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Verfahren und Einrichtung zur Minderung der Welligkeit eines aus der
Glasschmelze kontinuierlich gezogenen Glasbandes Bei der Herstellung von Tafelglas
nach dem Ziehverfahren treten, gleichgültig, nach welchem Verfahren gearbeitet wird,
Mängel in der optischen Beschaffenheit des Glases auf, die durch Mängel in der Ebenflächigkeit
der beiden Oberflächen verursacht sind. Vorzugsweise treten diese Fehler als in
der Ziehrichtung des Glasbandes verlaufende Wellen auf. Diese in ihrer Gesamtheit
als »Optik« bezeichneten Ziehwellen bedingen eine Qualitätsminderung des gezogenen
Tafelglases, da bei schräger Durchsicht durch das Glas oder bei schräger Reflexion
optische Verzerrungen durch sie hervorgerufen werden. Die optis,cihen Fehler des
kontinuierlich aus einer Schmelze gezogenen Glasbandes können sehr verschiedene
Ursachen haben. Die Fehler können mit Eigenschaften der an den Ziehherd gelangenden
Glasschmelze zusammenhängen. Wenn die Schmelze thermisch oder chemisch nicht homogen
ist, so macht sich dies als mehr oder weniger starke Streifung des Glasbandes bemerkbar.
Diese durch Inhomogenitäten der Schmelze bedingten optischen Fehler können durch
Maßnahmen oberhalb des Glasspiegels während oder nach dem Formgebungsprozeß nur
noch unwesentlich beeinflußt werden.
Eine zweite Gruppe von optischen
Fehlern .hängt mit dem Ziehvorgang unmittelbar zusammen und tritt auch bei völlig
homogenem Glas auf. Gegenstand vorliegender Erfindung ist die Beseitigung bzw. wesentliche
Verminderung und Abschwächung dieser durch Einflüsse oberhalb des Glasspiegels auftretenden
Ziehwellen im Tafelglas.
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Die Bemühungen, diese Ziehwellen zu. vermindern, gehen sehr weit zurück.
Speziell beim Fourcault-Verfahren erkannte man schon bald nach seiner allgemeinen
technischen Einführung, daß ein Luftström, der durch die Schaulöcher an den Schmalseiten
in die Ziehkammer eintritt und quer zu dem aufsteigenden Glasband gerichtet ist,
die Ziehwellen günstig beeinflussen kann, indem dieser Luftstrom eine Querstruktur
entstehen läßt. Im besonderen Fall beidseitig ziemlich gleichweit geöffneter Schaufenster
ergibt sich die sogenannte »Tannenbaumstruktur«, bei der die Ziehwellen verwaschen
erscheinen.
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Unter Ausnutzung der Erkenntnis der Beeinflußbarkeit der Ziehwellen
durch OOuerluftströme hat man weiterhin vorgeschlagen, innerhalb der Ziehkammer,
vorzugsweise bereits nahe der Zwiebel, ein gasförmiges Mittel in Berührung mit der
Glasoberfläche in einen von der einen Kante zur anderen Kante quer über die Glasbandbreite
und parallel zur Glasoberfläche verlaufenden Umlauf zu versetzen; wobei es als besonders
vorteilhaft angesehen wurde, die das Glasband umkreisende Hülle des gasförmigen
Mittels durch zwei einander hinsichtlich des Glasbandes schräg gegenüberliegende,
seitlich. zum Glasband angeordnete und parallel zu den Glasoberflächen wirkende
Blaseinrichtungen in der Ziehkammer bzw. im unteren Raum des Kühlschachtes zu erzeugen.
Zur Bildung des kreisenden Querluftstromes wurde dabei Frischluft bzw. ein Gemisch
aus Frischluft und Kammer- oder Ofengasen verwendet.
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Der nach diesem Vorschlag erzeugte Kreisumlauf des Querluftstromes
um das Glasband herum verursacht auf den gegenüberliegenden Seiten des aufsteigenden
Glasbandes stark voneinander abweichende Temperaturverhältnisse und demzufolge verschiedene
Spannungszustände in der Glastafel und es werden außerdem Fehlstellen durch diese
Art des Kreisumlaufes hervorgerufen.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde vorgeschlagen, wiederum vorzugsweise
nächst der Erzeugungsstelle ein Gas auf beiden Seiten des Glasbandes quer über die
ganze Glasbandbreite im Gleichstrom in Bewegung zu setzen. Auch hierbei wurde zur
Erzeugung des Querluftstrorries Frischluft bzw. ein Gemisch von Frischluft und Kammer-oder
Ofengasen benutzt.
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In Fortbildung- des zuletzt genannten Verfahrens wurde weiterhin vorgeschlagen,
atmosphärische Luft bzw. ein zweckmäßig auf rgo° vorgewärmtes Gas durch eine Seitenwand
der Ziehkammer beiderseits des Glasbandes nahe der Erzeugungsstelle der Glastafel
eintreten zu lassen und auf der gegenüberliegenden Seite abzusaugen. ,Während der
Durchströmung der Ziehkammer soll sich dabei das vorgewärmte Gas auf etwa 28o° erwärmen.
Durch sich über die ganze Länge der Ziehkammer erstreckende Blecheinbauten soll
verhindert werden, daß vagabundierende Luftströme auf den quergerichteten Luftstrom
treffen und es soll dafür gesorgt werden, daß die nach oben steigende Luft von der
aufsteigenden Glastafel abgehalten wird.
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Zunächst ist festzustellen, daß die Anordnung von sich über die ganze
Länge der Ziehkammer erstreckenden Blecheinbauten, die sich infolge der in der Ziehkammer
herrschenden hohen Temperaturen leicht verziehen und zundern, unzweckmäßig ist.
Verzichtet man aber auf die Anordnung der vorgeschlagenen Blecheinbauten, dann ergibt
sich bei Anwendung von die Glastafel umkreisenden, aus Frischluft oder mäßig vorgewärmten
Gasen bestehenden Querluftströmen, gleichgültig ob diese im Gegenstrom oder im Gleichstrom
zu beiden Seiten der Glastafel nahe der Erzeugungsstelle geführt werden, keine zufriedenstellende
Optikverbesserung.
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Es ist zur Verminderung der Ziehwellen im Bereich der sogenarinten
Wellenbildungszone, die beispielsweise beim Fourcault-Verfahren etwas oberhalb der
Zwiebel beginnt und bis über den oberen Rand der Kühlflaschen hinausreicht, weiterhin
bekannt, die Abkühlung des Glasbandes durch Abstrahlung besonders der äußeren Schichten
gegen die Kühler durch besondere regelbare, über die ganze Breite des Glasbandes
möglichst gleichmäßig wirkende Mittel zu verzögern oder rückgängig zu machen. Auch
hierbei lassen sich Verziehungen der sich über die ganze Länge der Ziehkammer erstreckenden
Einbauten nicht verhindern. Treten aber derartige Verziehungen ein, so entstehen
neue Fehlerquellen, die zur Bildung von Ziehwellen beitragen.
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Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, unter Vermeidung
jeglicher Einbauten, die sich über die ganze Länge der Ziehkammer erstrecken, mit
einfachsten Mitteln ein wirksames und zuverlässiges Optikverbesserungsverfahren
zu schaffen.
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Umfangreiche Versuche haben ergeben, daß beiderseits des .Glasbandes,
quer zur Ziehrichtung im Gleich- oder Gegenstrom geleitete Gasströme dann zu einer
zuverlässigen Optikverbesserung Verwendung finden können, wenn die in die Ziehkammer
zur Einleitung kommenden Gase auf über 25o°, zweckmäßig mindestens auf die mittlere
Gastemperatur in der Ziehkammer erhitzt werden. Dabei hängt @selbstverständlich
die Optikverbesserung auch von der Menge und der Geschwindigkeit der in die Ziehkammer
eingeleiteten hocherhitzten Gase ab. Menge und Geschwindigkeit der eingeführten
hocherhitzten Gase richten sich nach der' besonderen Bauart der Anlage und werden
bei der gleichen Maschine auch von der Glasstärke und dem Alter der Maschine beeinflußt.
Die optimalen Arbeitsbedingungen lassen sich aber rein empirisch schnell einregulieren.
Auch de optimale Temperatur der eingeleiteten Gase läßt sich ohne
weiteres
empirisch einstellen. Tritt eine schräge Struktur, eine sogenannte »Bullrigkeit«
auf, so braucht lediglich die Temperatur so weit gesteigert zu werden, bis diese
Bullrigkeit weitgehend verschwindet.
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Bei Fourcault-Maschinen haben sich bei einer bestimmten Glaszusammensetzung
und bei bestimmten Glasdicken Temperaturen der in die Ziehkammer eingeleiteten Gase
von etwa 4oo° besonders bewährt.
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Unter »Gas« wird in der Beschreibung und in den Ansprüchen ein Gas
beliebiger Zusammensetzung, beispielsweise hocherhitzte Luft, Ofen-oder Kammergase,
oder auch ein Gemisch von beiden, oder ein Gemisch von Luft und Verbrennungsgasen
von Flammen verstanden.
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Es wurde gefunden, daß die quer zur Ziehrichtung beiderseits des Glasbandes
im Gleich- oder Gegenstrom verlaufenden Gasströme nicht genau parallel zum Glasband
zu verlaufen brauchen; die Gasströme können vielmehr auch unter einem gewissen Winkel
zum Glasband und zwar sowohl in waagerechter als auch in senkrechter Richtung geführt
werden.
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Ein weiteres wesentliches Erfindungsmerkmal ist darin zu sehen, daß
die Gase bereits in wirbelnder Strömung in die Ziehkammer eingeleitet werden. Werden
die Gase in wirbelnder Strömung in die Ziehkammer eingeleitet, so läßt sich dadurch
die Temperatur in der Ziehkammer längs des Glasbandes besonders wirksam vergleichmäßigen
und es wird auch die vorhandene kalte, strähnige, durch Undichtigkeiten oder aus
dem Kühlschacht eingetretene Falschluft verdrängt oder mit den übrigen Gasen kräftig
durchmischt.
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Wesentlich ist weiterhin, daß die Zufuhr der eingeleiteten Gase so
erfolgt, daß sie im wesentlichen zwischen Kühlflaschen und Ziehkammerwand und oberhalb
der Kühlflaschen zwischen Glasband und Ziehkammerwand entlang strömen. Es hat sich
nämlich gezeigt, daß es keinesfalls ausreicht oder zweckmäßig ist, eine Strömung
quer zur Ziehrichtung des Glasbandes in möglichster Nähe der Erzeugungsstelle des
Glasbandes, d. h. etwa zwischen dem Glasband und den Kühlflaschen zu erzeugen, daß
es vielmehr notwendig ist, die Gasströme so zuzuführen, daß der gesamte Querschnitt
der Ziehkammer, also auch der Raum zwischen den Kühlflaschen und den Ziehkammerwandungen
von ihr beeinflußt wird und der wesentliche Teil der Gasströmung, vorzugsweise im
oberen Teil der Wellenbildungszone oberhalb des oberen Randes der Kühlflaschen auf
das Glasband trifft.
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Bei besonderen Breiten des Glasbandes kann es vorteilhaft sein, die
eingeleiteten Gase auf der der Eintrittsöffnung gegenüberliegenden Seite in an sich
bekannter Weise abzusaugen, um eine Durchströmung der Ziehkammer zwischen den beiden
Glasbandkanten sicherzustellen.
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Der gleiche Zweck läßt sich auch dadurch erreichen, daß die eingeleiteten
Gase auf der der Eintrittsöffnung gegenüberliegenden Seite in der Nähe der Glasbandkante
von einem senkrecht aufsteigenden, vom Glasband bis zweckmäßig zur Ziehkammerwand
reichenden, vorteilhaft erhitzten Gasstrom beeinflußt werden. Dieser senkrecht aufsteigende
Gasstrom kann durch Verbrennungsgase eines Flammenrohres oder auch durch aus einem
geschlitzten Rohr austretende Gase gebildet werden. Dieses Rohr kann waagerecht
oder auch senkrecht in der Nähe der Glasbandkante, im letzteren Falle mit einer
schräg nach oben gerichteten Flammenreihe angeordnet werden.
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Die zur Einleitung in die Ziehkammer kommenden Gase werden zweckmäßig
durch etwa in der Ebene der Schmalseiten der Ziehkammer oder innerhalb der Ziehkammer
zwischen ihren Schmalseiten und den Glasbandkanten angeordnete Wärmequellen auf
die erforderliche Temperatur erhitzt.
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Besonders zweckmäßig ist es, die Erhitzung der Gase durch den in die
Ziehkammer eintretenden Gasstrom umgebende Flammenkränze vorzunehmen. Diese Flammenkränze
wirken injektorartig auf den zugeführten Gasstrom und unterstützen den von der Ziehkammer
auf dem Gasstrom schon an sich ausgeübten Sog. Bei Erhitzung des Gasstromes durch
Flammenkränze wird gleichzeitig eine gewirbelte Strömung der Gase erzeugt.
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Vorteilhaft verlaufen die Flammen der Flammenkränze in Richtung auf
den Gasstrom unter einem Winkel und zwar vorzugsweise von 6o° geneigt. Läßt sich
die ausreichende Gasmenge mit einem Flammenkranz nicht erreichen, können auch zwei
oder mehrere Flammenkränze nebeneinander oder hintereinander angeordnet werden.
Zweckmäßig werden bei jedem Flammenkranz die gegeneinander geneigten Flammen so
angeordnet, daß sie auf Lücke stehen, weil dadurch eine noch bessere Durchwirbelung
und eine gleichmäßige Erhitzung des Gasstromes über den ganzen Querschnitt erzielt
wird.
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Die Temperatur der Wärmequellen sowie auch die Zufuhr der Gasmenge
werden zweckmäßig regelbar eingerichtet.
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In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des neuen Verfahrens geeignete
Einrichtung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt Fig. i eine nach dem Fourcault-Verfahren
arbeitende Ziehmaschine an sich bekannter Art im Schnitt nach Linie I-I der Fig.
2, Fig.2 die gleiche Maschine im Schnitt nach Linie II-II der Fig. i, Fig.3 eine
ebenfalls nach dem Fourcault-Verfahren arbeitende abgeänderte Ziehmaschine im Schnitt
nach Linie III-III der Fig. 4, Fig. 4 die gleiche Ziehmaschine im Schnitt nach Linie
IV-IV der Fig. 3, Fig. 5 eine aus Brennerrohren bestehende Wärmequelle in Vorderansicht,
Fig. 6 die gleiche Einrichtung im Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5.
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Bei den in Fig. i bis 4 dargestellten Ziehmaschinen, die nach dem
Fourcault-Verfahren arbeiten, ist i die in der Ziehkammer 2 befindliche Glasschmelze,
die durch den Schlitz 3 der
Düse 4 kontinuierlich nach oben in Gestalt
eines Glasbandes ausgehoben wird. Das in der Ziehkammer oberhalb der Düse 4 zur
Erstarrung kommende Glasband wird im Ziehschacht 5 von übereinander angeordneten
Walzenpaaren 6 erfaßt und -Zach oben transportiert. Oberhalb der Ziehdüse 4 sind
in bekannter Weise in gewisser Entfernung vom Glasband Kühlflaschen 7 angeordnet,
die sich mindestens über die Länge des Düsenschlitzes 3 der Düse 4 erstrecken. An
den Schmalseiten wird die Ziehkammer durch Vorstellbleche 8 abgeschlossen, die in
der Achse des Düsenschlitzes 3 oberhalb der Kühlflaschen 7 mit durch Glas zugestellten
Schaufenstern j versehen sind.
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Bei der Maschine nach Fig. i und 2 sind beiderseits der Längsachse
des Düsenschlitzes 3 diametral gegenüberliegend an den Vorsatzblechen 8 Wärmequellen
io in Gestalt von Flammenkränzen angeordnet, die beispielsweise durch die in Fig.
5 und 6 veranschaulichten Brennerrohre i i gebildet werden. - Diesen Brennerrohren
wird brennbares Gas durch die Zuleitung 12 zugeführt. Durch die Flammenkränze tritt
von außen durch entsprechende Durchbrüche der Vorsatzbleche 8 atmosphärische Luft
in die Ziehkammer ein. Das Einströmen der Luft wird dabei in an sich bekannter Weise
durch den in der Ziehkammer herrschenden Unterdruck bewirkt.
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Zweckmäßig werden die Brenneröffnungen 13 in den Brennerrohren
ix derart ausgebildet und angeordnet, daß die gebildeten Flammenkränze 14 in Richtung
des Gasstromes unter einem Winkel von vorzugsweise 6o° geneigt sind. Durch diese
Ausbildung der Flammenkränze wird eine injektorartige Wirkung auf den eintretenden
Luftstrom ausgeübt, der die Sogwirkung der Ziehkammer unterstützt. . .
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Selbstverständlich können an Stelle der Brennerrohre i i auch andere
Wärmequellen, beispielsweise elektrische Heizvorrichtungen, treten. Die Formgebung
der von Brennerrohren umschlossenen Öffnung in den Vorsatzblechen 8 kann selbstverständlich
den jeweils vorliegenden Verhältnissen angepaßt werden.
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Läßt sich die ausreichende Gasmenge mit einem Flammenkranz nicht erreichen,
können auch zwei oder mehrere Flanirrienkränze nebeneinander oder hintereinander
angeordnet werden.
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Die Wärmequellen io werden so bemessen, daß die in die Ziehkammer
zur Einleitung kommenden Gase auf über 25o°, zweckmäßig mindestens auf die mittlere
Gastemperatur in der Ziehkammer erhitzt werden.
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Wird die Wärmequelle als Flammenkreuz -ausgebildet, so verursacht
der Flammenkranz, diaß die Gase -in wirbelnder Strömung in die Ziehkammer eingeleitet
werden. Bei Verwendung anderer Wärmequellen kann die Wirbelurig der Gase auch durch
in die Austrittsöffnungen der Rohrleitungen eingebaute Vorrichtungen bewirkt werden.
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Die Zufuhr der eingeleiteten hoch erhitzten Gase erfolgt zweckmäßig
durch 'Einbau der Wärmequellen io in den Vorsatzblechen 8 in Höhe der Schaüfenster
9, und zwar derart, daß sie im wesentlichen zwischen den Kühlflaschen 7 und den
Ziehkammerwänden und oberhalb der Kühlflaschen 7 zwischen Glasband und Kammerwänden
entlangströmen. Die Einführung der hocherhitzten Gase in die Ziehkammer erfolgt
mit solchen Geschwindigkeiten und in solchen Mengen, daß möglichst der ganze Querschnitt
der Ziehkammer zumindest in der Länge des Düsenschlitzes 3 durchströmt wird.
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An Stelle des in Fig. i und 2 dargestellten Gegenstromprinzips kann
auch ein Gleichstromprinzip durch Anordnung beider Wärmequellen io seitlich des
Schaufensters 9 in dem gleichen Vorsatzblech 8 Anwendung finden.
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Bei der Maschine nach Fig. 3 unrd 4 sind die Wärmequellen io innerhalb
der Ziehkammer zwischen den Glasbandkanten und den Vorsatzblechen 8 angeordnet.
In diesem Falle wird der Gasstrom den Wärmequellen io durch Leitungen 15, die sich
durch die Vorsatzbleche 8 erstrecken, zugeleitet. Im übrigen entspricht die Ausbildung
der Maschine nach Fig. 3 und 4 der Maschine nach Fig. i und 2.
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Wie aus der oberen Hälfte der Fig. 4 ersichtlich, ist auf der der
Eintrittsöffnung der 'hoch erhitzten Gase in der Ziehkammer gegenüberliegenden Seite
eine Absaugöffnung 16 angeordnet, die die Gase nach Durchströmen der Ziehkammer
durch die mit einem nicht eingezeichneten Exhauster versehene Leitung 17 nach außen
abzieht. Die Anordnung einer solchen Absaugleitung empfiehlt sich im besonderen
bei großen Glasbandbreiten, um sicherzustellen, daß die hoch erhitzte, quer zur
Ziehrichtung des Glasbandes strömende Luft über die ganze Glasbandbreite mit Sicherheit
entlanggeführt wird.
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An Stelle der Absaugleitung 17 kann auch, wie in der unteren
Hälfte von Fig. 4 dargestellt, in der Nähe der der Wärmequelle io entfernt liegenden
Glasbandkante ein sich von dieser Kante bis zweckmäßig an die Ziehkammerwand erstreckendes
Rohr 18 mit senkrecht nach oben ausströmenden, vorteilhaft erhitzten Gasen, angeordnet
sein. Dieser senkrecht nach oben ziehende- Gasstrom verstärkt den Sog auf die quer
zur Ziehrichtung des Glasbandes strömenden hocherhitzten Gase und bewirkt, daß diese
ebenfalls über die ganze Glasbandbreite entlang strömen. Der senkrecht aufsteigende
Glasstrom kann durch Verbrennungsgase eines Flammenröhres -öder auch durch aus einem
geschlitzten Rohr austretende Gase gebildet werden.
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An Stelle des waagerecht liegenden Rohres i8 zur Erzeugung eines senkrechten
Gasstromes kann auch in der Nähe der Gläsbandkante ein senkrechtes Rohr mit einer
schräg "nach oben gerichteten Flammenreihe angeordnet werden. Auf diese Weise kann
ein unerwünschtes Umströmen der Gla'sbandkänte durch die hocherhitzten Gase verhindert
werden.
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Auch bei der Einrichtung nach Fig. 3 und 4 können die Wärmequellen
aus Flammenkränzen bestehen, die -dui#ch eine Vorrichtung gemäß Fig.5 und. 6 erzeugt
werden.