DE928223C - Katalytischer Rueckschlag-Gasanzuender - Google Patents

Katalytischer Rueckschlag-Gasanzuender

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DE928223C
DE928223C DEB17790A DEB0017790A DE928223C DE 928223 C DE928223 C DE 928223C DE B17790 A DEB17790 A DE B17790A DE B0017790 A DEB0017790 A DE B0017790A DE 928223 C DE928223 C DE 928223C
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DE
Germany
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gas
housing
ignition element
return line
ignition
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Expired
Application number
DEB17790A
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English (en)
Inventor
Walter J Kuczinski
George J Lehmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baker and Co Inc
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Baker and Co Inc
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Description

  • Katalytischer Rückschlag-Gasanzünder Die E.rfi.n@dung bezieht sich auf katalytische Zündvorrichtungen für Koch- oder Heizöfen u. @dgl.
  • Die in steigendem Maße verwendeten katalytischen Zündvorrichtungen verdrängen die insbesondere im Haushalt und auch bei vielen industriellen Anwendungen üblichen Systeme mit Zündflammen. Die Verwendung von. Zündflammen zum Zünden von Gasbrennern bringt mehrere bedenkliche Nachteile mit sich. Eine Zündflamme muß, um ihre Aufgabe sachgemäß zu erfüllen, ständig brennen, was natürlioh den Brennstoffverbrauch wesentlich erhöht. Oft wird die Flamme durch Zugluft oder auf andere Weise ausgeblasen, wodurch sich der Raum mit schädlichen Gasen füllt. Eine brennende Zündflamme erhöht die Temperatur z. B. einer Küche, was die Hausfrau während der heißen Jahreszeit als lästig empfindet. Bei vielen industriellen Anwendungen ist das ständige Brennen einer offenen Flamme gefährlich und ist ,deshalb häufig nicht erlaubt. Alle diese Schwierigkeiten und Nachteile werden ;durch Verwendung katalytischer Zündvorrichtungen beseitigt.
  • Man hat bereits eine Reihe von Vorrichtungen dieser Art vorgeschlagen und auf ,den Markt gebracht, jedoch konnte keine dieser bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen vollständig befriedigen. Die Konstruktion einer katalytischen Zündvorrichtung bringt neue und schwierige Probleme mit sich, die bisher bei den Zündvorrichtungen mit Zündflamme überhaupt nie aufgetreten sind.
  • Unter ,den bekannten katalytischen Zündern gibt es solche, welche durch Widerstandsheizung mittels eines verhältnismäßiig hohen elektrischen SträÜle@s geheizt wenden müssen, .bevor sie eine Temperatur erreichen, die ausreicht, um den gasförmigen öder feinverteilten Brennstoff zu zünden. Derartige Zünder müssen ständig auf Zündtemperatur gehalten werden, um die Zündung unter allen Umständen sicherzustellen, z.- B. wenn, die Flamme verlöscht und,die Brennstoffdämpfe weiterströmen. Dadurch verschlechtert sich (der Zünder sehr schnell, sei.nie Lebensdauer wird stark verkürzt. Mit dem schneller notwendig werdenden Ersatz sind Kosten und Unannehmlichkeiten verbunden. Andere katalytische Zündvorrichtungen erfordern nicht so hohe Temperaturen, sondern können mit viel tieferen Temperaturen betrieben werden. Trotz (dieser Verbesserungen sind alle aus Draht aufgebauten Zünder einer unerwünschten Abkühlung unterworfen-, wenn ,die Brennstoffdämpfe zu schnell über sie hinwegströmen. Wenn andererseits in manchen Fällen die Strömungsgeschwindigkeit des, Brennstoffs zum Zünder herabgesetzt wird, um diese Kühlwirkung zu vermeiden, wird der Zeitraum zwischen Zuleitung des Brennstoffs zu Iden Brennern und der Verbrennung in diesen zu groß. Düe Erfindung strebt die Vermeidung einer übermäßigen Abkühlung ohne wesentliche Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes an. ' Zur Erreichung der besten Betriebsbedingungen ist es ferner von Bedeutung, insbesondere katalytische Zünder eines solchen Typs zu verwenden, daß der Brennstoff genügend mit Luft gemischt wird, bevor er über Iden Zünder streicht. Bekanntlich erfolgt während (des Berginns der katalytischen Zündung eine flammenr lose Verbrennung, welche, wenn sie nicht .ausgeglichen wird, ein dünnes. Kissen von nicht entflammbaren Verbirennungspro:dukten rund um den. Zünder entstehen lüßt und dadurch den weiteren Kontakt des Brennstoffs mit dem Zünder verhindert oder zumindest verzögert, wodurch dementsprechend im Brenner die Zündung verzögert eintritt.
  • Die Erfindung zielt @darauf ab, eine Zündvorrichtung zu schaffen, in welcher der Brennstoff in einer verhältnismäßig großen Strömungsgeschwindigkeit über das Zündorgan geführt wird, ohne @daß dieses dabei in störender Weise abgekühlt wird. Weiter zielt die Erfindung darauf ab, in der katalytischen Zündvorrichtung ein bestgeeignetes Gemisch von Brennstoff und Luft zu erzielen. In der neuen Vorrichtung wird (die Schicht von angestauten, nicht entflammbaren Verbrennungsprodukten, welche sich während des Beginns der Verbrennung um das Zündorgan bildet, in wirksamer Weise aufgebrochen oder gestört. Weitere Zweckangaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus der Zeichnung hervor, in der eine bevorzugte Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung dargestellt ist. In dieser bedeutet Fiig. i die Draufsicht auf einen Teil eines üblichen Gasherdes, dessen Oberrost entfernt ist, um den Brenner mit der Zündvorrichtung sichtbar zu machen, Fig. 2 einen vergrößerten senkrechten Sohnätt .im wesentlichen nach Linie 2-2 von FinG. i, Fig. 3 das Rückschlagrohr und die Zündvorrichtung,der Fig. 2, von unten, Fig.4 eine vergrößerte Detailansicht des in den Fi,g. 2 und 3 gezeigten Zündorgans und Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform.
  • In Fig. i ist mit io ein Gasofen bezeichnet, (dessen Brenner i i durch die öffnungen eines nicht gezeigten Oberrostes sichtbar sind. Jeder der beiden Brenner kann mit einem Brennstoff aus dem Luft-Gas-Mischrohr. I3 versorgt werden, welches durch Ventil 14 gesteuert wind. Die Brenner werden (durch eine Zündvorrichtung gezündet, welche zusammen mit den Rückschlagrohren 15 zwischen den beiden abgebildeten Brennern angeordnet ist. Die beiden Rückschlagrohre erstrecken sich im wesentlichen in ein..er horizontalen Ebene zwischen der Öffnung 16 der Brenner i i und dem Zündelement im Gehäuse 17.
  • Wie aus -deal Pig. 2 und 3 hervorgeht, äst das Gaseirilaßenide 18 des Rückschlagrohres 15 mit einem Paar Stützarme ig ausgerüstet, welche gegen die Seitenwände einer Düse 2o fest anliegen, welche ihrerseits auf der Öffnung 16 angeordnet ist. Die Stützarme ig stützen das Rückschla@grohr auf- der Düse ab und trennen das offene Rohrende von ihr und geben -damit der Sekundärluft Zutritt zum Rückschla @grohr. Die Düsenöffnung, aus der Gas in das Rückschl.agrohr einströmt, wird vorzugsweise achsgleich mit dien Rüokschlagrohr angeordnet. Für Anordnungen mit vier Brennern können je zwei Rückschlagrohre auf jeder Seite des Herdes miteinander zu einer Y-förmigen Leitung vereinigt werden, deren .in das Gehäuse 17 hinreinragender Schaft verhältnismäßig kurz sein kann.
  • Um einen Brenner zu zünden, wird Idas für diesen Brenner bestimmte Ventil 14 geöffnet. Dadurch strömt der Brennstoff ,in fdas Rohr 13 und wird darin mit Luft, meist Primärluft genannt, gemischt. Das Gasgemisch strömt dann aus den Brenneröffnungen 24 aus und von der Düse 2o in das Rückschlagrohr 15, wo es mit weiterer Luft, meist Sekundärluft genannt, gemischt wird. Das Gas strömt nun auf das mit seiner Längsiachse im wesentlichen rechtwinklig zur Strömungsrichtung des Gases angeordnete Zündelement 23,auf und wird dort gezündet. Diie Flamme schlägt dann, durch ,das Rückschlagrohr 15 zurück, um das aus d en Brenneröffnungen 24 ausströmende Gas zu zünden.
  • Um ein Brennstoff-Luft-Gemisoh mittels eines katalytischen Zünders schnell zu zünden, ist es wichtig, daß das Gemisch einen verhältnismäßig hohen Luftgehalt hat. Die Mischung des aus der Düse 2o ausströmenden Gases mit Sekundärluft kann dadurch verbessert werden, daß man im Boden ,des Rückschlagrohres ,einen Schlitz 25 vorsieht, (der sich zweckmäßig vom einen Ibis zum anderen Ende erstreckt. Der Brennstoff, welcher leichter als Luft ist, neigt dazu, oben im Rückschl grohr entlang zu strömen, und saugt .dabei aus 'dem Schlitz 25 Sekundärluft an. Der Gasstrom im Rück sehlagrohr 15 wird natürlich in der Nähe des Auslaßenides langsamer als am EinIaßende. Um deshalb Sekundärluft mit optimaler Geschwindigkeit dem Gas zuzuführen, wenn dieses durch.das Rückschlagrohr strömt, kann der Schlitz 25 am A.uslaßende des Rohres breiter ausgeführt werden (vgl. Fi.g. 3).
  • Das Gasauslaßende des Rückschlagrohres ragt mit seinem offenen Ende in das Gehäuse 17 hinein, und wird an diesem in geeigneter Weise befestigt, z. B. durch eine Schraube mit Mutter, wie bei 26 gezeichnet. Das Gehäuse 17, welches durch die Pfosten 27 gestützt sein kann, hat einen wesentlich größeren Querschnitt als (das Rückschlagrohr und ist .am Boden offen. Infolge dieser offenen An-or@dnung des Zündelementes ist es möglich, ,den Zustromder Sekundärluft zu verstärken und um das Zündelement herum eine beträchtliche Durchwirbelun:g zu erreichen, so daß die Stauung der nicht entflammbaren Verbrennungsprodukte, die sich während der flammenlosen Verbrennung um den Zünder herum auszubilden :beginnt, weggewirbelt und die Zündelemente weiterem Gas-Luft-Gemisch ausgesetzt werden.
  • Innerhalb des Gehäuses 17 wird das Zündelement 23 von dem Trägerblock 30 gehalten, der aus einem ,geeigneten diiele ktrischen Material gefertigt ist. Zwecks Vereinfachung (des Zusammen- und Ausbaues kann, wenn nötig, (der Block 30 auf einem Flansch 31 angeordnet sein, der auf den Rand (der üffnung 32 (der Seitenwand des Gehäuses aufgesetzt ist. Eine Schraube 33 kann in dem Flansch 31 vorgesehen sein, um den Block zu befestigen.
  • Das Zündelement 23 besteht aus einem feinen Platindraht und ist zweckmäßig ungleichmäßig gestaltet, derart, :daß seine Temperatur ständig unterhalb der Zünd :ungstemperatur des Brennstoffgemisches .gehalten werden kann. Wie aus Fig.2 und 3 erkennbar ist, kann das Zündelement 23 als Doppelwendel ausgebildet sein, welche über die Zuführungsdrähte 35 mit einer elektrischen Stromquelle verbunden isst. Der Block 30 trennt d rie Zündspule 23 räumlich von (den Enden der Rückschlagrohre und legt .die Richtung d er Wendel ,im Gehäuse senkrecht zur Richtung (des aus (den Rückschlagrohren strömenden Gases fest.
  • Wie oben erwähnt, neigt,das aus idem Rückschlagrohr auf die Zündwendel strömende Gas dazu, diese abzukühlen. Diese Kühlwirkung kann manchmal so stark sein, daß die Wendel nicht mehr genügend Hitze in sich selbst aufzubauen vermag, um :das Gas zu zünden. Man hat bereits vorgeschlagen, in d:em Rückschlagrohr eine Ablenkplatte zur Verringerung der Strö.m:ungsgeschwindigkeitdes Gaseseinzubauen, um dadurch die Kühlwirkung zu verringern. Es zeigte sich .indessen, (daß ein (derartiger Notbehelf zwar für jenen besondreren Zweck geeignet war, daß er aber insofern nachteilig isst, als er #die zum Zündendes Brenners erforderliche Zeit verlängert. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es dagegen möglich, -die nachteilige Kühlung (der Wendel auszuschalten, ohne dabei die Strömungsgeschwindigkeit im Rückschlagrohr zu beschränken. Man ordnet zu Jiesem Zwecke nicht innerhalb des Rückschlagrohres, sondern hinter seinem Austrittsende ein Prellorgan, z. B. ein Gitter 37, zwischen Zündwendel und Auslaßende des Rückschlagrohres, vorzugsweise dicht an der Zündwendel, an. Wenn die Anlage mehr als ein Rückschlagrohr enthält, wie das in Vorrichtungen mit zwei oder vier Brennern der Fall ist, kann :das Gitter 37 aus einem Streifen aus Drahtnetz bestehen, dessen Endteile um beide Seiten -der Zündspule herumgebogen sind. Wie man aus Fig. 4 erkennt, sind diese Endteile so angeordnet, (daß sie nur einen Teil,der Wendel seitlich bedecken. Es zeigt sich, daß durch diese Anordnung diie Zündung schneller erfolgt; als wenn (das Gitter sich über die gesamte sedtItiche Ausdehnung der Wendel erstrecken würde. Ebenso erreicht man durch Anordnung eines Gitters oder einer durchlochten Platte vor !der Zündspule eine schnellere Zündung als mittels einer festen Platte.
  • In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform eines Prallorgans dargestellt. Mit 40 ist e(in geschlitztes Rückschla:grohr bezeichnet, an (dessen Ende das Organ angeordnet ist. Es besteht aus einer gekrümmten Platte 41 mit (den Seitenwänden 42 zur Befestigung auf dem Gasauslaßende d es Rückschlagrohres. Die gekrümmte Platte 41 erstreckt sich nach unten (bis hinter das Ende des Rück schlagrohres und ist von (diesem räumlich abgesetzt, wodurch ein Durchlaß 43 zum Zuströmen, von weiterer Sekunrdiärrluft entsteht. Das durch das Rückschlagrohr 40 strömende Gas wird ,durch die Platte 41 nach oben abgelenkt und saugt damit Luft aus .dem D.urchlaß 43 an. Das Gas-Luft-Gemisch strömt (dann weiter aufwärts un.d durch d (ie obere Öffnung 44 -des Prallorgan.s. Diese Öffnung 44 hat zumindest .dien gleich großen O.uerschnitt wie das Rückschlagrohr, so daß in dem Rohr oder an seinem Ende keine Stauung eintritt, welche die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffes aus (dem Rückschlagrohr verzögern könnte.
  • Die Rückschlagrohre 4o werden an ihren Auslaßenden von einem gekrümmten Prellaufsatz 45 gehalten, dessen obere Öffnung 46 in seinem Mittelteil angeordnet ist. Die Zündspule, 47 li(e:gt quer über der Öffnung 46 und -,wird von einer Muffe 48 aus dielektrischem Material gehaltert, welche auf die Öffnung 46 paßt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist (die Muffe 48 in Eig. 5 in einer etwas erhöhten Position gezeichnet. Tatsächlich paßt sie dicht auf die Öffnung 46. Um die Zündspule vor Verunreinigungen zu schützen, kann auf der Muffe 50 eine Deckplatte angeordnet sein und von den Füßchen 51 getragen werden. Der Prellaufsatz 45 lenkt das Gas-Luft-Gemisch nach oben durch Öffnung 46 ab, wo d er Brennstoff durch (die Wendel 47 gezündet wird und zudem mit dem Rückschlagrohr verbundenen Brenner zurückströmt. Auf diese Weise lenken der Prellaufsatz 45 und die gekrümmten Ablenkplatten 41 (das Brennstoffgemisch von seinem bisherigen Wege ab, so (daß es nicht (direkt auf die Zündwendel aufströmt und diese abkühlen kann. Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung erreicht eine beträchtliche Durchwirbelung von Brennstoff und Luft um die Zündwendel herum, da das Gas auf seinem Wege nach oben durch (die Öffnung 46 eine beträchtliche Luftmenge aus (dem Zwischenraum zwischen dem Prallorgan und den verschiedenen Rückschlagrohren ansaugt.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Katalytischer Rückschlag-Gasanzünder mit einer Rückschlagleiturng, deren Gaseinlaßend e so am Brenner angebracht ,ist, daß aus diesem Gas einströmt, und deren Gasauslaßende mit einem Gehäuse verbunden ist, dessen Ende offen, dessen Querschnitt größer als -der der Rückschlagleitung und in (dem ein Zündelement angeordnet ist, das über zwei voneinander getrennte, isoliert in das Gehäuse eingeführte Stromleitungen an einer Stromquelle liegt, ,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mit seiner Längsachse im wesentlichen rechtwinklig zur Strömungsrichtung (des Gases angeordneten Zündelement und (dem Gasauslaßendeder Rückschlagleitung ein Prallorg-an vorgesehen ist, derart, idaß zumindest ein Teil des Zündelementes nicht direkt dem Aufprall des Gases aus ,der Rückschlagleitung ausgesetzt ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (daß die Rücksehla gleitung im wesentlichen :horizontal angeordnet und an ihrer Unterseite mit einem Längsschlitz versehen ist, -daß ferner oder Querschnittdes Gehäuses größer als der Außenquerschnitt :der Rückschl.agleitung ist, derart, @daß zwischen Leitung und Gehäusewandung ein Zwischenraum liegt, und @daß schließlich das Prallorgan am Gehäuse gehaltert ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2,. dadurch gekennzeichnet, daß seich der Längsschlitz über die gesamte Länge der Leitung erstreckt und am Gasauslaßende derselben breiter ist als am Gaseinlaßende. q..
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, (dadurch gekennzeichnet, -daß das Zündelement in Form einer Doppelwendel ausgebildet- ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, (daß ,die rohrförmig ausgebildete Rücksrhlagleitung konzentrisch an das ebenfalls rohrförmig ausgebildete Gehäuse geführt ist, dessen Bodenteil offen und dessen eine Seitenwand zwecks Durchführung des Stromes isoliert ausgeführt ist, während das Zündelement waagerecht angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Prallorgan ein Gitter (dient.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, @daß das Zündelement als Doppelwendel ausgebildet ist und Idas Prallorgan (die Doppelwendel seitlich nur zum Teil bedeckt. B. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d aß am Gasauslaßende der Rückschlagleitung eine Decken- und eine Bodenöffnung sowie eine gekrümmte Platte vorgesehen ist, durch welche das. aus der Leitung strömende Gas nach oben abgelenkt und .durch die Deckenöffnung abgeleitet wird, daß- ferner ein Vertikalgehäuse; welches ebenfalls mit einer oberen: und unteren Öffnung ausgestattet ist, erhöht über der Rückschlagleitung angeordnet ist und (daß in diesem Gehäuse räumlich getrennt von der Deckenöffnung des Gasauslaßendes der Rückschlagleitung Prallfiächen vorgesehen sind, um .das Gas von der Deckenöffnung oder Rückschlagleitunig in die Bodenöffnung des Gehäuses zu lenken, während das katalytische Zündelement waagerecht indem oberen Teil des Gehäuses angeordnet ist. g. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rückschlaglei:tungen vorgesehen sind, aus denen das Gas gegen die Prallvorrichtung und in das Gehäuse strömt. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 487 753.
DEB17790A 1950-11-22 1951-11-21 Katalytischer Rueckschlag-Gasanzuender Expired DE928223C (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2487753A (en) * 1947-12-19 1949-11-08 Baker & Co Inc Fuel igniter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2487753A (en) * 1947-12-19 1949-11-08 Baker & Co Inc Fuel igniter

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