpartikeln wie z.B. Blähton bewirkt werden kann. Die Füllung des Wandungshohlraumes kann auch z.B. in Abhängigkeit von der Jahreszeit verändert werden. Im tiefen Wintr, wenn höhere Feuerungs· leistungen als in der. Übergangszeit verlangt werden, ist die Ofenaustrittstemperatur der Rauch- oder Abgase höher als im Frühling oder Herbst. Es ist also zweckmäßig, im Winter den Abgasen mittels des Nachheizkastens mehr Wärmeenergie zu entziehen als in der Übergangszeit. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, daß im Winter ein besser wärmeleitendes Füllmaterial verwendet wird als in der Übergangszeit.

Anstattdessen kann eine ähnliche Wirkung mittels einer verstellbaren Bypass-Öffnung in der Trennzunge des Durchströmungsraumes des Nachheizkastens erzielt werden. Der Nachheizkasten kann dann so dimensioniert

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werden, daß bei geschlossenem Bypass und maximaler Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Austritt der Ofenabgase diesen gerade so viel Wärmeenergie entzogen wird, daß eine geeignete Schornsteineintrittstemperatur herrscht. Wird die Abgastemperatur durch geringere Feuerleistung am Ofenaustritt in der Übergangszeit niedriger als im Winter, dann kann der Bypass so weit geöffnet werden, daß die Austrittstemperatur des Nachheizkastens den zur einwandfreien Schornsteinfunktion notwendigen Wert erhält.

Eine weitere Erfindung betrifft die bei Machheizkästen der in Rede stehenden Art erforderliche Reinigungsöffnung im Boden des Nachheizkastens, welcher in der Regel einen rechteckigen Kastenquerschnitt mit entsprechend rechteckigem Boden hat. Bei den bekannten Nachheizkästen, ob aus einfachem Schwarzblech oder innen schamottiert, besteht die Reinigungsöffnung lediglich aus einem runden Loch im einfachen oder schamottierten Kastenboden, das mittels eines entsprechend runden, gegebenenfalls auch schamottierten Deckels verschließbar ist. Infolgedessen gibt es in dem rechteckigen Boden innen Bereiche, die nicht durch die runde Reinigungsöffnung erfaßt werden. Die sich dort ablagernden Rückstände

und Rauchgasverunreinigungen müssen dann mühselig und zeitraubend mit besonderen Reinigungswerkzeugen wie Haken, Bürsten od.dgl. aus den nicht über der runden Reinigungsöffnung liegenden Bodenzonen entfernt werden. Der durch diesen übelstand angeregten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nachheizkasten zu schaffen, welcher sich einfacher und schnaller als die bekannten Nachheizkästen reinigen läßt=

Diese Aufgabe wird erfindsiungsgemäß grundsätz-Hch dadurch gelöst, daß die Peinigungsöffnung im wesentlichen den gleichen Querschnitt wie der Innenraum des Nachheizkastens hat, und daß der zugehörige Verschlußdeckel eine der Form und Größe dieser Reinigungsöffnung entsprechende, im allgemeinen also rechteckige Gestalt aufweist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist dieser Verschlußdeckel als eine nach oben offene Schale ausgebildet, welche in die Reinigungsöffnung, also praktisch in die Bodenöffnung des Nachheizkastens einsetz· bar und dort mit entsprechender Abdichtung lösbar befestigbar ist. Dadurch wird erreicht, daß sich alle Verunreinigungen und Rückstände auf dem rechteckigen

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Verschlußdeckel bzw. in der Versehlußschale sammeln und bei der Reinigung des Nachheizkastens zusammen mit dem Verschlußdeckel bzw. mit der Versehlußschale aus dem Innenraum des Nachheizkastens herauskommen. Diese Ablagerungen können dann z.B. durch einfaches Umkehren des Verschlußdeckels bzw. durch einfaches Ausschütten der Versehlußschale beseitigt werden. Auf diese Weise wird die Reinigungsarbeit leichter, bequemer und rascher ausführbar als bei den bisher üblichen Nachheizkästen.

Außer den vorstehend gekennzeichneten Erfindungsmerkmalen weist der Abwärmeofen bzw. der Nachheizkasten noch einige weitere erfinderische Ausgestaltungen und Erfindungsvarianten auf, die nachstehend näher beschrieben und in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind. Die Erfindung beschränkt sich im übrigen nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele, sondern sie umfaßt auch sonstige Modifikationen im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale.

In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.

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- 13 Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in Vorderansicht einen Nachheizkasten bekannter Bauart,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Nachheizkastens nach Fig. 1,

Fig. 3 den Nachheizkasten der Fig. 1 und 2 von oben gesehen,

Fig. 4 den Nachheizkasten der Fig. 1 und 2 von unten gesehen,

Fig. 5 im senkrechten Längsschnitt einen Nachheizkasten gemäß der Erfindung,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Nachheizkastens nach Fig. 5,

Fig. 7 den Nachheizkasten der Fig. 5 und 6 von oben gesehen,

Fig. 8 den Nachheizkasten der Fig. 5 und 6 von unten gesehen, wobei die Verschlußschale entfernt ist,

Fig. 9 schematisch in Vorderansicht eine Ofenanlage mit Nachheizkasten gemäß der Er

findung,

Fig.10 eine Seitenansicht des Nachheizkastens der Fig. 9,

Fig. 11 den Nachheizkasten der Fig. 9 von oben gesehen,

Fig. 12 den Nachheizkasten der Fig. 9 und 10 in senkrechtem Längsschnitt,

Fig. 13 den Nachheizkasten der Fig. 9 bis 12
in senkrechgtem Querschnitt,

' Fig. 14 in Vorderansicht einen verkleideten

Nachheizkasten gemäß der Erfindung mit Umbau,

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Fig. 15 den eingebauten Nachheizkasten nach Fig. 14 in senkrechtem Querschnitt ,

Fig. 15 eine schernatische Draufsicht des eingebauten Nachheizkastens der Fig. 14 und 15,

Fig. 17 einen schematischen waagerechten Mittelschnitt des eingebauten Nachheizkastens der Fig. 14 und 15,

Fig. 18 in einem waagerechten Schnitt schematisch eine Variante des umkleideten Nachheizkastens, und

Fig. 19 in einem vergrößerten, unten abgebrochenen senkrechten Querschnitt einen Nachheizkasten mit Kachelverkleidung.

Der in Fig. 1 bis 4 dargestellte Nachheizkasten soll die bekannte einfache Blechkonstruktion veranschaulichen. Der Kasten besteht aus einem im Querschnitt rechteckigen Blechgehäuse 1 mit oberem Deckelblech 2 und unterem Bodenblech 3= Der Innenraum des Blechgehäuses 1

ist mittels einer Trennzunge 5 in zwei Durchströmungsabteile 4 und 4' unterteilt. Die Trennzunge 5 endet in einem genügenden Abstand vom Bodenblech 3. Zwischen dem oberen Ende der Trennzunge 5 und dem Deckelblech 2 kann eine Bypass-Durchgangsöffnung 6 vorgesehen sein. Über dem Abteil 4 ist ein Eintrittsstutzen 7 und über dem anschließenden Abteil 4' ein Austrittsstutzen 8 angeordnet. Das Bodenblech 3 enthält ein rundes Reinigungsloch 9, welches durch einen Verschlußdeckel 10 dicht abschließbar ist. Dieser Nachheizkasten wird in Richtung der in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile von den Rauch- oder Abgasen eines Zimmerofens durchströmt und gelangt durch den Austrittsstutzen 8 in einen Schornstein. Ein Teil der Rauchgase kann gegebenenfalls auch ohne Umvieg direkt durch den Bypass 6 abströmen.

Demgegenüber ist der in Fig. 5 bis 8 veranschaulichte Nachheizkasten gemäß der Erfindung doppelwandig ausgebildet. Seine den abgeteilten Curchströmungsraum 11, 11' begrenzende Seitenwand besteht aus zwei in gegenseitigern Abstand voneinander angeordneten Blechwänden 12 und 13. Der zwischen diesen Blechwänden gebildete Hohlraum 14 wird mit einem Material wie z.B. Quantand gefüllt, welches rieselfBKWähig ist und Wärme speichern kann.

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Dieses Material kann gegebenenfalls nach der Installation des Nachheizkastens auf der Baustelle in den Hohlraum 14 eingefüllt werden, beispielsweise durch verschließbare Öffnungen 15 im oberen Abschlußdeckel 16 des Nachheizkastens. Der Abschlußdeckel 16 hat oberhalb des Durchströmungsabteils 11 einen Eintrittsstutzen 17 und oberhalb des Durchströmungsabteils 11' einen Austrittsstutzen 18 zum Anschluß einerseits an einen Zimmerofen od.dgl. und andererseits an einen Schornstein, Kamin oder ähnlichen Abgaskanal- Die Durchströmung erfolgt in Richtung der in Fig. 5 eingezeichneten Pfeile. Die den Durchströmungsraurn 11, 11' in der Mitte abteilende Trennzunge könnte wie die Trennzunge 5 in Fig. 1 bis 4 aus einem einfachen Schwarzblech bestehen, ist aber erfindungsgemäß hohl und hat einen zwischen zwei Blechwänden 19 und 20 gebildeten Hohlraum 21, welcher mit Quarzsand od.dgl. gefüllt wird. Oben hat die Trennzunge einen Bypass 22, dessen Durchtrittsquerschnitt z.B. mittels eines Schiebers 23 oder einer Klappe einstellbar ist. Anstattdessen könnte auch die ganze Trennzunge 19, 20, 21 heb- und senkbar angeordnet werden, wie durch den Doppelpfeil in Fig= δ angedeutet ist.

Eine besondere Ausbildung hat erfindungsgemäß die Reinigungsöffnung eines solchen Nachheizkastens, welche auch bei ähnlichen Wärmetauscherkästen anwendbar ist. Anstelle des bekannten, aus Fig. 1 bis 4 ersichtlichen Kastenbodens 3 mit rundem Reinigungsloch hat die neuartige Reinigungsöffnung die gleiche, im allgemeinen viereckige oder rechteckige Form und Abmessung wie der von der Innenwand 13 begrenzte Innenquerschnitt des Nachheizkastens, und der untere Ver-

Ί0 schlußdeckel ist in Form und Abmessung dieser rechteckigen öffnung angepaßt. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat dieser Verschlußdeckel die Form einer nach oben offenen Schale 24, die mit ihren Seitenwänden in die viereckige Reinigungsöffnung hineingesteckt werden kann. Zur Befestigung dieser Schale 24 dient beispielsweise ein Bügel 25, dessen nach oben umgewinkelte Enden in Verankerungen 25 an der Außenwandung 12 des Nachheizkastens festgehalten werden können.' Mittels Flügel schrauben 27 drückt der Bügel 25 von unten gegen die Bodenfläche der Schale 24. Ein Dichtungsring 29 sorgt für einen luftdichten Abschluß. Um die herabfallenden Verunreinigungen und Fremdkörper gut in das Innere der

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Schale 24 gelangen zu lassen, ist oberhalb der Mündung der Schale 24 ein Trichter 28 in Gestalt eines im Umfang kegelstumpfförmigen, rechteckigen Ringes angeordnet. In dieser Schale 24 sammeln sich alle Rauchgasverunreinigungen und sonstigen Partikel und können durch einfaches und rasch vollziehbares Herausziehen der Verschlußschale 24 restlos beseitigt werden.

In Fig. 9 bis 13 ist eine Ofenanlage als Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht. Diese Anlage arbeitet mit einem Zimmer- oder Raumheizofen zusammen, dessen Rauchgasableitung 31 durch ein Rohr mit dem Eintrittsstutzen 17 des Nachheizkastens verbunden ist, welctaher etwa der Ausführungsform gemäß Fig. bis 8 entspricht. Der Austrittsstutzen 18 des Nachheizkastens ist über ein Abgasrohr 33 an einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Schornstein oder Kamin angeschlossen. Zwischen dem Heizofen 30 und dem Nachheizkasten ist zweckmäßig ein Abschirmblech od.dgl. angeordnet.

Es ist gemäß einer Variante des Erfindungsgedankens gegebenenfalls aurh möglich, die äußere Blechband 12 des Nachheizkastens durch ein geeignetes

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anderes Malarial zu ersetzen, vor allem dann, wenn der Nachheizkasten in einem Zimmer steht oder an der Zimmerwand hängt und ein sowohl gefälliges Aussehen als auch eine zusätzliche Wärmespeicherfähigkeit haben soll. Ein Ausfiihrungsbeispiel hierfür ist in Fig. 14 bis 17 gezeigt. Der Nachheizkasten ist in diesem Fall mit zweifhintereinander oder nebeneinander geschalteten Umlenkräumen 11, 11' mit zugehörigen Trennzungen 35 und einer Mitteltrennwand 36 versehen und in einem schrankartigen, an der Vorderseite offenen Gehäuse 37 untergebracht. An der Rückwand ist eine Isolierschicht 38 od.dgl. vorgesehen. Die Vorderfront und die beiden Seiten des eingebauten Nachheizkastens bestehen aus einer Kachelwand 39, welche die äußere Blechwand 12 des Wandungshohlraumes 14 ersetzt. Die einzelnen Kacheln der Kachelwand 39 können z.B. mit nach innen ragenden Ansätzen 40 an Halterungen 41 befestigt und wie bei einem Kachelofen bekannter Art vermörtelt sein. Der Hohlraum 14 zwischen der äußeren Blechwand 12 und der Kachelwand 39 ist mit Quarzsand od.dgl. gefüllt.

Eine andere Cfenanlage ist schematisch in Fig. dargestellt. Der Nachheizkasten hat hier an zwei Seiten

anstelle der äußeren Blechwand *κ 12 eine Kacheloder Keramikwand 39, welche im übrigen die ganze Anlage umkleidet. Auf diese oder ähnliche Weise lassen sich verschiedene Varianten einer solchen Anlage herstellen.

Schließlich zeigt Fig. 19 noch einmal etwas deutlicher die Anordnung einer Kachelwand 39 anstelle der äußeren Blechwand 12 eines Nachheizkastens. Hier ist auch ein Beispiel für eine Einfüllöffnung 15 dargestellt, die mittels einer KMlappe 42 verschließbar ist.

Wie aus den vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen ersichtlich ist, kann die Erfindung im Rahmen der wesentlichen und in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindungsmerkmale auf verschiedene Weise praktisch verwirklicht werden.

Claims

Heinz Knechtel, Hauptstraße 2 7, 8752 Mainaschaff Abwärmeofen mit Nachheiz-5 kasten für Raumheizungen P_ji_t_e_i3_t_a_n_s_p_r_ü_c_h_e_j_

1.) Abwärmeofen mit Nachheizicasten für Raumheizungen wie insbesondere Zimmerheizungsöfen mit Feuerungen für feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe, bestehend aus einem 10 zwischen dem die Feuerung enthaltenden Raumheizofen und dem die Rauchgase desselben in' s Freie abführenden Schornstein geschalteten Nachheizkasten, welcher von den heißen Rauchgasen des Raumheizofens vor deren Eintritt in den Schornstein zur Ausnutzung der restlichen

Wärmeenergie der/Abgase durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet,daß die den Durchströmungsraum (11, 11') des Nachhaizksstens begrenzende Wandung mindestens teilweise aus zwei in gegenseitigem Abstand voneinander angeordneten Blechwänden (12, 13) besteht und der zwischen diesen Blechwänden gebildete Hohlraum (14) mit einem wärmespeicher ähigen und rieselfähigen Material wie z.B. Quarzsand gefüllt ist.

2. Abwärmeofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial des Hohlraumes (14) der Doppelwandung (12, 13) des Nachheizkastens aus einem Gemisch von Quarzsand und mineralischen Schäumen besteht.

3. Abwärmeofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachheizofen mit Einrichtungen wie z.B.

verschließbaren Öffnungen (15) versehen ist, die in den Hohlraum (14) der Doppelwandung (12, 13) führen und eine Veränderung der Menge des Füllmaterials in dem Hohlraum (14) ermöglichen.

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4. Abwärmeofen nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwandung (12, 13) des Nachheizkastens als umlaufende Schale mit mindestens einer oberen Einfüllöffnung (15) ausgebildet ist.

5. Abwärmeofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Verschlußdeckel (2) des Nachheizkastens dicht, aber lösbar mit der hohlen Doppelwandung (12,13) des Nachheizkastens verbunden ist.

6. Abwärmeofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Verschlußdeckel des Nachheizkastens dicht, aber lösbar mit der hohlen Doppelwandung (12, 13) des Nachheizkastens verbunden ist.

7. Abwärmeofen, insbesondere Machheizkasten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Verschlußdeckel des Nachheizkastens eine Reinigungsöffnung abschließt, welche im wesentlichen den gleichen Querschnitt wie der Innen- oder Durchströmungsraum (11, 11') des Nachheizkastens hat, und daß der Verschlußdeckel eine der Größe dieser Reinigungsöffnung entsprechende Form aufweist.

8. Nachheizkasten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Verschlußdeckel der Reinigungsöffnung als eine nach oben offene Schale (24) ausgebildet ist.

9. Nachheizkasten nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß über dem unteren Verschlußdeckel bzw. über der oberen öffnung der Verschlußschale (24) ein sich nach unten verjüngender Trichter (28) angeordnet ist.

10. Nachheizkasten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der äypass-öffnung (22) in der Trennzunge (19, 20, 21) des Durchströmungsraumes (11, 11') des Kastens veränderbar, vorzugsweise durch von außen betätigbare Einrichtungen wie z.B. Schieber (23), Klappen od.dgl. verstellbar ist.

11. Nachheizkasten nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur lösbaren Halterung des unteren Verschlußdeckels bzw. der nach oben offenen Verschlußschale (24) ein abnehmbarer oder verschwenkbarer Bügel (25) vorgesehen ist.

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12. Abwärmeofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Handung des das Füllmaterial aufnehmenden Hohlraumes (14) des Nachheizkastens an mindestens einer Außenseite desselben anstelle eines Wandbleches unmittelbar von einer Keramikwandung oder
einem Kachelmantel (39) gebildet ist.